Ulusal Taşkın Sempozyumu’nun Ardından – 2

Yorum

Orman ve Su İşleri Bakanlığı Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü’nün Rize’de, 23-25 Kasım 2016 tarihlerinde tertiplediği “4. Ulusal Taşkın Sempozyumu”nun açılış oturumuna panelist olarak katıldım. Bu panelde ve genelde tüm sempozyumda daha çok karların  erimesi  ve yağmur şeklindeki yağışlarla birleşmesi neticesinde oluşan taşkınlar, yarattığı sorunlar ve alınabilecek önlemler üzerinde duruldu.  Benim  panel  konuşmamda üzerinde durduğum “Şehir Kanalizasyon Taşkınları”na yönelik sunulan tebliğ sayısı ise azdı.

Bu ikinci yorum yazımda, baştan sonuna kadar takip ettiğim sempozyumda edindiğim bazı bilgileri, kendi konuşmamla da zenginleştireceğim ve “Şehirlerde Ayrık Kanalizasyon Sistemi Taşkınları” üzerinde duracağım.

Giriş

Ülkemizde “Taşkınlar” denilince, şiddetli yağmurlarda mevcut akarsu kesitlerinin bu şiddetli yağmurların debisini taşıyamamasından dolayı yatağını terk ederek etrafa yayılması akla gelmektedir. Diğer bir taşkın türü ise şehirlerde ve şehir kanalizasyon sistemlerinde meydana gelen taşkınlardır.

Yerleşim bölgelerinde, yağmur suyu veya birleşik sistem kanalizasyon şebekelerinin  tasarımıyla  bu sistemler üzerindeki  pompa  istasyonlarının, su tutma haznelerinin ve yan (dolu) savaklarının en uygun tasarımı, kentsel altyapı planlanmasında oldukça önemli bir yer tutmakta olup, bu altyapı tesislerinin korunması, yerleşim birimlerinin taşkından korunmasına önemli ölçüde katkı sağlar (Yüksek ve arkd., 2016).

Ülkemizde inşa edilen kanalizasyon sistemleri İller Bankası’nın da önerdiği gibi genelde birleşik sistem değil, ayrık sistem olarak inşa edilmektedir. Belediyeler öncelikle atıksu kanallarını inşa edip yağmur suyu kanallarının inşasını daha sonraya bırakmaktadır. Yağmur suyu şebekeleri olmayan yerleşimlerde yağmur suyu şebekelerinin inşa edilmemesi nedeniyle şehir taşkınları oluşmaktadır. Yağmur suyu şebekelerinin  inşa  edilmesi  durumunda  da şehir taşkınlarına rastlanmaktadır. Bunun nedeni, yağmur suyu şebekelerinin boyutlandırılmasında esas alınan  tekerrür (yinelenme)  sayısının ekonomik nedenlerle çok yüksek seçilememesidir. Bu nedenle şiddetli yağmurlarda  yağmur suyu  kanalının en kesiti gelen debiyi  taşıyamadığından, şehir kanalizasyon sistemlerinde taşkınlar meydana gelmektedir. Şehir kanallarındaki  taşkınlarla ilgili bilimsel çalışmaların yanında belediyeler tarafından  önleyici uygulama  çalışmaları da yürütülmektedir.

Belediyelerin Yağmur Suyu Kanalizasyon Sistemi ile İlgili Sorumlukları

Bugün şehirlerimizin birçoğunda yağmur suyu şebekesi bulunmamaktadır. Son yıllarda şehirlerde meydana gelen yağmur suyu taşkınları nedeniyle daha önceki bir yorum yazımda da anlattığım gibi, Antalya ve Çorum gibi birçok şehirde bu sorunları çözmek için yağmur suyu kanalları inşa edilmektedir.

5393 sayılı Belediye Kanununa göre idare edilen belediyeler, hem pis su kanallarını hem de yağmur suyu kanallarını inşa etmekle sorumludurlar. Nüfusları az olan bu belediyelerin birçoğunda yağmur suyu kanalları inşa edilmemiştir.

Diğer taraftan 6360 sayılı Büyükşehir Belediye Kanununa göre yönetilen 30 büyükşehrimizde kentsel altyapı tesislerinin idaresinde İSKİ Kanunu esas alınmaktadır.  Büyükşehir belediyeleri hudutlarında yağmur sularının uzaklaştırılması 2560 sayılı 20/11/1981 günlü İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü Kuruluş ve Görevleri Hakkında Kanunun 25. maddesine göre sağlanmaktadır. Bu madde, “Yağmur sularının uzaklaştırılması ile ilgili tesislerin yapılması veya bu tip tesislerin işletilmesi için gerekli harcamalar ilgili belediyelerce karşılanmak şartıyla İSKİ tarafından yerine getirilir” şeklindedir.

Bilindiği gibi tüm büyükşehir belediyeleri su ve kanal idareleri İSKİ Kanunu’na   göre  idare  edilmektedir. Bu kanuna göre ilçe belediyeleri kendi yağmur suyu kanallarını inşa etmek sorumluluğundadır. İsterlerse  gerekli ödemeyi yaparak ilçeler bu sorumluluklarını İSKİ kanunu ile idare edilen büyükşehir belediyelerine devredebilmektedirler.  Bugün  büyükşehir  belediyelerinin  birçoğunda  ilçe belediyeleri yağmur suyu kanalizasyonları  inşa etmemekte veya İSKİ kanunu ile idare edilen büyükşehir belediyeleri tarafından yapılan harcamaları karşılamadıklarından  büyük  sorunlar  yaşanmakta ve genellikle yağmur suyu şebekeleri inşa edilmemektedir. İSKİ kanunu ile idare edilen büyükşehir belediyelerinin sorumluluğunda olan ana caddelerin yağmur suyu şebekelerini inşa etmektedir. Anlatılan nedenlerle büyükşehirlerde yağmur suyunun uzaklaştırılmasında büyük sorunlar yaşanmaktadır.

Şehirlerde Yağmur Suyu Kanalizasyon taşkınları

Şekil 1’de görüldüğü gibi şiddetli yağmurlarda  yağmur  suyu  kanalının en kesiti, gelen debiyi taşıyamadığından şehir kanalizasyon sistemlerinde taşkın meydana gelmektedir.

  Şekil 1. Taşkın ve Kentsel Sistem (Butler ve Davies, 2004)

Şehirlerde yağmur suyu ağızlarının ve bacalarının taşmaması için Şekil 2’de görüldüğü gibi yağmur suyu kanalları kısa sürede en yakındaki bir yüzeysel suya deşarj edilmelidir. Şehrin ekonomik imkânları müsaitse yüzeysel suları kirletmemek için yağmur suyu haznesi inşa edilmelidir. Bilindiği gibi yağmurun ilk 15 dakikasında  sokaklarda oluşan  yağmur suyu evsel pis sular kadar kirlidir. Yağmur suyu kanallarının sık sık yüzeysel sulara bağlanması sorun yaratan taşmaları engelleyecektir.

Şekil 2. Ayrık kanalizasyon sistemi (Samsunlu, 2016)

Yağmur Suyu Kanalizasyon Sistemi Boyutlandırılması

Ayrık  sistem  yağmur  suyu  kanal şebekesinin  boyutlandırılmasında en önemli etken, hesaba esas teşkil edecek yağmur süresi, yağmur şiddeti, tekerrür sayısı, akış süresi ve akış katsayının belirlenmesidir. Boyutlandırılması yapı- lan yerleşim bölgelerine düşen yağmurların süresi, şiddetine ait bağıntılar meteorolojik ölçüm sonuçlarına göre belirlenir. Bu bağıntılar Türkiye’nin 242 plüviyograflı meteoroloji istasyonunda elde edilen ölçümlerle belirlenmektedir. Şekil 3’te bir yerleşim yeri için meteorolojik ölçümler dikkate alınarak hazırlanmış yağış, şiddet, süre, tekerrür eğrileri verilmiştir. Yağış şiddeti ile süre arasındaki ilişki genellikle yağış şiddetinin frekans (F) veya tekerrür süresi (T=!/F) değişimini gösteren eğrilerden elde edilmektedir. Bu eğriler genellikle ampirik ve/veya istatiksel yaklaşımlardan elde edilir.

Şekil 3. Yağış-Şiddet-Süre-Tekerrür Eğrileri (Samsunlu, 2012)

Hesap  yağmurunun  belirlenmesi ve kanal geçkisinin (güzergah) tespiti, projeyi yapan mühendisin kararına bağlı bir mühendislik yeteneğidir.

Yağmur şiddetinin (I) tespiti için uzun süreli rasatlar (10-20 sene) yapılır. Bu ölçümler değerlendirilerek  yağmurun şiddeti belirlenir. Yağmur suyu kanallarının boyutlandırılmasında, kısa süre devam eden şiddeti fazla olan yağışlar dikkate alınır. Projelendirmede önemli olan akış (yağış) süreleri arazinin eğimine bağlı olarak belirlenen 5, 10, 15 dakika olanlarıdır. Tekerrür sayısının seçimi, kanalizasyon boyutlandırılmasında önemli bir rol oynar. Ülkemizde İller Bankası talimatnamesine göre;

Nüfusu 100.000’den büyük olan yerlerde tekerrür aralığı:

Önemli bölgelerde: 10-50 yıl

Diğer yerlerde: 5-10 yıl

Nüfusu 100.000’den az olan yerlerde tekerrür aralığı:

Önemli bölgelerde: 5-25 yıl Diğer yerlerde: 2-5 yıl olarak seçilmektedir.

Akış katsayısı ise genellikle 0,3-0,8 arasında seçilir.

Yağmur suyu şebekelerinin hesabında İller Bankası, tasarım metodu olarak rasyonel metodun kullanılmasını istemektedir. Bu metot, kanallarda meydana gelen gecikmeyi de dikkate almaktadır.  Drenaj  alanının  büyüklüğüne göre Mockus, Sentetik Metot ve SCS Metodu kullanılmaktadır.

Meteoroloji Genel Müdürlüğünce hazırlanan yağış, şiddet, süre eğrilerinden (Şekil 3) yararlanarak aşağıda verilen projesi yapılan kentin şiddet-süre-tekerrür bağıntısı, Şekil 4’te görülen grafik haline getirilmesi, hesaplamada bir kolaylık sağlamaktadır.  Grafik çizimi için t=5’ten 30 dakikaya kadar 5’er dakika ara ile değiştirilerek yağmur şiddeti bulunur. Gerçek projelendirmede a, b, c, d katsayıları meteoroloji rasatlarından alınan belirli tekerrür süreli sağanakların  yağış  süreleri  ve  yağış şiddetleri yardımıyla hesaplanır.

Şekil 4. Şiddet-Akış Süresi-Tekerrür Eğrisi (Samsunlu, 2012)

I= ((T^d . a)/(b+t)^c) . 166,7

I = Yağış şiddeti (lt/sn/ha)

T= Hesap yağmurunun tekerrür aralığı (yıl)

t = Akış ve giriş sürelerinin toplamı (dakika)

a, b, c, d bölgeye bağlı sabitlerdir.

Boyutlandırmada alınması tavsiye edilen tekerrür aralığı, yağmur suyu kanal  boyutlarının  büyük  çıkması  ve dolayısıyla inşasının pahalı olması nedeniyle küçük seçilmektedir. Bu nedenle yağmur suyu kanallarının boyutlandırılmasında tekerrür  aralığı 2 ile 5 yıl arasında alınmaktadır. Akış süresi eğime bağlı olarak alınmaktadır. Yağmursuyu toplayıcılarının planlanmasında daha çok 2 yılda bir görülen ve 15 dakika süren yağışın şiddeti dikkate alınır.

Ancak bu istatistiksel anlamda 2 yılda bir planlanan hatların kapasitesinin üzerinde bir yağış şiddeti ile karşılaşılması, yani taşkın görülmesi demektir. Mümkün olan en büyük tekerrürde planlama yapılması, taşkınların az görülmesi için yararlı olmasına rağmen fayda/maliyet analizleri de dikkate alındığında,  yağmursuyu toplayıcılarının 5 yılda bir görülen ve 15 dakika süren yağış şiddetine göre planlanması uygun olarak değerlendirilebilir  (Ardıçlıoğlu, 2014).

Seçilen tekerrür aralığından daha büyük tekerrür aralığı olan yağmurlar geldiğinde yağmur suyu kanallarında taşkın (yığılma) meydana gelmektedir. Bunun sonucunda evlerin bodrum katlarında ve sokaklardaki yağmur suyu bacaları ile ağızlıklarında taşmalara rastlanmaktadır.

Şekil 5. Bacadan yağmur suyu taşkını

Evlerdeki taşmaları engellemek için yağmur sularının sokak kanallarına bağlandığı kısmına Şekil 6’da görüldüğü gibi klapeli vana konulmalıdır.

Şekil 6. Yağmur suyu kanalında klapeli vana uygulaması (Butler ve Davies, 2004)

Sonuç

Kentsel altyapının önemli bir parçası olan yağmur  suyu kanallarının  olmaması,  geç  inşa  edilmesi  veya  yeterli çapta boyutlandırılmaması, şehirlerde kanalizasyon sistemlerinin taşmasına neden olur. Bu durum, şehirlerde yaşam kalitesinin düşük olmasının sebeplerinden birisidir.

Yağmur  suyu  kanallarının  boyulandırılmasında  esas   olacak   yağış şiddetinin seçiminde tekerrür süresi büyüdükçe proje maliyeti arttığından, önlenecek zarar ile yapılacak yatırımın maliyetini kapsayan bir fayda-maliyet analizi yapılarak karar verilmelidir. Tekerrür süresinin büyük seçilmesi, tesis maliyetinin gereksiz yere büyümesine veya gereğinden küçük seçilmesi, kanalizasyon taşkınlarının sık yaşanmasına neden olmaktadır. Şehirlerde yağmur suyu şebekelerinin planlanması, tasarımı ve inşası düzgün yapılmadığı takdirde evlerde ve caddelerde meydana gelen taşkınlar kentsel altyapının önemli parçaları olan pompa istasyonlarının ve arıtma tesislerin de olumsuz etkilenmesine neden olur.

Kaynaklar

– David BUTLER,  John W. DAVIES, “Urban Drainage, Spon Press, London-New York, 2004.

– Mehmet ARDIÇLIOĞLU , “Kanalizasyon Sistemleri” Ders Notu, Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat

Mühendisliği Bölümü, Kayseri, 2014

–    Ömer, YÜKSEK, Tuğçe, ANILAN., Hülya, BOĞUŞLU ÖZTÜRK., Emrah, ÖRGÜN, “Şehir Taşkınlarının Yağış

Şiddeti- Süre-Tekerrür Analizi: Rize İli için Bir Uygulama”, 4. Ulusal Taşkın Sempozyumu, DSİ Yayını, 23-25 Kasım 2016.

–    Ahmet SAMSUNLU, “Birleşik Sistem Kanalizasyonlarda  Dolu Savaklar”, Su ve Çevre Teknoloji Dergisi Nisan sayısı, İstanbul, 2016.

–    Ahmet SAMSUNLU, “Su Getirme ve Kanalizasyon Yapılarının Projelendirilmesi”,  Birsen Yayınevi, İstanbul, 2012.