SAKARYA NEHRNDE BARAJLARIN MANSAP ETKSNN ARATIRILMASI 

ZET 
Barajlarn inaalarndan sonra, nehrin akm ve kat madde tanm karakteristikleri nemli lde deiir. Nehirdeki akm ve kat madde tanmndaki bu deiimler nehrin mansap kesiminde oyulmalara neden olur. Bu almada Orta Sakarya Havzasnda Gkekaya barajnn yaplmasndan sonra Aa Sakarya Nehrinde meydana gelen hidrolojik, hidrolik ve morfolojik deiimler aratrlmtr. Barajn inasndan nce ve sonraki durumlar iin nehirdeki akmlarn ve ask maddesi miktarnn deiimi incelenmitir. AaSakarya Nehri zerindeki Doanay ve Botba istasyonlarna ait deerler kullanlarak baraj ncesi ve sonras akm deiimleri grafikler halinde gsterilmitir. Yine her iki istasyona ait maksimum anlk takn akmlar kullanlarak gelmesi muhtemel taknlardaki deiimler bulunmutur. Nehirde takn pik debileri derken, nehir rejiminin dzenlendii grlmtr. llen ask maddesi miktar kullanlarak baraj ncesi ve sonras iin sediment anahtar erileri elde edilerek birbirileriyle karlatrlmtr. Gkekaya barajnn yaplmasyla beraber kat madde tanma miktarnn % 40-65 orannda azald gzlemlenmitir. 1965 ve 2003 yllarnda yaplan nehir en kesiti lmleri karlatrldnda, nehir yatanda  genileme ve 7 mye kadar oyulma olduu belirlenmitir. 

1. GR(INTRODUCTION) bir baka deyile nehrin konumu ve kesitlerinde 
deiimler meydana gelir. Bu deiimler doal olarak Baz hidrolik faktrlerin deimesi sonucunda, veya insani etkilerle; ani, yava ve uzun vadede alvyal nehirlerin tabannda ve yan evlerinde veya olabilir. Nehrin herhangi bir noktasnda yaplan yersel 
S. Ik vd. 
bir mdahale o noktann hem memba hem de mansabnda etkiler meydana getirecektir [1,2]. 
Barajlarn yapmndan sonra, nehrin mansabndaki kesimde morfolojik, hidrolojik ve kat madde tanm miktar zelliklerinde baz deiimlere neden olduu bilinmektedir. Bundan dolay herhangi bir su kaynaklarplanlama ve gelitirme projesi veya nehir slah ve dzenleme projelerinin uygulamasesnasnda; blgenin iklim artlar, jeolojik etkenler (zemin, toprak snf gibi), hidrolojik etkenler, geometrik karakteristikler, hidrolik karakteristikler, ekolojik ve biyolojik yap, politik ve ekonomik kstlar gibi faktrlerin olas etkilerinin anlalp iyice deerlendirilmesi gerekir [1,3]. 
Barajlardan sonra nehirdeki debinin pik deerleri der, minimum deerleri artar ve bylece nehrin rejimi dzenlenir. Bunun yannda, barajlar gelen katmaddeyi tutarlar ve mansaba temiz su brakrlar. Bylece kat madde tama kapasitesi artan nehir, yakn ve uzak mansaptaki nehir yatanda oyulmalara neden olur. Baka bir deile, gelen kat madde rezervuarda tutulmakta ve baraj mansabna ulaamamakta ve bylece mansap kesiminde tanan kat madde gelen katmaddeden byk (Qst>Qsg) olduu iin nehir mansabnda oyulmalar meydana gelmektedir [4-6]. 
Aa Sakarya Nehrinin son 50 ylda morfolojik, hidrolojik ve hidrolik karakteristiklerinde deiimler meydana gelmitir. Bunlarn nedenleri; havzada yaplan barajlar, reglatrler, seddeler ve kum almgibi faaliyetlerdir [8]. 
Sakarya Nehri zerinde Saryar, Gkekaya ve Yenice Barajlar srasyla 1956, 1972 ve 1999 yllarnda iletmeye almlardr. Yenice Baraj dier ikisine gre iletmeye daha yeni aldndan ve Saryar Baraj da Gkekaya barajnn membanda kaldndan, bu alma sonular arlkl olarak Gkekaya barajnn mansap etkilerini yanstmaktadr. 
Bu almann amac, Gkekaya Barajnn AaSakarya Nehrinde meydana getirdii mansap etkilerini veya morfolojik, hidrolojik ve hidrolik deiimleri aratrmaktr. Barajn inasndan nce ve sonraki durumlar iin ask maddesi miktar ve nehirdeki akmlarn deiimi ayr ayr incelenmitir. Aa Sakarya Nehri zerindeki Doanay ve BotbaAkm Gzlem stasyonlarndaki (AG) deerler kullanlarak baraj ncesi ve sonras akm deiimleri 
Sakarya Nehrinde Barajlarn Mansap Etkisinin Aratrlmas
grafikler halinde gsterilmitir. Yine her iki istasyona ait maksimum anlk takn akmlar kullanlarak Gumbel yntemiyle gelmesi muhtemel taknlardaki deiimler aratrlmtr. Ayn zamanda, AaSakarya Nehrinde Botbanda llen sediment verileri kullanlarak 1975 ncesi, sonras ve 19641999 aras iin, ask maddesi miktarnn su debisiyle deiimi irdelenmitir. Sediment anahtar erisiyle elde edilen bantlarla 1975 ncesi, sonras ve 19641999 aras iin ask maddesi deerleri bulunarak, bu deerlerin 1964-1999 aras eilimi incelenmitir. Ayrca baraj mansabnda nehir yatandaki oyulmalar aratrlmtr. 1965 ylnda bir planlama almas ve 2003 ylnda bir aratrma projesi kapsamnda yaplan lmlerin enkesitleri karlkl olarak ekillerde verilerek karlatrlmtr [7,8]. 
2. SAKARYA NEHRNN ZELLKLER(CHARACTERISTICS OF SAKARYA RIVER) 

2.1. Genel zellikler (General Characteristics) 
Eskiehirin ifteler ile merkezinin 3 km gneydousundan doan ve daha sonra birok kk derelerle beslenen Sakarya Nehri lkemizin nemli akarsularndandr. Uzunluu 810 km, genilii 60-150 m arasndadr. Sakarya Nehrinin tm drenaj alan 56 bin km2 olup Trkiyenin toplam alannn yaklak 1/13tr. nceleri taknlarla etrafna zarar veren nehrin, son krk ylda zerinde yaplan barajlarla bu zararlar ortadan kaldrlmtr. Sakarya Nehri Havzas, Yukar, Orta ve Aa olarak  ksma ayrlmtr. 
Nehrin Karadenize dkld yer olan Yenimahalle (nehir az) ile akm gzlem istasyonunun bulunduu Doanaya kadar olan ksm Aa Sakarya Nehri olarak adlandrlmaktadr. Aa Sakarya Nehrinde debi lmleri Karadenizden itibaren 42. kmde Botba ve 110. kmde Doanay AGݒde yaplmaktadr. Aa Sakaryada kat madde lmleri ise sadece Botbanda yaplmaktadr. Nehirdeki akm deiimlerini incelemek iin Doanay ve Botba Akm Gzlem stasyonlarndan alnan veriler kullanlmtr [9,10]. Sakarya Nehri zerine ina edilen barajlarn zellikleri Tablo 1de verilmitir. Sakarya Nehri zerinde ina edilen barajlar ekil 1 ve 2de verilen boykesit ve planda ematik olarak gsterilmitir. Saryar, Gkekaya ve Yenice barajlarn rezervuar alanlar ve rezervuar hacimleri srasyla 83.83 km2, 20 km2 ve 3.64 km2, 1900 hm3, 910 hm3 ve 57.60 hm3tr. 

Tablo 1. Sakarya Nehri zerindeki barajlarn genel zellikleri (General characteristics of  dams on Sakarya River) 
Baraj kotu Su kotu Kret kotu Rezervuar alanRezervuar hacmi 

Barajlar Baraj tipi (m) (m) (m) (m2) (m3) 
Saryar Beton arlkl 108 475 480 90.20x106 1900x106 Gkekaya Beton kemer 158 388 392 20x106 910 x106 Yenice Toprak dolgu 41.10 273.10 276.10 3.64x103 57.60 x106 

ekil 1. Sakarya Nehri Boykesiti (leksiz) (Sakarya River Profile (non-scale)) 

ekil 2. Sakarya Nehri Havzas [11] (Sakarya River Basin [11]) 
2.2. Akm Deiimlerinin Analizi  (Analysis of Flow Changes) 
Gkekaya Barajnn tam kapasite ile 1975 ylnda devreye girdii esas alnarak, AGݒlerde llen veriler 1975 yl ncesi, sonras ve tamam ayr ayr ele alnarak deerlendirilmitir. Doanay AGݒde 1953-1975 ve 1975-1999 yllar arasnda aylk ortalama akm deerleri ekil 3te gsterilmitir. 1975ten nce Doanayda en dk ortalama Austos aynda 61.9 m3/s ve en yksek 

S. Ik vd. Sakarya Nehrinde Barajlarn Mansap Etkisinin Aratrlmas
300,0 
250,0 


DEB (m3/s)
200,0 
150,0 
100,0 
50,0 
0,0 

Eki. Kas. Ara. Oca. ub. Mar. Nis. May. Haz. Tem. Au. Eyl. 
ZAMAN (Ay) 
ekil 3. Doanay AGݒde aylk ortalama akmlarn deiimi (Changes of monthly mean flows in Dogancay) 
ortalama Nisan aynda 247.1 m3/sdir. 1975ten sonra ise en dk ortalama Austosta 67.3 m3/s ve en yksek ortalama Nisanda 175.2 m3/s olmutur. Yllk genel ortalama akmlar barajdan nce 136.9 m3/s iken barajdan sonra 113.4 m3/sye dmtr. 
Botbanda 1975ten nce en dk ortalama Austos aynda 80.6 m3/s ve en yksek ortalama Mart aynda 333.7 m3/s, 1975ten sonra ise en dk ortalama Austosta 84.8 m3/s ve en yksek ortalama Nisanda 254.8 m3/sdir (ekil 4). Botbanda yllk genel ortalama 1975ten nce ve sonra srasyla 195.7 ve 158.1 m3/s olup barajlardan sonra % 19.2 orannda azalma meydana geldii grlmektedir. 



2.3. Takn Debileri (Flood Discharges) 
Doanay ve Botba AGݒde gzlenen Maksimum Anlk Feyezan (takn) Akmlar (MAFA) kullanlarak gelmesi muhtemel 25, 50, 100 ve 500 yllk taknlar hesap edilmitir [7,12,13].  
400,0 
300,0 
Doanay ve Botba iin, 1975 ncesi ve sonras ve tm MAFA deerleri ayr ayr deerlendirilerek gelmesi muhtemel 25, 50, 100 ve 500 yllk taknlar Gumbel metoduna gre hesaplanarak ekil 5te verilmitir.  
Doanayda 50 ylda gelmesi muhtemel taknlar, baraj ncesi, sonras ve tm gzlem sresi olmak zere srasyla 1293, 680 ve 1074 m3/s olarak elde edilmitir.Bu da barajn inasndan sonra olastaknlarda % 47lik bir azalma olduu anlamna gelmektedir. 100 ylda gelmesi muhtemel taknda ise 1975 ncesi ve sonras deerler 1447 m3/sden 741 m3/sye inerek % 49luk bir d gstermitir. 
Botbanda 50 ylda gelmesi muhtemel takn, 1975 ncesi, sonras ve tm gzlem sresi iin srasyla 1187, 798 ve 996 m3/s olarak elde edilmitir. Barajdan sonra muhtemel taknlarda % 33lk bir azalma grlmtr. 100 ylda gelmesi muhtemel taknda ise 1975 ncesi ve sonras deerler 1308 m3/sden 861 m3/sye inerek % 34lk bir d gstermitir. Baraj yapldktan sonra olas taknlarda Doanayda % 
DEB (m3/s) 
200,0 
100,0 
0,0 


ekil 4. Botba AGݒde ortalama akm deerlerinin deiimi (Changes of monthly mean flows in Botba) 
DEB(m3/s) 
2000.0 1500.0 1000.0 500.0 
0.0 



75 NCES 


75 SONRASI 


TAMAMI ekil 5. Doanay ve Botbanda muhtelif dn aralklar iin beklenen taknlar (Expected floods in Dogancay ve 
Botbasi AGI for various return period) 
45-51 ve Botbanda ise % 31-37 arasnda bir azalma grlmtr. 
Her iki istasyonda grld zere Gkekaya Barajndan sonra ortalama akm deerleri dzenlenmitir. Genel olarak pik deerler dm ve minimum deerler ykselmitir. 
Botba mansapta olmasna karn 25, 50, 100 ve 500 yl tekerrrl pik deerlerin tmnn Doanayda byk olmas beklenirken kk olduu grlmtr. Bunun nedeni Sakarya Nehri Doanaydan sonra alvyal ve ova bir alandan geerek Karadenize dklmektedir. Hem nehir yatann daha geniolmas hem de gelen takn debilerinin bir ksmnn etrafa (ovaya) yaylmas, Botbana kadar pik debilerin snmlenmesine neden olmaktadr. 
3. KATI MADDE TAINIMININ ANALZ(ANALYSIS OF SEDIMENT TRANSPORT) 



3.1. Kat Madde Tanm(Sediment Transport) 
Akarsularda kat madde tanm sonucu, akarsu zerine yaplan tesislerin ekonomik mr azaldgibi tarmsal alanlara da zarar vermekte, topran en verimli ksm olan st tabakasnn yok olmasnn yannda tarmsal ekonominin de zarar grmesine neden olmaktadr. Ayrca akarsu tamacl, takn kontrol iin akarsu dzenlemelerinde, su kuvveti tesislerinin tip ve yerlerinin seiminde, viyadk, kpr gibi dier yaplarn akarsu ierisinde kalan ayaklarnda meydana gelebilecek oyulma ya da ylma miktarlarnn belirlenmesi ve gerekli nlemlerin alnmas bakmndan kat madde tanm miktar tahminleri nemli bir yer tutmaktadr. 
3.2. Kat Madde Deiimlerinin Analizi (Analysis of Sediment Changes) 
Sakarya Nehrinin uzunluu ve havza zelliklerinden dolay katmadde debisi olduka fazladr. Fakat barajlarn inaalarndan sonra nehrin mansabndaki kat madde tanm miktarnda azalma meydana gelmitir, nk baraj rezervuar kat maddeyi tutmutur. Katmaddenin baraj tarafndan tutulmasyla, mansap ksmnda enerjisi artan temiz su oyulmalar meydana getirmektedir [1,14].  
Bu almada Botba istasyonunda llen 19641999 yllar aras ask maddesi lmleri kullanlmtr. Akm deiimleri analizinde olduu gibi burada da 1975 ncesi, sonras ve tamam iin ask maddesi lmleri analiz edilmitir. 1975 ncesinde 85 adet 1975 sonrasnda ise 295 adet veri kullanlmtr. 
Burada, ilk nce llen deerler kullanlarak askmaddesi miktarnn zaman iindeki eilimi incelenmitir. Daha sonra ask maddesi ile su debisi arasndaki ilikiyi veren sediment anahtar erileri elde edilerek birbirleriyle karlatrlmtr. 
1975 ncesi ve sonras iin ask maddesi miktarnn eilimi incelendiinde, azalan bir eilim iinde olduu ve daha sonraki yllar iinde de azalarak devam edecei anlalmaktadr. 1964-1974 arasortalama akm 197.32 m3/s olup yaklak gnlk askmaddesi tanm 21490 tondur. 1975-1999 yllararasnda ise ortalama akm 157.4 m3/s olup yaklak gnlk ask maddesi tanm 9500 tondur (ekil 6).  

S. Ik vd. Sakarya Nehrinde Barajlarn Mansap Etkisinin Aratrlmas

ekil 6. 1964-1999 aras llen ask maddesi miktarlarnn dalm(Distribution of measured suspended sediment loads for 1964-1999) 
Ask madde debisi ile su debisi arasndaki ilikiye dayal olan sediment anahtar erisi denklemi; 
Qs = aQ b (1) olarak tanmlanr. Eitlikteki Qs ve Q srasyla askmaddesi ve su debisini gstermektedir, a ve b akm zelliklerine gre deien katsaylardr. Botbasediment gzlem istasyonuna ait 1964-1974 yllararasnda aylk su debisi ve ask maddesi deerleri arasndaki ilikiyi veren sediment anahtar erisi, 
Qs = 2.5866Q 1.6247 (2) 
eklinde, 1975-1999 yllar arasndaki sediment anahtar erisi, Qs = 0.5309Q 1.7882 (3)eklinde, 
1964-1999 yllar arasndaki sediment anahtar erisi, 
sQ  1.8094 =0.5674Q  (4)  
eklinde elde edilmitir.  
Burada Qs  ton/gn, Q  m3/s  srasyla ask maddesi  
miktar ve su debisidir.  

1975 ncesi, sonras ve 1964-1999 aras iin (2), (3) ve (4) denklemleri kullanlarak ask maddesi miktarlar debiye gre hesaplanmtr. Su debisi ile ask maddesi arasndaki ilikiyi gsteren sediment anahtar erileri ekil 7de verilmitir. Gkekaya barajnn yaplmasyla beraber kat madde tanma miktarnn yaklak % 40-65 orannda azaldekilden grlmektedir. 


4. AAI SAKARYA NEHRNDE ENKEST 
DEMLER (CROSS SECTION CHANGES IN THE LOWER SAKARYA RIVER) 
Bu almada, baraj mansabnda nehir yatandaki deiimler aratrlmtr. 1965 ylnda bir planlama almas ve 2003 ylnda bir aratrma projesi kapsamnda yaplan enkesit lmleri kullanlmtr [7,8]. 

Kot (m) Kot (m) 
6 
4 
2 
0 
-2 
-4 
-6 
34 32 30 28 26 24 22 20 2003 Enkesit 2003 Su Seviyesi 



1965 Enkesit 
1965 Su Seviyesi ekil 8a-b. Aa Sakarya Nehrinin 8. ve 84. kmde 1965 ve 2003 yllarna ait enkesitleri (Cross sections of 1965 and 
2003 at 8th and 84th km of  Lower Sakarya River) 
1965 ve 2003 yllarnda nehrin 8. ve 84. kmlerinden alnan enkesitler srasyla ekil 8a ve bde verilmitir. Nehir az ksmnda ylmalar meydana gelirken, mansaba doru oyulmalar artarak devam etmektedir. Nehir azndan itibaren 8. kmde talveg kotunda 1 m art (ylma), 84. kmde ise talveg kotunun 7 mlik oyulma meydana gelmitir. Nehir yata 1965den bu yana genilemi, azdan itibaren ilk 10 kmlik ksm hari nehirdeki su seviyesi ve derinlik azalmtr [7,8]. Bu deiimlerin ana nedeni; gelen kat madde rezervuarda tutulmakta ve baraj mansabna ulaamamakta ve bylece mansap kesiminde tanan kat madde gelen katmaddeden byk (Qst>Qsg) olduu iin nehir mansabnda oyulmalar meydana gelmektedir [4-7]. Bir baka ifade ile de barajdan braklan tama kapasitesi yksek temiz su mansapta oyulmalara neden olmaktadr. Barajlardan sonra nehrin tad ask maddesi miktarnn bir ksmnnehir yatandan oyulmalar beslemitir. Yukarda bahsedilen baraj etkisinin yannda, Aa Sakarya Nehrinde son 30 ylda youn bir kum alm faaliyetleri mevcuttur. Kum almlarhem nehir yatan oymakta hem de tabandaki malzemeyi nehir ak ile oyulmaya elverili hale getirmektedir. Ancak Kum almlar ok kontrolsz yapldndan, bunun etkisini belirlemek mmkn olmamaktadr. 


5. SONU (RESULT) 
Bu almada Orta Sakarya Havzasnda Gkekaya Barajnn yaplmasndan sonra Aa Sakarya Nehrinde meydana gelen hidrolojik, hidrolik ve morfolojik deiimler ortaya konmutur. AaSakarya Nehri zerindeki Doanay ve Botbaistasyonlarna ait deerler kullanlarak baraj ncesi ve sonras akm deiimleri grafikler halinde gsterilmitir. Yine her iki istasyona ait maksimum anlk takn akmlar kullanlarak gelmesi muhtemel taknlardaki deiimler bulunmutur. Barajdan sonra Doanayda yllk ortalama akm 136.9 m3/sden 
113.4 m3/sye, Botbanda ise yllk ortalama akm 
195.7 m3/sden 158.1 m3/sye dmtr. Gkekaya Baraj yapldktan sonra olas taknlarda Doanayda % 45-51 ve Botbanda ise % 31-37 arasnda bir azalma grlmtr. Aa Sakarya Nehrinde 1975 ylndan sonra akmlar dzenlenmi, genel olarak pik debiler dm, ortalama ve minimum debiler artmtr. 
Barajn inasndan nce ve sonraki durumlar iin nehirdeki akmlarn ve ask maddesi miktarnn deiimleri aratrlmtr. Baraj ncesi ve sonras iin askmaddesi miktarnn eilimi belirlenmi ve sediment anahtar erileri elde edilerek birbirileriyle karlatrlmtr. 1975 ncesi ve sonras iin ask maddesi miktar azalan bir eilim iinde olduu ve daha son-raki yllar iinde de azalarak devam edecei grlmtr. Sediment anahtar erileri karlatrldnda, ask maddesi tanma miktarnn barajdan sonra % 4065 orannda azald belirlenmitir. 
1965 ve 2003 yllarnda yaplan nehir en kesiti lmleri karlatrldnda, nehir yatanda genileme ve 7mye kadar oyulma olduu belirlenmitir. Nehir az ksmnda ylmalar meydana gelirken, mansaba doru oyulmalar artarak devam ettii belirlenmitir. 
S. Ik vd. 
SEMBOLLER (SYMBOLS) 
a, b : Akm zelliklerine gre deien katsaylar Q (m3/sn) : Su debisi Qs (ton/gn) : Ask maddesi debisi Qsg (ton/gn) : Nehir mansabna gelen kat madde 
Qst (ton/gn) : Nehir mansabnda tanan kat madde 

