Türkiye’de Barajlar ve Deprem Tehlikesi

İçindekiler

Türkiye’de barajların ve hidroelektrik santrallerin inşaatı Devlet Su İşleri (DSİ) Genel Müdürlüğü tarafından yapılır veya yaptırılır. DSİ, baraj projelerini Türk ve yabancı danışmanlık firmalarına hazırlatır ve gerektiğinde baraj inşaatını özel şirketlere yaptırır. Elektrik enerjisi üretmek için yapılan hidroelektrik santraller (HES) EÜAŞ‘a devredilir, diğerleri ise DSİ tarafından işletilir.

Türkiye, yüzölçümüne göre oldukça köklü bir baraj altyapısına sahiptir. Türkiye’de ilk elektrik üreten hidroelektrik santrali Sakarya Nehri üzerinde inşa edilen ve 1928 yılında hizmete giren Gökçekaya Hidroelektrik Santralidir. 1930’lardan sonra baraj yapım işleri hızlanmış; günümüze kadar içme suyu, sulama, elektrik üretimi ve taşkın önleme amaçlı birçok baraj yapılmıştır.

İlginizi Çekebilir

Prof. Dr. Şükrü Ersoy: “Bundan Sonra Deprem Olmayacağını Söylemek Çok Hatalı”

Çarpışan Kıtalar ve Myanmar Depremi Bize Ne Söylüyor?

Barajlar kullanılan inşaat malzemesi ve proje türü olarak genellikle betonarme (beton ve çelik) veya beraberinde kaya – toprak kullanılan ya beton ya da dolgu barajı olarak inşa edilen büyük mühendislik yapılarıdır. Uluslararası Büyük Barajlar Komisyonu‘nun tanımına göre büyük baraj terimi, yüksekliği 15m’den fazla ya da 5m ile 15m arası olan ve su hacmi 3 milyon metreküpü aşan yapıdır.

Türkiye’deki Barajlar ve İşlevleri

Türkiye’nin yenilenebilir enerji kaynakları arasında özellikle hidroelektrik santralleri önemli bir yer tutmakta ve ülkenin toplam enerji üretiminin önemli bir bölümünü sağlamaktadır. 2024 yılı itibarıyla Türkiye’de çeşitli büyüklükte ve işleve sahip yaklaşık 1.800 baraj ve 550 hidroelektrik santrali bulunmaktadır. Farklı işlevlere sahip olan barajlar; sulama, içme suyu temini, hidroelektrik enerji üretimi ve taşkın kontrolü gibi amaçlarla kullanılmaktadır.

İnternet üzerinden erişebildiğim bilgilere göre 2024 yılı itibarıyla Türkiye’deki barajlar ve hidroelektrik santrallerinin türlerine göre sayıları aşağıdaki tabloda sunulmuştur.

2024 yılı itibarıyla Türkiye'deki barajlar ve hidroelektrik santrallerinin türlerine göre sayıları — 2024 yılı itibarıyla Türkiye’deki barajlar ve hidroelektrik santrallerinin türlerine göre sayıları

Türkiye’nin su kaynaklarını yönetme stratejileri ve enerji ihtiyacına yönelik olarak baraj projeleri 1928 yılından bugüne kadar sürekli gelişim göstermiştir. İzlenen politika, barajların ve hidroelektrik santrallerinin çeşitliliğini sağlamış ve ülkemizin enerji bağımlılığını azaltmaya yönelik olmuştur.

Büyük ve önemli barajlarımızla ilgili olarak erişebildiğimiz verilere göre 317 barajımızın toplam göl alanı 5.061 km², su hacmi 22 milyon 161 bin hm³, sulama alanı 4 milyon 655 bin ha, yıllık içme suyu tedariki 2.276 hm³, kurulu gücü 17 bin 426 MW ve yıllık elektrik enerjisi üretimi 56 bin 244 GWh’tir.

Barajlarımızın Deprem Etkinlik ve Tehlike Haritasına Göre Konumları

Bir ülkenin geleceği ve refahı bakımından sulama, içme suyu ve elektrik enerjisi sağlama işlevini üstlenen barajlar stratejik öneme sahip ve kalkınma için olmazsa olmaz yapılardır. Bu tür yapıların başta deprem olmak üzere diğer doğa kaynaklı tehlikelere karşı uzun yıllar korunması ve oluşabilecek doğa kaynaklı tehlikeler sırasında ve sonrasında işlevini sürdürecek dayanıklılığının sağlanması amaçlanır.

Hareket eden fayları ve onların oluşturduğu depremlerini durdurma şansımız yoktur. Ancak deprem tehlikesi gerçekleşmeden önce en az kayıpla yaşamımızı sürdürecek düzeni kurmak, diğer bir deyişle kayıp risklerini azaltma şansımız ve olanağımız vardır.

Türkiye’deki barajlar ile ilgili yukarıdaki paragraflarda verdiğimiz temel bilgileri baz alarak, ülkemizdeki depremlerin coğrafik dağılımları ve deprem tehlike haritaları ile barajlarımızın dağılımlarını karşılaştırdığımızda, niteliksel düzeyde bile olsa fikir sahibi olabiliriz. Bu karşılaştırmayı Coğrafik Bilgi Sistemi (CBS) algoritmaları ile daha nicel olarak açıklama ve saptama olanağı vardır.

Türkiye çok etkin olan bir deprem kuşağı üzerinde yer almaktadır. Son 124 yılda Türkiye sınırları içerisinde büyüklüğü 4.0 ve daha fazla olan 15.725 deprem olmuştur. Depremlerin dış merkezleri şekil 1’deki depremsellik haritası üzerinde gösterilmiştir. Bu depremlerden 1.953 tanesinin büyüklüğü 5.0 ve daha fazla, 228 tanesinin ise büyüklüğü 6.0 ve daha fazladır. Ülkemiz bu yoğun deprem etkinliği nedeniyle çok sayıda yapı tahribatı, can kaybı ve ekonomik kayıplarla karşı karşıya kalmaktadır (Eyidoğan vd, 1991).

Türkiye’deki büyük baraj ve hidroelektrik santralleri olarak sınıflanmış barajların dağılımlarını depremsellik haritası ile karşılaştırdığımızda, barajlarımızın maruz kalabileceği deprem tehlikesinin düzeyi hakkında bilgi sahibi olabiliriz.

Su Politikaları Derneği (SPD), ülkemizin baraj ve göletlerinin %75’inin birinci ve ikinci derece deprem bölgelerinde yer aldığını ve 6 Şubat 2023 depremine kadar baraj yapılarında çok ciddi deprem hasarları oluşmadığını belirtmiştir. Ancak dernek 6 Şubat 2023 Depremi sonrası yaptığı değerlendirmede gerek depremlerin büyüklük ve şiddeti gerekse oluşma sıklığı, yerüstü ivmesi (PGA) ve etki alanı açısından durumun çok daha farklı olduğuna işaret etmiştir.

2018 yılında yürürlüğe giren yeni Türkiye Deprem Tehlike Haritası çeşitli deprem olma olasılıklarına göre maksimum ve spektral ivmeleri belirler. Tehlikeyi dereceyle tanımlayan derece sistemi, yürürlükten kaldırılan daha önceki eski deprem tehlike haritasında kullanılmıştır. 2018’de yürürlüğe giren yeni deprem tehlike haritası, yapıların olası bir depremde maruz kalabileceği maksimum yatay ve düşey ivme (PGA) ve spektrai ivme (SA) değerlerini sağlam zemini (Vs30: 760 m/s) esas alarak belirlemektedir.

Türkiye’de büyük ve önemli baraj sınıfında olan ve listesine erişebildiğimiz 317 barajın ülke genelinde dağılımı mavi renkli noktalarla şekil 2 ve şekil 3’te farklı tehlike düzeyini içeren deprem tehlike haritaları üzerinde gösterilmiştir. Şekil 1’deki deprem etkinlik (depremsellik) haritası ile 2018’de yürürlüğe giren Türkiye Deprem Tehlike Haritası’nın içerdiği farklı düzeydeki maksimum ivme (PGA) değerleri bir arada değerlendirilmiştir (şekil 2 ve şekil 3).

Şekil 2’de verilen farklı renkteki eğriler AFAD tarafından yayınlanan 50 yılda yüzde 10 aşılma olasılığı için (475 yıllık tekrarlama periyodu) hesaplanan maksimum yatay ivmelere (PGA) ait eşdeğer ivme değerlerinin dağılımını gösterir. Bu değerler mühendislikte baraj tasarım aşamasında Tasarım Deprem Düzeyi (MDE) olarak adlandırılır. Şekil 2’deki mavi renkli eğriler PGA değerleri 0.4g ve daha fazla olan alanları, mavi ile yeşil renkli eğriler 0.2g ile 0.4g arasında kalan alanları ve yeşil renkli eğriler içerisindeki değerler ise 0.2g ve daha küçük PGA değerlerini kapsayan alanları göstermektedir.

Şekil 3’de verilen farklı renkteki eğriler ise 50 yılda yüzde 2 aşılma olasılığı için (2475 yıllık tekrarlama periyodu) hesaplanan maksimum yatay ivmelere (PGA) ait eşdeğer ivme değerlerinin dağılımını gösterir. Şekil 3’de yer alan PGA değerleri mühendislikte Karakteristik Deprem Düzeyi (MCE) olarak adlandırılan deprem etki düzeylerini göstermektedir. Kırmızı renkle çevrili bölgeler maruz kalınabilecek en yüksek ivme değerlerini kapsar.

Her iki şekildeki eş – ivme değerleri AFAD tarafından servis edilen deprem tehlike haritalarından alınmıştır. Şekil 2 ve şekil 3, barajlarımızın maruz kalabileceği farklı düzeyde deprem tehlikesi değerleriyle kıyaslanmasını sağlamak amacıyla hazırlanmıştır. Bu sunum tarzı niteliksel bir karşılaştırma yapma olanağı vermektedir. Bu kıyaslamaların daha ayrıntılı bir çalışmayla nicel olarak (sayısal değerlerle) belirlenmesi yararlı olacaktır. Karakteristik Deprem Düzeyi’ne (MCE) ait PGA değerleri beklendiği gibi daha yüksektir.

6 Şubat 2023 tarihinde Kahramanmaraş Pazarcık ve Elbistan merkezli iki büyük deprem çok büyük can kayıplarına ve yıkımlara neden olurken, bir çok barajı da olumsuz etkilemiştir (Tosun, 2023; Eyidoğan, 2023). Bu konuyla ilgili olarak Baraj Güvenliği Derneği uzmanları depremden etkilenen bölgedeki bir çok barajı incelemişler ve gözlemledikleri hasar bulgularını ve görüşlerini basın bildirilerinde ve kapsamlı iki raporda açıklamışlardır (Şekil 4; Tosun, 2023).

6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremlerinden sonra Baraj Güvenliği Derneği adına konuşan dernek başkanı Prof. Dr. Hasan Tosun ikinci basın bildirisinde şu açıklamayı yapmıştır: “Bu depremler sırasında ciddi hasar alan ve yakın kaynak zonu etkisi altında bulunan barajlarımız (Akçadağ-Sultansuyu, Doğanşehir – Sürgü, Çelikhan – Çat, Pazarcık – Kartalkaya, Bahçe – Arıklıkaş, Bahçe – Kalecik, Antakya – Yarseli) ile hafif hasar alan ve toplam riski yüksek olan diğer bazı depolamalı baraj ve göletlerimiz için vakit geçirilmeden tasarım ve inşaat önlemleri alınmalıdır. Ama tüm bu baraj yapılarımız için öncelikli olarak gereken geçici ve koruyucu tedbirler mutlak surette hayata geçirilmelidir. Bölgedeki bazı barajlarda yapıldığı gibi kretin düzeltilmesi şeklinde alınabilecek palyatif uygulamalar, kabul edilebilir çözümler değildir.”

Depremler sırasında barajların su kütlesinin ve baraj gövdesinin deprem sırasında dinamik davranışlarının incelenmesi için baraj gövdesine yerleştirilen ivmeölçer (akselograf) adlı kayıtçılarla yapılan ölçümlerden belirlenen zaman bağımlı hareketler, barajın gerçek özelliklerini yansıtır. Bu konuda CİMER aracılığı ile DSİ’den bilgi istediğimde, 10.8.2023 tarihinde AFAD’dan gelen yanıta göre 46 barajımızda ivme ölçer kayıtçıları olduğu bildirilmiştir. Mevcut baraj ve hidroelektrik santrallerinin sayısı ile karşılaştırılınca bu sayının yeterli olmadığı açıktır.

Depremler sırasında ne kadar çok barajımızda deprem kayıtları alınıp inceleme yapılırsa, kuramsal çalışmalar aşamasında kullanılan analitik tasarımlar, deneysel ölçüm sonuçlarına göre test edilir ve gelecekte daha dayanıklı barajlar tasarlayabiliriz. Veriler üzerinde araştırma yapmak amacıyla talepte bulunulduğunda, AFAD ile DSİ arasında bir protokol olduğu ve “ilgili kurumun kısıtlamalarının mevcut olduğu” yanıtı alınmıştır. Dolayısıyla, 6 Şubat 2023 depremleri bölgesine yakın barajların deprem sırasında ne düzeyde maksimum ivme (PGA) ve yer hareketi hızı (PGV) değerlerine maruz kaldığını öğrenemedik.

Deprem Güvenli Baraj Tasarımında Gerçek Verileri Kullanma Olanağımız Çok Sınırlı

Sonuç olarak; deprem tehlikesi çok yüksek olan ülkemizde yüzlerce barajdan kaç barajımızın deprem hareketlerini kaydeden kayıt cihazlarına (ivme ölçer) sahip olduğu, barajlarımızın ne düzeyde yatay ve düşey PGA ve PGV değerlerine maruz kaldığı, depremlere nasıl bir dinamik tepki verdiği ve hasar oluşturabilecek sarsıntı düzeylerine ulaşılıp ulaşmadığı konusunda aletsel gözleme dayalı nicel bilgimizin ne durumda olduğunu bilmiyoruz. Dolayısıyla şu anda Türkiye’de deprem güvenli baraj tasarımında depremlerden elde edilecek gerçek verileri kullanma olanağımızın oldukça sınırlı olduğunu söyleyebiliriz.

Çok yönlü akademik ve mühendislik araştırmaları için bir “deprem laboratuvarı” olan ülkemizde, ivme ölçer kayıtçılarla donatılacak önemli barajlarımızın deprem sırasında dinamik davranışlarına dair elde edilecek sayısal bilgiler, depreme dayanıklı ve daha güvenli baraj üretimine katkı sağlayacak ve ilgili tüm akademik ve mühendislik araştırmalarına ve literatürüne zenginlik kazandıracaktır.

Kaynaklar: