Investigation of Sedimentation Effects on Dam Reservoirs: Berdan Dam Example

Öz

Sedimentation measurements are used for calculation of dead volume storage capacity of dams at planning stage of dam projects. Calculating the sedimentation volume less than actual capacity causes operation-maintenance problems at water projects at engineering technics, while calculating the sedimentation volume more than actual capacity increases cost of water projects. Sediment accumulation in reservoirs decreases water storage capacity of dams in river basins, therefore it is essential to evaluate reservoir operation studies with sedimentation effects.

Berdan Dam is located in Mersin City, 6 km northeast of Tarsus in the southern part of Turkey, and constructed with purposes of irrigation, drinking water supply, flood control and energy on Berdan River. Berdan Dam was constructed in 1984 and it is operational since then.

The aim of this study is to estimate the amount of accumulated sediment in Berdan Reservoir by using Geographic Information Systems (GIS) to evaluate the water resources planning and management activities of Berdan Dam. In this study, analysis of sediment accumulation in Berdan Dam Reservoir is studied comparing the map of reservoir area with the hydrograhic map prepared in the year 2003 by using geographic information system technology. As a result, it is experienced that there is a 32% reservoir storage volume loss at minimum reservoir operation elevation, 12% reservoir storage volume loss at normal reservoir operation elevation and 4% reservoir storage volume loss at maximum reservoir operation elevation before the year 2003.

Anahtar Kelimeler

• Geographic information systems,Sedimentation,Berdan reservoir

Baraj Rezervuarlarına Sediment Etkisinin Araştırılması: Berdan Barajı Örneği

Öz

Baraj projelerinin planlanmasında sediment ölçümleri, ölü hacmin güvenilir olarak hesaplanması için kullanılmaktadır. Mühendislik uygulamalarında, sediment hacminin gerçek değerinden düşük hesaplanması depolama tesislerinde işletme-bakım problemlerine neden olmakta ve barajlardan beklenen fayda sağlanamamakta, gerçek değerinden fazla hesaplanması ise maliyeti artırmaktadır. Nehir havzalarında baraj rezervuarlarına taşınan sediment miktarları barajların depolama kapasitesini azaltmakta, bu nedenle tesisler işletmeye alındıktan sonra rezervuar işletme çalışmalarının sediment etkisine bağlı olarak tekrar değerlendirilmesini gerekli duruma getirmektedir.

Berdan Barajı, Türkiye’nin güneyinde Mersin İli’nde, Tarsus İlçesi’nin 6 km kuzeydoğusunda yer almaktadır ve sulama, içme suyu, taşkın kontrolü ve enerji amaçları için Berdan Nehri üzerinde inşa edilmiştir. Berdan Barajı 1984 yılında inşaatı tamamlanarak işletmeye açılmıştır.

Bu çalışmanın amacı, su kaynaklarının planlanması ve yönetimi faaliyetlerinde değerlendirilmek üzere Berdan Barajı rezervuarında biriken sediment miktarının Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) kullanılarak tahmin edilmesidir. Bu kapsamda gerçekleştirilen çalışmada, Berdan Barajı rezervuarında sediment birikiminin analizi, 1961 yılına ait rezervuar sahası haritası ile 2003 yılında hazırlanmış olan hidrografik haritanın Coğrafi Bilgi Sistemi teknolojisi kullanılarak karşılaştırılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda rezervuar hacminde 2003 yılına kadar minimum su seviyesinde rezervuar kapasitesinde %32, normal su seviyesinde rezervuar kapasitesinde %12, maksimum su seviyesinde rezervuar kapasitesinde %4 oranında azalma olduğu görülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Coğrafi bilgi sistemi,Sedimentasyon,Berdan rezervuarı

Kaynakça

1. 1. Gürer, İ., Uçar, İ., 2013. CBS ve Uzaktan Algılama Destekli Kar Erimesi Modeli (SRM) İle Akış Hidrografı Benzetimi (Kayseri-Sarız Çayı Havzası Örneği), Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Dergisi, Cilt 28, No 1, 91-101.
2. 2. El-Sersawy, H., 2005. Sediment Deposition Mapping In Aswan High Dam Reservoir Using Geographic Information System (GIS), Ninth International Water Technology Conference IWTC9 2005, Sharm El-Sheikh, Egypt.
3. 3. Kokpinar, M. A., Kumcu, S. Y., Altan-Sakarya, A. B., Gogus, M., 2010. Reservoir Sedimentation in the Demirkopru Dam, Turkey, Proceedings of the International Conference on Fluvial Hydraulics, River Flow 2010, Braunschweig, 2, 1125-1130.
4. 4. Güvel, Ş.P., Yurtal, R., 2007. Karar Destek Sistemi ile Seyhan Baraj Haznesi Katı Madde Birikiminin İncelenmesi, Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 16, Sayı 1, 134-145.
5. 5. Fakıoğlu, M., 2005. Seyhan Barajı Hidrografik Harita Alımı Değerlendirilmesi ve Sonuçları, 2. Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, İstanbul, 23-25 Kasım 2005.
6. 6. Çelik, H. E., Şengönül, K., Akyüz, F., Altunel, O., Dağcı, M., Esin, A.İ., 2012. İstanbul’un İçme Suyu Barajlarının Sedimantasyon Problemi ve Çözüm Önerileri: Alibey Barajı Örneği, Istanbul University Journal of Faculty of Forestry, 62, 2, 113-127.
7. 7. Arslan, H., Demir, Y., 2011. Monitoring and Assessing Groundwater level By GIS: A Case Study In The Irrigated Soils of Bafra Plain In Northern Turkey, Anadolu Tarım Bilim Derg., 26, 3, 203-211.
8. 8. Cengiz, T., Akbulak, C., Özcan, H., Baytekin, H., 2013. Gökçeada’da Optimal Arazi Kullanımının Belirlenmesi, Tarım Bilimleri Dergisi, 19, 148-162.

9. 9. Cemek, B., Güler, M., Arslan, H., 2006. Bafra Ovası Sağ Sahil Sulama Alanındaki Tuzluluk Dağılımının Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Kullanılarak Belirlenmesi, Atatürk Üniv. Ziraat Fakültesi Derg., 37(1), 63-72, ISSN 1300-9036.
10. 10. Tuğaç, M.G., Torunlar, H., 2007. Tarım Arazilerinin Tarımsal Kullanım Uygunluklarının Belirlenmesi Üzerine Bir Çalışma, Tarım Bilimleri Dergisi, 13 (3), 157-165.
11. 11. Ceylan, A., Yiğit, C. Ö., Ekizoğlu, İ., Özdendinler, A., Bilgin, A., Hisoğlu, Ş., Toprakkale, A., 2009. Barajlarımızdaki Batimetrik Ölçmeler: Sille Barajı Örneği, 4. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, KTÜ-Trabzon, 14-16 Ekim 2009.
12. 12. Kalkan, Y., 2009. Barajlarımızdaki Hidrografik Ölçmeler ve Sediment Hareketleri, 12. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, Ankara, 11-15 Mayıs 2009.
13. 13. İrtem, E., Özgür, A. C. A., 2000. Balıkesir-Çaygören Rezervuarının Sedimentasyon Açısından İncelenmesi, İMO Teknik Dergi, 2155-2164, Yazı 150, Kısa Bildiri.
14. 14. Rakhmatullaev, S., Huneau, F., Bakıev, M., Motelica-Heino, M., Le Coustumer, P., 2011. Sedimentation of Reservoirs in Uzbekistan: a Case Study of the Akdarya Reservoir, Zerafshan River Basin, Proceedings of the ICCE Workshop, Hyderabad, India, IAHS Publ.349.
15. 15. Mukherjee, S., Veer, V., Tyagi, S. K., Sharma, V., 2007. Sedimentation Study of Hirakud Reservoir through Remote Sensing Techniques, Journal of Spatial Hydrology, Vol 7, No 1, 122-130.
16. 16. Goel, M. K., Jain, S. K., Agarwal, P. K., 2002. Assessment of Sediment Deposition Rate in Bargi Reservoir Using Digital Image Processing, Hydrological Sciences–Journal-des Sciences Hydrologiques, Special Issue: Towards Integrated Water Resources Management for Sustainable Development, 47 (S) August 2002.
17. 17. Haregeweyn, N., Melesse, B., Tsunekawa, A., Tsubo, M., Meshesha, D., Balana, B.B., 2012. Reservoir Sedimentation and its Mitigating Strategies: A Case Study of Angereb Reservoir (NW Ethiopia), J Soils Sediments, 12:291-305.
18. 18. Fakıoğlu, M., Atlıer, Y., 2016. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü’nde Hidrografik Harita Çalışmaları, 8. Ulusal Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu, 19-21 Ekim 2016, İstanbul.
19. 19. IECO., 1966. Berdan Geliştirilmesi Teknik ve Ekonomik Fizibilite Raporu Berdan Projesi Mersin İçme Suyu Projesi.
20. 20. IECO, 1966. Su Kaynaklarının Geliştirilmesi Ceyhan Havzası Projeleri, Seyhan Havzası Projeleri, Berdan Projesi, Develi Projesi, Amik Projesi, Master Plan Raporu.
21. 21. DSİ, 1974. Berdan II. Merhale Projesi Planlama Revizyon Raporu, DSİ Genel Müdürlüğü Etüt ve Plan Dairesi Başkanlığı, Temmuz 1974.