Akışını denetim altına almak amacıyla bir akarsuyun önüne yapılan sete baraj denir. Diğer bir ifade ile Baraj, eski zamanlardan beri insanlığın su ihtiyacını karşılamak ve tarımsal alanların sulanması amacıyla inşa edilen su yapılarıdır. Barajların sulama, taşkınları önleme, kentlere su sağlama, elektrik üretme gibi çok çeşitli yararları vardır.
Baraj, bir akarsu vadisini kapatıp arkasında su biriktiren, biriken suyun enerji üretimi, içme suyu, tarım alanlarını sulama gibi birçok alanda kullanılması amacıyla yapılmış bir tesistir. Bir akarsu dağlardaki kaynağından denize doğru yol alırken mevsimlik özelliklere bağlı olarak, bazen cılız bir dere gibi akar, bazen coşkun bir ırmak olur; bazen de yatağından taşarak çevresini su altında bırakabilir. Böyle bir ırmak üzerinde yapılan bir baraj, ırmağın suyunu denetim altına alarak su baskını ve taşkınları önler. Barajın ardında oluşan baraj gölünde yağışlı mevsimde toplanan sulardan kurak mevsimde yararlanılır.
Kimi büyük ırmakların yatağının bir bölümü, kayalık kumlu bir yaylada açılmış derin bir vadiden geçer ve çevredeki topraklar çorak bir çöl gibi kalır. Aynı ırmak, yatağının aşağı bölümlerinde alçak bir ovada kıvrılarak akarken çevresindeki alanlarda bataklıklar oluşabilir; yağışlı mevsimlerde ırmak taşarak geniş alanları su altında bırakabilir. Taşkınların denetim altına alınmasının büyük önem taşıdığı alanlardan biri ABD’de Mississippi Havzası’dır. Bu amaçla, ırmağın kıyıları boyunca setler yapılmış, Mississippi ve kolları üzerinde, küçüklü büyüklü birçok baraj gölü oluşturan bir dizi baraj kurulmuştur.
Yeri doğru seçilmiş bir baraj, ırmağın geçtiği bütün bölgeyi geliştirebilir. Barajın ardında yeterli su toplanınca geniş alanlar sulanarak verimli hale getirilebilir. Irmağın suyunun çok fazla olduğu dönemlerde baraj gölünde su tutularak ırmağın aşağı kesimlerinde düzenli bir akış sağlanır, taşkınlar önlenir ve zamanla bataklıklar kurutulur. Daha binlerce yıl önce Mısır’da Nil Irmağı ve Babil’de Dicle Irmağı boyunca sulama amaçlı barajlar yapılmıştı.
Elektrik enerjisi üretiminde de barajlardan yararlanılır. Aşağı akabileceği yüksek bir yerde toplanmış olan su bir enerji kaynağıdır. Yüksekten aşağı akan su, bir su çarkını ya da onun günümüzdeki gelişmiş türü olan bir su türbinini döndürmek için kullanılabilir. Su türbinine bağlı olan bir üreteç (jeneratör) aracılığıyla da elektrik elde edilir. Elazığ’daki Keban Barajı elektrik enerjisi üretiminin büyük önem taşıdığı bir barajdır. 1975’te yapımı tamamlanan barajın yıllık elektrik üretimi 6 milyar kilovat saattir. Bu miktar Türkiye’nin 1987’deki toplam elektrik enerjisi üretiminin yedide biri dolayındadır.
Barajların bir başka yararı, ırmağın barajın gerisinde kalan kesimlerinin derinleşmesi ve dolayısıyla ırmağın yukarı çığırında akışın yavaşlamasıdır. Artan derinlik ve daha yavaş akış, ırmağın daha önce ulaşıma elverişli olmayan kimi yerlerinde ulaşım olanağı sağlar. Ayrıca, baraj gölleri balık yetiştirmek için de kullanılabilir.
Birçok yeri çorak ya da bataklık olan bir bölgedeki büyük bir ırmak üzerine baraj yapıldığında, çorak topraklar sulanıp bataklıklar kurutularak geniş alanlar tarım ve hayvancılığa elverişli duruma getirilebilir. Aynı zamanda kentler ve köyler için içme suyu ve elektrik enerjisi sağlanabilir. Barajın kendisi de ırmağın bir kıyısından ötekine geçmek için yol olarak kullanılabilir.
Barajlar nasıl yapılır
Baraj, eski zamanlardan beri insanlığın su ihtiyacını karşılamak ve tarımsal alanların sulanması amacıyla inşa edilen su yapılarıdır. Günümüzün modern barajları stratejik öneme sahiplerdir. Çünkü; Enerji üretiminde gelişmekte olan ülkelerde büyük pay sahibidirler. Ülkenin tarımsal hayatı için büyük önem taşırlar.
Küçük olsun büyük olsun, akarsuların akışı zaman zaman düzensizlikler gösterir. İnsanlar, bu akışı düzenlemek ya da sulama ve elektrik enerjisi üretimi için gerekli olan çok miktarda suyu biriktirmek amacıyla bu akarsuların önüne setler çekmenin yollarını araştırdılar. Büyük barajlar, özellikle betondan ya da yığma kaya ve topraktan yapılır.
Küçük barajlar (bağlamalar ya da regülatörler), ırmakların akışlarını yavaşlatmak için yatağını kesip suyunu tutmaya yararlar. Bir tesviye havuzunda gemilerin bir bölmeden öbürüne inmesini ya da çıkmasını sağlayan çıkış kapısını da bu barajlar meydana getirirler. Yarı sabit yarı hareketli olan bu barajlar, suyun düzeyini ihtiyaca ve akarsuyun verdisine göre ayarlarlar.
Vadilerin bir yamacından öbür yamacına kurulan büyük barajlar, küçük bir akarsuyun aktığı yerde büyük bir yapay göl oluştururlar. Bunlardan beton barajlar, başlıca iki tiptir: Kemer barajlar ve ağırlık barajlar. Kemer barajlar, sağlam yamaçlara dayanır ve yüksek duvarlarının yuvarlak (kaynağa doğru dışbükey) biçimiyle suyun İtişine karşı koyarlar. Ağırlık barajlar, suya karşı ağır ve yoğun kütleleriyle direnirler. Çok gevşek yamaçlara dayanmadıkları için, doğrudan doğruya vadinin tabanına otururlar. Bazı kemer barajlar ve hattâ ağırlık barajlar payandalarla desteklenmiştir.
Çağımız, Eskiçağın ilk barajlarından esinlenerek, toprak baraj tekniğini yeniden canlandırıyor. Toprak baraj yapmak için, akarsuyun yatağına çok miktarda toprak ve kaya yığılır. Sonra bu kütle, içine özlü çamur katılarak ve sıvı çimento şırınga edilerek su sızdırmaz hale getirilir. Akarsuya gelince, bütün bu çalışmalar sırasında, saptırma galerileri kazılarak ya da geçici bir kanal inşa edilerek yatağı değiştirilir.
Barajların Kısımları Nelerdir?
Bütün bir yapı olarak gördüğümüz ve belli kısımlarını bildiğimiz barajlar, çeşitli alanların bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Şimdi bu kısımları inceleyelim:
Baraj Gövdesi
Bütün vadiyi kapatan ve yapay bir göl oluşmasını sağlayan kısımdır. Genel olarak beton veya dolgu malzemesinden inşa edilen sabit yapılardır.
Baraj Gölü
Baraj gövdesinin arkasında suyun depolandığı vadi kısmıdır. Ölü hacim, faydalı hazne hacmi ve taşkın koruma hacminden oluşmaktadır.
Su Alma Yapısı
Baraj gölünde toplanan suyun alınmasını sağlayan kısımdır.
Dip Savak
Gerekli olan durumlarda baraj gölünü tamamen boşaltmak, dolu savak debisini azaltmak ve akarsu mansabına bırakılması gereken miktardaki suyu vermek için kullanılan tesis kısmıdır.
Dolu Savak
Taşkın sularının mansaba aktarılarak yapının emniyetini sağlayan tesis kısmıdır.
Derivasyon Tesisleri
Bu sistem, baraj inşaatının kuru bir ortamda yapılmasını sağlamaktadır. Suyun inşaat alanına girmesini önleyen batardolardan ve suyun mansaba aktarılmasını sağlayan açık veya kapalı iletim tesislerinden oluşmaktadır.
Diğer Tesisler
Barajın hizmet ettiği amaca uygun olarak enerji santralleri, içme suyu arıtma tesisleri, balık ve tomruk geçitleri gibi yapılardır.
Bunlara ek olarak; büro, atölye, laboratuvar, lojman, ambar, garaj, park yeri gibi barajın özelliklerine ve büyüklüğüne bağlı olarak ihtiyaçlara yönelik inşa edilen yapılar da bulunmaktadır.