FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
KEZER ÇAYI’NIN HİDROELEKTRİK ENERJİ POTANSİYELİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ
Mahmut EMİNOĞLU
YÜKSEK LİSANS TEZİ
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
DİYARBAKIR
Haziran 2012
T.C.
DİCLE ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ
DİYARBAKIR
Mahmut EMİNOĞLU tarafından yapılan “ Kezer Çayı’nın Hidroelektrik Enerji
Potansiyelinin Değerlendirilmesi ’’ konulu bu çalışma, jürimiz tarafından İnşaat Mühendisliği
Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.
Jüri Üyeleri
Başkan
: Prof. Dr. Abdullah SESSİZ
Üye
: Doç. Dr. Tamer BAĞATUR
Üye
: Yrd. Doç. Dr. Fevzi ÖNEN (Danışman)
Tez Savunma Sınavı Tarihi : 08/06/2012
Yukarıdaki bilgilerin doğruluğunu onaylarım.
…/…/2012
Prof. Dr. Hamdi TEMEL
Enstitü Müdürü
I
TEŞEKKÜR
Yüksek Lisans öğrenimim boyunca ve bu tezin hazırlanması aşamasında maddi ve
manevi her türlü destekte bulunan; tez danışmanım Yrd. Doç. Dr. Fevzi ÖNEN’e, Doç. Dr.
Tamer BAĞATUR’a, Prof. Dr. Abdullah SESSİZ’e, Doç. Dr. Z.Fuat TOPRAK’a, İnş. Yük.
Müh. Özgür SEVER’e, İnş. Yük. Müh. Besim GÜLCÜ’ye ve Yüksek Lisans öğrenimine
başlamada ilham kaynağım olan Yüksek Mimar Rojat AKSOY’a teşekkür ederim.
II
İÇİNDEKİLER ... II
ÖZET ... VII
ABSTRACT ... VIII
ÇİZELGE LİSTESİ ... IX
ŞEKİL LİSTESİ ... X
EKLER LİSTESİ ... XI
KISALTMA VE SİMGELER ... XIII
1. GİRİŞ ... 1
1.1. Amaç ... 1
1.2. Türkiye’nin Enerji Gereksinimi………..………… 3
1.3. Türkiye’nin Hidroelektrik Potansiyeli………...……. 3
1.4. Hidroelektrik Potansiyel Gelişiminin Bugünkü Durumu……… 5
1.5. Hidroelektrik Potansiyelin Gelecek Yıllardaki Gelişimi……….……... 8
1.6. Hidroelektrik Santraller………...… 9
1.7. Hidroelektrik Tesislerde Sistem Esasları………... 10
1.8. Hidrolojik Çevrim………...…… 10
1.9. Hidrolojik Su Havzaları………. 13
1.10. Dicle Nehri Ve Havzası………. 15
2. MATERYAL VE METOT……….………..……… 19
2.1. Materyal……….………. 19
2.1.1. Proje Sahasının Tanıtılması ………. 19
2.1.1.1. Topografya ………... 19
- Dağlar ……… 19
- Muş Güneyi Dağları ……….. 19
- Siirt Doğusu Dağları………... 19
- Ovalar Ve Düzlükler ……… 19
- Beşiri Ovası ……… 20
2.1.1.2. Akarsular ………. 20
- Dicle Irmağı ……… 20
- Botan Suyu ……….. 20
2.1.1.3. Hidrojeoloji ……….. 21
2.1.1.4. Coğrafi Durum ……… 21
III
2.1.1.5. İklim Ve Bitki Örtüsü ……… 24
2.1.1.6. Yağışlar……….. .24
2.1.1.7. Sıcaklık………... 24
2.1.1.9. Sosyal Durum………... 26
- Nüfus……….. 26
- Eğitim………... 26
- Sağlık………... 26
2.1.1.10. Ulaşım……….. 27
2.1.1.11. Haberleşme……….…… . 27
2.1.1.12 Ekonomik Durum………..………. 27
- Tarım……….………..…. 27
-Sanayi……….………... 27
- Turizm ……..………..………... 27
- Ticaret…….………...…………. 27
- Madencilik………...……... 27
2.2. Metot…..……...………..……... 28
2.2.1 Proje Formülasyonunun Belirlenmesi.……….………... 28
2.2.2. Su Debisinin Tesbiti……….29
2.2.3. Kurulu Güç Hesabı……….……….... 29
2.2.4. Taşkın Hesabı………..……….... 29
3. BULGULAR VE TARTIŞMA ...………..……….. 31
3.1. İklim Ve Su Kaynakları……….. 31
3.1.1. İklim……….31
3.1.1.1. Meteoroloji Gözlem istasyonları………..31
3.1.1.2. Yağış……… 32
3.1.1.3. Sıcaklık……….33
3.1.1.4. Buharlaşma………...34
3.2. Su Kaynakları ………. 34
3.2.1. Akım Gözlem İstasyonu……….. 36
3.2.1.2. EİE 2624 Kezer çayı-Pınarca AGİ……….. 37
3.3. Kezer regülatör Yeri Günlük Debi Ve Akım hesapları……….. 37
3.3.1. Kezer Çayı’ndan Başka Maksatla Çekilen Sular ……….. 37
3.3.2. Kezer Regülatör Yeri Debi Ve Akım Değerleri ………38
3.4. Sulardan Yararlanma Şekilleri Ve Su Hakları……….38
IV
3.5.3. Kurulu Güç Hesabı... 42
3.5.3.1. Yük Kayıpları Hesabı... 42
- Çökeltme Havuzundaki Yük Kaybı ... 42
- İletim kanalındaki Yük Kaybı ... 42
- Cebri Borudaki Yük Kaybı ... 42
- Toplam Yük Kayıpları ... 44
3.6.4. Enerji Üretimi Hesapları ... 44
3.6.5. Türbin Seçimi ... 45
3.7. Taşkın hesapları ... 47
3.7.1. Bölgesel taşkın Frekansı analizi ... 48
3.8. Sedimantasyon Durumu ... 58
3.9. Genel yerleşim Planı ... 58
3.10. Gözlemler Ve Sonuçlar ... 58
4. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 61
5. KAYNAKLAR ... 63
EKLER ... 65
V
ÖZET
KEZER ÇAYI’NIN HİDROELEKTRİK ENERJİ POTANSİYELİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ
YÜKSEK LİSANS TEZİ
Mahmut EMİNOĞLU
DİCLE ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
2012
Türkiye’de su kullanım hakkının devrine ilişkin yasanın yürürlüğe girdiği 2001 yılından
itibaren Hidroelektrik Santral (HES) yatırımları ivme kazanmış ve böylece ülkemiz adeta bir
şantiye halini almıştır. Bu durum HES planlamalarının önemini arttırmış ve akademik düzeyde
ilgiyi arttırmıştır. Bu çalışmada, Kezer Çayı’nın hidroelektrik enerji potansiyelinin
değerlendirmesine yönelik olarak, biriktirmesiz bir hidroelektrik tesisin planlamasına ait somut
bir örnek irdelenmiştir.
Tez kapsamında önce Türkiye’nin enerji politikasında HES’lerin önemine değinilmiştir.
Devamında enerji kaynağı olarak suyun hareket mekanizması kapsamında hidrolojik çevrim
olayı ve yağış-akış ilişkileri irdelenerek Türkiye’nin su havzaları haritası verilmiştir. Materyal
ve metot bölümünde proje sahası topografik, coğrafi, sosyal ve kültürel açıdan ele alınmış, tezin
konusu olan Kezer Çayı hakkında drenaj alanı, beslendiği sular ve katıldığı akarsu hakkında
detaylı bilgilere yer verilmiştir. Bulgular bölümünde ise akım gözlem istasyonu debi ve akım
kayıtlarından faydalanılarak debi süreklilik eğrisinin nasıl oluşturulduğu açıklanmıştır.
Sonrasında kurulu güç ve enerji hesaplamalarına geçilerek yük kayıpları hesapları yapılmıştır.
Son bölümde ise hazırlanan hidroelektrik tesisin karakteristik bilgileri verilerek 1/25.000’lik
harita üzerinde genel yerleşim planı işlenmiştir.
Anahtar kelimeler : Enerji, Yenilenebilir enerji, Regülatör (bağlama), Hidroelektrik santralleri,
Kezer Çayı.
VI
MASTER’S THESIS
Mahmut EMİNOĞLU
DEPARTMENT OF CIVIL ENGIRNERING
INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES
UNIVERSITY OF DICLE
2012
Investments of Hydroelectric Power Plants have been grown up and our country has
become like a construction site by entering into force of the law concerning the transfer of the
right of water use in Turkey since 2001. This situation has increased the importance of planning
and arousing interest of academic levels of Hydroelectric Power Plant. In this study, a concrete
example of a not accumulated hydroelectric facility planning is discussed by aiming of
consideration of Kezer River hydroelectric energy potential.
At first, the importance of Hydroelectric Power Plants in Turkey's energy policy is
mentioned in the scope of this thesis. In the continuation of the scope, the map of water basins
in Turkey is given as an energy source, examining the mechanism of the hydrological cycle of
water and rainfall-runoff relations. Topographic, geographic, social and cultural aspects of the
project site are considered in material and methods section of the thesis that is subject to Kezer
River drainage area, fed by the waters and the river attended. In the result section, how making
flow duration curve is explained by using flow rate and current records of the stream gauging
station. Afterwards, load losses are calculated in the section of calculation of power and energy.
In the last section, a general layout plan is processed on a map scaled to 1/25.000, by providing
hydroelectric power plant characteristic data.
Key words : Energy, Renewable Energy, The Regulator (binding), Hydroelectric power plants,
Kezer River.
VII
ÇİZELGE LİSTESİ
Çizelge No:
Sayfa
Çizelge 1.1. Elektrik enerjisi kurulu güç kapasitesi gelişimi
5
Çizelge 1.2. Elektrik enerjisi üretim gelişimi
6
Çizelge 1.3. Elektrik tüketimi ve enerji temini bilançosu
7
Çizelge 1.4. Elektrik enerjisi tüketiminin sektöre göre dağılımı
8
Çizelge 1.5. Avrupa’da hidroelektrik üretimi
9
Çizelge 2.1. Siirt ili sıcaklık ve yağış değerleri 25
Çizelge 2.2. Uzun yıllar içinde gerçekleşen en yüksek ve en düşük değerler 25
Çizelge 3.1. Proje sahası çevresinde bulunan meteoroloji istasyonları
31
Çizelge 3.2. Tatvan Meteoroloji İstasyonu ortalama yağış değerleri
33
Çizelge 3.3. Siirt Meteoroloji İstasyonu aylık ortalama buharlaşmalar
34
Çizelge 3.4. Nüfus ve su ihtiyaçları
38
Çizelge 3.5. Proje sahasına yakın olan akım gözlem istasyonları
50
Çizelge 3.6. AGİ'lere ait anlık maksimum debi değerleri ve tarihleri
51
Çizelge 3.7. Bölgesel taşkın frekans analizi
57
Çizelge 3.8. 1.Baz periyot için homojenlik testi
57
Çizelge 3.9. 2.Baz periyot için homojenlik testi 57
Çizelge 3.10. Boyutsuz BTFA 57
Çizelge 3.11. BTFA sonuçları 58
VIII
Şekil 1.1. Doğalgaz ve hidroelektrik enerji üretimi
7
Şekil 1.2. Hidrolojik çevrim 12
Şekil 1.3. Türkiye’de hidrolojik su havzaları
14
Şekil 1.4. Dicle Nehri hidrometeoroloji haritası-1
17
Şekil 1.5. Dicle Nehri hidrometeoroloji haritası-2
18
Şekil 2.1. Kezer Çayı drenaj alanı ve su kolları haritası
22
Şekil 2.2. Proje sahası ulaşım haritası
23
Şekil 3.1. Meteoroloji istasyonları ve thiessen poligonları
35
Şekil 3.2. Regülatör yeri ve santral yeri drenaj alanı
36
Şekil 3.3. Debi süreklilik eğrisi 41
Şekil 3.4. Türbin seçim grafiği 46
Şekil 3.5. Türbin verim grafiği
47
Şekil 3.6. Siirt çevresi hidrometeoroloji haritası ve AGİ’ler
49
Şekil 3.7. Bölgesel taşkın frekans analizinde kullanılacak AGİ'lerin
gözlem süreleri 54
Şekil 3.8. Homojenlik testi grafiği
55
IX
EK LİSTESİ
Ek No:
Sayfa
Ek 1. EİE 2624 Nolu AGİ debi ve akım kayıtları
65
Çizelge 1. EİE 2624 Nolu AGİ Ortalama debileri
104
Çizelge 2. EİE 2624 Nolu AGİ Ortalama Akımları
105
Şekil 1. EİE 2624 Nolu AGİ Uzun Yıllar Aylık Ortalama Debiler 107
Şekil 2. EİE 2624 Nolu AGİ Yıllık Ortalama Debiler 107
Şekil 3. EİE 2624 Nolu AGİ Uzun Yıllar Aylık Ortalama Debiler 108
Şekil 4. EİE 2624 Nolu AGİ Yıllık Toplam Akım 109
Ek 2. Regülatör Yeri Debi Ve Akım Değerleri 111
Ek 3. Proje Sahası Uydu Görüntüleri
153
Resim 1. Kezer Regülatörü ve HES regülatör yeri ve iletim kanalı güzergahı
uydu görüntüsü
153
Resim 2. Kezer Regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı uydu görüntüsü
devamı 154
Resim 3. Kezer Regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı uydu görüntüsü
devamı
155
Resim 4. Kezer Regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı ve santral yeri
uydu görüntüsü 156
Ek 4. Proje Sahası Fotoğrafları
157
Foto 1. Kezer regülatörü ve HES regülatör aks yeri görüntüsü
157
Foto 2. Kezer regülatörü ve HES regülatör mansap tarafı görüntüsü 157
Foto 3. Kezer regülatörü ve HES iletim kanalı başlangıc yeri görünütüsü 158
Foto 4. Kezer regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı 158
Foto 5. Kezer regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı devamı 159
Foto 6. Kezer regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı devamı 159
Foto 7. Kezer regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı devamı 160
Foto 8. Kezer regülatörü ve HES iletim kanalı güzergahı sonu , yükleme
havuzu, cebri boru güzergahı ve santral yeri 162
Foto 9. Kezer regülatörü ve HES kuyruk suyu kanalı yeri fotoğrafı 161
X
EİE
: Elektrik İşleri Etüt İdaresi
TEİAŞ
: Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi
USİAD
: Ulusal Sanayici Ve İşadamları Derneği
TEDAŞ
: Türkiye Elektrik Dağıtım Anonim Şirketi
Q
: Debi
H
: Suyun kot farkı, düşü
P
: Kurulu güç
γ
: Suyun birim hacim ağırlığı
η
: Türbin verimi
E
: Enerji miktarı
V
: Su hacmi
YAGİ
: Yağış Gözlem İstasyonu
AGİ
: Akım Gözlem İstasyonu
o