Kanalizasyon Boru Boyutlandırma

Kanalizasyon boru boyutlandırması, Manning formülü temel alınarak atık su debisi, minimum hız ve doluluk oranı kriterlerine göre yapılır. Türkiye'de Çevre ve Şehircilik Bakanlığının Atıksu Toplama ve Uzaklaştırma Sistemleri Hakkında Yönetmeliği (RG 06.01.2017, EK-1) ile İller Bankası proje esasları birincil referanslardır; Avrupa'da TS EN 752 genel tasarım çerçevesini verir.

Önemli: Bu makalede Türkiye mevzuatı birincil referans olarak kullanılmaktadır. Hesaplar Atıksu Toplama ve Uzaklaştırma Sistemleri Hakkında Yönetmelik, İller Bankası esasları ve genel hidrolik bağıntılara dayanır; örnek problemlerdeki bazı katsayılar (geri dönüş, sızma oranı, sanayi birim tüketimi) örnek kabulüdür.

Özet

Kanalizasyon sistemlerinin hidrolik boyutlandırması; (1) nüfus projeksiyonu ile tasarım debisinin belirlenmesi, (2) Manning formülü ile boru çapının hesaplanması, (3) doluluk oranı ($h/D\le 0,50$) ve hız kriterlerinin ($V_{min}\ge 0,5$ m/s) kontrol edilmesi adımlarını kapsar. Atıksu Toplama ve Uzaklaştırma Sistemleri Hakkında Yönetmelik, tasarım debilerinin ve boruların hidrolik kapasitesinin Yönetmeliğin EK-1'indeki kriterlere göre belirlenmesini ister. Kişi başı su tüketimi yerleşimin nüfusuna bağlıdır ve yönetmeliklerde verilir; büyükşehirlerde belediyenin fiili tüketim verileriyle karşılaştırılması uygun olur.

1. Atık Su Debisi Hesabı

1.1 Kişi Başı Atık Su Üretimi

Evsel atıksu kaynağı, içme suyu tüketimine bağlı olarak "geri dönüş katsayısı" ($f_{return}$) ile hesaplanır:

$$q_{atık}=f_{return}\times q_{i\stackrel{\backslash c}{c}me}$$

$f_{return}$ = geri dönüş katsayısı; bu yazıdaki örneklerde 0,80 alınmıştır (uluslararası uygulamada 0,75–0,85 aralığı yaygındır). Yönetmelik yaklaşımında ise kullanılmış su miktarı kullanılan suya eşit kabul edilir ($f_{return}=1,0$); bu kabul debiyi %25 artırır.

Saha Notu (Türkiye): Büyükşehirlerde (İstanbul, Ankara, İzmir gibi) belediyenin fiili su fatura verilerinden elde edilen kişi başı tüketim değerleri (120–160 L/kişi/gün) şartname değerlerine kıyasla %10–20 daha yüksek çıkabilir. Kütahya, Afyon, Uşak gibi İç Ege illerinde ise kış mevsiminde kişi başı tüketim 80–90 L/kişi/gün düzeye gerileyebilir; bu nedenle projede en güncel belediye faturalandırma verisi kullanılmalıdır.

Dikkat: Tatil köyleri ve yazlık yerleşim alanlarında yazlık/kışlık nüfus değerleri önemli ölçüde farklılaşır. İller Bankası esaslarında turizm gibi nedenlerle nüfustaki dönemsel ve mevsimsel artışlar ayrıca değerlendirilir; bu bölgelerde tasarım, en yüksek sezon nüfusu dikkate alınarak yapılmalıdır.

1.2 Nüfus Projeksiyonu

Nüfus projeksiyonunda aşağıdaki yöntemler kullanılabilir; uygulamada en yaygın olanları İller Bankası modeli (sabit hızlı geometrik artış) ve geometrik artış modelidir. İller Bankası esaslarında proje hedef yılı inşaatın bitiminden 30 yıl sonrası olarak alınır; projenin ele alınmasından işletmeye kadar geçecek 5 yıl eklenerek 35 yıllık nüfus projeksiyonu hazırlanır.

İller Bankası modeli kapsamında çoğalma katsayısı $k$:

$$N_G=N_M\times {\left(1+\frac{k}{100}\right)}^{t_G-t}$$

Türkiye'deki tipik kasaba/şehir nüfus büyüme oranları (TÜİK 2018–2023 verilerine göre) şehir tipi için %0,8–2,5/yıl, kırsal için %(-1)–0,5/yıl aralığındadır.

Dikkat: İller Bankası esaslarında çalışma alanının geçmişten günümüze gözlenmiş nüfus değerleri (TÜİK'in en son yıla kadar ADNKS verileri, aile hekimliği kayıtları) verilerek artış hızı hesaplanır; geçmişteki ani iniş çıkışların nedeni araştırılır. Yalnızca tek bir döneme dayanarak hesaplanan büyüme oranları yanıltıcı sonuçlar verebilir.

1.3 Evsel Atık Su Debisi

Ortalama evsel atıksu debisi:

$$Q_{evsel,ort}=\frac{q\times P_G}{86400}\text{(L/s)}$$

Burada:

• $q$ = kişi başına ortalama günlük su tüketimi (L/kişi/gün)
• $P_G$ = tahmin edilen proje nüfusu (kişi)
• 86400 = günde saniye sayısı

1.4 Pik Atık Su Debisi

Babbit katsayısı (Atıksu Toplama ve Uzaklaştırma Sistemleri Hakkında Yönetmelik yaklaşımı; $P_G$ gelecekteki nüfus, kişi):

$$\beta =\frac{19,905}{P_G^{0,2}}$$

Harmon formülü (Kuzey Amerika tasarım kılavuzlarında yaygın alternatif; $P$ kişi):

$$f_{pik}=1+\frac{14}{4+\sqrt{P/1000}}$$

Alternatif olarak küçük nüfuslar ($P<5.000$ kişi) için $f_{pik}=2,5–4,0$ sabit değer alınabilir.

Pik debi (ortalama evsel debi pik katsayısıyla çarpılır):

$$Q_{evsel,pik}=\beta \times Q_{evsel,ort}$$

1.5 Sızma ve Endüstriyel Debi

Sızma debisi (Yönetmelik bağıntısı):

$$Q_{sızma}=0,10\times F\text{(L/s, F = atıksu toplama alanı, ha)}$$

Yeraltı suyu seviyesinin yüksek olduğu bölgelerde 0,2 L/s/ha, düşük olduğu bölgelerde 0,1 L/s/ha alınmaktadır. İller Bankası esaslarında birim sızma debisi, yeraltı suyu seviyesi, zemin, içme suyu kaçak oranı ve şebekenin yaşına göre 0,002–0,2 L/s/ha aralığında seçilir; bu yazıdaki Problem 1 ve 2'de sızma, basitleştirme olarak evsel debinin yüzdesi şeklinde alınmıştır.

Endüstriyel atıksu debisi ($Z$: endüstriyel birim su tüketimi, L/s/ha; $F$: atıksu toplama alanı, ha):

$$Q_{end,ort}=Z\times F\text{(L/s)}$$

Endüstri cinsine göre değişen birim su tüketimleri yönetmeliklerde verilir. Bu yazıdaki örneklerde küçük sanayi için 0,5 L/s/ha, orta sanayi için 1,0 L/s/ha, büyük sanayi için 1,5 L/s/ha kabul edilmiştir; endüstriyel pik faktörü 2 alınabilir.

1.6 Toplam Tasarım Debisi

Tasarım debisi, evsel, endüstriyel ve sızma debilerinin toplamıdır:

$$Q_{tasarım}=Q_{evsel,pik}+Q_{end,pik}+Q_{sızma}$$

2. Manning Formülü

Manning formülü, atıksu kanallarında üniform ve kararlı türbülanslı akım için kullanılır. Serbest yüzeyli kanal akımında Colebrook-White, Manning ve Kutter bağıntıları kullanılabilir; Türkiye'de kanalizasyon hesaplarında Kutter bağıntısı da yaygındır (İller Bankası beton borular için Kutter pürüzlülüğü b = 0,35 alır):

$$V=\frac{1}{n}{R}_H^{2/3}{J}_E^{1/2}$$ $$Q=\frac{1}{n}\cdot A\cdot R_H^{2/3}\cdot J_E^{1/2}$$

Burada:

• $V$ = akış hızı (m/s)
• $Q$ = debi (m³/s)
• $n$ = Manning pürüzlülük katsayısı (boyutsuz)
• $R_H=D/4$ = dairesel boru için hidrolik yarıçap (m)
• $J_E$ = piyezometrik eğim (hidrolik gradyen) = $\Delta h/L$ (m/m)
• $A=\pi D^2/4$ = kesit alanı (m²)

Dairesel tam dolu boru için $R_H=D/4$ konulduğunda:

$$Q=\frac{1}{n}\cdot \frac{\pi D^2}{4}\cdot {\left(\frac{D}{4}\right)}^{2/3}\cdot J^{1/2}=\frac{0,3117}{n}\cdot D^{8/3}\cdot J^{1/2}$$

Bu ifadeden çap çekilirse:

$$D={\left(\frac{Q_0\cdot n}{0,3117\cdot J^{1/2}}\right)}^{3/8}$$

Saha Notu (Türkiye): Sahada uzun süreli kullanım sonucu beton boruların iç yüzeyinde birikme, korozyon veya biyofilm tabakası oluşabilir. Bu nedenle, yeni boru için $n=0,012$ kullanılıyor olsa da tasarım hesabında Türkiye pratik yaklaşımına göre $n=0,013$ değeri tercih edilmesi önerilir.

Dikkat: TS EN 13476 kapsamındaki HDPE koruge borularda dış yüzey oluklu olsa da hidrolik hesaplarda iç yüzey pürüzlülüğü esas alınır. Üretici verilerinde iç yüzey pürüzlülüğü çok küçüktür (k ≈ 0,005–0,015 mm); yine de tasarımda zamanla oluşacak birikinti ve ek yerleri için daha güvenli bir değer (örneğin $n=0,011$) seçilmesi yaygındır.

3. Hız Kriterleri

Hız sınırları (İller Bankası esasları ve yaygın uygulama):

Saha Notu (Türkiye — Kış Koşulları): Kütahya, Erzurum, Kars ve Doğu Anadolu'da düşük sıcaklık ve kar-erime periyotlarında akış debisi mevsimsel %20–40 artabilir; bu durum özellikle küçük yerleşimlerde taşma riskini artırır. Pik katsayısı hesabında bu mevsimsel etkiler dikkate alınmalıdır.

Dikkat: Minimum hız kontrolü yalnız tam dolu hız ($V_0$) ile değil, gerçek akış derinliğindeki hızla da yapılmalıdır (Tablo 7'deki $V/V_0$ oranı). Düşük debili başlangıç kanallarında, eğimin azaldığı kesimlerde ve birleşim noktalarında ayrıca kontrol edilmelidir.

4. Eğim Kriterleri

İller Bankası kanalizasyon şebekelerinde esas alınan eğimler (asgari ve normal azami eğim):

Saha Notu: Sokak eğimi kanal azami eğiminden büyükse kanal bu eğime çekilmez; muayene bacalarında şüt (düşü) yapılarak uygun eğim sağlanır (şütlü baca, cascade manhole). İller Bankası uygulamasında dıştan şüt yüksekliği genellikle 2,00 m'den fazla alınmaz; istisnai durumlarda 4,00 m'ye kadar kabul edilebilir.

5. Kısmi Doluluk Oranları

Atıksu Toplama ve Uzaklaştırma Sistemleri Hakkında Yönetmelik, tasarım debisinde atıksu kanallarının %50 dolulukta olmasını öngörür. Boş kalan kesit, pik debi aşımları, sızma ve havalandırma için pay bırakır. İller Bankası uygulamasında pis su kanallarının azami 0,40–0,60 dolu aktığı kabul edilir; kanala yağmur suyu ve yeraltı suyu sızmadığı durumlarda bu değer 0,80 alınabilir.

Dairesel kesitli kanallarda kısmi dolu akış oranı (Manning, $n$ sabit; $\theta$ = ıslak kesitin merkez açısı, radyan; $h/D=[1-\cos (\theta /2)]/2$):

$$\frac{Q}{Q_0}=\frac{{\left(\theta -\sin \theta \right)}^{5/3}}{2\pi {\theta }^{2/3}},\frac{V}{V_0}={\left(\frac{\theta -\sin \theta }{\theta }\right)}^{2/3}$$

Dikkat: Yönetmelik tasarım debisinde %50 doluluğu öngörür. İller Bankası uygulamasında ise kanala yağmur suyu ve yeraltı suyu sızmadığı durumlarda doluluk 0,80'e kadar alınabilmektedir; bu nedenle projede hangi ölçütün esas alınacağı ilgili idareyle netleştirilmelidir. Dairesel kesitte debi, h/D ≈ 0,94'te tam dolu debinin yaklaşık 1,08 katına ulaşır.

6. Minimum Boru Çapı

İller Bankası uygulamasındaki kanal sınıfları ve çapları:

Saha Notu: Türkiye'de pek çok belediye, küçük yerleşimlerde bile tali kanal için Ø300 yerine Ø400 mm başlangıç çapını uygulamaktadır; bu yaklaşım bakım ve tıkanma önleme açısından olumludur.

7. Boru Çapı Seçim Prosedürü

Adım adım boyutlandırma akışı şu şekilde uygulanır:

1. Adım — Nüfus projeksiyonu ve proje ömrü:

• Proje süresi: İller Bankası esaslarında inşaat bitiminden sonraki 30 yıl + 5 yıllık hazırlık süresi (35 yıllık projeksiyon)
• TÜİK ADNKS verileriyle İller Bankası modeli uygulanır

2. Adım — Tasarım debisini hesapla: $Q_{tasarım}=Q_{evsel,pik}+Q_{end,pik}+Q_{sızma}$

3. Adım — Doluluk oranını belirle: $Q_0=\frac{Q_{tasarım}}{0,50}$ (Tam dolu debi = Tasarım debisi / 0,50)

4. Adım — Manning formülünden çapı çöz: $D={\left(\frac{Q_0\cdot n}{0,3117\cdot J^{1/2}}\right)}^{3/8}$

5. Adım — Standart boru çapına yuvarlat (artı yöne): Türkiye'de kullanılan standart çaplar: 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 mm

6. Adım — Hız kontrolü: gerçek akış derinliğinde $V\ge 0,5$ m/s ve su derinliği $\ge 2$ cm

7. Adım — Doluluk kontrolü: $h/D\le 0,50$

8. Adım — Eğim kontrolü: Tablo 6'daki (İller Bankası) asgari/azami eğim sınırları

8. Kanal Derinlikleri ve Muayene Bacaları

8.1 Kanal Derinlikleri

Kanal derinlikleri; yerel iklim koşulları, bina bodrum derinlikleri ve su, doğalgaz, elektrik, telefon hatları gibi tesisler dikkate alınarak seçilir. İller Bankası esaslarında bu tesislerin bulunmadığı durumlarda kanal üstünde en az 1,00 m, bu tesislerin inşa edileceği sokaklarda en az 1,50 m toprak örtüsü aranır; don derinliği ve taşıt yükleri ayrıca dikkate alınır. Bodrum katlarının cazibeyle bağlanacağı yerlerde kanallar daha derine döşenir.

8.2 Muayene Bacaları

Muayene (kontrol) bacaları — İller Bankası esasları:

• Sokak kavşaklarına, kanalın yön veya eğim değiştirdiği noktalara, farklı kanalların birleşim noktalarına ve kanal başlangıçlarına konulur
• Ø200–Ø550 mm borularda en fazla 50 m, Ø600–Ø800 mm borularda en fazla 70 m aralıkla baca konulur
• İçine girilerek temizlenebilen büyük çaplı kanallarda baca aralığı daha büyük alınabilir
• Sfero döküm baca kapakları TS EN 124'e (TS 1478 EN 124) göre imal edilir
• Beton baca elemanları TS EN 1917'ye göre imal edilir

Saha Notu (Türkiye): İç Batı Anadolu gibi soğuk iklimli bölgelerde zemin don derinliği artabilir (örneğin 60–80 cm). Bu nedenle baca kapakları ve kilit yükseklikleri don etkisine karşı kontrol edilmeli, çevre drenajıyla birlikte değerlendirilmelidir. Don derinliği için yerel meteoroloji ve zemin etüdü verileri kullanılmalıdır.

9. Türkiye Saha Koşulları

9.1 Zemin Koşulları

Türkiye'de kanalizasyon projelerinde karşılaşılan başlıca zemin tipleri ve projeye etkileri:

9.2 Deprem Koşulları

Türkiye'de kanalizasyon projeleri TBDY 2018 kapsamındaki deprem bölgesi etkisini değerlendirmek durumundadır. Deprem bölgeleri AFAD Türkiye Deprem Tehlike Haritası'ndan alınır.

Deprem dayanımlı tasarım için temel gereklilikler:

• Gömülü borular için esnek ek bağlantıları (contalar) tercih edilmeli; rijit birleşimlerden kaçınılmalı (TS EN 681-1,2,3,4 — Elastomer contalar)
• Sıvılaşma riski bulunan alüvyon alanlarda boru malzemesi, esnek ekler ve bağlantı detayları zemin etüdü sonuçlarına göre seçilmeli; gerekirse zemin iyileştirmesi değerlendirilmelidir
• HDPE ve PVC borular esnek ekleri nedeniyle sismik açıdan betondan daha elverişlidir

9.3 Yasal Mevzuat Özeti

10. Döşeme Kesiti Detayı

Hendek içi boru döşeme katmanlarının detayları:

• ① Beton Yatak: C16/20 beton, 15 cm kalınlık; kayalık zemin, yüksek yeraltı suyu veya taşıma kapasitesi düşük zeminlerde uygulanır. 120° destekleme açısı sağlanmalıdır.
• ② Kum/Çakıl Yatak: 0–8 mm kum veya ince kırmataş; 10–15 cm kalınlık; boru eksenine 15 cm üstüne kadar devam eder.
• ③ Boru Gömleği: 0–11 mm kırmataş; boru üstünden itibaren 30 cm dahil; elle (mekanik titreşimli kompaktör değil) sıkıştırılır.
• ④ Beton Boru: TS 821 EN 1916 kapsamında; DN200–DN2000; n = 0,012–0,013.
• ⑤ Üst Dolgu: 0–63 mm kırmataş veya geri kazı; mekanik kompaktörle; %95 modifiye Proktor yoğunluğu.

Dikkat: Yönetmeliğe göre boru üzeri en az 30 cm dolgu malzemesiyle örtülüp sıkıştırıldıktan sonra üst dolgu yapılır; sıkıştırma derecesi statik hesaplara uygun olarak en az %92–95 aralığında olur. Boru üstündeki bu ilk 30 cm'de boruya zarar vermeyecek hafif ekipman ya da elle sıkıştırma uygulanmalı, ağır mekanik kompaktör bu tabakanın üzerinde kullanılmalıdır.

11. Örnek Problemler

Problem 1 — Kolay 🟢

Veriler:

• Tasarım nüfusu: P = 5.000 kişi
• Kişi başı su tüketimi: q = 100 L/kişi/gün
• Geri dönüş katsayısı: f_return = 0,80
• Pik katsayısı: Harmon formülüyle hesaplanır
• Sızma oranı: %15
• Boru malzemesi: Beton, n = 0,013
• Kanal eğimi: J = 1/200 = 0,005

İstenen: Uygun boru çapını belirle.

Çözüm:

Adım 1 — Ortalama evsel debi: $Q_{evsel,ort}=\frac{q\times f_{return}\times P}{86400}=\frac{100\times 0,80\times 5000}{86400}=4,63\text{ L/s}=0,00463{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 2 — Pik debi (Harmon):

$$f_{pik}=1+\frac{14}{4+\sqrt{5}}=1+\frac{14}{6,236}=3,245$$ $$Q_{pik}=3,245\times 0,00463=0,01502{\text{ m}}^3/\text{s}$$

Adım 3 — Sızma debisi (evsel debinin %15'i, örnek kabulü): $Q_{sızma}=0,15\times 0,00463=0,00069{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 4 — Toplam tasarım debisi: $Q_{tasarım}=0,01502+0,00069=0,01571{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 5 — Doluluk koşuluna göre tam dolu debi (h/D = 0,50): $Q_0=\frac{Q_{tasarım}}{0,50}=\frac{0,01571}{0,50}=0,03142{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 6 — Manning formülünden çap: $D={\left(\frac{Q_0\cdot n}{0,3117\cdot J^{1/2}}\right)}^{3/8}={\left(\frac{0,03142\times 0,013}{0,3117\times 0,07071}\right)}^{3/8}$ $D={\left(\frac{4,085\times 10^{-4}}{0,02204}\right)}^{3/8}=(0,01853{)}^{0,375}=0,224\text{ m}=224\text{ mm}$

Adım 7 — Standart çap: $D=250$ mm (bir üst standart çap)

Adım 8 — Tam dolu debi ve hız kontrolü (D = 250 mm): $Q_0=\frac{0,3117}{0,013}\times (0,25{)}^{8/3}\times 0,005^{0,5}=23,98\times 0,02480\times 0,07071=0,04205{\text{ m}}^3/\text{s}$ $A=\frac{\pi \times 0,25^2}{4}=0,04909{\text{ m}}^2$ $V_0=Q_0/A=0,04205/0,04909=0,857\text{ m/s}$

Adım 9 — Doluluk oranı ve gerçek hız: $Q/Q_0=0,01571/0,04205=0,374\Rightarrow h/D\approx 0,42<0,50✓$ $V=(V/V_0)\times V_0\approx 0,928\times 0,857=0,795\text{ m/s}>0,5\text{ m/s}✓$

Sonuç: Ø 250 mm beton boru, J = 1/200 eğiminde; tam dolu hız $V_0$ = 0,86 m/s, h/D ≈ 0,42'de V ≈ 0,80 m/s — tüm kriterler sağlanmıştır.

Kontrol: V ≈ 0,80 m/s > 0,5 m/s | h/D ≈ 0,42 < 0,50 | D = 250 mm ≥ 200 mm

Problem 2 — Orta 🟡

Veriler:

• Tasarım nüfusu: P_G = 25.000 kişi (30 yıl sonrası projeksiyon)
• Kişi başı su tüketimi: q = 120 L/kişi/gün (şehir merkezi; Tablo 1)
• Geri dönüş katsayısı: f_return = 0,80
• Küçük sanayi alanı: F_san = 8 ha, Z = 0,5 L/s/ha (Tablo 3)
• Sızma oranı: %10 (evsel debiye göre)
• Endüstriyel pik faktörü: 2,0
• Boru malzemesi: PVC, n = 0,010
• Kanal eğimi: J = 1/300 = 0,00333

İstenen: Tasarım debisini hesapla, boru çapını belirle, doluluk ve hız kontrolü yap.

Çözüm:

Adım 1 — Ortalama evsel debi: $Q_{evsel,ort}=\frac{120\times 0,80\times 25000}{86400}=\frac{2400000}{86400}=27,78\text{ L/s}=0,02778{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 2 — Harmon pik katsayısı: $f_{pik}=1+\frac{14}{4+\sqrt{25}}=1+\frac{14}{9}=2,556$ $Q_{evsel,pik}=2,556\times 0,02778=0,07100{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 3 — Endüstriyel pik debi: $Q_{end,ort}=0,5\times 8=4,0\text{ L/s}=0,004{\text{ m}}^3/\text{s}$ $Q_{end,pik}=2,0\times 0,004=0,008{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 4 — Sızma debisi: $Q_{sızma}=0,10\times 0,02778=0,002778{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 5 — Toplam tasarım debisi: $Q_{tasarım}=0,07100+0,008+0,002778=0,08178{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 6 — Tam dolu debi (h/D ≤ 0,50): $Q_0=Q_{tasarım}/0,50=0,1636{\text{ m}}^3/\text{s}$

Adım 7 — Manning formülünden çap (PVC, n = 0,010): $D={\left(\frac{0,1636\times 0,010}{0,3117\times \sqrt{0,00333}}\right)}^{3/8}={\left(\frac{1,636\times 10^{-3}}{0,01799}\right)}^{3/8}=(0,09094{)}^{0,375}$ $D=0,407\text{ m}=407\text{ mm}$

Adım 8 — Standart çap: D = 450 mm (bir üst standart)

Adım 9 — Kontrol (D = 450 mm, J = 1/300): $Q_0=\frac{0,3117}{0,010}\times (0,45{)}^{8/3}\times (0,00333{)}^{0,5}=31,17\times 0,1189\times 0,05771=0,2139{\text{ m}}^3/\text{s}$ $h/D:Q/Q_0=0,08178/0,2139=0,382\Rightarrow h/D\approx 0,43<0,50✓$ $V_0=Q_0/A=0,2139/(\pi \times 0,2025/4)=0,2139/0,1590=1,345\text{ m/s};V(h/D=0,43)\approx 1,25\text{ m/s}>0,5\text{ m/s}✓$

Eğim kontrolü (Tablo 6): Tali kanal, Ø350–Ø600 → min 1/500, maks 1/25. J = 1/300 sınır içinde

Sonuç: Ø 450 mm PVC boru, J = 1/300, $V_0$ = 1,35 m/s, h/D ≈ 0,43 — tüm kriterler sağlandı.

Problem 3 — Zor

Veriler:

• Mevcut nüfus: P₀ = 12.000 kişi (2020)
• TÜİK büyüme oranı: k = 1,8 %/yıl
• Proje ömrü + inşaat süresi: 32 yıl (proje yılı 2052)
• Kişi başı su tüketimi: q = 115 L/kişi/gün (mevcut belediye verisi)
• Geri dönüş katsayısı: f_return = 0,80
• Orta sanayi alanı: F_san = 15 ha, Z = 1,0 L/s/ha
• Endüstriyel pik faktörü: 2,0
• Sızma katsayısı: 0,10 L/s/ha (atıksu toplama alanı 50 ha)
• Boru malzemesi: Beton, n = 0,013
• Mevcut zemin eğimi: %0,25 (I = 0,0025)
• Kısıt: min hız V ≥ 0,7 m/s (uzun vadeli güvenli işletme)

İstenen: (a) 2052 nüfusunu hesapla, (b) tasarım debisini belirle, (c) boru çapı ve eğim seçimi yap, (d) doluluk ve hız kontrolü gerçekleştir.

Çözüm:

(a) Nüfus projeksiyonu — İller Bankası modeli (geometrik artış): $P_G=P_0\times {\left(1+\frac{k}{100}\right)}^{t_G-t_0}=12000\times (1,018{)}^{32}=12000\times 1,770=21240\text{ kis¸i}$

(b) Debi hesabı:

Ortalama evsel debi: $Q_{evsel,ort}=\frac{115\times 0,80\times 21240}{86400}=\frac{1954080}{86400}=22,62\text{ L/s}=0,02262{\text{ m}}^3/\text{s}$

Harmon pik katsayısı: $f_{pik}=1+\frac{14}{4+\sqrt{21,24}}=1+\frac{14}{4+4,609}=1+\frac{14}{8,609}=2,626$ $Q_{evsel,pik}=2,626\times 0,02262=0,05940{\text{ m}}^3/\text{s}$

Endüstriyel: $Q_{end,pik}=2,0\times (1,0\times 15)=30\text{ L/s}=0,030{\text{ m}}^3/\text{s}$

Sızma: $Q_{sızma}=0,10\times 50=5,0\text{ L/s}=0,005{\text{ m}}^3/\text{s}$

Toplam: $Q_{tasarım}=0,05940+0,030+0,005=0,09440{\text{ m}}^3/\text{s}$

(c) Boru çapı hesabı:

Tam dolu debi (h/D ≤ 0,50): $Q_0=0,09440/0,50=0,1888{\text{ m}}^3/\text{s}$

Zemin eğimiyle çap hesabı (J = 0,0025): $D={\left(\frac{0,1888\times 0,013}{0,3117\times 0,05000}\right)}^{3/8}={\left(\frac{2,454\times 10^{-3}}{0,01559}\right)}^{3/8}=(0,1574{)}^{0,375}=0,500\text{ m}$

Standart çap: Ø500 mm'de doluluk tam sınırda (h/D ≈ 0,50) kalacağından, nüfus ve sızma belirsizliği için bir üst standart çap D = 600 mm seçilir.

(d) Tam dolu hız kontrolü (D = 600 mm, J = 0,0025): $Q_0=\frac{0,3117}{0,013}\times (0,60{)}^{8/3}\times (0,0025{)}^{0,5}=23,977\times 0,2561\times 0,05000=0,3070{\text{ m}}^3/\text{s}$ $A=\frac{\pi \times 0,36}{4}=0,2827{\text{ m}}^2$ $V_0=0,3070/0,2827=1,086\text{ m/s}>0,7\text{ m/s}✓$

Doluluk: $Q/Q_0=0,09440/0,3070=0,307\Rightarrow h/D\approx 0,38<0,50✓(V\approx 0,96\text{ m/s})$

Eğim kontrolü (Tablo 6): Tali kanal Ø350–Ø600 → min 1/500 (0,002), maks 1/25 (0,040). J = 0,0025 aralık içinde (0,002 < 0,0025 < 0,040)

Sonuç: P_G = 21.240 kişi; Q_tasarım = 94,40 L/s; Ø 600 mm beton boru; J = 1/400; $V_0$ = 1,09 m/s; h/D ≈ 0,38 — tüm kriterler sağlandı.

Kontrol: V > 0,7 m/s | h/D < 0,50 | 1/500 < J < 1/25 | Ø600 tali kanal sınıfında

12. Sık Yapılan Hatalar

Parametre Tablosu (Güncellenmiş)

Yönetmelik Referansları

Kaynaklar

1. DSİ Teknik Şartnamesi — T.C. Mevzuat Bilgi Sistemi. Mevzuat Bilgi Sistemi (mevzuat.gov.tr)
2. TS EN 1992-1-1:2012 — CEN — Avrupa Standardizasyon Komitesi (Eurocode). Avrupa Komisyonu JRC — Eurocodes (eurocodes.jrc.ec.europa.eu)

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

• Boru Çapı Hesaplama
• Pompa Gücü Hesaplama

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

yapidan (2026). Kanalizasyon Boru Boyutlandırma. Yapıdan — İnşaat Mühendisliği Bilgi Portalı. https://yapidan.com/kategoriler/su/kanalizasyon-boru-boyutlandirma