Tuşba, Van bölgesindeki antik su yapılarının jeo-mühendislik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Urartular (M.Ö. 850-600) Van yöresinde sulama kanalları, bent, baraj, vb. yapı içeren etkin bir sulama sistemi inşa etmişlerdir. Bu antik yapılar tarihsel süreç içerisinde hasar görmüş olsa da, bir kısmı günümüzde hala işlevini sürdürmektedir. Bu çalışmanın amacı, Van bölgesi Urartu dönemi su yapılarının jeo-mühendislik özelliklerinin incelenmesi ve bu yapıların günümüz modern baraj/bent yer seçim ve tasarım kriterleri açısından değerlendirilmesidir. Bu amaçla, söz konusu yapıların üzerinde bulunduğu jeolojik birimler, yapıların geometrileri ve yapı malzemeleri belirlenmiştir. Arazi ve laboratuvar çalışmalarından elde edilen malzeme parametreleri kullanılarak, Faruk bendinin sismik performansı boş ve dolu rezervuar koşullarında sonlu eleman analiz programı `Ansys Workbench` ile değerlendirilmiştir. Yapılan arazi çalışmalarında, su yapılarının büyük bir kısmının uygun jeolojik birimler üzerinde inşa edildiği, inşalarında jeolojik birimlerin tabaka pozisyonu gibi kritik jeolojik özelliklerin dikkate alındığı ve topografyadan yararlanıldığı görülmüştür. Yapıların Urartular tarafından ortaya konulan yer seçimi ve tasarımına ait bu ilk uygulamalar, günümüz modern saha seçimi ve tasarım kriterlerini anımsatmaktadır. Faruk bendi üzerinde yapılan sismik performansa dayalı analizlerde, bendin bölgeyi karakterize eden depremlerden dolayı ciddi bir hasar görmediği, ancak belirli bir deformasyona maruz kaldığı belirlenmiştir. Söz konusu deformasyonların tarihsel süreçteki farklı sismik yüklerin etkisiyle gelişebileceği söz konusudur. Dolayısıyla, bendin bu deformasyonlara bağlı olarak su tutma özelliğini yitirmesi ve yapısı boyunca ve/veya temelindeki jeolojik farklılıklardan kaynaklı olarak zamanla aşınarak yıkıldığı çıkarımı yapılabilir.

Urartian Kingdom (850-600 B.C.) built an effective water supply system including irrigation channels, embankments and dams around Van region. Although these antique water structures were damaged in their historic process, most of them are still in use today. The main aim of this study is to investigate geo-engineering characteristics of Urartian water structures around Van region and to evaluate these structures in terms of modern dam site selection and design criteria. For these purposes, geological units on which these structures locate, geometries and construction materials of the structures were determined. Using the material properties obtained from the field and laboratory studies, seismic performance of Faruk embankment were evaluated in terms of empty and full reservoir conditions in finite element analysis software `Ansys Workbench`. The field studies indicate that the critical geological factors for constructing water structures, such as selecting suitable geological units, considering bedding attitudes and topography were considered during construction of the structures. The site selection, plan and design applications of water structures firstly performed by Urartians are similar to today's modern site selection and design criteria.According to the numeric analyses of Faruk embankment, the structure was not damaged seriously, but a deformation growth under the effect of seismic loads in the historic process is highly possible. Accordingly, it can be deduced that the structure collapsed by scouring occurred due to (1) lost of water retention property of the structure by deformation and (2) geological differences in the embankment foundation.