Doğal ve Beşeri Süreçlerin Etkileşimi
İnsanlar çevre ile sürekli etkileşim halindedir. Çevreye uyum sağlamakla birlikte çevreyi de gereksinimleri nedeniyle sürekli değiştirmektedirler. Gıda, giyinme, barınma, enerji üretme, dinlenme, merak etme gibi nedenlerden dolayı cevrede büyük değişiklikler yaşanmaktadır. Bu insanlığın ortaya çıkmasından günümüze kadar yaşadığı doğaya hükmedebilme arzusundan kaynaklanmaktadır.
İnsanların çevreye etkisi önceleri çok azdı çünkü nüfusun az olması, sanayinin gelişmemesi, tahribatın az olması gibi nedenlerden dolayı doğa kendini kolayca yenileyebilmekteydi. İnsanlığın bilimde ve teknolojide büyük bir hızla ilerlemesi 20. yüzyılın başlarında doğaya ve doğal güçlere hakim olma isteği ve onlardan faydalanmayı, tahrip etme ve yok etme düzeyine vardırması doğanın kendini yenileyemeyecek boyutta bozulmasına neden olmaktadır. Yani yaşam standartlarının hızla yükselmesiyle çevre hızlı ve olumsuz değişmelere uğramıştır.
İnsanların Doğal Çevreyi Kullanması
İnsanlar doğal çevreyi aşağıda belirtilen gereksinimlerinden dolayı kullanırlar.
• Barınma ihtiyacı
• Beslenme ve giyinme ihtiyacı
• Ulaşma ihtiyacı
• Sanayi kuruluşları inşa etme ihtiyacı
• Enerji üretme ihtiyacı
• Dinlenme, eğlenme ihtiyacı
• Alışveriş merkezleri ihtiyacı
• Sağlık hizmetleri ihtiyacı
• Eğitim ihtiyacı
Beşeri ve Doğal Sistemler Arasındaki Etkileşimlere Örnekler
Manş Tüneli
Manş Tüneli yüzyılımızın mühendislik harikalarından biridir. İngiltere ve Fransa arasında yapılan tünel 50 km uzunluğundadır. Bu yapılmış en uzun tüneldir. Tünelin yaklaşık 40 km’si deniz altındadır. İngiltere’yi Avrupa ile birleştiren tünelin inşaatı. 1987’de başlamış ve 1990’da tamamlanmıştır. Fransa ve İngiltere projeyi yarı yarıya paylaşmıştır. 14.000 işçinin görev aldığı bu projede, milyonlarca metrik tonluk taş, toprak ve çamurun atılması için son derece gelişmiş kazı makineleri kullanılmıştır.
Yapı üç tünelden oluşmaktadır. Bunlardan ikisi tren yolları için yapılmış ve 7.6 metrelik bir çapa sahiptir. Ortadaki tünel ise acil durumlar, bakim ve havalandırma olarak kullanılmaktadır. Bu tünel 4.8 metrelik bir çapa sahiptir. Tüneller deniz yatağının 45 metre altında inşa edilmiştir. Bugün Fransa-İngiltere arası seyahat etmekte olan trenler saatte 160 km gibi bir hızla tünelden 20 dakikada geçmektedirler.
Tünel kullanıma açıldığından sadece bir yıl sonra ilk testine tabi tutulmuş, Fransa’dan gelen trenin yaptığı kazada, 30 kişi tünelde kapalı kalmış fakat tasarımın başarısı sayesinde kurtulmuşlardır. Günümüzde tünel çalışmaktadır.
Çölde Oluşan Yaşam Alanı: Kaliforniya’daki Central Valley Projesi
Kaliforniya’da eskiden çöl alanı olan Central Valley (Sentrıl Valley) sulama projeleriyle verimli bir tarım alanına dönüşmüştür. Vadinin yukarı kısmındaki barajlarda depolanan sular, kanallarla güneydeki kurak alanlara bağlanmıştır. Daha önce çöl olan yerlerde teknoloji sayesinde günümüzde turunçgiller yetiştirilmeye başlanmış, hayvanlar için otlak alanları oluşturulmuştur. Proje maliyetinin yüksek olması nedeniyle arazide yüksek verim elde edilen ve değer taşıyan ürünler yetiştirilmektedir.
Central Valley projesi ile verimli tarım alanı haline getirilmiş olan bölge bugün şehirleşme tehdidi altındadır. Her yıl Central Valley tarımsal alanın yaklaşık 50.000 hektarı şehirsel alan haline dönüşmektedir. Nüfusun bu alana yönelmesi ile yeni şehir ve kasabalar oluşmaktadır. Büyük bir hızla büyüyen Fresno şehri burada yer almaktadır.
Dünyadaki En Büyük Su Nakli Projesi: Libya Yapay Nehir Projesi
Libya’daki Büyük Yapay Nehir Projesi’ne 1984 yılında başlanmıştır. Proje çöl bölgesinde günde 5 milyon m3/gün su taşıyacak ve ekilebilir alanları 150.000 hektar artıracak şekilde oluşturulmuştur. Bu çerçevede güneydeki yeraltı sularının sulama yapmak amacıyla kuzeyde yer alan sahil kesimlerindeki tarımsal alanlara taşınması amaçlanmaktadır. Bu proje dünyanın en büyük su nakil projesidir.
Proje tamamlandığında sutaşınım hattının uzunluğu 4.000 km’ye ulaşacaktır. Yetkililer, projenin ülkenin toplam su ihtiyacını karşılayamayacağını ve ülke için daha fazla su kaynağına ihtiyaç duyulduğunu açıklamıştır.
Panama Kanalı
Panama Kanalı, Orta Amerika’nın en güney ülkesi Panama topraklarında yer alır ve Atlas Okyanusu ile Büyük Okyanus’unu birbirine bağlayan suyoludur. Kanalın yapımı, tarihin en büyük ve en zor mühendislik projelerinden bir olmuştur. Gemicilik üzerindeki etkileri ise, Güney Amerika kıtasının en güney ucu olan Horn Burnu’ndan dolaşma külfetini ortadan kaldırmış olması nedeniyle çok önemlidir.
Panama’da bir kanal inşa etme fikri 1500’lu yıllara kadar giderse de, ilk ciddi çalışmalar, Fransızların öncülüğünde 1880’de başlamış fakat bir sonuç vermemiştir. İnşaat ABD tarafından tamamlanmış ve kanal 1914’te hizmete açılmıştır. 77 kilometre uzunluğundaki kanalın yapımı sırasında, sıtma ve sarıhumma gibi hastalıklardan büyük toprak kaymalarına kadar her turlu güçlükle karşılaşılmış ve yaklaşık 27.500 kanal çalışanı bu süreçte can vermiştir.
Bu kanal güney Amerika ve kuzey Amerika’yı birbirinden ayırır. Bugün New York’tan San Francisco’ya giden bir geminin, Panama kanalını kullanarak 9.500 km yol yapması, Horn Burnu’nun dolaşılmasını zorunlu kılan eski günlerdeki 22.500 km yola oranla büyük bir kolaylıktır. Açılışından 2002 yılına dek, yaklaşık 800.000 geminin geçtiği tahmin edilen Panama Kanalı’ndan her yıl 14.000’den fazla gemi geçmekte olup taşınan yük miktarı 203 milyon tonu bulmaktadır.
Kanaldan geçerken gemiler önce havuz sistemleriyle yavaş yavaş yükseltilerek yol aldırılır. Yola devam eden gemi aynı metotla diğer tarafta indirilerek yolculuğuna devam eder. Kanal boyunca yolculuk yaklaşık 9 saat sürmektedir. Kanalda yaklaşık 9.000 personel çalışmaktadır.
İsviçre ve Dağlar
İsviçre’nin % 58’ini kaplayan ve yükseltileri 4000 m’yi gecen İsviçre Alpleri, güneybatı-kuzeydoğu doğrultusunda uzanan iki dağ sırasından oluşur. Bu iki dağ sırası arasında Ren ve Rhone ırmaklarının oluşturduğu bir oluk sistemi vardır. Alplerin elverişli kesimlerinde akarsulardan temin edilen enerji sayesinde sanayi bu oluk boyunca gelişmiştir. Bu oluk aynı zamanda ulaşım bakımından da önemlidir.
Alp Dağlarının aşılması büyük ölçüde burada gerçekleşir. Ulaşımı kolaylaştıran birçok geçit buradaki vadiler içinde yer alır. İsviçreliler, Alplerin olumsuz coğrafi şartlarına rağmen uzun tüneller ve viyadükler yaparak bu alanları değerlendirmişlerdir. Alplerin iklim şartları ve yükseklikleri uygun olan alanları kış turizminde değerlendirilmiştir. İsviçre’de toplam turizm hareketlerinin % 60’ından fazlası Alp bölgesinde yoğunlaşmıştır. İsviçre Alplerinden geçişi kolaylaştırmak amacıyla yeni tren yollarının yapımına karar vermiştir.
Sahra Çölü’ne Güneş Panelleri
Günümüzde fosil Yakıtların hızla tükenmesi ve çevre kirliliği alternatif enerji kaynaklarını gündeme getirmektedir. Avrupa’daki Büyük enerji şirketleri, yaklaşık kırk yıl sürecek bir proje için bir araya geldiler. Almanya’nın öncülük ettiği proje, Avrupa’nın enerji ihtiyacının %15’ini güneş enerjisiyle gidermeye yöneliktir. Projeye göre güneş enerjisi panelleri Sahra Çölü’ne kurulacaktır. Bu proje Aynı zamanda karbon salınımını azaltmayı hedeflemektedir.
Güneş enerjisinin güneş panelleri vasıtasıyla elektrik enerjisine çevrilmesi pek çok yerde kullanılmaktadır. Oysa Desertec Projesi kapsamında güney enerjisinin iç bükey aynalar ile tek bir noktada yoğunlaştırılarak toplanması ve toplanan suyun buharlaştırılarak türbinlerin çevrilmesi suretiyle elektrik enerjisi üretilmesi hedeflenmiştir. Bilim insanlarına göre Sahra Çölü’nde kurulacak panellerden elde edilecek güneş enerjisi, Avrupa’da elde edilen enerjiye göre üç kat daha verimlidir. Sahra Çölü’nün bir metrekaresine düşen güneş enerjisi, iki varil petrolün yakılmasıyla elde edilecek enerji miktarına eşittir. Güneş enerjisi santrallerinin çoğunda ısı deposu bulunmaktadır. Bu sayede gündüz alınan enerji gece de kullanılabilmektedir.
Desertec (Dizört) olarak Adlandırılan bu projede ihtiyaç duyulan su yer altından elde edilecektir. Bu amaçla Sahra Çölü’nün altındaki yeraltı suyunun çıkarılarak kullanılması planlanmıştır. Çünkü jeneratör türbinlerinin içinden geçen buharın yoğunlaştırılıp su hâline getirilmesi ve soğutulup tekrar kullanılması gerektiği hesap edilmiştir.
Kıyıların ve Denizlerin Doldurulması
Japon Hava Alanı
Japonya bir adalar ülkesidir. Toplam kıyı uzunluğu 29.751 km’dir. Sahiller uzun ve kayalıktır. Japonya’nın toplam yüzölçümünün yüzde 7Ti dağlıktır. Yerleşim alanlarının sınırlı olması bazı tesislerin deniz içlerine yapılmasına neden olmuştur. “Central Japan International Airport (CJIA)“ diğer adı “Centrair“ olan bu terminal, Japonya’nın üçüncü büyük şehri olan Nagoya’nın güneyinde, 470 hektar büyüklüğünde bir alana sahip suni bir ada üzerinde bulunuyor.
1.300 metre uzunluğundaki 2 köprü, yeni havalimanını liman kenti Tokoname ile birleştiriyor. Nagoya’daki deniz zemini çamur tabakası ile kaplı olduğundan ilk aşama olarak bu tabakanın kurutulması gerekti. Suyu azaltmak için yeraltına çelik borular döşendi ve kumla kaplandı. Bu şekilde sertleştirilen zemin üzerine sertleştirilmiş kumdan bir temel yapıldı. Erozyonu önlemek için taş ve beton bloklardan oluşan temel duvarları uygulandı. Tüm bu işlemler için milyonlarca metreküp toprak kullanıldı. Sağlamlaştırma için tüm terminal alanı, çelik kolonlar üzerine oturtuldu. Büyük çelik-cam yapı terminal binası, Amerikalı bir proje ekibi tarafından tasarlandı.
Şehrin gerisinde yer alan Rokko Dağları’ndan çıkarılan taş ve toprak kıyıya taşınarak gemilere yüklenmiş ve yaratılması düşünülen arazi, deniz seviyesinde belirinceye kadar Kobe Körfezi’nin sığ olan kıyılarına boşaltılmıştır. Günümüzde bu adaya ek olarak Roko Adası ve Kobe Körfezi’nin güneyinde uluslararası uçuşlar için yeni havalimanı inşa edilmiştir. Yeni oluşan sahada 20.000 kişiyi barındırabilecek alışveriş merkezi park, okul vb. olanaklara sahip yüksek binalar yer almaktadır.
Projenin başka bir etkisi de Roko Dağları’ndan alınan taş toprak Roko Dağlarının düzleşmesine neden olmuş ve bu alan da büyük yeni bir şehirsel mekân oluşturulmuştur. Bu şehrin adı “Suma” dır. Yeni havaalanı projesinin tüm maliyeti, Toyota’nın da üyesi olduğu büyük bir Japon sivil toplum kuruluşu tarafından karşılandı. İnşaat maliyeti 5.6 milyar Euro ile tahmin edilenden %13 daha düşük oldu.
Hollanda Örneği
Hollanda kıyılarının büyük bir bölümü deniz seviyesinde veya deniz seviyesinin altındadır. Bu yüzden fırtınalar ve deniz seviyesindeki yükselmelerle bölge, kıyı taşkınları acısından hassas bir hal almaktadır. Hollanda kıyılarında yaşayan insanlar tarih boyunca, denizden gelen tehditlerle mücadele etmek zorunda kalmışlardır. Bu nedenle, polderler yaparak denizden toprak kazanmışlardır.
Dubai Palmiye Adası
Dubai’de insan yapımı Palmiye Adaları planlamayla ve titiz mühendislikle yaratıldı. Kurulan ilk ada olan Jumeirah Palmiyesi, arazi ıslah çalışmalarını dalgalı denizden korumaya yönelik yarımay biçimli bir dalgakıranla başladı. Dalgakıran en derin noktasında denizin 11 metre dibinde kalıyor ve alçalma evresindeki deniz düzeyinin 4 metre yukarısına yükseliyor; adayı akla gelebilecek en kotu deniz koşullarından koruyacak şekilde tasarlanmış.
Mühendisler adanın palmiye yaprağı biçimindeki çıkıntıları arasında tutulacak suyun acılaşmasını önlemek amacıyla, yarımayın her iki yanına deniz suyunun girişini sağlayan oluklar yerleştirdi. Yanmayın dibi çöl yerine denizden alınmış kumların yığıldığı küçük bir tepeden oluşuyor; çünkü mühendislere göre, deniz kumu doğal çevre bakımından daha dayanıklı ve sismik bakımdan daha kararlı.
Mühendisler kum yerleştirmenin doğruluğunu bir santimetreye kadar varan bir payla kontrol etmek için bir Diferansiyel Küresel Konumlandırma Sistemi’ni kullandılar. Kumu örten su geçirimli bir jeotekstil levhası, kumun yerinde kalmasını ve suyla sürüklenmemesini sağlıyor. Kumun üstünde her biri bir ton ağırlığında “küçük” kayalardan oluşan bir koruyucu katman yer alıyor. Yarımayın iç kısmında her birinin ağırlığı bir ila dört ton arasında değişen kayalardan oluşmuş bir “ayak parmağı” yatıyor; bu kayalar yüzer bir vinçle kaldırılıp yerine kondu ve daha sonra sualtı ekskavatörlerle sıkıştırılıp şekillendirildi. Küçük kayalardan oluşan katmanların yukarısında her birinin ağırlığı altı tona kadar varan kayalardan oluşmuş iki “zırh” katmanı daha var.
Yarımayın sağlamca kondurulmasından sonra, iç adanın temelini kurmak üzere 5 milyon metreküp kaya yerleştirildi. Ardından tarak makineleri kara kütlesini oluşturacak 92 milyon metreküp kumu aktarmak üzere saat yönünde bir dönüşle çalışmaya başladı. Bu işlem tamamlanınca, zeminin üstünde inşaya geçilmeden önce kumu oturtmak hayati bir konuydu bu normalde milyonlarca yılı alan doğal bir süreçtir. Dolayısıyla kum izleyen 50 yılda en çok iki buçuk santim oturmasını sağlayacak şekilde “titreşimle sıkıştırma” işleminden geçirildi.
Doğal Şartların Avantaja Çevrildiği Yapılara Örnekler
Buz Otel
Jukkasjarvi Buz Oteli, giriş salonu, buz barın yanında içinde 140 kişinin geceleyebileceği 60 odaya sahiptir. İnşa için 30.000 ton kar ve 4.000 ton berrak buz kullanılır. Her sezon 14.000 geceleme için kayıt yapılır. İlaveten yine sezonda tesis, 45.000 kişi tarafından gündüzleri ziyaret edilir. Her yıl Ekim’in sonuna doğru otelin inşası başlar. Buldozer ve kar üretme araçları olan kartopları ile kar, iki gün sonra çıkarılan çelik kalıpların üzerine yığılır. Bu inşa şekliyle, birden çok yan yana duran tünel şeklinde kemer oluşturulur.
En büyüğü 5 metre yükseklikte ve 6 metre genişliktedir. İlaveten bu kemerler buz kalıplarından yapılan sütunlarla desteklenir. İçerisine bir giriş salonu ve bir bar yerleştirilir. Diğer daha küçük tüneller, yatak odaları ve koridorlar için tesis edilir. Tünellerin içindeki oda sınırları, kar bloklarından duvar olarak örülür. Pencereler, berrak buz kalıplarından oluşturulur. Tüm odaların içi ışıklandırılmış buz heykeller ve buzdan eşyalarla döşenmiştir. Bunların her biri, ilkbaharda Torne Nehri’nden kazanılır. Berrak su, kuvvetli akıntıyla beraber, özellikle çok berrak buz oluşmasını sağlar. Bu buz, traktör yardımıyla nehirden özel testerelerle kesilir. Böyle kazanılan 4.000 ton buz (2 tonluk bloklar) yazın özel buzhanelerde muhafaza edilir. Bu bina, Icehotel Art Center olarak adlandırılır ve buz deposunun yanında, gecen sezonun buz otelinden kalan bir kaç heykelden oluşan bir sergi de iç sergide bulunur.
Kendi Elektriğini Üreten Gökdelen
8 Nisan 2008’den beri çalışan 3 rüzgâr türbini ile Bahreyn Dünya Ticaret Merkezi’nin (DTM) ihtiyacı olan elektriğin çoğunu üretiyor. 240 metre uzunluğundaki ikiz gökdelen rüzgâr türbini ile kendi enerjisini üreten en büyük yapı. 26’şar metre uzunluğunda 3 rüzgâr türbini önemli miktarda enerji üretebiliyor.
