HARRAN OVASINDA YÜZEYALTI DRENAJ SİSTEMİ ve TUZ DİNAMİĞİ

63

HARRAN OVASINDA YÜZEYALTI DRENAJ SİSTEMİ ve TUZ

DİNAMİĞİ

*Doç.Dr. İdris BAHÇECİ1, Mehmet Nur BAL1 Abdullah Suat NACAR2

1Harran Üniversitesi, Ziraat Fakültesi tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü

2GAP Toprak-Su Kaynakları A.E.,

*Email: bahceci@harran.edu.tr

ÖZET

Harran ovasının sulamaya açılmasıyla, Harran-Akçakale arasındaki düşük kotlu bölgede

ortaya çıkan yüksek taban suyu sorununu çözmek için 9000 hektarlık bir alanda

yüzeyaltı drenaj sistemleri kurulmuştur. Tasarımlama ölçütlerini belirlemek amacıyla

Arıcan Köyü yakınındaki 25 hektarlık bir alanda kurulan bir deneme tarlasında, 2001-

2003 yıllarında ölçme ve gözlemler yapılmıştır. Ayrıca, 2006 yılında 250 hektarlık bir

alanda 6 toplayıcı dren izlenmiştir. Sulama mevsimi boyunca toplayıcı dren çıkışlarında

drenaj suyu ile sulama mevsimi başında ve sonunda alınan toprak örneklerinin tuz

içerikleri belirlenmiştir.

Sonuçlar, drenaj suyu tuzluluğunun, sulama suyunun tuzluluğundan bazı yerlerde 35-40

kat fazla olduğunu göstermiştir. Drenlerin üstündeki toprak katlarından oluşan tuz

yıkanmasının, drenaj suyu tuzluluğunu bu denli yüksek düzeylere çıkarması pek

olanaklı değildir. Drenaj suyu tuzluluğunda oluşan bu düzeyde bir artış, drenaj suyuna

daha tuzlu yer altı sularının veya çevreden sızan suların karışmasıyla olabileceğini

göstermektedir.

Drenaj sistemi ile yüzey sularına karışan tuzlu yer altı suyu, drenaj suyunun kalitesini

bozarak bu suların yeniden kullanımını sınırlayacaktır. Sulamada kullanılması halinde

toprakların tuzlanmasını hızlandıracaktır. Onun için Harran ovasında drenaj

sistemlerinin tasarımında çok dikkatli olunması ve belirtilen konuların göz önüne

alınması gerekmektedir.

Anahtar Sözcükler: Harran ovası, Drenaj sistemi, Drenaj suyu tuzluluğu, Drenaj suyu

kalitesi

SUBSURFACE DRAIANGE SYSTEM AND SALT DYNAMIQUE IN HARRAN

PLAIN

ABSTRACT

Subsurface drainage systems may cause some problems if it was not designed

conveniently. Because of excessive drainage as irrigation efficiency decrease, reveal

lack of water in some regions, drainage may be insufficient or salty ground water may

pump to surface.

To prevent water logging and salinization, subsurface drainage system was constructed

in 9000 hectares in low-lying areas between Harran and Akçakale. In 2001 a test field

was set up to determine design criteria in 25 hectares areas. Besides, in 2006, six

collector drains was monitored that 250 hectares area drained. Drainage water salinity

64

was measured throughout irrigation season at collector outlets and the soil salinity was

determined at the initial and finally irrigation season.

Conclusions indicated that drainage water salinity was higher 35-40 times than

irrigation water salinity in some places. It is not possible increasing in the drainage

water salinity with salt leaching from the top soil layers. This much increase in salinity

gave our pause to think it may be salt intrusion from ground water and surrounded

areas.

Mixing of salty ground water to drainage water creates the more salty drainage water.

In case reuse of this water accelerates salt accumulation in soils. Because of this, ones

should be carefully as designing of drainage system in Harran plain.

Key words : Harran plain, Salty ground water, Water logging,

GİRİŞ

Yüzeyaltı drenaj sistemleri uygun bir şekilde tasarımlanmazlarsa birtakım sorunlara

neden olabilirler. Bunlar aşırı drenaj nedeniyle sulama randımanları şmesi, drenaj

yetersizliği, tuzlu suların drenaj suyuna karışması ve aşırı drenaj sularının deşarj

edilmesi gibi sorunlardan biri veya bir kaçı olabilir.

Birçok yerde drenaj sularının uzaklaştırılması veya depolanması değişik nedenlerden

ötürü sorun olmaktadır. Drenaj sistemleri, tarımsal drenaj sularının yanında yerleşim

alanlarındaki evsel ve endüstriyel atıkları da boşaltan sistemlerdir. Drenaj atık suları,

eğer varsa bir ırmağa, göle veya açık denizlere boşaltılırlar. Eğer çıkış ağzı yoksa

sulanan arazilerin bir bölümünün drenaj atık sularını depolamak için düzenlenmesi

gerekebilir.

Atık sular, her nereye boşaltılırsa boşaltılsın, uygun bir şekilde depolanmazlarsa

birtakım çevre sorununa neden olabilirler. Sorunun boyutları atık suyun miktarı ve

kalitesi ile ilişkilidir. Drenaj suyu miktarı azaltılabilir, ancak tamamen durdurulmaz.

Onun için drenaj sularının olabildiğince kaliteli ve miktarının az olması arzu edilir.

Dolayısıyla, drenaj suyu kalitesini etkileyen nedenlerin belirlenmesi gerekir.

Drenaj suyunun kalitesi, yeniden kullanım için büyük önem taşır. Yeniden kullanım

deşarj edilecek drenaj suyunun miktarını azaltır, ancak kalitesini olumsuz etkiler. Drenaj

sularında kalitenin bozulması, bu suların sulamada kullanılmasını sınırlar.

Drenaj suyunun tuzluluğunu etkileyen faktörlerin başında sulama suyu ve toprak

tuzluluğu gelmektedir. Drenaj suyunun gerçek tuzluluğu drenlerin altında ve üstünde

depolanmış tuz yüküne, dren aralığına, aküferin tuzluluğuna, yer altı su akışına ve su

tablasını besleyen sulama yönetimine bağlıdır.

Birçok bölgede drenaj suyu başlangıçta tuzludur. Zamanla tuzluluk azalır. Bu durum

drenaj suyunun yeniden kullanılmadan atıldığını gösterir. Eğer drenaj suyu sulamada

kullanılırsa o zaman drenaj suyunun tuzluluğu artar. Bu durum drenaj suyunun

sulamada kullanıldığı kuyulu drenaj sistemlerinde de görülür.

65

Christen and Skehan (1998) karık sulama yöntemiyle sulanan bağda sulama ve

yağışlardan sonra ve su tablası yüksek iken drenaj suyu tuzluluğunun azaldığını

belirlediler. Altı yıllık bir drenaj sisteminde, su tablası derinliği 80 cm den 170 cm

şğünde drenaj suyu tuzluluğunun 10’dan 13 dSm-1’ye çıktığı, 35 yıllık bir yüzeyaltı

drenaj sistemde ise aynı eğilimin olmadığı belirlenmiştir.

Yapılan çalışmalar su tablası derinliğinin artmasının drenaj suyu tuzluluğunu artırdığını

göstermiştir. Bunun nedeni düşen su tablası nedeniyle su akış yollarının değişmesidir.

Su tablası şünce su akış yolları daha derin toprak katlarından geçer. Derin toprak

katları ise genellikle daha fazla tuz içerirler.

Drenaj sistemlerinde su akış yolları sadece dren derinliğinden etkilenmez, aynı zamanda

dren aralığından da etkilenir. Kuramsal olarak bir drenaj sisteminde en derin su akış

çizgisi, dren döşem derinliğinin altında, dren aralığını ¼’ ü kadar bir derinliğe

ulaşabilir. Dolayısıyla 60 m aralıklı bir drenaj sisteminde akış yolu 15 m derinliğe

ulaşabilir.

Ancak drenlerin altında geçirgenliği değişmeyen bir örnek toprak profilleri nadiren

bulunur. Bu durum derin toprak katlarından drenlere su akışını sınırlandırır. Eğer böyle

sınırlayıcı bir kat yoksa artan dren derinliği ve dren aralığı drenaj suyunun tuzluluğunu

artmasına neden olacaktır.

Drenaj sisteminde drenaj akışlarını besleyen bir diğer kaynak ise bölgesel beslenmedir.

Eğimli alanlarda yamaçlardan sızan sular zamanla drenaj sistemine ulaşır. Pohl ve

Guitjens (1994) yüzey altı drenaj sistemlerinde bölgesel beslenmeyi belirlemek için

MODFLOW modelini kullanmışlardır. Sulamadan sonra drenlere akış yerel iken, bunun

zamanla tükenmesinden sonra, akışların bölgesel bir beslenmeye dönüşğünü

belirlediler. Fio (1997)’ eğimli alanlarda dren akışlarını MODFLOW ile araştırmıştır.

Sonuçlar üst yamaçlardan oluşan beslenme ile drenlere akışların 25 m derinliklere kadar

indiğini göstermiştir.

Eching et al. (1994) bölgesel beslenmenin toplam dren akışlarına etkisini belirlemek

için tuz ve akış ilişkilerine dayanan bir yöntem geliştirdi. Killi tınlı bir toprakta 2.5 m

derinlikte ve 150 m aralıklı şenen drenlerde akışın %64’ünün bölgesel yer altı

suyundan beslendiğini belirledi.

Bu çalışma Harran ovasında kurulmuş veya kurulacak yüzeyaltı drenaj sistemlerinde

drenaj suyu kalitesini artıracak drenaj tasarım ölçütlerini belirlemek amacıyla ele

alınıştır.

MATERYAL ve METOT

Materyal

Araştırma Yerinin Coğrafi Konumu

Harran Ovası, kuzeyinde Şanlıurfa ve Germüş Dağları, güneyinde Türkiye-Suriye

devlet sınırı, doğusunda Tektek Dağları, batısında Fatik Dağları ile sınırlandırılmıştır.

(Şekil 1). Ovanın en geniş yeri güneyde 60 km, en dar yeri ortada Tektek Dağları ile

Fatik Dağları arasında 30 km, uzunluğu kuzey-güney yönünde 65 km'dir. Topoğrafik

66

yapı yönünden genel olarak düz yada düze yakın arazilerden oluşmaktadır. Genel eğim

%0-2 arasında olup, yükseklik 450 metreden 335 metreye kadar düşmektedir. Ovanın

toplam alanı 225109 hektar olmasına olup, proje ile öngörülen sulama alanı 151 000

hektardır (DSİ, 2002).

Toprak Özellikleri

Harran Ovası alüviyal materyalli düz, düze yakın eğimli, derin topraklara sahiptir. Tipik

kırmızı profilleri killi bünyeli, üst toprak orta köşeli blok, sonra granüle, alt toprak

kuvvetli iri prizmatik sonra kuvvetli orta köşeli blok yapıdadır. Çok kireçli olan profil

derinlere doğru artan yoğunlukta sekonder kireç cepleri içermektedir. A, B ve C

horizonlu olup organik madde içeriği düşük, katyon değişim kapasiteleri ise yüksektir.

Organik madde yüzeyden aşağılara doğru azalırken, katyon değişim kapasiteleri ise kil

içeriğine bağlı olarak alt katmanlara doğru artmaktadır. Harran Ovası toprakları profil

boyunca genellikle ağır bünyeli olup arazi yetenek sınıflaması ve sulu tarıma uygunluk

sınıflamasına göre büyük bir çoğunlukla II. sınıf araziler olarak değerlendirilmektedir

(Çullu ve ark, 2004).

Hidrojeoloji

Ovada en üstte Pliyosen aküferi yer almaktadır. Kil-kum ve çakıldan oluşmuştur.

Kalınlığı 60-200 m arasında değişmekte olup serbest aküfer özelliğindedir. Yer altı suyu

bulundurması bakımından hazne özelliği, tabana doğru Miyosen yaşlı kil-kum-çakıllı

birim ise kısmen geçirimsiz taban özelliği gösterir. Ova genelinde su akış yönü kuzey

güney yönündedir.

Ovada iki ayrı aküfer olduğu, bunlardan derindeki kireç taşı aküferinde sulamadan

herhangi bir etkilenme olmazken, üstteki kum çakıl aküferinde ise sulamaya bağlı

olarak su düzeyi yükselmiştir

67

Şekil 1 Harran Ovasının genel görünümü (Çullu ve ark., 2004)

Ağır bünyeli olmasına karşın, yüksek kireç içerikleri ve gelişmiş strüktür, toprakların

hidrolik iletkenliklerinin beklenenden daha yüksek olmasını sağlamaktadır.

İklim Özellikleri

Harran Ovası, Güney Doğu Anadolu Bölgesinin karasal iklim özellikleri ve Akdeniz

ikliminin etkisi altındadır. Yazları sıcak ve kurak, kışları soğuk ve yağışlıdır. Gece ve

gündüz arasındaki sıcaklık farkı yüksektir. Köy Hizmetleri Şanlıurfa Araştırma

Enstitüsü Müdürlüğü Koruklu Talat Demirören Araştırma İstasyonun iklim verilerine

göre Harran Ovasında yıllık ortalama yağış 365 mm, yıllık ortalama sıcaklık 17.2°C ve

yıllık buharlaşma 1 848 mm’dir (KHAE, 2004).

Drenaj Durumu

Harran Ovasında drenaj sistemi kurulmadan önce ovanın doğal drenajını Cullap Deresi

ve Kötü Çay sağlamaktaydı. Her iki su yatağı sulama projesi ile birlikte ıslah edilerek

Ana Tahliye Kanalına dönüştürülmüştür (DSİ, 2001). Ayrıca doğal su yolları

bulunmayan kısımlarda Devlet Su İşleri tarafından drenaj açık drenaj kanalları inşa

edilmiştir. Bunlar çevresindeki alanı drene etmekle birlikte, aynı zamanda yüzeyden

dönen sulama sularını uzaklaştırmaktadırlar.

68

Taban suyu gözleme çalışmaları yaklaşık 16 000 hektar alanda taban suyu seviyesinin 1

metrenin üstünde, 34 000 hektar alanda ise 1-2 m arasında olduğunu göstermektedir

(DSİ, 2004). Drenaj kanallarının derinlikleri ortalama 2 metre olup 50 000 hektar alanı

drene edecek şekilde ortalama derinlikleri 2-3 metre arasında olan açık derin drenaj

kanalları inşa edilmiştir. Ayrıca, Köy Hizmetleri tarafından da Harran ve Akçakale

arasında yaklaşık 9 000 hektar alanda yüzeyaltı borulu drenaj sistemleri inşa edilmiştir.

Su kaynakları

Ovanın güney tarafındaki küçük bir bölümü yeraltı suyu, büyük bir bölümü ise

Şanlıurfa Tünelleri yardımı ile ovaya aktarılan Fırat suyu ile sulanmaktadır. Fırat suyu,

GAP'ın en büyük kilit yapılarından biri olan Şanlıurfa Tünelleri yaklaşık 358 000 ha

yerçekimi, 118 000 ha pompajla olmak üzere 475 000 ha araziyi sulayacak kapasiteye

sahiptir. Sistem, her biri 7.62 metre çapında ve 26.4 km uzunluğunda iki adet dairesel

kesitli beton kaplı tünelden oluşmaktadır. Tüneller tam kapasite ile çalıştığında, Atatürk

Barajı Gölü'nden saniyede 328 metreküp suyun alınmasını sağlayacaktır.

Drenaj sisteminin özellikleri

Yüzeyaltı drenaj sistemleri, Harran-Akçakale arasındaki düşük kotlu bölgede inşa

edilmiştir. Kararlı akış koşullarının olduğu varsayımıyla, projeleme aşamasında drenaj

katsayısı 3.57 mm gün-1, dren derinliği 1.80 m ve bariyer derinliği 4.0 m kabul edilerek

prejeleme yapılmıştır. Hidrolik iletkenlik değerleri Auger-hole yöntemi ile belirlenmiş

ve dren orta noktasındaki hidrolik yük (h), 0.3 m alınarak dren aralıkları hesaplanmıştır.

Bu çalışmada, ilk olarak, Arıcan Köyü arazisindeki DSİ II. kısım sulama alanı içerisinde

tahliye kanalı kenarında 25 ha’lık bir test alanı seçilmiştir. Bu alana yüzeyaltı sisteminin

şenmesi 1999 yılında yapılmıştır. Emici (lateral) drenler 60 m aralıklarla, yaklaşık

250 m uzunlukta 100 mm çapında, 1.35–1.45 m derinliğe döşenmiştir. Deliksiz dren

borularından oluşan toplayıcı hattı 160 mm çapında ve 700 m uzunluğunda olup. 160-

170 cm derinliğe döşenmiştir.

İkinci izleme alanı Köy Hizmetleri Şanlıurfa Bölge Müdürlüğü tarafından inşa edilen

drenaj sistemlerinde seçilmiştir. Bu sistemlerde dren derinliği ortalama 1.80 m olup,

dren aralıkları 40-80 m arasında değişmektedir.

Kuramsal yaklaşım

Yüzeyaltı drenaj sistemlerinde akışın önemli bir bölümü drenlerin altındaki toprak

katlarından oluşmaktadır. Su akış yollarının derinliği, dren aralığı, derinliği, boru çapı,

geçirimsiz kat derinliği ve topraktaki tabakalaşmaya bağlıdır (Şekil 2).

Eğer drenaj suyunun beslendiği toprak katmanları tuz ise drenaj suyunun tuzluluğu buna

bağlı olarak artmaktadır. Ancak sulanan alanlarda başlangıçta tuzlu olan drenaj

sularında, zamanla tuzluluğun azalması beklenir. Çünkü dren akışları ile tuzlar

yıkanırlar. Eğer drenaj suyunda tuz bakımından bir azalma yoksa , drenaj sularındaki bu

tuzların kaynağının daha tuzlu toprak katları olduğu düşünülür.

69

Şekil 2 Bir örnek toprak profilinde drenlere akış (VAN BEERS, 1979.

(DWD, tasarımlanan su tablası derinliği, DD, dren derinliği, d dren ile geçirimsiz kat

arasındaki uzaklık, S dren aralığı, de eşdeğer derinlik, ka ve kb, hidrolik iletkenlik, h

=DD-DWD, drenlerin üstündeki su yükü)

Yöntem

Köy Hizmetleri Bolatlar Proje Müdürlüğünce 9000 hektarlık yüzeyaltı drenaj sistemi

kurulmuş olan bölümünde ise, sulama mevsiminde, 6 noktada drenaj kanallarından su

örnekleri ve bu kanalların drene ettiği topraklardan mevsim başında ve sonunda toprak

örnekleri alınarak tuz içerikleri belirlenmiştir. Her toprak örneği, 3 ayrı noktadan 60 cm

derinliğe kadar eşit miktarda alınan toprakların karıştırılmasıyla oluşturulmuştur. İzleme

çalışmasının yapıldığı Arıcan köyünde kurulan deneme alanında sulama suyu ve drenaj

suyu değerleri ile bunların mevsimlik ortalamaları karşılaştırılmıştır.

Laburatuvar Analizleri

Su örnekleri EC metre ile ölçülerek dSm-1 olarak kaydedilmiştir. Toprak örneklerinin

önce süzükleri çıkarılmış ve daha sonra bu süzüklerde EC değerleri ölçülmüştür

(Richards, 1954).

70

Şekil 3 Harran Ovasının jeolojik yapısı (DSI, 2003; Yesilnacar ve Güllüoğlu 2007) ve

gözlem noktaları

BULGULAR VE TARTIŞMASI

Kök bölgesinde tuz hareketi

Drenlerde su akışı genellikle sulama mevsiminde olmaktadır. Kış döneminde yüzeyaltı

drenaj sisteminde dren akışı nadiren olmaktadır. Ovada yağışların (yıllık 350-360 mm)

şüklüğü olması nedeniyle dren akışları olmamaktadır. Nitekim Bahçeci ve Nacar

(2008) tarafından yapılan bir çalışmada kış yağışları ile toprakta tuz yıkanmasının

olmadığı belirlenirken, sulama mevsiminde kök bölgesinde önemli düzeyde tuz

yıkanması olduğu belirlenmiştir.

71

Çalışmalar ovadaki yüzeyaltı drenaj sistemlerinde, sulama mevsiminde ortalama 90-100

mm suyun drene olduğunu göstermiştir. Sulanan alanlarda kabul edilebilir drenaj suyu

miktarı 50-200 mm arasında değişmektedir. Bu durumda, Harran ovasında drene olan su

miktarının orta düzeyde olduğu söylenebilir.

Ova genelinde tahliye edilen drenaj suyu ortalama yılda 135-140 mm’dir. Bunun 90-

100 mm’si yüzeyaltı drenaj suyu olduğuna göre, yılda 40-50 mm su yüzey akışla

boşaltım kanallarına ulaşmaktadır. Ayrıca drenaj kanal sularının önemli bir bölümü geri

dönüşüm pompaları ile sulamada yeniden kullanıldığı göz önüne alındığında yüzey akış

sularının daha büyük miktarlarda olduğu daha açık bir şekilde ortaya çıkmaktadır.

Sulama ve drenaj suyunun tuzlulukları arasında üst topraktaki tuzluluklara bağlı olarak

başlangıçta önemli oranda farklılıklar olabilir. Ancak bu farkın zamanla azalması

beklenir. Arıcan deneme alanında yapılan izleme çalışmaları üst toprakta tuzlulukta

önemli azalma olmasına karşın, drenaj suyu tuzluluğunda azalma eğilimi olmadığını

göstermiştir (Çizelge 1; Şekil 4). Kök bölgesi tuzluluğunda 3 yılda %65 azalma olurken,

bu oranda bir azalma drenaj suyunda gözlenmemiştir.

Çizelge 1 Arıcan Köyü yakınlarında drenaj suyu ve toprak tuzluluğunun değişimi

Yıllar 2001 2002 2003

Sulama suyu EC=0.78 dSm-1 0.47 dSm-1 0.8 dSm-1

100 cm 100-

150

150-

200

100

cm

100-

150

150-

200

100

cm

100-

150

150-

Toprak 200

tuzluluğu

dSm-1 6.94 8.03 7.86 4.76 7.52 7.86 3.32 7.05 7.86

Model tahmini

dSm-1 7.47-7.39

Ölçülen ort.

Drenaj suyu

tuzluluğu dSm-1

20.5 17.8 19.35

ECdw/ECiw 26 38 24

Tabansuyu

düzeyinin

değişimi, m

0.30-2.0 0.48-2.0 0.5-2 m

Kök bölgesinde ortalama tuzluluk önemli bir düzeyde azalma gösterirken dren

düzeyinin üstünde tuzlulukta azalma çok düşüktür. Dren düzeyinin altında ise tuzlukta

bir azalma olmamıştır.

Tuzluluğunun değişimi ile ilgili yapılan model çalışmasında, drenaj sistemi kurulan

SaltMod kök bölgesi tuzluluğundaki değişimi doğru bir şekilde tahmin ederken, drenaj

suyu tuzluluğunu ölçülen değerin yarısından daha az, 7.47-7.39 dS m-1 olarak, tahmin

etmiştir (Bahçeci ve Nacar 2007).

Model tahminindeki bu sapma daha tuzlu toprak katlarından veya sızmalarla karışma

olabileceğini göstermektedir. Normal koşullarda drenaj suyu tuzluluğu ve sulama suyu

72

tuzluluğu arasında 5-10 katı kadar farklılıklara rastlanması olağan kabul edilebilir.

Ancak alt katlarda tuz depolanmış alanlarda bu farkın 25-45 kat olabileceğine ilişkin

verilere rastlanmaktadır (Grismer, 1989)

Ovadaki üst açık aküferde derinlikle artan tuzlu bölgelerde, eğer drenaj sistemleri uygun

bir şekilde tasarımlanmazsa, derin toprak katlarında depolanmış tuzların yüzeye çıkma

olasılığı çok yüksektir. Bu yüzden bu gibi alanlar belirlenerek, bu yerlere özgü tasarım

ölçütleri geliştirilmelidir.

.

Şekil 4 Mevsimlik ortalama değerlere göre Arıcan deneme alanında sulama ve drenaj

suyu tuzluluğunun değişimi

Çizelge 1’deki verilerden yararlanılarak, çizilen Şekil 5’te görüldüğü gibi, sulama

suyunun tuzluluğu 0.5-0.8 dS m-1 arasında değişirken, drenaj suyunun tuzluluğu 18-21

arasında değişmiştir. Bu, drenaj suyunun tuz içeriğinde 35 kat fazla bir artış demektir.

Çizelge 2 Sulama sularının mevsim içindeki analiz sonuçları

Katyonlar (me/L)

Anyonlar (me/L)

pH

EC

dS/m

Na K Ca+Mg

Toplam

HCO3

- Cl SO4

-2

7.82 0.54 2.95 0.11 2.88 5.94 1.08 1.84 3.02

8.21 0.43 2.00 0.20 2.08 4.28 1.40 1.36 1.52

7.95 0.48 1.40 0.08 2.52 4.00 1.33 1.25 2.54

7.98 0.47 2.00 0.08 2.55 4.63 1.88 1.54 1.18

7.84 0.52 2.48 0.06 2.56 5.10 1.58 1.63 1.89

7.89 0.43 2.22 0.05 1.98 4.25 1.67 1.44 1.14

7.90 0.40 2.08 0.02 1.80 3.90 1.30 1.29 1.31

8.20 0.52 2.50 0.03 2.83 5.36 1.99 1.65 1.72

7.80 0.49 2.46 0.04 2.20 4.70 2.03 1.34 1.33

Sulama mevsiminde ölçülen sulama ve drenaj suyuna ilişkin tuz ile anyon ve katyonlara

ilişkin veriler Çizelge 2 de, drenaj suyuna ilişkin veriler Çizelge 3’te verilmiştir. Sulama

10

12

14

16

18

20

22

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Ort. ECiw, dSm-1

Ort.ECdw, dSm-1

73

suyunun sodyum içerikleri 1.40-2.95 meL-1 iken drenaj suyunun 81-185 meL-1 arasında

değişmiştir. Sulama suyunun Ca+Mg içerikleri 1.8-2.88 iken drenaj suyunda bu değerler 45-

80 me L-1 değerlerine ulaşmıştır. Drenaj suyunun elektrolit konsantrasyonu beklenen değerlerin

çok üstünde seyretmektedir.

Şekil 5 2001-2003 yıllarında sulama suyu ve drenaj suyu tuzluğunun değişimi

Çizelge 4’te sulama suyunun kimyasal özelliklerindeki değişimin bir ölçüsü olmak

üzere drenaj suyu ile arasındaki oranlar verilmiştir. Drenaj suyunun tuzluluğundaki

artış, sulama suyuna tuzluluğundan 25 ile 48 kat daha fazla iken, sodyum ve HCO3

konsantrasyonundaki artış 72 katına kadar ulaşmıştır

Çizelge 3 Drenaj suyu analiz sonuçları

Katyonlar (me L-1)

Anyonlar (me L-1)

pH EC dS m-1

Na K Ca+Mg

Toplam

HCO3

- Cl SO4

-2

7.98 13.6 89 0.2 52 141. 79 41 21

7.11 11.6 81 0.1 70 152 14 94 45

7.16 22.0 160 0.2 61 221 60 76 84

7.22 20.7 129 0.2 80 209 73 66 69

7.42 20.4 150 0.1 45 195 65 70 60

7.36 20.0 144 0.1 58 202 71 60 71

7.35 19.4 151 0.1 46 197 61 63 72

7.14 20.2 136 0.2 72 208 80 59 77

7.80 24.2 185 0.3 51 236 81 70 85

Ca+Mg konsantrasyonlarındaki artış ise 25-33 arasında değişmiştir. Bu durum drenaj

suyunu besleyen kaynaklarda sodyum konsantrasyonunun daha fazla olduğunu

göstermektedir (Şekil 6).

Çizelge 4 Drenaj suyu ve sulama suyundaki toplam tuz ile çözünebilir katyon ve

anyonların oransal değişimi

ECdw/ECiw Nadw/Naiw Kdw/Kiw Ca+Mg HCO3 Cl SO4

0

5

10

15

20

25

30

0.00 0.20 0.40 0.60

ECiw, dSm-1

ECdw, dSm-1

74

25.26 30.17 1.45 18.00 23.74 72.98 22.38 6.95

27.05 40.50 0.25 33.70 35.53 10.36 69.49 29.64

45.83 114.29 2.75 24.12 55.25 45.13 61.23 33.24

44.04 64.50 3.00 31.28 45.14 39.03 43.07 58.73

39.17 60.48 1.00 17.66 38.29 41.14 43.00 31.84

46.51 64.86 1.20 29.52 47.65 42.79 41.82 62.13

48.60 72.60 4.00 25.63 50.57 47.26 49.02 55.37

38.85 54.40 6.67 25.47 38.86 40.23 35.64 45.02

49.39 75.22 6.50 23.16 50.26 40.20 52.25 63.62

Arıcan Köyü yakınlarındaki test alanında, 2001-2003 yıllarında yapılan izleme

çalışmalarında belirlenen drenaj suyundaki aşırı tuzluluğun, ovanın değişik yerlerinde

de olup olmadığını belirlemek amacıyla 2006 yılında 5 toplayıcı dren ve etki alanları

sulama mevsimi boyunca izlenmiştir.

Şekil 6 Sulama ve drenaj suyu tuzluluğu ve oranları

Mevsim sonunda kök bölgesi tuzluluğunda azalmaların olduğu, drenaj suyu tuz ve

sulama suyunun ise 47.5 katına (Şekil 6), toprak tuz içeriğinin ise 9 katına kadar

yükseldiği belirlenmiştir (Şekil 7).

Çizelge 5 Toplayıcılarda toprak ve drenaj suyu tuzluluğunun değişimi (2006)

Örnekleme

Noktası

Toprak

derinliği, cm 01.07. 01.09 Ort

ECe ECiw ECdw ECdw/

ECe

ECiw/

ECdw

Alt geçit 0-60 2.30 0.88 1.59 0.4 5.58 3.51 14.0

Harran Yolu-1 0-60 2.40 0.90 1.65 0.4 13.52 8.19 33.8

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10

Örnekleme noktası

Salinity dSm-1and ECdw/ECiw

ECiw

ECdw

ECdw /ECiw

75

Harran Yolu-2 0-60 1.47 1.70 1.59 0.4 14.33 9.04 35.8

Arıcan-1 0-60 3.56 2.57 3.07 0.4 14.20 4.63 28.4

Arıcan-2 0-60 2.35 1.93 2.14 0.4 19.00 8.88 47.5

Alt geçit örnekleme noktası Tahılalan sulama birliği alanında olup diğer örnekleme

noktalarına göre daha kuzeydedir. Bu bölgedeki toplayıcı çıkışlarında yapılan ölçümler

drenaj suyu tuzluluğunun 4-6 dSm-1 dolaylarında olduğunu göstermiştir. Bu durum

drenaj suyu tuz içeriğinin ovanın güneyine doğru arttığını ve dolayısıyla alt toprak

katlarının daha tuzlu olduğunu göstermektedir.

Şekil 7 Toprak ve drenaj suyu tuzluluğu (2006)

SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Harran ovası Kuzey – Güney yönünde 60 km uzunluğunda ve ortalama %0.3 eğimli ve

etrafı dağlarla çevrilidir. Drenaj orunu daha çok Güneyde Akçakale – Harran arasındaki

şük kotlu alanda ortaya çıkmıştır.

Fazla suyun kaynağı aşırı sulama suları ile sızmalardır. Drenaj sistemi tasarımında dren

derinliği 1.80 m ve hidrolik yük 0.30 m alınmıştır. Sulanan kurak bir bölge olması

nedeniyle, kök bölgesinin kılcal yükselme ile tuzlanmasını önlemek için derin drenlerin

şenmesi tercih edilmiştir.

Bu çalışma ile elde edilen sonuçlar drenaj suyunun tuzluğunun çok yüksek olduğunu

göstermiştir. Geçen 5-6 yılda drenaj sistemi kurulmuş alanlarda önemli düzeyde tuz

yıkanmasına karşın (Bahçeci ve Nacar, 2007), drenaj suyunun tuzluluğunda herhangi bir

azalma olmamıştır. Bu durum drenaj suyuna drenlerin altındaki tuzlu toprak

katmanlarından karışma olacağını göstermektedir.

Drenaj suyu tuzluluğunun azalması için, su akış yollarının daha üst katmanlardan

geçmesini sağlayacak drenaj sistemlerinin tasarımlanması gereklidir. Anılan sistemler,

aynı zamanda, kök bölgesinin kılcal yükselme ile tuzlanmasını da önlemelidirler.

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Ort.ECe, dSm-1

Ort.ECdw, dSm-1

76

Böyle bir sistemin tasarımı için öncelikle kritik dren derinliğinin belirlenmesi gerekir

(Smedema ve Rycroft, 1984). Değişik birçok kaynakta, ince bünyeli ağır killi

topraklardaki yüksek kılcallık nedeniyle, bu derinliğin 1.80 m veya daha fazla olması

önerilmektedir.

Ancak ovada Bahçeci ve Nacar (2007) tarafından yapılan tuz değişimini belirlemeye

yönelik model çalışmasında, 1.20 m dren derinliğinde kök bölgesi tuzluluğunda önemli

bir değişmenin olmayacağı, ayrıca Bahçeci ve Ark. (2008) tarafından kontrollü drenajın

tuz değişimi ve su kazanımına etkisini belirlemek için yaptıklar model çalışmasında da

drenaj sistemlerinin sulama döneminde %75 oranında kontrol edilmesinin kök

bölgesinde tuzlanmayı artırmayacağını göstermiştir.

Daha dar aralıklı ve daha sığ drenler, örneğin 1.20 m, su akış yollarını daha üst

katmanlara taşıyacağından drenaj suyu tuzluluğu azalacaktır. Fio ve Deverel (1991) 1.8

ve 2.7 m derinlikteki drenlerde su akış yollarının sırasıyla 7 ve 14 m olduğunu analiz

etmişlerdir. Daha ince bir toprak katı drene edildiğinden, drene olan su miktarını da

azaltacaktır. Ancak böyle bir sistemde boru uzunluğu artacağından maliyet artacaktır.

Ancak boru çapı ve kazı derinliğinin küçülmesi maliyeti azaltacağından, sistem

maliyetlerinde önemli bir değişme olmayacaktır.

Diğer bir seçenek ise dren derinliğini değiştirmeden, sistem üzerinde denetim yapıları

inşa etmek olabilir. Sulama döneminde, pik su tüketim dönemlerinde dren akışları

denetlenerek, daha yüksek bir su tablası düzeyi elde edilebilir. Böylece su akış yolları

değiştirilerek daha kaliteli ve daha az su drene olması sağlanabilir. Christen ve Skhean

(1998) artan su tablası derinliğinin drenaj suyu tuzluluğunu ve drene olan su miktarı

artırdığını belirlemişlerdir.

Harran ovasında zamanla drenaj sorunu içeren alanlar zamanla artma eğilimi

göstermektedir. Mevcut sulama sistemi ve su yönetiminin bu sorunu azaltma potansiyeli

ise oldukça zayıf bir olasılıktır. Her ne kadar ovada inşa edilen drenaj sistemleri kök

bölgesinden önemli ölçüde tuz yıkanması sağlasa da, alt katlardaki tuzların yüzeye

çıkma olasılığının olup olmadığı ve eğer varsa sistemlerin bu durum göz önünde

bulundurularak tasarımlanması gereklidir. Bu çalışmanın yapıldığı bölgede aküferin

altkatlarından tuzların drenaj sularına karıştığına ilişkin kuvvetli bulgulara rastlanmıştır.

Bu çalışma ile, Harran ovasında yeni tasarımlanıp kurulacak drenaj sistemlerinde bu tür

karışmaların olup olmayacağını belirlemek için, zaman geçirilmeden daha geniş alanları

kapsayan inceleme ve araştırma çalışmalarına başlanmasının sürdürülebilir bir su

yönetimi, dolayısıyla sürdürülebilir bir tarım için kaçınılmaz bir gereklilik olduğu

ortaya çıkmıştır.

KAYNAKLAR

Bahçeci İ., Nacar A. S., 2007. Estimation of root zone salinity, using SaltMod, in the arid region of

Turkey, Irrigation and Drainage, 56 (5) 601-614

Bahceci İ., Çakir R., Nacar3, A. S., Bahçeci P., 2008. Estimating the effect of controlled drainage on the

soil salinity and irrigation efficiency, using SaltMod, in Harran plain. Turkish Journal of

Agriculture and Forestry 32: (2) 101-108

77

Bahçeci İ. and Nacar A.S. 2008. Subsurface drainage and salt leaching in irrigated land in south-east

Turkey. Irrigation and Drainage 57:1-11 (2008) DOIs (10.1002/ird.400);

Chieng, S.T., Broughton R.S., Ami, S.R., 1981. Graphical solutions to drainage equations. Can. Agric.

Eng. 23:91-96.

Christen, E., Skehan, D. 1998. Subsurface draiange design and management trial to reduce salt loads from

semiarid irrigation areas. Technical Report 6/99, february 1999 CSIRO Land and Water, Griffith

Christen E.V., Ayars J.E., 2001. Subsurface drainage systems designed management irrigated agriculture:

Best Management practices for reducing drainage volume and salt load. Csiro Land and Water,

Grfith NSV, Technical Report 38/01. September 2001. P:106

Çullu, M. A., Karakaş, S., Dinç, U., Şahin, Y., 2004. Classification of Soils of Şanliurfa In Soil

Taxonomy, FAO/UNESCO and WRB Classification Systems. International soils Congress,

Erzurum, Turkey

Çullu, M. A. Karakas, Şahin, S. Y. Aydoğdu, M. Aydemir, A., Çeliker M., 2004.Harran ovasında

tuzluluğun değişimi, ( Basılamamış Rapor)

DSİ, 2001. Şanlıurfa Harran Ovası Drenaj ve tuzluluk sorunları inceleme raporu, DSİ XIV. Bölge

Müdürlüğü, Şanlıurfa

DSI (2003) Problems of drainage and salinity in the Harran Plain, Summary Report. The 15th District

Directorate of the State Hydraulic Works, Sanliurfa, Turkey, pp 10 (in Turkish)

DSİ, 2004. Şanlıurfa Harran Ovası sulama drenaj izleme raporu DSİ XIV. Bölge Müdürlüğü,

Şanlıurfa.Eching et al. (1994)

Fio, J.L., 1997. Geohydrologic effects on drain water quality, Journal of Irrigation and Drainage

Engineering 123:(3) 15-164

Fio, J.L., and Deverel, S.J., 1991. Ground-water flow and solute movement to drain laterals, western San

Joaquin Valley, California, 2, Quantitative hydrologic assessment: Water Resources Research, v.

27, no. 9, p. 2247-2257.

Grismer, M.E., 1989. Drainage efficiency and drainage water quality. Pp285-290 IN: V.A. Dodd and

P:M:Grace (eds) Agricultural Engineering (Poceeding of the 11th Int. Congress on Agricultural

Eng./Dubli

KHAE, 2004. Meteorolojik rasat verileri Koruklu Metorolji istasyonu, KHGM, Köy Hizmetleri Araştırma

Enstitüsü, Şanlıurfa

Pohl, G.M., Guitjens, J.C., 1994. Modeling regional flow and flow to rains. Journal of Irrigation and

Drainage Engineering 120 (5) 1994

Yesilnacar M.I., Güllüoğlu M.S., 2007. Hydrochemical characteristics and the effects of irrigation on

groundwater quality in Harran Plain, GAP Project, Turkey Environmental Geol ogy International

Journal of Geosciences 10.1007/s00254-007-0804-

Van Beers, W.F.J. 1979. The auger hole method. Bull. No. 1 I.L.R.I., P.O. Box 45, Wageningen, The

Netherlands

Döküman Arama

Başlık :

Kapat