TARLA İÇİ DRENAJ UYGULAMALARINDA GELİŞMELER VE YENİLİKLER

Transkript

1 TARLA İÇİ DRENAJ UYGULAMALARINDA GELİŞMELER VE YENİLİKLER Kutlu AYBASTI 1, İpek ÖZENÇ 2, Ramazan ERDEM 2 1 Tarım Reformu Genel Müdürlüğü, Ziraat Yüksek Mühendisi, Ankara 2 Tarım Reformu Genel Müdürlüğü, Ziraat Mühendisi, Ankara ÖZET Tarla içi drenaj çalışmalarının önemi, sistemlerin zamanında kurulmadığı ovalarda karşılaşılan sorunlar ve özellikle sulamaya açılmış alanlarda tarımsal üretim açısından yaşanan zorluklarla çok net bir şekilde anlaşılmaktadır. Tarım Reformu Genel Müdürlüğü nün tarla içi drenaj çalışmaları, yüksek taban suyu ve toprak tuzluluğu gibi sorunlar nedeniyle hiç ekilemeyen alanları tarıma kazandırmakta ya da büyük verim kayıplarıyla üretim yapılan alanlarda tarımsal üretimi arttırmaktadır. Bununla birlikte sulamaya açılmış taban suyu problemli alanlarda, Harran Ovasında yaşanan sorunların benzerlerinin oluşmasını engellemektedir. Tarla içi drenaj uygulamalarında yapılan yenilikler ve gelişmeler ile de projelerin uygulanabilirliği kolaylaştırılmış, imalat kalitesi arttırılmış ve maliyetler düşürülmüştür. Bildirimizde bu gelişmeler ve yenilikler anlatılmış, sağlanan faydalar değerlendirilmiştir. Anahtar Kelımeler: Tarla içi drenaj, zarf materyalleri, jeosentetik, silt bacası (menhol) 1. GİRİŞ Tarla içi drenaj uygulamaları ülkemizde 1967 yılında Aşağı Seyhan (Tarsus) Ovasında başlamış, özellikle tarımsal üretimin yoğun olduğu çeşitli bölgelerde uygulamalar yapılmıştır. Öncelikle taban suyu etkisi altında, bataklık olup, hiç ekilemeyen araziler açık drenaj sistemleriyle ekilebilir alanlara dönüştürülmüştür. Aynı zamanda sulamaya açılan bu alanlarda aşırı ve bilinçsiz su kullanımı neticesinde tuzluluk sorunları baş göstermiştir. Artan tuzlu alanlarda tarla içi drenaj sistemleri bulunmadığından ıslah çalışmaları yapılamamış ve tuzlu alanların bir bölümü tuzlu-alkali ve alkali alanlara dönüşmüştür. Açık sistemlerin bitki kök bölgesinin taban suyundan etkilenmesine engel olamadığı bölgelerde tarla içi (kapalı) drenaj sistemleri kurulmuş, tuzluluk ve alkalilik problemli sahalarda ıslah çalışmaları yapılmıştır. Tarla içi drenaj sistemlerinde amaç, taban suyu seviyesinin bitki etkili kök derinliğinin altına indirilmesidir. Ayrıca tuzlu, tuzlu-alkali ve alkali topraklarda ıslah çalışmalarının yapılabilmesi için altyapı oluşturmaktır. 2. TARIM REFORMU GENEL MÜDÜRLÜĞÜ ÇALIŞMALARI Ülkemizde ilk yıllarda Toprak-Su Genel Müdürlüğü tarafından başlatılan tarla içi drenaj çalışmaları kurumun kapanmasıyla, Köy Hizmetler Genel Müdürlüğü bünyesinde devam etmiştir yılında Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğünün de kapanmasıyla kısa bir süre il özel idarelerinin yaptırdığı tarla içi drenaj uygulamalarının, 2009 yılı itibariyle Tarım Reformu Genel Müdürlüğü 1

2 uhdesinde projeleri yapılmakta ve ihale edilmektedir. Şekil 1 de tarla içi drenaj çalışmaları gösterilmiştir. Kum-Çakıl Treyleri Lazer Kontrol Trencher Şekil 1. Tarla İçi Drenaj Çalışmaları. Harran Ovasının sulamaya açılmasıyla birlikte başlayan aşırı ve bilinçsiz sulama neticesinde açık drenaj kanallarının siltasyonla dolması işlevlerini yerine getirememesine ve ovada taban suyu seviyesinin yükselmesine neden olmuştur. Sulama döneminde yükselerek yüzeye kadar ulaşan taban suyu, yüksek sıcaklıklar nedeniyle buharlaşarak yüzeyde ve toprak profilinde tuz birikimine neden olmuştur. Hızla tuzlanan ova, taban suyuyla beraber tarımsal üretimi olumsuz etkilemiş ve hiç ekilemeyen alanlar ortaya çıkmıştır. Şekil 2 de Şanlıurfa Harran Ovası nda yüksek taban suyu ve toprak tuzluğu problemli bir sahanın tarla içi drenaj çalışmalarından önceki ve sonraki görüntüsü gösterilmiştir. Yüksek Taban Suyu Tuzcul Bitkiler Pamuk Bitkisi Öncesi Sonrası Şekil 2. Yüksek taban suyu ve tuzluluk problemli hiç ekilemeyen sahanın, tarla içi drenaj çalışmalarından önceki ve sonraki görüntüsü. 2

3 Harran Ovasında 2010 yılında başlattığımız projelerin tamamlanmasıyla bu sorunlar büyük ölçüde aşılmıştır, devam eden projelerle de sorun tamamen ortadan kaldırılacaktır. Amasya Suluova-Geldingen Ovası, Aşağı Seyhan (Tarsus) Ovası ve Adana Yumurtalık Ovası Projelerinde de taban suyu seviyesinin bitki kök bölgesi altına düşürülmesi, tuzlu, tuzlu- alkali ve alkali sahaların ıslahı yapılarak Harran Ovasında karşılaşılan sorunların benzerlerinin oluşmasının önüne geçilecektir. 3. TARLA İÇİ DRENAJ UYGULAMALARINDA YENİLİKLER VE GELİŞMELER 3.1. Zarf Materyali Tarımsal yer altı drenaj sistemleri uygulamalarında zarf materyali kullanımı, drenaj sisteminin çalışma performansı ve ömrü açısından büyük önem arz etmektedir. Uzun yıllar ülkemizde ve dünyada yer altı drenaj sistemlerinde toprak özelliklerine göre değişen oranlarda sadece kum-çakıl malzeme delikli drenaj borusunun etrafına zarflanarak uygulanmaktaydı. Ancak artan nakliye maliyetleri ve dere yataklarından doğal malzeme temininin çevresel ve ekonomik etkileri düşünüldüğünde, dünyada yeni zarf malzemeleri geliştirmek için çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmaların sonucu olarak kum-çakıl filtre malzemesine alternatif olarak organik zarflar (Hindistan cevizi kabuğu lifleri, ağaç talaşları, saman), sentetik zarflar geliştirilmiştir. Sonuç olarak bu gözenekli ürünlerin tamamı drenaj borusunun içerisinde sedimantasyonu önlemek ve topraktan daha yüksek hidrolik iletkenlik değerlerine sahip bir ortam yaratarak, boru içerisine su giriş dirençlerini azaltmak amacıyla günümüzde tüm dünyada kullanılmaktadır. Şekil 3 te çeşitli sentetik ve organik zarf materyallerine sarılı drenaj boruları görülmektedir. Şekil 3. Çeşitli sentetik ve organik zarf materyallerine sarılı drenaj boruları. Kum-çakıl zarf malzemesi uzun yıllar tarımsal yer altı drenaj sistemlerinde kullanılmış ve başarılı sonuçlar alınmıştır. Delikli drenaj borusunun etrafına zarflanarak uygulanan, gradasyonu toprak fiziksel özelliğine göre ayarlanmış kumçakıl malzeme filtre görevinin yanı sıra aynı zamanda hidrolik iletkenliği yüksek bir ortam yaratarak su giriş dirençlerinin azalmasına yardımcı olur. Uygulama sırasında boruyu darbelere karşı korur ayrıca yataklama sağlar. Ancak doğal dere yataklarından elde edilmesi gereken kum-çakıl malzeme teminin zorlaşması, her bölgede bulunmaması, nakliye masrafları ve uygulamadaki zorlukları düşünüldüğünde, dünyanın uzun yıllar önce kabul ettiği sentetik-organik zarf materyallerinin kullanılması kaçınılmaz olmuştur. Şekil 4 te kum-çakıl Şekil 5 te de sentetik zarf materyali sargılı drenaj borusunun tarla içi drenaj uygulamalarında kullanımı görülmektedir. 3

4 Kum-Çakıl Zarf Malzemesi Delikli Drenaj Borusu Şekil 4. Kum-çakıl zarf materyalinin tarla içi drenaj uygulamalarında kullanımı. Sentetik (jeotekstil) Zarf Materyali Sargılı Drenaj Borusu Trencher Şekil 5. Sentetik (jeotekstil) zarf materyali sargılı drenaj borusunun tarla içi drenaj çalışmalarında kullanımı. Zarf materyallerinin özellikleri dikkate alındığında tüm zarf materyallerinden beklenen temel özellik filtre özelliğidir. Çünkü burada amaç uygulama tamamlandıktan sonra su akımı ile toprak partiküllerinin borunun içerisine girip tıkanmasını engellemektir. Tüm zarf malzemeleri çeşitli derecelerde filtrasyon görevi görmektedir. Filtre görevini etkileyen faktörler toprak fiziksel özelliklerine göre ayarlanmaktadır. 4

5 Organik Zarf Malzemeleri Organik zarf malzemeleri günümüzde genellikle kuzey ve batı Avrupa da kullanılmaktadır. Organik zarf materyalleri olarak Hindistan cevizi kabuğu lifleri, saman, ağaç talaşı vb. kullanılmaktadır [2]. Ancak içlerinde en çok tercih edilen hindistan cevizi kabuğu liflerinden drenaj borusu üzerine sarılarak hazırlanan borulardır. Bu boruların kullanıldığı drenaj sistemlerinde organik zarf malzemesinin özellikle filtrasyon ve hidrolik özellikleri bakımından başarılı sonuçlar verdiği görülmüştür. Organik zarf materyallerinin bu başarısı, toprak altında uzun ömürlü olmadığı için ülkemizde uygulamada yer edinememiştir Sentetik Zarf Malzemeleri Sentetik zarf malzemeleri, granül (kum-çakıl) zarf malzemelerinden farklı olarak seçimi ve temin edilmesi kolaydır. Granül materyalden farkı olarak arazide uygulama öncesinde homojen bir karışım hazırlamaya gerek kalmaksızın fabrikadan hazır olarak drenaj borusuna sarılı şekilde getirilmekte ve doğrudan toprak altına uygulanmaktadır. Sentetik zarf malzemeleri; örgülü, dokulu-dokusuz lif-kumaşların yanı sıra drenaj borusuna sarılan sentetik, hacimlendirilmiş farklı kalınlıklarda liflerden oluşan (pre-wrapped loose material, PLM) malzemeyi de kapsamaktadır. Dokusuz zarf materyalleri, kesik elyafların, liflerin birbirine tutturulmasıyla üretilir bu işlem mekanik (iğneleme), termal ve kimyasal yöntemlerle yapılabilir [1]. Dünyada yer altı tarımsal drenaj sistemlerinde yaklaşık 11 adet sentetik zarf malzemesi kullanılmaktadır. Bu malzemelerin üretiminde dokuz polimerden biri veya birkaçı kullanılmaktadır.(pp, PET, PA, HDPE, LDPE, NYLON, PS, PVC, ABS) Genel olarak bu ürünlerin tamamı jeosentetikler olarak ifade edilir. Jeosentetikler, Jeoteknik ve inşaat mühendisliği uygulamalarında toprak ve/veya diğer malzemelerle temasta olacak şekilde kullanılan levha, şerit ve üç boyutlu yapıda, bileşenlerinden en az bir tanesi sentetik veya doğal bir polimerden yapılmış mamulü tanımlayan genel terim [3]. Sentetik zarf materyallerinde dikkat edilecek birçok özellik bulunmaktadır. Bu özellikler içerisinde toprak altında kalınlık, karakteristik gözenek açıklığı, hidrolik iletkenlik, kimyasal içerik ve üretim tekniği, en başta gelenleridir. Bu özelliklerin hepsi birbiri ile ilişkili olup, tolerans sınırları içerisinde olmayan bir özellik diğer özellikleri de standardın dışarında bırakmaktadır. Aynı zamanda sentetik zarf materyalinin boruya sarılması, sargı iplerinin dayanımı da (kopma, uv dayanımı) büyük önem arz etmektedir. 3.2.Silt Bacaları Tarla içi drenaj uygulamalarında silt bacaları (menhol) kullanılmaktadır. (Boruların çap değişim noktaları, hatların kurp noktaları, ortalama 300 m aralıklarla vb.) Bu bacalar, boru içerisine giren partikülleri çökelterek hattın rahat çalışmasını sağlar. Aynı zamanda sistemin ekonomik ömrünü de uzatan bu yapılar sayesinde bakım-onarım işlemlerinin de yapılması kolaylaşır. Önceki yıllarda bu yapılar beton olup, yerinde veya şantiyede döküm işlemi yapılarak drenaj sistemine entegre edilmekteydi. Ancak imalatı, nakliyesi ve sisteme yerleştirmesi zor ve zaman alan bir çalışmaydı. Tüm bu zorluklar düşünülerek plastik (pp veye pe) silt bacaları tasarlandı, testleri yapıldı ve 2012 yılı itibariyle Tarım Reformu genel 5

6 Müdürlüğü tarla içi drenaj projelerinde kullanılmaya başlandı. Şekil 6 da beton ve Şekil 7 de ise plastik silt bacalarının (menhollerin) tarla içi drenaj uygulamalarında kullanımı görülmektedir. Beton Silt Bacası (Menhol) Kollektör Dren Hattı Şekil 6. Beton silt bacası (menhol) kullanımı. Plastik Silt Bacası (Menhol) Kollektör Dren Hattı Şekil 7. Plastik silt bacası (menhol) kullanımı. 3. SONUÇ Tarım Reformu Genel Müdürlüğü tarla içi drenaj projelerinde 2013 yılı itibariyle drenaj borusunun etrafına zarf materyali olarak kum-çakıl kullanmak yerine Jeotekstil sargılı drenaj borusun doğrudan kullanılması, öncelikle imalat 6

7 kalitesini arttırmıştır. Tarla içi drenaj çalışmaları yıl içerisinde kısıtlı sürelerde yapılabildiği için bu imalat şekliyle daha hızlı çalışma imkanı sağlanmıştır. Düşen maliyetler de göz önüne alındığında daha ekonomik projelerin ortaya çıktığı görülmektedir. Silt bacalarında (menhol) betonun terk edilmesiyle plastik kullanılmaya başlanılmış, bu sayede de imalat hızlanmış, kalite artmış ve de maliyetler düşürülmüştür. Sonuç olarak Tarım Reformu Genel Müdürlüğü tarla içi drenaj ve toprak ıslah konularında dünyadaki gelişmeleri yakından takip etmektedir. Üretilen projelerden elde edilen verilerle ve tecrübesiyle ülkemiz koşullarına en uygun şekilde yenilikleri planlayarak uygulamaktadır. KAYNAKLAR [1] Vlotman,W., F., Willardson, L., S., Dierickx, W. "Envelope design for subsurface drains", International Institute for Land Reclamation and Improvement, ISBN , Netherlands, [2] Martinez, B., Dierickx, W. "Materials for subsurface land drainage systems", Food And Agrıculture Organızatıon Of The Unıted Natıons, ISSN , Rome, 2005 [3] Türk Standartı "Jeotekstiller-Terimler ve Tarifler", Türk Standartları Enstitüsü, ICS ; Ankara,