ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ GÖLBAŞI YÖRESİ TOPRAKLARININ MÜHENDİSLİK-FİZİKSEL ÖZELLİK İLİŞKİLERİNDE JEOİSTATİSTİK UYGULAMASI Oğuz BAŞKAN TOPRAK ANABİLİM DALI ANKARA 2004 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET Doktora Tezi GÖLBAŞI YÖRESİ TOPRAKLARININ MÜHENDİSLİK-FİZİKSEL ÖZELLİK İLİŞKİLERİNDE JEOİSTATİSTİK UYGULAMASI Oğuz BAŞKAN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. İlhami ÜNVER Bu çalışmayla Gölbaşı Özel Çevre Koruma alanı ve yakın çevresi topraklarının mühendislikfiziksel özellik ilişkilerinin ve konumsal yapılarının jeoistatistik yöntem kullanılarak belirlenmesi amaçlanmıştır. İki aşamada yürütülen araştırmada ilk olarak profil örnekleri analiz edilmiş ve yüksek istatistik ilişki gösteren (P<0,01) toprak mühendislik-fiziksel özellikleri ikinci aşamada kullanılmak üzere seçilmiştir. İkinci aşamada jeoistatistik analizde kullanılmak için 45 km 2 lik alanda 500x500 m aralıklarla grid geçirilerek 221 adet, araştırma alanının çeşitli yerlerinden 89 adet yüzey örneklemesi (0-20 cm) yapılmıştır. Toprak örneklerinde kıvam limitleri ile kil kapsamı arasında önemli (P<0,01) pozitif, kum kapsamıyla önemli (P<0,01) negatif ilişkiler belirlenmiştir. Silt kapsamı ile kıvam limitleri arasında herhangi önemli bir ilişki belirlenememiştir. Tüm toprak özellikleri için deneysel yarıvariogramlar oluşturulmuş, toprak özelliklerinin küresel tip yarıvariogram modeliyle temsil edilebileceğine karar verilmiştir. Çapraz doğrulama analizi testleri sonuçlarıyla modellerin çalışma alanının konumsal yapısını doğru olarak yansıttığına karar verilmiştir. Toprak özelliklerinin dağılım haritaları, tanımlanan deneysel yarıvariogramlar kullanılarak blok kriging yöntemiyle elde edilmiştir. Sonuçlar silt dışında tüm toprak özelliklerinin topoğrafya ile belirgin bir ilişki gösterdiğini ortaya koymuştur. Araştırılan toprak özelliklerinin konumsal yapısı benzer özellikteki diğer alanlar için uygulanabilir nitelikte bulunmuştur. 2004, 176 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Kıvam limitleri, agronomik limitler, mühendislik-fiziksel özellik ilişkileri, konumsal değişiklik, jeoistatistik i

3 ABSTRACT Ph. D. Thesis USE OF GEOSTATISTICS IN THE RELATIONSHIPS OF ENGINEERING-PHYSICAL PROPERTIES OF THE GÖLBAŞI REGION SOILS Oğuz BAŞKAN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Soil Science Supervisor : Prof. Dr. İlhami ÜNVER The aim of this study was to determine the relationships between engineering and physical soil properties and spatial dependence at Gölbaşı Special Protected Area and its vicinity using the geostatistical methods. The study was carried out in two steps. First profile samples were analyzed and soil properties with high statistical correlations (P<0,01) were selected to use at the second stage. Secondly, 221 soil samples with a grid pattern spacing 500x500 m and additional 89 soil samples were collected from different places in study area to use geostatistical analysis. While statistically significant positive correlations (P<0,01) were determined between plasticity limits and clay content, negative correlations (P<0,01) were found between plasticity limits and sand content. Any statistically significant correlation was not determined between plasticity limits and silt content. Experimental semivariograms were developed to determine the spatial dependence of soil properties, which could be described with a spherical model. From a cross validation procedure, it was concluded that these models may represent the spatial structure of the study area. The maps for the distribution of soil properties were obtained based on the fitting semivariogram models and using the block kriging analysis. The results showed that all soil properties studied indicated clear dependence with topography except for the silt content. Spatial structure derived from the studied soil properties seemed applicable to the other areas with similar features. 2004, 176 pages Key Words : Plasticity limits, agronomic limits, engineering-physical properties, spatial variability, geostatistics ii

4 ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR Heterojen özelliği nedeniyle toprakların kısa mesafelerde özellik değişimi göstermeleri araştırma alanının her noktasında bu özelliklerin belirlenmesini engellemektedir. Teknolojik gelişmelerle birlikte örneklenmemiş nokta veya alanlardaki özelliklerin daha az hata ile tahmin edilebilme olanakları toprak bilimi araştırma konuları içerisinde yeni yaklaşımları kullanılabilir hale getirmiştir. Toprak biliminde giderek artan oranlarda kullanılan jeoistatistik yöntemle, özellikle yüksek işgücü ve zaman gerektiren toprak özelliklerinin örneklenmemiş nokta veya alanlarda belirlenmesi, benzer özellikteki alanlar için kullanılabilirliğinin araştırılması, gelecekte yapılacak çalışmalarda önemli zaman ve işgücü kazancı sağlayabilecektir. Tez çalışmamın planlanmasında, yürütülmesinde ve değerlendirilmesinde değerli katkılarını esirgemeyen, yapıcı eleştirileriyle çalışmamın her aşamasında destek olan hocam Prof. Dr. İlhami ÜNVER e teşekkürlerimi sunarım. Jeoistatistik konusuyla çalışma fikrini oluşturan, Yrd. Doç Dr. İlhami BAYRAMİN e, konuyu çalışmama yardım eden Hacettepe Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Cem SARAÇ a teşekkür ederim. Tez çalışması sırasındaki değerli katkıları nedeniyle Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Taşkın ÖZTAŞ a, değerli eleştiri ve katkılarından dolayı Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Sabit ERŞAHİN e teşekkür ederim. Arazi ve analiz çalışmalarındaki katkıları nedeniyle Dr. Orhan DENGİZ e, analiz çalışmalarındaki katkısı nedeniyle Dr. Hesna ÖZCAN a, Araş. Gör. Mustafa SAĞLAM a ve Aziz Doğuş ARDA ya, tez formatının oluşturulmasındaki yardımları nedeniyle Sayın Sevgi EKŞİ ve Sayın Hüsamettin ÖZDEMİR e teşekkür ederim. Araştırma sırasında her konuda destek olan Köy Hizmetleri Ankara Merkez Araştırma Enstitü sü Müdürü Dr. Haluk ÜSTÜN e, kimya laboratuvarı sorumlusu kimya mühendisi Atilla GÜNTÜRK e ve tüm laboratuvar çalışanlarına, çalışmada emeği olan tüm enstitü çalışanlarına teşekkür ederim. Oğuz BAŞKAN Ankara, Mayıs 2004 iii

5 SİMGELER DİZİNİ A a Ao Bİ BL C C 1 Ck Co Co+C Cs CV D e EC HA, λb Hİ, k KDK KS LL L M MKA OM ON Öz.Ağ, λk p P PE pf Pİ PL R S S S Sat Si SD SSN TK U Var γ(h) Aktivite Yapısal uzaklık Etki alanı Büzülme indeksi Büzülme limiti Kil Yapısal varyans Basıklık katsayısı Kontrolsüz etki varyansı Tepe varyansı Çarpıklık katsayısı Değişim katsayısı Su noksanlığı Gözenek dağılımı Elektriksel iletkenlik Hacim ağırlığı Hidrolik iletkenlik Katyon değişim kapasitesi Kullanılabilir su Likit limit Tın Ortalama Maksimum kuru ağırlık Organik madde Optimum nem Özgül ağırlık Gözenek hacmi Yağış miktarı Potansiyel evapotranspirasyon Suyun tutulma enerjisi Plastiklik indeksi Plastik limit Depolama Kum Su fazlalığı Siemens Suyla doygunluk Silt Standart sapma Sürekli solma noktası Tarla kapasitesi Su kullanımı Varyans Deneysel yarıvariogram iv

6 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 3.1. Araştırma alanının yer bulduru haritası...29 Şekil 3.2. Gölbaşı yöresi topraklarının su bilançosu diyagramı...32 Şekil 3.3. Araştırma alanının jeomorfolojik haritası...36 Şekil 3.4. Deneysel yarıvariogram bileşenleri...43 Şekil 4.1. Profil örneklerinde bünye, kritik nem düzeyi ve kıvam limitlerinin dağılımı...55 Şekil 4.2. Araştırma alanı yüzey topraklarının kum içeriği ile kıvam limitleri arasındaki ilişkiler...80 Şekil 4.3. Araştırma alanı yüzey topraklarının kil içeriği ile kıvam limitleri arasındaki ilişkiler...83 Şekil 4.4. Araştırma alanı yüzey topraklarının suyla doygunluk değerleri ile kıvam limitleri arasındaki ilişkiler...86 Şekil 4.5. Araştırma alanı yüzey topraklarının tarla kapasitesi değerleri ile kıvam limitleri arasındaki ilişkiler...88 Şekil 4.6. Araştırma alanı yüzey topraklarının sürekli solma noktası değerleri ile kıvam limitleri arasındaki ilişkiler...90 Şekil 4.7. Araştırma alanı yüzey topraklarının kullanılabilir su kapsamı değerleri ile kıvam limitleri arasındaki ilişkiler...92 Şekil 4.8. Kum değerleri eklemeli örnek dağılımı...98 Şekil 4.9. Kum değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği...99 Şekil Kum değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması...99 Şekil Kum değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Kum değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Kil değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Kil değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Kil değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Kil değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası v

7 Şekil Kil değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Silt değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Silt değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Silt değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Silt değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Silt değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Suyla doygunluk değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Suyla doygunluk değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Suyla doygunluk değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Suyla doygunluk değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Suyla doygunluk değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Tarla kapasitesi değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Tarla kapasitesi değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Tarla kapasitesi değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Tarla kapasitesi değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Tarla kapasitesi değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Sürekli solma noktası değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Sürekli solma noktası değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Sürekli solma noktası değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Sürekli solma noktası değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası vi

8 Şekil Sürekli solma noktası değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Kullanılabilir su kapsamı değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Kullanılabilir su kapsamı değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Kullanılabilir su kapsamı değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Kullanılabilir su kapsamı değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Kullanılabilir su kapsamı değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Likit limit değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Likit limit değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Likit limit değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Likit limit değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Likit limit değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Plastik limit değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Plastik limit değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Plastik limit değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Plastik limit değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Plastik limit değerleri blok kriging tahminleri hata haritası Şekil Plastiklik indeksi değerleri eklemeli örnek dağılımı Şekil Plastiklik indeksi değerleri için yön gözetilmeksizin oluşturulan küresel tip yarıvariogram grafiği Şekil Plastiklik indeksi değerleri için çapraz değerlendirme analizi ile model uygunluğunun karşılaştırılması Şekil Plastiklik indeksi değerleri blok kriging tahminleri ve dağılım haritası Şekil Plastiklik indeksi değerleri blok kriging tahminleri hata haritası vii

9 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1. Ankara ili ( ) aylık ortalama meteorolojik değerleri...31 Çizelge 3.2. Toprak serilerinin araştırma alanı içerisindeki dağılımları...33 Çizelge 4.1. Araştırma alanı profil örnekleri yüzey horizonlarının korelasyon analiz sonuçları...74 Çizelge 4.2. Araştırma alanı yüzey örneklerinin korelasyon analiz sonuçları...79 Çizelge 4.3. Kum değerleri tanımlayıcı istatistikleri...97 Çizelge 4.4. Kum değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri...97 Çizelge 4.5. Kum değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması...98 Çizelge 4.6. Kil değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge 4.7. Kil değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri Çizelge 4.8. Kil değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri Çizelge 4.9. Silt değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Silt değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri Çizelge Silt değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması Çizelge Suyla doygunluk değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Suyla doygunluk değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri Çizelge Suyla doygunluk değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması Çizelge Tarla kapasitesi değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Tarla kapasitesi değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri viii

10 Çizelge Tarla kapasitesi değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması Çizelge Sürekli solma noktası değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Sürekli solma noktası değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri Çizelge Sürekli solma noktası değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması Çizelge Kullanılabilir su kapsamı değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Kullanılabilir su kapsamı değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri Çizelge Kullanılabilir su kapsamı değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması Çizelge Likit limit değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Likit limit değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri..125 Çizelge Likit limit değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması Çizelge Plastik limit değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Plastik limit değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri Çizelge Plastik limit değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması Çizelge Plastiklik indeksi değerleri tanımlayıcı istatistikleri Çizelge Plastiklik indeksi değerleri küresel yarıvariogram model parametreleri Çizelge Plastiklik indeksi değerlerinin çapraz doğrulama analizi ile elde edilen küçültülmüş hata istatistikleri ve kriging tahminleri standart sapması ix

11 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii ÖNSÖZ ve TEŞEKKÜR... iii SİMGELER DİZİNİ... iv ŞEKİLLER DİZİNİ...v ÇİZELGELER DİZİNİ... viii 1. GİRİŞ KAYNAK ARAŞTIRMASI Toprakların Mühendislik Özellikleriyle İlgili Çalışmalar Jeoistatistik Yöntemlerden Yararlanılarak Yürütülen Çalışmalar Genel çalışmalar Toprağın fiziksel özelliklerine ilişkin çalışmalar Toprakların kimyasal özellikleri üzerine yapılan çalışmalar Toprakların biyolojik özellikleri üzerine yapılan çalışmalar Toprak etüt ve haritalama konularında yapılan çalışmalar MATERYAL ve YÖNTEM Materyal Araştırma alanının özellikleri Araştırma alanının coğrafi konumu İklim Araştırma alanı toprak özellikleri Jeoloji Jeomorfoloji Yöntem Arazi ve laboratuvar çalışmalarında uygulanan metotlar Mühendislik özellikleri Fiziksel özellikler Fizikokimyasal özellikler Jeoistatistik Analiz Uzaklığa bağlı ilişki fonksiyonu (Variogram)...41 x

12 Deneysel yarıvariogram Çapraz değerlendirme (Cross-validation) analizi Kriging BULGULAR ve TARTIŞMA Profil Toprakları Mühendislik Özellikleri Kıvam limitleri İnce taneli zeminlerin sınıflandırılması Şişme potansiyeli Kompaksiyon Profil Topraklarının Fiziksel Özellikleri Bünye Suyla doygunluk Tarla kapasitesi ve sürekli solma noktası Gözenek hacmi Gözenek dağılımı Özgül ağırlık Birim hacim ağırlığı Hidrolik iletkenlik Profil Topraklarının Fizikokimyasal Özellikleri Organik madde Serbest karbonatlar (CaCO 3 ) Toprak asitliği (ph) Elektriksel iletkenlik Katyon değişim kapasitesi Yüzey Örnekleri Mühendislik özellikleri Kıvam limitleri İnce taneli zeminlerin sınıflandırılması Şişme potansiyeli Fiziksel özellikler Bünye Suyla doygunluk...77 xi

13 Tarla kapasitesi ve sürekli solma noktası Toprak fiziksel özellikleri ile kıvam limitleri arasındaki ilişkiler Kum Kil Silt Suyla doygunluk Tarla kapasitesi Sürekli solma noktası Kullanılabilir su kapsamı Jeoistatistiksel Analiz Tanımlayıcı istatistikler Jeoistatistiksel analizler Kum dağılımı Kil dağılımı Silt dağılımı Suyla doygunluk(saturasyon) dağılımı Tarla kapasitesi dağılımı Sürekli solma noktası dağılımı Kullanılabilir su kapsamı dağılımı Likit limit dağılımı Plastik limit dağılımı Plastiklik indeksi dağılımı SONUÇ KAYNAKLAR EKLER EK EK EK EK EK ÖZGEÇMİŞ xii

14 1. GİRİŞ Toprak, değişken yapısı nedeniyle kısa mesafelerde büyük özellik değişikliği gösterir. Bu nedenle toprak özelliklerinin hemen her noktada belirlenmesi pratikte mümkün değildir. Topraklar, araştırma alanı içerisinde belirli noktalardan alınan örnek özelliklerine göre değerlendirilirler ve çalışma alanının tümüne genellenirler. Bu genellemeyle çizilen sınırlar içerisinde toprak özelliklerinin her noktada yaklaşık aynı olduğu kabul edilir. Klasik istatistik metotlarıyla yapılan değerlendirmelerde, toprak özelliklerinin uzaklık boyutu ile olan ilişkisi (konumsal yapısı) dikkate alınmaz ve her noktadan alınan örneklerin birbirlerinden bağımsız olduğu kabul edilir. Araştırma sonunda ise belirlenen toprak özellikleri, ait olduğu popülasyonun ortalamasını en iyi şekilde tahmin ettiği varsayımıyla arazinin tümüne genellenir. Gerçekte herhangi bir toprak özelliğinin bir noktadaki ölçüm değeri onun söz konusu noktadaki uzaysal konumunun bir fonksiyonudur. Bu durum toprak özelliklerinin arazide süreklilik gösterdiğine işaret etmektedir (Öztaş 1995). Yani birbirlerine yakın aralıklarla alınan örnekler, birbirlerinden daha uzak aralıklarla alınan örneklere göre daha fazla benzerlik gösterirler. Konumsal bağımlı değişkenlerin uzaklık boyutunu dikkate almadan yapılan değerlendirmeler, bu değişkenlerin açıklanmasında yetersiz kalırlar (Hamlett vd 1986). Bu nedenle incelenen toprak özelliklerinin örnekleme noktaları arasındaki uzaklığı dikkate alan bir yaklaşım, daha gerçekçi bir değerlendirme olanağı sağlar. 1

15 Özellikle son yirmi yıldır gelişen teknolojiyle birlikte toprakların özelliklerinin belirlenmesinde, örneklenmemiş alanlardaki özelliklerin tahmin edilmesinde farklı yöntemler artan bir ağırlıkla kullanılmaya başlanmıştır. Jeoistatistik analiz, konumsal bağımlılığın belirlenmesinde kullanılan bu metotların genel adıdır. Jeoistatistiğin tarihsel gelişimi D.G. Krige ile başlamış (1951), temel prensipleri ise ilk olarak Matheron (1963) tarafından belirlenmiş ve Güney Afrika da madencilik araştırmalarında uygulanmıştır. Matheron (1973), tesadüfi işlevlerin oluşumuna teorik bir yaklaşım getirmiştir. Jeoistatistik metotlar, incelenen toprak özelliğinin konumsal değişikliğinin belirlenmesini ve bu özelliğin çalışma alanı içerisinde herhangi bir noktadaki değerinin en az hata ile tahmin edilmesi olanağını sağlar. Jeoistatistiksel metotlardan yarıvariogram analizi, incelenen toprak özelliğinin konumsal (spatial) bağımlılık derecesini yani ölçüm yapılan noktalar arasındaki konumsal bağımlılığı belirlemede, kriging analizi ise ölçüm yapılmayan nokta veya alanlardaki özelliklerin tahmin edilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır (Öztaş 1995). Jeoistatistik, bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere paralel önemli zaman, emek ve para kazancı sağlayan, parametreler arasındaki ilişkilerden yararlanılarak, arazi özelliklerini genelleştirmeye olanak sağlayan bir tekniktir (Warrick vd 1986, Yates ve Warrick 1987, Ditzler 1994, Zang vd 1995). Jeoistatistik, parametrik istatistik yöntemlerinin bahsedilen sakıncalarını gidermede, yani konumsal değişikliklerin belirlenmesinde, çok sayıda alanın yanı sıra toprak biliminde yaygın olarak kullanılmaktadır (Burgess vd 1981, Russo ve Bresler 1981 ve 1982, Vieira vd 2

16 1981, Yost vd 1982a, 1982b, Singh vd 1985, Warrick vd 1986, 1988, Mejstrik ve Swacha 1988, Rope vd 1988, Zanini ve Bonofacio 1991, Lascano ve Hatfield 1992). Toprakların mühendislik özelliklerinin analizi, büyük ölçeklerde bozulmuş ve bozulmamış örnek almayı gerektiren, uzun süreli analizlere dayalı zor bir iştir (Öztürkmen ve Ünver 1997). Özellikle geniş alanlarda çalışıldığında ihtiyaç duyulan süre ve işgücü miktarı da o oranda artmaktadır. Bu nedenle çeşitli toprak parametreleri arasındaki ilişkilerden yararlanarak bunları genelleştirmek, bahsedilen güçlüklerin azaltılması yönünden büyük önem taşımaktadır. Toprakta çeşitli parametreler arasında yakın ilişki bulunmakta olup, örneğin kil miktarı; likit limit, plastik limit, büzülme limiti, plastiklik indeksi, higroskopik nem, sıkışabilme (kompaksiyon ve konsolidasyon), hidrolik geçirgenlik gibi çok sayıda mühendislik ve fiziksel özelliği etkilemektedir (Can 1983). De Jong vd (1990), toprakların bünyeleri ve organik madde (karbon) içeriklerinden yararlanılarak, atterberg limitlerinin tahmin edilebileceğini göstermişlerdir. Arazide herhangi bir yerde ölçülen toprak özelliğinin araziyi temsil etme derecesi söz konusu özelliğin örnekleme alanı içerisindeki varyasyonuna bağlıdır (Trangmar vd 1985). İncelenen toprak özelliğinin varyasyon derecesi bu özellikler hakkında yapılacak değerlendirmelerin güvenirliliğini etkileyeceğinden, örnek sayısı ve örnekleme aralığının seçimi büyük önem taşımaktadır. Son derece heterojen yapısı nedeniyle çok küçük mesafelerde bile önemli özellik değişiklikleri gösteren toprakların, mühendislik özellikler gibi çok yüksek işgücü gerektiren analizlerin her noktada yapılıp gerçek sınırların çizilmesi bu özelliği nedeniyle mümkün değildir. Toprak özelliklerinin konumsal bağımlı davranışları, bu özelliklerin jeoistatistiksel yöntemlerle tanımlanmasına olanak sağlamıştır. 3

17 Bu çalışmada yaklaşık 350 km 2 lik alan içerisinde özellikle tarım ve yerleşim potansiyelinin yüksek olduğu alanların topraklarının mühendislik ve fiziksel özellikleri belirlenerek aralarındaki ilişki irdelenmiştir. Uygulanışı çok eski olmayan ve toprak biliminde 1980 li yıllardan sonra artarak kullanılmaya başlayan jeoistatistik yöntemlerin söz konusu toprak özelliklerinin uzaklık ve yön boyutuna bağlı değişimlerinin tanımlanmasında kullanılma olanakları araştırılmıştır. Bu amaçla jeoistatistik yöntem ile örnekleme yapılan noktalardaki toprak özelliklerinin değerlendirilerek ölçüm noktaları arasındaki otokorelasyonun, yani doğal olarak bulunan yersel bağımlılığın derecesi belirlenmiştir. Daha sonra ileri bir interpolasyon tekniği uygulanarak, incelenen özelliğin örneklenmeyen nokta veya alanlardaki değerleri tahmin edilerek dağılım deseni saptanmıştır. Toprak mühendislik özelliklerinin belirlenmesinin zaman ve iş gücü açısından getirdiği yük düşünüldüğünde özellikle böyle büyük ölçekli alanlar için çalışmayla elde edilecek sonuçların genelleştirilme olanakları araştırılmıştır. 4

18 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI Bu bölümde toprakların mühendislik özellikleriyle ilgili çalışmalar gözden geçirilerek özetlenmiştir. Toprak biliminde 1980 lerden sonra kullanılmaya başlayan ve uygulama konuları her geçen gün artan jeoistatistik yöntemle ilgili yapılan çalışmalar yine bu bölümde özet olarak verilmiştir Toprakların mühendislik özellikleriyle ilgili çalışmalar Atterberg (1911), iki mikrondan daha küçük çapta öğütülmüş kuvarsın plastik özellik göstermediğini, aynı büyüklükteki mika tanelerinin tane büyüklüğü azaldıkça artan derecede plastiklik gösterdiğini saptamıştır. Buna göre kıvamlılık, tane büyüklüğünün yanı sıra mineralojik özellikle de ilişkili bir toprak karakteridir. Kıvam limitleri ince toprak fraksiyonlarının bir fonksiyonu olduğundan, topraklar içerdikleri kil miktarlarına göre plastiklik gösterirler. Kil kapsamındaki artış kıvam limitlerini de arttırır (Atterberg 1911, 1912, Terzaghi 1926). Toprak kıvamlılığı farklı nem kapsamları içerisinde adhezyon ve kohezyon kuvvetlerinin bir sonucudur (Russell ve Russell 1950). Değişik topraklar için yapılan proktor testi sonuçlarına göre maksimum kuru birim hacim ağırlıkları ve optimum su içerikleri sırasıyla kum bünyeli topraklarda 1,79-1,93 g/cm 3 ve % 12,40-14,50, silt bünyeli topraklarda 1,68-1,78 g/cm 3 ve % 14,78-19,20, kil bünyeli topraklarda ise 1,56-1,76 g/cm 3 ve % 17,30-36,30 sınırları arasında saptanmıştır (USBR 1961). 5

19 Tanecik boyutu küçüldükçe (kil miktarı arttıkça) likit limit, plastik limit ve su kapsamı artmaktadır. Kil kapsamı % 15 in altındaki topraklarda plastik özellik görülmez (Terzaghi ve Peck 1948, Sowers 1965, Baver 1966). Alkan (1972), optimum su içeriği sınırlarına kadar sulanan toprakların sıkıştırılmaları sonucu, bunların en küçük hacme sahip olduğunu ve maksimum kuru birim ağırlıklarının en yüksek sayısal değerlere çıktığını belirtmiştir. Slasareva vd (1972), tipik Sierozemlerin yoğunluğu, yapıları ve bunların agronomik özellikleri üzerinde yaptıkları araştırmalarda toprak agregatlarının gözeneklilikleri, suya dayanıklılığı, boyutları ve mekanik kompozisyonlarının toprak hacim ağırlığını ve değişken gözenekliklerini etkilediğini saptamışlardır. Wilson (1972), plastikliği materyalin basınç altında kırılıp dağılmadan şekil değiştirebilme özelliği olarak tanımlamaktadır. Rasmussen (1976), ilkbaharda tarla trafiği sonucu oluşan toprak sıkışması ve toprak fiziksel değerlerinin ölçümü üzerindeki çalışmalarında, özellikle nemli koşullarda sıkışmanın artışının üst toprağın boşluk ve havalanma hacminin azalmasına neden olduğunu saptamıştır. Warkentin (1974), killi zeminleri karakterize etmek üzere ölçü olarak likit limit değerlerinin kullanılmasını önermiş, likit limit değerlerinin killi zeminlerde allofan veya amorf materyale sahip zeminlerin yüzey alanlarıyla çok yakından ilgili olduğunu bildirmiştir. 6

20 Tuncer ve Birand (1978), organik madde yüzdesinin killi zeminlerin likit limit değerlerinin, plastiklik ve sıkışma indislerinin artmasına, doğal birim ağırlıklarının ise düşmesine neden olduğunu bildirmektedir. Andersland (1980), organik materyalin toprak sıkışabilirliğine etkisini araştırmış, model organik topraklarda yaptığı sıkıştırma deneyleri sonucu yüksek organik madde içeriğinin toprakların sıkışmasını büyük ölçüde etkilediğini göstermiştir. Organik madde kapsamının duyarlı olarak kontrolü ile fiber tipi ve boyutları, model topraktaki materyal tipi kaolinit-fiber karışımı kullanılarak elde edilmiştir. Fujimoto (1980), sıkışan toprağın kesme direnci parametrelerini ve hacim değişmelerini sabit normal basınç altında direkt kesme yöntemi uygulayarak araştırmıştır. Küçük normal basınçlar (3 kg/cm 2 ) bölgesinde maksimum kesme direnci, optimum su içeriğinin altındaki düzeylerde saptanmıştır. Normal gerilmelerin artışı ile toprağın statik sıkışma değeri (% olarak) ve kesme direnci büyük ölçüde artmaktadır. Başlangıçta kuru olan bir toprakta, su içeriği arttıkça yavaş yavaş kırılganlığını kaybeder, plastik özellik kazanır. Plastik şartlarda toprak işleme için fazla ıslaktır (Hillel 1980). Mertdoğan (1982), toprağın sıkışma indisi ile likit limit arasında doğrusal bir ilişkinin olduğunu belirtmiş, eşit likit limite sahip topraklarda ise artan plastik limite karşılık olarak direncin (kesme sağlamlığı) yükseldiğini, sıkışabilirlik ve geçirgenliğin ise düştüğünü saptamıştır. Kumlu zeminlerde belirlenen proktor eğrisinde sivrilik olmadığını, kil içeriği arttıkça sivriliğin artacağını belirten araştırıcı, sıkıştırmada kullanılan keçi ayağı silindirinin devir sayısındaki artışların, optimum su içeriğinden sonra sıkıştırmayı artırmadığını göstermiştir. 7

21 Hammel vd (1983), kompaksiyon ile toprakların likit limit özelliklerinin, plastik limitten daha fazla ilişkili olduğunu, yine likit limit ile toprak yüzey alanı ilişkisinin plastik limitten daha fazla olduğunu bildirmişlerdir. Kohezyonsuz topraklarda likit limit değeri % 20 nin altındadır (Head 1984). Smith vd (1985), yaptıkları çalışmada, katyon değişim kapasitesi ile likit limit ve plastik limit arasında önemli pozitif ilişkiler tespit etmişlerdir. Toprak işleme ile plastik limit ve tarla kapasitesindeki toprak su içeriği arasındaki ilişkileri inceleyen Larney vd (1988), Terzaghi vd (1988) toprak işleme için uygun maksimum su içeriği tayin metotlarının çoğunun, plastik limite benzer değerler vermeye eğilimli olduğunu kaydetmişlerdir. De Jong vd (1990), üç farklı horizondan (A, B, C) aldıkları toprak örnekleri üzerinde yaptıkları çalışmada, kıvam limitleri üzerine kil içeriği etkisinin B ve C horizonunda (ortalama kil içeriği, % 28 kil) A horizonundan (ortalama kil içeriği, % 22) daha fazla olduğunu tespit etmişlerdir. Artan kum içeriği toprağın su tutma kapasitesini azalttığından, kıvam limitlerindeki mevcut su içeriği azalmakta ve bu durum negatif bir ilişkinin ortaya çıkmasına neden olmaktadır (De Jong vd 1990). Altınbaş ve Dündar (1991), zemin mekaniği ile ilgili bazı mühendislik özelliklerini tanımlamak amacıyla yaptıkları araştırmada, zeminin yapısal bileşiminde şişme özelliği ve plastik özelliği az olan kil minerallerinin varlığının, optimum su içeriğinin düşmesine 8

22 neden olurken, toprak dokusu içerisinde kum ve siltin birlikte bulunmasının maksimum kuru birim ağırlığını arttırdığı sonucuna varmışlardır. Maksimum su içerğinde yapısal stabilite düşüktür. Toprak işleme aletleri bu nem kapsamında en iyi ufalanmayı sağlarlar (Wagner vd 1992). Kil minerallerinin yüzey adsorptif kuvvetleri, kil minerallerinin eksi yüklü olmaları ve suyun polar yapısı nedeniyle suyun tutulmasını önemli oranda etkilerler (Petersen vd 1996). Canbolat ve Öztaş (1997), kıvam limitleri ile bazı fiziksel ve kimyasal özellikler arasındaki ilişkileri belirlemek için yaptıkları araştırmada toprak örneklerinin likit limit ve plastik limit değerleri ile kil içeriği, organik madde miktarı, kireç içeriği ve katyon değişim kapasitesi arasında önemli pozitif, kum içeriği ile önemli negatif ilişkiler belirlemişlerdir. Ball vd (2000), toprakta kompaksiyon değişimini ve onun plastiklik, bünye, organik madde, tane büyüklüğü ile olan ilişkisini araştırmışlardır. Araştırıcılar likit limit değerinin kompaksiyonun tahmin edilmesinde tane büyüklüğü dağılımından daha önemli olduğunu, tane yoğunluğunun ise kompaksiyonun tahmininde önemli olmadığını bildirmişlerdir Jeoistatistik Yöntemlerden Yararlanılarak Yürütülen Çalışmalar Genel çalışmalar Gözlem verilerinin deneysel variogram yapısının belirlenmesi ve bu variogram yapısına teorik bir modelin uydurulması jeoistatistiksel çalışmaların temelini oluşturmaktadır (Delhomme 1978, Vieira vd 1983). 9

23 Burgess ve Webster (1980), blok kriging den elde edilen tahmin varyansının noktasal kriging e göre daha düzgün olduğunu belirtmişler, bu nedenle toprak özelliklerinin haritalanması amacıyla blok kriging uygulanmasını önermişlerdir. Yarıvariogram modelleri ve kriging teknikleri, klasik istatistik yöntemler gibi bir tek istasyonun gözlem değerleri ile ilgilenmemekte (Bastin ve Gevers 1985), bir alan ya da doğrultu üzerinde düzenli veya düzensiz şekilde dağılmış, mevcut tüm gözlemler kullanılmakta ve zaman boyutu yanında konumsal değişkenlik boyutu da çalışmaya dahil edilmektedir (Karlinger ve Skrivan 1980). Çalışmalarda genellikle noktasal değerler yerine, incelenen değişkenin belirlenmiş bir alan üzerindeki ortalama değerinin kullanılması tercih edilmektedir. Böylece, alansal tahminlerde tahminin varyansından alan içerisindeki blok varyansının çıkartılması ve sonuçta noktasal tahmin varyansına göre daha düşük bir varyansla tahmin yapılması sağlanarak noktasal kriging yönteminin bazı sakıncaları giderilmektedir (Karlinger ve Skrivan 1980, Burges ve Webster 1980). Özellikle kontrolsüz etki varyansının toplam varyans içindeki oranının yüksek olduğu durumlarda (Tabios III ve Salas 1985), alansal tahminlerin noktasal tahminlere göre daha güvenilir olacağı bildirilmektedir. Konumsal değişkenlik sürekli bir dağılım göstermekte olup normal dağılımla ifade edilememektedir. Konumsal değişkenlik belirli bir alanda her nokta için belirli bir değeri temsil ettiğinden gerçek bir fonksiyondur. Klasik istatistiksel modeller örneklerin normal dağılım gösterdiğini varsayar ve yerin pozisyonu hakkında bilgi vermezler (Webster ve Burgess 1980). Konumsal özellikler yarıvariogramlarla belirtilirler, uygun konumsal yapının tahmin edilmesi ve haritalanması faktöryel kriging veya kriging analizleri olarak bilinen kriging varyasyonlarının kullanılmasıyla yapılır (Matheron 1982, Goovaerts 1992). 10

24 Jeoistatistiksel yöntemlerle gözlemlerin yapıldığı noktaların konumları ve gözlemler arası korelasyon dikkate alınarak yansız ve minimum varyanslı tahminler yapılabilmektedir (Olea 1982). Çapraz doğrulama analizi, kriging metodu içerisinde yer alan ölçüm noktalarındaki değerleri çevresindeki değerlerle tahmin ederek, gerçek değerlerle tahmin değerlerini karşılaştıran, seçilen modelin güvenirliliğini test eden bir yöntemdir (Vieira vd 1983). Doğrusal modelde grafikteki yarıvariogram eğrisi doğrusal olarak artığından grafik üzerinde sabit bir örnekleme aralığı belirlenememektedir. Bu davranış iki örneğin vektör dağılımının daha büyük olduğunu ve bunlar arasındaki ortalama farkın da değişken olacağını göstermektedir (Wollum ve Case 1984). Trangmar vd (1985), kriging tekniğini yarıvariogram yapısal özellikleri kullanılarak örneklenmemiş noktalardaki konumsal değişikliklerin yansız tahmininin optimal şekilde yapıldığı bir teknik olarak tanımlamıştır. Kriging analizini diğer interpolasyon yöntemlerinden ayıran en önemli özellik tahmin edilen her bir nokta veya alan için bir varyans değerinin hesaplanabilmesidir ki bu tahmin edilen değerin güven derecesinin bir ölçüsüdür. Eğer bir nokta veya alan için hesaplanan varyans değeri kesin değerler arasındaki varyanstan daha küçük ise toprak özelliğinin ölçülmeyen nokta veya alan için tahmin edilen değerin güvenilir olduğu kabul edilir. Hamlett vd (1986), toprak özelliklerinin konumsal bağımlılık gösterdiğini ve klasik istatistik metotlarının, değişkenleri uzaydaki konumsal bağımlılıklarına rağmen bağımsız değişkenler olarak ele alması nedeniyle, yetersiz kaldığını bildirmektedirler. 11

25 Toprak özellikleri ile ilgili çalışmalarda genellikle küresel (spherical), doğrusal (linear) ve üslü (eksponansiyel) tip yarıvariogram modeli yaygın olarak kullanılmaktadır (McBratney ve Webster 1986). Yarıvariogram analizleri, çiftlik bazından havza ya da bölge bazına değin değişen ölçeklerde çalışma olanağı vermektedir (Hamlett vd 1986, Nash ve Daugherty 1990, Camberdalla vd 1994). Konumsal bağımlılığın doğru şekilde açıklanabilmesi için en iyi örnekleme nasıl olmalı en çok karşılaşılan sorulardan birisi olmakla birlikte basit bir çözümü de yoktur (Warrick ve Myers 1987). Kriging tekniğinin diğer interpolasyon metotlarından (yüzey eğilim ve ters uzaklık metodu) daha iyi olduğu yapılan çalışmalar sonunda elde edilen jeoistatistiksel sonuçlarla kabul edilmektedir (Laslett vd 1987, Voltz ve Webster 1990). Bunun yanında yapılan bazı çalışmalar (Van Kuilenburg vd 1982, Bregt vd 1987, Leenhardt vd 1994) geleneksel sınıflama ve haritalamanın bazen kriging yöntemiyle eşit düzeyde yapılabileceğini göstermiştir. Miller vd (1988), toprak erozyonunun kuru tarım alanlarında ürün üzerine olan etkilerini açıklamakta klasik istatistik metotlarının yetersiz olduğunu bildirmektedir. Sacks ve Schiller (1988), minimum tahmin hatası veren optimum örnekleme tablosu için olasılık optimizasyon algoritması kullanmışlardır. Araştırıcılar sınırlı birbirlerinden farklı uzaklıktaki 121 örnekleme noktası ile 15 gözlemlik küçük örnekleme noktaları kullanmışlardır. 12

26 Jeoistatistikle ilgili yapılan çalışmalar fizyografik ayrımlı bölgelerin farklı özellikli otokovaryans yapılara ayrılmasının uygun olacağını göstermiştir. Bu nedenle araştırma alanlarının interpolasyondan önce fiziksel bilgilere (farklı litoloji, farklı iklim zonu vb.) dayalı ana sınıflara ayrılması daha sağlıklı tahminlerin yapılmasına olanak sağlar (Stein vd 1988, Mc Bratney vd 1991). Di vd (1989), örnekleme stratejilerinin geliştirilmesinde jeoistatistiksel yaklaşımın geleneksel istatistiksel metotlardan daha etkili olduğunu ve aynı düzeyde kesinlik elde etmek için kriging yönteminde geleneksel istatistiksel yönteme göre daha az örnek gerektiğini bildirmiştir. Jeoistatistik çalışmanın başlangıç noktasında örnekleme tablosu, kriging tahminleri kalitesinde önemli bir rol oynar. Normal (ordinary) kriging in önemli avantajlarından biri jeoistatistiksel yaklaşımın temel hipotezi olması, tahmin doğruluğunun kriging varyansıyla açıklanabilmesidir (Webster ve Oliver 1990). Doğrusal model gerek uygulanışının kolay olması, gerekse birçok yarıvariogramın küçük adım aralığı için doğrusal bir ilişki vermesi nedeniyle en yaygın olarak kullanılan yarıvariogram modellerinden biridir. Ayrıca kestirim işleminde kısa adım aralığının esas alınması bu modelin kullanılmasında avantaj sağlamaktadır. Küresel ve üslü modelde yarıvaryans değeri belli bir noktadan sonra az (üslü) ya da çok (küresel) sabit bir değere ulaşır. İki model arasındaki fark grafiğin tepe varyansı değerine ulaşma şeklindedir. Küresel modelde tepe varyans değeri kesin bir x mesafesinde yakalanırken, üslü modelde eğri tepe varyans değerine asimptotik bir şekilde yaklaşır. Bu nedenle kesin bir kural olmamakla birlikte, üslü model için pratik etki aralığı tepe (sill) varyansının % 95 i olarak seçilir (Webster ve Oliver 1990). 13

27 Örnekler arasındaki konumsal bağımlılık mesafe boyutundan başka yöne göre de oluşabilir. İncelenen özellikler için belirlenen yarıvariogram değerlerinin yönlere göre değişiklik göstermesi yönsel bağımlılığın (anisotropik) bir göstergesidir. Yönsel bağımlılığın oluştuğu durumlarda, varyasyonun maksimum ve minimum olduğu yönler dikkate alınarak hesaplanan bir katsayının yarıvariogramın eğim bileşimine ilave edilmesi gerekmektedir (Webster ve Oliver 1990). Son onbeş yıldaki gelişmeler ve çalışmalar jeoistatistiğin toprak etüt ve amenajman uygulamalarında son derece uygun olduğunu göstermiştir. Temel teknik olan normal kriging yöntemi bilinen minimum varyansla yansız tahmin olanağı sağlar. Değişken verileri tahmin sınırlarını genişletmek amacıyla co-kriging ile uygulanır. Variogram tüm jeoistatistik uygulamaları için en önemli parametredir. Bu nedenle uygun sayıdaki verilerle hassas bir ölçekte doğru bir şekilde tahmin edilmeli ve uygun şekilde modellenmelidir. Variogram, tahmin için kullanılmasının yanında ilave örnek alanlarının seçiminde toprak etüt çalışmaları için en uygun örnekleme düzenini belirlemek için de kullanılabilir (Oliver ve Webster 1991). Kriging tekniği diğer tahmin tekniklerine göre daha yansız sonuçların yanı sıra minimum varyanslı ve tahmine ait standart sapmanın hesaplanmasına olanak vermektedir (Deutsch ve Journel 1992, Abtew vd 1993). Webster ve Oliver (1992), toprak özelliklerinin deneysel yarıvariyogram modellerinin oluşturulması için gerekli örnekleme sayısının ne kadar olması gerektiğini araştırmışlardır. Araştırıcılar tipik toprak özelliklerinin ve çevresinin tanımlanabilmesi için 50 verinin az olduğunu, en az 100 verinin gerektiğini bildirmişlerdir. Normal dağılımlı yönden bağımsız dağılım gösteren toprak özelliklerinin deneysel yarıvariogramlarının 150 veriyle hesaplanmasının genellikle yeterli olduğunu, 225 veriyle yapılan hesaplamanın daima güvenilir olabileceğini bildirmişlerdir. 14

28 Parkin (1993), toprak değişikliğinin, konumsal ve geçici ölçekte birçok oluşumun doğrudan ve karşılıklı ilişkilerinin bir sonucu olduğunu bildirmektedir. Webster ve Oliver (1993), güvenilebilir bir tahmin variogramı oluşturabilmek için en az 150 verinin gerektiğini, yönlere bağlı değişimi açıklayabilmek için ise daha çok veri gerektiğini bildirmişlerdir. Toprak özellikleri genellikle çok değişkenlidir ve jeoistatistik konumsal temelde, toprak özellikleri arasındaki değişikliğin korelasyonunun nasıl olduğunu araştırmada gittikçe artarak kullanılmaya başlanmıştır (Goovaerts 1999). Van Groenigen vd (1999), minimum kriging varyansı elde etmek amacıyla konumsal simülasyon düzeltmesi kullanarak optimum konumsal örnekleme tablosu düzenlemişlerdir. Van Groenigen (2000), konumsal simülasyon düzeltmesi ile elde edilen örnekleme tablosu performansı ile üçgensel grid performansını 23 örnek noktası ile karşılaştırmıştır. Konumsal simülasyon düzeltmesi kriging varyansı 40,64 den 39,99 a, maksimum kriging varyansı 86,83 den 53,36 ya düşmüştür. Daha sonra düzensiz olarak 100 örnek alınmış ilave 10 örnek ile gözlemler düzenlenmiştir. Ortalama kriging varyansı 21,62 den 15,83 e, maksimum kriging varyansı 70,22 den 34,60 a düşmüştür. Kriging varyansı variogram parametrelerinden etkilendiği için, variogram parametrelerinin en iyi örnekleme tablolarına etkileri araştırılmıştır. Gaussian variogram modeli, aynı kontrolsüz etki varyansı, tepe varyansı ve etki aralığına sahip olmasına rağmen üslü variogram modelinden farklı örnekleme tablosu üretmiştir. 15

29 Toprağın fiziksel özelliklerine ilişkin çalışmalar Warrick ve Nielsen (1980), statik toprak fiziksel özelliklerinin konumsal değişikliklerini inceledikleri çalışmanın sonuçlarına dayanarak, toprak mekanik kompozisyonları, hacim ağırlığı ve benzerlerinin genelde normal olasılık dağılımı gösterirken, su ve katı hareketiyle ilgili hidrolik iletkenlik, elektriksel iletkenlik gibi dinamik özelliklerin genelde logaritmik normal dağılım gösterdiklerini bildirmektedirler. Gajem vd (1981), toprağın 0,1 ve 15 atmosferde sahip olduğu su içeriği, kullanılabilir su kapasitesi, yüzey alanı, tane büyüklük dağılımı ve birim hacim ağırlığı gibi fiziksel özelliklerine ait konumsal değişim parametrelerini belirlemiş ve model değişimlerini karşılaştırmışlardır. Vieira vd (1981), tınlı bir toprakta infiltrasyon ölçümleri yapmışlardır. Toplam 1280 ölçüm yapılan çalışma alanında sonuçlar yaklaşık normal dağılım göstermiştir. Variogram değerleri konumla oldukça yüksek bağımlılık göstermiştir. Araştırıcılar doğru sonuç elde edebilmek için gerekli minimum örnekleme sayısının ne olmalı sorusunu 1280 örnekle karşılaştırarak araştırmışlardır. Başlangıçta 16 ölçüm değeri alınarak 1264 nokta değerini tahmin etmişlerdir. Daha sonra yapılan 32, 64, 128 ve 256 nokta ölçümlerinde korelasyon katsayısı giderek artmıştır. Araştırıcılar 128 nokta ölçüm değerleri ile 1280 noktadaki ölçüm değerlerinin benzer sonuçlar verdiğini bildirmişlerdir. Ovalles ve Collins (1988), kuzey-batı Florida da istatistiksel olarak seçilmiş bazı toprak özelliklerinin konumsal değişikliklerini jeoistatistik kullanılarak araştırmak, fizyoğrafya ile ilişkili toprak özelliklerinin nasıl değişiklik gösterdiğini ve örnekleme yoğunluğunun artış göstermesi gereken alanları belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmada toprakların kum, kil ve organik karbon içeriklerinin yarıvariogramlarının yönlere göre değişiklik gösterdiğini belirlemişlerdir. Toprak özelliklerinin kriging verileri ve standart hata 16

30 diyagramları Florida da beş fizyografik bölgeyle ilişkili bulunmuştur. Araştırıcılar bu diyagramların değişiklik göstermesinin, farklı topoğrafya, jeoloji ve arazi kullanımı nedeniyle olabileceğini bildirmişlerdir. Dahiya vd (1990), iki yıldan daha fazla bir süre güney-batı Haryana da kumlu topraklarda toprak su kapsamı değişimini jeoistatistik yöntemle incelemişlerdir. Farklı derinliklerden 15 gün aralıklarla alınan (2,5 ay 0-30 cm ve 3 ay cm) örneklerde yarıvariogramlar hesaplanmıştır. Kriging analizi uygulanarak kısa aralıklar için toprak su kapsamı tahmin edilmiştir. Kriging için kullanılan yarıvariogram modelinin geçerliliği çapraz doğrulama tekniği kullanılarak test edilmiştir. Model, çalışılan alanda toprak nem kapsamının tahmininde mükemmel sonuç vermiştir. Yarıvariogramlar ayrıca birbirini izleyen örnekler arasında istenilen herhangi bir kesinlikte zaman aralığı belirlemek için de kullanılmıştır. Bu prosedürle örnekleme çabalarının iki örnek arasındaki güvenilirlikte önemli bir azalma olmaksızın zaman aralığının artırılmasıyla azaltılabileceğini göstermiştir. Munoz vd (1990), toprak su kapsamı, bünye ve iki bitkide ürün gelişimindeki konumsal değişiklikleri, Tunus ta kırmızı step toprağında klasik istatistik ve jeoistatistik metotları kullanılarak araştırmışlardır. Ölçümler 13,5 ha lık arazide 15x10 m gridler oluşturularak 81 noktada toplam 1,21 ha lık bir alanda yapılmıştır. Her bir değişkenin varyasyon katsayısı % arasında olmuştur. Değişim sınırları 80 m nin altında bulunmuştur. Dağılım ve varyans tahmini, hesaplanan ortalama değerlerin doğruluğu, örnekleme alanının büyüklüğü tahmini ve örnekleme sayısı belirlemek amacıyla kullanılmıştır. Sonuçlar 81 gözlemden elde edilen toplam nispi hatanın % 3 ile % 26 arasında olduğunu göstermiştir. Değişkenlerin konumsal yapı gösterdiği yerlerde ortalama değerlerde hatanın azaltılması, örnekleme alanının boyutunu artırmadan mümkün olmamaktadır. 17

31 Bramley ve White (1991), toprak fiziksel özelliklerinin zamanla büyük değişiklikler göstermediğini, bu nedenle variogramın tekrar edilebilmesinin yanı sıra benzer topoğrafya ve benzer toprak tipleri için de kullanılabileceğini bildirmektedirler. Enti ve Chang (1991), on altı toprak örnekleme düzeninin kriging ve yönsel variogramlara olan etkilerini jeoistatistik yöntem kullanarak araştırmışlardır. Gridler oluşturularak her örnekleme noktasında toprak hacim ağırlığı değerleri belirlenmiş ve örnekleme yapılmayan noktalarda hacim ağırlığı değerleri kriging ile tahmin edilmiştir. Kriging ile elde edilen tahmin değerleri gözlemle elde edilen en az 6168 değer ile karşılaştırılarak kontrol edilmiştir. Araştırma sonuçları örnek sayısının kısmen az olduğu ve yarıvariogramın iyi modellenmediği durumlarda bile kriging yönteminin tüm örnekleme düzeninde hacim ağırlığını doğru ve yansız bir şekilde tahmin ettiğini göstermiştir. Kanber vd (1991), toprakların bünye ve su tutma kapasitesi gibi fiziksel özelliklerinin uzaklık boyutu içinde gösterdikleri konumsal değişkenliği yarıvariogram analizi yardımıyla belirlemişlerdir. Deneme alanının kuzey-güney doğrultusunda seçilen 78 m uzunluğundaki bir hat üzerinde 1 m aralıklarla 30 cm toprak derinliğinden 70 örnek almışlardır. Alınan örneklerde bünye, tarla kapasitesi, ve solma noktası belirlenmiştir. Araştırma sonucunda silt dışında diğer özelliklerdeki değişkenliğin uzaklığın bir fonksiyonu olduğu, etki zonunun kil için 32 m, TK için 15 m, SSN için 10 m arasında değiştiği belirlenmiştir. Ayrıca anılan özelliklerin haritalarının yapılabileceği anlaşılmıştır. Öte yandan toprak özelliklerine ilişkin çalışmalarda yapılan etüdün doğruluk düzeyinin örnek sayısı ölçüsünde, örnek yerinden de etkilendiği gösterilmiştir. McBratney vd (1991), yüzey toprağı kil kapsamının jeoistatistiksel haritasını yapmak amacıyla eğimli ve düz arazide 50x30 km lik bir alanda çalışma yürütmüşlerdir. Olası global ve bölgesel özel tesadüf fonksiyonları (IRF-K) kullanılarak karşılaştırılmıştır. Uygulanan global modellerin her ikisi topoğrafik sınırlar yakınında kötü sonuçlar vermiştir. Bu süreksizlik bazı ilave kenar etkilerinin kıyısında eğimli ve düz alanlar için 18

32 kriging uygulandığında ortadan kalkmıştır. Kovaryans fonksiyonları ve üslü variogram modelleri her bölge içerisinde kil kapsamlarının benzer olduğu yerler için türetilmiştir. Global modelle karşılaştırıldığında tahmin kil kapsamının ortalamadan sapması % 6, ortalama kareler sapması % 14 azalma göstermiştir. Gummatov vd (1992), Greyzem toprakların su tutma, hacim ağırlığı, nem kapsamı ve katyon değişim kapasitesinin konumsal değişikliklerini, bölgesel değişiklikler teorisi kullanarak örnekleme noktaları arasındaki etki uzaklığını, dağılımın varyansını araştırmışlardır. Su tutma eğrisi yarıvariogramları yüksek kontrolsüz etki varyansı etkisiyle, etki uzaklığı m arasında değişen zayıf küresel konumsal yapı göstermiştir. Akgül vd (1995), Atatürk Üniversitesi çiftliği topraklarında bünyeye ilişkin değişimin jeoistatistiksel yöntemler kullanılarak değerlendirilmesi ve dağılım desenlerinin belirlenerek haritalanması amacıyla yaptıkları araştırma sonucunda, toprakların kil, kum ve çakıl miktarlarının dağılım paternlerinin topoğrafya ile belirgin bir ilişki gösterdiğini saptamışlardır. Logston ve Jaynes (1996), işlenmiş alanlarda farklı zamanlarda hidrolik iletkenliğin konumsal değişikliği ile ilgili yaptıkları araştırmalarda, K değerinin uyum aralığının K 30 ve K 60 için orta düzeyde olduğunu bildirmektedirler. Araştırıcılar konumsal bağımlılığın ve yapısal uzaklığın ölçüm yönüyle değiştiğini, sadece transektler arası ölçümlerin K nın konumsal değişikliğini açıklamaya yetmediğini bildirmektedirler. Jacquez vd (1996), toprak su tutma eğrisi (pf) ve doygun koşullarda hidrolik iletkenlik değerleri toprak profilinde üç horizonda ölçmüştür. Hidrolik iletkenlik ve su tutma eğrisi değerlerinin konumsal değişikliği iki ayrı ölçüm faktör seti ile tanımlanmıştır (psi ve K). Her iki ölçüm faktörü logaritmik normal dağılım göstermiştir. Dönüştürülmüş verilerin ölçüm faktörleri varyansı düzenli olurken, ortanca değerleri hem yatay hem de dikey yönde düzensizlik göstermiştir. Büyük ölçek değişimleri Ap horizonunda K parametreleri, C2 19

33 horizonunda psi parametreleri için toplam gözlenen değişiklikte önemli dağılım göstermiştir. Ölçüm parametreleri için konumsal yapı sadece bu iki durum için gözlenmiştir. Diğer tüm durumlar için herhangi bir konumsal bağımlılık oluşmamıştır. Çetin ve Özcan (1997), toprakların kil içeriklerinin uzaklık boyutu içerisinde gösterdikleri değişkenlik tavrını jeoistatistik tekniğiyle belirlemeye çalışmış ve optimum haritalama tekniği ile niceliksel olarak haritalanabilme olanaklarını araştırmışlardır. Çalışma alanı toprakları kil içeriklerinin gözlem noktaları arasındaki uzaklığın bir işlevi olarak konumsal bağımlılık gösterdiği belirlenmiştir. Yarıvariogram etki uzaklığı 3,5 km olarak belirlenmiştir. Böylece, yarıçapı bu mesafeye eşit ya da küçük olan bir çemberin komşuluğundaki bütün örneklerin birbirleri ile ilişkili olduğu, örneklerin birbirlerinden bağımsız olarak düşünülemeyeceği sonucuna varılmıştır. Çalışma alanında 6000 adet grid noktası oluşturularak basit kriging tekniği ile kestirimler yapılmış, bu kestirimler kullanılarak çalışma alanının eş kil eğrileri haritası ve kriging standart sapma haritası çizilmiştir. Toprak neminin konumsal sıklık gözlemlerinin 3 boyutlu tahmin şartları kriging ile elde edilmiştir. Gözlemler yerel stratigrafileri içeren alt alanlara bölünmüş ve yönsel variogram uygulanmıştır. Bu şartlar altında 3 boyutlu yarıvariogram fonksiyonunu belirtmek güç olmuştur. Fakat georadar etüdüyle iki yarıvariogram fonksiyonu türetilmiş, iki farklı sedimantolojik birim tanımlanmıştır. Sedimantolojik yapısı kriging ile hesaplanan toprak neminin tahmin şartları ile daha yüksek doğruluk elde edilmiştir. Bu gelişmeler çapraz doğrulama (cross validation) yöntemi olarak belirlenmiştir (Kitterod vd 1997). Ortaş ve Berkman (1997), yapılan bir çalışmada hacim ağırlığı ve toprak nem içeriğinin uzaklığa bağlı değişimlerinin irdelenmesi amaçlanmıştır. Kuzey-güney ve doğu-batı yönünde 100 m lik eksenler üzerinde 5 m aralıklarla toprak örnekleri alınmıştır. Kuzey-güney doğrultusunda 0-20, 20-40, cm derinliklerden, doğu-batı doğrultusunda 0-20 cm toprak derinliğinden 80 örnek alınmıştır. Jeoistatistiksel analiz 20

34 sonucunda güvenilir örnekleme aralığının, hacim ağırlığı için kuzey-güney yönünde 40 m ve doğu-batı yönünde 30 m; nem içeriği için doğu-batı yönünde 25 m, kuzey-güney yönünde 20 m lik mesafeler içinde olduğu belirlenmiştir. Western vd (1997), Avustralya güney Viktorya daki Tarravarra havzasındaki 10,5 ha lık alanda 13 gün süreyle toprak neminin detaylı konumsal yapısını belirlemek amacıyla ölçümler yapmışlardır. Hidrolojik davranış, konumsal organizasyon arazi performansı; toprak nem paterninin jeoistatistiksel yapısı ve toprak nem paterninin uzaktan algılanmasından oluşan çeşitli analiz verileri özetlenmiştir. Bu yapılarla birlikte yüzey akış kayıpları ve meteorolojik veriler havzada Thales ve VIC modellerinin uygulanması için kullanılmıştır. Castrignano ve Stelluti (1999), agregat büyüklük dağılımını belirlemek amacıyla güney İtalya da kil bünyeli toprakta 23x25 m aralıklarla örnekleme yapmışlardır. Kuru eleme yöntemiyle belirlenen agregat büyüklük dağılımı değerlerinde parçacık boyut değerleri (D), 2 ile 3 arasında değişmiştir. Toprak agregasyon değişikliğinin haritalanması için kriging ile interpolasyon yapılmıştır. Kuru toprak agregatlarının toplam kütle dağılımı R3-D ile oransal bulunmuştur. Çetin vd (1999), Aşağı Seyhan Ovası IV Merhale projesi kapsamında yer alan yaklaşık ha lık alanda yürüttükleri çalışmada, taban suyu düzeyi altındaki katmanların hidrolik iletkenlik ölçümleri ve taban suyu elektriksel iletkenlik değerleri uzaysal bağımlılık yapıları ve etki uzaklıklarının jeoistatistik yöntemle saptanması amaçlanmıştır. İncelenen özelliklere ilişkin olarak toplam 154 adet gözlem verisinin istatistikleri hesaplanarak K ve EC verilerinin sağa çarpık bir dağılım gösterdiği ve değişim katsayılarının yüksek olduğu saptanmıştır. Jeoistatistik analiz sonucunda EC ve K gözlemlerinin uzaysal olarak bağımlı olduğu belirlenmiştir. Bu bağımlılık yapısı K için Gauss, EC için üslü tip modelle ifade edilebilmiştir. 21

35 Utset ve Cid (2001), farklı nem şartlarında ferrasol topraklarda penetrometre direncinin konumsal değişimini jeoistatistik yöntemle çalışmışlardır. Ölçümler sulamadan önce kuru toprak şartlarında ve sulamadan 2 ve 24 saat sonra yapılmıştır. Aynı alanda hacim ağırlığı değerleri ve relatif topoğrafik yükseklik ölçülmüştür. Penetrometre ölçümleri ve hacim ağırlığı değerlerinin konumsal değişikliği kuru şartlarda ve sulamadan sonra normal dağılım göstermiştir. Penetrometre direnci yarıvaryans değerleri kuru şartlarda, ıslak şartlara göre daha büyük değerler göstermiştir. Konumsal yapıda farklılık olmasına rağmen sulamadan önce ve sulamadan 24 saat sonra 8-10 m de penetrometre yarıvariogram değerleri hacim ağırlığı yarıvariogram değerleriyle büyük benzerlik göstermiştir Toprakların kimyasal özellikleri üzerine yapılan çalışmalar Al-Sanabani (1982), güney Arizona topraklarında 10 ha lık alan içerisinde 101 tesadüfi örnekleme yapmıştır. Örnekler 0-30 cm derinlikten alınmış ve saturasyon ekstraktında elektriksel iletkenlik (EC) değerleri ölçülmüştür. EC değerlerinin 0,6-32 ds/m arasında değiştiği, ortalamasının 1,4 varyansının 0,7 ile yaklaşık logaritmik sıklıkta bir dağılım izlediği bulunmuştur. Deneysel variogram değerleri 5 m ve 10 m aralıklarda ve küresel modelle çizilmiştir. Araştırıcı kriging varyansının bölgenin toprak EC değerlerini doğru olarak değerlendirdiğini ve variogram modelinin güvenilir olduğunu bildirmektedir. Bhatti vd (1993), Peshawar Pakistan da 4.5 ha lık çalışma alanında 8 paralel transektlerle 15 m aralıklardan 25 cm derinlikten toprak örnekleri almışlardır. Topraklarda bünye, ph, kireç, ekstrakte fosfor, ve potasyum belirlenmiştir. Ekstrakte fosfor % 64, ekstrakte potasyum % 23 le en yüksek değişim katsayısı göstermiştir. Toprak ph sı ve ekstrakte potasyum hariç tüm toprak özellikleri konumsal özellik göstermiştir. Çalışma alanı fosfor kapsamına bağlı olarak bitki besin yönetimi için iki farklı alana bölünmüştür. 22

36 Keck vd (1993), ABD güneydoğu Montana da maden yataklarında toprak özelliklerinin konumsal dağılımlarını modellemek amacıyla araştırma yürütmüşlerdir. Toprak özelliklerinin konumsal bağımlılıklarının belirlenmesi amacıyla jeoistatistiksel yöntemler uygulanmıştır. Maden ocağı toprakları 100 m örnekleme aralığıyla düzensiz bir şekilde toplanmıştır. Alt-üst edilen toprak katlarında bulundukları derinlik, toprak tekstürü, ph ve EC ölçümleri yapılmıştır. Toprak analiz sonuçları 100 m örnekleme aralığı için her toprak özelliğinde konumsal bağımlılık oluşmamıştır. İnterpolasyon için kriging uygulaması verilerin korelasyon özelliği göstermemesi ve herhangi yarıvariogram ile uyum göstermemesi nedeniyle gereksiz bulunmuştur. Konumsal bağımlılığın olmadığı durumlarda, geleneksel istatistik tekniklerinin (örneğin regresyon analizi) kullanılması daha uygundur. Yates vd (1993), toprak kimyasal özelliklerinin konumsal dağılımlarını karakterize etmek amacıyla jeoistatistiksel teknikler uygulamışlardır. Büyük alanlarda konumsal bağımlılığı tahmin etmek amacıyla görünüşte çapraz (pseudocross) variogramlar ve co-kriging teknikleri uygulanmıştır. Ayrıca tarım alanlarında toprak kimyasallarının zararlı etkilerini minimize etmek amacıyla ortalamaların elde edilmesinde kriging uygulanmıştır. Anil vd (1996), Hindistan da Haryana aluviyal platosunda ph, EC ve silt + kil kapsamının konumsal bağımlılığını test etmek amacıyla çalışma yapmışlardır. Üç farklı nem rejim zonunda 24 büyük grupla kombinasyonda 10x10 km lik gridlerle 470 adet örnek alınmıştır. Varyasyon katsayısı % 7,10 ile % 29,40 arasında değişmiştir. Yapılan jeoistatistik değerlendirme sonucunda silt + kil kapsamı ve ph tüm uzaklıklar için uyumlu olurken, EC ölçümleri 225 km mesafe ile uyum göstermiştir. Bu değerler noktasal ve blok kriging yöntemleriyle interpolasyon sonucu gözlem değerleriyle karşılaştırılmıştır. Gözlem değerleri ile kriging değerleri ortalamaları eşit çıkmıştır. 23

37 Prieme vd (1996), iki orman toprağında CH 4 emisyonlarının konumsal bağımlılıklarının m den daha küçük mesafelerde meydana geldiğini bulmuşlardır. Ryel vd (1996), toprakların NO - 3, NH - 4 ve toprak nemi kapsamlarında yetiştirme periyodu içerisinde farklı variyogramların oluştuğunu gözlemlemişlerdir. Sylla vd (1996), toprakların aktif ve potansiyel asitliklerinin olağan faktörlerini belirlemek amacıyla batı Afrika da 4 nehir havzasında çalışma yapmışlardır. Kuru sezonda beş farklı derinlikten nehir ağzından itibaren 40x20 m lik gridlerle örnekler alınarak aktif ve potansiyel asitlikleri belirlenmiştir. Asitliğe neden olan farklı şartların konumsal değişimleri varyans analizi kullanılarak belirlenmiştir. Jeoistatistik analiz ise konumsal değişimleri daha detaylı çalışmak amacıyla kullanılmıştır. Makro ölçekte havzalar arasında ana eko bölgeler belirlenmiştir. Havza içerisinde nehir ağzından uzaklaştıkça alt çevre şartları ve topoğrafik şartlarla oluşmuş zonlar belirlenmiştir. Makro ölçekte çalışma alanın iki eko bölgeye ayırmak mümkün olmuştur. Orta ölçekte toprak asitliği nehir boyu doğrultusunda bağımlılık gösterirken, mikro ölçekte kriging haritaları toprak asitliğinde farklı yapılar göstermiştir. Odeh vd (1997), yüzey toprağı organik karbon yüzdesini tahmin etmek için sayısal yükselti modelinden türetilmiş arazi şekli özelliklerini değerlendiren çoklu doğrusal regresyon modeli ile basit kriging yerine normal kriging teknikleri kombinasyonlarını kullanmışlardır. Chang vd (1998), gel-git olayının etkisinde olan düşük tarımsal değerli bir çalışma alanından su baskınından önce ve sonra grid geçirerek toprak ve sediment örnekleri almışlardır. Örneklerde Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Zn, su kapsamı ve tane boyutu analizleri yapılarak orijinal veri setleri oluşturulmuştur. Tam ve azaltılmış veri setleriyle deneysel variogramlar ve çapraz yarıvariogramlar oluşturularak, bunlar kriging ve co-kriging analizlerinde kullanılmışlardır. Sonuçlar 1995 yılında orijinal örnek yoğunluğunun yaklaşık % yılında yaklaşık % 40 azalmasıyla konumsal değerlendirmede herhangi bir kayıp olmadığını göstermiştir. 24

38 Verilerin analizi 1995 yılındaki % 50 azalmanın mümkün olduğunu gösterirken 19 örnek değerlendirmesinin istatistik olarak güvenilir olmayacağını çalışma alanı için minimum örnek sayısının kriging ve co-kriging için 28 olarak alınması gerektiğini göstermiştir. Utset vd (1998), kalibre edilmiş 4 elektrotlu prob ile (FEP), Küba da Cauto Vadisinde elektriksel iletkenliğin dolaylı olarak belirlenmesi amacıyla jeoistatistik yöntemleri kullanmışlardır. Grid geçirilerek 50 m aralıklarla alınan toprak örneklerinde EC değerleri ölçülmüştür. Tuzluluk için EC ölçümlerinde doğrusal variogram doğu-batı yönünde elde edilmiştir. Elektriksel iletkenliğin laboratuvar ölçümlerinin konumsal yapısı ile yarıvariogramlar uyumlu olmuştur. Çapraz değerlendirme (cross-validation) analizleri FEP ölçümlerinden elde edilen EC yarıvariogram değerleri EC konumsal değişikliğinin, laboratuvar ölçüm variogramlarıyla karakterize edilebileceğini göstermiştir. Pozdnyakova vd (1999), sodyum adsorpsiyon oranının (SAR) belirlenmesi amacıyla 3375 ha lık tarım alanında kriging ve co-kriging analizlerini uygulamışlardır. Cokriging tekniği SAR değerini tahmin için kullanılan EC değerlerinin değerlendirilmesinde daha kolay uygulanmıştır. Tahmin SAR değerlerinin konumsal dağılımları yoğun örneklemeler ve belirli oranlarda azaltılan örneklemeler kullanılarak jeoistatistik yöntemle belirlenmiştir. Sonuçlar önemli oranlarda örnekleme sayısı azaltılmasına rağmen co-kriging ile yapılan tahminlerde doğruluk oranının yüksekliğini göstermiştir. Toplam SAR değerlerinin kullanıldığı kriging sonuçlarıyla, azaltılmış SAR değerlerinin kullanıldığı cokriging sonuçları karşılaştırıldığında co-kriging tahminleri hata kareler ortalamasının önemli oranlarda azalmasını sağlamıştır. Örnekleme maliyeti yoğun EC verileriyle birlikte co-kriging için küçük oranda SAR verileri kullanıldığında % 80 azalmıştır. Ardahanlıoğlu vd (2002), Iğdır ovasında tuz ve sodyumdan etkilenen alanlarda değişebilir sodyum, elektriksel iletkenlik, toprak asitliği ve bor kapsamının konumsal değişikliğini belirlemek için yaptıkları araştırmada, elde ettikleri bulguları havza içerisinde benzer karakteristikteki diğer alanlara uygulanabilir bulmuşlardır. 25

39 Toprakların biyolojik özellikleri üzerine yapılan çalışmalar Bramley ve White (1991), biyolojik çalışmalarda zaman ve varyans ilişkisini araştırmak için yılın belirli dönemlerinde örneklemeler yapmışlardır. Araştırıcılar varyansın zamanla değişiklik göstermesi nedeniyle jeoistatistik analizin biyolojik özelliklerin belirlenmesinde sorunlar oluşturabileceğini bildirmektedirler. Webster ve Boag (1992), tarım alanlarında bitki köklerinde yaşayan ve verimi büyük ölçüde etkileyen kist (cyst) nematoduyla ilgili araştırmalarında, nematodların konumsal değişikliklerinin belirlenmesi için en uygun olduğu aralığın 5-50 m arasında olduğunu saptamışlardır. Çeşitli araştırmacılar (Goovaerts 1994, Webster vd 1994), farklı toprak tipleri veya jeolojik yapılarla ilişkili bölgesel değişikliklerden kaynaklanan kirliliğin lokal kaynaklarını veya arazi farklılıklarından kaynaklanan toprak özelliklerindeki lokal değişimleri faktöryel kriging kullanarak ayırmışlardır. Araştırıcılar bu çalışmalarında konumsal bileşen haritalarını, konumsal değişikliğin kaynaklarını daha iyi anlamak için tanımlayıcı anahtar olarak kullanmışlardır Toprak etüt ve haritalama konularında yapılan çalışmalar Rogowski ve Wolf (1994), konumsal değişikliklerin ve dağılımlarının coğrafi işletim sistemleriyle birleştirilerek haritalama ünitelerinin yapımında kullanılabileceğini bildirmişlerdir. Bourgault vd (1997), gerçek veri setleri kullanarak modern jeoistatistiğin toprak etüt problemlerinin çözümüne uygulanma potansiyelini araştırmışlardır. Yedi farklı toprak tipi içeren yaklaşık 15 dekar alandan dikey ve yatay olmak üzere toplam 2385 ölçüm 26

40 yapılmıştır. Elektriksel iletkenlik dağılım haritasını yapmak için basit kriging, basit cokriging ve olabilirlik arazi tahminleri olmak üzere üç farklı yöntem izlenmiştir. Büyük ölçekte konumsal değişikliğin olduğu yerler arazi kullanımı, toprak tipi veya litolojinin değişimi ile ilişkilidir. Arazi kullanımı, toprak veya jeoloji gibi ikincil kategorideki bilgiler çalışma alanı katmanlarını tanımlamak için kullanılabilirler (Stein vd 1988, Voltz ve Webster 1990, Van Meirvenne vd 1994). Oberthur vd (1999), üst toprak bünyesinin haritalanması amacıyla farklı üç interpolasyon tekniği uygulamışlar ve sonuçları, tane büyüklüğü dağılımının kriging haritalarıyla sınıflandırılmış bünye haritaları ile karşılaştırmışlardır. Araştırma sulama yapılan pirinç ekosisteminde ve yağış-pirinç ekosisteminde olmak üzere iki farklı bölgede yapılmıştır. Toprak verileriyle birleştirilmiş verilere bölgesel ölçekte (1: : ) haritalar yapabilmek için gereksinim duyulmuştur. Bu veriler toprak haritalarından, toprak eksperlerinden ve çiftçilerden alınan bilgilerle birleştirilmiştir. İnterpolasyon haritaları tane büyüklüğü dağılımının interpolasyon haritalarına dayalı bünye haritaları ile uyumlu olmuştur ve toprak tekstürü arazi tahminleri toprak bünye sınıfları laboratuvar ölçümleriyle uyum göstermiştir. Kategorik verilerin interpolasyonu toprak bünye sınıfında olduğu gibi, basit arazi ölçümlerinin kullanıldığı yetersiz örneklemenin yapıldığı bölgelerde haritaların çözünürlüğünün artırılmasına ve güncelleştirilmesine olanak sağlamıştır. Bağımsız test setlerinin kullanılabildiği yağış alan alanlarda indikatör kriging en iyi sonuç vermiştir. 27

41 3. MATERYAL ve YÖNTEM 3.1. Materyal Araştırma alanının coğrafi konumu Ankara ilinin yaklaşık 25 km güneyinde Gölbaşı ilçesi ve yakın çevresini içine alan araştırma alanı m doğu, m kuzey koordinatları arasında yer almaktadır. Araştırma alanı 1: ölçeğinde İ29a3, İ29c1, İ29c4, İ29d2, İ29d3 paftalarıyla temsil edilmektedir (Şekil 3.1) Araştırma alanının özellikleri Araştırma 981 km 2 alana sahip Mogan gölü havzasında yer alan yaklaşık 350 km 2 lik, Gölbaşı Özel Çevre Koruma Alanı ve yakın çevresini kapsamaktadır. Mogan (5,6 km 2 ) ve Eymir (1,08 km 2 ) göllerinin de içinde bulunduğu araştırma alanı Ankara iline yakınlığı nedeniyle yoğun yerleşim baskısı altındadır. Araştırma iki aşamada yürütülmüştür. Birinci aşamada ideal bir arazi değerlendirmesini oluşturacak arazi verileri, temel toprak etüd haritalama çalışmaları ile toplanmış, bu kapsamda belirlenen 19 profilden 60 adet bozulmuş, 40 adet bozulmamış toprak örneği materyal olarak kullanılmıştır. İkinci aşamada test alanı olarak seçilen seri bazında yaılımın en fazla olduğu 45 km 2 lik alan içerisinde 500x500 m aralıklarla gridler geçirilerek 221 adet ve çalışma alanının değişik noktalarından 89 adet olmak üzere, yüzey toprağından toplam 310 örnek alınmıştır. 28

42 İstanbul Samsun Trabzon Ankara İzmir Van Antalya Adana K ÖLÇEK (K m.) Bolu Ayaş Ovaçay Çubuk B. Ankara Ç. ANKARA Elmadağ Eym ir G. Gölbaşı Mogan G. Beynam Polatlı İkizce Ahiboz Bala İzmir Oyaca K Haymana ÖLÇEK Adana (km) A Ç I K L A M A L A R Havza Sınırı ÖÇK Alan Sınırı Karayolu Drenaj Ağı Göl veya Baraj Havalanı Büyük Şehir İlçe Köy veya Kasaba Şekil 3.1. Araştırma alanının yer bulduru haritası 29

43 İklim Ankara ili ve çevresi, kışları soğuk ve yağışlı, yazları sıcak ve kurak geçen, yarı kurak iklim özelliklerine sahip karasal iklim kuşağı içerisinde yer almaktadır. Yıllık ortalama buharlaşmanın 1141,6 mm, ortalama yağışın ise 410,5 mm olduğu bölgede en fazla yağış ortalama 51,3-48,2 mm ile Nisan ve Mayıs aylarında, en az yağış ise 13,7 mm ile Eylül ayında alınmaktadır. En sıcak ay 23,1 0 C ortalama ile Temmuz, en soğuk ay ise ortalama 0,4 0 C değeri ile Ocak ayıdır. Havzada en yüksek ortalama buharlaşma 237,3 mm ile Temmuz ayında olmaktadır. Rüzgar hızının en yüksek gözlendiği Temmuz (2,3 m.sn -1 ) ve Ağustos (2,2 m.sn -1 ) aylarında en düşük bağıl nem (% 47) düzeyi gerçekleşmiştir (Çizelge 3.1). Bitki su kullanımı ve buharlaşmanın olmadığı kış aylarında yağışlarla alınan su profilde birikerek (R) su fazlalığı oluşturmuştur (S). Bahar aylarıyla birlikte bitki su kullanımı ve sıcaklıkla birlikte artan buharlaşma kış aylarında profilde biriktirilen suyun Nisan ayı ortasından Haziran ayı ortasına kadar geçen yaklaşık iki aylık sürede hızla tüketilmesine neden olmuştur (U). Yaz aylarında yağış miktarlarındaki azalma, sıcaklık artışı ile artan buharlaşma ve bitki su kullanımı, araştırma alanı topraklarında profilde Haziran ayı ortasından Ekim ayı ortasına kadar su noksanlığı (D) oluşmasına neden olmuştur (Şekil 3.2). 30

44 Çizelge 3.1. Ankara ili ( ) aylık ortalama meteorolojik değerleri, (Anonim 2001) Sıcaklık ( 0 C) Yağış Bağıl Rüzgar Hızı Ortalama Aylar Max. Min. Ort. (mm) (Nispi) Nem (%) (m/sn) Buharlaşma (mm) Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Yıllık Yıllık ortalama toprak sıcaklığının 8 C o den fazla, 15 C o den düşük olması ve ortalama yaz sıcaklığı ile ortalama kış sıcaklığı arasındaki farkın 5 C o tan fazla olması nedeniyle sıcaklık rejimi Mesic tir. Yazın, yaz gün dönümünden (21 Haziran) sonra toprağın ardışık 45 gün den fazla kuru kalması ve kışın ise yine kış gün dönümünden (21 Aralık) sonra ardışık 45 günden fazla toprağın nemli olması nedeniyle nem rejimi ise Xeric tir (Soil Taxonomy 1999) (Şekil 3.2). 31

45 mm s u U D S R R O Ş M N M H T A E E K A 0 Aylar P (mm) PE (mm) U-Kullanım (mm), D-Su noksanlığı (mm), R-Depolama (mm), S-Su fazlalığı (mm), P- Yağış miktarı (mm), PE- Potansiyel evapotranspirasyon(mm) Şekil Gölbaşı yöresi topraklarının su bilançosu diyagramı Araştırma alanı toprak özellikleri Araştırma alanında yayılım gösteren toprak serilerinin alansal dağılımları Çizelge 3.2 de verilmiştir. Yavrucak serisi 4510,2 ha ile en fazla yayılıma sahip seridir. Bunu sırasıyla Taşpınar (2973,1 ha) ve Karaoğlan (2698,3 ha) serileri izlemektedir. Örencik serisi ise 200,4 ha ile çalışma alanında en az yayılım gösteren seridir. Toprak taksonomisine (Soil Survey Staff1999) göre belirlenmiş ordolarda en geniş alanı 10967,4 ha ile Mollisoller kaplar. Çok az bir farkla yayılım gösteren Inceptisol ordosu 10660,8 ha, pedolojik gelişimin çok az olduğu Entisol ordosu 8739,7 ha, Alfisol ordosu ise 2229,5 ha alan kaplamaktadır (Dengiz 2002). 32

46 Çizelge 3.2. Toprak serilerinin araştırma alanı içerisindeki dağılımları (Dengiz 2002) Profil Alan Oran Oran Seri Adı Taksonomi No (ha) (%) (%) 1 Gölcük Bataklığı 1477,0 4,53 Sodic Hydraquent 7 Kaleboğazı 1098,7 3,37 Typic Fluvaquent 22 Mogan 2483,2 7,62 Typic Xeropsamment 17 Örencik 200,4 0,61 Typic Xerofluvent 4 Recepli 396,8 1,22 Lithic Xerorthent ENTISOL 26,8 8 Oğulbeyi 1463,1 4,49 Typic Xerorthent 20 Ahlatlıbel 1620,5 4,97 Lithic Xerorthent 3 Yağlıpınar 1327,7 4,07 Typic Calcicxerept 21 Taşpınar 2973,1 9,12 Typic Calcicxerept 16 Ulugüney sırtı 1543,3 4,73 Typic Haploxerept 19 Taşlık Tepe 1325,8 4,07 Fluventic Haploxerept INCEPTISOL 32,8 6 Gölet 1216,5 3,73 Calcic Haploxerept 11 Çalı Tepe 2274,4 6,98 Calcic Haploxerept 14 Karaoğlan 2698,3 8,28 Typic Calcicxeroll 5 Doğu Tepe 1552,1 4,76 Lithic Haploxeroll 12 Yavrucak 4510,2 13,84 Fluventic Haploxeroll MOLLISOL 33,6 10 Kocadüz Tepe 2206,8 6,77 Typic Haploxeroll Evler 1217,7 3,74 Calcic Haploxeralf 9 Beylikdüzü 1011,8 3,10 Mollic Haploxeralf ALFISOL 6,8 33

47 Jeoloji Araştırma alanında gözlenen jeolojik birimlerle ilgili veriler Maden Teknik Arama Genel Müdürlüğü verilerinden (Anonim 1992) elde edilmiştir. Araştırma alanında en yaşlı birim Alt Triyas yaşlı Emir formasyonudur. Yeşil şist fasiyesinde metamorfizma geçirmiş kayaçlardan oluşan formasyonun üzerine Orta-Üst Triyas yaşlı Elmadağ formasyonu düşey geçişli gelir. Emir formasyonu kısmen ilksel özelliğini koruyan ve alttan üste doğru metamorfizması azalan kayaç topluluğundan oluşur. Üst kesimlere doğru gittikçe orta ve irileşen bol fosilli Premiyen, Karbonifer yaşlı kireçtaşı blokları içerir. Kireçtaşı, killi kireçtaşı, marn ve kumtaşlarından oluşan Üst Jura-Alt Kretase yaşlı Lalelik formasyonunun alt dokanak ilişkisi alanda belirsizdir. Üst dokanağı Virancık gölselleri tarafından uyumsuz örtülüdür. Üst Kretase öncesi yerleşme, yaşlı kabul edilen ofiyolitik melanj niteliğindeki Dereköy formasyonunun üst dokunağı Gerder volkanitleri ve Virancık gölselleri tarafından uyumsuz örtülüdür. Daha yaşlı formasyonlarla olan ilişkisi geniş alanlarda bu genç formasyonlarla örtülü oluşu nedeniyle gözlenmez. Üst Miyosen yaşlı Gerder volkanitleri ile üst kesimlerde bunlarla yanal ve düşey geçişli gözlenen Virancık gölselleri daha yaşlı formasyonları uyumsuz örter. Genç formasyonlarla olan dokanak ilişkisine dayanarak Alt Pliyosen yaşlı olarak yorumlanan Oğulbey dasitleri, ofiyolitlerle volkanitleri kesmiş ve Gölbaşı formasyonu tarafından örtülmüştür. 34

48 Üst Pliyosen yaşlı alüvyon yelpazeleri, yersel göl çökelleri ve akarsu çökellerinden oluşan Gölbaşı formasyonu daha yaşlı tüm formasyonları uyumsuz örter. Alanda gözlenen en genç oluşuklar ise Kuvarterner yaşlı alüvyonlardır (Anonim 1992) Jeomorfoloji Gölbaşı yöresinde ana su bölümü çizgisinin en yüksek bölümleri, alanın kuzey-doğu ucundaki Elmadağ doruğu ile çevresindeki dar sırtlar üzerinde yer alır. Ankara melanjı na ait metamorfitler, volkanitler ve ofiyolitler üzerinde güney yönde yükselti kaybederek uzanan doğudaki su bölümü kuzey kuzeydoğu- güney güneybatı yönlü Gölbaşı havzasının uzanımına paraleldir. Havzanın batısındaki ana su bölümü Çölova (İmrahor) deresi ile ana akarsu Ankara drenajını ayırır. Bu ana su bölümünde, metamorfitlerle birlikte yer alan bloklu kireç taşları (Permiyen) iyi karst gelişimli zengin yer altı suyu rezervuarlarını oluşturmuştur. Havzada bu iki ana su bölümü arasında kalan genç aşınım yüzeylerinin (DII, DIV) kalıntıları, kuzey yönünde akışlı İmrahor deresi drenajına genel hatlarıyla uyan erozyonal-denüdasyonal süreçlerle gelişmiş, çok basamaklı bir morfoloji sunmaktadır. Yüzey eğimleri genelde ana akarsuyun yerleştiği havza tabanı yönündedir (Şekil 3.3). Yaklaşık üst miyosen den başlayarak gelişimi gözlenebilen ve günümüzde yan derelerle parçalanmış plato kalıntıları olarak görülen aşınım yüzeyleri, havza ortasına doğru yerini Kuvarterner yaşlı akarsu şekillerine bırakmakta, havza tabanında ise kuzey bölümde Holosenden oluşan iki aluvyon set gölünün (Mogan ve Emir) bulunduğu aluvyal akarsu ovası yer almaktadır. Anadolu daki aşınım yüzeylerini, dönem karşılığı olan D simgesi ile belirten Erol (1983), Ankara çevresinde yaptığı jeomorfolojik çalışmalarda da (Erol 1968, 1973, Erol vd 1980) beş aşınım sistemi (DI, DII, DIII, DIV ve S-seki sistemleri) ayırt etmiştir. 35

49 Yerleşim yerleri Profil yerleri DIV; Alçak plato DIII; Orta yüksek plato DII; Yüksek plato VT; Vadi tabanı V; Vadi Y; Yamaç Sa; Alçak sekiler Sy; Yüksek sekiler 1: Şekil 3.3. Araştırma alanının jeomorfolojik haritası (Anonim 1992) 36

50 3.2. Yöntem Maden Teknik Araştırma Genel Müdürlüğü nden sağlanan 1: ölçekli jeomorfolojik haritalar ile çalışma alanında yayılım gösteren arazi şekilleri belirlenmiştir. Daha sonra yine aynı kuruluştan alınan 1: ölçekli jeolojik haritalar ile farklı ana materyal ve farklı fizyografik üniteler üzerinde bulunan topraklar belirlenmiştir. Çalışma alanında, küresel konumlama sistemi (GPS) kullanılarak koordinatları saptanan 19 profilden genetik horizon esasına göre toplam 60 adet bozulmuş, 40 adet bozulmamış toprak örneği alınmış ve alınan toprak örnekleri gerekli ön işlemlerden geçirilerek laboratuvar analizleri için hazırlanmıştır. Toprak örneklerinde, bünye, suyla doygunluk, tarla kapasitesi, sürekli solma noktası, toprak reaksiyonu (ph), elektriksel iletkenlik, kireç kapsamı, organik madde, değişebilir katyonlar, katyon değişim kapasitesi özelliklerinin ve değerlerinin yanı sıra; hacim ağırlığı, özgül ağırlık, gözeneklilik (porozite), büzülme limiti, plastik limit, likit limit, kil aktivitesi, büzülme indeksi, hidrolik geçirgenlik, nem karakteristik değerleri ve sıkışma derecesi (kompaksiyon) belirlenmiştir Araştırmanın ikinci aşamasına geçilirken önce, analiz sonuçları istatistiksel yöntemle değerlendirilmiş ve istatistiksel olarak yüksek ilişki gösteren (P<0,01) mühendislik-fiziksel toprak özellikleri (yüzde doygunluk, tarla kapasitesi, sürekli solma noktası, kullanılabilir su kapsamı, kil ve kum yüzdesi, likit limit, plastik limit, plastiklik indeksi, silt yüzdesi) grid örneklemesi için seçilmiştir. Araştırma alanında seri bazında yayılımın en fazla olduğu 45 km 2 lik test alanı seçilerek 500x500 m aralıklarla gridleme yapılmış kesişim noktalarından 221 adet, çalışma alanının çeşitli yerlerinden 89 adet olmak üzere toplam 310 adet yüzey toprağından (0-20 cm) örnek alınmıştır. Toprak özelliklerinin normal dağılımdan ayrılışlarını belirlemek amacıyla univariate analizi uygulanmıştır. Toprak örneklerinin analizi sonunda elde edilen veriler jeoistatistik yöntem ile değerlendirilerek deneysel yarıvariogramlar oluşturulup toprak özelliklerinin konumsal 37

51 bağımlılık dereceleri belirlenmiştir. Deneysel yarıvariogramların hesaplanmasında h mesafesi aktif adım aralığının % 10 u olarak seçilmiştir. Toprak özellikleriyle ilgili yapılan çalışmalarda genellikle noktasal değerler yerine, incelenen değişkenin belirlenmiş bir alan üzerindeki ortalama değerinin kullanılması tercih edilmektedir. Ayrıca blok kriging yöntemi ile noktasal kriging yönteminin bazı sakıncalarının da giderilebilmesine (Karlinger ve Skrivan 1980, Burges ve Webster 1980) olanak sağlaması nedeniyle çalışma alanında örnekleme yapılmayan yerlerdeki toprak özelliklerinin tahmin edilmesinde blok kriging yöntemi uygulanmıştır. Araştırma alanında suyla doygunluk, kil kapsamı, tarla kapasitesi, kullanılabilir su kapsamı, likit limit ve plastik limit değerlerinin tahmin edilmesinde en fazla 16; kum kapsamı, sürekli solma noktası, silt kapsamı ve plastiklik indeksi değerlerinin tahmin edilmesinde en fazla 8 komşuluk değeri kullanılmıştır. Hata istatistiklerinin normal dağılıma uygunlukları Kolmogorov-Smirnov testi ile kontrol edilmiştir (SPSS 9.0) Arazi ve laboratuvar çalışmalarında uygulanan metotlar Mühendislik özellikleri Kıvam limitleri : Likit limit, plastik limit ve büzülme limitleri bulunarak elde edilen değerlerden plastiklik indeksi ve büzülme indeksi hesaplanmıştır (Bowles 1970). Kompaksiyon : Standart proktor silindir deneyi ile belirlenmiştir (Munsuz ve Ünver 1983). 38

52 Kil aktivitesi : Plastiklik indeks değerinin, kil yüzdesine oranlanmasıyla hesaplanmıştır (Skempton 1953). Mühendislik sınıfı : Tane büyüklüğü analizi ve atterberg limitlerinden yararlanılarak bulunmuştur (Mertdoğan 1982) Fiziksel özellikler Bünye : Hidrometre yöntemi kullanılarak belirlenmiştir (Bouyoucos 1951). Gözenek hacmi : Boşluklar hacminin, toprağın toplam hacmine oranlanmasıyla bulunmuştur (Munsuz 1985). Gözenek dağılımı : Boşluklar hacminin, toprağın katı kısımlar hacmine oranlanmasıyla bulunmuştur (Munsuz 1985). Hidrolik iletkenlik : Bozulmamış toprak örneklerinde sabit seviyeli hidrolik iletkenlik seti kullanılarak ölçülmüştür (Klute ve Dirksen 1986). Hacim ağırlığı : Bozulmamış örnekler kullanılarak kuru toprağın toplam hacme oranlanmasıyla hesaplanmıştır (Blake ve Hartge 1986). Tane yoğunluğu : Piknometre yöntemiyle hesaplanmıştır (Blake ve Hartge 1986). 39

53 Nem karakteristik değerleri: Seramik levhalar kullanılarak belirlenmiştir (U.S.Salinity Lab.Staff 1954). Tarla kapasitesinin tayininde bozulmamış toprak örnekleri kullanılmıştır Fizikokimyasal özellikler Organik madde : Walkley-Black yönteminin Jackson tarafından modifiye edilmiş şekliyle yapılmıştır (Jackson 1958). Kireç : Serbest karbonatların tayini Scheibler kalsimetresi kullanılarak yapılmıştır (Çağlar 1958). Toprak asitliği : Doygunluk çamurunda potansiyometrik yöntemle ve cam elektrotlu ph metre kullanılarak yapılmıştır (U.S.Salinity Lab.Staff 1954). Elektriksel iletkenlik : Doygunluk çamurunda elektriksel iletkenlik değeri Wheatstone köprüsü ile ölçülmüştür (U.S.Salinity Lab.Staff 1954). Katyon değişim kapasitesi : ph sı 8.2 ye ayarlı sodyum asetat (NaOAc) ve 1N amonyum asetat (NH 4 OAc) kullanılarak yapılmıştır (Rhoades 1986). Değişebilir katyonlar : Amonyum asetat (NH 4 OAc) yöntemi ile analiz edilmiştir (Thomas 1986). 40

54 Jeoistatistik analiz Uzaklığa bağlı ilişki fonksiyonu (Variogram) Jeoistatistik, örnekler arasındaki konumsal bağımlılığın uzaklığın bir fonksiyonu olduğu düşüncesiyle geliştirilmiş bir yöntemdir. Birbirine yakın aralıklarla alınan örneklerin birbirlerinden daha uzak aralıklarla alınan örneklerden daha fazla benzerlik göstermeleri doğaldır. Örnekler arasındaki benzerlik, örnek noktaları arasındaki mesafe arttıkça azalma gösterecek belli bir noktadan sonra ise konumsal bağımlılık sona erecektir. z(x) h z(x+h) g x g x+h x noktasındaki örnek değeri z(x), bundan h kadar mesafedeki x+h noktasındaki örnek değeri ise z(x+h) ile gösterilsin, Jeoistatistikte konumsal değişkenin değerleri arasındaki farkın uzaklığa bağlı değişimleri variogram fonksiyonu ile ortaya konur. Variogram fonksiyonu birbirinden h uzaklığıyla ayrılmış iki rastlantı değişkeni arasındaki farkın varyansı şeklinde ifade edilir (Tercan ve Saraç 1998). 2γ(h) = Var[Z(x) Z(x+h)] [1] Varyansa ilişkin; Var(Z) = E(Z) 2 - µ 2 eşitliği kullanılarak variogram beklenen değer cinsinden 2γ(h) = E[Z(x) Z(x+h)] 2 [2] şeklinde yazılabilir. 41

55 Variogram fonksiyonu, toprağın ilgili konumsal değişkeni için ne gibi özellikler gösterdiğini belirlemede kullanılır. Toprak özelliklerinin ölçüm noktaları arasındaki konumsal bağımlılığın derecesi, değişkenin homojenlik ve izotropluk dereceleri, düzenliliği ve bir örneğin etkili olduğu uzaklık sayısal olarak belirlenebilir (Tercan ve Saraç 1998). Teorik olarak h = 0 olduğunda variogram değeri sıfıra eşittir [γ(0) = 0]. Bununla birlikte, uzaklığa bağlı değişimin verilerden belirlenebileceği sınır bir uzaklık değeri vardır. Bu sınır uzaklık, bütün mevcut örnekler içinde, birbirine en yakın iki örnek arasındaki uzaklıktır. Pratik olarak, bu uzaklıktan daha küçük uzaklıklarda, değerler arasındaki farkın değişimi, veri olmadığından belirlenemez ve bu durum variogramın orijininde bir süreksizliğe (0 dan farklı pozitif bir değer almasına) neden olur. Orijindeki süreksizliğin bir diğer nedeni de örnekleme ve analiz hatalarıdır. Süreksizliğin bu iki kaynağını birbirlerinden ayırt etmek mümkün değildir ve variogramda bu durum kontrolsüz etki varyansı (külçe etkisi, nugget variance) C 0 şeklinde ortaya çıkar. Bu etki ölçüm hatalarından, söz konusu özelliğin yapısından veya örnekleme noktaları arasındaki mesafenin incelenen toprak özelliğinin konumsal (spatial=yersel) bağımlılık derecesini belirlemek için uygun olmamasından kaynaklanan varyasyonu içine alır (Öztaş 1995). Konumsal değişken variogramı belirli bir mesafeden sonra artışını durdurur ve tepe varyansı (eşik, sill) C 0 + C değeri çevresinde değerler almaya başlar. Variogramın eşik değerine ulaştığı uzaklık etki alanı (yapısal uzaklık, range) a olarak adlandırılır ve fiziksel olarak bir örneğin etki alanı kavramına karşılık gelir (Şekil 3.4). Yapısal uzaklıktan daha büyük uzaklıklarda bir değerin diğeri üzerinde hiçbir etkisi yoktur, yani konumsal bağımlılık sona ermiştir (Tercan ve Saraç 1998). 42

56 Şekil 3.4. Deneysel yarıvariogram bileşenleri Deneysel yarıvariogram Yarıvariogramlar belli bir x mesafesi ile birbirlerinden ayrılan örnek çiftleri arasındaki varyansın mesafeyle olan ilişkisini gösterirler. Diğer bir ifade ile, örnekleme çiftleri arasındaki mesafenin bir fonksiyonu olarak uzaysal bağımlılığı tanımlar ve matematiksel olarak aşağıdaki eşitlikle ifade edilirler (Journel ve Huijbregts 1978). Her bir h uzaklığı için deneysel variogram γ*(h) = 1 2N( h) N( h) [ Z( xi ) Z( xi + h) ] i= 1 2 [3] ile hesaplanır. Eşitlikte N(h); h uzaklığına karşılık gelen örnek çifti sayısını, Z(x i ) incelenen özelliğin i noktasındaki ölçüm değerini, Z(x i + h) incelenen özelliğin i + h noktasındaki ölçüm değerini göstermektedir. 43

57 Toprak özellikleri ile ilgili çalışmalarda genellikle küresel, doğrusal ve üslü tip yarıvariogram modelleri yaygın olarak kullanılmaktadır (McBratney ve Webster 1986). Doğrusal model gerek uygulanışının kolay olması, gerekse birçok yarıvariogramın küçük lag mesafeleri için doğrusal bir ilişki vermesi nedeniyle en yaygın olarak kullanılan yarıvariogram modellerinden biridir. Ayrıca kestirim işleminde kısa lag mesafelerinin esas alınması bu modelin kullanılmasında avantaj sağlamaktadır. Küresel ve üslü modelde yarıvaryans değeri belli bir noktadan sonra az (üslü) ya da çok (küresel) sabit bir değere ulaşır. İki model arasındaki fark grafiğin tepe varyansı değerine ulaşma şeklindedir. Küresel modelde tepe varyans değeri kesin bir x mesafesinde yakalanırken, üslü modelde eğri tepe varyans değerine asimptotik bir şekilde yaklaşır. Bu nedenle kesin bir kural olmamakla birlikte, üslü model için pratik etki aralığı sill varyansının % 95 i olarak seçilir (Webster ve Oliver 1990). Diğer taraftan örnekler arasındaki konumsal bağımlılık mesafe boyutundan başka, yöne göre de oluşabilir. İncelenen özellikler için belirlenen yarıvariogram değerlerinin yönlere göre değişiklik göstermesi yönsel (anizotropik) bağımlılığın bir göstergesidir. Yönsel bağımlılığın oluştuğu durumlarda, varyasyonun maksimum ve minimum olduğu yönler dikkate alınarak hesaplanan bir katsayının yarıvariogramın eğim bileşimine ilave edilmesi gerekmektedir (Webster ve Oliver 1990) Çapraz değerlendirme (Cross-validation) analizi Gözlem verilerinin deneysel variogram yapısının belirlenmesi ve bu variogram yapısına teorik bir modelin uydurulması jeoistatistiksel çalışmaların temelini oluşturmaktadır (Delhomme 1978, Vieira vd 1983, Oliver ve Webster 1991). Bu nedenle, variogram uygun sayıdaki verilerle hassas bir ölçekte doğru bir şekilde tahmin edilmeli ve uygun şekilde modellenmelidir. 44

58 Çapraz değerlendirme yöntemi, teorik yarıvariogram parametrelerinin çalışma alanını temsil edip edemeyeceğinin belirlenmesinde bir ölçüt olarak kullanılmaktadır (Vieira vd 1983). Çapraz değerlendirme analizi kriging metodu içerisinde yer alan ölçüm noktalarındaki değerleri çevresindeki değerlerle tahmin ederek, gerçek değerlerle tahmin değerlerini karşılaştıran, seçilen modelin güvenirliliğini test eden bir yöntemdir (Vieira vd 1983) Kriging Variogram fonksiyonu, konumsal değişkenin çeşitli özelliklerinin sayısal olarak belirlenmesi yanında, örneklenmemiş noktalardaki bilinmeyen değerlerin kestirimi amacıyla da kullanılabilir. Genel olarak kestirim işlemi, bilinen değerlerin ağırlıklı ortalaması alınarak yapılır. Matematiksel olarak bu işlem; n Z*(X o ) = i x i [4] i= 1 λ Z( ) şeklinde gösterilir. Eşitlikte Z*(X o ) = X 0 noktasında bilinmeyen ancak kestirilen değeri Z(X i ) = X 0 noktasının kestiriminde kullanılacak verileri λ i = bu verilere atanacak ağırlıkları ifade etmektedir. Normal olarak X i, i = 1,...,n noktalarındaki değişkenin değerleri bellidir. Ancak bunlara verilecek ağırlıkları hesaplamak gerekir. Jeoistatistikte bu ağırlıklar, kestirim 45

59 hatalarının ortalaması sıfır ve varyansı en küçük olacak şekilde belirlenir. Ağırlıkların bu koşullar altında belirlenmesi işlemine kriging adı verilir. Kriging analizini diğer interpolasyon metotlarından ayıran en önemli özellik, tahmin edilen her bir nokta veya alan için ayrı bir varyans değerinin hesaplanabilmesidir ki bu, tahmin edilen değerin güven derecesinin bir ölçüsüdür. Eğer bir nokta veya alan için hesaplanan varyans değeri, gerçek varyanstan daha küçük ise toprak özelliğinin ölçülmeyen nokta veya alanı için tahmin edilen değerinin güvenilir olduğu kabul edilir (Trangmar vd 1985). 46

60 4. BULGULAR ve TARTIŞMA Araştırma alanı ve yakın çevresindeki topraklar, yedi farklı jeomorfolojik birim üzerinde bulunmaktadırlar. Bunlar denizden yükseklikleri 900 m ile 1259 m arasında değişen Holosen dönemine ait ova tabanı (OT) ve vadi tabanı (Vt), genç Pleyistosen dönemine ait alçak seki (Sa), yaşlı Pleyistosen dönemine ait yüksek seki (Sy) ve aşınım yüzeyleri olan üst Miyosen dönemli yüksek plato düzlüğü (DII), Pliyosen dönemli orta yükseklikteki (DIII) ve alt Pleyistosen dönemine ait alçak plato (DIV) düzlüğüdür (Erol 1968, 1973, Erol vd 1980). Araştırmanın asıl amacı yüzey topraklarının mühendislik-fiziksel özelliklerinin belirlenmesi ise de söz konusu özelliklerin profil boyunca nasıl bir değişim gösterdikleri de incelenmiş, böylece yüzey toprağı ile, profil derinliği arasındaki ilişki sürekliliği kontrolü yapılmıştır. Bu amaçla araştırma alanında, yedi farklı jeomorfolojik birim üzerinde açılan profillerin tanımlanmasıyla farklı 19 adet toprak serisi tanımlanmıştır. Profillerin fiziksel ve mühendislik özellik dağılımları Şekil 4.1 de, toprakları niteleyen diğer fiziksel ve fizikokimyasal özellikler ise Ek 1 ve Ek 2 de verilmiştir Profil Toprakları Mühendislik Özellikleri Kıvam limitleri Araştırma alanı profil örnekleri için belirlenen kıvam limitleri şekil 4.1 de verilmiştir. Profil örneklerinin likit limit değerlerinin % , plastik limit değerlerinin % 14-46, büzülme limiti değerlerinin % 3-22, plastiklik indeksi değerlerinin % 4-73, büzülme indeksi değerlerinin % 3-43 arasında değiştiği belirlenmiştir. Likit limit ve plastik limit değerleri ile kil değerleri karşılaştırıldığında bu değerlerin kil fraksiyonuna bağlı olarak arttığı, diğer bir deyişle kil yüzdesi yüksek olan toprak örneklerinin likit limit ve plastik 47

61 limit değerlerinin de yüksek olduğu görülmektedir. Bu bulgular diğer araştırıcıların buldukları bulduğu sonuçlarla paralellik göstermektedir (Atterberg 1911, 1912, Terzaghi 1926, Terzaghi ve Peck 1948, Sowers 1965, Baver 1966). Araştırma alanında yayılım gösteren toprak serilerine ait örneklerin plastiklik özellikleri belirlenmiştir (Lambe 1951). Likit limit yüzdesi esas alınarak yapılan değerlendirmede (Ek 3, Çizelge 1) toprakların % 12,96 sının düşük, % 44,44 ünün orta, % 31,48 inin yüksek ve % 11,12 sininde çok yüksek plastiklik gösterdiği belirlenmiştir İnce taneli zeminlerin sınıflandırılması Araştırma alanı ince taneli zeminlerden oluşmaktadır. İnce taneli zeminlerin sınıflandırılmasında kullanılan plastisite kartı ile araştırma alanındaki profil örneklerinin likit limit ve plastiklik indeksi değer sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu zeminlerin plastisite kartı üzerindeki dağılımları Ek 4, Şekil 2 de gösterilmiştir. Birleştirilmiş zemin sınıflamasına göre araştırma alanındaki zeminlerin genelde OL (% 35,19), OH (% 27,78) ve CH (% 12,96) gruplarına ait zeminlerden oluştuğu görülmektedir Şişme potansiyeli Araştırma alanı profil topraklarının aktivite değerleri ile kil fraksiyonuna bağlı olarak Seed vd (1964), tarafından verilen abak üzerindeki dağılımlarına bakıldığında, araştırma alanı topraklarının şişme potansiyellerinin düşük olduğu görülmüştür ( Ek 4, Şekil 3). 48

62 Kompaksiyon Araştırılan toprak özelliklerinin maksimum kompaksiyondaki hacim ağırlığı değerlerinin 1,29 ile 1,87 t.m -3 arasında değişen değerlere sahip olduğu bulunmuştur. Bu değerler Lambe (1951) tarafından geliştirilen sınıflandırma değerleriyle (Ek 4, Çizelge 4) karşılaştırılmıştır. Bu sınıflandırma sistemine göre araştırma alanında dolgu için çok iyi veya iyi özelliğe sahip toprak örnekleri bulunmamaktadır. Örneklerin % 14 ü dolgu için orta, % 86 sı ise dolgu için zayıf uygunluk özelliği göstermektedirler. Maksimum kuru birim hacim ağırlığının elde edildiği nem aralığı ile likit limit ve plastik limit değerleri karşılaştırıldığında plastik limit nem kapsamının likit limite oranla daha yüksek ilişki gösterdiği bulunmuştur. Bu bulgu diğer araştırmacıların bulduğu sonuçlarla örtüşmektedir (Kezdi 1969, Kretschmer vd 1993, Thacker vd 1994). Kum kapsamının artması maksimum kuru birim hacim ağırlığının da artmasını sağlamıştır (Çizelge 4.1) Profil Topraklarının Fiziksel Özellikleri Bünye Toprak örneklerinin fiziksel analiz sonuçları Şekil 4.1 de verilmiştir. Yüzey ve horizon örneklerinin kum içeriğinin % 8 ile % 72, kil içeriğinin % 10 ile % 55, silt içeriğinin ise % 13 ile % 46 arasında değiştiği belirlenmiştir. Elde edilen değerlere göre araştırma alanı topraklarının bünye sınıfının genelde kil-tın (% 37,5), kil (% 17,9) ve tın (% 14,3) olduğu 49

63 bulunmuştur. Bünye değerleri topoğrafya ile ilişkili olarak değişim göstermiştir. Yükseltinin ve eğimin arttığı alanlarda erozyon etkisiyle kum oranı artarak bünye içerisinde hakim tanecik özelliği kazanmıştır (Ahlatlıbel Profil 20 ve Recepli Profil 4 serileri) Suyla doygunluk Profil örneklerinin suyla doygunluk değerlerinin % 25 ile % 125 arasında değişen değerler aldığı belirlenmiştir. Horizonlarda kil miktarındaki artış nedeniyle artan yüzey alanı ve elektronegatif yükler, suyla doygunluk değerlerinin artmasına neden olmuştur. Kum miktarının % 72 olduğu horizonda (Profil 22) doygunluk değeri % 25 ile en düşük değeri alırken, % 49 kil içeren horizonda (Profil18) % 125 ile en yüksek değere ulaşmıştır. Suyla doygunluk değerleriyle kil kapsamı arasında pozitif, kum kapsamı arasında negatif önemli ilişki belirlenirken, silt kapsamının suyla doygunluk değerine istatistik önemli herhangi bir etkisi olmamıştır (Çizelge 4.1) Tarla kapasitesi ve sürekli solma noktası Profil örneklerinde tarla kapasitesi değerlerinin % 17-54, sürekli solma noktası değerlerinin % 9 ile % 26 arasında değiştiği belirlenmiştir. Kil kapsamı yüksek olan topraklar genelde yüksek tarla kapasitesi ve sürekli solma noktası değerleri göstermişlerdir. Kil kapsamıyla söz konusu özellikler arasında pozitif, kum kapsamıyla negatif önemli ilişkiler bulunmuştur. Killi topraklar sürekli solma noktasına kumlu topraklara göre daha çabuk gelmişlerdir. Silt kapsamı ile tarla kapasitesi değerleri arasında ilişki belirlenemezken, sürekli solma noktası ile % 5 düzeyinde önemli ilişki bulunmuştur (Çizelge 4.1). 50

64 Gözenek hacmi Profil topraklarının gözenek hacim değerlerinin % 41 ile % 60 arasında değişen değerler aldığı belirlenmiştir. Tanecik boyutunun küçülmesi toprak kütlesi içerisindeki toplam boşluk miktarının artmasını sağlarken, kum kapsamı gözenek hacmi değerlerini negatif yönde etkilemiştir. Kumlu toprakların gözenek hacimleri ince taneli toprakların gözenek hacimlerinden genellikle küçüktür (Hillel 1982). Silt kapsamı kile benzer davranış göstererek gözenek hacminin artmasını sağlamıştır (Çizelge 4.1) Gözenek dağılımı Profil topraklarının gözenek dağılımı değerlerinin 0,61 ile 1,54 arasında değiştiği belirlenmiştir. Kil ve silt kapsamı ile gözenek dağılımı arasında pozitif, kum kapsamıyla negatif önemli ilişki bulunmuştur (Çizelge 4.1). Tanecik boyutunun küçülmesi gözenek dağılımını arttırırken, tanecik boyutunun büyümesi gözenek dağılım değerlerinin düşmesine neden olmuştur Özgül ağırlık Profil topraklarının özgül ağırlıklarının 2,53-2,76 arasında olduğu belirlenmiştir. Yüksek özgül ağırlık değerleri muhtemelen yüksek özgül ağırlık gösteren minerallerin oranlarının fazla bulunmasından kaynaklanmaktadır. 51

65 Birim hacim ağırlığı Profil örneklerinde parafin metoduyla bulunan hacim ağırlıklarının 1,13 g.cm -3 ile 1,62 g.cm -3 arasında değerler aldığı belirlenmiştir. Kil kapsamı yüksek olan profil örnekleri topraklarında hacim ağırlığı değerleri 1,13-1,22 g.cm -3 arasında değişim gösterirken, kumlu topraklarda bu değer 1,62 g.cm -3 değerine kadar ulaşmaktadır. Tekstürün kaba bünyeye doğru geçmesi toplam boşluk miktarının azalmasına ve kuru birim hacim ağırlığının artmasına neden olmuştur (Çizelge 4.1). Profil örneklerinde, özellikle işlemeli tarımın yapıldığı yerlerde sürüm katının hemen altındaki horizonda sıkışmadan kaynaklanan hacim ağırlığı artışı belirlenmiştir Hidrolik iletkenlik Profil örneklerinin hidrolik iletkenlik değerleri 0,021 ile 15,050 cm.sa -1 arasında değişmiştir. Kil ve önemli düzeyde olmamakla birlikte silt kapsamındaki artış hidrolik iletkenlik değerlerinin düşmesine neden olurken, kum kapsamındaki artış hidrolik iletkenlik değerlerinin önemsiz düzeyde artmasını sağlamıştır (Çizelge 4.1). Hidrolik iletkenlik sınıflarının belirlenmesinde Ek 4, Çizelge 5 deki değerler kullanılmıştır (Lambe 1951, Munsuz 1985). Profil örnekleri hidrolik iletkenlik değerlerinin kil fraksiyonunun hakim olduğu topraklarda 0,021-1,423 cm.sa -1 ile çok yavaşla orta yavaş, kum fraksiyonunun hakim olduğu topraklarda 2,520-15,050 cm.sa -1 ile orta yavaş ve orta hızlı arasında olduğu belirlenmiştir. 52

66 4.3. Profil topraklarının fizikokimyasal özellikleri Organik madde Toprak örneklerinin fizikokimyasal analiz sonuçları Ek 2 de verilmiştir. Toprak örneklerinde organik madde miktarlarının yüzey örneklerinde % 0,87-3,42, yüzey altı örneklerinde (tüm horizonlar) ise % 0,34 ile % 2,13 arasında değerler aldığı belirlenmiştir. Organik madde miktarı mikrobiyolojik aktivite, bitkisel ve hayvansal atıklar nedeniyle yüzey toprağında profilin alt katlarına oranla yüksek değerler almıştır Serbest karbonatlar (CaCO 3 ) Profil örneklerinin kireç kapsamlarının % 0 ile % 55,8 arasında değişen değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Şiddetli erozyona uğrayan Doğu tepe serisi topraklarında (P11) profilde kireç gözlenmezken, kireç taşı ve marn üzerinde oluşan Çalı tepe serisi topraklarında (P5) yüksek miktarlarda (% 55,8) kireç belirlenmiştir Toprak asitliği (ph) Profil örneklerinin doygunluk çamurlarında ölçülen ph değerlerinin profil 1 le temsil edilen Gölcük bataklığı serisi topraklarının dışında yüzey topraklarında 7,17 ile 7,77, diğer horizonlarda ise 7,67 ile 8,72 arasında değiştiği belirlenmiştir. Yarı kurak iklim şartlarının hakim olduğu bölgede yağışın bazik katyonların profilden yıkanması için yeterli olmaması yüzey altı horizonlarında daha yüksek ph değerlerinin oluşmasına neden olmuştur. Gölcük bataklığı serisi toprakları büyük olasılıkla yüksek taban suyu etkisiyle diğer profillerden ayrımlı özellik göstermiştir. 53

67 Elektriksel iletkenlik Profil örneklerinin elektriksel iletkenlik değerleri yüzey örneklerinde 0,015-1,30 ms.cm -1, yüzey altı horizonlarda ise 0,009-0,98 ms.cm -1 arasında bulunmuştur. Gölcük bataklığı serisi profilinde ise yüzey toprağı elektriksel iletkenlik değeri 16,75 ms.cm -1, yüzey altı toprağı elektriksel iletkenlik değeri ise 22,50 ms.cm -1 olarak bulunmuştur Katyon değişim kapasitesi Profil örneklerinin katyon değişim kapasitelerinin yüzey örneklerinde 16,48-52,21 mol.kg -1, yüzey altı horizonlarda ise 10,35-46,17 mol.kg -1 arasında değerler aldığı belirlenmiştir. Toprakta kil miktarı ile katyon değişim kapasitesi arasında pozitif (P<0,01), kum kapsamı ile negatif (P<0,05) önemli ilişki bulunmuştur. Silt kapsamının söz konusu parametreye önemli herhangi bir etkisi olmamıştır (Çizelge 4.1). Yarı kurak iklim şartlarının etkisi altında olan bölgede yağışın azlığı, profilde yüksek bazla doygunluk değerleri oluşmasına neden olmuştur. Profil örneklerinde hakim katyon Ca +2 ve Mg +2 olurken, Gölcük bataklığı serisi profilinde hakim katyon Na + iyonu olarak bulunmuştur. 54

68 Profil 1 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, A C nem (w/w) (b) 0 nem (w/w) BL 5 PL 38 LL 83 Derinlik (cm) (c) Şekil 4.1. Profil örneklerinde bünye (a), kritik nem düzeyleri (b) ve kıvam limitlerinin (c) dağılımları 55

69 Profil 3 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) Ap Bw Bk C (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL PL LL (c) Şekil 4.1. Devam 56

70 Profil 4 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) A (b) 0 2 nem (w/w) Derinlik (cm) BL 14 PL 31 LL (c) Şekil 4.1. Devam 57

71 Profil 5 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) A (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL 8 PL 33 LL 48 (c) Şekil 4.1. Devam 58

72 Profil 6 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) Ap Bw Ck C2 (b) Derinlik (cm) BL 14 nem (w/w) PL 38 LL Şekil 4.1. Devam (c) 59

73 Profil 7 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) A Cg (b) Derinlik (cm) BL nem (w/w) PL LL 54 (c) Şekil 4.1. Devam 60

74 Profil 8 (a) 4,5 4 3,5 pf 3 2,5 2 A C 1,5 1 0, nem (w/w) (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL 8 PL 36 LL (c) Şekil 4.1. Devam 61

75 Profil 9 (a) 4,5 4 3,5 pf 3 2,5 2 1,5 Ap Bt C 1 0, nem (w/w) (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL PL 36 LL (c) Şekil 4.1. Devam 62

76 Profil 10 pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 (a) nem (w/w) Ap A2 AC C1 (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL PL LL (c) Şekil 4.1. Devam 63

77 Profil 11 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) Ap Bw Bk C (b) nem (w/w) BL 12 PL 24 LL 36 Derinlik (cm) Şekil 4.1. Devam (c) 64

78 Profil 12 (a) 4,5 4 pf 3,5 3 2,5 2 1,5 Ap A2 AC Ck 1 0, nem (w/w) (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL PL LL Şekil 4.1. Devam (c) 65

79 Profil 14 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) Ap A2 Ck (b) Derinlik (cm) BL 11 nem (w/w) PL (c) 46 LL Şekil 4.1. Devam 66

80 Profil 16 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) Ap Bw BC Ck (b) 0 10 BL 12 nem (w/w) PL 32 LL 48 Derinlik (cm) Şekil 4.1. Devam (c) 67

81 Profil 17 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) A (b) 0 5 nem (w/w) Derinlik (cm) BL 7 PL 33 LL (c) Şekil 4.1. Devam 68

82 Profil 18 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem w/w) A A2 Bt Bk Cg (b) Derinlik (cm) BL PL 27 LL nem (w/w) (c) Şekil 4.1. Devam 69

83 Profil 19 (a) 4,5 4 3,5 pf 3 2,5 2 1,5 Ap Bw Ck 1 0, nem (w/w) (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL 5 8 PL LL (c) Şekil 4.1. Devam 70

84 Profil 20 (a) 4,5 4 3,5 pf 3 2,5 2 A C 1,5 1 0, nem (w/w) (b) nem (w/w) Derinlik (cm) BL 15 PL 21 LL (c) Şekil 4.1. Devam 71

85 Profil 21 (a) 4,5 4 pf 3,5 3 2,5 2 1,5 Ap A2 Ck C2 1 0, nem (w/w) (b) nem (w/w) BL 10 PL 14 LL 38 Derinlik (cm) Şekil 4.1. Devam (c) 72

86 Profil 22 (a) pf 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, nem (w/w) A C1 C2 (b) 0 nem (w/w) Derinlik (cm) BL PL LL (c) Şekil 4.1. Devam 73