ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ Sevgi DONMA İKLİM DEĞİŞİMİ SÜRECİNDE AŞAĞI SEYHAN OVASINDA SÜRDÜRÜLEBİLİR ARAZİ VE SU YÖNETİMİ TOPRAK ANABİLİM DALI ADANA, 2008

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ İKLİM DEĞİŞİMİ SÜRECİNDE AŞAĞI SEYHAN OVASINDA SÜRDÜRÜLEBİLİR ARAZİ VE SU YÖNETİMİ Sevgi DONMA DOKTORA TEZİ TOPRAK ANABİLİM DALI Bu Tez 13../ 06./2008 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği ile kabul edilmiştir. İmza: Prof. Dr. Selim KAPUR Danışman İmza: Prof. Dr. Rıza KANBER II. Danışman İmza: Prof. Dr. Cemil CANGİR Üye İmza: Prof. Dr. Alhan SARIYEV Üye İmza: Doç. Dr.İsmail ÇELİK Üye Bu Enstitümüz Toprak Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü Bu çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No:ZF2006D19 Not: Bu tezde kullanılan özgün başka kaynakta yapılan bildirişlerin çizelge,şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmende kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ DOKTORA TEZİ İKLİM DEĞİŞİMİ SÜRECİNDE AŞAĞI SEYHAN OVASINDA SÜRDÜRÜLEBİLİR ARAZİ VE SU YÖNETİMİ Sevgi DONMA ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TOPRAK ANA BİLİM DALI Danışman: Prof. Dr. Selim KAPUR Yıl : 2008, Sayfa: 81 Jüri : Prof. Dr. Selim KAPUR Prof. Dr. Rıza KANBER Prof. Dr. Cemil CANGİR Prof. Dr. Alhan SARIYEV Doç. Dr. İsmail ÇELİK Bu çalışmanın amacı, Doğu Akdeniz bölgesinde yer alan ve Türkiye'nin ilk sulama projelerinden biri olan, büyük ölçekli Aşağı Seyhan Ovası (ASO) sulama alanındaki arazi kullanımı, sulama ve drenaj sistemleri, ve toprak tuzluluğu gibi öğelerin tarihsel gelişim içerisinde gösterdikleri değişimleri, olası iklim değişikliği senaryolarıyla birlikte irdelemektir.çalışmada, arazi ve laboratuvar ölçümleri ve anket çalışmaları ile elde edilen sonuçlar farklı modellerle yorumlanmış ve değişeceği öngörülen iklim etmenlerinin 2070' li yıllar için projeksiyonları yapılmıştır. Ovada, sulamaya 1960'lı yıllarda başlanmış ve o zamandan günümüze değin sulama sistemlerinin yıpranması, bitki deseninin değişmesi ve su yönetiminin sulama birliklerine devri gibi yapısal değişiklikler sulama randımanının düşmesine neden olmuştur. Sulama sistemlerinin devamlı akış yaklaşımına göre planlanmış olmasına karşın, çiftçilerinin gece sulaması yapmaması, sulama işletmeciliğini yürüten sulama birliklerinin sulama kanallarındaki suyu yeterince kontrol edememeleri gibi nedenlerle de ovada sulama randımanı % 40 gibi düşük bir düzeye ulaşmıştır. nun yıllık dalgalanmasının, geçmişte mevsimsel pikler oluşturmasına karşın son 20 yılda sulamada kullanılan su düzeyinin artması, sulama periyodunun uzaması ve drenaj kanallarının düzeltilmesi-iyileştirilmesi gibi nedenlerle mevsimsel pikler kaybolmuştur. Ayrıca, son 20 yılda tuzluluğundaki azalma da bu durumu doğrulamaktadır. IMPAM modeli kullanılarak yapılan analizde, sulama döneminde kanallardan oluşan sızmaların, topraktaki makro gözenekler yardımı ile derinlere sızarak, nun yükselmesine katkıda bulundukları belirlenmiştir. Bununla birlikte, tabansuyu hareketi üzerinde arazi kullanımının etkisinin, iklim değişikliğinin oluşturduğu etkiden daha fazla olduğu saptanmıştır. Sulamada gereğinden fazla su kullanılması ile toprak profilindeki tuzun yıkanması ve iyi projelendirilmiş drenaj kanalları ile bu tuzun uzaklaştırılmasıyla son 20 yılda kıyı kesimleri de dahil tuzlu alanlarda ovanın topoğrafik eğimene de bağlı olarak sulamanın yapıldığı uzun süreçte tuzlulukta azalma saptanmıştır. Ancak henüz sulama sistemlerinin inşa edilmemiş olan bölümünün kimi kısımlarında yüksek düzeyde tuzluluk saptanmıştır. Yapılan projeksiyonlarda, ovaya düşecek yağış miktarında % oranında bir azalma olacağı ve bu azalmanında kış aylarına rastlayacağı tahmin edilmiştir. Yağışta oluşacak bu önemli düzeydeki azalma sulama suyu gereksinimini arttıracak ve sulama süresinin erken ilkbaharda başlayıp geç sonbahara kadar uzamasına neden olacaktır. Var olan durumda yaklaşık 150 cm çevresinde kalıcı bir düzeyde olduğu saptanan yüksek düzeyi yağışların azalması ile 2070 li yıllarda düşebilecektir.ancak henüz sulama sistemleri inşa edilmemiş 4. bölümde, etkili bir tarla içi drenaj ağı yapılmazsa, varolan yüksek problemi sulamanın artması ile çok ciddi boyutlara ulaşabilir. Söz konusu alanlar için diğer bir alternatif ise ekonomik değeri yüksek tuzcul (halofit) bitkilerin ekimlerinin ilgili kuruluşlarca desteklenip yaygınlaştırılmasıdır. Bu nedenlerle, gelecekte ovada yapılacak rehabilitasyon çalışmalarında, potansiyel arazi kullanım değişikliğinin dikkate alınması gerekmektedir. Buna bağlı olarak, ovada varolan ve tuzlanmaya neden olan arazi kullanımı ve sulama/ drenaj ağınının gelecekteki sorunları karşılayabilecek düzeye getirilmesi,başka bir deyişle sistemdeki iyileştirme çalışmasının, toprak çeşitleri ve yüzey-yüzey altı topoğrafyalarının da dikkate alınarak ayrıntılı ve daha uzun süreli bir ' Tuz Riski' izleme ve değerlendirme çalışmasıyla birlikte yürütülmesi gerekmektedir. Sonuçta, söz konusu çalışmanın sürdürülebilir arazi ve su yönetim programının tamamlayıcısı olması gerekmektedir. Anahtar kelimeler : Aşağı Seyhan Ovası, Sulama,, Tuzluluk, İklim Değişimi I

4 ABSTRACT PhD THESIS THE SUSTAINABILITY OF LAND AND WATER MANAGEMENT OF THE LOWER SEYHAN IRRIGATION PROJECT AREA UNDER PROGRESSING CLIMATE CHANGE SEVGİ DONMA DEPARTMENT OF SOIL SCIENCE INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES THE UNIVERSITY OF CUKUROVA Supervisor: Prof. Dr. Selim KAPUR Year : 2008, Pages: 81 Jury : Prof. Dr. Selim KAPUR Prof. Dr. Rıza KANBER Prof. Dr. Cemil CANGİR Prof. Dr. Alhan SARIYEV Doç.Dr. İsmail ÇELİK The aim of this study is to determine the historical changes in land use, irrigation/drainage and salinity (soils and ground water) of the large scale Lower Seyhan Basin (LSB) irrigation area along with the probable future climate change senarios. The results obtained from field measurements, laboratory analysis and field questionnaires were interpreted by the use of various models leading to the projection of the climatic components sought to change by The crucial structural changes, concerning the crop patterns, the management of the irrigation water and the waring out of the irrigation facilities that have been initiated in the 1960's, are the primary drivers of the decreasing irrigation efficiency in the area. Thus, despite the existence of the continuous water use programming approach implemented in the project area, the lack of night irrigations expected to be followed by the farmers and the insufficient control of the water by the water use associations, are additionally responsible for the low irrigation efficiency (40%). Despite the occurrence of the annual fluctuations and the seasonal peaks of the past, a more or less uniform ground water level and a decrease in their salt contents has recently been determined in the study area. This has most probably being achieved by the increased water use and renovated drainage facilities as well as the longer irrigation periods practised in the basin in the last 20 years. The analysis carried out by the IMPAM model revealed the contribution of the water leached from the irrigation canals in alleviating the fluctuating highly saline ground water levels. Moreover, the effect of the land use was determined to be higher than the effect of the present impact of the climate change on the ground water movement. The leaching along with the evacuation of the excess salts was achieved by the increased use of irrigation water and the highly efficient drainage system respectively along the North-south relief of the basin towards the Mediterranean coast, where high salinity stil exists due to the lack of draining facilities. The projections revealed that the annual precipitation of the basin is estimated to decrease by 42 to 46 % mainly during the winter months. This decrease is foreseen to increase the irrigation requirement and cause a shift to a longer irrigation period from early spring to late autumn. The stable and high water table level of 150 cm of the present is estimated to fall by 2070 by the impact of the decreasing precipitation. Moreover, if an efficient drainage system is not constructed in the 4. stage irrigation area (the southernmost part of the delta which will shortly be included in the irrigation programme) the existing high water table can cause severe problems in this part of the basin. Consequently, the present and future potential land use programmes should highly consider, the income generating indigenous crop species with special care on halophytes while primarily aiming the rehabilitation of the degraded lands. This should be coupled with a complementary long-term ''Salinity risk'' monitoring programme with baseline information on soils and their surface and sub-surface topographies along the northsouth transect of the downspring basin Key Words: Lower Seyhan Plain, Irrigation, Ground Water, Salinty, Climate Change II

5 TEŞEKKÜR Tez çalışmamın her aşamasında büyük bir titizlik ve özveriyle bana destek olan, yönlendiren ve çalışma ortamı sağlayan danışman hocam Sayın Prof. Dr. Selim KAPUR a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca TYS Bölümü başkanı, değerli hocam ve tezimin ikinci danışmanı Sayın Prof. Dr. Rıza KANBER e çalışmam süresince yapmış olduğu çok değerli ve yerinde katkılarından dolayı teşekkür ederim. Tez çalışmam sırasında yakın desteklerini gördüğüm görüş ve önerilerinden yararlandığım, Japon RIHN ( İnsan ve Doğa Kaynakları Araştırma Enstitüsü) enstitüsü elemanları Dr. Takanori NAGANO, Dr. Takashi KUME ve Dr. Chieko UMETSU ya teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarım sırasında değerli görüş, katkı ve yardımlarını esirgemeyen Yrd.Doç. Dr. Erhan Akça, Arş. Gör. Musa SERDEM ve Doç. Dr. Suha BERBEROĞLU na teşekkür ederim. Tez jürisindeki diğer hocalarım Prof. Dr Cemil CANGİR, Prof. Dr. Alhan SARIYEV ve Doç. Dr. İsmail ÇELİK e yapıcı katkılarından dolayı teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER...IV ÇİZELGELER DİZİNİ...VI ŞEKİLLER DİZİNİ... VIII 1.GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sulama ile İlgili Çalışmalar Tuzlulukla İlgili Çalışmalar İklim Değişikliğinin Sulama Üzerine Etkisi ile İlgili Çalışmalar MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Çalışma Alanı, Topoğrafya ve Toprak Özellikleri İklim Yöntem Ele Alınan Konular Aşağı Seyhan Ovasında Sulama Sorunları Aşağı Seyhan Ovasının Sulamaya Açılmış Bölümündeki Tabansuyu Düzeyi ve Tuzluluktaki Dönemsel Değişimler Aşağı Seyhan Ovası, Sulamaya Açılmamış Alanlarda Tabansuyu Düzeyi, Tuzluluğu ve Toprak Tuzluluğundaki Dönemsel Değişiklikler Aşağı Seyhan Ovası Sulanır Alanlarında İklim Değişimi ve Seçeneksel Bitki Deseni: Bölgesel Benzeşim Analizi ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Aşağı Seyhan Ovasında Sulama Sorunları Anket Çalışması Arazi Kullanımı Su Yönetimi IV

7 4.2. Aşağı Seyhan Ovasının Sulanan Bölümündeki Tabansuyu Düzeyi ve Tuzluluktaki Uzun Dönem Değişiklikler Tabansuyu Düzlemi Değişimi Tabansuyu Tuzluluğunun Dağılımı Toprak Yapısı, Arazi Kullanımı ve Yüksekliğinin Tabansuyu Düzlemi Üzerindeki Etkisi Aşağı Seyhan Ovası, Sulamaya Açılmamış Alanlarda Tabansuyu Düzeyi, Tuzluluğu ve Toprak Tuzluluğundaki Uzun Dönem Değişiklikler Tabansuyu Hareketinin Değişimi Tabansuyu Tuzluluğu Değişimi Tabansuyu Tuzluluğu ve Sodyum ( Na + ), Sodyum Adsorbsiyon Oranı (SAR) Arasındaki İlişki Toprak Tuzluluğundaki Değişim ve Tabansuyu Tuzluluğu ile İlişkisi Sonuç ve Öneriler Aşağı Seyhan Ovası Sulanır Alanlarında İklim Değişimi ve Seçeneksel Bitki Deseni: Bölgesel Benzeşim Analizi Ovada Ekimi Yapılan Bitkilerin Üretim Değerleri Senaryolar Veriler Benzeşim Sonuçları Sonuç ve Öneriler GENEL YORUMLAR VE ÖNERİLER Yorumlar Öneriler KAYNAKLAR EKLER V

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 4.1. Ovadaki Ana Bitkilerin Yetişme Dönemleri Çizelge 4.2. Tabansuyu Derinliği (cm) ile Kotu (m), EC (ds/m), Kil İçeriği (%) ve Sulama Suyu (mm) Arasındaki Korelasyon değerleri Çizelge Aşağı Seyhan Ovasında 2002 Yılında Sulanan Ana Bitkiler Çizelge Elverişli Su Miktarının Farklı Olduğu Koşullar için Sulama Birlikleri Tarafından Yapılan Tahmini Bitki Deseninin Delphi Tahmini Özeti Çizelge İklim Değişimi Olasılığında ASO da Kullanılabilecek Su Miktarı ve Sulamayı Geliştirme Yatırımları Senaryoları Çizelge ASO da Ekimi Yapılan Ana Bitkilerin Sulama Suyu Gereksinimi Çizelge ASO'da Varolan Bitki Deseni ( Kullanılabilir Su Miktarı 585 mm) Çizelge ASO'da Sulama Geliştirme Yatırımlarının Yetersiz Olduğu Senaryo( Kullanılabilir Su Miktarı 580 mm) Çizelge ASO'da Sulama Geliştirme Yatırımlarının Yeterli Olduğu Senaryo ( Kullanılabilir Su Miktarı 535 mm) Çizelge ASO'da Sulama Geliştirme Yatırımlarının Yeterli Olduğu ve 4. Bölümün Sulamaya Açıldığı Senaryo ( Kullanılabilir Su Miktarı 431 mm) Çizelge 4.3. Aşağı Seyhan Ovasındaki Toprak Serileri ( Dinç ve ark., 1990) Çizelge 4.4. Haziran, 2005 EM Ölçümü, Arazi Kullanımı ve Ölçüm Noktalarının Denizden Yüksekliği Çizelge 4.5. Temmuz, 2005 EM Ölçümü, Arazi Kullanımı ve Toprak Serileri Çizelge 4.6. Ağustos, 2005 EM Ölçümü ve Arazi Kullanımı Çizelge 4.7. Eylül, 2005 EM Ölçümü ve Arazi Kullanımı Çizelge 4.8. Ekim, 2005 EM Ölçümleri ve Arazi Kullanımı Çizelge 4.9. Kasım, 2005 EM Ölçümleri ve Arazi Kullanımı VI

9 Çizelge Şubat, 2006 EM Ölçümleri ve Arazi Kullanımı Çizelge Nisan, 2006 EM Ölçümleri ve Arazi Kullanımı Çizelge Ağustos 2006 EM Ölçümleri ve Arazi Kullanımı Çizelge Ekim, 2006 EM Ölçümleri ve Arazi Kullanımı Çizelge Kasım, 2006 EM Ölçümleri ve Arazi Kullanımı VII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 3.1. Çalışma Alanı, Sulamanın Gelişme Evreleri Şekil 3.2. Adana ve Karataş Meteoroloji İstasyonları Yıllık Toplam Yağış Değerleri Şekil 3.3. Arazi Kullanım Haritası (1985) Şekil 4.1. Aşağı Seyhan Ovasında Ekimi Yapılan 8 Ana Bitkinin Ekim Alanlarındaki Süreçsel Değişim( ) Şekil 4.2. ASO da Sulamada Kullanılan Su Miktarı ve Su Miktarındaki Değişimler Şekil 4.3. ASO da Aylık Ortalama Tabansuyu Derinliği Şekil 4.4. Ovadaki Tabansuyu Dalgalanma Aralığı Şekil 4.5. Yıllık Minimum Tabansuyu Derinliği Şekil 4.6. Minimum Derinliğin Oluştuğu Aylar Şekil 4.7. ASO da Tabansuyu Tuzluluk Dağılımının On Yıllık Aralıklarla Değişimi Şekil 4.8. Gözlem için Seçilen Kuyular Şekil 4.9. Sulamaya Açılmamış Alanda (4.bölüm) Tabansuyu Derinliğinin Dönemindeki Dalgalanması Şekil Sulanmayan Alandan Seçilmiş Kuyularda A ve B Kesiti Boyunca Taban suyu Hareketi Şekil Gözlem Kuyu Kotlarına Göre Tabansuyu Tuzluluğunun Sınıflandırılması Şekil Sulanan ve Sulanmayan Alanlardaki 1977 ve Dönemlerindeki Tabansuyu Tuzluluğunun Karşılaştırılması Şekil ve Dönemlerindeki Tabansuyu Tuzluluğu ve Sodyum Arasındaki İlişki Şekil Sulanmayan Alanda( 4. bölüm) 2005 Yılı Toprak Tuzluluğu ile 1977 Yılı Tabansuyu Tuzluluğu Arasındaki İlişki Şekil Bölgedeki Tuzlu Alanlar a) 1990, b) Şekil Bölgede Taban suyu EC Değerleri ( 1977 ) VIII

11 Şekil 4.17 EM Ölçümleri ve EC v Değerleri Şekil Toprak Tuzluluğu ve Arazi Kullanımı İlişkisi Şekil ASO 4.Bölüm Temmuz 2005 için Tahmini Toprak Tuzluluğu Dağılımı IX

12 1. GİRİŞ Sevgi DONMA 1.GİRİŞ Toprak ve su kaynaklarının geliştirilerek en uygun kullanımı ile tarımsal üretimde büyük artışlar sağlanabilmektedir. Tarımın temel kavramlarını oluşturan toprak ve suyun uzun süreli kullanabilirlikleri pek çok etmenin etkisinde şekillenmektedir. Bunlar, iklim, sulama suyu niteliği, toprak özellikleri, bitki seçimi, tarım şekli, sulama yöntemi, drenaj yeterliliği, sulama ve drenaj yönetimi olarak sıralanabilir. Su, canlılar için vazgeçilemez bir doğal kaynaktır; eksikliğinde bitkisel üretim, önemli ölçüde kısıtlanmaktadır. Suyun en fazla kullanıcısı olan tarım, kültür bitkilerinin üretimleriyle ilgili işlevleri kapsar. Türkiye de tarım sosyal ve ekonomik yönüyle, halkın yaşamında önemli rol oynamaktadır. Tarım, toplam milli gelirin %19'unu, dışsatımın %9'unu oluşturur. Bu bağlamda tarımsal işlevlerle toplumun yaklaşık %51'ine iş olanağı sağlanmaktadır (Kılınçer ve ark., 2002). İnsanların temel gıda gereksinimlerinin güvenli biçimde karşılanması, öncelikle, tarımsal üretimin ve sulanan alanların arttırılmasına bağlıdır. Bilindiği gibi, kurak ve yarı kurak iklimlerde, bitki gelişimini sınırlandıran en önemli etmen, kök bölgesinde bulunan yarayışlı suyun eksikliğidir (Falkenmark ve Rockström, 1993; Lal, 1991). Bu nedenle kurak ve yarı kurak alanlarda sulu tarım yapılması kaçınılmaz bir zorunluluk olarak karşımıza çıkmaktadır. Ancak, su kullanımındaki artış, çok önemli sorunlara neden olmaktadır. Örneğin, yer altı su kaynakları tükenmekte, su ekosistemleri kirlenmekte ve bozulmakta; ayrıca sulu tarımda bir çok çevresel sorun ortaya çıkmaktadır. Yenilenebilir bir doğal kaynak sayılan su, sınırlı alanlarda bu özelliğini kaybetmek gibi çok tehlikeli bir özellik kazanmaktadır (IFPRI, 2004). Diğer taraftan, tarla içi sulamalarda ortaya çıkan çevresel sorunların başında, uygun olmayan sulama yönetimi altında ve zayıf drenaj ortamında fazla sulama yapılması halinde topraklarda görülen tuz birikimi gelmektedir (Ghassemi ve ark., 1995). FAO nun kestirimlerine göre, sulanan alanların yaklaşık yarısı sessiz düşman olan tuzluluk, alkalilik ve yüzeyde göllenme tehdidi altındadır. Türkiye de 1

13 1. GİRİŞ Sevgi DONMA de benzer durum söz konusudur. Sulanan alanlarda belli ölçülerde tuzluluk ve sodyumluluk sorunu bulunmaktadır. İklim, atmosferde oluşan meteorolojik olayların bir bütünü olarak tanımlanır. Sıcaklık, yağış, rüzgâr, nemlilik gibi öğeler, çevremizi ve dünyada yaşayan tüm canlıları; ve bunların yanında, tarımda kullanılan temel etmenler tohum, toprak ve su olduğundan iklim bunların tümünü de önemli ölçüde etkiler. Küresel anlamda sıcaklık son 100 yıl içinde 0.6 ºC civarında artış göstermiştir ve 20. yüzyıl boyunca da su düzeyinin yaklaşık 0.1 m ile 0.2 m arasında arttığı gözlemlenmiştir. Bugün çeşitli senaryolara göre dünyadaki küresel sıcaklığın 2100 yılına kadar 1.4 º C ve 5.8 ºC artacağı, su düzeyinin ise 9 cm ile 88 cm arasında artabileceği dikkate alınarak değerlendirmeler yapılmaktadır (IPCC, 2001). İklim değişmelerinin en önemli sonuçlarından birisi, su kaynakları üzerindeki olumsuz etkileridir. Sıcaklık, yağış ve evapotranspirasyon gibi, sulama açısından önemli sayılan öğeleri değiştirmekte ve su kaynaklarını olumsuz yönde etkilemektedir (Soykan, 1995). Birçok ülke gelecekteki küresel iklim değişikliklerinin, su kaynaklarına ve tarımsal potansiyel üzerindeki ekonomik ve sosyal etkileri konusunda araştırma yapmaktadır. Türkiye, küresel ısınmanın potansiyel etkileri açısından, risk grubuna giren ülkelerden birisidir. Buna göre, Türkiye nin küresel ısınma sonucu, su kaynaklarının azalması, orman yangınları, kuraklık ve çölleşme ile bunlara bağlı ekolojik bozulmalar gibi olumsuz yönlerinden etkileneceği savlanmaktadır. İklim değişikliğine ilişkin etkilerin kestiriminin, günümüzdeki modern yöntemi, model kullanımıdır. Bu modellerle atmosferde gerçekleşen fiziksel süreçleri simgeleyen matematiksel ifadeler kullanılmaktadır. Model kestirimleri, dünyanın ülkemizin de içinde bulunduğu enlemlerinde sıcaklıkların artacağı, yağışın azalacağı yönündedir. Değinilen sonuçlar, meteoroloji ile ilgisi olan tüm alanları yakından ilgilendirmektedir. Üstü açık bir fabrika olarak tanımlanabilecek olan tarım ve ormancılık kesimlerinin, özellikle Türkiye de, oldukça fazla etkilenebilecektir (Şaylan ve Çaldağ, 2000; Şaylan ve Çaldağ, 2002). Tarım ve Ormancılık alanlarının iklim değişiminden nasıl etkileneceğini bulmak ve yapılması gereken düzenlemeleri belirlemek için, geleceğe yönelik, iklim 2

14 1. GİRİŞ Sevgi DONMA değişikliği senaryolarının yapılması gereklidir. Bugün ülkelerin büyük çoğunluğunda iklim değişikliği gerçeği göz önüne alınarak, gelecekte tarım kesimine nasıl yön verileceği planlanmaktadır (Şaylan 1995; Şaylan 1998). Bu kestirimlere göre, günümüzdeki vejetasyon süresi bakımından tarımsal üretime pek uygun olmayan kuzey enlemlerindeki ülkelerin üretimleri, sıcaklık artışından olumlu etkilenecektir. Tüm olası değişikliklerin, Türkiye tarım kesimini nasıl etkileyeceği sorusunun yanıtı, tarımsal meteorolojik araştırmalar ile ortaya konulabilir. İklim değişikliğine bağlı olarak, özellikle bitkilerin gelişme dönemlerinin, çeşitlerinin ve hayvan türlerinin karşı karşıya kaldığı etki ve değişimlerin yanında, sulama ve su kullanımı ile ilgili planların yeniden gözden geçirilmesi gerekmektedir. Türkiye nin içinde bulunduğu enlemler için önerilen küresel dolaşım modelleri kullanılarak, ülkenin meteorolojik özelliklerindeki değişikliğin belirlenmesi, daha sonra bölgesel iklim modelleriyle özellikle tarım ve ormancılık bakımından önemli alanların geleceğinin ortaya konulması ve bunları dikkate alan, üreticilerin de yönlendirilmesinde rol oynayacak seçeneksel planların hazırlanması önemlidir (Şaylan ve Çaldağ 2002). Bu çalışmada, ülkemizin tarımsal potansiyeli yüksek alanlarından biri olan ve Cumhuriyet döneminin ilk sulama projelerinden birisini barındıran, ha toplam sulanabilir alana sahip Aşağı Seyhan Ovası nın sulama, tabansuyu ve tuzluluk açısından şimdiki durumu ortaya konulmuş ve iklim değişikliği sürecinde anılan etmenlerin etkilenme düzeylerinin analizleri yapılmıştır. Sunulan çalışma, çok büyük bir araştırmanın bir kısmını, sulanır tarım alanlarındaki sulamanın sorunlarını ve iklim değişikliği sürecinde ortaya çıkabilecek yeni durumların irdelenmesini kapsamaktadır. Araştırmada, ovanın sulama ve tuzluluk açısından varolan durumu ortaya koyulmuş ve iklim değişikliği sürecinde sulama sisteminin adaptasyonunu, gelecekteki su kaynağının yeterliliği, taban suyu, tuzluluk ve arazi kullanımı gibi sorunlar tartışılmştır. 3

15 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2.1. Sulama ile İlgili Çalışmalar Günümüzde gelişmekte olan ülkelerde yaklaşık 800 milyon insan açlık veya kötü beslenme tehlikesi altında bulunmaktadır. Bu alanlarda yaşayan insanların gıda güvenliği ile ilgili sorunlarının çözümü, kırsal alanlardaki toprak ve su yönetimine bağlıdır (Rockström, 2003). Ancak, su kullanımındaki artış, çok önemli sorunlara neden olmaktadır. Örneğin, yer altı su kaynakları tükenmekte, diğer su ekosistemleri kirlenmekte ve bozulmakta; ayrıca sulu tarımda bir çok çevresel sorun ortaya çıkmaktadır. Öyle ki, yenilenebilir bir doğal kaynak sayılan su, sınırlı alanlarda bu özelliğini kaybetmek gibi çok tehlikeli bir özellik kazanmaktadır. Açıklanan durumun bir sonucu olarak, yeni su kaynaklarının sağlanması ve geliştirilmesi, çok pahalı hatta olanaksız hale gelmektedir (IFPRI, 2004). Öte yandan, tarla içi sulamalarda ortaya çıkan çevresel sorunların başında, uygun olmayan sulama yönetimi altında ve zayıf drenaj ortamında fazla sulama yapılması halinde topraklarda görülen tuz birikimi gelmektedir. (Ghassemi ve ark., 1995). El-Ashry (1991), Rhoades (1987), Kayasseh ve Schenk (1989) yaptıkları değerlendirmede, sulanan milyon hektar alanda tuzluluktan dolayı ürün veriminde önemli azalmalar olduğunu vurgulamışlardır. Dünya bankasının 1992 yılı tahminlerine göre sulamadan kaynaklanan problemli alan 60 milyon hektara yükselmiştir, bu da toplam sulanan alanın % 24 üne denk gelmektedir. Dünyada 24 milyon hektar alanda ise önemli düzeyde verim azalması gözlemlenmiştir. Sulama ile ilgili sorunlar, su kaynaklarının geliştirme projelerinde ortaya çıkan sorunlar olarak genellenerek, tanımlanabilir. Bunlar, su kaynaklarının geliştirilmesinden başlayarak, suyun tarla düzeyinde kullanılmasına dek birbirini izleyen aşamalarda ortaya çıkmaktadır. O nedenle sulama sorunlarının irdelenmesi, gerçekleştirilen projenin ekonomik ömrü boyunca, davranışının ve çevresel etkilerinin izlenmesine dek pek çok aşamayı ve çok uzun bir süreci içerir (Sezginer ve Güner 1994). 4

16 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA Proje alanlarında sulama suları; derine sızma, buharlaşma, yüzey akışı, sulama sistemlerinin doğru işletilmemesi ve benzeri nedenlerle kaybolmaktadır. Ülkemizde genellikle geleneksel açık kanal sistemleri yapılmaktadır. Bu sistemlerin yaygın olduğu alanlarda iletim ve dağıtım randımanı % 60, su uygulama randımanı % 50 ve toplam proje randımanı % 30 dolayında gerçekleşmektedir. Söz konusu bu düşük randımanlara karşı alınacak önlemler, su iletim sistemlerinin gelişmiş, çağdaş teknikler kullanılarak yapılması, çıplak kanalların kaplanması ve sızdırmazlığın sağlanması ile sızma kayıplarının azaltılmasıyla ilgilidir. Hidrolik kontrollü açık kanal sistemleri ve basınçlı borulu sulama sistemlerinin kurulması, sulama randımanlarını arttıran, kontrollü sulama olanağı yaratan ve su artırımı sağlayan uygulamalar arasında sayılmaktadır. Tarla bazında suyun etkin kullanımı ve artırımı için geliştirilmiş yüzey sulama teknikleri, örneğin, fasılalı karık, azaltılmış debili karık, döngülü karık, alternatif karık, vb, sulama ve sulama zamanının otomasyonu, yağmurlama sulama ve düşük basınçlı-düşük akışlı modern sulama tekniklerinin kullanılması ile su tasarrufu yanında, geleneksel sulama yöntemlerinin doğurduğu sakıncalar da giderilebilmektedir. Yavuz,1984, Çukurovada yaptığı çalışmada kanal niteliklerine göre, %0.6- %2.4 ünün sızma ve buharlaşma ile kaybolduğu saptamıştır. Sulamada, bitki su gereksiniminde büyük bir kısıntı yapılması söz konusu olamayacağına göre su artırımı, suyun iletiminde, dağıtımında, sistemin işletilmesinde ve bitkiye uygulanmasında yapılacaktır. Bu nedenle sulama randımanın arttırılması büyük bir önem taşımaktadır. Klasik sulama yöntemleri yerine yağmurlama ve damla sulama yöntemleri kullanılması durumunda randıman % 60 dan sırası ile % 80 ve % 90 a çıkabilmektedir. Bu da % 20 ile % 30 luk bir su tasarrufu demektir. Dünyada olduğu gibi, Türkiye de de devlet sulama şebekelerinin işletmebakım sorunlarını sulama yönetimini Sulama Birliklerine devredilmeleri ile çözümlenmeye çalışılmıştır. Sulama sistemlerinin işletmelerinin Katılımcı Sulama Birliklerine devri, Türkiye de beklenilmeyen ölçüde başarılı olmuştur. Kısa sürede, 5

17 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA önemli boyutlarda devir işlemi gerçekleşmiş ve bu durum, Asya, Afrika, Amerika ve kimi Uzak Doğu ülkeleri için model oluşturmuştur (Kanber ve ark., 2004 ). Sulama Birlikleri tarafından işletilen şebekelerin büyük çoğunluğunun eski olması (30 yıllık) nedeniyle yıllık bakım, onarım ve yenileme gereksinimleri de çok fazla olmaktadır. Yıllardır devletin yatırımlarda gittiği kısıtlamalar nedeniyle yıllık bakım-onarım ve yenileme ihtiyaçlarının yarısının karşılanabildiği Sulama Birliklerince işletilen özellikle çok eski tesislerde nakit ihtiyacının sadece sulama suyu ücretleri ile karşılanması yetersiz görülmektedir. Sulama yönetiminde başarıyı etkileyen önemli bir faktörde bakım, onarım ve yenileme ihtiyaçlarının zamanında ve eksiksiz olarak yerine getirilmesidir. Bunun için de ihtiyaç duyulan makine parkının bulunması gerekmektedir. Özellikle yeni kurulan ve daha küçük sulama alanına sahip birliklerde makine parklarının oluşturulmasına yardım edilmeli ve/veya ortak kullanabilecekleri bir makine parkının oluşturması için gerekli düzenlemeler yapılmalıdır Tuzlulukla İlgili Çalışmalar Tarımsal üretimin en önemli öğelerinden olan topraklar, aynı zamanda kendini yenileyemeyen doğal kaynaklardan birisidir. Dünya nüfusunun sürekli ve hızlı bir şekilde artması ve bu artışa paralel olarak insanların gereksinimlerinin çeşitlenmesi, insanların topraklar üzerindeki baskısını sürekli olarak artırmaktadır. Bu baskılar sonucu sürekli olarak yanlış kullanılmakta olan topraklarda önemli sorunlar ortaya çıkmaktadır. Eriyebilir toplam tuz içeriği % 0.15'ten büyük olan topraklar tuzlu, değişebilir sodyum yüzdesi (ESP) 15'ten ve ph' sı 8.5 tan büyük olan topraklar ise sodyumlu topraklar olarak tanımlanmaktadır (Soil Survey Staff, 1993). Topraklardaki yüksek tuzluluk, bitkileri iki şekilde etkilemektedir. Birincisi, bitkilerin toprak çözeltisinden su alımını engelleyen toplam tuz etkisi veya ozmotik etki, ikincisi ise bitkilerdeki bazı fizyolojik olayları etkileyen toksik iyon etkisidir (James ve ark. 1982). Topraklardaki yüksek ESP ise kil minerallerinin şişme ve dispersiyonunu 6

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA arttırmakta, bu da topraklarda yapının bozulmasına ve hidrolik iletkenliğin düşmesine neden olmaktadır (Rahman ve Rowel, 1979). Tuzluluk ve sodyumluluk sorunu olan toprakların dünyada ve Türkiye'deki yayılımı her geçen gün artmaktadır. Türkiye'deki tuzlu ve sodyumlu toprakların yayılımı, 1978 yılında 1.5 milyon hektar dolaylarında olduğu halde, bugün bu miktarın daha da arttığı kestirilmektedir. Dünyada ise sulama kaynaklı tuzluluk ve sodyumluluk sorunu olan arazilerin, toplam sulanan arazilere oranının % 27'ye ulaştığı tahmin edilmektedir (Topçu, 1998). Toprakların tuzlulaşma ve sodyumlulaşmasını sulama, drenaj, toprak özellikleri, fizyoğrafya ve iklim gibi etmenler, önemli ölçüde etkilemektedir. Bu etmenlerin uygun olduğu Çukurova, Harran ve Söke ovalarında tuzluluk ve sodyumluluk sorunları, önemli düzeylere çıkmıştır (Özcan ve ark., 2000; Çullu ve ark., 1998). Kurak ve yarı kurak bölgelerdeki sulamalarda, tuzluluk tarımsal verimliliği kısıtlayan en önemli etmendir. İşletme yaklaşımlarının belirlenmesinde ve arazi geliştirme çalışmalarında tuzlu alanların dönemsel olarak izlenmesi çok önemlidir. Toprak verimliliğini etkileyen diğer önemli etmenler ise alkalilik ve taban suyu düzeyleridir. Tuzlu suyun toprak yüzeyine doğru hareketi ve aşırı evapotranspirasyon farklı toprak horizonlarında tuz birikimine neden olur (Mehanni, 1998; Çullu ve ark., 2000). Toprakta doğal ve kültürel etkiler altında oluşan tuzluluk, kimyasal, fiziksel, jeolojik ve biyolojik kökenli olabilir. Kimyasal etkiler, katyon değişimi ve topraktaki tuzlar arasındaki karşılıklı etkileşim ile ilgilidir, fiziksel etki ise toprağın geçirgenliğinin durumuna bağlıdır. Bu bağlamda, toprakta bulunan geçirimsiz horizonlar toprak içerisindeki tuzun aşağıya doğru hareket etmesini kısmen veya tamamen engeller (Özgül, 1974; FAO, 1985; Smedema ve Rycroft, 1983). Biyolojik etki ise, tuzluluğun toprakta artmasıyla osmotik basıncın ve bitki içerisindeki protoplasmik hareketin değişmesidir (Özgül, 1974; FAO, 1985; Smedema ve Rycroft, 1983). Tüm bu temel nedenleri ilgilendiren taban suyu derinliğinin ve tuz kapsamının zamansal ve yersel değişimlerinin; tuzluluğun kökeninin ve kaynağının tarımsal işlevin başarısı için esas olduğu Kanber ve ark. (2004) tarafından ayrıntılı çalışmalarla vurgulanmıştır. Supannee (1990), tuzlu sulama sularının drene edilme 7

19 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA sürecinde bir sulama havzasında eğimi yüksek olan kısımlardan eğimi az olan kısımlarda tuz birikimine neden olduğunu ve biriken bu tuzların toprak yüzeyinde açıkça görülebildiğini belirtmiştir. Dinç ve ark. (1991), Türkiye nin ilk sulama projelerinden biri olan Aşağı Seyhan Ovası sulamasının denize yakın olan alt kısımlarında önemli düzeyde bir tuzluluk sorunu olduğunu ve tuzluluk etkisinin Helvacı, Arıklı, Arpacı, Gemisüre toprak serilerinde görüldüğünü ve baskın tuz tipinin ise Halit (NaCl) olduğunu vurgulamışlardır. Yüzgeç (1985), Çukurova bölgesi topraklarında, 1956 ve 1984 yılları arasında, yüzey horizonlarındaki tuz hareketini ve tuzlu alanların dağılımını karşılaştırmıştır. İnceleme sonucunda yüzey horizonlardaki tuzların hareket ettiğini, şiddetli tuzlu alanların 1956 yılında % 16.8 iken 1984 yılında sulamanın etkisi ile % 2.1 e düştüğünü ve tuzlu alanların ise ha dan ha a gerilediğini saptamıştır. Özcan ve Çetin (1996), Aşağı Seyhan Ovası nda yer alanı, ha genişliğindeki 4. evre sulama alanındaki tuzlu alanların, yılları arasındaki dağılımlarını karşılaştırmışlardır. Yazarlara göre bölgede, tuzlu toprakların kapladığı alanlarda % 13, sodyumlu alanlarda % 64, şiddetli tuzlu ve sodyumlu alanlarda ise % 43 oranında artış olmuştur. Araştırmacılar, bu değişikliğin nedenlerini; üst havzadaki sulamadan gelen sızmalar, çalışma alanında sulama kanallarının olmaması nedeniyle drenaj sularının sulamada kullanılması, çevrede yer alan ırmaklardan ve lagünlerden oluşan sızmalar ve tuzlu tabansuyundan oluşan kılcal yükselmelere bağlamışlardır. Çetin ve Özcan (1999), Aşağı Seyhan Ovası nın sulanan ve sulanmayan alanlarında ortaya çıkan sorunları araştırmışlardır. İnceleme sonucunda sulanan alanlarda gerçekleşen bitki deseninin, öngörülen hedeflerden oldukça farklı ve sulama oranının % arasında değiştiğini saptamışlardır. Ayrıca, taban suyu gözlem alanının %50 sinde drenaj sorunu, % 4-5 inde ise taban suyu tuzluluğu sorunu olduğunu belirlemişlerdir. Öte yandan, tarla içi dren sistemlerinin drenajda bir iyileşmeye neden olduğunu, yağışlı mevsimlerde ise ırmakların taban suyunu beslediğini ve ana drenaj kanallarının taban suyunu drene ettiğini saptamışlardır. 8

20 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA Sürdürülebilir bir sulama yönetiminde ve iyileştirme projelerinde, tuzluluk zararının izlenmesi, her zaman, çok önemli olmuştur. Tuzlanma sorununun ortaya çıkarılması, izlenmesi ve tuzdan etkilenen toprakların haritalanması, bilinen bir konu olmasına karşın, dinamik bir sistemde uygulamak oldukça, zordur. Son yıllarda uzaktan algılama teknolojisinin, haritalamada ve niteliği bozulmuş arazilerin, özellikle tuzdan etkilenen arazilerin izlenmesinde kullanılması gerek zaman gerekse maliyet etkinliği sağlamıştır (Sharma and Bhargawa, 1988; Rao et al., 1991; Dwivedi, 1992; Srivastava et al., 1997; Dwivedi and Sreenivas, 1998; Khan and Sato, 2001). Çetin ve Diker (2003), Aşağı Seyhan Ovasında drenaj sorunlarını saptamak ve en uygun drenaj sistemini önermek amacıyla, 8494 ha lık alanda DSİ nin drenaj ölçütlerini göz önüne alarak, taban suyu, arazi yüksekliği ve tuzluluğun dönemsel ve yersel değişimini, coğrafi bilgi sistemi yaklaşımı ile incelemişlerdir. Çalışma sonucunda; irdelenen alanın % 99.8 nin farklı düzeylerde drenaj sorunu olduğunu, ve sonuçta taban suyu düzeyinin süreçsel değişimden çok yersel değişime bağlı olduğunu vurgulamışlardır. Özcan ve Çetin (1998), Doğu Akdeniz in kıyı bölgelerinde sulanan ve sulanmayan alanlarda taban suyu tuzluluğunun toprak tuzluluğu üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Araştırma sonucunda, tabansuyu tuzluluğu ile toprak tuzluluğu arasında yakın bir etkileşimin olduğunu ve taban suyu tuzluluğunun 4 ds/m den yüksek olduğu durumlarda, etkileşimin daha da yüksek olduğunu saptamışlardır. Araştırmada, ayrıca sulamanın toprak tuzluluğunu azalttığını, toprak tuzluluğu ile toprak bünyesi arasında da sıkı bir ilişki olduğu vurgulanmıştır. Çetin ve ark. (1999), Aşağı Seyhan Ovası (ASO) IV. Evre proje alanı topraklarının, hidrolik iletkenlik ve ph değerleri ile taban suyunun elektriksel iletkenlik ve SAR değerlerine ilişkin olasılık dağılım fonksiyonlarını belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmada; gözlem verilerini belirlenen sınır değerlerle karşılaştırmışlardır. K, EC ve ph gözlemlerinin tamamının güvenli limitler içinde kaldığını, SAR değişkeninde ise iki gözlemin sıra dışı olduğunu belirlemişlerdir. Diker ve ark. (1999), sulama sistemlerinin sulama birliklerine devir işleminin, taban suyu düzeyi ve niteliği üzerine etkilerini, Coğrafik Bilgi Sistemi yaklaşımı 9

21 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA kullanarak, incelemişlerdir. Bu amaçla, Aşağı Seyhan Ovası nın 8484 ha lık bir kesimi kullanılmıştır. Çalışma sonucunda, sulama birliklerinin araştırılan özellikler üzerine etkilerini kesin olarak belirleyememişlerdir. Çetin ve Kırda (2003), Aşağı Seyhan Ovası IV. Merhale sulama alanında düşük nitelikli su ile sulama yapılan 0.27 ha lık pamuk ekili bir çiftçi parselinde, toprak tuzluluğunun zamansal ve yersel değişimini, iki yıllık bir süre ile anlamaya çalışmışlardır. Her iki yılda toprak tuzluluğunun, sulamanın başlangıcı ile azalmaya başladığını saptamışlardır. Araştırmacılara göre, ovanın bu bölgesinde kuru tarım yerine drenaj kanallarındaki su ile sulu tarım yapılmasının, toprak tuzluluğunu arttırma yönünden, bir riski bulunmamaktadır. Özcan ve ark. (2003 ), Aşağı Seyhan Ovası 4. Evre alanında yer alan 920 ha lık bir pilot alanda arazi kullanımını, Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ile izlemek ve değerlendirmek amacıyla yaptıkları çalışmada, arazi uygunluğu değerlendirmesinde ovadaki yaygın toprak serilerinden Çanakçı ve Mürsel serilerinin tüm bitkiler için uygun özellikler taşıdığı, Arıklı serisinin ise turunçgil, sebze ve bostan için orta derecede uygun olduğunu ve çiftçilerin arazi kullanımı seçiminde, alışkanlıklarının ve komşularının uygulamalarının etkili olduğunu, çalışma alanındaki arazilerin % 58 inin potansiyeline göre kullanılmadığını belirlemişlerdir. Topraklarda tuzluluğun giderilmesinin çok pahalı bir süreci içermesi, tarımcıları daha ekonomik ve uygulanabilir çözümler aramaya itmektedir. Tuza dayanıklı bitkilerin veya bir cins ya da türe ait çeşitlerin belirlenip ayrımlanarak kullanılması, dünyada da sıkça başvurulan bir yöntemi simgelemektedir. Kanber ve ark (2004), tuzlu ve alkali alanlarda, pahalı yatırımları gerektiren büyük boyutlu drenaj sistemleri yerine, tuza dayanıklı yeni bitki tür ve çeşitlerinin eldesi için biyoteknolojik çalışmaların özendirilmesini ve halofitlerin kullanım alanları konusunda bilimsel çalışmalar yapılması gerekliliğini vurgulamışlardır İklim Değişikliğinin Sulama Üzerine Etkisi ile İlgili Çalışmalar Tarım farklı parametrelerden etkilenen karmaşık ve dinamik bir sektördür ve tümüyle iklime bağlıdır. Küresel ısınma sonucu oluşacak iklim değişikliğinin etkisi, 10

22 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA bölgelere göre değişmekle birlikte, ürün verimliliği ve maliyeti üzerinde olumsuz olacağı açıktır (IPCC, 2001). IPCC nin üçüncü değerlendirme raporuna göre, tropikal, sub-tropikal ve orta enlemlerde, potansiyel ürün veriminde ve varolan su miktarında azalma olacaktır. Dünyanın kimi bölgeleri iklim değişimi karşısında daha duyarlıdır ve değişimden daha fazla zarar görmeye eğilimlidir. Ekonomik ve sosyal koşulların durağan olmadığı gelişmekte olan ülkeler, iklim değişimi karşısında, gelişmiş ülkelere göre daha duyarlıdırlar. Teknolojik gelişimi yeterli olmayan Akdeniz Havzası nın güneyindeki ülkelerde kuraklık ve sel zararları çok fazladır. Bu ülkelerde yetişen Akdeniz bitkileri yıldan yıla değişen hava koşullarına karşı çok duyarlıdırlar. Anılan tüm bu nedenlerden dolayı söz konusu ülkelerin duyarlı çeşitlerinin ve bunların boyutlarının tanımlanması, iklim değişikliği etkilerinin azaltılması ve tarımsal ile endüstriyel adaptasyonlarının araştırılması, rasyonel su kaynağı yönetimi stratejisi için mutlak gerekli ve çok acildir (Iglesias, 2001). İklim değişikliği, hidrolojik sistem ve çevrim ile su kaynakları üzerine baskı yapan pek çok unsurdan biridir. Değişen toprak kullanımı ve toprak yönetim uygulamaları (tarımsal kimyasalların kullanımı gibi) hidrolojik düzeni değiştirmektedir. Sonuç olarak, su kaynakları miktar ve kalitesi de gün geçtikçe gerilemektedir. Genel olarak, değişen gereksinimler bazı ülkelerde kişi başına istemleri düşürmesine karşın, mevcut kaynaklar üzerindeki baskıyı arttırmaktadır. Buna bağlı olarak su yönetiminin hedefleri ve süreçleri de değişmektedir. Su yönetim uygulamalarındaki değişimler, iklim değişmesinin su sektörünü nasıl etkileyeceğini duyumsanır bir şekilde göstermiş ve buna bağlı olarak kimi ülkelerdeki su yöneticileri, iklim değişmesini özel ve net bir şekilde ele almaya başlamıştır. Bunun uygulanmasında başvurulan yöntemler, henüz iyi tanımlanmamıştır. Hem ülke içinde hem de ülkeler arasında uzun vadeli su kaynaklarının planlaması için yürürlükteki kurumsal düzenlemeler tam geliştirilememiştir. Su idarelerinden, düzenleyiciler tarafından, gelecekteki kaynak ve böylece yatırım tahminlerini değerlendirirken, iklim değişikliğini göz önünde bulundurmaları istenmiştir. 11

23 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA İklim değişikliğinin etkisi ile pek çok aşırı hidrolojik olay, seller ve kuraklık, meydana gelmiş ve bu yüzden hidrolojik verilerde ortaya çıkan riskli eğilimler üzerinde de çok sayıda çalışma gerçekleştirilmiştir. Yıldan yıla ortaya çıkan akış değişimlerinin sıcaklıktaki değişmelerden çok, yağışlardaki değişmelere bağlı olduğu anlaşılmıştır (Krasovskaia, 1995; Risbey ve Entekhabi, 1996). Tarımsal uygulamaların doğrudan göstergesi olan tarımsal girdiler, iklim değişikliği tarafından en çok etkilenen bileşkelerdir. Değişen iklim, tarımsal uygulamaları değiştirmekte ve topraktaki kimyasal süreçleri de etkileyebilmektedir. Buda toprakların genelde ürün yetiştirme yeteneklerini/kalitelerini ve/veya özel ürün yetiştirebilme kalitelerini düşürmektedir (White ve Blum, 1995). İklimin değişmesi, suya yönelik istemlerin üzerinde potansiyel bir etki oluşturmaktadır. Tarımdan gelen istemler ise, özellikle, sulamaya yönelik olanlar iklim değişmesine karşı çok daha duyarlıdır. İlk olarak, yerel iklimde, sulamanın zamanlaması ve ona duyulan gereksinim düzeyi değişebilir. Artan kuraklık, artan istemlere yol açabilir; ancak, eğer toprak nem içeriği yılın kritik dönemlerinde artarsa, bu talepler azalabilir. Küresel çapta ise net sulama gereksinimlerindeki artışlar ve düşüşler büyük ölçüde birbirlerini dengelemektedir. Kullanım için çekilen su miktarlarındaki asıl değişmeler, suyun sulama için verimli bir şekilde kullanılmasına bağlıdır. İklim değişikliğinin sulamaya yönelik istemdeki potansiyel etkisi, atmosferde gittikçe artan CO 2 derişimine bağlı olarak artmaktadır. Yüksek CO 2 derişimleri, bitki stoma gözeneklerinin iletkenliğini azaltmakta ve sonuçta bitki su gereksinimini arttırmaktadır (Şen, 2005). İklim değişimi, su yönetiminde günümüzde varolan baskıları arttırmaktadır ve sürdürülebilir yönetim stratejilerine ilişkin tartışmalara yeni boyutlar kazandırmaktadır. Su yönetimleri, değişimin büyüklüğü ve yönü bilinmediği için, nasıl karlı ve verimli bir şekilde iklim değişmesine uyum sağlayabilir? Geleneksel olarak, su kaynağı yöneticileri, geleceğin kaynak tabanının, geçmişin kaynak tabanına benzeyeceğini varsaymaktadır. Günümüzde, bu bağlamda, belli başlı iki konu tartışılmaktadır. Bunlar belirsizliklerin baskın olduğu durumlarda seçeneklerin değerlendirilmesi ve bu değerlendirmelerden yola çıkılarak arazi ve su yönetim kararlarının verilmesiyle ilgilidirler. 12

24 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sevgi DONMA Seçeneklerin değerlendirilmesinde uygulanan teknikler, senaryo ve risk analizini içermektedir. Senaryo analizi, iklim değişmesi etkisinin değerlendirilmesinde merkezi bir rol oynamaktadır ve su kaynağı değerlendirilmesinde yaygın olarak uygulanmaktadır. Senaryo analizinde, iklim değişikliği etkisinin değerlendirilmesinde olduğu gibi, genel bir eğilim olarak, farklı senaryoların etkilerinin benzeştirilmesi yapılmaktadır. Ancak, su kaynağı değerlendirmesinde, genel olarak, farklı iklim senaryolarından çok, farklı istem ve işletim senaryoları önem kazanmaktadır. İklim modelleri atmosferde, biyosferde ve yeryüzündeki kar ve buz çökeltilerin bütünündeki (kriyosferdeki ) fiziksel parametreleri (radyasyon bütçesi, okyanus akımları, hidrolojik dönüşüm ve karbon dönüşümü gibi) açıklayan bir dizi matematiksel eşitliklerdir. Söz konusu eşitliklerin çok karmaşık olmasından dolayı, modellerde kullanılacak bilgisayarların çok donanımlı olması gereklidir. Son on yıldır iklim değişiminin su kaynakları üzerine potansiyel etkisini araştıran çok sayıda analizler yapılmıştır. Bunlar içerisinde kabul görenlerin birçoğu bilgisayar benzeşimi şeklinde olanlardır. Benzeşimler, tipik olarak, gelecek iklim senaryolarını genelleyen Küresel Dolaşım Modeli (GCM) ile başlar ve gelecekte yağış ve sıcaklıkta oluşabilecek değişim kestirimleri (yağış-akış modelleri) ile gelecekteki akım senaryoları üretirler. Bir akarsu havzası veya bölge için üretilen bu veriler, bölgenin su kaynakları performansının hesaplandığı modelde girdi olarak kullanılır (Lettenmaier et al., 1999). 13

25 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Materyal Çalışma Alanı, Topoğrafya ve Toprak Özellikleri Türkiye nin güneyinde, Doğu Akdeniz bölgesinde yer alan Aşağı Seyhan Ovası Sulama Sistemi, Cumhuriyet döneminin ilk sulama projelerinden biridir. Bu proje kuzeyde Toros dağlarının etekleri, güneyde Akdeniz, doğuda Ceyhan Nehri, batıda Berdan nehri ile sınırlanmıştır. Devlet Su İşleri tarafından 1980 yılında yapılan planlama çalışmaları sonucunda ovanın yaklaşık hektar genişliğinde bir alanı kapsadığı ve toplam sulanabilir alanın ise hektar olduğu belirlenmiştir. Ovada modern sulama 1942 yılında inşa edilen Seyhan regülatörü ile başlamış ve 1956 yılında sulama, elektrik üretimi ve taşkın önleme amaçları için Seyhan Barajı inşaatı ile bölümler halinde ve şu ana kadar hektar alanı sulamaya açılmış olan bu proje, Seyhan Nehri Havzasının delta kısmında yer alır.seyhan nehri ovayı ikiye böler. Seyhan nehri ile Berdan nehri arasında kalan kısma Tarsus Ovası, Seyhan Nehri ile Ceyhan nehri arasında kalan kısma Yüreğir Ovası adı verilmektedir ( Şekil 3.1). Şekil 3.1. Çalışma Alanı, Sulamanın Gelişme Evreleri 14

26 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA Ovanın topoğrafyası düz ve düze yakındır. Kuzey kesimlerde deniz seviyesinden maksimum yükseklik 40 m ile başlamakta güneye doğru inildikçe sıfır metrelere kadar inmektedir. Eğim % 1 ile % 0.1 arasında değişmektedir. Ovanın jeolojisi iki grupta incelenebilir. Birinci grupta değişik yaşlı kireç taşları, konglomera, marn ve benzeri materyallerden oluşan yüksek araziler, ikinci grupta ise yakın zamanda depolanmış ( Holosen) alüviyal materyaller yeralmaktadır.. Alüviyal alan E-5 karayolunun hemen güneyinden başlayarak Akdenize kadar uzanmaktadır. Çalışma alanında, yedi farklı fizyografik toprak ünitesi vardır. Genel olarak iki ana bölümde yoğunlaşan fizyografik gruplar, farklı toprakların alandaki dağılımları ile sıkı bir ilişki içerisindedir. Bu fizyografik gruplar yüksek araziler ve alüviyal taban arazilerdir. Aluviyal topraklar, hafiften çok ağır bünyeye, sorunsuz topraktan tuzlu-alkali toprağa kadar değişik sorunlar içermektedirler ( Dinç ve ark.,1990) İklim Çalışma alanında kışları ılık ve nemli yazları sıcak ve kurak tipik Akdeniz iklimi hakimdir.yıllık ortalama yağış 642 mm, ortalama sıcaklık 18 C, ortalama oransal nem % 70 ve toplam buharlaşma 1560 mm civarındadır.thornthwaite e göre çalışma alanı kurak- az nemli 3. derece mesotermal, su fazlası çok ve kışın olan denizsel iklim tipi; Soil Survey Staff a göre, ise toprak rutubet rejimi Xeric, toprak sıcaklık rejimi Thermic tir ( Dinç ve ark.,1990). Çalışma alanına ait yıllık toplam yağışlar Şekil 3.2 de verilmiştir. 15

27 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA Yıllık toplam yağış (mm) Adana Karatas Yıllar Şekil 3.2. Adana ve Karataş Meteoroloji İstasyonları Yıllık Toplam Yağış Değerleri 3.2. Yöntem Çalışmada, iklim değişikliği sürecinde ovanın sulanır kesimlerinde meydana gelebilecek olası sorunların irdelenmesi için kimi önemli konular ele alınarak incelenmiştir Ele Alınan Konular Aşağı Seyhan Ovasında Sulama Sorunları Aşağı Seyhan Ovasındaki var olan sulama sistemindeki tipik problemleri belirlemek için 2002 yılı yaz ayında sulama birlikleri ziyaret edilerek anket yapılmıştır. Ankette yeralan kimi sorular, alt başlıklar halinde, aşağıda özetlenmiştir. Bitki deseni ile ilgili veriler "DSİ' ce İnşa Edilerek İşletmeye Açılan Sulama ve Kurutma Tesisleri Mahsul Sayım Sonuçları" kitaplarından alınmıştır. Sulamaya alınan su miktarlarına ilişkin veriler, DSİ kayıtlarından alınmıştır. Kayıtlar, günlük bazda tutulmaktadır. Kayıtlar, regülâtörden sağ ve sol iletim kanallarına bırakılan ve Seyhan barajından doğrudan su alan TS0 ve YS0 ana sulama kanallarına alınan su miktarlarını kapsamaktadır. İletim kanallarından sonra ana 16

28 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA kanallara bırakılan su miktarları ile ilgili veriler kullanılabilir durumda olmadığı için değerlendirmede dikkate alınmamıştır. Drenaj kanallarında su ölçüm aleti yoktur Aşağı Seyhan Ovasının Sulamaya Açılmış Bölümündeki Tabansuyu Düzeyi ve Tuzluluktaki Dönemsel Değişimler Tabansuyu ve Tuzluluk verileri DSİ kayıtlarından, yağış verileri Devlet Meteoroloji Enstitüsünden (DME) elde edilmiştir. Taban suyu gözlem kuyuları, DSİ Standartlarına göre, 4 m derinlikte açılmışlardır li yıllarda 626 adet gözlem kuyusu yapılmış; sonraki yıllar içerisinde bu sayı artmış ve 1990 lı yıllarda sulanan tüm alanı kapsayacak şekilde 1134 e ulaşmıştır. Bu gözlem kuyularında, DSİ tarafından her ay taban suyu derinliği; yılda bir kez, sulamanın en yoğun olduğu ayda, su örnekleri alınarak, laboratuvarda, elektriksel iletkenlik (EC) değerleri ölçülmektedir. Çalışma için bulunan en eski arşiv verileri 1980 li yıllara aittir. Çalışmada, her 10 yıllık döneme ait birbirini izleyen yılların veri seti (1984, 1985, 1992, 1993, 2002 ve 2003) seçilmiştir. Analiz sonucunda 10 yıllık dönemlerdeki değişimin yıllık değişimden daha önemli olduğu saptanmış ve yersel değişim verileri uygun olan 3 veri seti (1985, 1993 ve 2003) ile karşılaştırma yapılmıştır. Gözlem kuyularının doğru yerlerde olup olmadığını saptamak için, gözlem kuyularının birbirleri ve en yakın drenaj kanalı arasındaki mesafelerin karşılaştırılması yapılmıştır. Çalışma sonunda, gözlem kuyuları arasında ortalama uzaklığın, 1980 li yıllarda 282 m, 1990 lı yıllarda ise 250 m olduğu saptanmıştır. Kuyular arasındaki uzaklığın, gereksinime yanıt verecek uzaklıkta olduğu saptanmıştır. Yıl içerisinde tahrip olan ve kuruyan kuyular, analizde kullanılmamışlardır. Analiz edilen kuyu sayısı döneminde 300, döneminde 754, döneminde ise 759 adet arasında değişmiştir. Arazi kullanımı ile ilgili olarak, üç kaynaktan elde edilen verilerden yararlanılmıştır: 1985 (Nisan 25, Temmuz 30 ve Kasım 3), 1993 (Temmuz 27 ve Ekim 4) ve 2003 (Mayıs 5, Haziran 30, Ağustos 17 ve Ekim 4) tarihlerine ilişkin 17

29 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA LANDSAT-TM görüntüleri, DSİ sulama şebekesi haritaları ve DSİ tarafından 1/5000 ölçekli haritalara işlenerek arşivlenen, gerçekleşen bitki deseni verileridir. 1985, 1993 ve 2003 yıllarına ait LANDSAT-TM görüntülerinde sınır koşulları yazılımı kullanılarak çiftçi parselleri bulunmuştur. Daha sonra bu veriler gerçek yer verileri ile doğrulanarak bitki desenleri görüntüleri oluşturulmuştur. Sulama sezonunu yansıtabilen en iyi görüntünün 1985 yılı (Şekil 3.3) olduğuna karar verilmiştir. Şekil 3.3. Arazi Kullanım Haritası (1985) Toprak verileri için Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü tarafından tüm ova için hazırlanan dijital detaylı toprak haritası kullanılmıştır (Dinç ve ark., 1995). Taban suyu değişimi ile toprak bünyesi arasındaki karşılıklı ilişkiyi hesaplamak için toprak tekstürü sınıflaması tekrar yapılmış ve kil içeriklerine göre 8 sınıf oluşturulmuştur. İlişki denkleminin ve belirleme katsayısının kestiriminde toprakların kil içerikleri kullanılmıştır. Taban suyu düzey değişimlerine, sulama işletmeciliğinin ve diğer etmenlerin etkilerini saptamak için, aylık taban suyu derinliği ile arazinin denizden yüksekliği (kotu-m), toprağın kil içeriği (%) ve aylık bitki su gereksinimi (mm) arasında oluşturulan ilişki denklemelerinden yararlanılmıştır. Aynı analizler, yıllık dalgalanma (maksimum taban suyu düzlem derinliği, minimum taban suyu düzlem derinliği, yıllık değişim aralığı) için yapılmıştır 18

30 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA Aşağı Seyhan Ovası, Sulamaya Açılmamış Alanlarda Tabansuyu Düzeyi, Tuzluluğu ve Toprak Tuzluluğundaki Dönemsel Değişiklikler Bu alanda 12 adet yeni taban suyu gözlem kuyusu açılmış, değişik bitki ekilişlerinin bulunduğu 50 ayrı noktadan aylık toprak ve su örnekleri alınarak laboratuvar analizleri yapılmıştır. Taban suyu düzeyi, sulanan alanlardaki gibi, aylık olarak ölçülmüş ve her ay alınan taban suyu örneklerinde elektriksel iletkenlik değerleri (EC-dS/m) Devlet Su İşleri 6. Bölge Müdürlüğü Kalite ve Kontrol Laboratuvarında ölçülmüştür (USDA, 2004). Toprak tuzluluğu, ECe olarak, 1:2.5 toprak-su karışımında laboratuarda (USDA, 2004) ve EMI (Elektromanyetik Indüksiyon Yöntemi-mS/m: (Metre Siemens/Metre) yöntemiyle EM38-DD aygıtı kullanılarak, arazide ölçülmüştür (McNeil, 1980). Ölçümler, Haziran 2005 ile Kasım 2006 tarihleri arasında 50 ayrı noktada yapılmıştır. Ölçüm noktaları, Dinç ve ark., na (1990) göre, çalışma alanındaki toprakların dağılım büyüklüğü gözönüne alınarak saptanmıştır. Her ölçüm noktasında,, kuzey-güney ve doğu-batı yönünde, 30 metrelik aralıklarla 5-10 paralel ölçüm yapılmıştır (Ek 2) ( Şekil 3.4). EM değerlerini sınamak için 1, 14, 20, 26 ve 46 no lu ölçüm noktalarından yüzey, 0-30, 30-60, 60-90, cm derinliklerden toprak örnekleri alınmıştır. Anılan derinliklerde kalibrasyon amacıyla ayrıca, TDR (Time Domain Reflectometre ) ile ölçümler yapılmış; ancak, EM ve laboratuvar analiz sonuçlarının kendi aralarında uyum göstermesi, buna karşı TDR ölçümlerinin, toprak horizonlarındaki su içeriğinin mevsimsel ve arazi kullanımlarındaki farklılıklar yüzünden değişime nedeniyle TDR duyarlılığı düşmüş; ECe ve EM ölçümlerine uyum gösterememiştir. Sayılan nedenlerle, Eylül 2005 den sonraki ölçümlerde TDR kullanımına son verilmiş ve ECe ile EM ölçümlerinin topraktaki uyumlu artma-azalma eyilimleri dikkate alınmıştır. Taban sularında, Sodyum Adsorpsiyon Oranı (SAR) değerleri, USDA (2004) te verilen yöntemler izlenerek saptanmıştır. Toprakların tuzlulaşmasında, sulamanın tabansularına olan etkisini saptamak amacıyla Ağustos 1990 ile Ağustos 2005 e ait LANDSAT verileri kullanılarak, tuzlu 19

31 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA araziler incelenmiştir. Tuzlanmadan etkilenen araziler, arazi gözlemleri, toprak haritası ile tanımlanmıştır ( Dinç ve ark.,1990 ). EM ve laboratuar ölçümleri, çalışma başlangıcında ASO-4.üncü evrede DSİ tarafından bu çalışma için açılan taban suyu gözlem kuyuları değerleri ile Dinç ve ark.(1990) ile Özcan ve ark. (1996) tarafından elde edilen bulgularla karşılaştırılmıştır. Sulamanın tabansuyu üzerinde oluşturduğu etkinin toprak tuzluluğuna katkısını değerlendirmek amacıyla 2005 yılına ilişkin bölgenin LANDSAT TM görüntüsü kullanılmıştır. Bu görüntüdeki tuzlu alanların belirlenip sınıflandırılmasında Kume ve ark. (2007) tarafından oluşturulan arazi ölçüm yöntemleri ve Dinç ve ark. (1990) tarafından geliştirilen toprak haritası kullanılmıştır. Şekil 3.4. Toprak örneklerinin alınması ve EM ölçümleri 20

32 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA Aşağı Seyhan Ovası Sulanır Alanlarında İklim Değişimi ve Seçeneksel Bitki Deseni: Bölgesel Benzeşim Analizi İklim değişikliğinin Seyhan Havzası tarımsal üretimi üzerindeki etkilerini belirlemek için, Varsayımsal-Isınma (Pseud- Warming) yaklaşımıyla elde edilen yağış verileri kullanılmıştır. Analiz sonunda, 2070 li yıllar için havzada kullanılabilecek su miktarı kestirilmiştir. Buradan, Aşağı Seyhan Ovasında toplam (brüt) üretim değerini tepe değere çıkaran (maksimize eden) bitki desenleri oluşturulmuştur. Çalışmada, risk analizlerinde kullanılan Beklenen Değer-Varyans modeli esas alınmıştır. Model, toplam brüt üretim değerinin en yüksek olabileceği bitki desenlerini, risk katsayıları ile ifade etmektedir. Anılan katsayının yüksek olması, riskin yüksekliğini göstermektedir. Model, Aşağı Seyhan Ovasında toplam üretim değerini tepeye çıkaran çözümleri, yetiştirilmesi olası bitki yüzdeleri ile vermektedir. Modelin benzeşimi üç farklı duruma göre yapılmıştır. Bunlar; a) mevcut durum ve mevcut sulama teknikleri; b) iklim değişikliği ve su yapıları yatırımının yetersizliği; ve c) iklim değişikliği ve su yapıları yatırımın yeterli olması durumu. Model aşağıdaki şekilde düzenlenmiştir: Max Z = j c X Φ s X X (1) j j j k jk j k s.t j p j X j b (2) j X =1 (3) j ve X j >= 0 bütün j ler için, Eşitlik 2, ASO da bir dekarda kullanılan su miktarının, kullanılabilir su miktarına eşit veya daha az olduğunu göstermektedir. Burada X j, j th bitkisinin ekim alanı, c j, j bitkisinden elde edilebilecek dekara toplam üretim değeri, S jk, j ve k bitkileri üretim değerleri arasındaki kovaryans, P j, J th bitkisinin dekara su gereksinimi, b 21

33 3. MATERYAL VE YÖNTEM Sevgi DONMA dekarda kullanılabilecek maksimum sulama suyu gereksinimi, Ф risk katsayısı. Bu katsayının yüksek olması, karar vericilerin daha fazla risk altında olduğunu göstermektedir. Model, birim alandan (dekar) elde edilebilecek maksimum brüt üretim değerinin elde edilebileceği bitkilerin yüzdelerini, farklı düzeylerdeki, risk katsayıları ile ifade etmektedir. 22

34 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Aşağı Seyhan Ovasında Sulama Sorunları Anket Çalışması Aşağı Seyhan Ovasındaki var olan sulama sistemindeki tipik problemleri belirlemek için 2002 yılı yaz ayında sulama birlikleri ziyaret edilerek anket yapılmıştır.aşağıda verilen çiftçilerin belirttikleri sorunlar genellikle suyun kullanımı ile ilgili olmuştur, bunlar: a) Sulamanın yoğun olduğu aylarda su paylaşımı sıkıntısı, b) Sulama kanallarının eskimesi ve yenilenmesindeki ekonomik zorluklar, c) Drenaj kanallarının işletme ve bakımının sorumluluğu ve d) Su ücretlerinin toplanmasındaki sıkıntılardan oluşmaktadır Arazi Kullanımı Yapılan arşiv çalışmasında ASO projesinin planlanması sırasında öngörülen bitki deseni ile son 30 yılda gerçekleşen bitki deseni arasında büyük farklılıklar olduğu görülmüştür. 23

35 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA meyve Ekim alanı (1000) da soya bostan sebze pamuk narenciye mısır yıllar II.ürün mısır Şekil 4.1. Aşağı Seyhan Ovasında Ekimi Yapılan 8 Ana Bitkinin Ekim Alanlarındaki Süreçsel Değişim ( ) Şekil 4.1, ASO daki bitki deseninin yıllar içerisindeki durumunu, Çizelge 4.1 ise yaygın olarak ekimi yapılan ana bitkilerin yıllık yetişme dönemleri( ekim-hasat) göstermektedir. Pamuk 1990 lı yıllara kadar ana bitki olarak bitki deseni içerisinde yer almasına karşın ürün desenine farklı bitkilerin girmesi 1980 li yılların ortasına rastlamakta ve 1990 lı yılların ortasında mısır ana ürün olarak bitki deseni içerisinde yer almaktadır. Ürün deseninde turunçgil ekim alanlarının artması ile 2000 li yıllarda bitki deseni sabit bir duruma gelmiştir. Bitki desenindeki değişikliğin nedenleri ; ürün fiyatı, işçilik ve suyun elverişliliği gibi sosyo-ekonomiktir. Çizelge 4.1. Ovadaki Ana Bitkilerin Yetişme Dönemleri 24

36 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Su Yönetimi Sulama birlikleri sulama mevsimine girmeden önce, kendi sorumluluk alanlarındaki su gereksinimlerini,çiftçilerden ekecekleriyle ilgili topladıkları sulayıcı bilgi formlarına göre, ekilecek bitkilerin gelişme dönemlerindeki su ihtiyaçlarını, DSİ İşletme ve Bakım Dairesince bitkilerin ekim ve hasat tarihlarine göre hazırlanan DSİ Sulamalarında Bitki Su Tüketimleri ve Sulama Suyu İhtiyaçları ( DSİ,1988) kitabındaki su tüketimleri değerlerini kullanılarak hesaplanmakta, daha sonra bu değerler ekilecek bitki yüzdesi ve kanal kayıpları ( iletim 0,8 ve çiftlik 0,6) ile çoğaltılarak aylık su ihtiyacı belirlenmektedir. Sulama mevsimi içerisinde ise iletim kanallarından her bir sulama birliğinin alanına hizmet eden ana kanallara ayrım noktalarında suyun ölçümünü doğru bir biçimde yapmaktadırlar. Ovada ana sulama kanalları beton kaplamalı, yedek ve tersiyerlerin çoğunluğu ise kanalet tipindedir.kanalların eskimesi ve bakım onarımın yetersizliğinden dolayı sızma kayıpları oldukça yüksektir. Ovada sulamada kullanılan su miktarı Şekil 4.2 de gösterilmiştir. Zaman içerisinde 2. ürün bitki ekimlerinin yapılması, su tüketimi daha fazla olan bitkilerin ürün deseninde yer alması, 4. bölüm olarak adlandırılan ve henüz sulama şebekesi tamamlanmamış alanlara drenaj kanalları ve toprak arklar vasıtası ile su gönderilmesi ve gönderilen suyun birliklerce yeterince kontrol edilememesi gibi nedenlerle sulamada kullanılan su miktarı artmıştır. Birlikler tarafından sulama mevsiminden önce hesaplanan su ihtiyacı ile sulama mevsiminde kanallara verilen su miktarı arasında da son yıllarda büyük farklılıklar vardır. 25

37 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA 1500 Sul.Kul. su mik.(mm Yıllar Şekil 4.2. ASO da Sulamada Kullanılan Su Miktarı ve Su Miktarındaki Değişimler Ulusal bütçedeki ekonomik yükü azaltmak için, sulama işletmeciliği 1994 yılından itibaren toplam sayıları 18 olan sulama birliklerine devredilmiştir. Sulama sistemlerinin, DSİ den sulama birliklerine devredilmesinden sonra planlamada bulunan su miktarı ile sulamada gerçekte kullanılan su miktarı arasında büyük bir farklılık gözlemlenmiştir. Bu farklılığın nedenleri şunlar olabilir; Sulama birlikleri çiftçilerden, ekecekleri bitkileri belirleyen formları toplamakta geç kalmaktadırlar, bazı sulama birlikleri su taleplerini hesaplama yeteneğinde değildirler ve gerçek kanal kayıpları çok dikkate alınmamaktadır. Başka bir deyişle hesaplamalarda kullanılan kayıplar gerçek kayıplardan daha düşüktür. Sulama birliklerine sulama işletmeciliği devredilirken, sulama kanallarının tamamının devredilmesine rağmen, ana drenaj kanallarının bakım-onarım sorumluluğu DSİ de kalmıştır. Çiftçilerin birçoğu drenaj kanallarının bakım-onarım masraflarını üstlenmek istememektedirler. Bilindiği gibi drenaj kanalları bir sulama sisteminin önemli bir öğesidir. Drenaj kanallarının bakım-onarımının yapılmaması gelecekte önemli bir çevre sorunu yaratabilir. Ovadaki sulama birliklerinin çalışmalarını sürdürebilmeleri tamamıyla sulama ücretlerini toplayabilmelerine bağlıdır. 26

38 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Çiftçilerin sulama sisteminin işletme ve bakımına katılımını sağlanması olumlu bir adımdır. Ancak su ücretinin belirlenmesi halen alan bazında yapılmasından dolayı sulama işletmeciliğinin devri, su tasarrufu anlamında başarılı olamamıştır Aşağı Seyhan Ovasının Sulanan Bölümündeki Tabansuyu Düzeyi ve Tuzluluktaki Uzun Dönem Değişiklikler Tabansuyu Düzlemi Değişimi Şekil 4.3 ve 4.4 analiz dönemlerine ait aylık ortalama tabansuyu derinliğini ve tabansuyu dalgalanma aralığını göstermektedir. Gözlemi yapılan son 20 yılda tabansuyu derinliğinde kayda değer bir yükselme veya iniş görülmemiştir dönemine ait tabansuyu dalgalanma aralığı çok dar olmuş ve toprak yüzeyinin 150 cm altında sabit kalmıştır. Bu dönemdeki kış yağışlarının diğer dönemlerden daha az olmasına rağmen, kış aylarındaki taban suyu düzeyi oldukça yüksektir.sulama sezonunda ise taban suyu düzeyi kış dönemine göre 10 cm daha yüksekte seyretmiş ancak keskin bir pik oluşmamıştır. Tarla içi dren sistemleri toprak yüzeyinden itibaren 150 cm aşağıya yerleştirilmiştir. Aşırı sulama ile gelen su bu seviyenin üzerinde kalmaktadır. Tabansuyu derinliğin yılda bir kezde olsa toprak yüzeyine en yakın olduğu durumun yersel dağılımı ve bu durumun oluştuğu aylar Şekil 4.5 ve 4.6 da verilmiştir. Sulamada kullanılan su miktarının son yıllarda artış göstermesine ve projenin başlangıcında döşenen tarla içi drenaj sisteminin birçoğunun işlevini yitirmesine rağmen son 20 yıl içerisinde minimum taban suyu derinliğinde önemli bir değişiklik saptanmamıştır. 27

39 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Derinlik (cm) 2003 Şekil 4.3. ASO da Aylık Ortalama Tabansuyu Derinliği 28

40 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA 1985 Dalgalanma Aralığı (cm) > < Şekil 4.4. Ovadaki Tabansuyu Dalgalanma Aralığı 29

41 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Derinlik (cm) 2003 Şekil 4.5. Yıllık Minimum Tabansuyu Derinliği. 30

42 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Aylar Ocak-Mart Nisan-Mayıs Haziran-Temmuz Ağustos-Eylül Ekim-Kasım 2003 Şekil 4.6. Minimum Derinliğin Oluştuğu Aylar. 31

43 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Tabansuyu derinliğinin 1985 yılında minimum olduğu mevsim yaz ortası veya Ocak ayıdır. Derinlik değişim aralığı oldukça yüksektir.1993 yılında ise Haziran-Temmuz ve Kasım-Aralık iki yeni doruk oluşmuştur yılında sağ sahil sulama alanının büyük bir kısmında kış aylarında bir doruk olmasına rağmen sol sahilde açık bir doruk gözlemlenmemiştir. Bu yıldaki taban suyu değişimi aralığı ise oldukça dardır.bitki deseninin çeşitlenmesi ile sulama sezonunun uzaması ve sulamada kullanılan su miktarındaki artış gibi nedenlerden dolayı tabansuyu tablasının mevsimsel değişim trendinin kaybolduğu söylenebilir Tabansuyu Tuzluluğunun Dağılımı Tabansuyu elektriksel iletkenliğinin değişimi şekil 4.7 de gösterilmiştir. Ölçümler yılda bir kez sulamanın en yoğun olduğu ayda (Temmuz) yapılmıştır. zun dönemde tabansuyu tuzluluğunda sürekli bir azalma saptanmıştır. Sulamada kullanılan suyun artışı tuz konsantrasyonunu azaltmıştır. Ovaya sulama getirilmeden önce, kuru koşullarda pamuk tarımı yapıldığı dönemlerde yüksek düzeyde bir tuzluluk sorununun varlığı saptanmıştır (Dinç ve ark., 1991). O dönemlerdeki kuru yaz koşulları toprak yüzeyinde tuzun birikmesinin ana nedenlerinden biri olarak gösterilmektedir. Sulamadan sonra ise sulama suyu toprak su hareketini aşağıya doğru, başka bir deyişle tersine döndürmüştür. Tarlaya uygulanan su düzeyi (yağış ve sulama suyu) son yıllarda 1500 mm ye yükselmiştir. Bu durumun da tuzluluktaki azalmaya katkıda bulunma olasılığı vardır. Ayrıca, sulama suyunu sağlayan Seyhan barajının suyunun da sodyum içeriği oldukça düşük olması da tuzluluğun azalmasında bir etkendir. Buna karşın, tuzun kökenini bilmeden son 20 yılda sulama ile toprak profilinden tuzun yıkandığını söylenemez. Sonuçta, ovada çok iyi projelendirilmiş açık drenaj şebekesinin de katılımı ile topraktaki tuz kök bölgesinin altına indirilmiştir. 32

44 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA EC (ds/m) < > Şekil 4.7. ASO da Tabansuyu Tuzluluk Dağılımının On Yıllık Aralıklarla Değişimi 33

45 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Toprak Yapısı, Arazi Kullanımı ve Yüksekliğinin Tabansuyu Düzlemi Üzerindeki Etkisi Tabansuyu düzleminin dalgalanmasının temel unsurları ( maksimum-yılda bir kez en yüksek olduğu düzey, minimum-yılda bir kez en düşük olduğu düzey, ve dalgalanma aralığı) ile yükseklik (m), EC (ds/m), kil içeriği (%) ve bitki desenine göre hesaplanan sulama suyu (mm) arasındaki ilişki çizelge 4.2 de özetlenmiştir. Bu unsurlar ile taban suyu dözeyi dalgalanması arasında önemli bir korelasyon bulunamamıştır.vurgulanan unsurlarla aylık taban suyu derinliği arasında da önemli bir korelasyon bulunamamıştır. Aylık tabansuyu düzlemi dalgalanmasının kuyuların bulunduğu yerlerdeki toprak özellikleri ve ekilen bitki çeşidinden daha çok geniş alanlarda uygulanan su ve arazi yönetiminin etkisi altında olması ile doğrulanmıştır. Çizelge 4.2. Tabansuyu Derinliği (cm) ile Kotu (m), EC (ds/m), Kil İçeriği (%) ve Sulama Suyu (mm) Arasındaki Korelasyon değerleri Yıllar Korelasyon Mak. Min. Aralık Mak. Min. Aralık Mak. Min. Aralık Kot 0,20-0,01 0,21 0,08-0,05 0,13-0,16 0,18-0,28 EC -0,02 0,04-0,06-0,07-0,02-0,06 0,1-0,04 0,12 Kil içeriği -0,07-0,03-0,04-0,01-0,04 0,03-0,16 0,04-0,17 Sulama suyu -0,02-0,03-0,03-0,09-0,01-0,08 0,09 0,02 0, Aşağı Seyhan Ovası, Sulamaya Açılmamış Alanlarda Tabansuyu Düzeyi, Tuzluluğu ve Toprak Tuzluluğundaki Uzun Dönem Değişiklikler Tabansuyu Hareketinin Değişimi Tabansuyu dalgalanması üzerinde konumun ve sulama durumunun etkisini değerlendirmek amacıyla Şekil 4.8 de A ve B kesitleri boyunca olan kuyular değerlendirilmiş ve bu kuyulara ait tabansuyu dalgalanması gösterilmiştir 34

46 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Şekil 4.8. Gözlem için Seçilen Kuyular Sulamaya açılmamış alanlardaki ( IV. bölüm) tabansuyu dalgalanma hareketi sulanan alanlardaki ile benzerlik göstermiştir. Bu alanlarda da yıl içerisinde sulamanın ve kış yağışlarının etkilediği iki doruk gözlemlenmiştir (Şekil 4.9 ve 4.10). Yağış/sulama suyu(mm) Aylar ( ) Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Ocak Şubat Mart Yağış Sulamada kullanılan su Ortalama tabansuyu derinliği (4. safha) Nisan Tabansuyu derinliği (cm) Şekil 4.9. Sulamaya Açılmamış Alanda (4.bölüm) Tabansuyu Derinliğinin Dönemindeki Dalgalanması 35

47 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Aylar ( ) 0 Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Ocak Şubat Mart Nisan Tabansuyu derinliği (cm) Şekil Sulanmayan Alandan Seçilmiş Kuyularda A ve B Kesiti Boyunca Taban suyu Hareketi Şekilde gösterilen 453 ve 483 no lu kuyular sulanan alanların son/3.-4.sınır kısımlarından diğer 3 adet kuyu ise sulanmayan alandan seçilmiştir. Sonuçlar, taban suyu dalgalanmasının sulanan alanlardaki duruma paralellik gösterdiğini açıkça göstermektedir. 6 ve 8 no lu kuyular ovanın en aşağı kısımlarında yer aldığı için tabansuyu derinliği yıl boyunca yüksek olmuştur Tabansuyu Tuzluluğu Değişimi Aşağı Seyhan Ovasında, tabansuyu akışı ve EC düşük düzeyde değişmekte ve Adana dan Akdeniz e doğru olan eğimi izlemektedir ( Donma ve ark. 2004) ( Şekil 4.11). 36

48 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Şekil Gözlem Kuyu Kotlarına Göre Tabansuyu Tuzluluğunun Sınıflandırılması 15 adet gözlem kuyusuna ait tabansuyu EC değerlerinin 1977 den dönemine olan dağılımı arasında Şekil 4.12 de gösterildiği gibi, R 2 = 0,61 olan doğrusal bir ilişki ortaya çıkmıştır yılına ait EC değerleri veri eksikliğinden dolayı Kriging metodu( Delhomme, 1978) ile tahmin edilmiştir. Sulamaya açılmamış alanlardaki tabansuyu tuzluluğu drenaj kanalından uzaklığa, arazi kullanımına bağlı olarak azalmıştır. 80 Ortalama Taban suyu EC (ds/m) 70 Taban suyu EC (1-3 safha) 60 Taban suyu EC (4. safha) 50 y = 0,5233x - 9,1101 R 2 = 0, Taban suyu EC 1977 (ds/m) Şekil Sulanan ve Sulanmayan Alanlardaki 1977 ve Dönemlerindeki Tabansuyu Tuzluluğunun Karşılaştırılması 37

49 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Tabansuyu Tuzluluğu ve Sodyum ( Na + ), Sodyum Adsorbsiyon Oranı (SAR) Arasındaki İlişki Sodyum adsorbsiyon oranı (SAR) ve Na + ile taban suyu EC değerleri arasında da pozitif ilişki saptanmıştır ( Şekil 4.13 ). Her iki dönemde değerler ( 1977 ve ) yaklaşık aynı regresyon çizgisi üzerinde yer almışlardır. Sulamaya açılmamış alanın bazı kısımlarında 4.0 dsm -1 den daha yüksek EC ve 17,6 SAR değerleri bulunmuştur. Bu yüksek sodyum düzeyi, büyük olasılıkla IV. Merhalede, toprağın sorpsiyon kapasitesi yüksek olan smektit kil mineralinin oluşturduğu agregatlar/toprak parçacıkları tarafından tutulmakta ve birikme eğilimi göstermektedir. Buna karşın sodyumun büyük olasılıkla agregatlardaki smektit yüzeylerinin çoğunluğunu kaplamadığı ve bozunuma uğratamadığı için yüksek düzeydeki sodyum içeriği bu bölgede topraklar için büyük bir sorun yaratmamakta ve araziler doğal mera konumunda kalabilmektedirler. Na+ (meq/l) EC vs Na+ (1977) EC vs Na+ ( ) Tabansuyu EC (ds/m) Şekil ve Dönemlerindeki Tabansuyu Tuzluluğu ve Sodyum Arasındaki İlişki 38

50 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Toprak Tuzluluğundaki Değişim ve Tabansuyu Tuzluluğu ile İlişkisi Çalışmada, 1977 yılına ait tabansuyu tuzluluğu ve 2005 yılı temmuz ayı EC e değerleri arasındaki ilişkinin saptanmasına çalışılmıştır. Burada kullanılan EC e değerleri 2005 yılı temmuz ayında IV. Merhalede 50 ayrı noktada ölçülmüş ve Krigging metodu ile tahmini yapılmış değerlerdir. Noktaların dağılımı ikisi arasında doğrusal bir ilişki olduğunu göstermiştir ( Şekil 4.14 ). Şekil Sulanmayan Alanda( 4. bölüm) 2005 Yılı Toprak Tuzluluğu ile 1977 Yılı Tabansuyu Tuzluluğu Arasındaki İlişki Sulamaya henüz açılmamış 4. bölgedeki toprak tuzluluğunun, yüksek EC değerlerine sahip yüksek tabansuyuna bağlı olduğu saptanmıştır.tabansuyu tuzluluğu 1977 den dönemine benzer bir dağılım ve doğrusal/benzer bir ilişki sergilemektedir. LANDSAT görüntüleri ise toprak tuzluluğunun, ASO daki tuzlu alanların, 1990 dan ( % 30 ) 2005 e ( % 18) düzeyinde azaldığını ortaya koymaktadır ( Şekil 4.15 ). 39

51 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA a) Tuzlu alanlar ( 1990 ), 9923 ha b) Tuzlu alanlar ( 2005 ), 5840 ha : Tuzlu alanlar : Tuzsuz alanlar Şekil Bölgedeki Tuzlu Alanlar a) 1990, b)

52 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Bu durumun başlıca nedeninin bölgede yapılan drenaj ve sulama altyapıları olduğu düşünülmektedir den ya doğru olan tabansuyu EC değerleri de bu saptama uyum göstermektedir ( Şekil 4.16). ds m -1 Şekil Bölgede Taban suyu EC Değerleri ( 1977 ) Dağılımın karşılaştırılmasından tuz oranı yüksek alanların tabansuyu tuzluluğu yüksek alanlara ilişkili olduğu görülmektedir dan 2005 yılına değin tuzlu alanlar azalma göstermiş olsa da, günümüzde yaklaşık 6000 ha alan tuzluluk sorunu göstermektedir. Bu durum, büyük olasılıkla tuzlu bölgelerin 2 metreye değin olan toprak özelliklerine (horizon kalınlıklarına, horizonlar arası parçacık büyüklüğü dağılımına ve kil mineral içerikleriyle suya dayanıklı agregat düzeyine ve bu alanların ova bütünündeki topoğrafik konumlarına (ova boyunca eğim, yüzey pürüzlülüğü, tuzcul bitkilerin kök ağzı çevresine biriktirmiş olduğu iri/orta iri boyuttaki parçacıkların oluşturduğu mikro röliyefler) bağlıdır. Sulamaya açılmamış ( 4. Bölge) alanlarda farklı toprak serilerinin 50 ayrı noktasında ve bu toprak serilerinin değişik arazi kullanımlarında yapılan tuzluluk ölçümlerinde tuzluluğun 200 ms /m ve daha yüksek olduğu yerlerde arazi kullanımının özellikle pamuk tarımına yönlendiği, buna karşın diğer bitkilerin gelişimlerinin daha düşük düzeyde olduğu gözlemlenmiştir. Başka bir deyişle bu alanlardaki bitki gelişimlerinin belirgin bir şekilde tuzluluk düzeyinden etkilendikleri 41

53 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA saptanmıştır ( Ek 2.Çizelge 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, 4.14 ve Şekil 4.18). ECv değerlerinin Akyatan lagününden ve tuzlu sulak alanlardan (olası birincil tuzluluk alanları) uzaklaştıkça düştüğü saptanmıştır.buğday, mısır ve diğer bitkilerin ( soya, sebze, turunçgil ) uygun arazilerde başka bir tanımla deltanın tuzsuz veya düşük tuzlu (< 200 ms/m) bölgelerinde yer aldıkları domates ve özellikle yaygın olarak pamuk ekimi yapılan arazilerin bir bölümünün, tuzlu olan- boş doğal bitki örtülü topraklara çok yakın olduğu ve arazide tuz sorununu gidermek için yapılan drenaj kanallarının yetersiz olduğu saptanmıştır. EC > 200 ms/m EC <200 ms/m Şekil 4.17 EM Ölçümleri ve EC v Değerleri Şekil Toprak Tuzluluğu ve Arazi Kullanımı İlişkisi 42

54 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Bitkilerin toprak tuzluluğuna karşı duyarlılıkları farklıdır ve bir çoğu topraktaki tuzluluk eşik düzeyinin (4 ds m -1 ) üzerinde olması durumunda zarar görür. Ancak, pamuk bitkisinin tuza dayanıklılığı (eşik değeri) kimi bitkilere göre daha yüksektir (7,7 ds m -1 ). Sonuçta, sulamaya açılmamış 4. bölümde tuzdan etkilenme düzeyleri bu çalışmada, üç sınıfta gösterilmiştir. Bunlar sırasıyla; EC e < 4.0 dsm -1 (% 44), 4.0 dsm-1< EC e < 7.7 dsm -1 (%21) ve 7.7 ds m -1 < EC e (%35) dir (Şekil 4.19). 43

55 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Sevgi DONMA Legend Lejant ECe<4.0 ds/m 4.0 ds/m <ECe<7.7 ds/m 7.7 ds/m <ECe Şekil ASO 4.Bölüm Temmuz 2005 için Tahmini Toprak Tuzluluğu Dağılımı 44