Sulama Şebekelerinde Blaney Criddle ve Penman o Monteith Yöntemlerine Göre Sulama Suyu ihtiyac ı n ı n Karşı la şt ı r ı lmas ı

Transkript

1 TARIM BILIMLERI DERGISI 1997, 3 (1) Sulama Şebekelerinde Blaney Criddle ve Penman o Monteith Yöntemlerine Göre Sulama Suyu ihtiyac ı n ı n Karşı la şt ı r ı lmas ı Mevlüt BEYR İ BEY 1 Belgin ÇAKMAK' F. Kemal SÖNMEZ' Mehmet OĞUZ 1 Geli ş Tarihi : Özet :Türkiye kurak ve yar ı kurak bir iklim ku şa ğı içerisindedir. Bu durum sulaman ı n önemini bir kat daha artt ı rmakt r. Su kaynaklar ı n ın etkin kullan ı labilmesi ve sulama projelerinin ko şullara uygun bir şekilde haz ırlanabilmesi için bölge ko ş ullar ı nda yetiştirilen bitkilerin yeti şme devresi boyunca kulland ı klar ı ayl ık ya da daha k ısa dönemlere ili şkin su miktar ı n ı n önceden bilinmesi gerekmektedir. Sulama suyu ihtiyac ı n ı n hesaplanmas ı nda esas bitki su tüketiminin belirlenmesidir. Bitki su tüketiminin belirlenmesinde en sa ğ l ı kl ı yol doğ rudan ölçme yöntemleri olmas ı na kar şı n bu yöntemler pahal ı ve zaman al ıc ıd ır. Bu nedenle ara şt ı rmac ı lar bitki su tüketiminin tahmininde kullan ı labilecek e şitlikler geli ştirmi şlerdir. Bu çal ışman ın amac ı Ülkemizde devlet sulama şebekelerinde Blaney-Criddle (USDA-SCS) ve Penman-Monteith yöntemlerine göre y ı llar ı na ili şkin toplam sulama suyu ihtiyac ı n ı hesaplamak ve sonuçlar ı birbiri ile kar şı laşt ı rmakt ı r. Bu amaçla 120 sulama şebekesinde sulama suyu ihtiyaçlar ı iki yönteme göre hesaplanm ış, sonuçlara ba ğı ms ız iki grup için t-testi uygulanm ış ve incelenen şebekelerin 0/043'ünde farkl ı l ı k önemli bulunmu ştur. Anahtar kelimeler : Sulama suyu ihtiyac ı, Blaney-Criddle metodu, Penman-Monteith metodu Comparison of Irrigation Requirements Based on Blaney - Criddle and Penman - Monteith Method in Irrigation Schemes Abstract : Turkey is in a arid and semi-arid climate beli. This situation increases the concern of irrigation. As water resources can be used efficiently and irrigation projects can be prepared suitably for conditions, required to determine crop water requirements monthly or shorter periods. The main principle in calculation of irrigation water requirements is to determine evapotranspirations. The most appropriate way is directly measurement methods in determination of evapotranspiration. However they're expensive and needs long time. For this reason researchers developed equations in order to predict evapotranspiration. In the study, the aim is to calculate gross irrigation water requirements based on Blaney-Criddle and Penman-Monteith Method belonging the years of and ta compare the results with each other in state irrigation schemes,. By this aim, irrigation water requirements were calculated considering two methods in 120 irrigation schemes taken as material. The results were assessed with t-test statistically, the difference between two methods were found as significant in 43% of the investigated irrigation schemes. Key words : Irrigation water requirements, Blaney-Criddle method, Penman-Monteith method. Giri ş Türkiye'nin 77.9 milyon ha yüzölçümünün 27.7 milyon ha' r tar ı m arazisidir. Bunun da 25.3 milyon ha' ı sulanabilir arazidir. Ekonomik olarak sulanabilece ğ i hesaplanan 8.5 milyon ha arazinin bugün 4.47 milyon ha' ı sulanmakt r (Anonim 1996a). Bu toprak potansiyeline kar şı l ı k 95 milyar m 3 yer üstü, 12 milyar m 3 yeralt ı y ı ll ı k su potansiyeli bulunmakt r. Ancak, bunun y ı lda toplam 28.2 milyar m 3 'ü kullan ı lmakt r (Anonim 1996b). Bu rakamlar mevcut su ve toprak kaynaklar ı potansiyelinin büyük bir bölümünün kullan ı lmğı n ı göstermektedir. Bu duruma etki eden bir dizi faktör aras ı nda sulama uygulamalar ına ili şkin sorunlar ilk s ı ralarda yer almakt r. Bu sorunlar ı n giderilmesi kaynaklar ı n geli ştirilmesi çal ış malar ı n ı da h ızland ı racakt ı r. Sulama; bitki geli şmesi için gerekli olan ancak doğal ya ğ i şlarla kar şı lanamayan suyun bitki kök bölgesine kontrollü bir şekilde verilmesi olarak tan ı mlan ır. Bitkinin geli şmesi için do ğal yollarla kar şı lanamayan suyun topra ğ a verilmesinde esas; bitki su tüketiminin bilinmesidir. Bitki su tüketimi ise toprak yüzeyinden olan buharla ş ma ile bitki yapraklar ı ndan olan terleme yoluyla atmosfere verilen toplam su miktar ı biçiminde tan ı mlanmakt r. Uygulamada, toprak yüzeyinden olan buharla ş ma ve bitki yapraklar ı ndan olan terleme miktar ı n ı n ayr ı ayr ı ölçülüp de ğ erlendirilmesi mümkündür. Ancak sulama uygulamalar ı nda önemli olan toprak nemindeki azalma miktar ı n ı n değ erlendirilebilmesidir. Bu nedenle sulama i ş lemlerin-de toprak yüzeyinden olan buharla şma ve bitki yapraklar ı ndan olan terleme birlikte ölçülmekte, ya da tahmin edilmektedir (Güngör ve Y ı ld ı r ı m 1989). Tahmin yöntemleriyle tarla denemelerine ili şkin bulgular aras ı nda iki kat ı na varan farkl ı l ı klar oldu ğu, bu yöntemlerin geli ştirildikleri bölgenin iklim ko ş ullar ı na benzer ko ş ullarda güvenilir sonuçlar verdikleri, di ğer iklim bölgelerine uyguland ı klar ı nda ise yetersiz kald ı klar ı görülmü ştür (Kodal ve Benli 1984). Bitki su tüketiminin saptanmas ı nda en sa ğ l ı kl ı yol do ğrudan ölçme yöntemlerinden birisinin kullan ı lmas ı d ı r. Ancak bu i ş lem hem zaman al ı c ı, hem de pahal ı d ı r. Bunun yerine ara şt ı rmac ı lar bitki su Ankara Üniv. Ziraat Fak. Tar ı msal Yap ı lar ve Sulama Bölümü - Ankara

2 BEYRIBEY, M. ve ark., "Sulama şebekelerinde blaney-criddle ve penman-monteith yöntemlerine göre sulama suyu ihtiyac ı n ı n kar şı laşt ı r ı lmas ı " 75 tüketiminin tahmininde kullan ı labilecek e ş itlikler geli ştirmi şlerdir (Jensen 1983). Ülkemizde Devlet Su I ş leri Genel Müdürlü ğ ü (DS İ ) planlama, projeleme, i şletme ve de ğ erlendirme çal ışmalar ı nda gerekli olan bitki su tüketimi ve sulama suyu ihtiyac ı hesaplar ı n ı Blaney-Criddle (USDA-SCS) yöntemine göre belirlemektedir. Yöntem az say ı da veri gerektirdi ğ i için tercih edilmektedir (Kodal ve ark. 1988). Blaney-Criddle yöntemi uzun dönemde daha sa ğ l ı kl ı sonuçlar vermektedir. Ancak, bu yöntem baz ı bölgelerde gerçek değerden oldukça fazla sapmalara neden olabilmektedir (Kodal ve ark. 1988). K ı sa dönemde en sa ğ l ı kl ı sonuç veren yöntem ise Penman-Monteith yöntemidir (Erözel ve ark. 1992). Çok say ıda veriyi gerektirdi ğ i için henüz geni ş bir kullan ı m alan ı na sahip değildir (Smith 1992, Beyribey 1992). Penman yönteminde ayl ı k ve ongünlük dönemler için hesaplanan bitki su tüketimleri aras ı nda baz ı bitkilerde önemli farkl ı l ıklar ortaya ç ı kmaktr. Bu nedenle, bitki katsay ı lar ı n ı n yöre şartlar ı na göre kalibre edilmesi gerekmektedir (Tokgöz 1989; Akgün ve Kodal 1993). Bu çal ış man ı n amac ı Ülkemizde sulama şebekelerinde Blaney-Criddle (USDA-SCS) ve Penman- Monteith yöntemlerine göre sulama suyu ihtiyac ı n ı hesaplamak ve birbiri ile kar ş ila şt ı rmakt ı r. Bu amaçla toplam 21 sulama bölgesinde 120 sulama şebekesinde net ve toplam sulama suyu ihtiyaçlar ı iki yönteme göre hesaplam ış ve kar şı la şt ı r ı lm ışt ı r. Materyal ve Metot Materyal Sulama şebekeleri Bu çal ışmada DSl taraf ı ndan in ş a edilen ve i ş letilen toplam sulama alan ı n ı n %85'ne kar şı l ı k gelen 21 adet sulama bölgesi materyal olarak al ı nm ışt ı r. Ele al ı nan sulama şebekelerine ili şkin özellikler Çizelge 1' de verilmi ştir. Veri toplama Sulama ş ebekelerine ili şkin y ı llar ı na ait şebekeye sapt ı r ı lan su, bitki da ğı l ı m ı, sulanan alan, planlamada önerilen rand ı man değ erleri, bitki da ğı l ı m ı ve ekim alanlar ı DS İ' ce i şletilen sulama tesisleri değ erlendirme raporlar ı ndan al ı nm ışt ı r (Anonim ). Incelenen sulama bölgelerinde y ı llar ı na ili ş kin bitki deseni Çizelge 2' de verilmi ştir. Bitki su tüketimi hesaplamalar ı nda yararlan ı lan ve her proje alan ı için planlamada önerilen meteoroloji istasyonlar ı na ait her y ı l için ortalama s ı cakl ı k, nispi nem, rüzgar h ız ı, güne ş lenme, yükseklik, enlem - boylam ve ya ğış değerleri Meteoroloji Genel Müdürlü ğ ü kay ıtlar ı ndan al ı nm ışt ı r. Ayr ı ca her sulama şebekesi için bitki yeti ş me dönemi uzunlu ğu, ekim ve hasat tarihleri DS İ bitki su tüketimi rehberinden, bitki katsay ı lar ı ise Güngör ve Y ı ld ı r ı m 1989, Doorenbos ve Pruitt 1977, Doorenbos ve Kassam 1979' den al ı nm ışt ı r. Metot Sulama şebekelerinde sulama suyu ihtiyac ı DS İ Genel Müdürlü ğü taraf ı ndan kullan ı lan Blaney-Criddle (USDA-SCS) ve FAO tarafı ndan önerilen Penman- Monteith yöntemi olmak üzere iki farkl ı yönteme göre hesaplanm ışt ı r (Smith 1992). Bu yöntemlere göre sulama suyu ihtiyac ı n ı n hesaplanmas ı nda izlenen a şamalar Şekil 1' de verilmi ştir. Ara şt ı rmada dikkate al ı nan toplam 120 sulama şebekesi için Blaney-Criddle ve Penman-Monteith yöntemine göre hesaplanan bitki su tüketimi de ğerleri kullan ı larak EXCEL hesap tablosu yard ı m ıyla sulama suyu ihtiyaçlar ı hesaplanm ış ve sonuçlar ba ğı ms ız iki grup için t testi ile kar şı la şt ı r ı lm ışt ı r. Bulgular ve Tart ış ma DS İ ' ce i ş letilen sulama şebekelerine ili şkin y ı llar ı için Blaney-Criddle ve Penman-Monteith yöntemlerine göre hesaplanan toplam sulama suyu ihtiyaçlar ı Çizelge 3'de verilmi ştir. Çizelge 3 incelendi ğ inde Blaney - Criddle ve Penman - Monteith yöntemlerine göre hesaplanan sulama suyu ihtiyaçlar ı aras ı ndaki fark hem bölgeler hem de bölgeye ait sulamalar aras ı nda önemli farkl ı l ı k göstermektedir. Tüm şebekeler dikkate al ı nd ığı nda hesaplanan sulama suyu ihtiyaçlar ı aras ı ndaki fark ortalama % 11' dir. Bu de ğer Jensen ve ark. 1990' da verilen değerlere uyum göstermektedir. De ğerlendirilen 120 sulama şebekesinin 28' inde fark p<0.001 düzeyinde önemli bulunmu ş; 23 şebekede p<0.005 düzeyinde önemli olmas ı na karşı n 69 şebekede ise fark istatistiksel yönden önemli bulunmam ışt ı r. Çizelge 1. Sulama şebekelerine ili şkin özellikler Bölge Sulama alan ı (ha) Sulanan alan (ha) Bursa Izmir Eski şehir Konya Ankara Adana Samsun Erzurum Elaz ığ Diyarbak ı r Edirne Kayseri Antalya Ş.Urfa Van Isparta Sivas K.Maraş Ayd ı n Kastamonu Bal ı kesir Toplam

3 76 TARIM BILIMLERI DERGISI 1997, Cilt 3, Say ı 1 Çizelge 2. Sulama şebekelerine ili şkin sulanan alanda bitki da ğı l ı m ı (Anonim ) Ekili oran ı (%) Bitki Hububat Bakliye Bostan Ş. Pancar ı Pamuk Tütün Yerf ı st ığı Ayçiçeğ i Susam M ı s ı r Çeltik Fidan Bağ Meyve Narenciye Sebze Patates Soğan-sar ı msak Yem bitkileri Kavak Il. Ürün Bakliye Il. Ürün m ı s ı r Il. Ürün sebze Diğerleri Toplam Sulama şebekelerinin planlama, projeleme, i ş letme, izleme ve de ğerlendirme çal ış malar ı nda ana parametreler bitki su tüketimi ve sulama suyu ihtiyac ı d ı r. Bu nedenle, doğ rudan ölçmek pahal ı bir i ş lem oldu ğ undan ampirik yöntemlerle do ğ rudan ölçmeye yak ın de ğer veren yöntemlerin seçilmesi gerekir. Bu çal ış ma sonuçlar ı na göre Penman-Monteith yöntemi ile Blaney Criddle yöntemi aras ı ndaki fark ı n önemli oldu ğu söylenebilir. Bundan dolay ı, bitki su tüketimi ve sulama suyu ihtiyac ı hesaplar ı nda yeterli iklim faktörün ün bulundu ğu ko ş ullarda Penman-Monteith yönteminin uygulanmas ı ile daha sa ğ l ı kl ı sonuçlar bulunabilir. Bu yöntemin uygulanmas ı nda önemli k ı s ıtlardan birisi uygun bitki katsay ı lar ı n ı n ülke koş ulları na göre belirlenmesidir. Bu nedenle, Penman- Monteith yönteminde kullan ı labilecek bitki katsay ı lar ı n ı n belirlenmesine yönelik çal ış malara gereksinim vard ı r.

4 BEYRIBEY, M. ve ark., "Sulama şebekelerinde blaney-criddle ve penman-monteith yöntemlerine göre sulama suyu ihtiyac ı n ı n kar şı la şt ı nlmas ı " 77 Çizelge 3. Bölgeler itibariyle Blaney-Criddle ve Penman-Monteith yöntemine göre hesaplanan ortalama sulama suyu ihtiyaçlar ı Bölge Bursa (I) Izmir (Il) Eski şehir (III) Konya (IV) Ankara (V) Adana (VI) Samsun (VII) Erzurum (VIII) Sulama Sulama suyu ihtiyac ı (rrı"rha) Blaney Criddle Penman Monteith Fark (%) Bursa * Bursa P Demirta ş * Orhangazi Keramet * M. Kemalp * Ulubat Karacabey Boyal ıca Izmit Iznik Menemen Manisa O** Turgutlu Adala Ala şehir Sar ı göl * Eskişehir Sifteler Inönü Yaral ı Sar ı cakaya ** Kütahya Söğüt Pamukova * Tav anl ı Çumra Sille Alakova * Atlant ı * Ivriz Ayranc ı Gevrekli Ulu ı rmak ** Gebere Mürted Köprilköy Kalecik Gökçeören * Bolu Düzce Alaca Seyhan * Ceyhan ** Kesiksuyu Kozan Misis Mersin * Anamur K ı r ı khan * Tokat Erbaa Niksar * Amasya Erzincan * Eleşkirt I ğ d ı r O Ba ğı ms ız iki grup için t testi (% Bölge Elaz ığ (IX) D.Bak ı r (X) Edirne (XI) Kayseri (XII) Antalya (XIII) Ş. Urfa _LXV). Van (XVII) Isparta (XVIII) Sivas (XIX) K. Maraş (XX) Ayd ı n (XXI) Kastam. (XXIII) Bal ı kesir (XXV) Sulama SUlama suyu ihtiyac ı- (m 3/ha) Fark Blaney Criddle Penman Monteith (%) Ba ğıms ız iki grup için t testi (% p), Uluova KUZOVE, Karakoçan Malatya O** Akçada ğ * Doğanşehir ** Yaz ı han * Devegeçidi O** Batman O** Halilan ** Nusaybin * Kirişhane Süleoğ lu Küplü Alt ı nyaz ı Keşan Kayal ı köy Sar ı msakl ı Çoğ un O** Kültepe Ağca şar Kayal ı ** Varsak Aksu * Köprüçay ** Manavgat Alaya Bucak O Akçakale * Ceylanp ı Van O** Muradiye Ahlat * Bulan ı k * Ar ı nc ı k Atabey Senirkent Gelendost ** Yalvaç Karata ş Selevir Ç ı ld ı r ı m Y ı ld ız ı r Gemerek Vap ı alt ı n Keysun * And ı r ı n * Hanca. z Söke O Akçay ** Nazilli O** Kelekçi Fethiye * Keste * Karaçomak Germeçte Bal ı kesir ** Bigadiç O** S ı nd ı rg ı O** _Çanakkale Ezine

5 78 TARIM BILIMLERI DERGISI 1997, Cilt 3, Say ı 1 Kaynaklar Sulama Suyu ihtiyac ı n ı n Hesaplanmas ı J. Meteoroloji Veri Dosyas ı S ıcakl ı k ( C) Enlem, boylam derecesi Rüzgar h ız ı (m/s) Güneşlenme (h) Nispi nem (%) Gündüz saatleri Yükseklik (m) Etp (mm) Yağış (mm) Bitki Veri Dosyas ı Gelişme Dönemi (gün) Bitki Katsay ısı (kc) Ekim Tarihi Hasat Tarihi Bitki Dağı l ı m ı (%) Akgün, M. Ve S. Kodal, Ankara Ko şullar ında K ısa Periyotlu Bitki Su Tüketimi Tahmin Yöntemlerinin Kar şıla şt ınl-mas ı. A.Ü. Ziraat Fakültesi Y ı ll ığı Cilt 43, Fasikül No: 1-2, Ankara. Anonim, DS İ'ce İşletilen Sulama Tesisleri Değerlendirme Raporu. DS İ Genel Müdürlüğ ü I şletme ve Bak ı m Dairesi Ba ş kanl ığı Yay ı nlar ı, Ankara. Anonim, 1996a. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü Harital ı istatistik Bülteni. DSI Genel Müdürlü ğü APK Dairesi Ba şkanl ığı Yay ı nlar ı, Ankara. Anonim, 1996b. DS İ 'ce İşletilen Sulama Tesisleri De ğerlendirme Raporu. DSI Genel Müdürlü ğü I şletme ve Bak ım Dairesi Ba şkanl ığı Yay ı nlar ı, Ankara. Beyribey, M GAP Sulama Projelerinde Sulama Suyu ihtiyac ı ve Sistem Kapasitesi Üzerinde Bir Ara şt ı rma, A.Ü.Ziraat Fakültesi Yay ı n No : 1245, Ankara. Doorenbos, J. Ve Kassam, A.H Yield Response to Water. FAO Irrigation and Drain, Paper 33, Rome. Doorenbos, J. Ve Pruitt, W.D Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drain. Paper 24, Rome. MS EXCEL Erözel, A. Z., S. Kodal, M. F. Selenay, Bitki Su Tüketim Yöntemlerinin Kanal Tesis Maliyetine Etkisi. A. Ü. Ziraat Fakültesi Yay ı nlar ı 1275, Bilimsel Ara şt ı rma ve Incelemeler 708, Ankara. Kıştan artan rutubet (KAR) MS EXCEL Referans bitki su tüketimi (mm) Bitki su tüketimi (mm) Güngör, Y., O. Y ı ld ı r ı m Tarla Sulama Sistemleri. Ank. Üniv. Ziraat Fakültesi. 1115, Ankara. Jansen, M.E., Design and Operation of Farm Irrigation Systems ASAE, st. Joseph, Michigan Jensen. M.E., R. D. Burman, R. G. Ailen, Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements, ASCE, NewYork. Kodal, S. ve E. Benli, İç Anadolu' da Bitki Su Tüketiminin Saptanmas ı İçin Uygun Yöntemin Belirlenmesi Üzerinde Bir Ara şt ı rma, AÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü Yay ı n No : KT.4, Ankara. Kodal, S.. Y. E. Y ı ld ı r ı m, M. Akgün, Çeltik Bitkisi Su Tüketimi ve Sulama Suyu ihtiyac ı n ın Hesaplanmas ı, A. Ü. Ziraat Fakültesi Y ı ll ığı Cilt 39, No: 1-2, Ankara. Sulama Suyu ihtiyac ı (m 3/ha, B-C) Sulama Suyu ihtiyac ı (m 3/ha, P-M) Şekil 1. Sulama suyu ihtiyac ı n ı n hesaplanmas ı nda izlenen a şamalar Smith, M CROPWAT A Computer Program for Irrigation Planning and Management. FAO Irrigation and Drain. Paper 46, Rome. Tokgöz, M. A., Ankara Ko şullar ında Ayl ık ve K ısa Dönemli Bitki Su Tüketimi Tahmin De ğerlerinin Kar şılaşt ır ılmas ı. A.O. Ziraat Fakültesi Yay ı nlar ı 1129, Bilimsel Ara şt ırma ve Incelemeler 617, Ankara