amaçlamaktadır. Bunun için farklı büyüklüklere sahip birbiri içerisinde yer alan üç alt havza araştırma alanı olarak seçilerek, burada SCS boyutsuz,

Transkript

1 1. GİRİŞ Suyun bütün canlılar için önemi herkesçe bilinmektedir. Tüm canlıların ana maddesi sudur. Suyun olmadığı bir ortamda canlılık olmaz. Su ve hayat birbirlerinden ayrılmayacak biçimde, iç içe girmiş ve birbirlerine kenetlenmiştir. Özellikle suyu insandan, insanı sudan ayırmak mümkün değildir. Bu nedenle insanların sudan yararlanma ve zararlarından korunma çabaları ilk çağlarda başlamıştır. Su kaynaklarından yararlanılarak zengin medeniyetler kurulmuştur. Bu kaynakların ölçüsüz ve sorumsuzca kullanılmaları veya zararlarının disipline edilememeleri halinde ise çok büyük felaketler yaşanmıştır. Çağımızda su kaynaklarından yararlanma çok daha önemli olmuştur. Zira bir ülkenin sahip olduğu su kaynaklarından yararlanma düzeyi, onun gelişmişliği ve zenginliğinin önemli bir göstergesi olmuştur. Hal böyle iken Türkiye de mevcut su kaynakları potansiyelinden yeteri kadar yararlanılabildiğini söylemek güçtür (Yüksel, 1993). Ülkenin yağışları genellikle kış ve ilkbahar aylarında düşmekte ve yazlar çok kurak geçmektedir. Yaz aylarında yoğun olarak suya ihtiyaç duyulmasına karşılık, kış ve ilkbahar aylarında coşan derelerden hiçbir şekilde yararlanılmamaktadır. Başta baraj ve göletler olmak üzere muhtelif su yapıları, hiçbir şekilde değerlendirilmeden boşa akıp giden, suların çeşitli amaçlar için kullanılmasına imkan vermek için depolanmasını, kabartılmasını ve yönlendirilmesini sağlayan tesislerdir. Bu yapıların projelendirilmesi ise, havza su verimlerinin ve taşkın pik debilerinin bilinmesini gerektirmektedir. Halen bu tahminler, Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Toprak Muhafaza Servisi (SCS) nin geliştirdiği ampirik yöntemler kullanılarak yapılmaktadır. ABD koşullarında geliştirilen bu yöntemlerin ülkemizin belli bir yöresinin koşulları için geçerliliği tartışma konusudur ve araştırmalar ile henüz kanıtlanmamıştır. Bu çalışma, Trakya Bölgesi Edirne ili kırsalında inşa edilecek su yapıları ve bunlara ait dolu savak planlamalarında; havza taşkın debisi ve havza su verimi tahmininde karşılaşılan sorunun, hangi ampirik yöntem kullanılarak aşılabileceğini

2 2 amaçlamaktadır. Bunun için farklı büyüklüklere sahip birbiri içerisinde yer alan üç alt havza araştırma alanı olarak seçilerek, burada SCS boyutsuz, Snyder, Mockus, Turc, Mc Math, ve Rasyonel yöntemlerin uygulaması yapılmıştır.

3 3 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI Başta Amerika Birleşik Devletleri nde olmak üzere birkaç ülkede daha önce başlayan, yağışlara kısa sürede cevap veren küçük havzalarda yağış-akış ilişkileriyle ilgili çalışmalara Türkiye de 1967 yılında başlanmıştır. Ankara Beytepe su toplama havzasında başlayan ilk çalışmalar, günümüzde her biri 25 yıl süreli 27 havzada olmak üzere birçok yerde yürütülmektedir. Yağış ve yüzey akış karakteristiklerinin belirlendiği, çok sayıdaki benzer yerli ve yabancı araştırmalardan elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir. Soykan (1972), Ankara çayının bir kolu olan Maslak deresi üzerinde yer alan Beytepe temsili havzasının yağış-akış kayıtlarını gözlemleyerek, havza birim hidrografı ve buna dayanarak ampirik birçok yönteme ait havza karakteristiklerini çıkarmıştır. Ayrıca havzaya komşu olan Böğürtlencik ve Yardımözü havzalarının sentetik birim hidrograflarını tayin etmiştir. Langbein (1974), akış karakteristikleri ile topografik karakteristikler arasındaki bağıntıyı incelemiş ve bu iki ayrı özelliği temsil eden karakteristikler arasında doğrudan ve dolaylı bağıntıların bulunduğunu, özellikle topografik faktörlerle taşkın pik debileri arasında çok kuvvetli bir bağıntının olduğunu belirtmiştir. Şorman (1975), yağışların ve özellikle havza karakteristiklerinin akışlar üzerine etkisini araştırmıştır. Kızılırmak ve Sakarya havzalarının dördüncü ve beşinci mertebedeki kollarına ait 47 adet havzanın parametreleri ile ilgili araştırması sonucunda; yıllık ortalama debi ile havza çevresi, eğimi ve dairesellik oranı arasında yüksek bir ilişki bulmuştur. Özdemir (1978), daha önce Kubilay (1971) ın Gediz havzası için elde etmiş olduğu birim hidrografı, bazı sentetik yöntemlerle mukayese etmiş ve Snyder yönteminin Türkiye şartları için uygun olduğunu belirtmiştir.

4 4 Aykanlı ve Abalı (1985), İzmir-Menemen in 10 km güney batısında bulunan Akdeniz ikim tipi etkisinde, % 90 ı tabii mera ve % 10 u kuru tarım alanı olan toplam ha lık W 1 havzasında (Ulucak homojen havzası) su yıllarında yaptıkları çalışmada, akışı oluşturan yağışı ölçmek için havzada kurulan 4 yağış istasyonundan yararlanmış ve havzanın 8 yıllık ortalama yağışını mm buna karşılık ölçülen akış miktarını da ortalama 99.5 mm olarak bulmuşlardır. Sekiz yıllık dönemde ölçülen en yüksek debi L/s olarak tarihinde saptamışlardır. Değişik tarihlerde gözlenen taşkın akışlarından elde edilen havza ortalama birim hidrografının pik debisini Q p = 48.4 L/s olarak bulmuşlardır. Yılmaz (1987), alanı 98.0 km 2 olan Konya-Çumra Çiçek deresi havzasında, 1975 yılında başladığı yağış-akış ilişkilerinin belirlenmesine yönelik araştırma çalışmasının ilk 12 yıllık bulgularını değerlendirmiştir. Bu dönem için havza yıllık ortalama yağışını mm ve buna karşılık yüzey akışını 33.4 mm ve en yüksek taşkın debisini 29.3 m 3 /s olarak tespit etmiştir. Bir saat süreli havza ortalama birim hidrografı pik debisi Q p = 12.8 m 3 /s olarak bulmuştur. Akbay ve Sevinç (1988), Eskişehir-Karapazar Çayır deresi havzasında 1977 yılında başlanan ve süresi 25 yıl olan araştırmanın ilk 10 yıllık bulgularını değerlendirmişlerdir. Havza içinde biri akış istasyonu yanında olmak üzere iki yağış istasyonu ve havza çıkışına inşa edilmiş bir akış istasyonu mevcuttur. Havza yıllık ortalama yağışı mm ve yıllık ortalama akışı 2.97 mm olmuştur. En yüksek yıllık akış mm ve en düşük yıllık akış 0.19 mm olarak tespit etmişlerdir. Anlık maksimum debi miktarı 12.2 m 3 /s olmuştur. Üçgen hidrograf yöntemine göre havzada 10 yıl tekerrürlü ve 6 saat süreli yağışın meydana getirebileceği akışın maksimum debisini Q max = 6.4 m 3 /s olarak bulmuşlardır. Çelebi (1988), Ankara-Beytepe yöresindeki bazı havzaların yağış karakteristiklerini 20 yıl süreyle araştırmış ve havza ortalama yağışını 388 mm olarak bulmuştur. Havzalarda yükseklikle yağış miktarı arasındaki ilişkiyi istatistiki olarak % 1 seviyesinde önemli bulmuş, yağışlara ait frekans analizleri yapmış ve şiddet-süre tekerrür eğrileri çıkarmıştır.

5 5 Canbolat (1990), havza akış karakteristiklerinin araştırılması, havza su verimi ile taşkın azami debilerinin ve frekanslarının saptanması, elde edilen bulguların benzer havzalara aktarılması amacıyla, alanı 1.69 km 2 olan İçel-Tarsus Topçu deresi havzasında 1985 yılında başladığı ve 25 yıl sürecek olan araştırmanın ilk 5 yıllık sonuçlarına göre; havzanın yıllık ortalama yağışını mm buna karşılık ortalama akışını 73.2 mm olarak bulmuştur. Abalı (1991), Çanakkale-Ezine Bahçeli göleti Bük deresi havzasında yürüttüğü araştırmasının 10 yıllık ara raporunda havza ortalama yağışını mm olarak bulmuştur. Alanı km 2 olan havzada en yüksek yağışa (798.3 mm) eş ve daha büyüğünün düşme olasılığını % 9, günlük en yüksek yağışa (73.4 mm) eş ve daha büyüğünün düşme olasılığını ise % 19 ve yineleme süresini 5.3 yıl olarak bulmuştur. Aşık ve ark. (1993), İzmir yağış istasyonunda kaydedilen standart süreli maksimum yağışların frekans analizinde, Gumbel dağılım modelini kullanarak dağılıma ait α ve β parametrelerinin belirlenmesinde uygulanacak yöntemi saptamaya çalışmışlardır. Elde edilen bulgulardan yararlanarak bu dağılım parametrelerinin saptanmasında en uygun yöntemin Maksimum Olabilirlik Yöntemi (MOY) olduğunu belirlemişler ve İzmir e ait yağış-süre-tekerrür eğrilerini çizmişlerdir. Denli ve Sevinç (1993), alanı km 2 olan Ankara-Yenimahalle Güvenç havzasında su yıllarını içeren süre için hidrolojik araştırma sonuçlarını sunmuşlar; yağışla ilgili çalışmalarda yağışın zamansal ve alansal dağılımı, havza ortalama değerleri ve frekans analizlerini vermişlerdir. Yüzey akış çalışmalarında ise ortalama değerler, bireysel sağanak hidrografları ve bunlardan bulunan havza ortalama birim hidrografını vermişler ayrıca bu hidrografı değişik sentetik yöntemlerle bulunan hidrograflarla karşılaştırmışlardır. Törün (1993), alanı 1.20 km 2 olan Samsun Öteköy havzasında bulunan bir akış ve üç yağış istasyonundan yıllık ortalama yağışı mm ve ortalama akışı ise mm olarak tespit etmiştir. Bu akışın mm si yüzey akış ve mm si ise taban akışıdır. Toplam akışlı günlerin % 92.1 inde akış miktarı 0.25 mm den az olmuştur.

6 6 Havzanın 20 dakika süreli birim hidrografının pik debisini Q p = L/s olarak tespit etmiştir. Genellikle yüzey akışı veren yağışlar 2.8 mm nin üstünde ve iki yağış arası süre 210 saati geçmeyen yağışlar olmuştur. Aykanlı (1994), Erzincan-Refahiye Berbeyin deresi havzasında yağış karakteristiklerini araştırmak amacıyla su yıllarında yürüttüğü araştırmadan elde ettiği sonuçlara göre, alanı km 2 olan havzanın yıllık ortalama yağışını mm ve en şiddetli yağışını 5 dakikada mm/h olarak bulmuştur. Canbolat (1994), alanı km 2 olan İçel-Tarsus-Çavuşlu Kaleönü deresi havzasında yıllarında yürüttüğü hidrolojik araştırma sonuçlarına göre; yağışla ilgili çalışmalarda havza ortalama değerleri ve frekans analizleri, akış çalışmalarında ise su yıllarına ait pik debiler ile periyoduna ait aylık, yıllık ve ortalama havza su verimlerini ve buharlaşma kayıplarını bulmuştur. Ayrıca elde ettiği bu sonuçları ampirik yöntemlerle bulduğu değerlerle karşılaştırmıştır. Hromadka and Whitley (1994), rasyonel yöntemin, yaklaşık 3 km 2 veya daha küçük havzalarda taşkın pik debisini bulmada çok kolay bir yöntem olduğunu bildirmişlerdir. Bunu brim hidrograf yöntemi izlemiştir. Günümüzde deneyimli teknik elemanlar ve geniş bilgisayar kullanımı ile bu tekniğin çok daha yaygınlaşacağını söylemişlerdir. Sheridan (1994), Amerika da düz alanlarda uygulanan düşük eğimli drenaj sistemlerinde kullanılacak akış hidrograflarının zaman parametrelerini belirlemiştir. Havzalarda ana akarsu yolu uzunluğu ve eğimi gibi fiziksel karakteristiklerin önemini tespit etmiş ve bu hususta basit ampirik eşitlikler geliştirmiştir. Denli (1995), havza alanı 23.5 km 2 olan Çankırı-Şabanözü Mahmuthacılı deresi havzasında su yıllarını içeren süre için hidrolojik araştırma sonuçlarını sunmuştur. Yağışla ilgili çalışmalarda, yağışın zamansal ve alansal dağılımı ile havza ortalama değerleri vermiştir. Akış çalışmalarında ise ortalama değerler ve bireysel akış hidrograflarını vermiş ayrıca bu hidrografı değişik sentetik yöntemlerle bulunan

7 7 hidrograflarla karşılaştırmıştır. Havzanın bu dönemi için ortalama mm yağışa karşın ortalama 66.4 mm akış olduğunu tespit etmiştir. Havza ortalama birim hidrograf pik debisini Q p = L/s olarak belirlemiştir. Rinaldo et al. (1995), çalışmalarında bir nehir havzasının şeklini tanımlayan geometrik faktörlerin etkilerini araştırmışlardır. Bunlardan havza şekil faktörünün hidrolojik tepki için çok önemli bir karakter olduğunu tespit etmişlerdir. Zira havza çıkış noktasından belli uzaklıktaki akışın, çıkış noktasına ulaşması o havzanın şekli ile çok yakından ilişkili olduğunu gözlemlemişlerdir. Robinson et al. (1995), araştırmalarında, bir havzayı şekillendiren onun drenaj ağı ve eğiminin, yağış-akış üzerinde meydana getireceği etkiyi araştırmışlardır. Havzaların yağış-akış ilişkilerinde havza jeomorfolojisi, drenaj ağı ve topografyası önemli parametreler olup, her farklı havza için belli rollere sahip olduklarını saptamışlardır. Shalaby (1995), muhtemel maksimum taşkın debisinin, meteorolojik ve hidrolojik birçok faktörün fonksiyonu olduğunu ve bunun eksiksiz tahmini için, faktörlerin optimum kalibrasyonun gerektiğini söylemiştir. Bugün yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Maryland da Seneca deresinde bunun ilk durum çalışmasını yapmıştır. Sorman (1995), Suudi Arabistan da yer alan çok sayıdaki havzada, her 5-10 yılda bir meydana gelen ani taşkınlar ile, bir çok küçük ve büyük yerleşim yerlerinde can ve mal güvenliği tehlikesinin yaşandığını söylemiştir. Buralarda bir takım yağışakış gözlemleri yapmış ve birim hidrograf katsayılarını belirlemiştir. Sınırlı hidrolojik veriler ile kurak iklime sahip bu ve benzeri alanlarda; su yolları, setler ve baraj gibi çeşitli projelerin hidrograf tahminlerinde bulunmuştur. Beven (1996), hidroloji ve diğer çevre bilimlerinin, ilgilendikleri problemlerin çözümünde diğer bilim dallarına ihtiyaç duyduklarını ve tüm hidrolojik olayların birçok bilim dalıyla iç içe girmiş olduğunu belirterek, hidrolojik olayların ölçümler, verilerin

8 8 işlenmesi, onların matematik modellerinin kurulması ve olasılık hesabı veya istatistik analizleri içerdiklerini belirtmiştir. Bakanoğulları ve ark. (1997), SWRRBWQ (Simulator for Agriculture s Simulator for Water Resources in Rural Basin Water Quality) adlı bilgisayar programının, geniş ve kompleks kırsal havzalarda hidroloji, sediment ve bitki besin elementi ile tarımsal mücadele ilaçlarının taşınmasını tahmin edebilmesi konularında kulanılması ve geliştirilmesi hakkında uygulamaya yönelik bilgiler sunmuşlardır. Karaş (1997), havza su verimlerinin belirlenmesinde kullanılan ampirik yöntemlerin ve bunların Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü (KHGM) bünyesindeki bazı araştırma havzalarındaki sonuçları ve uygulama olanaklarını tartışmıştır. Araştırma havzalarında gözlenen akışları; Turc, Coutagne, Langbein, Thornthwaite ve su bütçesi yöntemleri ile bulunan sonuçlarla karşılaştırmıştır. Havzalarda su verimine etkili unsurların çok değişkenli ve kompleks bir yapı arz etmesi, seçilen ampirik yöntemin sonuçlarının gözlenen sonuçlardan farklı olmasına sebep olmuştur. Sonuçta su bütçesi yöntemi ile elde edilen değerleri, gözlenen sonuçlara daha yakın olarak bulmuştur. Öztürk ve Apaydın (1997), Türkiye de seçilen birkaç küçük su toplama havzasında belirli tekrarlanma aralığına sahip, farklı yöntemlerle hesaplanan pik debilerle, akış gözlemlerinden elde edilen debileri karşılaştırılmışlar. Havzaların alanları km 2 arasında değişmiştir. Burada, birim hidrograf yöntemi, rasyonel yöntem, Mc Math yöntemi, SCS grafik yöntemi, Snayder ve Mockus yöntemleri kullanılmıştır. Uygun yöntemin seçimi veri varlığına, proje ihtiyacına, havza büyüklüğüne, uygulama ve yöntem kısıtlarına bağlı olacağı belirtilmiştir. Törün (1998), alanı 3.61 km 2 olan Samsun Ayvalı deresi havzasında su yıllarını içeren süre için hidrolojik araştırma sonuçlarını sunmuş, ilk 15 yıllık periyotta havza ortalama yıllık yağışını mm ve ortalama akışını mm olarak tespit etmiştir. Bu akışın mm si yüzey akış ve mm si ise taban akışı olduğunu belirtmiştir. En yüksek akış 1989 su yılında mm ve en düşük akış 1986 su yılına 8.50 mm olduğunu belirtmiştir. Yıllık yüzey akış katsayısı % 2.8 olmuştur.

9 9 Otuz dakika süreli havza ortalama birim hidrografının pik debisini Q p = L/s olarak bulmuştur. Bu sürede havzada kaydedilen yağışların etkili yağış süreleri genellikle saattir. Havza yağışlarının yüzey akış sınır eğrisini çıkarmış, 2 mm nin üzerinde ve iki yağış arasındaki süre 500 saati geçmeyen yağışların genellikle yüzey akış verdiğini saptamıştır. Demiryürek ve ark. (1999), alanı 10.6 km 2 olan Konya-Çifliközü Karabalçık deresi havzasında yürüttükleri araştırmanın 20 yıllık ( ) sonuçlarına göre havzanın ortalama yıllık yağışını mm ve ortalama akışını 62.9 mm olarak tespit etmişlerdir. Ölçülen en yüksek debiyi 1200 L/s ve bir saat süreli birim hidrografın pik debisini ise Q p = 1284 L/s olarak bulmuşlardır. Standart zaman sürelerinde önemli yağışların şiddet-süre-tekerrür eğrilerini çıkarmışlar, yağış ve akışların frekans analizini yapmışlardır. Üçgen hidrograf yöntemine göre yaptıkları hesaplamada bu havzadan 5 yıl tekerrürlü ve 6 saat süreli bir yağıştan gelebilecek taşkının maksimum debisini 6.8 m 3 /s olarak tespit etmişlerdir. Havza yıllık su verimini tahmin için uygulanan Turc yöntemiyle bu değer mm olarak bulmuşlardır. Benzer havzaların birim hidrograflarının sentetik olarak çıkarılmasında kullanılan Snyder ve Mockus yöntemlerine ilişkin katsayıları hesaplamışlardır. Ashfaq and Webster (2000), İngiltere de taşkın pik debisi ve taşkın pik debisine ulaşma süresi arasındaki ilişkiyi analiz etmek için 49 adet havzada yağış-akış gözlemleri yapmışlardır. Buna göre pik taşkın debisi ile pik taşkın süresi arasında sistematik bir ilişki belirlemişlerdir. Elde edilen bulgular çok sayıda fiziksel ve arazi çalışmaları ile doğrulanmıştır. Ayrıca bu bulgular sonucunda birim hidrograf yöntemi içinde bazı değişiklikler önermişlerdir. Aykanlı (2000), Balıkesir-Bigadiç Kocatepe havzasında yıllarını kapsayan dönemde yıllık ortalama yağışı mm, akışı mm ve havza ortalama birim hidrograf pik debisini Q p = L/s olarak tespit etmiştir. Snyder yöntemine ait C t ve C p katsayılarını sırasıyla ve 0.802; Mockus yöntemine ait K ve H katsayılarını ise sırasıyla ve olarak belirlemiştir.

10 10 Bakanoğulları ve Akbay (2000a), Edirne-Merkez Kumdere havzasında yıllarında yıllık ortalama yağışı mm, yüzey akışı 21.3 mm ve havza ortalama birim hidrograf pik debisini Q p = L/s olarak tespit etmiştir. Snyder yöntemi katsayılarını C t = ve C p = 0.472; Mockus yöntemi katsayılarını ise K = ve H = olarak hesaplamışlardır. Bakanoğulları ve Akbay (2000b), Kırklareli Vize deresi havzasında yıllarında yıllık ortalama yağışı mm, yüzey akışı 6.62 mm ve havza ortalama birim hidrograf pik debisini Q p = L/s olarak tespit etmiştir. Snyder yöntemi katsayılarını C t = ve C p = 0.834; Mockus yöntemi katsayılarını ise K = ve H = olarak hesaplamışlardır. Demirkıran ve Denli (2000), Çankırı-Şabanözü Mahmuthacılı deresi havzasının yıllarını içeren ara sonuç raporunda yıllık ortalama yağışı mm, yüzey akışı 90.0 mm ve havza ortalama birim hidrograf pik debisini ise Q p = L/s olarak tespit etmişlerdir. Kaya (2000), alanı km 2 olan Adıyaman-Kahta Harabe deresi havzasında su yıllarını içeren hidrolojik araştırma sonuçlarına göre; yağışla ilgili çalışmalarda, yağışın zamansal ve alansal dağılımı ile havza ortalama değerlerini, akış çalışmalarında ise, ortalama değerler ve bireysel akış hidrograflarını vermiştir. Ayrıca elde ettiği birim hidrografı, değişik sentetik yöntemlerle bulunan hidrograflarla karşılaştırmıştır. Bu dönem için tespitleri; yıllık yağış ortalaması mm ve akış ortalaması mm olmuştur. Havza ortalama birim hidrografının pik debisini Q p = 1669 L/s olarak belirlemiştir. Karaş (2000), Bilecik-Pazaryeri Kurukavak deresi havza ortalama yıllık yağışını mm ve yıllık ortalama akışını mm olarak tespit etmiştir. En yüksek yıllık akışı mm ve en düşük yıllık akışı mm bulmuştur. Günlük ortalama maksimum debi L/s ve en yüksek anlık debi ise L/s olarak kaydedilmiştir. Havza ortalama akış katsayısı % 20 dir. Havza ortalama birim hidrografının (BH 15 ) pik debisi Q p = L/s olmuştur.

11 11 Kuşvuran ve Canbolat (2000), alanı 1.69 km 2 olan İçel-Tarsus Topçu havzasında su yıllarını içeren süre için hidrolojik araştırma sonuçlarını sunmuşlar, yağışla ilgili çalışmalarda yağışın zamansal dağılımı, havza ortalama değerleri ve frekans analizlerini vermişlerdir. Akış çalışmalarında ise ortalama akış değerleri, bireysel sağanak hidrografları ve bunlardan bulunan havza ortalama birim hidrografını vermişler, ayrıca bu hidrografı değişik sentetik yöntemlerle bulunan hidrograflarla karşılaştırmışlardır. Havzanın onbeş yıllık verilerinin değerlendirilmesi sonucu ortalama mm lik yağışa karşılık elde edilen yıllık akış derinliğini mm olarak bulmuşlardır. Havza ortalama birim hidrografı pik debisini L/s olarak tespit etmişlerdir. Lewis et al. (2000), California da Sierra-Nevada nın batısındaki dağ eteklerinde yer alan 103 ha lık meşelik alanın yok edilmesi ile ortaya çıkan durumun, su verimi üzerine etkilerini araştırmışlardır. Yağış-akış değerlerinin ölçüldüğü 17 yıllık çalışma sonucunda yağış, akış ve evapotranspirasyon değerleri sırasıyla 708, 344 ve 364 mm olmuştur. Yağışın genelde buharlaşmanın az olduğu dönemlerde düştüğü bölgede meydana gelen yüzey akış miktarı, meşelik alana göre % 14 daha fazla olmuştur. Oğuz ve Balçın (2000), alanı 13.0 km 2 olan Yozgat-Sorgun İkikara havzasında su yıllarını içeren süre için hidrolojik araştırma sonuçlarını sunmuşlardır. Araştırmanın bu 10 yıllık döneminde havzanın yıllık ortalama yağışını mm ve ortalama akış miktarını mm olarak tespit etmişlerdir. Sharma (2000), Hindistan da Jamnagar bölgesinde 30 yıllık gözlemleri kullanarak yağış-akış ilişkilerini veren regresyon modelleri geliştirmiştir. Kurak koşullar içeren havzada akış katsayısını arasında saptamıştır. Havza büyüdükçe toprağa sızan yağış miktarının artacağını ifade etmiştir. Sivakumar et al. (2000), İsveç te Gota havzasında bazı ekim alanlarında aylık yağış-akış ilişkilerini ele alarak, toprak nem derinliklerini hesaplamışlardır. Buradan yörede dikimi yapılacak bazı fidanların ekim derinliklerini tatmin etmeye çalışmışlardır.

12 12 Tekeli ve Babayiğit (2000), Ankara-Haymana Çatalkaya deresi havzasında yılları arasında yürüttükleri araştırmada yıllık ortalama yağışı mm ve ortalama akışı mm olarak belirlemişlerdir. Ayrıca havzanın ortalama birim hidrograf pik debisini Q p = L/s, Snyder yöntemi katsayılarını C t = ve C p = 0.880; Mockus yöntemi katsayılarını K = ve H = olarak tespit etmişlerdir. Aykanlı ve ark. (2001), Çanakkale-Bayramiç Eğridere havzası yağış-akış karakteristiklerinin belirlenmesi çalışmasında, yıllarını içeren on yıllık veri kaydının sonunda; km 2 büyüklükteki havzanın yıllık ortalama yağışını mm ve buna karşılık gelen yüzey akışını mm olarak elde etmişlerdir. Dolcine et al. (2001), son yıllarda radar bilgileri kullanılarak yağış miktarının belirlendiği modellerin birçok çeşitlerinin geliştiğini, ancak bunların yararları ve kullanımlarını sınırlayan faktörleri açısından henüz detaylı bir şekilde değerlendirilmediğini ifade etmişlerdir. Buna örnek bir çalışmada 1, 2 ve 4 saat süreli yağış miktarları kullanılarak Gardan d Anduze adlı havzada yapılan test sonucunda en iyi performans değeri 2 saat süreli yağışlardan elde edilmişlerdir. Kovar et al. (2001), farklı ormanlık alanlar içeren iki (Vseminka %48 ve Drevnice %81) küçük havzada su dengesi hesaplaması çalışmışlardır. Bunun için WBCM-5 adlı bir model kullanarak yağış-akış değerlerini test etmişlerdir. Ölçümlerde, daha fazla ormanlık alana sahip olan Drevnice havzası, diğerine göre % 30 daha fazla yağış almış ancak % 65 daha az yüzey akışa neden olmuştur. Test edilen WBCM-5 modelinde benzer sonuçlar vererek yeterli bir uygunluk göstermiştir. Marani et al. (2001), yağışlı bölgelerin hidrolojisinde, yüzey altı hidrolojik unsurların çok önemli rol oynadığını gözlemlemişlerdir. Özellikle taban suyu derinliği, akifer basıncı ve yeraltı suyu akışı gibi unsurların yağış-akış üzerinde belirleyici olduğunu ve bu tür havzaların hidrolojik karakteristikleri bir model kullanılarak çözülebileceğini ifade etmişlerdir.

13 13 Molnar and Ramirez (2001), Meksika nın kuzeybatısında Rio Puerco havzasında yarı çorak bölgelerde nehir sistemleri, kanal aşınımları ve akarsu şekillerini dikkate alarak yağış-akış ilişkileri üzerinde durmuşlardır. Elli yıllık yağış verilerini kullanarak günlük, aylık ve yıllık analizler yapmışlardır. Yağış miktarı, belli şiddet ve süreli yağış tekerrürleri, yağışlı gün sayıları ve sıklıklarından hareketle akış üzerindeki etkilerini araştırmışlardır. Moody and Martin (2001), Amerika nın batısında üç farklı dağlık havzada, bir yangın sonrası yağış-akış ilişkisini analiz etmişlerdir. Bu alanda maksimum 30 dakika yağış şiddeti için yaklaşık 10 mm/saat lik bir akış sınır değeri vermişlerdir. Yağış yoğunluğu arttıkça yüzey akış miktarında da buna bağlı olarak artışlar kaydetmişlerdir. Buradan elde edilen verilerin yangın sonrası havza taşkın debilerinin tahmininde kullanılmasını önermişlerdir. Ozelkan and Duckstein (2001), bulanık mantığın belli olmayan parametrelerin yer aldığı yağış-akış modellerinde uygulanabileceğini vurgulamışlardır. Burada yağışakış modelini kavram olarak netleştirmiş ve bulanık kurallar uygulayarak sınırlayıcı faktörlerini belirlenmeye çalışmışlardır. Özellikle iki veya üç belli olmayan parametreleri olan yağış-akış modellerine uygulanabilecek bir teknik olduğunu ifade etmişlerdir. Rico et al. (2001), İspanya da Orta Pyrene lerde çok eğimli iki farklı havzadan meydana gelecek taşkın debisi ve sıklığını palaeohidrojik ve hidrolojik teknikler kullanarak tahmin etmişlerdir. Buradan elde edilen yağış-akış parametrelerini, kayıt alınmayan benzer küçük havzalar için önermişlerdir. Bakanoğulları ve Baran (2002), Vize deresi havzasında su yıllarını içeren 15 yıllık süre için elde edilen yıllık havza ortalama yağışı mm, yıllık ortalama yüzey akışı ise 6.62 mm olarak tespit etmişlerdir. Bu akışın havza ortalama su verimi olarak değeri m 3 /yıl olmuştur. Vize deresi havzasında yapılan çalışmalar sonucu bir saatlik birim hidrografın taşkın pik debisi L/s olarak bulunmuştur.

14 14 Bulunan birim hidrograf elemanları bazı sentetik yöntemlerle elde edilen birim hidrograflarla karşılaştırılmıştır. Bakanoğulları ve Akbay (2002), alanı 8.26 km 2 olan İstanbul-Çatalca Damlıca deresi havzasında yağış-akış ilişkilerinin ve özellikle akış karakteristiklerinin tespiti amacıyla 1982 su yılında başlatılan araştırmanın geçen 20 yıllık verilerini sunmuşlardır. Havzadaki bir akım ve üç yağış istasyonundan elde ettikleri rasatları değerlendirmişler; havzanın yıllık ortalama yağışını mm ve ortalama yüzey akışını ise 54.2 mm olarak tespit etmişlerdir. Kaydettikleri en yüksek taşkın debisi 3664 L/s dir. Değişik zamanlarda gözledikleri taşkınlardan elde edilen 60 dakikalık havza ortalama birim hidrografının pik debisi Q p = 456 L/s olmuştur. Kaya ve Helaloğlu (2002), alanı km 2 olan Şanlıurfa Kızlar deresi havzasında su yıllarını içeren süre için havzada bulunan beş yağış ve bir akış istasyonu rasatlarını değerlendirmiş, havzanın yıllık ortalama yağışını mm ve ortalama yüzey akışını ise mm olarak tespit etmişlerdir. Bu akışın 2.36 mm si yüzey akış, 0.07 mm si yüzey altı akış ve mm sinin ise taban akışı olduğunu tespit etmişlerdir. Havzanın yıllık ortalama yüzey akış katsayısını % 0.58 ve en büyük taşkın debisini L/s olarak tarihinde tespit etmişlerdir. Havzanın 60 dakika süreli ortalama birim hidrografının pik debisini Q p = 5170 L/s olarak bulmuşlardır. Günlük havza ortalaması 4.0 mm nin üzerinde ve iki yağış arasındaki süre 210 saatten az olan yağışların genellikle yüzey akış meydana getirdiğini saptamışlardır. Madenoğlu (2002), Samsun Minöz deresi havzasında yürüttüğü araştırmanın ilk beş yıllık ( ) sonuçlarına göre, km 2 olan havzanın yıllık ortalama yağışını mm ve buna karşılık ortalama yüzey akışını ise mm olarak bulmuştur. Havza ortalama birim hidrografın pik debisi Q p = L/s olarak belirlemiştir. Oğuz ve Balçın (2002), alanı km 2 olan Tokat-Zile Akdoğan deresi havzasında su yıllarını içeren süre için hidrolojik araştırma sonuçlarını sunmuşlardır. Onbeş yıllık araştırma sonuçlarına göre havza ortalama yağış miktarını

15 mm ve ortalama yüzey akış miktarını mm olarak tespit etmişlerdir. En büyük taşkın debisi tarihinde 1700 L/s olarak ölçmüşlerdir. Havza ortalama bir saatlik birim hidrografının pik debisini Q p = 1551 L/s olarak bulmuşlardır. Araştırma havzası birim hidrograf metodu katsayıları; Snyder yöntemi için C t = ve C p = 0.990; Mockus yöntemi için K = ve H = olarak tespit etmişlerdir. Sheridan et al. (2002), Amerika nın güneydoğusunda düz veya kıyı alanlarda yer alan sekiz farklı araştırma havzasında 46 adet yağış fırtınasını kullanarak sentetik birim hidrograf geliştirmesi çalışması yapmışlardır. Özellikle havza alanı ve ana akarsu kolu eğimi gibi havza karakteristikleri ile taşkın pik debisi arasındaki ilişkiyi belirlemeye çalışmışlardır. Elde edilen bulgular ile Amerika Birleşik Devletleri nin güneybatısında yağış-akış ölçümlerinin yapılmadığı düz alanlı havzalar için bir model geliştirilmesinde gerekli olan hidrolojik verileri saptamışlardır. Tekeli ve Babayiğit (2002), Ankara-Yenimahalle Güvenç deresi havzasında dönemi için yıllık yağış ortalamasını mm ve döneminde ise ortalama mm lik yağışa karşılık mm akış olduğunu belirlemişlerdir. Ayrıca havzanın ortalama birim hidrograf pik debisini Q p = L/s, Snyder yöntemi katsayılarını C t = ve C p = 0.525; Mockus yöntemi katsayılarını K = ve H = olarak tespit etmişlerdir. Bakır ve ark. (2003), alanı km 2 olan Erzurum-Ilıca Sinirbaşı deresi havzasında su yılları döneminde yağış ve su yılları döneminde ise hem yağış hem de akış verilerinin yer aldığı hidrolojik araştırma sonuçlarını sunmuşlardır dönemi için yıllık yağış ortalaması mm ve döneminde ortalama mm yağışa karşılık ortalama mm akışın oluştuğunu tespit etmişlerdir. SCS Boyutsuz, Snyder ve Mockus sentetik birim hidrograf yöntemlerine göre pik debileri sırasıyla 0.384, ve m 3 /s olarak saptamışlardır. Gardner and Muck (2003), İngiltere Hidroloji Enstitüsü nü temsilen, Kuzey İrlanda da 17 küçük havzada kaydedilen 190 adet yağış fırtınasını inceleyerek taşkın pik

16 16 değeri ile yağış fazlası merkezi arasındaki zamanı ifade eden anlık birim hidrografta pike erişme zamanını tahmin etmişlerdir. Havza karakteristiklerinin de dikkate alındığı bu çalışmada elde edilen değerin, kullanılan ampirik yöntemlerden elde edilenden daha büyük olduğunu belirlemişlerdir. Bu durumun Kuzey İrlanda nın bölgesel farklılığından kaynaklandığı sonucuna varmışlardır. Oğuz ve Balçın (2003), alanı 7.0 km 2 olan Tokat Uğrak havzasında su yıllarını içeren araştırmalarının sonucunda, 26 yıllık sürede havzanın ortalama yıllık yağışını mm, akışını değerlerinin alınmaya başlandığı su yıllarını kapsayan 25 yıllık dönemde yıllık ortalama yağışı mm, ortalama akışı mm olarak belirlemişlerdir. BH 15 süreli birim hidrografının pik debisini Q p = 4022 L/s olarak tespit etmişlerdir. Bu havza için Snyder yöntemi katsayılarını C t = ve C p = 0.999; Mockus yöntemi katsayılarını K = ve H = olarak hesaplamışlardır. Istanbulluoglu et al. (2005), Trakya bölgesinde yaptıkları muhtelif araştırma ve değerlendirme sonucu Turc yönteminde yer alan L parametresinin hesaplandığı eşitlikteki 300 olan A katsayısının 601 olarak değiştirilmesini önermişlerdir. Yine aynı araştırma ve değerlendirmelerden Snyder yönteminde yer alan, birim hidrografın yükselme zamanı ve taşkın debisi hesaplamalarında kullanılan C t ve C p katsayılarının sırasıyla ve yerlerine (ortalama 1.41) ve (ortalama 0.56) olması; Mockus yönteminde taşkın pik debisinin sönünceye kadar ki geçen zamanı veren H ve birim taşkın debisinde etkili olan K katsayısının sırasıyla ve 1.67 yerine (ortalama 0.190) ve (ortalama 2.40) olması gerektiğini önerilmişlerdir. Kocaman et al. (2005), Edirne ili alt havzalarını da içine alan araştırmalarında, bölge akarsularının ülkenin diğer havza veya bölgelerine oranla daha az olmakla birlikte önemli miktarda sediment taşıdıklarını saptamışlardır. Bölgenin % 40 ını temsil eden ve en büyük akarsuyu olan Ergene nehri ile taşınan yıllık toplam süspanse sediment miktarını ton ve kaba sediment miktarını ise ton hesaplamışlardır. Havzanın her tarafında sediment verimi aynı ölçüde olmamış, özellikle en fazla aşınma ve taşınma eğimli tarım arazilerinde gerçekleşmiştir. Havzanın yıllık toplam sediment

17 17 verimi 74 ton/km 2 olmuş ve bu miktar Türkiye ortalamasının altında olmasına rağmen önemli bir miktar olarak ifade edilmiştir. Konukcu et al. (2005), Türkiye nin değişik bölgelerinde yer alan 22 farklı alt havzadaki, doğrudan ölçülen yüzey akış değerleri ile Turc yönteminin bu havzalara uygulanması sonucu elde edilen değerleri karşılaştırmışlardır. Turc yönteminde yer alan katsayıların söz konusu havzalar için uygun olmadıklarını saptamışlardır. Yöntem eşitliklerindeki mevcut 300 ve 0.9 katsayıları yerine Trakya Bölgesi için 601 ve 0.65 ve Anadolu için ve aralığında değerleri önermişlerdir. Anadolu için kesin bir değer vermenin çok zor olduğunu, zira havza koşullarının çok değişik olduğunu ifade etmişlerdir. Bu nedenle de, verilen değerler içerisinde kalmak kaydıyla uygulayıcılar tarafından karar verilmesinin daha doğru olacağını vurgulamışlardır. Önerilen katsayıların mevcut havzalarda kullanılması ile gölet rezervuar hacmi daha isabetli hesaplanacağını belirtmişlerdir. Bu ise gölet rezervuar yüzey alanı, kret hacmi ve yüksekliğini azaltacağını vurgulamışlardır. İnşa edilen gölet maliyetlerinde önemli oranlarda bir azalmaya neden olacağını söylemişlerdir. Istanbulluoglu et al. (2006), Soil Conservation Service Curve Number (SCS-CN) yöntemi içerisinde yer alan ve önceki yağış indeksi olarak tanımlanan toprak nem koşulunun yüzey akış miktarına olan etkisini araştırmışlardır. Bunun için İstanbul- Çatalca Damlıca deresi havzasında ölçülen çok yıllık günlük yağış ve akış değerlerini kullanmışlar. 5-günlük önceki yağış indeksinin kullanıldığı ve kullanılmadığı koşullar için, yüzey akış miktarında aylık bazda çok önemli farklılıklar olmasına rağmen, yıllık bazda istatistiki anlamda bir farkın olmadığını göstermişlerdir. Yine her iki koşul değerlerinin, havzadan ölçülen doğrudan yüzey akış değerleriyle karşılaştırılmasında da çok önemli farklılıklar belirlemişlerdir.

18 18 3. MATERYAL ve METOT 3.1. Materyal Araştırma havzalarının yeri Araştırma havzaları, Trakya Bölgesi nde Edirne ili merkez ilçenin kuzeydoğusunda 10 km uzaklıkta yer almaktadır. Denizden yüksekliği m ler arasında olan havzalar 26 40' 26 45' doğu boylamları ile 41 35' 41 45' kuzey enlemleri arasındadır. Havzalar kendi içerisinde farklı büyüklüklere sahip üç alt havzadan oluşmaktadır. Bunlar Subaşı, Musabeyli ve Kumdere Havzalarıdır. Söz konusu havzaları gösteren bir harita Şekil 3.1 de verilmiştir. Şekil 3.1. Edirne-Merkez ilçe yakınında yer alan araştırma havzaları

19 İklim özellikleri Edirne ili, Trakya Bölgesi nde, kuzeyi Yıldız (Istranca) Dağlarıyla çevrili, genel olarak karasal iklimin etkisi altındadır. Kışları soğuk ve yağışlı, yazları kurak ve sıcaktır. Bölgede yağışın tamamına yakını yağmur şeklinde olup, çok yıllık ortalamalara göre kar yağışlı gün sayısı 9 ve karla örtülü gün sayısı 17 dir. Yine çok yıllık rasat verilerine göre; sıcaklık 13.5 C, toplam yağış mm, nispi nem % 70, toplam buharlaşma mm ve rüzgar hızı 1.7 m/s dir. Rüzgarlar çoğunlukla kuzeyden esmektedir. İlk don Ekim ayının ikinci yarısında, son don ise Nisan ayının son haftasında görülmektedir (DMİ, 1984; 2004). Edirne iline ait çok yıllık, aylık ortalama bazı iklim verileri Çizelge 3.1 de verilmiştir. Çizelge 3.1. Edirne iline ait çok yıllık ortalama bazı iklim verileri (DMİ, 1984; 2004) Aylar Ortalama sıcaklık ( C) Ortalama nispi nem (%) Rüzgar hızı (m/s) Toplam yağış (mm) Toplam buharlaşma (mm) Güneşlenme süresi (saat) Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Yıllık Toprak ve jeolojik özellikleri Araştırma havzaları topraklarının çok büyük bir kısmı Kireçsiz Kahverengi olmak üzere, çok az bir kısmı Vertisol büyük toprak gruplarından meydana gelmiştir.

20 20 Ondüleli topografyanın yer aldığı, orta eğimli (% 6 12) ve derin topraklardır. Havzaların büyük çoğunluğu üçüncü sınıf arazidir (Köy Hizmetleri, 1984). Tümünde buğday ayçiçeği münavebe sisteminin uygulandığı nadassız kuru tarım yapılmaktadır (Tarım İl Müdürlüğü, 2004). Havzalar jeolojik yapı itibariyle iki formasyondan oluşmuştur. Havzaların genelinde beyaz renkli kum, kil ve çakıl mercekli birimlerin oluşturduğu Ergene formasyonu hakimdir. Bu formasyon üst miosen yaşlıdır. Diğer formasyon ise havzaların kuzeyinde Hızırağa tepesi çevresinde gözlenen kireçtaşı, kil ve marn tabakalarının oluşturduğu Sinanlı formasyonudur. Bu formasyonda polisan yaşlıdır. (Köy Hizmetleri, 1984) Havza karakteristikleri Havza karakteristikleri, özellikle bir havzayı diğer bir havzayla karşılaştırmada çok önemli katkıları olan parametrelerdir. Bunlar alan, şekil, eğim gibi jeomorfolojik; akarsu şekli, sızma gibi hidrojeolojik; toprak fiziği gibi pedolojik karakteristikler ve bitki örtüsüdür. Bu parametrelerden bir kısmı sabittir ve zamanla değişmez veya çok uzun sürelerde değiştiği için sabit olarak alınabilir; alan, şekil ve eğim gibi. Diğerleri ise zamanla değişir örneğin bitki örtüsünün mevsimle değişmesi, sızma kapasitesinin bazı faktörlere göre değişimi gibi. Bir kısım havza karakteristikleri ve bunların araştırma havzalarında ifade ettikleri değerler toplu olarak Çizelge 3.2 de verilmiştir Havza arazi kullanma ve bitki örtüsü Araştırma havzaları topraklarının tamamında nadassız kuru tarım yapılmaktadır. Hakim ürün deseni buğday ayçiçeği ikili münavebe sistemidir. Bitki münavebe sistemi içerisinde buğday ağırlıklı bitkidir. Kasım ayı ilk haftasında kışlık ekimi yapılan buğday, Temmuz ayı ilk yarısında hasat edilmektedir. Bitkinin büyüme mevsimi

21 21 uzunluğu gün civarındadır. Münavebe sisteminin diğer bitkisi Ayçiçeği, Nisan ayı ilk yarısında ekilmekte Ağustos ayı son haftasında ise hasat edilmektedir. Bitkinin büyüme mevsimi uzunluğu gün civarındadır. Havzalarda, ilkbaharda ayçiçeği ekimi için tarla hazırlığında sorun çıkaran buğday anızının, yazın buğdayın hasadını takiben tarlada yakılması işlemi çok önemli erezyon sorunu oluşturmaktadır. Zira bu durum tarlaların sonbahar ve kış yağışlarına karşı korumasız kalmasına neden olmaktadır. Çizelge 3.2. Araştırma havzalarını tanımlamada kullanılan bazı havza karakteristikleri Havza Havzalar karakteristikleri Subaşı Musabeyli Kumdere Kuzey-güney Kuzey-güney Kuzey-güney Havza alanı, A (km 2 ) Havza çevre uzunluğu, P (km) Havza uzunluğu, L H (km) Havza genişliği, W H (km) Havza en fazla yüksekliği, h max (m) Havza en düşük yüksekliği, h min (m) Havza röliyefi, r (m) Havza nispi röliyefi, r n (%) Havza yöneyi Havzanın ortalama yüksekliği, h ort (m) Havza median yüksekliği, h med (m) Havza ortalama eğimi, S H (%) Ana akarsu yoluna bağlı şekil indisi, S 1 Havza uzunluğuna bağlı şekil indisi, S 2 Dairesellik oranı, S 3 Sıkışıklık indisi, K c Havza dikdörtgen eşdeğeri, L a (km) Havza dikdörtgen eşdeğeri, L b (km) Havza dikdörtgen eşd. göre eğim indisi, I p Ana akarsu yolu uzunluğu, L (km) Toplam su yolları uzunluğu, L u (km) Havza ağırlık merkezinin havza çıkış noktasına olan uzunluğu, L c (km) Ana akarsu yolu profil eğimi, S s (%) Ana akarsu yolu harmonik eğimi, S (%) Dallanma oranı, R b (%) Drenaj yoğunluğu, D d (m/km 2 ) Su yolları frekansı, F r (suyolu/km 2 )

22 Tarımsal yapı ve üretim Edirne ili ha arazi varlığına sahiptir. Bunun ha ı (% 71.1) işlenen arazi olup ha ında nadassız kuru, ha ında sulu tarım ve geri kalanında ise bağ bahçe tarımı yapılmaktadır. İlin ha ı (% 18.8) ormanfundalık ve ha ı (% 7.1) çayır-mera alanlarıyla kaplıdır (Köy Hizmetleri, 1993). Son yıllarda ülke genelindeki yapılaşma nedeniyle uğranılan tarımsal arazi kaybı Edirne de de sorun olarak görülmektedir. Özellikle konut inşası ve sanayileşme şehir merkezi civarındaki tarım alanlarının elden çıkmasına neden olmaktadır. İlde bitkisel üretim denince ilk akla gelenler buğday, ayçiçeği ve çeltiktir. Söz konusu bu ürünler işlenen arazilerin yaklaşık % 92 sinde üretilmektedir. Buğday ve ayçiçeği sulanmayan alanlarda ikili münavebe şeklinde üretilmektedir. Diğer ürünler üretim miktarına göre sırasıyla çeltik, silajlık mısır, şeker pancarı, arpa, yonca, tritikale ve dane mısırıdır. Çeltik özellikle Tunca Havzası, Uzunköprü, Meriç ve İpsala civarında yoğun sulanan alanlarda üretilmektedir. İl çiftçisinin tarımsal girdi kullanım alışkanlığı yanında ekimden hasada değin tarımsal mekanizasyon yaygındır (İstanbulluoğlu ve Kocaman, 1996). Hayvancılık ilde diğer önemli bir tarımsal faaliyet olup, sahip olunan hayvan populasyonuna verimi yüksek kültür ırkı egemendir (Tarım İl Müdürlüğü, 2004) Yağış ve akış gözlem istasyonları Kendi içerisinde farklı büyüklüklere sahip olan araştırma havzaları içerisinde, membada ve en küçük olanı Subaşı havzasıdır. İkisi bu havza içinde ve birisi havzaya çok yakın olmak üzere dışında toplam üç adet yağış istasyonu ve havza çıkışında yüzey akışı ölçmek üzere bir adet akış istasyonu bulunmaktadır. Havza çıkışında 115 m yükseklikte, havza ortalarında 145 m yükseklikte ve havza üst sınırına çok yakın olmak üzere havza dışında 150 m yükseklikte birer adet yağış ölçer (pülviograf) yerleştirilerek yağışların yer ve zaman olarak dağılımı takip

23 23 edilmiştir. Akış gözlemleri için havza çıkışında 110 m yükseklikte 1/5 şevli üçgen savak inşa edilmiştir. Savak inşasının hemen yanına savağa bir kanalla bağlantısı olan söndürme havuzu üzerine bir adet akış ölçer (limnigraf) yerleştirilerek, savak yardımıyla dere yatağından geçen akışın zamana göre dağılımı ölçülmüştür. Yukarıda sözü edilen yağış ve akış istasyonlarından (15 yıl) yılları süresince kaydedilen ölçüm değerleri araştırmada kullanılmıştır (Bakanoğulları ve Akbay, 2000a). Yağış ve akış değerleri toplu olarak yıllar itibariyle Çizelge 3.3 de verilmiştir. Çizelge 3.3. Edirne-Merkez Subaşı havzası aylık yağış ve akış değerleri (mm) Yıllar Aylar Yıllık O Ş M N M H T A E E K A 1985 Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yağış Akış Yıllık Yağış Akış

24 Metot Araştırma havzalarından elde edilecek taşkın pik debileri ve havza su verimlerinin hesaplanmasında; Subaşı alt havzasında ölçülen doğrudan yüzey akış değerleri yanında, aşağıda alt başlıklar halinde verilen ampirik eşitliklerde kullanılmıştır Doğrudan yüzey akış ölçümü Bunun için bir akış ölçer (limnigraf), Subaşı havzası çıkışında 110 m yükseklikte inşa edilen 1/5 şevli üçgen savağa bir kanalla bağlantılı olan söndürme havuzu üzerine yerleştirilerek, dere yatağından geçen akışın zamana göre dağılımı ölçülmüştür. Sonra bu ölçüm kayıtlarındaki eğriler, günlük bazda analiz edilerek doğrudan akış değerleri elde edilmiştir (Bakanoğulları ve Akbay, 2000a) SCS Boyutsuz birim hidrograf yöntemi Türkiye de Devlet Su İşleri (DSİ) tarafından kullanılan bu yöntem, Amerika Birleşik Devletleri (ABD) Toprak Muhafazası Servisi (SCS) tarafından geliştirilmiştir. Bu yöntem ile sentetik birim hidrografın çiziminde boyutsuz birim hidrograftan yararlanılır. İki saat süreli yağış fazlasına ait taşkın pik debisinin hesaplandığı eşitlik aşağıda verilmiştir (Soil Conservation Service, 1956; 1971; Linsley et al., 1988). 3 = A h a q p (1) Q p 10 Burada; Q p, iki saat süreli yağış fazlasına ait taşkın pik debisi (m 3 /s mm); A, havza alanı (km 2 ); h a, havzadan oluşan yüzey akış yüksekliği (mm). Yüzey akış yüksekliği havzanın toprak, arazi kullanma, bitki örtüsü, ekim şekli ve toprak koruma önlemlerinin dikkate alınarak belirlendiği yüzey akış eğri numarası sonucu bulunur. q p, iki saat süren ve havza üzerinde 1 mm lik akış meydana getireceği kabul edilen bir

25 25 yağış fazlasından sonra, taşkın debisinin en yüksek (pik) değerine ulaştığı anda havzanın her bir kilometre karesinden gelecek debi (L/s km 2 mm) dir. Bu yöntemle bir işlem yapılması halinde, ilk önce havzanın ana akarsu yolu, uzunluğu boyunca genel olarak on eşit kısma ayrılarak, her bir kısmının eğiminin bulunmasından sonra, aşağıdaki eşitlikle harmonik eğimi bulunur. S = 2 P 1 Si (2) Burada S, ana akarsu yolunun harmonik eğimi; P, ana akarsu yolunun ayrılan kısım sayısı ve S i, ana akarsu yolunun her bir kısmının eğimidir. Daha sonra E L L c = değeri hesaplanarak, bu değer ve havza alanı kullanılarak S Şekil 3.2 de verilen grafikten, birim alandan gelen ve 1 mm yükseklikte yüzey akışa karşılık olan pik debi değeri q p okunur. Burada; L, havza ana akarsu yolunun uzunluğu (km); L c, havza şekilsel ağırlık merkezinin ana akarsu yolu üzerindeki izdüşümü ile ana akarsu yolunun havzayı terk ettiği nokta arasındaki uzaklık (km) dır. Ayrıca birim taşkın pik debisi q p, Şekil 3.2 kullanılmadan aşağıdaki eşitlik yardımıyla da hesaplanabilir. 414 q p = (3) A E Burada q p, iki saat süreli yağış fazlasına ait birim taşkın pik debisi (L/s km 2 mm); A, havza alanı, (km 2 ) ve E, L L S c değerine eşit bir katsayıdır. Taşkınlardan meydana gelen toplam su hacmi (m 3 ) aşağıdaki eşitlikten hesaplanır. V = A h 3 a 10 (4)

26 26 Hidrograf taban süresi (saniye), V T = 3.65 ve hidrograf yükselme süresi Q P (saniye), A T = p 744 veya QP T T p = eşitlikleri kullanılarak hesaplanırlar. 5 Buradan, boyutsuz birim hidrografın çizimi işlemine geçilir. Bunun için SCS tarafından geliştirilmiş birim hidrografa ait Q / Q p ve / Tp T oranları ile elde edilen Q p ve Tp değerleri çarpılarak havzaya ait sentetik birim hidrograf çizilir. Ancak, bu yöntemde birim hidrografın yükselme zamanı T p en az, yağış fazlası süresine eşit veya ondan büyük olmalıdır. Zira sentetik olarak elde edilen birim hidrografın yükselme zamanı T p nin iki saatten küçük olması halinde, yağış devam ederken, hidrografın yükselerek azaldığını gösterir ki bu mümkün değildir. Bu nedenle T p nin iki saatten küçük çıkması halinde bu yöntem kullanılmamalıdır. 1 mm yüzey akışa karşılık olan debi, qp (L/s km 2 mm) L * Lc S L : Havza ana akarsu yolu uzunluğu (km) L c : Havza şekilsel ağırlık merkezinin ana akarsu yolu üzerindeki izdüşümü ile ana akarsu yolunun havzayı terk ettiği nokta arasındaki uzaklık (km) S : Ana akarsu yolunun harmonik eğimi S = [ p / ( 1/ S )] 2 i S i : Ana akarsu yolunun her bir kısmının eğimi tr : Yağış fazlası süresi (2 saat) Havza alanı, A (km 2 ) Şekil 3.2. SCS Boyutsuz birim hidrograf için yüzey akış grafiği

27 Snyder yöntemi Bu yöntem ile, bilinen süreli bir yağış fazlasına ait istenen bir sentetik birim hidrograf, aşağıdaki işlemleri takiben hesaplanır (Chow et al., 1988; Linsley et al., 1988). Bu yöntem ile, bilinen süreli bir yağış fazlasına ait istenen bir sentetik birim hidrograf için ilk işlem olarak Snyder tarafından önerilen standart birim hidrografın yükselme zamanı aşağıdaki eşitlikle hesaplanır. 0.3 p 0.75 C t (L L c ) t = (5) Burada; t p, birim hidrografın yükselme zamanı (saat). Diğer bir ifade ile, yağış fazlası hiyetograf merkezi ve birim hidrograf piki arasındaki zaman farkı; C t, arazi koşullarına bağlı bir katsayı (az eğimli 2.2, orta eğimli 2.0 ve çok eğimli 1.8); L, havza ana akarsu yolunun uzunluğu (km) ve L, havza şekilsel ağırlık merkezinin ana akarsu c yolu üzerindeki izdüşümü ile ana akarsu yolunun havzayı terkettiği nokta arasındaki uzaklık (km) dır. Yukarıda belirtilen, hidrograf yükselme zamanı t p = 5.5 t r olması koşulları içindir. Bu durumda t r = t R ve q p = q pr olmaktadır. Ancak bunun farklı durumunda yani belli süreli bir yağış fazlası için istenen bir sentetik birim hidrografın yükselme zamanı aşağıdaki eşitlikle hesaplanır. T pr = t p 0.25 (t r t R ) (6) veya t pr = t p (t R t r ) (7) Burada; t pr, istenen süreli birim hidrografın yükselme zamanı (saat) ve t r, standart yağış fazlası süresi (saat) dir. Bu değer t = 5.5 t koşulundan elde edilen p r t r = t p/5.5 eşitliğinden hesaplanır. t R, istenen süreli birim hidrografın yağış fazlası süresi (saat) dir.