Çnkkle Lpseki (Güney Mrmr, Türkiye) kryolu kenr eğimlerindeki erozyonun elirlenmesi Mehmet Prlk * Çnkkle Onsekiz Mrt Üniversitesi, Lpseki Meslek Yüksekokulu Lpseki, Çnkkle Özet Kryollrı, ekosistem üzerinde olumsuz etkiler ypr. Bu olumsuz etkiler hitt kyındn gürültüye ve rçlrın gz slınımındn toprk erozyonun kdr çok değişik çeşitlerde kendini göstereilir. Bu rştırm Çnkkle-Lpseki kryolu kenr eğimlerindeki yüzey kış ile erozyonu elirlemek ve yüzey kış ile erozyonu etkileyen fktörler (eğim, itki örtüsü ve toprk özellikleri) rsındki ilişkileri sptmk için ypılmıştır. Bu mçl frklı eğimlere ship vejetsyonsuz ve vejetsyonlu kryolu şevlerinde toplmd 40 tne yğış simulsyonu ypılmıştır. Her yğış simulsyonund yüzey kışın şlmsı için geçen süre, ortlm yüzey kış, mksimum yüzey kış, yüzey kış ktsyısı, sediment konsntrsyonu, sediment piki ve toplm toprk kyı elirlenmiştir. Kryolu şevlerinden toprk örnekleri lınrk u toprk örneklerinde zı fiziksel ve kimysl nlizler ypılmıştır. Vejetsyonsuz kryolu şevlerinde eğimin rtmsıyl yüzey kış şlm süresi, yüzey kış, mksimum yüzey kış, yüzey kış ktsyısı ve toplm toprk kyı değerleri isttistik iririnden frklılık gösterirken vejetsyonlu şevlerde ise eğimin rtmsıyl sdece yüzey kış şlm süresi değerleri isttistik olrk iririnden frklılık göstermiştir. Vejetsyonsuz şevlerde yüzey kış ve eğim rsınd; vejetsyonlu şevlerde ise yüzey kış ve nem rsınd pozitif korelsyon sptnmıştır. Vejetsyonsuz şevlerde toprk kyı ve eğim rsınd pozitif; vejetsyonlu şevlerde ise toprk kyı ve eğim, toprk kyı ve kil rsınd pozitif korelsyon; silt ve kum rsınd negtif korelsyon sptnmıştır. Vejetsyonsuz ve vejetsyonlu kryolu şevlerindeki çoklu regresyon sonuçlrı yüzey kışın sırsıyl 0.989 ve 0.963; toprk kyının ise sırsıyl 0.998 ve 0.946 thmin edileileceğini göstermiştir. Anhtr Kelimeler: Toprk kyı, yüzey kış, kryolu şev eğimi, toprk özellikleri, ypy yğmurlm Determintion of Erosion over Çnkkle-Lpseki (Southern Mrmr, Turkey) highwy slopes Astrct Highwys hve vrious negtive impcts on ecosystems rnging from loss of hitt to soil erosion, from irritting noise to vehicle exhust emissions. The present study ws crried out to determine the mount of runoff nd erosion over the side slopes of Cnkkle-Lpseki highwy nd to determine the reltionships etween the fctors ffecting runoff nd erosion (slope, plnt cover nd soil chrcteristics). A totl of 40 rinfll simultions were performed over vegetted nd unvegetted highwy slopes with different sloping ngles. In ech simultion, time to runoff, verge runoff, mximum runoff, runoff coefficient, sediment concentrtion, sediment pek, nd totl soil loss were mesured. Soil smples were tken from the highwy rod slopes nd physicl nd chemicl nlyses were performed over them. While significnt differences were oserved in time to runoff strt, runoff, mximum runoff, runoff coefficient nd totl soil loss vlues of unvegetted slopes with incresing sloping ngles, significnt differences were oserved only in time to runoff strt vlues of vegetted slopes with incresing ngles. Positive correltions were oserved etween runoff nd slope ngles of unvegetted slopes nd etween runoff nd moisture content of vegetted slopes. Positive correltions were lso oserved etween soil loss nd slope ngle of unvegetted slopes; etween soil loss nd slope ngle, etween soil loss nd cly content of vegetted slopes; negtive correltions were oserved etween silt nd snd contents of vegetted slopes. Multiple regression results on vegetted nd unvegetted slopes reveled tht runoff cn respectively e estimted s 0.989 nd 0.963; soil loss respectively s 0.998 nd 0.946. Keywords: Soil loss, runoff, highwy side slopes, soil properties, rinfll simultion. 2015 Türkiye Toprk Bilimi Derneği. Her Hkkı Sklıdır * Sorumlu yzr: Çnkkle Onsekiz Mrt Üniversitesi, Lpseki Meslek Yüksekokulu Lpseki, Çnkkle Tel.: 0(286) 522 61 04 e-issn: 2146-8141 44 E-post: mehmetprlk06@hotmil.com
Giriş M.Prlk (2015) / Toprk Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi 3 (2) 44-53 Kryollrı uygrlığın kritik ir ileşenidir. Kryollrı olmksızın ekonomik cnlılığın geliştirilmesi ve sürdürülmesi çok zordur. Kryollrının doğl çevre ve sosyl ypı üzerinde çeşitli olumsuz etkileri olilmektedir. Kryollrının toprk erozyonu, heyelnlr, yüzey ve yer ltı sulrınd klite değişimleri, hv kirliliği ve undn kynklnn diğer lıcı ortm kirlilikleri doğl çevre üzerindeki etkilerden ir kısmıdır. Kryolu çevreyi ve insn ktivitesini değiştirdiğinden sosyl ypı, yerleşim ve üretim içimleri üzerinde olumlu ve olumsuz etkiler orty çıkrilmektedir (Eker ve rk. 2010; Ertekin ve Çorcı 2010; İyinm ve rk. 1999). Kryollrı itki ve hyvn populsyon dinmiklerini değiştirerek, peyzjdki mterylin kışını düzenleyerek, su, ışık, itki esin mddeleri gii yryışlı kynklrın düzeyini değiştirerek hem iyotik hem de iyotik ileşenleri etkiler (Bkr ve rk. 2012). Ypımı devm etmekte oln çıplk ve dik eğimli kryolu şevleri doğrudn yğış mruz klırlr ve sonuçt öyle yerlerde dh fzl su erozyonu görülür. Kryolu şevlerindeki sediment hcmi sediment teminine ve tşım kpsitesine ğlıdır. Sediment verimi; kryolu şevlerinin geometrisine, eğimine, uzunluğun, genişliğine, yüzey özelliklerine, toprk özelliklerine, vejettif örtüye ve kryolu şevlerinin kımın göre değişir (Formn ve Alexnder, 1998). Xu ve rk. (2009) Tuotuo Nehri ykınındki Qinghi-Tiet kryolu oyunc doğl yüzey kış prsellerinde yptıklrı rştırmd, eğim uzunluğu rttıkç sediment konsntrsyonu ve toprk kyının zldığını ildirmişlerdir. Bochet ve Grci-Fyos (2004) Vlenci d (İspny) kryolu şevlerinde yptıklrı rştırmd eğim çısı, eğim tipi ve kının vejetsyon, toprk özelliklerine ve su erozyonun etkisini rştırmışlrdır. Arştırm sonuçlrın göre eğim tipi ve kı zı toprk özelliklerini etkilemiştir. Kryolu kenrlrındki vejetsyon; eğim çısı, eğim tipi ve kı trfındn etkilenmiştir. Prmk erozyonu, oyuntu erozyonu ve toprk kymlrının kryolu dolgulrın göre kryolu yrmlrınd dh fzl olduğu elirtilmiştir. Frklı ülkelerde kryolu kenr eğimlerinde ypıln rştırmlr, kryolu şevlerinde toprk erozyonunun yüksek olduğunu göstermiştir (Cerd, 2007; Riley 1990; Zhng ve rk. 2009). Bkr ve rk. (2012) eğim ve çıplk toprğın etkisi nedeniyle yol kenrlrındki toprk kyıplrının frklı rzi kullnımlrındki toprk kyıplrın göre çok fzl olduğunu ildirmişlerdir. Ulşım sektörü ülkelerin ekonomik göstergelerinde ve uluslrın sosyl kültürel ktivitelerinde üyük ğırlığı oln ir sektördür. Bu nedenle, kryolu projeleri çğımızd ulşım sektöründe en fzl pyı kpsr durumddır. Türkiye de kryolu trfiğinin yük ve yolcu tşım pyının çok üyük olmsı dikkt çekicidir. Avrup Birliği ülkelerinde kryollrının yük tşım pyı %45, yolcu tşım pyı %79 olmsın krşılık, ülkemizde yük tşım pyı %90, yolcu tşım pyı ise %97 civrınddır. Kryollrımızın ve ulşım stndrtlrımızın Avrup Birliği stndrtlrının çok ltınd ve yetersiz oluşu d dikkte lındığınd konu ve sorunun önemi dh çok nlşılmktdır. Türkiye de 2012 yılı itirıyl toplm kryolu uzunluğu 65 049 km dir. Otoyol uzunluğu 2 119 km (%3.25), devlet yolu uzunluğu 31 372 km (%48.23) ve il yolu uzunluğu d 31 558 km (%48.52) dir (Şengün ve Engin, 2012). Ülkemizde ypy yğmurlyıcı kullnrk kryolu kenr şevlerinde erozyonl ilgili ypılmış ir rştırmy rstlnılmmıştır. Bu rştırm frklı eğime ship oln vejetsyonsuz ve vejetsyonlu kryolu kenr şevlerindeki yüzey kış ve erozyon ile şevlerdeki erozyonu etkileyen fktörler (itki örtüsü, eğim, toprk özellikleri) rsındki ilişkileri sptmk için ypılmıştır. Mteryl ve Yöntem Arştırm Çnkkle- Lpseki kryolu kenrlrındki eğimli şevlerde ypılmıştır. 35 km lik yol oyunc doğu yöneyinde 10 frklı kryolu şev eğimi (5 tnesi vejetsyonsuz ln ve 5 tnesi ise vejetsyonlu ln) seçilmiştir (Şekil 1). Lpseki, Mrmr Bölgesinin Güney Mrmr ölümünde yer lmktdır. Doğusund Big ilçesi, kuzeyinde Çn ilçesi, tısınd Çnkkle ili, güneyinde ise Çnkkle Boğzı ile çevrilmiştir. Boğzın krşı kıyısınd Geliolu ilçesi ulunmktdır. Lpseki ilçe rzileri çeşitli vdilerle yrılmış çokç tepelik lnlrdn oluşmuştur. Jeolojik ypı genellikle denizel ve volknik kökenli olup lüviyl rzi miktrı oldukç zdır. Gnys, şistler, kuvrsit, mermer ve yrı kristlize kireç tşlrı ve konglomerlr Lpseki yöresindeki şlıc metmorfik kyçlrdır. Bunun ynınd ndezit, riyolit, spilit, zlt ve volkn tüfleri ve glomerlr d mgmtik kyçlr olrk yer lmktdır (Ekinci ve Yiğini, 2007). 45
Şekil 1. Çlışm lnının yeri Genel olrk, Türkiye nin tı ve güney ölgelerinde, sutropikl krlrın tı ölümlerinde oluşn, yzlrı sıck ve kurk, kışlrı ılık ve yğışlı üyük Akdeniz iklimi egemendir. Coğrfi olrk gerçek mevsimsel Akdeniz iklimi ile nemli-ılımn Krdeniz iklimi rsınd ir geçiş özelliği tşıyn Çnkkle yöresinin iklimi, geleneksel sınıflndırm sistemine göre yrı nemli Mrmr geçiş iklimine girer (Türkeş ve rk. 2011). Uzun yıllr (1982-2011) meteorolojik gözlemlere göre Çnkkle de yıllık ortlm sıcklık 14.9 C, mksimum sıcklık 38.8 C, minumum sıcklık 3.3 C olrk ölçülmüştür. Çnkkle de uzun dönem yıllık ortlm yğış 615.8 mm dir. Ypy yğmurlm denemelerinin ypıldığı Mrt 2012 de toplmd 25.4 mm yğmur yğmıştır (Anonim, 2012). Çnkkle-Lpseki kryolu şev eğimlerindeki n mteryl denizel çökeltilerden, vejetsyon ise otsu türlerden oluşmktdır. Şev eğimlerindeki vejettif örtü (%) 1mx1m qudrt çerçeveler kullnılrk elirlenmiştir. Vejetsyon olmyn kryolu kenr eğimlerinde yüzey erozyonu, prmk erozyonu, oyuntu erozyonu ve toprk kymlrı görülmektedir (Şekil 2). Arştırm ypıln vejetsyonlu şev eğimleri %4-20, vejetsyonsuz olnlrd ise eğim %8-25 rsınd değişmektedir. Ypy yğmurlm; özellikle yğışın yersel ve zmnsl olrk değiştiği lnlrd doğl yğışl ypıln rştırmlr göre dh hızlı, dh etkili, dh kontrollü ve dh uygulnilir olmsı nedeniyle seçilmiştir (Meyer, 1994). Eijkelkmp (Hollnd) firmsındn stın lınn mini yğmurlyıcı (Eijkelkmp mrk, ürün kodu 09.06) toprk erozyon çlışmlrı için tsrlnmış ve stndrdize edilmiştir (Kmphorst, 1987). Her frklı eğime ship kryolu şevinde 4 ypy yğmurlm olmk üzere toplmd 4x10= 40 yğmurlm (5 eğimx4 tekerrür=20 tnesi vejetsyonsuz şevlerde, 5 eğimx4 tekerrür=20 tnesi ise vejetsyonlu şevlerde) ypılmıştır. Mini yğmurlyıcının yüzey kış prseli 0.0625 m 2 ln kplmkt ve yüzey kışın dışrıy gitmesini önlemek için metl çerçeveyle çevrelenmiştir. Yğmur dmllrı toprk yüzeyine 0.4 m yükseklikten düşmektedir (Şekil 3). Yğış intensitesi 1.2 mm dk -1 yrlnmıştır. Yğışın kinetik enerjisi 0.78 J m -2 mm -1 dir (Kmphorst, 1987). Arştırmd kullnıln yğış intensitesi Çnkkle nin 5 yıllık yğış periyodun krşılık gelmektedir. Her ir yğmurlm 6 dkik süreyle ypılmıştır. Yüzey kış ve sediment örnekleri her 60 sniyede ir toplnmıştır. Ypy yğmurlm sırsınd yüzey kış örnekleri plstik kovlrd toplnmıştır. Bu örnekler dh sonr sediment konsntrsyonunu elirlemek için 105 C de kurutulmuştur. Her prselde yüzey kışın şlmsı için gerekli zmn, ortlm yüzey kış, mksimum yüzey kış ornı, yüzey kış ktsyısı, sediment konsntrsyonu, mksimum sediment konsntrsyonu ve toplm toprk kyı irçok litertürde elirlendiği şekilde elirlenmiştir (Geren ve Yönter 2007; Cerd ve rk. 2009; Özsln Prlk ve rk. 2015). 46
Şekil 2. Çnkkle-Lpseki kryolu kenr şevlerinde görülen erozyon tipleri ) Yüzey ve prmk erozyonu ) Knld erozyon sonucu sediment irikimi c) Oyuntu erozyonu d) Prmk erozyonu Toprklrın fiziksel ve kimysl özelliklerini elirlemek için 0-10 cm derinlikten yüzey örnekleri (5 tne vejetsyon olmyn lndn 5 tne ise vejetsyonlu lndn) lınmıştır. Toprk örnekleri hvd kurutulmuş ve 2 mm lik elekten geçirilmiştir. Tne üyüklüğü dğılımı Bouyoucos hidrometre metoduyl (Gee ve Buder, 1986), ph ve elektriksel iletkenlik (EC) McLen (1982) ve Rhodes (1982) trfındn önerilen yöntemlerle, toprk orgnik mddesi Smith Weldon metoduyl (Nelson ve Sommers, 1982) ypılmıştır. Toprğın kireç içeriği Nelson (1982) trfındn tnımlndığı şekilde Scheiler klsimetresi kullnılrk ypılmıştır. Hcim ğırlığı Blke ve Hrtge (1986) nin ildirdiği şekilde elirlenmiştir. Şekil 3. Mini yğmurlyıcının şemsı ve oyutlrı 47
İsttistiksel Değerlendirme M.Prlk (2015) / Toprk Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi 3 (2) 44-53 Deneme tesdüf prselleri deneme desenine göre kurulmuştur. Verilerin isttistiksel nlizlerinde Minit 16 pket progrmı kullnılmıştır. Veri gruplrı rsındki frkın önemli olup olmdığı 2 frklı koşuld t testi, 5 frklı koşuld ise tek yönlü vryns nliziyle (one wy ANOVA) elirlenmiştir. Frkın önemli olmsı durumund frklı çıkn gruplr Duncn testi ile sptnmıştır. Özellikler rsı ilişkileri elirlemek mcıyl korelsyon (Person) ve çoklu regresyon nlizleri ypılmıştır. Bulgulr ve Trtışm Çlışm lnındki toprklrın zı fiziksel ve kimysl özellikleri Çizelge 1 de verilmiştir. Vejetsyonsuz ve vejetsyonlu şevlerde toprklrın kil, kum, hcim ğırlığı, nem, ph, elektriksel iletkenlik (EC), kireç (CCO 3) ve orgnik mdde kpsmlrı isttistiksel olrk önemsiz çıkrken, silt içerikleri isttistiksel olrk önemli çıkmıştır (Çizelge 1). 0-10 cm den lınn toprk örneklerinde nem grvimetrik yöntemle ypılmış ve vejetsyonlu eğimlerde %33.48, vejetsyonsuz eğimlerde ise %24.21 olrk elirlenmiştir. Toprk ünyesi vejetsyonsuz lnlrd killi ve siltli kil iken vejetsyonlu lnlrd kil olrk sptnmıştır. Vejetsyon olmyn ve oln şevlerdeki siltin iririnden frklılık göstermesinin nedeni erozyon olilir. Erozyon vejetsyonun kyolmsı, üst toprğın thrip olmsı vey sıkışmsı, dik eğimlerin oluşmsıyl hızlnilen doğl ir süreçtir (Hymn ve Vry, 1999). Çizelge 1. Toprklrın fiziksel ve kimysl özellikleri (Ortlm±stndrt spm)* Toprk özellikleri Vejetsyonsuz ln Vejetsyonlu ln p Kil (%) 47.37±5.63 54.09±8.83 0.936 Silt (%) 39.95±3.95 32.60±5.40 0.040* Kum (%) 12.68±9.34 13.31±3.86 0.257 Hcim ğırlığı (g cm -3 ) Nem (%) 1.22±0.19 24.21±8.04 1.13±0.11 33.48±8.56 0.426 0.115 ph (1:2.5) 7.34±0.39 7.44±0.31 0.652 EC (1:2.5) (ds m -1 ) 0.31±0.06 0.32±0.03 0.874 CCO 3 (%) 8.62±1.65 8.82±1.25 0.838 Orgnik mdde (%) 1.13±0.36 1.38±0.25 0.238 *Stırlrd frklı küçük hrflerle gösterilen uygulmlr rsındki frk isttistik olrk 0.05 seviyesinde önemlidir. Vejetsyonsuz şevlerde yüzey kışın şlmsı için gerekli zmn 80.63 s iken vejetsyonlu şevlerde ise u prmetre 116.7 s olrk sptnmıştır (Çizelge 2). Vejetsyon olmyn eğimlerde yüzey kış (ml s -1 ), mksimum yüzey kış (ml s -1 ) ve yüzey kış (%) prmetreleri sırsıyl 2.1, 3.06 ve 13 ulunmuşken vejetsyonlu eğimlerde u prmetreler sırsıyl 1.29, 1.71 ve 8.27 olrk ulunmuştur. Vejetsyonsuz lnlrd sediment konsntrsyonu (g lt -1 ) ve sediment piki (g lt -1 ) ortlm değerleri sırsıyl 115.03, 164.6 iken vejetsyonlu lnlrd u değerler 16.94 ve 29.27 olrk sptnmıştır. Yürütülen u çlışmd vejetsyonsuz kryolu şev eğimlerindeki toprk kyı vejetsyonlu olnlr göre 14 kt dh fzl ulunmuştur (vejetsyonsuz şevlerde toprk kyı 1398 g m -2 iken vejetsyonlu şevlerde 98 g m -2 dir). Bu ulgulr, itki örtüsünün erozyon nedeniyle oluşn sediment kyını zlttığını elirten rştırmcılrın (Geren ve Yönter 2007; Grci-Estringn ve rk. 2010; Hung ve rk. 2013; Osterkmp ve rk. 2012) sonuçlrıyl uyum içerisindedir. Yüksek erozyon ornlrı sediment, itki esin mddesi, tohum, fide, itki orgnlrı ve htt tüm itki kyıplrın neden olur ki u kyıplrın yıllr sonr ile doğl olrk yerine gelmesi çok zmn lmktdır (Cerd ve Grci-Fyos, 2002; Dongli ve rk. 2013; Engelrect ve rk. 2014; Jio ve rk. 2011; Wng ve rk. 2013). Çizelge 2. Vejetsyonsuz ve vejetsyonlu kryolu şevlerindeki yüzey kış, sediment ve toplm toprk kyı değerleri (Ortlm±stndrt spm)* Vejetsyonsuz şev Vejetsyonlu şev p Yüzey kış şlm süresi(sn) 80.6±28.3 116.7±35.7 0.020* Yüzey kış (ml sn -1 ) 2.09±0.46 1.29±0.46 0.017* Mksimum yüzey kış(ml sn -1 ) 3.06±0.30 1.7±0.32 0.002* Yüzey kış ktsyısı(%) 13±2.8 8.27±2.76 0.019* Sediment konsntrsyonu (g l -1 ) 115.03±16.63 16.94±5.36 0.000* Sediment piki (g l -1 ) 164.6±29.6 29.3±7.4 0.000* Toplm toprk kyı (g m -2 ) 1398±237 98±20 0.000* *Stırlrd frklı küçük hrflerle gösterilen uygulmlr rsındki frk isttistik olrk 0.05 seviyesinde önemlidir. 48
Vejetsyonlu kryolu şevlerinde itki örtüsü yüzdesinin ortlm (minimum-mksimum) değerleri 61.75 (10-99) olrk elirlenmiştir. Vejetsyonun erozyonu kontrol etmedeki etkisi ilinmektedir. Gyssels ve rk. (2005) yrı kurk koşullrd etkili erozyon kontrolünün sğlnilmesi için itki örtüsünün % 50 yi geçmesi gerektiğini elirtmişlerdir. Wng ve rk. (2012) Çin in Fujin ilindeki üyük ölçekli ypım projelerinin yüzey kış ve sediment tşınımın etkisini incelemişlerdir. Doğl vejettif örtünün kontrolle (çıplk) krşılştırıldığınd yüzey kışı 36 kez, erozyonu ise 7457 kez zlttığı elirtilmiştir. Arştırmcılr 6 yıllık sürede (1999-2004) 1.76x 10 7 ton üst toprğın kyolduğunu ve 3.04x10 8 m 3 yüzey kışın oluştuğunu thmin etmişlerdir. Çizelge 3 incelendiğinde, vejetsyonsuz lnlrd eğimin rtmsıyl yüzey kış şlm süresi, yüzey kış, mksimum yüzey kış, yüzey kış ktsyısı ve toplm toprk kyı değerlerinin (sırsıyl P değerleri 0.000, 0.003, 0.048, 0.012 ve 0.032) isttistiksel olrk önemli çıktığı, sediment konsntrsyonu ve sediment pikinin ise isttistiksel kımdn önemsiz (sırsıyl P değerleri 0.155 ve 0.123) olduğu nlşılmktdır. Vejetsyonlu lnlrd eğimin rtmsıyl sdece yüzey kış şlm süresi isttistiksel olrk önemli çıkrken diğer prmetreler rsındki frk isttistiksel olrk önemli çıkmmıştır (Çizelge 3). Bu sonuçlr eğimin yüzey kış ve toprk kyın etkisinin önemli olduğunu elirten Kte ve rk. (2013) ın sonuçlrıyl uyum içerisindedir. Çizelge 3. Vejetsyonsuz ve vejetsyonlu lnlrd eğimin yüzey kış, sediment ve toplm toprk kyın etkisi* Vejetsyonsuz Eğim(%) 8 13 16 20 25 p Yüzey kış şlm süresi 177.50±28.56 82.50±10.41 51±10.54 38.50±13.92 53.50±12.14 0.000 (sn) Yüzey kış 1.25±0.18 2.01±0.20 2.04±0.35 2.32±0.42 2.85±0.23 0.003 (ml sn -1 ) c Mksimum yüzey kış 2.32±0.32 3.13±0.46 2.74±0.59 3.24±0.58 3.90±0.23 0.048 (ml sn -1 ) Yüzey kış ktsyısı (%) Sediment konsntrsyonu (g l -1 ) Sediment piki (g l -1 ) Toplm toprk kyı (g m -2 ) 8.06±1.46 12.85±1.94 13.05±3.55 14.80±2.99 16.22±1.56 0.012 83.67±21.96 96.54±27.45 129.24±8.44 129.95±28.52 135.72±30.18 0.155 116.8±20.94 134.32±45.33 183.51±22.56 215.01±59.94 173.51±29.94 0.123 651.4±193.5 1132.7±244.6 1425.4±195.1 1626±324.8 2154.8±402.9 0.032 c c c Vejetsyonlu Eğim(%) 4 6 8 10 20 p Yüzey kış şlm süresi 224.25±58.26 86±23.11 23±4.39 152±19.57 98±19.36 0.002 (sn) c c c Yüzey kış 0.95±0.38 0.85±0.31 2.44±0.58 1.13±0.31 1.09±0.25 0.194 (ml sn -1 ) Mksimum yüzey kış 1.1±0.46 1.12±0.37 2.93±0.89 1.61±0.38 1.75±0.58 0.290 (ml sn -1 ) Yüzey kış ktsyısı (%) 6.08±2.73 5.4±1.27 15.57±4.1 7.27±3.43 7.02±2.54 0.193 Sediment konsntrsyonu 10.25±3.77 11.9±4.29 7.63±1.62 32.11±15.33 22.80±8.65 0.301 (g l -1 ) Sediment piki 23.13±6.28 19.82±5.78 11.92±4.11 52.83±16.17 38.64±12.46 0.185 (g l -1 ) Toplm toprk kyı 54.38±10.05 59.1±12.57 92.87±33.8 132.94±30.86 150.47±31.4 0.493 (g m -2 ) *Stırlrd frklı küçük hrflerle gösterilen uygulmlr rsındki frk isttistik olrk 0.05 seviyesinde önemlidir. Şekil 4 vejetsyonsuz ve vejetsyonlu kenr eğimlerinde yüzey kıştki sediment konsntrsyonunun değişimini göstermektedir. Yğışın şlngıcınd özellikle vejetsyonsuz lnlrd sediment konsntrsyonu yüksektir. Vejetsyonsuz lnlrd sediment konsntrsyonu dh sonr zmnl zlmıştır (1. dkikd 142.2 g l -1 iken 6. dkikd 89.74 g l -1 e düşmüştür). Vejetsyonlu lnlrd ise sediment konsntrsyonu vejetsyonsuz olnlr enzer şekilde zmnl (1. dkikd 23.2 g l -1 iken 6. 49
dkikd 15.63 g l -1 ) zlmıştır. Bu sonuçlr Akdeniz deki ğ lnlrınd yüzey kıştki sediment konsntrsyonunun zmnl zldığını elirten Arnez ve rk. (2007) ın sonuçlrıyl uyum içerisindedir. Merd yüzey kıştki sediment konsntrsyonunun zmnl sürekli olrk rttığını ildiren Winwright ve rk. (2000) nın sonuçlrıyl u rştırmdki sonuçlr uyumsuzluk göstermektedir. Jordn-Lopez ve rk. (2009) ormn yollrının frklı kesimlerinde yüzey kıştki sediment konsntrsyonunun yğışın şlngıcınd doğrusl olrk rttığını dh sonr düzenli olrk zldığını ildirmişlerdir. Sediment konsntrsyonuyl ilgili çelişkili sonuçlr; çlışmlr rsındki toprk tekstürü, prsel üyüklüğü, yğış intensitesi ve vejetsyondki frklılıklrdn kynklnmış olilir. Şekil 4. Vejetsyonsuz ve vejetsyonlu kenr eğimlerinde yüzey kıştki sediment konsntrsyonunun değişimi. Çizelge 4 yüzey kış ve toprk kyıyl eğim şevlerinin özellikleri rsındki korelsyonu göstermektedir. Çizelge 4 incelendiğinde vejetsyonsuz kryolu şevlerinde yüzey kış ve eğim (0.975) rsınd %5 seviyesinde pozitif ir ilişki, vejetsyonlu şevlerde yüzey kış ve nem (0.942) rsınd %5 seviyesinde pozitif ir ilişki ulunmuştur. Toprkt mevcut oln nem, toprk yüzeyindeki strüktürün thrip edilmesi ve rdındn kuk oluşmsınd gregt prçlnmsın neden oln kuvvetlerin üyüklüğünü elirler. Bzı rştırmcılr toprk neminin erozyonun rtmsınd etkili ir fktör olduğunu elirtmişlerdir (Römkens ve rk. 2001; Trumn ve rk. 2011; Wei ve rk. 2007). Vejetsyonsuz kryolu şevlerinde toprk kyı ve eğim (0.995) rsınd %5 seviyesinde pozitif ir ilişki, vejetsyonlu kryolu şevlerinde ise toprk kyı ile eğim (0.910), kil (0.972), silt (-0.883), kum (-0.987) rsınd %5 düzeyinde ilişkiler elirlenmiştir. Dong ve rk. (2012) kryolu ypımındn çıkn depo mlzemelerinde yptıklrı ypy yğmurlm çlışmlrı sonucund; toprk kyı ve eğim rsınd pozitif ir ilişki olduğunu elirtmişlerdir. Eğim dikliğinin toprk kyın etkisi krmşıktır (Zidt ve Timeh, 2013). Toprk kyı genellikle eğim dikleştikçe rtr. Qunsh (1981), eğim yüzdesinin koprıln ve tşınn toprk miktrındki değişimin %90 ını çıkldığını ildirmiştir. Fkt eğimin toprk kyın etkisi, toprk özellikleri ve yüzey koşullrı rsındki etkileşimden de etkilenir (Mh, 1992). Mohmmdkhn ve rk. (2011) hv fotoğrflrı ve coğrfi ilgi sistemleri teknolojisini kullnrk Ltin hvzsınd (İrn) yptıklrı rştırmd; eğim ve n mterylin yol kenrlrındki erozyonu etkileyen unsurlr olduğunu elirtmişlerdir. Bu çlışmd ulunn eğim ve toprk kyı rsındki ilişki Qunsh (1981) ve Dong ve rk. (2012) nın sonuçlrıyl uyum içerisindedir. Adinejd ve rk. (2011) eğim yüzdesi ve silt kpsmının sediment verimiyle önemli düzeyde korelsyon ktsyısı (sırsıyl 0.689 ve -0.233) gösterdiğini sptmışlrdır. Xu ve rk. (2009), Çin deki Qinghi Tiet kryolunun eğimli lnlrınd yptığı rzi çlışmsın dynrk sediment veriminin (kg km -2 ) logritmsı ile yüzey kış derinliğinin (mm) logritmsı rsınd pozitif doğrusl ilişki olduğunu elirtmişlerdir. Kvin ve rk. (2014) sit ir ypy yğış leti kullnrk vejetsyonsuz lnlrd yptıklrı rştırmd yüzey kışın toprk nemi, hcim ğırlığı, silt ve kil ile pozitif korelsyonlu; orgnik kron, toplm zot ve kum ile negtif korelsyonlu olduğunu ildirmişlerdir. Toprklrın silt içerikleri kymk tksın duyrlılığı rtırır, öylece yüzey kış fzllşır ve erozyon rtr (Mills ve Fey, 2004). Prskhoo ve rk. (2014) yğmurlyıcı kullnrk ormn yollrının frklı kısımlrınd yptıklrı 50
rştırmd silt ve kil kpsmının yüksek olduğu toprklrd yüzey kış ve toprk kyını dh fzl ulmuşlrdır. Çizelge 4. Yüzey kış ve toprk kyıyl ğımsız değişkenler rsındki korelsyon ktsyılrı Değişken Vejetsyonsuz Vejetsyonlu R p R p Yüzey kış Eğim 0.975 0.005* 0.023 0.971 Bitki örtüsü -0.208 0.737-0.620 0.265 Kil 0.001 0.999-0.026 0.967 Silt 0.623 0.262 0.205 0.741 Kum -0.287 0.640-0.229 0.711 Nem 0.471 0.423 0.942 0.017* Toprk kyı Eğim 0.995 0.000* 0.910 0.032* Bitki örtüsü -0.155 0.803 0.195 0.754 Kil -0.172 0.782 0.972 0.006* Silt 0.739 0.154-0.883 0.047* Kum -0.195 0.753-0.987 0.002* Nem 0.317 0.604 0.070 0.911 *: 0.05 seviyesinde önemlidir. Çizelge 5 kryolu şevlerindeki yüzey kış ve toplm toprk kyını thmin etmede kullnıln eşitlikleri göstermektedir. Vejetsyonsuz şevlerde yüzey kıştki değişimin %98.9 u ve vejetsyonlu şevlerde ise değişimin %96.3 ü toprğın silt içeriği, nem içeriği, itki örtüsü yüzdesi ve eğimle çıklnilir. Vejetsyonsuz şevlerde toplm toprk kyının %99.8 i, vejetsyonlu şevlerde ise %94.6 sı toprğın kil, silt, kum kpsmı ve şevin eğimiyle çıklnilir. Zidt ve Timeh (2013) yüzey kıştki değişimin %89 unun, toprk kyındki değişimin %66 sının yğış intensitesi, eğim ve toprk kyıyl çıklnildiğini ildirmişlerdir. Çizelge 5. Vejetsyonsuz ve vejetsyonlu kryolu şevlerinde zı erozyon prmetrelerini thmin etmek için hesplnmış eşitlikler Kryolu şevi Erozyon prmetresi Hesplnn eşitlikler R 2 Vejetsyonsuz Yüzey kış (ml sn -1 ) 2.43-0.0458Si-0.0365B.Ö+0.107E-0.0014N 0.989 Toplm toprk kyı (g m -2 ) -6422+66.7C+71.5Si+37.2S+74.7E 0.998 Vejetsyonlu Yüzey kış (ml sn -1 ) 190-2.63Si-1.21B.Ö-1.51E-0.44N 0.963 Toplm toprk kyı (g m -2 ) -232532+2328C+2329Si+2313S-2.12E 0.946 Si, silt(%); B.Ö, itki örtüsü(%); E, eğim(%); N, toprğın nem içeriği(%); C, kil(%); S, kum(%); tüm eşitlikler 0.05 düzeyinde önemlidir. Sonuç Kryolu kenr eğimlerinde vejetsyonlu lnlr göre vejetsyonsuz lnlrdki erozyon çok dh fzl sptnmıştır. Vejetsyonsuz lnlrd yüzey kış ve sediment konsntrsyonu vejetsyonlu olnlr göre 1.6 ve 7 kt dh fzl sptnmıştır. Vejetsyonsuz şevlerdeki toplm toprk kyı 1398.06 g m -2 iken vejetsyonlu şevlerde 97.95 g m -2 olrk ulunmuştur. Vejetsyonsuz şevlerde eğimin rtmsıyl yüzey kış ve toprk kyınd rtm görülmüştür. Vejetsyonsuz kryolu şevlerinde %8 eğimdekine göre %25 eğimde yüzey kış ve toprk kyı sırsıyl 2.3 ve 3.3 kt dh fzl sptnmıştır. Vejetsyonsuz kryolu şevlerinde eğimin rtışı sdece yüzey kış şlngıç süresini isttistik olrk önemli düzeyde etkilemişken yüzey kış, mksimum yüzey kış, yüzey kış ktsyısı, sediment konsntrsyonu, sediment piki ve toplm toprk kyı değerlerini isttistik olrk önemli düzeyde etkilememiştir. Vejetsyonsuz kryolu şevlerinde yüzey kış ve eğim(0.975) rsınd pozitif korelsyon, toprk kyı ile eğim rsınd pozitif korelsyon ulunmuştur. Vejetsyonlu şevlerde yüzey kış ve nem(0.942) rsınd pozitif korelsyon; toprk kyı ve eğim (0.995) rsınd pozitif korelsyon; vejetsyonsuz şevlerde toprk kyı ile eğim(0.910), ve kil (0.972) rsınd pozitif korelsyon; toprk kyı ile silt (-0.883) ve kum (- 0.987) rsınd negtif korelsyon sptnmıştır. Vejetsyonlu olnlr göre vejetsyonsuz kryolu şevlerinde eğimin etkisiyle fzl miktrd toprk kyolur ve rzi ozulm süreci hızlnır. Kryollrı şevlerindeki rzi ozulm sürecini zltmk için erozyon uygun metotlrl önlenmelidir. Çnkkle-Lpseki kryolu şevlerindeki toprk kymlrını 51
önlemek için genellikle etondn istint duvrlrı ypılmıştır. Fkt genellikle istint duvrlrı erozyonu tm olrk önleyememiştir. Kryolu kenr eğimlerindeki erozyonu önlemek için kökleri derine inen ğç, çlı ve ot türleri (y d yer örtücü itkiler) kullnılmlıdır. Toprk içine dğıln itki kökleri ir trftn toprğın kopmsın ve kymsın engel olurken ir trftn d toprğın orgnik mdde ütçesine ktkı yprk gregsyonun gelişmesini teşvik eder. Bitki türlerinin seçiminde doğl vejetsyon uygun olnlr tercih edilmelidir. Kynklr Adinejd P, Feizni S, Pyrown HR, Fyzi FO, Shni AAT, 2011. Assessing the effect of soil texture nd slope on sediment yield of mrl units using portle rinfll simultor. J. Am. Sci. 7 (10): 617 624. Anonim, 2012. Çnkkle Meteoroloji Müdürlüğü İklim Verileri (yyınlnmmış). Arnez J, Lsnt T, Ruiz-Flno P, Ortigos L, 2007. Fctors ffecting runoff nd erosion under simulted rinfll in Mediterrnen vineyrds. Soil Till. Res. 93: 324 334. Bkr N, Weindorf DC, Zhu Y, Arceneux AE, Selim HM, 2012. Evlution of compost/mulch s highwy emnkment erosion control in Louisin t the plot-scle. J. Hydrol. 468 469 : 257 267. Blke GR, Hrtge KH, 1986. Bulk density. Methods of Soil Anlysis, Prt 1, Physicl nd Minerlogicl Methods (ed. Klute A), ASA, SSSA, Agronomy No: 9. Mdison, Wisconsin, USA, pp. 363 375. Bochet E, Grci Fyos P, 2004. Fctors controlling vegettion estlishment nd wter erosion on motorwy slopes in Vlenci, Spin. Restor. Ecol. 12: 166-174. Cerd A, Morer AG, Bodi MB, 2009. Soil nd wter losses from new citrus orchrds growing on sloped soils in the western Mediterrnen sin. Erth Surf. Proc. Lnd. 34: 1822 1830. Cerd A, 2007. Soil wter erosion on rod emnkments in estern Spin. Sci. Totl Environ. 378: 151-155. Cerd A, Grci-Fyos P, 2002. The influence of seed size nd shpe on their removl y wter erosion. Cten, 48: 293-301. Dong J, Zhng K, Guo Z, 2012. Runoff nd soil erosion from highwy construction spoil deposits: rinfll simultion study. Trnsport. Res. D, 17: 8 14. Dongli W, Juying J, Dong L, Ning W, Hudong D, Ynfeng J, 2013. Effects of seed morphology on seed removl nd plnt distriution in the Chinese hill-gully Loess Plteu region. Cten, 104: 144 152. Eker M, Acr HH, Çon HO, 2010. Ormn yollrının potnsiyel ekolojik etkileri. SDÜ Ormn Fkültesi Derg. 1: 109-125. Ekinci H, Yiğini Y, 2007. Lpseki ilçesi rzi kynklrının sürdürüleilir trım kımındn değerlendirilmesi. Lpseki Sempozyumu,16-21. 23-24 Hzirn, Çnkkle. Engelrect M, Bochet E, Grci-Fyos P, 2014. Mucilge secrettion: n dptive mechnism to reduce seed removl y soil erosion? Biol. J. Linn. Soc. 111(2): 241-255. Ertekin M, Çorcı ÖL, 2010. Kryollrınd peyzj plnlm ve itkilendirme çlışmlrı. Ecolog. Life Sci. 5(2): 105-125. Formn RTT, Alexnder LE, 1998. Rods nd their mjor ecologicl effects. Annu. Rev. Ecol. Syst. 29: 207 231 Grci- Estringn P, Alonso-Blzquez N, Mrques MJ, Bienes R, Alegre J, 2010. Direct nd indirect effects of Mediterrnen vegettion on runoff nd soil loss. Eur. J. Soil Sci. 61: 174 185. Gee GW, Buder JW, 1986. Prticle-size nlysis, Methods of Soil Anlysis, Prt 1, Physicl nd Minerlogicl Methods (ed. Klute A), ASA, SSSA, Agronomy No: 9. Mdison, Wisconsin, USA, pp. 383 441. Geren H, Yönter G, 2007. Bzı serin iklim çim uğdygillerinin lortuvr koşullrınd su erozyonun etkisi üzerinde rştırmlr. Ege Üniversitesi Zirt Fkültesi Derg. 44 (2): 1-15. Gyssels G, Poesen J, Bochet E, Li Y, 2005. Impct of plnt roots on the resistnce of soils to erosion y wter: review. Prog. Phys. Geog. 29: 1-28. Hung I, Zho X, Wu P, 2013. Surfce runoff volumes from vegetted slopes during simulted rinfll events. J. Soil Wter Conserv. 68(4): 283-295. Hymn WA, Vry D, 1999. Best Mngement Prctices for Environmentl Issues relted to Highwy nd Street Mintennce. Ntionl Acdemy Press (Wshington D.C), USA, p.103. İyinm Ş, Ergün M, İyinm AF, 1999. Kryolu ve kryolu trfiğinin insn ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri. 2. Ulşım ve Trfik Kongresi, 239-250. 29 Eylül-2 Ekim, Ankr. Jio J, Hn L, Ji Y, Wng N, Lei D, Li L, 2011. Cn seed removl through soil erosion explin the scrcity of vegettion in the Chinese Loess Plteu? Geomorphology, 132: 35 40. Jordn-Lopez A, Mrtinez- Zvl L, Bellinfnte N, 2009. Impct of different prts of unpved forest rods on runoff nd sediment yield in Mediterrnen re. Sci. Totl Environ. 407: 937-944. Kmphorst A, 1987. A smll rinfll simultor for the determintion of soil erodiility. Neth. J. Agr. Sci. 35: 407-415. Kte HA, Zhng H, Zhng P, Mosndl R, 2013. Soil erosion nd surfce runoff on different vegettion covers nd slope grdient: field experiment in Southern Shnxi Province, Chin. Cten, 105: 1-10. Kvin A, Azmoodeh A, Solimni K, 2014. Deforesttion effects on soil properties, runoff nd erosion in northern Irn. Ar. J. Geosci. 7: 1941 1950. Mh MGC, Dougls LA, Ringrose-Vose AJ, 1992. Effects of crust development nd surfce slope on erosion y rinfll. Soil Sci. 154: 37 43. McLen EO, 1982. Soil ph nd lime requirement. Methods of Soil Anlysis, Prt 2, Chemicl nd Microiologicl Properties (ed. Pge AL), ASA, SSSA, Agronomy No: 9. Mdison, Wisconsin, USA, pp. 199 224. Meyer LD, 1994. Rinfll simultors for soil erosion reserch. Soil Erosion Reserch Methods (ed. Ll R), Soil nd Wter Conservtion Society nd St. Lucie Press, USA, pp. 83-103. 52
Mills AJ, Fey MV, 2004. Effects of vegettion cover on the tendency of soil to crust in South Afric. Soil Use Mnge. 20: 308 317. Mohmmdkhn S, Ahmdi H, Jfri M, 2011. Reltionship etween soil erosion, slope, prent mteril, nd distnce to rod (Cse study: Ltin Wtershed, Irn). Ar. J. Geosci. 4: 331 338. Nelson DW, Sommers LE, 1982. Totl cron, orgnic cron, nd orgnic mtter. Methods of Soil Anlysis, Prt 2, Chemicl nd Microiologicl Properties (ed. Pge AL), ASA, SSSA, Agronomy No: 9. Mdison, Wisconsin, USA, pp. 539 579. Nelson RE, 1982. Cronte nd gypsum, Methods of Soil Anlysis, Prt 2, Chemicl nd Microiologicl Properties (ed. Pge AL), ASA, SSSA, Agronomy No: 9. Mdison, Wisconsin, USA, pp. 181 197. Osterkmp WR, Hupp CR, Stoffel M, 2012. The interctions etween vegettion nd erosion: new directions for reserch t the interfce of ecology nd geomorphology. Erth Surf. Proc. Lnd. 37: 23 36. Özsln Prlk A, Prlk M, Blnco-Cnqui H, Schcht WH, Guretzky JA, Mmo M, 2015. Ptch urning: implictions on wter erosion nd soil properties. J. Environ. Qul. 44(3): 903-909. Prskhoo A, Lotflin M, Jlilvnd H, 2014. The effects of soil properties nd vegettion cover on the sedimenttion of forest rods. J. Soil Sci. Environ. Mnge. 5(2): 20-27. Qunsh C, 1981. The effect of soil type, slope, rin intensity nd their interctions on splsh detchment nd trnsport. J. Soil Sci. 32: 215 224. Rhodes JD, 1982. Solule slts. Methods of Soil Anlysis, Prt 2, Chemicl nd Microiologicl Properties (ed. Pge AL), ASA, SSSA, Agronomy No: 9. Mdison, Wisconsin, USA, pp. 167 179. Riley SC, 1990. Monitoring the erosion of n expresswy during its construction: prolems nd lessons. Hydrolog. Sci. J. 35: 365-381. Römkens MJM, K Helming, SN Prsd, 2001. Soil erosion under different rinfll intensities, surfce roughness, nd soil wter regimes. Cten, 46: 103 123. Şengün MT, Engin F, 2012. Kryolu ypımınd jeomorfolojik irimlere müdhle ve orty çıkck sorunlr: Elzığ-Ken kryolu örneği. 3. Ulusl Jeomorfoloji Sempozyumu, 556-567. 4-6 Ekim, Hty. Trumn CC, Potter TL, Nuti RC, Frnklin DH, Bosch DD, 2011. Antecedent wter content effects on runoff nd sediment yields from two Costl Plin Ultisols. Agr. Wter Mnge. 98: 1189 1196. Türkeş M, Svş T, Bytekin H, Uğur K, 2011. Çnkkle de olsı iklim değişmeleri ve trımsl üretime etkileri. Çnkkle Trım Sempozyumu (Dünü, Bugünü ve Geleceği), 257-270. 10-11 Ock, Çnkkle. Winwright J, Prsons AJ, Arhms AD, 2000. Plot-scle studies of vegettion, overlnd flow nd erosion interctions: cse studies from Arizon nd New Mexico. Hydrol. Proces. 14(5): 2921 2943. Wng D, Jio J, Lei D, Wng N, Du H, Ji Y, 2013. Effects of seed morphology on seed removl nd plnt distriution in the Chinese hill-gully Loess Plteu region. Cten, 104: 144 152. Wng G, Innes J, Yusheng Y, Shnmu C, Krzyznowski J, Jingsheng X, Wenlin L, 2012. Extent of soil erosion nd surfce runoff ssocited with lrge-scle infrstructure development in Fujin Province, Chin. Cten, 89: 22 30. Wei LH, Zhng B, Wng MZ, 2007. Effects of ntecedent soil moisture on runoff nd soil erosion in lley cropping systems. Agr. Wter Mnge. 94 (1-3): 54-62. Xu XL, Liu W, Kong YP, Zhng KL, Yu B, Chen JD, 2009. Runoff nd wter erosion on rod side-slopes: effects of rinfll chrcteristics nd slope length. Trnsport. Res. D, 14: 497-501. Zhng Z, Liu S, Dong S, Fu W, Cui B, 2009. Sptio-temporl nlysis of different levels of rod expnsion on soil erosion distriution: cse study of Fengqing county, Southwest Chin. Front. Erth Sci. Chin, 3: 389-396. Zidt FM, Timeh AY, 2013. Effect of rinfll intensity, slope, lnd use nd ntecedent soil moisture on soil erosion in n rid environment. Lnd Degrd. Dev. 24: 582 590. 53