ENGECELİ LİMANI SUYUNUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ VE AKINTI SİSTEMİNİN BALIK ÇİFTLİĞİNE OLAN ETKİSİ Güzel YÜCEL GİER, Erdem SAYIN, İdil PAZI, Canan ÖZTÜRK ve Sezgi ADALIOĞLU DEÜ Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Enstitüsü, İZMİR E-Posta: yucel.gier@deu.edu.tr ÖZET İzmir ili kıyısal alanlarında yoğunlaşan kafes balıkçılığı genelde korunaklı, yarı kapalı koylarda başlamıştır. Araştırma yapılan Engeceli çiftliği de aynı konumda olup, İzmir Körfezi nde bulunmaktadır. Bu çalışmada, balık çiftliği bulunan bir bölgeden elde edilen fiziksel veriler kullanılarak akıntı sistemi tanımlanmış ve akıntıların kafes balıkçılığı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Yılda 25 ton levrek üretim kapasitesi olan bu balık çiftliğinde, fiziksel parametrelerin mevsimlik değişimlerinin belirlenmesi için; seçilen 7 istasyonun, yüzey ve dip sularında sıcaklık ve tuzluluk ölçülmüştür. Ayrıca seçilen üç istasyonda RCM-9 Aanderaa akıntı ölçer kullanılarak mevsimlik akıntı ölçümleri yapılmıştır. Noktasal akıntı ölçümleri liman genelini tanımlamaya yeterli olmadığından matematiksel Killworth Genel Sirkülasyon modeli çalıştırılmış, balık çiftliğini etkileyen akıntı desenleri hesaplanmıştır. Modelde deniz suyu sıcaklık ve tuzluluğu ve Çiğli Meteoroloji İstasyonu ndan alınan rüzgar verileri kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda Engeceli koyu suyunun yenilenmesi için gerekli süre yaklaşık 1 gün olarak hesaplanmıştır. ANAHTAR SÖZCÜKLER: Balık çiftlikleri, Fiziksel parametreler, Hidrografik özellikler THE PHYSICAL PROPERTIES OF SEAWATER IN ENGECELİ PORT AND THE INFLUENCE OF THE CURRENT SYSTEM ON FISH FARM ABSTRACT The Izmir city aquaculture fish production intensified in coastal area is generally initiated in the semi closed basins. Engeceli fish farm is one of such fish production area in the Izmir Bay. In this study the current system was determined using some physical parameters obtained in the fish farm area and the influence of the currents on the fish farm was investigated. To determine the seasonal variation of the physical parameters, surface and bottom water samples were taken in chosen 7 stations in the area of the fish farm, which has capacity of 25 tones sea bass in a year. The measured physical parameters are temperature, salinity, On the other hand, seasonal current measurements were realized in three different points using RCM-9 Aanderaa current meter. These one point information are not enough to identify the current system, therefore the three-dimensional Killworth model was used to calculate the current patterns effecting the fish farm area in this study. According to this study, residence time of Engeceli Bight was calculated approximately 1 day. KEYWORDS: Fish Farms, Physical Properties, Hydrography 6
GİRİŞ İzmir ilinin kıyı bölgesinde yoğunlaşan kafes balıkçılığı son yirmi yılda artış göstermiştir. Balık çiftliklerinin yer seçiminde bölgenin fiziksel, kimyasal özelliklerinin incelenmesi özellikle hidrografik verilerin ölçülmesi balık çiftliğinin planlamasında önemli bir parametredir. Su değişim süresi ve atıkların (yenmemiş yemler ve balık dışkıları) taşınma mesafesi bu veriler kullanılarak tahmin edilmektedir (Beveridge, 1987). Balık çiftliğinin riskleri hesaplanırken bölgenin ekolojik, meteorolojik ve ekonomik yönden temel analizleri yapılmalıdır. Özellikle yer seçimde yörenin maruz kaldığı rüzgarlara bağlı, akıntı hızı ve yönü dikkate alınmalıdır (Benli, 199). Araştırma yapılan 25 ton levrek üretim kapasiteli balık çiftliği İzmir Körfezi nin batı kıyısında, korunmuş bir bölge olan Engeceli Limanında bulunmaktadır. Bu çalışmada, elde edilen fiziksel veriler ve matematiksel model kullanılarak akıntı sistemi tanımlanmış, akıntıların kafes balıkçılığı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bulgular bölümünde Engeceli Limanında yapılan deniz çalışmaları sonucunda elde edilen sıcaklık, tuzluluk verileri değerlendirilmiş ve İzmir Körfezi verileriyle karşılaştırılmıştır. Ayrıca Engeceli Limanı akıntı verileri incelenmiş ve Killworth genel sirkülasyon modeli yardımıyla akıntı desenleri hesaplanmıştır. MATERYAL VE YÖNTEM Engeceli Limanı nın sıcaklık, tuzluluk değerleri, akıntı hız ve yönü Aanderaa akıntı ölçer sistemiyle CM1, CM2 ve CM3 istasyonlarında (Şekil 1) mevsimsel olarak ölçülmüştür. RCM 9 Mk II Aanderaa akıntı ölçer özellikleritablo 1 de verilmiştir. Akıntı modeli olarak Killworth genel sirkülasyon modeli kullanılmıştır (Killworth, 1991). Enlem 38.47 38.47 Engeceli Koyu cm1 VS Engeceli Limanı cm2 cm3 38.46 Şekil 1.Engeceli Limanı akıntı ölçüm istasyonlarının konumu. Figure 1. Location of current measurements in Engeceli Bay. Tablo 1. RCM 9 Mk II Aanderaa akıntı ölçer özellikleri. Table 1. Specifications of Aanderaa RCM 9 Mk II. Sensör Parametre Ölçüm Aralığı Ölçüm Hassasiyeti Çözünürlüğü Doppler Akıntı Akıntı Hızı -3 cm/s.3 cm/s ±.15 cm/s Sensörü Akıntı Yönü -36 ±.35 ±5 Sıcaklık Thermistor High Range: %.1 ±.5 C İletkenlik Conductivity sensör 26.59 26.59 26.6 26.61 Boylam 9.81-36.66 C -74 ms/cm %.1 ±%.25 7
BULGULAR Sıcaklık ve Tuzluluk Mevsimsel sıcaklık ve tuzluluk ölçümleri sonucunda Engeceli Limanı nda elde edilen istatistiki değerler Tablo 2 de verilmiştir. Şekil 2 de İzmir Körfezi kış, ilkbahar, yaz ve sonbahar dönemlerine ait ortalama değerleri içeren sıcaklık ve tuzluluk profilleri gösterilmiştir. Şekil üzerinde Engeceli Limanı nda ölçülen ortalama sıcaklık ve tuzluluk değerleri gösterilmiştir. Sıcaklık profilinden izleneceği gibi İzmir Körfezi ve Engeceli Limanı nda ölçülen sıcaklık değerleri arasında büyük farklılıklar yoktur. Yıllık bazda incelendiği zaman İzmir Körfezi nin çeşitli bölgelerinde de benzer şekilde mevsimsel farklılıklar görmek mümkündür. Tablo 2. Engeceli Limanı nda ölçülen mevsimsel sıcaklık ve tuzluluk değerlerine ilişkin istatistikler. Table 2. Statistics of seasonal temperature and salinity values in Engeceli Bay. Mevsimler Parametreler Minimum Ortalama Maximum KIŞ İLKBAHAR YAZ SONBAHAR Sıcaklık ( C) 13.6746 14.1883 14.4 Tuzluluk (psu) 39.1138 39.387 39.5742 Sıcaklık ( C) 16.1928 16.3994 16.754 Tuzluluk (psu) 38.9949 39.692 39.1614 Sıcaklık ( C) 21.978 22.58 22.2528 Tuzluluk (psu) 38.865 38.9811 39.278 Sıcaklık ( C) 23.939 24.363 25.5441 Tuzluluk (psu) 38.7972 39.229 39.271 1 2 SICAKLIK ( C) 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 25 1 2 TUZLULUK (psu) 38.4 38.8 39.2 39.6 4. Depth [m] 3 4 5 6 7 Kis Ilkbahar Yaz Sonbahar Engeceli Depth [m] 3 4 5 6 7 Kis Ilkbahar Yaz Sonbahar Engeceli 8 8 Şekil 2. Engeceli Limanı ortalama sıcaklık ve tuzluluk değerlerinin İzmir Körfezi ortalamalarıyla karşılaştırılması. Figure 2. Comparison of seasonal temperature and salinity of Engeceli Bay with seasonal average temperature and salinity of Izmir Bay. İzmir Körfezi ve Engeceli Limanı arasındaki tuzluluklar karşılaştırıldığında; Engeceli Liman suyu tuzluluklarının İzmir Körfezi deniz suyuna göre daha kararlı 8
olduğu görülmüştür. Mevsimsel olarak tuzluluk değerleri belirgin bir şekilde değişmemiştir. Kış döneminde, Engeceli Liman suyu yoğunluğunun Körfez suyuna göre daha yoğun, yazın ise aksine daha az yoğun olduğu sıcaklık ve tuzluluk profillerinden tespit edilmiştir. Yöre Rüzgarları İzmir Körfezi nde genellikle kuzeyli rüzgarlar hakimdir. Yazın kuzeyden esen rüzgara Etesiyan rüzgarı adı verilir. Engeceli Limanı deniz çalışmalarının yapıldığı tarihlerde rüzgar yön ve şiddetleri incelendiğinde İzmir Körfezi genel özellikleri görülmüştür. Yaz dönemine ait rüzgar yön ve şiddetini gösteren rüzgar gülleri Şekil 3 de verilmiştir. wnw w wsw nw nnw n 25 2 15 1 5 nne ne ene e ese -3 m/s 3-6 m/s 6-9 m/s 9-12 m/s nnw nw wnw w wsw n 1 8 6 4 2 nne ne ene e ese -3 m/s 3-6 m/s 6-9 m/s 9-12 m/s sw ssw s sse se sw ssw s sse se Kış Yaz Şekil 3. Kış ve yaz dönemi rüzgar yön, şiddet ve esme sıklığı. Figure 3. Wind direction, velocity and its number of occurance in winter and summer. AKINTI ÖLÇÜMLERİ Genelde kıyı bölgeleri kış döneminde tuzluluk ve sıcaklık bakımından homojen bir yapı gösterir. Yaz ve güz dönemlerinde tabakalaşma sırasıyla 25 ve 35 metrelerde oluşur. Engeceli Limanı nın derin olmaması nedeniyle akıntı ölçümleri her mevsimde 1 m derinlikte yapılmıştır. Yapılan akıntı ölçümlerinin konumları Şekil 1 de verilmiştir.bu istasyonlarda ölçülen akıntı hızlarının mevsimsel ortalamaları, minimum ve maksimum değerleri Tablo 3 de gösterilmiştir. Tablodan da anlaşılacağı üzere akıntı hızları mevsimsel olarak farklılık göstermez. Kış döneminde ölçülen akıntıların yönü genellikle Engeceli Limanı na doğru doğudan batıya, yaz döneminde ise hem doğu hem de batı yönündedir. Kış döneminde en fazla su girdisi limanın kuzeyinde oluşmuştur. Bu sonuç CM1 istasyonunda ölçülen göreceli daha büyük akıntı hızlarından anlaşılmaktadır (Şekil 4). Tablo 3. Mevsimsel ölçülen akıntı hızlarının minimum, maksimum ve ortalama değerleri. Table 3. Measured minimum, average and maximum seasonal current velocities. Mevsimler Minimum Hız (cm/s) Ortalama Hız (cm/s) Maksimum Hız (cm/s) KIŞ. 5.1 11. İLKBAHAR.59 4.5 8.8 YAZ.29 5.49 13. SONBAHAR.29 4.85 16. Kış dönemindeki akıntı yönleri incelendiğinde, genellikle kuzeyli rüzgarların Engeceli Limanı nı etkisi altına aldığı görülür (Şekil 4). Teorik olarak kuzey rüzgarı estiği zaman yüzey akıntılarının kuzey ve güney kıyılarından koy içine doğru, kompanse akıntısının ise dipten koy dışına doğru olması beklenir. Rüzgar gülünden (Şekil 3) tahmin edilen akıntı yönleri Şekil 4 teki akıntı yönleriyle uyum 9
içindedir. Akıntılar Engeceli koyuna kuzey ve güney kıyılarından (CM1 ve CM3) girerler. CM2 istasyonunda az olmakla beraber Engeceli koyu dışına doğru hareketlilik görülmektedir. Kompanse akıntısının net bir şekilde görülememesinin nedeni tüm akıntı ölçümlerinin aynı derinlikte (1 m) yapılmış olmasıdır. Yaz döneminde ölçülen akıntılardan hakim rüzgar yönünü tesbit etmek zordur. Üç istasyonda da akıntı yönü doğu-batı doğrultusundadır. 27 9 4 8 12 27 9 4 8 12 18 18 27 9 2 4 6 8 1 27 9 4 8 12 16 18 18 27 9 4 8 12 27 9 4 8 12 16 18 Şekil 4. Kış (sol) ve yaz (sağ) dönemlerinde CM1 (üst), CM2 (orta) ve CM3 (alt) istasyonlarında ölçülen akıntıların şiddet ve yönleri. Dairelerin yarıçapları akıntıların şiddetini çevresi ise yönünü göstermektedir. Figure 4. Measured current direction and velocity in the stations of CM1 (above), CM2 (middle) and CM3 (below), in winter (left) and summer (right). Radius of circle and circumference represent velocity and direction of currents, respectively. 18 46
Yetiştiricilikte oluşan organik partikül atıklar, dışkı ve yenmemiş granule yemlerden meydana gelir. Büyük boy bir granulenin düşüş hızı 1 cm/s ve dışkının düşüş hızı ise 4 cm/s dir (Merceron vd.,1997). Bu bilgiler yardımıyla, yemin ve dışkıların tabana çökmeden, yatay akıntılar etkisiyle taşınacağı mesafe 2 m derinlik için hesaplanmıştır. Yemin 2 metrelik su kolonunda tabana çökme süresi 2 saniyedir. Engeceli Limanı ortalama yatay akıntı hızı 5 cm/s olduğundan yem 1 m kadar yatay düzlemde hareketine devam edecektir. Dışkının ise tabana çöküş süresi 5 saniye dir. Dışkı yatay düzlemde 5 cm/s lik akıntı hızının etkisiyle 25 m kadar taşınacaktır. Engeceli Limanı balık kafeslerinin 9 X 6 m lik bir alanda olduğu göz önüne alınırsa yem ve dışkıların koyun içinde kalacakları ortaya çıkmaktadır. Model Akıntı Desenleri Akıntı ölçümleri noktasal olduğu için Engeceli Limanı genelindeki su hareketliliğini tanımlamayı zorlaştırmaktadır. Killworth genel sirkülasyon modeli limana uygulanarak her noktada akıntı hız ve yönü hesaplanmıştır. Dört ana yönden esen rüzgar etkisi altında akıntı desenleri incelenmiştir. 6 6 5 4 3 2 1 Kuzey Ruzgari Reference Vectors 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 5 4 3 2 1 Güney Rüzgari Reference Vectors 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5.2 5.7.1 5.6436 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 6 5 4 3 2 1 Dogu Rüzgari Reference Vectors 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5 6 5 4 3 2 1 Bati Rüzgari Reference Vectors 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1.5.4 7.56.2 4.884 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 Şekil 5. a)kuzey, b)güney, c)doğu ve d)batı rüzgarları etkisindeki Engeceli Limanı akıntı desenleri. Figure 5. Current system of Engeceli Bay under the effect of a)northerly, b)southerly, c)easterly and d)westerly winds. Rüzgarın kuzey ve doğu yönlerinden esmesi sonucunda suların Engeceli Limanı na girdiği, güney ve batı yönlerinden esen rüzgarlar sonucunda ise Engeceli Limanı ndan su çıkışının olduğu görülmüştür. Kuzey rüzgarı etkisinde, Engeceli Limanı kuzey (CM1) ve güney (CM3) kıyılarından limana giren akıntılar 461
CM2 istasyonu civarında ters yöne doğru akmaktadır. Diğer taraftan Liman dışındaki kuzey-güney doğrultusunca oluşan daha kuvvetli akıntılar, limana giren suların liman içerinde tutsaklanarak saat yönünde bir döngü oluşturmasına neden olurlar (Şekil 5).Yem ve dışkının özellikle güney ve batı yönlerden esen rüzgarların etkisiyle Liman dışına doğru dağılacakları akıntı desenlerinden anlaşılmaktadır. Kuzeyden esen rüzgar durumunda döngü nedeniyle tutsaklanan yem ve dışkı limanın en derin bölgesinde çökecektir. Buna karşın doğudan esen rüzgar durumunda, yem ve dışkı Engeceli Limanı kuzey kıyılarına taşınacaktır (Şekil 5). Balık çiftliğinin bulunduğu koyun hacmi V=5.*1 6 m 3 tür. Engeceli Limanı'nın İzmir Körfezi yle bağlantısı VS kesiti ile sağlanır (Şekil 1). Bu kesitte oluşan net taşınıma göre Engeceli Limanı'na giren suyun koyda kalış süresi aşağıdaki formüle göre hesaplanır: V t = tr(i) Burada t kalış süresi, V Engece Koyu toplam hacmi (5.*1 6 m 3 ) ve tr(i) de model ağında o kesitten geçen net taşınımı ifade etmektedir. Buna göre çeşitli yönlerden esen rüzgarların etkisinde suyun koyda kalış süresi değişir. Tablodan da koya giren su miktarları m 3 /s cinsinden verilmiştir. Yukarda ki formül kullanılarak çeşitli yönlerden esen rüzgarların etkisinde limana giren suyun limanda kalış süreleri (yenilenme süresi) aynı çizelgede gösterilmiştir. Bu durumda Engeceli Koyu, akıntıların etkisiyle kendini günler mertebesinde yenileyebilecektir. Tablo 4. Dört ana yönden esen rüzgarlar sonucu VS kesitinde oluşan su değişimi ve Limanda suyun kalış süresi. Table 4. Water exchange and residence time in vertical section (VS) under the influence of winds from four main directions. Rüzgar Yönü Taşınım (m 3 /s) Yenilenme Süresi(Saat) Kuzey 43.7 29.39 Güney 49.9 25.74 Doğu. 28.51 Batı 54.5 23.59 SONUÇLAR VE TARTIŞMA Balık çiftliğinden bırakılan atıkların koy içerisinde kaldığı hesaplanmıştır. Atıkların çökme hızlarının değişik olması durumunda yayılma mesafelerinin farklı bulanacağı tahmin edilmektedir. Bu konuda daha spesifik çalışmaların yapılması gerekmektedir. Yapılan akıntı ölçümlerinin değerlendirilmesi sonuçunda Engeceli koyunun su değişiminin günler mertebesinde olduğu görülmüştür. Bu çalışmada çevresel etkiler gözönüne alınmamış olup, ilerdeki çalışmalarda balık çiftliğine uygulanacak ekosistem modelleri ile çevresel etkilerin daha detaylı şekilde incelenmesi planlanmaktadır. 462
KAYNAKLAR Benli, H., ve Uçal, O., 199, Deniz Canlı Kaynakları Yetiştirme Teknikleri. Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı. Su Ürünleri Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Bodrum. Beveridge, M. C. M., 1987, Cage Aquaculture. Fishing. News Books Ltd. England. Killworth, P. D., 1991, The Development of a Free-Surface Bryan-Cox-Semtner Ocean Model. J. Phys. Oceanogr., 21, 1333-1348. Merceron, M., Bentley, D., Legrand, J., Lamort Datin, L. and Kempf, M., 1997, Impact de la Salmoniculture Marine sur L environnement en Rade de Cherbourg (1993-1995) 1. Hydrologie Phytoplancton Bactériologie. IFREMER R. Int. Del/97-4/Brest. 463