ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ FARKLI BİTKİ DESENLERİNİN TOPLU BASINÇLI SULAMA SİSTEMLERİNİN MALİYETİNE ETKİSİ (YAYLAK PROJESİ 1500 NOLU YEDEĞİ ÖRNEĞİ) VOLKAN CEMALETTİN DARENDE TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM DALI ANKARA 2005 Her hakkı saklıdır.
ÖZET Yüksek Lisans Tezi FARKLI BİTKİ DESENLERİNİN TOPLU BASINÇLI SULAMA SİSTEMLERİNİN MALİYETİNE ETKİSİ (YAYLAK PROJESİ 1500 NOLU YEDEĞİ ÖRNEĞİ) Volkan Cemalettin DARENDE Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Yapılar ve Sulama Anabilim Dalı Danışman: Prof.Dr. Turhan AKÜZÜM Bu çalışmada, Yaylak Ovası Sulaması 1500 nolu yedeğinde farklı oranlarda tarla ve bahçe bitkisi içeren üç bitki deseni göz önüne alınarak, bitki desenlerine uygun basınçlı sulama sistemleri planlanmış ve sistem unsurları boyutlandırılmıştır. Boyutlandırılması yapılan sulama sistemlerinin metraj cetvelleri hazırlanarak, 2004 yılı fiyatlarına göre proje keşif özeti, yatırım masrafı, bakım onarım masrafları ve yıllık toplam masraflar saptanmıştır. Elde edilen değerler karşılaştırılarak pilot alan için uygun bitki deseni belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmalar sonucunda bitki deseni içinde bahçe bitkisi oranı arttıkça basınçlı sulama sistemlerinin sulama işçiliği masrafları dışındaki tüm maliyet unsurlarında artış görülmüştür. Ancak sadece su dağıtım ağı için maliyet unsurları hesaplanarak karşılaştırıldığında durum tersi olmakta, bitki deseni içindeki bahçe bitkisi oranı arttıkça maliyet unsurları azalmaktadır. Sonuçta %80 tarla bitkisi, %20 bahçe bitkisi içeren bitki deseninin pilot alanda uygulanması önerilmiştir. 2005, 93 sayfa ANAHTAR KELİMELER: Bitki deseni, yağmurlama sulama sistemi, damla sulama sistemi, doğrusal programlama, IRSIS, Yaylak projesi. i
ABSTRACT Master Thesis EFFECTS OF DIFFERENT CROP PATTERNS ON COSTS OF PRESSURED IRRIGATION SYSTEMS (CASE STUDY: SECONDARY NUMBERED 1500 OF YAYLAK PROJECT) Volkan Cemalettin DARENDE Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Farm Structures and Irrigation Supervisor: Prof. Dr. Turhan AKÜZÜM In this study, pressurized irrigation systems were designed and system parts were dimensioned for three different cropping pattern including field crops and vegetables at different rates in 1500 numbered secondary canal of Yaylak Plain irrigation. Cost analysis were carried out by using the unit prices of the year 2004 and project estimated cost, investment costs, maintenance and repair costs, and annual total costs were determined. Results were compared and the suitable cropping pattern for pilot area were tried to be determined. It was determined that all the cost component except irrigation labor cost of pressurized irrigation systems were increasing with increasing rates of vegetables in cropping pattern. When the analysis were carried out only taking the cost components in water distribution network into consideration, the reverse was true for the conditions. Cost components of water distribution network were decreasing with increasing rates of vegetables in cropping pattern. As a result, application of the cropping pattern including 80% field crops and 20% vegetables was recommended for the pilot area. 2005, 93 pages KEY WORDS: Cropping pattern, sprinkler irrigation system, drip irrigation system, linear programming, IRSIS, Yaylak project. ii
TEŞEKKÜR Bu konuda bana araştırma olanağı sağlayan ve hiçbir konuda yardımlarını ve manevi desteğini esirgemeyen danışman hocam Sayın Prof. Dr. Turhan AKÜZÜM e, çalışmalarımın yürütülmesi sırasında beni yönlendiren hocam, Sayın Prof. Dr. Osman YILDIRIM a, çalışmalarım sırasında yaptığı yardımlar ve manevi desteğiyle hep yanımda olan arkadaşım Aydan SOYDAM a, maddi ve manevi desteğiyle her zaman bana güç veren aileme sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Volkan Cemalettin DARENDE Ankara, Temmuz 2005 iii
İÇİNDEKİLER ÖZET. i ABSTRACT.. ii TEŞEKKÜR.....iii ŞEKİLLER DİZİNİ......vi ÇİZELGELER DİZİNİ....vii 1.GİRİŞ.....1 2.KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI... 6 2.1. Kuramsal Temeller...6 2.2. Kaynak Araştırması...9 3.MATERYAL VE YÖNTEM.....17 3.1. Materyal 17 3.1.1. Çalışma alanı..17 3.1.2. Mansap (Bival) kontrol sistemi..19 3.1.3. İklim özellikleri..20 3.1.4. Bitki özellikleri..21 3.1.5. Toprak özellikleri...22 3.1.6. Su kaynağı özellikleri...23 3.2. Yöntem..23 3.2.1. Araştırma konuları.23 3.2.2. Bitki su tüketimleri 24 3.2.3. Her sulamada uygulanacak toplam sulama suyu miktarı ve sulama aralığı..24 3.2.3.1 Yağmurlama Sulama Yönteminde her sulamada uygulanacak toplam sulama suyu miktarı ve sulama aralığı...24 3.2.3.2 Damla Sulama Yönteminde her sulamada uygulanacak toplam sulama suyu miktarı ve sulama aralığı...25 3.2.4. Tarla içi yağmurlama sulama sistem unsurlarının boyutlandırılması...25 3.2.5. Tarla içi damla sulama sistem unsurlarının boyutlandırılması.....27 3.2.6. Su dağıtım ağının boyutlandırılması..28 3.2.7. Maliyet analizleri...29 4.ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA...30 4.1. Bitki Su Tüketim Değerleri...30 4.2. Tarla İçi Yağmurlama Sulama Sisteminin Boyutlandırılmasına İlişkin...Sonuçlar....31 4.3. Tarla İçi Damla Sulama Sisteminin Boyutlandırılmasına İlişkin Sonuçlar....33 4.4. Su Dağıtım Ağlarının Tasarım ve Boyutlandırılmasına İlişkin Sonuçlar. 36 4.5. Maliyet Analiz Sonuçları......38 5. SONUÇ VE ÖNERİLER...42 KAYNAKLAR....43 EKLER....48 EK1...49 EK2...53 EK3...57 EK4....61 EK5...64 EK6...67 iv
EK7...70 EK8...73 EK9...76 EK10...79 EK11...80 EK12...81 EK13.82 EK14...83 EK15...86 EK16...89 ÖZGEÇMİŞ...93 v
ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1. Türkiye de ortalama yıllık toplam yağışın dağılımı.....2 Şekil 1.2. Dünyada sektörlere göre su kullanımı......3 Şekil 3.1. Yaylak sulama alanı uydu görüntüsü.. 18 Şekil 3.2. Yaylak sulama alanındaki basınç bölgeleri ve yedekler.....18 Şekil 3.3. Bival kontrol sisteminde kanal kesiti..20 Şekil 4.1. Tarla içi yağmurlama sistem tertibi 33 Şekil 4.2. Domates için tasarlanan tarla içi damla sulama sistem tertibi 34 Şekil 4.3. A.Fıstığı için tasarlanan tarla içi damla sulama sistem tertibi 35 Şekil 4.4. Bağ için tasarlanan tarla içi damla sulama sistem tertibi 35 Şekil 4.5. Sulama alanındaki tarım işletmeleri...36 vi
ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 1.1. Kıtaların yıllık toplam yağış ortalaması 2 Çizelge 3.1. Yaylak sulama alanındaki basınç bölgelerinin özellikleri...18 Çizelge 3.2. Yaylak yöresine ait uzun yıllar ortalama iklim verileri...21 Çizelge 3.3. DSİ Tarafından yöre için belirlenen bitki deseni 21 Çizelge 3.4. Sulama alanı için belirlenen bitkilerin özellikleri ve ekiliş oranları...22 Çizelge 3.5. Sulama sistem unsurlarının servis ömürleri 29 Çizelge 4.1. Referans bitki su tüketimleri ve bitki katsayıları 30 Çizelge 4.2. Yağmurlama sulama yöntemi uygulanan bitkilerin aylık bitki su tüketimleri... 31 Çizelge 4.3. Damla sulama yöntemi uygulanan bitkilerin aylık bitki su tüketimleri..31 Çizelge 4.4. Tarla içi yağmurlama sulama sistem tasarım sonuçları..32 Çizelge 4.5. Tarla içi damla sulama sistemlerinin tasarım sonuçları......34 Çizelge 4.6. Örnek tarım işletmeleri için hesaplanan bireysel ve birim alan sistem debileri 36 Çizelge 4.7. Su dağıtım ağların giriş debileri..37 Çizelge 4.8. Su dağıtım ağlarında kullanılan boru çaplarının uzunlukları..37 Çizelge 4.9. Proje keşif bedelleri.38 Çizelge 4.10. Maliyet unsurları...39 Çizelge 4.11. Tarla içi sulama sistemleri ve su dağıtım ağının yatırım masrafları ve toplam yatırım masrafı içindeki oranları 40 Çizelge 4.12. Yıllık masraflar.40 Çizelge 4.13. Su dağıtım ağının maliyet unsurları..41 vii
1. GİRİŞ Nüfus artışına paralel olarak artan gıda ihtiyacı, tarımsal ürün taleplerini de arttırmaktadır. Dünya nüfusunun 2000 yılında 6 milyar olduğu, 2025 yılında ise 8.3 milyara ulaşacağı tahmin edilmektedir. Bir başka deyişle 2025 yılında dünya nüfus 2000 yılına göre %35 oranında artmış olacaktır. (Çakmak vd 2005).Bu nüfusun beslenme gereksinimini karşılamak için, önümüzdeki 50 yıl içinde üretimin en az iki katına çıkarılması gerekmektedir (Howell vd 2001). İnsanların temel gıda gereksinimlerinin güvenli karşılanması öncelikle tarımsal üretimin arttırılmasına bağlıdır. Tarımsal üretimi arttırmanın yollarından biri tarım alanlarının genişletilmesidir. Ancak tarımda kullanılabilecek alanın sınırlı olduğundan dolayı üretimi ve verimliliği artırmanın en etkin yollarından biri birim alandan alınan verimin arttırılmasıdır. Bu da tarımda yeni teknolojilerin kullanılması ve sulanan alanların arttırılması ile mümkündür (Çakmak vd 2005). Bu amaçla tarım için en büyük doğal kaynaklar olan toprak, su ve iklim kaynaklarının optimum biçimde kullanılmasına yönelik çalışmalar yapılmaktadır (Erözel ve Sönmez 1978). Bitkiler için suyun sağlanmasında ilk kaynak olan yağışlar çoğunlukla yetersizdir. Dünyamızın yıllık ortalama toplam yağış miktarı 834 mm dir. Ancak dünya üzerinde yağışın dağılımı üniform değildir. Örneğin Güney Amerika Kıtasında ortalama yıllık toplam yağış 1 648 mm iken, bu değer Kuzey Amerika da 670 mm e düşmektedir(çizelge 1.1) (Şen 2002). Kıtalar arasında oluşan bu yağış farklılığının yanı sıra kıtaların içinde bulunan bölgeler arasında farklılıklar vardır. Örneğin, Güney Amerika Kıtasında bulunan Amazon bölgesinde gözlenen yıllık yüzeysel akış dünya toplamının % 20 sini oluştururken, yine Güney Amerika Kıtasında Şili nin kuzeyinde bulunan Arica bölgesi ise neredeyse hiç yağış almamaktadır (Aküzüm vd 2003). Ülkemizde de coğrafi bölgelerdeki iklim farklılıkları nedeniyle su kaynaklarımızı oluşturan yağışlar, ülke yüzeyinde eşit dağılmadığı gibi, mevsimlere göre de önemli 1
farklılıklar göstermektedir (Ceylan 2005). Türkiye deki yağış ortalamalarının dağılımı Şekil 1.1 de görülmektedir. Çizelge 1.1. Kıtaların yıllık toplam yağış ortalaması Kıta Yıllık Ortalama Toplam Yağış (mm) Güney Amerika 1648 Kuzey Amerika 670 Avrupa 734 Asya 726 Afrika 686 Avustralya 736 Ortalama 834 Şekil 1.1 Türkiye de ortalama yıllık toplam yağışın dağılımı (DMİ) Şekil 1.1 de görüldüğü gibi Türkiye de birçok bölgenin yıllık yağış ortalaması bitkilerin su ihtiyacını karşılayacak düzeyde değildir. Bu bölgelerde bitkilerin gelişimi için gerekli olan suyun sulama ile karşılanması verimin önemli oranda arttırılmasını sağlayacaktır Bu amaçla dünyada sulamaya açılan alanlar yıldan yıla artmaktadır. 1900 yılında sulamaya açılan tarım alanı 48 milyon ha iken, 1950 yılında 94 milyon ha a, 1970 yılında 198 milyon ha a, 1990 yılında ise yaklaşık 220 milyon ha a ulaşmıştır (Jensen et al. 1990). Bugün ise dünyada yaklaşık olarak 250 milyon ha alan sulanmaktadır 2
(Aküzüm vd 2003). Dünyada kullanılan suyun % 70 i de tarımsal üretim amacıyla kullanılmaktadır (Şekil 1.2). İçme-Kullanma 8% Sanayi 22% Tarımsal Kullanım 70% Şekil 1.2 Dünyada sektörlere göre su kullanımı (Anonymous 2003a) Ülkemizde ise 77.95 milyon ha toprak kaynağının ülkemizin 28.05 milyon ha ı (%35.98) tarım arazisi olarak tanımlanmaktadır. Sulanabilir arazi 25.85 milyon ha olmasına karşın, ekonomik olarak sulanabilecek arazi 8.5 milyon ha dır. Sulanan alan 2004 yılı itibariyle 4.85 milyon ha a ulaşmıştır (Çakmak vd 2005). Ülkemizde kişi başına düşen kullanılabilir su 1 735 m 3, su potansiyeli ise 3 690 m 3 civarındadır. Günümüzde bir ülkenin su zengini sayılabilmesi için ortalama kişi başına 10 000 m 3 su potansiyeline sahip olması gerektiği kabul edilmektedir. Oysa ülkemiz kişi başına düşen su potansiyeli açısında da bu değerin oldukça gerisindedir. Bu rakamlar da göstermektedir ki ülkemiz sınırlı miktarda su varlığına sahiptir (Çakmak vd 2005). Bunun yanında mevcut koşullarda yenilenebilen su kaynaklarının % 43 ü kullanıldığı, 2025 yılında ise su talebinin mevcut tüketimin % 183 ü kadar olacağı tahmin edildiği düşünüldüğünde su kaynaklarının etkin kullanımının zorunlu olduğunu söylemek yanlış olmayacaktır. Ülkemizde sulanan alanların %81.73 ü sulama randımanı düşük olan yüzey sulama ile sulanmaktadır. Bunun sonucunda devlet sulama şebekelerinde sulama randımanları iyimser bir tahminle %50 olduğunu kabul edilmektedir. Yani bitkinin gerçek su 3
ihtiyacının iki katı su kullanıldığını söylememiz mümkündür (Alınoğlu 1994). Optimum su kullanımını sağlamak için suyun tarla başına kadar iletimindeki kayıpların azaltılması, su iletim etkinliğinin arttırılması ve kullanıcılara suyun programlı ve ölçülü bir şekilde verilmesi yanında, su uygulama randımanının artırılarak suyun tasarruf edilmesi de gerekmektedir (Çakmak vd 2005). Su uygulama randımanlarının arttırılması ise şartlara uygun olarak seçilmiş sulama yöntemi ve tekniğe uygun olarak projelendirilmiş sulama sistemlerinin kullanımı ile mümkündür. Sulamada, özellikle son yıllarda geliştirilen yeni uygulamalarla önemli düzeyde ilerlemeler kaydedilmiştir. Özellikle plastik endüstrisinde meydana gelen gelişmeler, su ve enerjiden tasarruf sağlayan, daha ekonomik ve daha etkin bir sulamayı gerçekleştiren yeni sulama tekniklerinin geliştirilmesine yardımcı olmuştur (Çakmak vd 2005) Yüzey sulama yöntemlerinde, derine sızma, gereğinden fazla su uygulanması gibi nedenlerle hem fazla su sarfiyatı olmakta, hem de yüksek taban suyu nedeniyle tuzluluk sorunları oluşmaktadır. Buna karşılık basınçlı sulama yöntemlerinde yüksek sulama randımanı sayesinde su tasarrufu sağlanmakta ve fazla suyun toprakta yaratacağı olumsuz etkiler engellenmektedir. Ülkemizde basınçlı sulama sistemlerinin uygulandığı sulama alanları artmaktadır. Basınçlı sulama yöntemlerinin en önemli ve belki de tek dezavantajı, ilk tesis masraflarının yüksek olması ve sulama sezonu boyunca sürekli enerji kullanılmasıdır. Damla ve ağaçaltı mikro yağmurlama sulama yöntemleri söz konusu olduğunda ilk tesis masrafları daha da yüksektir. Ancak bu yöntemlerde, bitkide verim azalmasına neden olabilecek topraktaki nem eksikliğinden kaynaklanan gerilim yaratmaksızın sulama yapmak ve bitki besin maddelerini sulama suyu ile birlikte bitkinin istediği zamanda ve miktarda etkin bir biçimde uygulamak mümkündür. Sulama suyu, sık aralıklarla ve her defasında az miktarda verilir. Alanın tamamı yerine yalnızca kök sisteminin geliştiği ortam ıslatılır. Dolayısı ile birim alan sulama suyu ihtiyacı oldukça azdır. Özellikle, kısıtlı su kaynağı ve topraktaki nem eksikliğine duyarlı pazar değeri yüksek ürün elde edilen bitki tarımı koşullarında, mevcut su kaynağı ile daha geniş alan sulandığından ve 4
daha fazla ürün elde edildiğinden, yüzey ve yağmurlama sulama yöntemlerine oranla, damla ya da ağaç altı mikro yağmurlama sulama yöntemi daha ekonomik olabilmektedir (Yıldırım 1993). Güneydoğu Anadolu Kalkınma Projesi (GAP) ülkemiz ve bölge için büyük bir öneme sahiptir. Söz konusu proje aslında bir entegre kalkınma projesi olup kapladığı alan 75 bin km 2 lik bir sahayı ilgilendirmekte, başta Şanlıurfa olmak üzere Mardin, Diyarbakır, Siirt, Batman, Şırnak, Kilis, Adıyaman ve Gaziantep illerini içine almaktadır. Bu 9 ili kapsayan Güneydoğu Anadolu Projesi (GAP) Türkiye coğrafyasının ve nüfusunun %10 unu barındırmaktadır. Su kaynakları geliştirme programı dahilinde GAP, 7 si Fırat nehri üzerinde (Aşağı Fırat, Karakaya, Fırat sınırı, Suruç-Baziki, Kahta-Adıyaman, Gaziantep, Gaziantep-Araban) ve 6 sı Dicle nehri üzerinde (Dicle, Kralkızı-Batman, Batman-Silvan, Garzan, Ilısu, Cizre) olmak üzere toplam 13 büyük alt proje yer almaktadır (Nipon Koei ve Yuksel 1989). 1985 yılında bölgede toplam alanının yaklaşık %3.9 u sulanmaktaydı. GAP sulama projelerinin tamamlanması ile bu miktarın %22.6 ya çıkarılması öngörüldü. GAP ta 2000 yılında toplam alanın yaklaşık %6 sı sulamaya açıldığı tahmin edilmektedir. GAP ta sulamaya açılan 450 000 ha alanın 215 080 ha ı DSİ tarafından, 63 408 ha ı Köy Hizmetleri tarafından sulanmaktadır. Geriye kalan alanı halk sulamaları oluşturmaktadır ve miktarının yıldan yıla değiştiği kabul edilmektedir (Ünver ve Tüzün 2001). Çalışmanın yürütüleceği alan olarak seçilen Yaylak Sulama Projesi dünya nın en büyük projelerinde biri olan GAP içerisine yer almaktadır. Brüt 20 012 ha alanın sulamaya açılacağı Yaylak sulama projesinde Türkiye de ilk defa sulama suyu tarım alanlarına tamamen yüksek basınçlı, kapalı borular ile taşınmaktadır. Bu çalışmada proje alanı içerisinde yer alan 1500 yedeğinde, belirlenen farklı oranlarda tarla ve bahçe bitkisi içeren bitki desenlerine göre toplu basınçlı sulama sistemleri projeleri hazırlanmış ve bunların maliyetleri karşılaştırılmıştır. 5
2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI Kuramsal Temeller Toplum yaşamında ekonomik ve sosyal düzenin güvencelerinden biri de toprak ve su kaynaklarının optimum kullanıma olanak sağlanacak biçimde geliştirilmesidir. Su toprak kaynaklarının geliştirilmesi çalışmalarının çok yönlü amaçları arasında sulama, hangi iklim kuşağında olura olsun, tarımsal girdilerin etkinliğini arttıran, bitkisel üretimde kararlılığı sağlayan ve dolayısı ile çağdaş tarımda yüksek verimliliğin ayrılmaz bir parçası olan bir üretim unsurudur. Bu amaçla sulama sistemleri, çiftçiye en yüksek gelirin sağlanması, iletim ve uygulamanın en az su kaybı ile yapılması ve tarım alanlarının uzun dönemdeki verimliliğin korunması amaçlarına yönelik olarak projelenmeli ve işletilmelidir (Korukçu ve Yıldırım 1981). İlerleyen yıllar ile birlikte su kaynaklarının daha verimli kullanılabilmesi için sulama randımanı daha yüksek olan basınçlı sulama sistemlerinin kullanıldığı sulama alanları giderek artmaktadır. Sulama randımanı yaklaşık olarak yüzey sulamada %40, yağmurlama sulamada %70 ve damla sulamada %90 dır ( Aküzüm vd 2003). Basınçlı sulama sistemlerinin uygulama alanları, tasarımı ve projelenmesi hakkında birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmaların sonucunda elde edilen bilgilerin bazıları şunlardır; Damla sulama yönteminde temel ilke, bitkide nem eksikliğinden kaynaklanan bir gerilim yaratmadan, her defada az miktarda sulama suyunu sık aralıklarla yalnızca bitki köklerinin geliştiği ortama vermektir. Bu yöntemde genellikle, bitkinin günlük ya da birkaç günlük su gereksinimi karşılanır (Yıldırım 1996). Damla sulama yönteminde, bitki besin elementleri sulama suyuna karıştırılarak verilir. Bu ise, bitkinin büyüme mevsimi boyunca gereksinim duyduğu makro ya da mikro besin elementlerinin istenen zaman ve miktarda uygulanması olanağını verir. Bu yolla, etkin bir gübreleme yapılması sağlanır. Sonuçta, yine yüksek verim ve kalitede verim 6
elde edilir. Kaynaktan alınan sulama suyu, bir kontrol biriminde, kum, sediment, yüzücü cisimler ve çok küçük parçacıklardan arındırılır. Gerektiğinde bitki besin elementleri sulama suyuna karıştırılır. Sistem debisi ve sistem basıncı denetlendikten sonra sulama suyu, basınçlı boru ağıyla bitki yakınına yerleştirilen damlatıcılara kadar iletilir. Düşük basınç altında ve düşük debide damlalar biçiminde toprak yüzeyine verilen su, infiltrasyonla toprak içerisine girer, yerçekimi ve kapillar kuvvetlerin etkisi ile dağılır ve bitkisel üretim yapılan alanın tamamı yerine, kılcal kök gelişmesinin yeterli olduğu sınırlı toprak hacmi ıslatılır. Başka bir deyişle, bitki sıraları boyunca ıslak şerit elde edilir ve sıralar arasında ıslatılmayan kuru alan kalır. Böylece, mevcut sulama suyundan en üst düzeyde yararlanılır (Yıldırım 2003). Damla sulama yöntemi, özellikle, toprakta nem eksikliğine duyarlı olan ve pazar değeri yüksek olan ürünlerin elde edildiği bitkilerin sulanmasında kullanılmaktadır. Bunlar arasında, örtü altında yetiştirilen bitkiler, sebzeler, meyve ağaçları, bağ ve süs bitkileri sayılabilir. Yöntem, ayrıca, su kaynağının kısıtlı olduğu koşullarda, pamuk, mısır, patates gibi tarla ürünlerinin sulanmasında da uygulanabilmektedir (Güngör vd 1996) Yağmurlama sulama yöntemi ise, su alma hızı yüksek hafif bünyeli topraklardan, su alma hızı düşük ağır bünyeli topraklara kadar her türlü toprak bünye sınıfında, derin topraklarda, geçirimsiz tabaka yada taban suyunun yakında olduğu yüzlek topraklarda, düşük yada yüksek eğimde, dalgalı topografyada emniyetle uygulanabilir. Ancak, sulama sisteminin arazinin topografik koşullarına uygun biçimde projelenmesi gerekir. Yağmurlama sulama yönteminin; sulanan arazinin her yerinde eş bir su dağılımı sağlanması, su alma hızı yüksek hafif bünyeli topraklarda yüksek su uygulama randımanının sağlanması, yüzeyi düzgün olmayan tarım alanlarının tesviyesine gerek kalmaması, taban suyu yüksek olan tarlalarda taban suyunu yükseltmeden kontrollü olarak sulama yapılabilmesi gibi üstünlükleri yanında; rüzgarlı günlerde düzgün su dağılımının sağlanamaması, değişebilir sistemlerde laterallerin taşınması toprağın ıslak olması nedeniyle güçlük yaratabilmesi, bitki yaprakları ıslatıldığından dolayı bazı bitki hastalıklarının yayılma eğilimi gösterebilmesi ve bitki yapraklarının yanması gibi sakıncaları da vardır. Yağmurlama sulama yönteminde boru hatları gömülü olduğundan ya da yüzeyde serili ise açık kanallara oranla daha aza yer kapladığından tarım dışı alan 7
daha azdır ve makinalı tarımsal işlemler daha kolaylıkla yapılabilir. Yağmurlama sulama yöntemi, prensip olarak, yapraklarının ve meyvelerinin ıslanmasından kaynaklanan hastalıklara duyarlı bitkilerin sulanmasında kullanılmaz. Fasülye dışında tüm tarla bitkilerinin sulanmasında uygulanabilir. Genel olarak, yaprakları yenen sebzeler yağmurlama yöntemiyle sulanabilir. Domates, biber, fasülye, çilek vb. meyveleri yenen sebzeler yağmurlama yöntemiyle sulanmamalıdır. Benzer biçimde, bağda omcalara, meyve bahçelerinde muz dışındaki ağaçlara, bitki üzerinden su verecek biçimde yağmurlama yöntemi uygulanmamalıdır. Meyve ağaçları, ağaç altından su uygulanarak yağmurlama yöntemiyle sulanabilir (Yıldırım 2003). Yağmurlama sulama yönteminde suyun iletimi ve dağıtımı basınçlı borularla yapılır. Arazi üzerinde belirli aralıklarla yerleştirilir. Sulama suyu, bu yağmurlama başlıklarından basınç altında püskürtülerek atmosfere verilir ve buradan doğal yağışa benzer biçimde toprak yüzeyine düşer, infiltrasyonla toprak içerisine sızarak kök bölgesinde depolanmaktadır Yağmurlama sulama yöntemi, yapraklarının ıslanmasından kaynaklanan hastalıklara duyarlı bitkiler dışındaki tüm bitkilerin sulanmasında kullanılabilir. Ayrıca, her türlü toprak bünyesinde ve topografik koşullarda uygulanabilir. Yöntem özellikle, yüzey sulama yöntemlerinin uygulanamadığı su alma hızı yüksek hafif bünyeli topraklarla eğimi yüksek ya da dalgalı topografyaya sahip alanların sulanmasına çok uygundur (Güngör vd 1996). Yağmurlama sulama sistemleri çok geniş aralıklı debilere sahip yağmurlayıcıların da mevcut olması nedeniyle sulanabilir her toprak bünyesi ile topografik koşullarda ve tüm bitki türleri için uygulanabilir sistemlerdir. Özellikle yüksek geçirgenlik ve düşük su tutma kapasitesine sahip topraklarda, sulamanın yağmurlama sistemleri ile yapılması önerilmektedir. Yağmurlama sulama sistemlerinin kalitesini belirleyen en önemli faktörler suyun uygulanma üniformitesi ve randımanıdır (Akar 2001) Yıldırım ve Ayyıldız (1984), yaptıkları çalışmada Türkiye de üretilen ve yağmurlama sulama laterallerinde kullanılan PVC ve alüminyum boru ve bağlayıcılarda yük kayıplarına ilişkin deneysel veriler elde etmişler ve bu deneysel verilerden yararlanarak değişik koşullardaki lateraller için başlık basınçlarının hesaplanmasında kullanılabilecek 8
eşitlik ve cetveller geliştirmişlerdir. Ayrıca, lateral boyunca tüm başlık basınçları ve başlık debilerinin su yeknesaklığına etkisini göz önüne alarak yağmurlama sulama sistemlerinde lateral boru büyüklüğünün seçilmesinde doğrudan kullanılabilecek proje abakları hazırlamışlardır. Kaynak Araştırması Sulama alanlarında bazı koşullarda birden fazla sulama yöntemini uygulamak teknik yönden mümkün olabilir. Bu koşullarda, ekonomik analiz yaparak en uygun yöntemi seçmek daha doğru olur (Tekinel 1973). Bunun dışında birden fazla sulama yöntemi aynı sulama sistemi için de uygulanabilmektedir. Sulama sistemleri projelenirken uygulanan sulama sistemleri ile birlikte bitki desenleri de göz önünde tutulmalıdır. Bu amaçla sulama sistemlerinden en iyi şekilde yararlanmak için sulama yönteminin belirlenmesi, bitki su ihtiyacı, sulama randımanı, optimum bitki deseninin saptanması ve işletmelerin su ihtiyacının belirlenmesine ilişkin çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Bunlardan bazılarının sonucunda elde edilen bilgiler aşağıda verilmiştir; Özsan vd (1983), Çukurova da 2.5 yaşındaki limon ağaçları üzerinde yaptıkları araştırmada, karık, damla, ağaçüstü ve ağaçaltı yağmurlama yöntemlerini karşılaştırmış, sulama yöntemlerinin ağaç gelişmesine farklı etki yapmadığını saptamışlardır. En yüksek verimi ağaçüstü yağmurlama sulama yönteminde elde etmişlerdir. Su kullanım randımanlarını damla, ağaçüstü yağmurlama, ağaçaltı yağmurlama ve karık sulama yöntemlerinde sırasıyla % 96, % 75, % 74 ve % 53 olarak tespit etmişlerdir. Tekinel vd (1984), çilek yetiştiriciliğinde karık, yağmurlama ve damla sulama yöntemlerini karşılaştırmışlardır. Sonuçta, en yüksek verimi damla, en düşük verimi ise karık sulama yönteminde elde etmişlerdir. Damla sulama yönteminde, karık sulama yöntemine oranla % 38, yağmurlama sulama yöntemine göre ise % 20 daha az sulama suyu kullanılmıştır. Damla sulama yöntemi diğer sulama yöntemlerine göre daha ekonomik bulunmuştur. 9
Kanber vd (1986), Çukurova (Tarsus) koşullarında karık ve damla yönteminin çilek verimi ile su tasarrufuna olan etkilerini incelemişlerdir. Yöntemler arasında çilek verimi açısından istatistiki bakımdan önemli farklılıklar bulunmamakla birlikte damla yöntemi ile karığa göre % 35 su tasarrufu sağlanmıştır. Karık sulamada 581.6 mm, damla sulamada ise 377.8 mm su kullanılmıştır. Eylen ve Tok (1989), Tarsus koşullarında yağmurlama ve damla sulama sistemleri ile sulanan karpuzun verim, kalite ve su tüketimini bulmak için 1982-1985 yılları arasında yürüttükleri çalışmada, 4 yağmurlama ve 4 damla sulama konusunu denemişlerdir. Araştırmada yağmurlama sulama yönteminin verimi % 33 dolayında arttırdığını belirlemişlerdir. Damla sulamanın ise meyve suyunda çözülebilir kuru madde ve şeker oranlarını arttırıp asit miktarlarını düşürerek kalite üzerinde önemli etkiye sahip olduğunu saptamışlardır. Yıldırım ve Kodal (1990), Konya-Yunak-Gökpınar Topraksu kooperatifi sulama alanında yüzey ve yağmurlama sulama sistemlerinden hangisinin ekonomik olduğunu belirlemek amacıyla bir çalışma yapmışlardır. Alanda bitki su ihtiyacının tam karşılandığı olağan sulama suyu koşulları ile sulama alanının arttırılarak sulama yapıldığı kısıtlı sulama suyu koşulları için alternatif yüzey ve yağmurlama sulama sistemlerini projelenmişlerdir. Araştırma sonucunda en yüksek fayda-masraf oranını olağan sulama suyu koşullarındaki yağmurlama sulama sisteminde elde etmişlerdir. Kaya ve Yıldırım (1999), Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Araştırma ve Uygulama Çiftliğindeki meyve bahçesini model alarak, farklı dikim aralıklarındaki meyve ağaçları, farklı bahçe büyüklükleri ve değişik özellikteki su kaynağı koşulları için damla ve ağaçaltı mikro yağmurlama sulama sistemleri planlamış, sistem unsurlarını boyutlandırılmış ve birim alan sistem debileri ile sulama sistemlerine ilişkin değişik maliyet unsurları elde etmişlerdir. Sonuçta, birim alan sistem debilerini 0.6-1.8 L/s/ha arasında bulmuşlardır. Birim alana düşen yıllık toplam masraflar, bahçe büyüklüğü arttıkça azalmış, 50 da dan itibaren bu azalma önemli düzeyde olmamıştır. Bu değerler ayrıca, ağaç dikim aralıkları arttıkça azalmış, ancak, su kaynağı dinamik yüksekliği arttıkça artış göstermiştir. Birim alan yıllık enerji masrafları, su kaynağı dinamik 10
yüksekliği arttıkça artış göstermiş, bahçe büyüklüğü ya da ağaç dikim aralıklarına göre önemli düzeyde farklılık göstermemiştir. Birim alan yıllık sulama işçiliği ise ağaç dikim aralıkları arttıkça azalmış, bahçe büyüklüğü ve su kaynağı koşuluna göre önemli düzeyde değişmemiştir. Köksal vd (2000), 1993 1995 yılları arasında, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Araştırma ve Uygulama Çiftliğinde bulunan elma bahçesinde, Starkspur Golden Delicious çeşidi elma ağaçları, damla, ağaç altı mikro yağmurlama ve yüzey sulama yöntemleri ile sulanmış, on günlük periyotlar için bitki su tüketimleri ölçülmüş, ölçülen değerler bazı su tüketimi tahmin eşitlikleri ile hesaplanan değerlerle karşılaştırılmıştır. Sonuçta, yüzey sulama yöntemine oranla, damla sulamada % 17.2 29.3 (ort. % 23) ve ağaç altı mikro yağmurlama sulamada % 8.0-18.1 (ort. % 13) kadar daha düşük su tüketimleri elde edilmiştir. Genel olarak, Radyasyon (FAO) yönteminin daha sağlıklı bitki su tüketimi tahminleri verdiği bulunmuştur. Solar radyasyon değerlerinin bulunmadığı koşullarda bitki su tüketiminin Hargreaves yöntemiyle hesaplanması önerilmiştir. Karaca ve Selenay (2001), Harran Ovası Fırat Sulama Birliğinde tarımı yapılan domates, biber, patlıcan ve pamuk bitkileri farklı arazi büyüklüklerinde damla ve karık sulama yöntemlerini karşılaştırmak amacıyla bir çalışma yapmışlardır. Sonuçta, Damla sulama yönteminde toplam sulama suyu ihtiyacı karık sulama yöntemine oranla % 40 daha az bulunmuştur. En büyük arazi parselinde yıllık toplam gider açısından damla sulama daha ekonomik, diğer parsellerde ise karık sulama daha ekonomik olmuştur. Orta vd (2000), Tekirdağ Ziraat Fakültesi Uygulama Alanında 1997 ve 1999 yıllarında yaptıkları çalışmada, farklı sulama yöntemi ve programlarının elma ağaçlarının verim ve kalite özelliklerine etkisini araştırmışlardır. Araştırmada, deneme konularına yüzey sulama yöntemlerinde ile kullanılabilir su tutma kapasitesinin % 40 ı ve damla sulama yönteminde ise %70 i tüketildiğinde sulama suyu uygulanmıştır. Deneme süresince uygulanan sulama suyu miktarları ve ölçülen mevsimlik bitki su tüketimi değerleri damla sulama yönteminde yüzey sulama yöntemine göre ortalama olarak sırasıyla % 72.5 ve % 62.7 daha az olmuştur. Farklı konularda verim ve kalite özellikleri 11
arasında istatistiksel olarak önemli bir fark oluşmamasına karşın, bu bulgular sulama suyu ve ölçülen bitki su tüketimi ile birlikte değerlendirildiğinde; genel olarak, damla sulama yöntemi daha iyi sonuç vermiştir. Sonuçta, Tekirdağ koşullarında elma ağaçlarının sulanmasında, damla sulama yönteminin kullanılması ve yöntemin esasına uygun olarak kullanılabilir su tutma kapasitesinin % 40 ı tüketildiğinde sulanmaya başlanması önerilmiştir. Erözel ve Sönmez (1978), Niğde-Misli Ovasının sulanması için yapılmış tesislerden en uygun şekilde yararlanmasına olanak verecek seçeneklerin araştırılması amacıyla yaptıkları çalışmada optimum su kullanımını sağlayacak optimum sulama alanı ile bitki desenin saptanması, su ekonomisi amacıyla su iletim sistemlerinin geliştirilmesi ve tarla içi su dağıtım sistemlerinin belirlenmesi açısından öneriler geliştirmişlerdir. Sonuç olarak araştırma alanında tarla su uygulama randımanını 0 60 cm toprak derinliği için ortalama %44 olarak belirlemişlerdir. Tarla su uygulama randımanın düşük olmasının nedenlerinin çiftçinin teknik bilgisinin eksikliği, ilkel yöntemlerle suyun uygulanması, sulama yapılacak alanlarda arazi tesviyesinin uygun şekilde yapılmaması olarak saptamışlardır. Sulama suyu potansiyelinin kısıtlı olduğu 155 980 da lık araştırma alanında mevcut su potansiyelini en ekonomik biçimde değerlendirmek için farklı bitki desenleri içeren iki ayrı model oluşturmuşlar ve halihazır koşullarda en yüksek gelir artışını sağlayan 25 000 da lık sulama alanında uygun değer bitki desenini; %9 buğday, %25 şeker pancarı, %33 patates, %33 fasulye biçiminde bulmuşlardır. Özdüven (2004), Nevşehir Derinkuyu yöresinde patates tarımı yapılan farklı büyüklükteki tarım işletmelerinden oluşan çalışma alanında yağmurlama ve damla sulama sistemlerini ekonomik yönden karşılaştırmıştır. Çalışmada mevsimlik toplam sulama suyu gereksinimini yağmurlama sulama yöntemi için 893.0 mm, damla sulama yöntemi için ise 639.7 mm olarak saptamıştır. Birim alana düşen yatırım masraflarının ise damla sulamada yağmurlama sulamaya oranla 2.0 3.5 katı daha yüksek olduğunu ve işletme büyüklüğü arttıkça birim alana düşen yatırım masraflarının azaldığını saptamıştır. Sonuçta özellikle su kaynaklarının kısıtlı olduğu yörede damla sulama yönteminin ancak 90 da ın üzerindeki işletmelerinde yağmurlama sulamaya oranla daha ekonomik olacağı ortaya konulmuştur. 12
Albut (1992), Edirne ili sınırları içerisinde yer alan Altınyazı-Karasaz sulama işletmesinde su dağıtım ve kullanım etkinliğini belirlemek amacıyla bir çalışma yapmıştır. Yapılan çalışma sonucunda açık kanalardan oluşan su dağıtım sisteminde iletim randımanının %91.3 ve su uygulama randımanı % 63.6 olarak bulunmuştur. Ayrıca optimum bitki desenini; %2.4 hububat, %18 ayçiçeği, %16.8 şeker pancarı, %31.1 çeltik, %10 bostan, %6.6 mısır, %4 sebze, %5.2 yonca, %2.9 bakliyat, %3 susam olarak belirlemiştir. Alınoğlu (1994), DSİ V. Bölge Müdürlüğüne bağlı 3 sulama işletmesinin 1982 1991 yılları arasındaki 10 yıllık süre içerisinde bitki desenindeki değişimler ve bu değişimlerin bitki su ihtiyaçlarına olan etkisini araştırmıştır. Çalışmada işletmelerin 1982 1991 yılları arasında sulamada kullandıkları su miktarları ile hesaplamalar sonucunda bulunan su miktarları ve sulama modülleri karşılaştırmıştır. Karşılaştırma sonucunda planlamada önerilen bitki deseni için bulunan sulama modülleri ve sulama suyu miktarları ile, bitki deseni değiştiğinde bulunan sulama modülleri ve sulama suyu miktarları arasında önemli farklar olduğu ortaya konulmuştur. Yıldırım vd (1994), Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi araştırma ve uygulama çiftliğinde damla sulama yöntemiyle sulanan biber bitkisinde uygun sulama aralığı ve sulama suyu ihtiyacını belirlemek için yaptıkları çalışmada uygulanan sulama suyu miktarı arttıkça bitki su tüketiminin de arttığını saptamışlardır. Bunun yanında sulama aralığı ve uygulanan sulama suyu miktarının meyve ağırlığı ve meyve boyu üzerinde etkili olmadığını belirlemişlerdir. Yıldırım (1994), toplam sulama alanı 428.5 ha olan, 26 parselden oluşan ve çeşitli meyve ağaçlarının bulunduğu Amasya Gökhöyük Tarım İşletmesinin Kutuköy mevkiinde yaptığı çalışmada meyve bahçelerinin damla, ağaçaltı mikro yağmurlama ve karık yöntemleri ile sulanması koşulunda, sulama sistemleri, sulama suyu ihtiyacı, sisteme debisi ve değişik masraf unsurları açısından karşılaştırmıştır. Çalışmalarının sonucunda mevsimlik sulama ihtiyacını damla sulama yöntemi için 684.8-749.1 mm, ağaçaltı mikro yağmurlama sulama yöntemi için 749.1-799.0 mm ve karık sulama 13
yöntemi için 995.8-1147.8 mm arasında bulmuştur. Proje keşif bedeli, tesis masrafı, yatırım masrafı ve yıllık sabit masraf açısından damla ile ağaçaltı mikro yağmurlama arasında fark olmadığını, ancak bu değerlerin karık sulama sisteminde %17 daha düşük olduğunu belirtmiştir. Sonuçta meyve bahçelerinin sulanmasında düşük dinamik yüksekliğe sahip kuyulardan yararlanıldığında, su kaynağı yeterli ise karık sulama yönteminin uygulanabileceği, ancak su kaynağının kısıtlı olması koşulunda damla ya da ağaçaltı mikro yağmurlama sulama yöntemlerinin seçilmesini önermiştir. Yıldırım vd (2003), Afyon-Şuhut-Atlıhisar Sulama kooperatifinde toplu yağmurlama ve KKTC nin Güzelyurt bölgesinde toplu damla sulama sistemlerinin istek ve nöbet işletme yöntemlerine göre ayrı sistem tasarımları yapmış ve sistem debileri ile farklı sistem maliyet unsurlarını elde etmişlerdir. Bu değerlerin karşılaştırılması sonucunda, toplu yağmurlama sulama sisteminin istek yöntemine göre işletilmesi koşulunda, nöbet işletme yöntemine oranla, sistem debisinin %19 ve tesis masraflarının %44 daha düşük olduğu, toplu damla sulama sisteminde ise, yağmurlamanın aksine nöbet işletme yönteminde sistem debisinin %38 ve sistem maliyetinin %10 daha düşük olduğu sonucuna varmışlardır. Kodal vd (1995) Yaptıkları araştırmalar sonucunda, domates bitkisi sulama zamanı planlaması yapılırken bitki su tüketimi tahmini için Penman (FAO) yönteminin seçilmesi ve gerçek zamanlı planlama uygulanması durumunda IRSIS bilgisayar programının kullanılmasını önermişlerdir. Demir vd (1995),1993 ve 1994 yıllarında yürüttükleri çalışmalar sonucunda karık sulama yöntemi için sulama suyu gereksinimini;1993 te 639.40 mm, 1994 te 939.73 mm, damla yöntemi için ise; sırasıyla 567.62 mm ve 766.55 mm olarak belirlemişlerdir. Ürün verimini ise 1993 yılında çok düşük olduğu için dikkate almamışlar, 1994 yılında karık sulama yönteminden 1 372 kg/da, damla sulama yönteminden 1 508 kg/da verim elde etmişlerdir. Altınorak ve Yıldırım (1988), derin kuyudan su sağlanan model ile sulama yapılan bir alanda yağmurlama, damla ve karık sulama yöntemleri ile sistem tertip biçimlerinin 14
hangisinin daha ekonomik olacağı konusunda bir araştırma yapmışlardır. Araştırmada şeker pancarı, ayçiçeği ve patates bitkilerinin yetiştirilmesi koşulunda, her bitki ve sulama yöntemi kombinasyonunda 27 adet alternatif sulama projesi hazırlamış ve her bir proje için yıllık fayda-masraf oranları elde etmişler ve bu değerlere göre bir karşılaştırma yapmışlardır. Sonuçta üç bitki içinde damla sulama yönteminin ekonomik olmadığını, yeraltı sulama alanlarında ayçiçeği tarımının ekonomik sonuç vermediğini, diğer iki bitki için ise yağmurlama sulama yönteminin karık sulama yöntemine göre daha ekonomik olduğunu belirlemişlerdir. Baştepe ve Güngör (1984), Kayseri Sarımsaklı Ovasında sulama tesislerinden optimum şekilde yararlanmayı sağlayacak seçeneklerin araştırılması amacıyla yaptıkları çalışmalarda, optimum bitki deseni, su iletim tesislerinin geliştirilmesinin sağlanması ve tarla içi su dağıtım sistemlerinin düzenlenmesini ele almışlardır. Araştırma sonucunda, sulama suyu kısıtı göz önüne alınarak optimum su kullanımını sağlayacak 9 adet doğrusal programlama modeli geliştirmişlerdir. Geliştirilen modellerin çözümlenmesi sonucunda en yüksek brüt karı sağlayan bitki deseni; %10 hububat, %22 şeker pancarı, %33 ayçiçeği, %10 sebze, %10 patates, %10 yonca ve % 5 de bostan olarak belirlemişlerdir. Benli ve Erözel (1980), Aksaray-Uluırmak Ovası, Eskişehir-Alpu Ovası ve Niğde-Misli Ovası sulama alanlarında doğrusal programlama modelleri ile optimum bitki desenlerinin belirlenmesi amacıyla yaptıkları araştırmada en yüksek brüt karı veren optimum su kullanımını sağlayan bitki desenlerini Aksaray Uluırmak Ovası için %29,46 buğday, %25 şeker pancarı, %11.68 fasulye, %10 patates, %10 bostan, %10 sebze ve %3.86 mısır, Eskişehir-Alpu Ovası için %29 hububat, %25 şeker pancarı, %20 patates, %10 yonca, %10 bostan ve %6 ayçiçeği, Niğde-Misli Ovası için ise %9 buğday, %25 şeker pancarı, %33 patates ve %33 fasulye olarak belirlemişlerdir. Delibaş (1992), sulama şebekelerinin optimum planlama ve yönetiminde optimizasyon tekniklerinin kullanılabileceğini belirtmiştir. Araştırmacı Tekirdağ-Hayrabolu sulamasında yıllık net geliri maksimum yapacak şekilde kurduğu doğrusal programlama modelinde, sulama alanı ile su kaynağını kısıt olarak almış ve optimum bitki desenini; 15
%39 şeker pancarı, %11 ayçiçeği, %18 mısır, %6 yem bitkileri, %2 sebze, %6 patates, %7 bostan, %7 bakliye, %4 hububat olarak bulmuştur. Alibiglouei (1991), Eskişehir-Çifteler sulama işletmesinde su dağıtım ve kullanım etkinliğinin belirlenmesi amacıyla yaptığı çalışmasında, fiziksel etkinliğinin belirlenmesi için yaptığı ölçümlere göre su iletim randımanını % 86.94 ve su uygulama randımanını %59.50 olarak saptamıştır. Alanda optimum bitki desenini doğrusal programlama ile % 40 hububat,% 4 bakliyat, % 25 şeker pancarı, % 2 ayçiçeği, % 2 mısır, %15.5 yonca, %4 bostan, %5 patates, %2 sebze ve % 0.5 meyve olarak belirlemiştir. 16
3. MATERYAL VE YÖNTEM Bu bölümde çalışma alanı ile ilgili genel bilgiler verilmiş ve uygulanan yöntemler açıklanmıştır. Materyal Çalışma alanı Ülkemizde ilk kez ana kanalı mansap (Bival) kontrollü olarak inşa edilen Yaylak Pompaj Sulaması yüksek basınçlı, kapalı borulu şebekeli bir sulama projesidir. Brüt 20 012 ha, net 18 322 ha sulama alanına sahip proje alanı Şanlıurfa nın kuzey batısında bulunan Bozova ve Halfeti ilçeleri arasında yer alır (Şekil 3.1). Proje için Atatürk Baraj ından ilk debi 21 m 3 /s,. toplam ana ve tali boru uzunluğu 636 900 m dir Kuzeyinde aynı zamanda projenin su kaynağı olan Atatürk barajı gölünün bulunduğu sulama alanında 2 si belde, 36 sı da köy olmak üzere toplam 38 yerleşim birimi bulunmaktadır. Sulama şebekesinin ihtiyaç duyduğu sulama suyu Yaslıca tüneli vasıtasıyla Atatürk Baraj gölünden alınmaktadır. Doğu-batı istikametindeki uzunluğu 60 km, kuzey-güney istikametindeki eni ise 25 km olan proje sulama alanının ortalama denizden yüksekliği 450 700 m arasında değişmektedir. Eğimi doğudan batıya ve güneyden kuzeye doğru olan Yaylak Ovası, Fırat Nehri ve ona bağlı yan dereleri içeren doğal bir drenaj yapısına sahiptir. Sulama alanı 3 basınç bölgesine ve bu basınç bölgelerinde oluşturulan 17 yedeğe bölünmüştür (Şekil 3.2). Bu üç basınç bölgesinin genel özellikleri Çizelge 3.1 de verilmiştir. Araştırma 2004 üretim yılı fiyatları göz önüne alınarak, Yaylak sulama projesi içerisinde 1. basınç bölgesinde pilot alan olarak seçilen 1500 yedeğinde yapılmıştır. Seçilen pilot alan olan 1500 yedeğinin brüt sulama alanı 907 ha, net sulama alanı ise 854.65 ha dır. Araştırma alanında büyüklükleri 21.1 da ile 107.70 da arasında değişen 105 tarım işletmesi bulunmaktadır. Tarım işletmelerinin büyük bir çoğunluğunun (% 80.95) alanı ise 50-100 da arasında dır. Proje alanının su kaynağı olan Atatürk 17
barajından alınan sulama suyunun kalitesi C2S1 sınıfına girmektedir. Orta derecede tuzluluk içeren su, sulamada emniyetle kullanılabilecek kalitededir. Çizelge 3.1 Yaylak sulama alanındaki basınç bölgelerinin özellikleri Basınç Bölgesi Sulama Alanı (ha) Denizden Yüksekliği (m) 1 7567 < 524 2 7940 525-555 3 2815 556-585 Şekil 3.1 Yaylak sulama alanın uydu görüntüsü Şekil 3.2 Yaylak sulama alanındaki basınç bölgeleri ve yedekler 18
Mansap (Bival) kontrol sistemi Mansap kontrol sistemi esnek ve talebe bağlı işletme sağlar. Mansap kontrol tekniğinde, mansaptaki su yüksekliği kontrol edilir. Sistemin içindeki herhangi bir debi değişikliğinde, membadaki kapakların otomatik olarak ayarlanmasını böylece talebe uygun işletmeyi, kaynakta suyun yeterli olması koşulu ile sağlar. Mansap kontrol sisteminde su dağıtımı, talep sistemi veya önceden tespit edilmiş zamanlara bağlı olarak yapılabilmektedir. Genelde bu sistem ana kanal ve yedek kanalların işletilmesinde kullanılmaktadır. Memba kontrol sisteminde olmayan kama depolama mevcut olduğundan su talepleri büyük ölçüde sağlanmaktadır. Böylece suyu kullanacak kişiye zaman, miktar ve debi talebinde esneklik verilir. İşletme ile ilgili kuruluşun mansap kontrol sistemindeki görevi yeterli izlemedir. Bu izlemeye göre gerekli müdahale sisteme yapılacaktır. Mansap kontrol sisteminde dağıtım basit ve güvenilirdir. Sistemin kullanılışında otomasyona gerek duyulmaktadır. Otomatik sistemlerin gerekliliği prizlerden gelen taleplerin membaya doğru uyarılması ve bunun sonucunda başlangıç noktasındaki gerekli müdahalenin yapılıp sisteme yeterli suyun arz edilmesinden dolayıdır. Mansap kontrol sistemlerinden birisi olan bival kontrol sistemi sabit mansap hacmi sağlamaktadır. 1960 larda Fransız Sogreah tarafından bival kontrol sistemi ile herhangi bir zamanda maksimum debinin dağıtılması garanti edilir ve ayrıca iki çek arasında debi için sabit hacim sağlanır. Bu sistem klasik teçhizat kullanılacak şekilde dizayn edilebilir ve çok karmaşık olmadan tamamen otomatik yapılabilir. Ancak çok hızlı bir şekilde izlenip, kontrol edilmesi gerekmektedir; bu nedenle elektronik izleme ve kontrol hemen hemen zorunludur. Bu sistemde kanalın kontrol kesitindeki mansap ve memba kontrol noktalarındaki 2 seviyenin aynı anda bilinmesine gerek vardır. Buradan elde edilen bilgi membadaki kontrol yapısının yönetimi için kullanılır. Şekil 3.3 de bival kontrol sistemi gösterilmiştir. Sistem, memba kapağı AB kanalının E ara noktasından kontrol 19
ediliyormuş gibi çalışır. EA ve EB uzunluklarının birbirine oranı, mansap ve memba kontrol noktalarında toplanan bilginin ortalamasını almak için kullanılan ağırlığı temsil eder. Eğer EA=EB ise, A ve B arasındaki seviyelerin ortalaması, geri besleme göstergesi olarak alınır. A Kapağı kanalın ortasında sabit bir seviye sağlar. (Ataç ve Volkan 1995) Şekil 3.3 Bival kontrol sisteminde kanal kesiti İklim özellikleri Karasal iklimin hakim olduğu Yaylak Ovasına ait iklim verileri, Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü Bozova Meteoroloji İstasyon Müdürlüğü nden alınmıştır. İstasyonun deniz seviyesinden yüksekliği 618 m dir. Yılık ortalama toplam yağışı 391.82 mm olup, yağışın yaklaşık %87 si Kasım-Nisan aylarını kapsayan 6 aylık dönemde gerçekleşmektedir. Ortalama sıcaklık 16 C, ortalama bağıl nem %54 ve ortalama rüzgar hızı 1.4 m/s dir. Bitki su tüketimi hesaplarında kullanılan aylık iklim değerleri Çizelge 3.2 de verilmiştir. 20
Bitki özellikleri Proje alanı için DSİ tarafından hazırlanan bitki deseni incelenerek çeşitli oranlarda tarla ve bahçe bitkileri içeren üç adet bitki deseni belirlenmiş ve her bitkiye uygun sulama yöntemi seçilmiştir. DSİ tarafından yöre için belirlenen bitki deseni ile, araştırma için belirlenen üç bitki desenin içerdiği bitkiler ve özellikleri Çizelge 3.3 ve Çizelge 3.4 de verilmiştir. Çizelge 3.2 Yaylak yöresine ait uzun yıllar ortalama iklim verileri Aylar Ortalama Sıcaklık ( C) Ortalama Bağıl Nem (%) Güneşlenme süresi (h) Ortalama Rüzgar Hızı (2m)(m/s) Yağış (mm) Ocak 5.3 72 4.01 1.0 49.68 Şubat 5.9 66 5.08 1.2 53.95 Mart 10.1 63 6.21 1.4 75.03 Nisan 15.4 56 7.83 1.5 52.50 Mayıs 21.6 45 9.66 1.6 17.79 Haziran 26.9 33 11.90 2.0 5.52 Temmuz 30.9 33 12.06 2.1 0.73 Ağustos 29.5 35 11.32 2.0 0.96 Eylül 24.4 41 9.95 1.7 3.70 Ekim 18.0 49 7.71 1.1 26.60 Kasım 11.0 62 5.47 1.0 43.08 Aralık 5.6 73 3.91 1.0 62.28 Yıllık Ort. 16.1 54.3 7.6 1.4 32.70 Çizelge 3.3 DSİ Tarafından yöre için belirlenen bitki deseni Bitkiler Ekiliş Oranı (%) Pamuk 33 Hububat 25 Sebze 5 Şeker pancarı 4 Mısır (1.Ürün) 1 Fasulye-Bakliyat 5 Patates 5 Bostan 3 Ayçiçeği 1 Yonca 3 Meyve 15 Susam (2.ürün) 9 Fasulye-Bakliyat (2.ürün) 4 Mısır (2.ürün) 4 21
Çizelge 3.4 Sulama alanı için belirlenen bitkilerin özellikleri ve ekiliş oranları Bitkiler Buğday Mısır Pamuk Fasulye Ayçiçeği Yonca Bağ Domates Karpuz Biber A. Fıstığı Mısır 2.Ürün Susam 2.Ürün Sulama Başlangıç ve Bitiş Tarihleri 08.10 20.06 01.04 15.08 01.04 15.10 01.04 15.08 25.03 20.08 17.03 16.12 17.03 20.12 15.04 25.09 05.04 20.08 15.04 25.09 17.03 20.12 01.07 20.09 01.07 25.09 Etkili Kök Derinliği (D) (m) %80 Tarla Bitkisi %20 Bahçe Bitkisi Ekiliş Oranları %60 Tarla Bitkisi %40 Bahçe Bitkisi %40 Tarla Bitkisi %60 Bahçe Bitkisi 0.9 %30 %23 %15 0.9 %8 %6 %4 0.9 %22 %16 %10 0.6 %11 %8 %6 0.9 %5 %4 %3 0.9 %4 %3 %2 1.2 %6 %12 %18 0.9 %5 %10 %15 0.9 %4 %8 %12 0.6 %3 %6 %9 1.2 %2 %4 %6 0.9 %10 %8 %5 0.9 %20 %15 %10 Toprak özellikleri Proje yerinin geneli ağır bünyeli topraklardan oluşmakta olup, toprak bünye sınıfı CL(Killi tın) dır. Çalışmalar sırasında hesaplamalarda toprak su alma hızının ortalama 6.5 mm/h olacağı yaklaşımı yapılmıştır (Güngör ve Yıldırım 1989). Projenin yürütüldüğü alanda bulunan topraklar organik madde bakımında yetersizdir. Potasyum, azot ve fosfor bakımında fakir olan toprakta tuzluluk ve alkalilik problemi bulunmamaktadır. Proje alanında toprakların derin olduğu bitkilerin kök gelişimini 22
sınırlayacak herhangi bir geçirimsiz tabaka ya da taban suyu bulunmadığı göz önüne alınarak sistem tasarımları yapılmıştır. Su kaynağı özellikleri Proje sulama alanı için ihtiyaç duyulan sulama suyu Fırat Nehrinin sularını toplayan Atatürk Barajı gölünden temin edilecektir. Suyun kalitesi sulama bakımından C2S1 sınıfına girmektedir ve suyun elektriksel iletkenlik değeri (Ecx10 6 ) 400 mmhos/cm dir. Orta derecede tuzluluk içerir. Sulamada emniyetle kullanılabilecek kalitededir. Proje alanında taban suyu sorunu bulunmaması, tuzluluk ve sodyum problemlerinin olmayışı çiftlik ve proje derin drenajını gerektiren arazilerin mevcut olmadığını ortaya koymaktadır. Yöntem Araştırma konuları Bu çalışmada, Yaylak projesi 1500 yedeğinde belirlenen üç farklı bitki deseni göz önüne alınarak, bu bitki desenlerinin içerdiği bitkilere uygun basınçlı sulama yöntemleri belirlenerek, bireysel ve toplu basınçlı sulama sistemleri planlanmış, sistem unsurları boyutlandırılmış ve metraj cetvelleri hazırlanmıştır. Hazırlanan metraj cetvellerine göre proje keşif özeti, yatırım masrafı, bakım onarım masrafları ve yıllık toplam masraflar gibi değişik masraf değerleri hesaplanarak, pilot alan için belirlenen bitki desenlerinden en uygunu tespit edilmeye çalışılmıştır. Pilot alanda 50 da dan küçük ve 100 da dan büyük çok fazla tarım işletmesi olmadığı için ayrı ayrı büyüklük grupları oluşturulmamış, bu işletmeler 50-100 da büyüklük grubu içerisinde değerlendirilmiştir. Buna göre Yağmurlama sulama yöntemi ile sulanacak bitkilerin yetiştirileceği işletmeler arasından seçilen bir tarım işletmesinde bitki su tüketimi en yüksek olan bitki için örnek sulama projesi hazırlanmıştır. Damla sulama yöntemi için ise bağ ve antep fıstığı için birer, damla sulama yöntemi ile 23
sulanacak diğer bitkiler içinden sıra aralıklarına göre saptanan lateral aralıkları karşılaştırılarak en sık lateral aralığına ve en yüksek bitki su tüketimine sahip bitki için bir tarım işletmesinde örnek sulama projesi hazırlanmıştır. Bitki su tüketimleri Proje alanında tarımı öngörülen bitkilerin aylara göre günlük ortalama su tüketimleri Modifiye Penman metoduna göre referans bitki su tüketimi değerleri ile hesaplanmıştır. Bu amaçla, bitki su tüketimleri IRSIS bilgisayar yazılımı kullanılarak elde edilmiştir. Her ay için elde edilen kıyas bitki su tüketim değerleri, aylık ortalama bitki katsayılarıyla düzeltilerek gerçek bitki su tüketim değerleri elde edilmiştir. Elde edilen bitki su tüketim değerleri alanın tamamının ıslatıldığı koşullar için geçerli olduğundan yağmurlama sulama yönteminde aynen kullanılmış, ancak damla sulama yönteminde ise, tasarımda bitki tarafında gölgelenen alan göz önüne alındığı için bitki su tüketim değerleri sebzeler ve tarla bitkileri için 80/85, bağ için 75/85, meyve ağaçları için ise 70/85 oranları ile düzeltilmiştir(güngör vd 1996). Her sulamada uygulanacak toplam sulama suyu miktarı ve sulama aralığı Proje alanında her sulamada uygulanacak toplam sulama suyu miktarı yağmurlama ve damla sulama yöntemi ile sulanan bitkiler için sulama yöntemlerine uygun olarak hesaplanmıştır. Proje alanı için toprağın su tutma kapasitesi 180 mm/m ve toprağın birim hacim ağırlığı 1 g/cm 3 dür. Yağmurlama Sulama Yönteminde her sulamada uygulanacak toplam sulama suyu miktarı ve sulama aralığı Yağmurlama sulama yönteminde her sulamada uygulanacak toplam suyu miktarları bulunurken ilk önce kullanılabilir su tutma kapasitesi, kullanılabilir su tutma kapasitesinin tüketilmesinin kullanılmasına izin verilen kısmı ve etkili kök derinliğine 24