Tarımsal Yapılar ve Sulama Dersi 1. Ünite Özet

Su Çevrimi (Hidrolojik Çevrim)

Hidroloji; “Hidro’’ su ve “logos’’ bilim anlamına gelen Yunanca hidro ve logos kelimelerinin birleşmesinden meydana gelmiştir. Su bilimi anlamına gelen “Hidroloji’’ Dünya’da ve atmosferde suyun oluşumunu, yayılımını, dolaşımını, yerüstü ve yer altındaki hareketlerini, fiziksel ve kimyasal özelliklerini, çevre ile ve doğayla ilişkilerini inceleyen bir bilimdir.

Sürekli dolasım halinde olan su tabiatta katı, sıvı ve gaz halinde bulunur. Suyun tabiatta dolaştığı yolların hepsine birden “hidrolojik çevrim” adı verilir. Diğer bir ifade ile “su çevrimi’’ olarak isimlendirilir. Dünyadaki suyun toplam hacmi sabittir. Döngü içinde su güneş enerjisi ile sürekli hareket etmektedir. Güneş okyanuslardan buharlaşmaya neden olur bulutları ve yağısı oluşturur. Yağışın büyük kısmı okyanuslara düşse de %20’lik kısmı karalar üzerine düşmektedir. Atmosferden sıvı veya katı halde yeryüzüne düsen sulara yağış adı verilmektedir. Sıvı halde ki yağışlar yağmur ya da çiğ seklindedir, katı haldeki yağış ise kar, dolu, kırağı şekillerinde olabilir. Yağışların bir kısmı bitki ve yapı yüzeyleri tarafından tutulurken, tutulamayan kısmı yüzey akış haline geçerek nehirleri ve gölleri besler, bir kısmı ise yer altına sızarak yeraltı sularını besler. Yeraltı suları sonradan eğime bağlı olarak kaynaklardan ve açılan kuyulardan tekrar yeryüzüne çıkar, yeryüzünde ise buharlaşma ve terleme ile atmosfere geri döner. Buharlaşma ve terleme ile yükselen su bulutlarda yoğunlaşarak tekrar yağış haline geçer. Herhangi bir havzaya (alana) düsen yağısın, sızma (infiltrasyon) ve buharlaşmadan sonra geri kalan suyun bu alanı terk eden kısmına yüzey akış adı verilmektedir. Yağış şiddeti, Birim zamanda düsen yağış miktarıdır. Saatte düsen yağışın miktarı mm olarak verilir. Şiddeti düşük olan yağışa çisenti, şiddetli yağışa sağanak, çok şiddetli yağışa ise seylap adı verilir. Bitkiler topraktan aldıkları suyun bir kısmını yapraklardaki stomalar yolu ile atmosfere verirler ki buna terleme (transpirasyon) adı verilir. İklim, bitki türü ve yoğunluğu, toprak nemi ve toprak özellikleri terlemeyi etkiler. Buharlaşma ve terleme olaylarının ikisine birden evapotranspirasyon adı verilir. Suyun toprak yüzeyinden toprak içerisine girmesi sızma (infiltrasyon) olarak isimlendirilir. Birimi mm/saat veya cm/saat’dir. Yeraltına sızan suyun bir kısmı toprak partikülleri tarafından tutulurken bir kısmında yeraltı sularını oluşturur. Bu sular topografik yapıya bağlı olarak yer altı akısına bağlı olarak yeryüzüne çıkarak yerüstü sularına katılırlar. Denizlerden ve okyanuslardan ise tekrar buharlaşarak atmosfere geri döner. Su çevrimi bu şekilde devam eder.

Dünyadaki Su Dağılımı ve Türkiye’deki Su Kaynakları

Yerkürenin dörtte üçünü kaplayan dünyadaki toplam su miktarı 1,4 milyar km3 tür. Bu su miktarının hepsi kullanılamaz. Bunun başlıca nedeni yerüstündeki su miktarının %97,5’i tuzlu su olarak okyanuslarda ve denizlerde bulunmaktadır. Toplam su miktarının ancak %2,5’i tatlı su olarak göllerde, nehirlerde, yeraltı sularında ve buzullarda bulunmaktadır. Bu tatlı su miktarının 2/3 (%68,70) kutuplarda buzul hal inde, daimi kar örtüsü halinde veya toprak tabakasında bulunur. Tatlı suların %30’u yeraltı suları, %0,4’ü ise atmosfer ve yüzey sularıdır (S:5, Sekil 1.2). Dünyada bir yılda 3.800 km3 civarında tatlı su kullanılmaktadır. Tatlı suların %70’i tarımda, %20’si endüstride, %10’u evsel, %0.18’i ise gıda ve içecek sanayinde kullanılmaktadır.

Ülkemizin su kaynaklarını yağışlar oluşturmaktadır. Ayrıca 7 milyar m3 su komsu ülkelerden ülkemize gelmektedir. Ülkemizin yerüstü toplam su potansiyeli 193 milyar m3 dür (S:5, Sekil 1.3). Ülkemizde kullanılabilir yerüstü ve yeraltı su potansiyeli yıllık toplam 112 milyar m3 olmaktadır (S:5, Çizelge 1.1). Ülkemiz su potansiyeli yönünden sınıflandırmaya göre su azlığı yasayan ülkeler sınıfına girmektedir ve ülkemiz su potansiyeli bakımından zengini bir ülke değildir.

Hidrolojik su havzaları: Bir akarsu, göl, baraj rezervuarı veya yeraltı suyu haznesi gibi bir su kaynağını besleyen yeraltı ve yüzeysel suların toplandığı bölgenin tamamına havza denir. Akarsu havzaları açık ve kapalı havza olmak üzere ikiye ayrılır. Suları denize ulasan havzalara açık havza, suları denize ulaşmayan havzalara ise kapalı havza adı verilir. Yer şekilleri, sıcaklık ve nem kapalı havzaların oluşmasında etkili faktörlerdir. Ülkemiz topografik yapısına göre 25 hidrolojik su havzasına ayrılmıştır (S:7, Sekil 1.4). Hidrolojik su havzalarında yıllık yağış miktarı aynı olmadığından, verimleri ve su potansiyelleri de farklılık göstermektedir (S: Çizelge 1.2). Yağış bir havza içine düştüğünde ya yüzey nemi olarak yüzeyde kalır ve daha sonra buharlaşma ile atmosfere geri verilebilir veya sıcaklığa bağlı olarak yüzeyde kar seklinde depolanabilir. Bu bazı bölgelerde içme suyunun başlıca kaynağıdır. Yağış yüzeysel akış halinde akarsulara karışabilir. Bu yüzeysel su kaynaklarının temelini oluşturur. Yağışın bir kısmı toprağa sızar, gözenekli tortul kayaçlarda ve kayalarda depolanan yeraltı suyunu oluşturur. Daha sonra kılcal hareket ile yukarıya doğru çıkar ve bitkilerin alımı ve bitkilerden buharlaşma yolu ile atmosfere geri döner veya sızan su nehirlere, göllere veya doğrudan denize yeraltı sızıntısı ile karışır. Yine kuyu veya sondaj kuyusundan pompaj ile yüzey üstüne taşınır. Havzalara göre yıllık yeraltı suyu potansiyeline bakıldığında FıratDicle havzasının yeraltı suyu belenimi ve işletme rezervi açısından en yüksek değere sahip olduğu görülmektedir (S:9: Çizelge 1.3). Su döngüsü içerisinde su kaynaklarını yerüstü ve yeraltı suyu oluşturmaktadır. Bunlar birbirleri ile ilişkilidir.

Yerüstü suları: Yerüstü suları akarsular, nehirler, havuzlar, göller ve barajlar gibi akan ya da durgun su kütlesidir. Denizler yağmur suyunda bulunan klorür, sodyum, magnezyum, kalsiyum, potasyum, sülfat gibi birçok iyonun kaynağıdır. Yüzeysel suların kalitesi ve miktarı havzanın jeolojisine bağlı olarak değişmektedir. Akiferlerde uzun süre kalan su kayaçlarda bulunan kalsiyum ve magnezyumu çözerek pH değeri nötr ile alkali arasında olan sert suları oluşturur. Sert su, içerisinde kalsiyum, magnezyum ve demir iyonları gibi +2 ve daha yüksek değerli katyonları bulunduran sulardır. Göllerin çoğunda bir giriş ve birde çıkış bulunmaktadır. Akış hızı çok yavaştır. Suyun burada uzun süre kalması sonucu bakteriyel aktivite ile organik maddeler giderilirken su içinde bulunan maddele flokülasyon ve çökme ile suyun temiz olmasını sağlar. Flokülasyon, su içinde bulunan partiküllerin birleşerek çökmesidir. Çevre Kanunu’na bağlı olarak 2004 yılında 25687 sayılı resmi gazetede yayınlanan Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği’nde (SKKY), su kalitesi yönetimine ilişkin suların korunması, su havzaları ve havzaların korunması ile ilişkili olarak düzenlemeler getirmiştir. 2015 yılında 29327 sayılı resmi gazetede yayınlanan Yüzeysel Su Kalitesi Yönetimi Yönetmeliği göre yüzey suları, kalitesine göre 4 sınıfa ayrılmıştır.

Yeraltı suları: Yer yüzeyinin altındaki toprak parçaları ve kaya tabakaları arasındaki durgun ve hareket halinde bulunan sulardır. Kar ve yağmur suları yerüstü ve yeraltı sularının ana kaynağını oluşturmaktadır. Yağışların bir kısmı toprağın içine sızar. Sızan suyun bir kısmı içinden geçtiği partiküller tarafından tutulur. Bu sulara asılı su adı verilir. Geri kalan su aşağıya doğru hareket eder. Hareket ederken önündeki tüm boşlukları doldurur. Yeraltı sularını havalanma zonu ya da doygun olmayan zon ile doygun zon oluşturur. Havalanma zonu yağışların süzülerek ulaştığı ilk bölge olup doygun zonun üstünde bulunur. Bu bölgede bitki kökleri çevresinde toprak nemi görülür. Havalanma zonunda toprak suyu, çekim suyu ve kapiler saçak zonlar bulunur. Havalanma zonunun altında ise doygunluk zonu bulunur. “Doygunluk Zonunda” ise asıl yeraltı suyu bölgesi bulunur (S:12, Şekil 1.5). Havalanma zonu ile doygunluk zonunu ayıran yüzeye su tablası adı verilir. Doygunluk kuşağında düzensiz olarak yukarıya doğru değişik kalınlıklarda olabilen bölgeye Kapillar Saçak (Kılcal saçak bölge) Bölge denir. Bu bölgede yüzey gerilim nedeniyle su yukarıya doğru hareket eder. Yeraltı suyu taşıyan tabakalara’’akifer’’ adı verilir. Yeraltı sularının kendiliğinden yeryüzüne çıktığı yerler “Kaynak’’ olarak isimlendirilir. Yeraltında biriken sular serbest yeraltı suları, basınçlı su yüzeyli (artezyen) suları ve kaya çatlakları içindeki yeraltı suları olarak 3 kısımda toplanabilir. İki geçirgen olmayan tabaka arasında sıkışmış halde bulunan yeraltı suyunun (basınçlı yeraltı suları) üst tabakanın delinmesiyle fışkırarak yeryüzüne çıkması ile oluşan kaynaklara artezyen denir. Yeraltı sularının kalitelerine göre 3 sınıfta incelenmektedir. I. Sınıf yeraltı suları (Sınıf YAS I) yüksek kaliteli yeraltı sularıdır. II. Sınıf yeraltı suları (Sınıf YAS II) orta kaliteli yeraltı suları, III. Sınıf yeraltı suları ise (Sınıf YAS III) düşük kaliteli yeraltı sularını içermektedir. İçme suyu olarak ve gıda sanayinde kullanılan sular Sınıf YAS I sulardır. Sınıf YAS II sular herhangi bir arıtma işlemi uygulanmadan hayvan sulamada, tarımsal amaçlı sulamada ve sanayide soğutma suyu olarak kullanılabilir. Düşük kaliteli olarak sınıflandırılan III sınıf yeraltı sularının kullanım yerleri ekonomik, teknolojik ve sağlık açısından sağlanabilecek arıtma derecesi ile belirlenir.

Su Kaynaklarının Sektörel Kullanımı

Günümüzde suyun %65-%70 i tarımsal sulamada kullanılmaktadır. Tarımda su tüketimi yüksektir. Bir kilogram buğday elde etmek için 1500litre, 1kg pirinç için 4500litre ve 1 kg et elde etmek için bunun on katı suya gereksinim vardır (S: 23Çizelge 7). Sanayide kullanılan su ise %20 ile %25 civarında olup bu miktarın büyük bir kısmı termik santrallerin soğutulmasında kullanılmaktadır. Bu su ise sıcak sudur ya da buharlaşmış haldedir. Suyun %10 u ise evlerde tüketilen sudur. Bu suyun %2 si içme diğerleri ise çeşitli faaliyetlerde kullanılmaktadır. Evsel amaçlı su kullanım miktarı bir kişinin bir günde tükettiği su miktarı üzerinden hesaplanmaktadır. Evsel su kullanım miktarı gelişmişlik düzeyi ile değişmektedir. Kişi basına günlük su kullanımı gelişmiş ülkelerde 500-800m3 iken gelişmekte olan ülkelerde ise bunun yaklaşık on katıdır. Bu oran su kıtlığı çekilen bölgelerde ise günlük kişi basına 20-60 m3 civarındadır. Dünyada su kaynaklarının %69 ‘unun sulamada, %19’ unun sanayide ve %12’sinin ise evsel tüketimde kullanılmaktadır. Avrupa’ da ise bu oranlar %22, %57 ve %22 iken ülkemizde sulamada su kaynaklarının yaklaşık %73’ü, sanayide %11’i, evsel tüketimde ise %16’sı kullanılmaktadır. Ülkemizde 28 milyon hektar tarım yapılan arazinin 8,5 milyon hektarı ekonomik olarak sulanabilecek alan olarak hesaplanmıştır. Ancak sulanan alan 5,9 milyon hektardır (S:15, Çizelge 1.4). Sulamada kullanan suyun miktarı ürün tipine, iklim ve toprak yapısı bağlı olarak değişmektedir (S: 16, Çizelge 1.5).

Su Kalitesi ve Yönetimi

Su doğal olarak yenilenebilir bir kaynaktır. Tükenmez ancak özellikleri değişmektedir. Otlakların aşırı kullanımı, geniş baraj göllerinin oluşturulması, ormansızlaştırma su çevrimini önemli ölçüde etkilemektedir. Ayrıca tarımsal ve endüstriyel faaliyetlerin neden olduğu kirlenme de su dolaşımının dengesini bozmaktadır. İklim değişikliği su çevrimini etkiler. Yağışların mevsimlere bağlı olarak dağılımı, mevsimlere bağlı olarak yağış miktarındaki değişiklikler, yağış yoğunluğundaki artış, buharlaşmanın artması, toprak neminin azalması kar ve yağmur arasındaki dengenin değişmesi, yağışlara ve sıcaklığa bağlı olarak bitki örtüsündeki değişimler buzulların erimesindeki artma ile deniz seviyesinin yükselmesi ve yeraltı sularında tuzlanma meydana gelir. Dünyada su kullanımı sıralaması beş baslık altında toplanmaktadır. Bunlardan ilk sırada gıda ve tarım gelmektedir. Bunu enerji ve sanayi takip etmektedir. Evsel su kullanımı ve içme suyu kullanımı 4. sırada yer almaktadır. Son olarak ise ekosistemlerin su ihtiyacı gelmektedir.

Su kaynaklarının yönetimi, doğal su çevrimi içerisinde suyun insanlar tarafından ekonomik, sosyal ve çevresel faydalar içinde en verimli şekilde kullanımıdır. Su yönetimi su kaynaklarının geliştirilmesini sağlayacak politik ve teknik kararların alınmasını, su hakları ve su tahsisini düzenleyen yasaları, çevren in korunmasını, su fiyatlandırılması ait düzenlemeleri, arazi kullanım ilkelerini ve kullanıcıların katılımını kapsamaktadır. Dünya, su krizinin çözümünde “bütünleşik su kaynakları yönetimi’’ gündeme gelmiştir. Bu bağlamda, 2000 yılında yürürlüğe giren Avrupa Birliği (AB) “Su Çerçeve Direktifi’’(2000/60/EC) ile havza bazlı yönetimi benimsenmiştir. Bu şekilde su kaynaklarının miktar ve kalite olarak korunması ve kontrol edilmesi hedeflenmiştir.

Türkiye’deki su kaynaklarının yönetimi: Devlet su işlerinin (DSI) 1950’li yıllarda kurulmasından sonra, Türkiye’de su yönetimi genel olarak su kaynaklarının geliştirilmesi yönünde olmuştur. 1983 yılında çevre ve su kirliliğinin önlenmesi için Çevre Kanunu çıkarılmıştır. Daha sonra Su Kirliliği Kontrol yönetmeliği 1988 yılında kabul edilmiştir. Çevre Bakanlığı ise 1991 yılında kurulmuştur. Türkiye’de su kaynaklarının korunmasında uygulanan en önemli mevzuatlardan biri ‘Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliğidir’. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği suların korunması ile ilgili esasları, havza planı ve havza korunması, su kalitesi ile ilgili yasakları düzenlemektedir. Su kirliliği kontrol yönetmeliği ayrıca yeraltı suları ile ilgili kirletme yasaklarını ve düzenlemelerini, atıksu boşaltım ilkelerini, atık su boşaltım izni esaslarını, atık su altyapı tesisleriyle ilgili esasları ve su kirliliğinin önlenmesi amacıyla yapılacak izleme ve denetleme usul ve esaslarını da kapsamaktadır. ’’Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği’ndeki revizyon çalışmalarına 2011 yılında başlanılmıştır. Bu çalışmalar Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından yürütülmektedir.

2011 yılında Orman ve Su İşleri Bakanlığı’na bağlı Su Yönetimi Genel Müdürlüğü kurulmuştur. Su Yönetimi Genel Müdürlüğü Avrupa birliği nezdinde su ile ilgili konularda yetkili bir otorite olup su yönetiminde koordinasyonu sağlamaktadır. Su Yönetimi Genel Müdürlüğü çalışmalarında “Avrupa Birliği (AB) Su Çerçeve Direktifi’ ’önerileri doğrultusunda havza bazında yönetim yaklaşımını esas almıştır. Devlet Planlama Teşkilatının 2001 yılında hazırladığı Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planında “Su Havzaları Kullanımı ve Yönetimi Özel İhtisas Komisyonu Raporu’nda mevcut su potansiyelin paylaşılmasında kullanım önceliği aşağıdaki şekilde yapılmıştır:

• İçme ve kullanma suyu ihtiyacı,
• Hayvanlar ve doğal hayatın, devamı için gerekli su ihtiyacı,
• Tarımsal sulama suyu ihtiyacı,
• Ticaret, turizm, balıkçılık vb. su. İhtiyacı.

Su yönetiminden sorumlu kurumlar: Bakanlıklar kendi kuruluş ve yönetmelikleri kapsamında su kaynaklarının kirlenmesinin önlenmesi ve su kaynaklarının korunması ile ilgili çalışmaları yapmaktadır. Yönetim ve geliştirmede Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü, Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü, İller Bankası, İl Özel İdareleri ve benzer kuruluşlar görev almaktadır. Çiftçiler, Su Kullanıcı Birlikleri ve diğer su tüketicileri de kullanım aşamasında yer almaktadır ve bunların görev tanımları bellidir. (S:21, Çizelge 1. 6).

Ülkemizde su yönetiminin temelinde üç ana mevzuat esas olarak alınmaktadır. Bunlardan biri 2872 sayılı Çevre Kanunu, diğeri 6200 sayılı Devlet Su İşleri Kuruluş Kanunu ve 167 sayılı Yeraltı Suları Hakkındaki Kanundur. Bunlara ek olarak su yönetimi ile ilgili birçok yönetmelik, tebliğ ve genelge bulunmaktadır. Su yönetimi ile ilgili kanun ve yönetmelikler belirlenmiştir (S:23, Çizelge 1.7).