Determination and economic analysis of the potential of rainwater harvesting in greenhouses at the Faculty of Agriculture of Bursa Uludag University

Year 2024, , 313 - 324, 15.12.2024

Umut Kılıç , Büşra Yaylı , İlker Kılıç

https://doi.org/10.20479/bursauludagziraat.1476500

Abstract

In developing countries, water is mainly used in the agricultural sector, while in developed countries,
it is primarily used in the industrial sector. In Turkey, most of the water is used in the agricultural sector,
accounting for 77 percent of consumption. Global warming causes the available water resources to decrease. Failure to take the necessary measures will lead to various climatic problems such as thirst for living things, food problems due to lack of irrigation in agriculture, erosion and desertification. For this reason, it is necessary to make economical use of available water resources and to emphasise alternative methods of dealing with the water shortages that may be experienced in the future. Rainwater is an important resource that can be sustainable and economical in non-arid regions. Rainwater harvesting plays an important role in reducing water stress and is one of the measures that can be implemented to save water. This study aimed to determine the rainwater collection capacities of the greenhouses in Bursa Uludağ University Faculty of Agriculture and the system's possible water saving and economic gain. According to the study results, annual rainfall in Bursa is 719 L m-2 and the annual greenhouse rainwater harvesting potential is 1179 tonnes. The highest flow occurs in December. It was concluded that if lettuce was grown in greenhouses throughout the year, all the water needed to grow lettuce could be provided. The planned rainwater storage will pay for itself in 12.5 years.

Keywords

Crop production, greenhouse, water scarcity, sustainability, rainwater, rainwater harvesting

Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bünyesinde Bulunan Seralarda Yağmur Suyu Hasadı Potansiyelinin Belirlenmesi ve Ekonomik Analizi

Abstract

Su, gelişmekte olan ülkelerde en çok tarım sektöründe kullanılırken gelişmiş ülkelerde ise en çok sanayi sektöründe kullanılmaktadır. Türkiye’de su, %77 ile en çok tarım sektöründe kullanılmaktadır. Küresel ısınma dünyada mevcut su kaynaklarında azalmalara neden olmaktadır. Gerekli tedbirlerin alınmaması, canlıların susuzluk yaşamalarına, tarımda sulama eksikliğinden kaynaklanan gıda sorunlarına, erozyon ve çölleşme gibi çeşitli iklimsel sorunların ortaya çıkmasına neden olacaktır. Bundan dolayı mevcut su kaynakları tasarruflu kullanılmalı ve gelecekte yaşanabilecek su kıtlığına alternatif yöntemlerin üzerinde durulması gereklidir. Yağmur suyu, kurak olmayan bölgelerde hem sürdürülebilir hem de tasarruf sağlayabilecek önemli kaynaklardan biridir. Yağmur suyu hasadı, su tasarrufu sağlamak amacıyla gerçekleştirilebilecek önlemlerden birisidir ve su stresinin azaltılmasında önemli bir rolü bulunmaktadır. Yapılan bu çalışmada, Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi’nde bulunan seraların yağmur suyu toplama kapasitelerini ve sistemin olası su tasarrufu ve ekonomik kazancını belirlemek amaçlanmıştır. Çalışma sonucuna göre, Bursa’ya yılda düşen yağış miktarı 719 L m-2’dir ve seraların yıllık yağmur suyu toplama potansiyeli 1179 ton’dur. En fazla akış Aralık ayında gerçekleşmiştir. Seralarda tüm yıl marul üretildiğinde, üretimde marulun su ihtiyacının tamamının karşılanabileceği sonucuna varılmıştır. Yağmur suyunun toplanması için planlanan depo sistemi ise kendini 12.5 yılda amorte edebilecektir.

Keywords

Bitkisel üretim, sera, su kıtlığı, sürdürülebilirlik, yağmur suyu, yağmur suyu hasadı

References

• Aghaloo, K. and Chiu, Y. R. 2020. Identifying optimal sites for a rainwater-harvesting agricultural scheme in iran using the best-worst method and fuzzy logic in a GIS-based decision support system. Water, 12: 1913.
• Baytorun, A. N., Zaimoğlu, Z. and Ünlü M. 2019. Determination of harvesting and storage capacity of rain water in greenhouse establishments. Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 7(1): 22-29.
• Boyacı, S. and Kartal, S. 2019. Rainwater harvesting on greenhouse roof and use in irrigation. International Journal of Research-Granthaalayah, 7(2): 93-100.
• Boyacı, S. ve Atılgan, A. 2023. Büyükbaş hayvan işletmelerinde yağmur suyu hasadı ve kullanım olanaklarının araştırılması. IV. International Siirt Conference on Scıentific Research, 17-18 November 2023, Siirt, Türkiye, p:475-485.
• Cipolla S. S., Altobelli, M. and Maglionico, M. 2018. Decentralized water management: rainwater harvesting, greywater reuse and green roofs within the GST4 water project. Proceedings, 673(2): 1–8.
• Doğan, M. 2023. Sürdürülebilirlik: Su ve suyun önemi. Avrasya Sosyal ve Ekonomi Araştırmaları Dergisi, 10(1): 176-192.
• DSİ, 2023. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü 2023 Yılı Faaliyet Raporu. https://cdniys.tarimorman.gov.tr/api/File/GetFile/425/Sayfa/759/1107/DosyaGaleri/dsi_2023_yili_faaliyet_raporu.pdf (Erişim Tarihi: 22.06.2024)
• FAO 1998. Food and Agriculture Organization, Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - Chapter 6 - ETc - Single crop coefficient (Kc). https://www.fao.org/3/X0490E/x0490e0b.htm (Erişim tarihi: 8.04.2024)
• García-Ávila, F., Guanoquiza-Suárez, M., Guzmán-Galarza, J., Cabello-Torres, R. and Valdiviezo-Gonzales, L. 2023. Rainwater harvesting and storage systems for domestic supply: An overview of research for water scarcity management in rural areas. Results in Engineering, 18: 101153.
• Hamidi, M. N., Hamidi, N., Işık, O., Güven, H., Özgün, H. ve Erşahin, M. E. 2023. Sürdürülebilir yağmur suyu hasadı. Çevre İklim ve Sürdürülebilirlik, 24(2): 97-110.
• Khan, A. S. 2023. A comparative analysis of rainwater harvesting system and conventional sources of water. Water Resources Management, 37: 2083–2106
• Karaman, S. ve Gökalp, Z. 2010. Küresel ısınma ve iklim değişikliğinin su kaynakları üzerine etkileri. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 3(1): 59-66.
• Kılıç, U., Yaylı, B. and Kılıç, İ. 2023. Rainwater harvesting and system design in livestock farms. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 9(2): 218-228.
• Kukul, Y. S., Ünal Çalışkan, A. ve Anaç, S. 2007. Arıtılmış atık suların tarımda kullanılması ve insan sağlığı yönünden riskler. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 44(3): 101-116.
• Maniam, G., Zakaria, N. A., Leo, C. P., Vassilev, V., Blay, K. B., Behzadian, K. and Poh, P. E. 2022. An assessment of technological development and applications of decentralized water reuse: A critical review and conceptual framework. Wiley Interdisciplinary Reviews: Water, 9(3): e1588.
• MGM 2024. Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Resmi İstatistikler. https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il ve-ilceler-istatistik.aspx?k=H&m=BURSA (Erişim Tarihi: 6.04.2024).
• Ogenler, O. ve Okuyaz, S. 2017. Suyun durumu hakkında kısa bir değerlendirme. Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi Lokman Hekim Tıp Tarihi ve Folklorik Tıp Dergisi, 7(3): 178-186.
• Mengü, G. P. ve Akkuzu, E. 2008. Küresel su krizi ve su hasadı teknikleri. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 5(2): 75-85.
• Pescod, M. B. 1992. Wastewater treatment and use in agriculture. Irrıgation and drainage, Paper No. 47, FAO, Rome.
• Prieto-Jiménez, D., Oviedo-Ocaña, E. R., Gómez-Isidro, S. and Domínguez, I. C. 2024. A multicriteria decision analysis for selecting rainwater harvesting systems in rural areas: a tool for developing countries. Environmental Science and Pollution Research, 1-16.
• Suzan, U., Gürgülü, H. ve Ul, M. 2023. Tarımsal sulamada bireysel olarak uygulanan teşvik ve desteklerin değerlendirilmesi. Bursa Uludag Üniv. Ziraat Fak. Derg., 37(1): 183-194.
• TEMA 2017. Türkiye Erozyonla Mücadele Ağaçlandırma ve Doğal Varlıkları Koruma Vakfı. http://sutema.org (Erişim Tarihi: 4.4.2024)
• Toze, S. 2006. Reuse of effluent water-benefits and risks. Journal of Agricultural Management, 80: 147-159.
• Yalılı Kılıç, M. ve Abuş, M. N. 2018. Bahçeli bir konut örneğinde yağmur suyu hasadı. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 4(2): 209 – 215