Calculation of Water Used for Agricultural Purposes at the Downstream Point in Hydroelectric Power Plant Projects with TAGEM-SuET Software and Water Transmission: The Case of Sarıgüzel HPP

Abstract

Although hydroelectric power plants are ideal sources for electricity generation, the diversion of water from its natural course and its transportation through transmission lines can have various environmental impacts. While aiming to prevent or minimize these impacts, it is necessary to calculate the amount of water that will be left for natural life, human use and agricultural purposes during the design phase of the plant. This study aims to calculate the agricultural water usage to be left for irrigation, estimate plant water consumption, and ensure the effective management of water resources, plan irrigation programs, and design transmission lines. In the calculation of plant water consumption, soil characteristics, climate parameters, and plant characteristics are used. In both the world and our country, computer models can perform these operations quickly and accurately. Using the TAGEM-SuET software, plant water consumption, irrigation scheduling, and irrigation module calculations were made, followed by the provision of technical design parameters for the piped irrigation network. Some data collection and calculation efforts have benefited from GIS and public institutions. TAGEM-SuET could be a good tool for calculating the agricultural water usage left for irrigation and water management in such areas. Additionally, it was concluded that the introduction of a piped irrigation network could reduce irrigation water use while enabling modern irrigation techniques that increase agricultural productivity.

Keywords

• Sarıgüzel HPP
• TAGEM-SuET
• Irrigation water
• Irrigation module
• Irrigation network

HES Projelerinde Mansaba Bırakılan Tarımsal Amaçlı Su Miktarının TAGEM-SuET Yazılımı ile Hesaplanması ve Su İletimi: Sarıgüzel HES Örneği

Öz

Hidroelektrik Santralleri elektrik üretimi için ideal kaynaklar olmakla birlikte suyun yatağından saptırılarak iletim hatları içinde taşınması sonucu çevreye çeşitli etkileri olabilmektedir. Bu etkilerin engellenmesi ya da en aza indirilmesi hedeflenirken santralin projelendirme aşamasında mansaba bırakılacak doğal yaşam, insanlar ve tarımsal kullanım amaçlı suyun hesaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada, mansaba bırakılacak tarımsal amaçlı kullanılan suyun hesaplanması, bitki su tüketimi tahmini yapılarak su kaynaklarının etkin yönetilmesi, sulama programı ve iletim hatlarının planlanması amaçlanmıştır. Bitki su tüketimi hesaplamalarında toprak özellikleri, iklim parametreleri ve bitki özellikleri kullanılmaktadır. Dünyada ve ülkemizde bu işlemleri bilgisayar modelleri hızlı ve doğru yapabilmektedir. TAGEM-SuET yazılımı kullanılarak bitki su tüketimi, sulama programlaması ve sulama modül hesaplamaları yapılmış ve sonrasında borulu sulama şebekesi ile ilgili teknik tasarım parametreleri verilmeye çalışılmıştır. Bazı veri toplama ve hesaplama çalışmalarında CBS ve kamu kurumlarından faydalanılmıştır. TAGEM-SuET’in konu edilen bu tür sahalardaki mansaba bırakılacak tarımsal amaçlı kullanılan suyun hesaplanmasında ve su yönetimi için iyi bir araç olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca borulu sulama şebekesinin getirilmesi ile sulama suyu kullanımının azaltılabileceği hem de tarımsal verimi arttıran modern sulama tekniklerine olanak sağlayacağı sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• TAGEM-SuET
• Sarıgüzel HES
• Sulama suyu
• Sulama modülü
• Sulama şebekesi

References

1. Ali, A., Malik, S. N. Akmal, M., Rafa H. U., & Subhani, A. (2022). Irrigation water characteristics, their correlations and suitability for agriculture in district Gujranwala (A survey study). Pakistan Journal of Agricultural Research, 35(2): 303-310. https://doi.org/10.17582/journal.pjar/2022/35.2.303.310
2. Altınbılek, H. F., & Kızıl, Ü. (2024). Irrigation scheduling and determination of irrigation water requirement of paddy rice with drip irrigation using Tagem-SuET model. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 29(2), 347-358. https://doi.org/10.17482/uumfd.1470239
3. Asadi, S., Mousavi, S.J., Ballesteros, A. L., & Aparicio, J. S. (2024). Analyzing hydrological alteration and environmental flows in a highly anthropized agricultural river basin system using SWAT+, WEAP and IAHRIS. Journal of Hydrology: Regional Studies, 52. 101738. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2024.101738
4. Başayiğit, L., & Uçar, Y. (2018). Use of remote sensing and Geographic Information Systems to determine the amount of water used for agricultural purposes at the downstream point in HEPP projects. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 28, 329-339.
5. Bunn, S. E., & Arthington, A. H. (2002). Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity. Environmental Management, 30, 492–507. https://doi.org/10.1007/s00267-002-2737-0
6. Cai, J., Liu, Y., Lei, T., & Pereira, L. S. (2007). Estimating reference evapotranspiration with the FAO Penman-Monteith equation using daily weather forecast messages. Agricultural and Forest Meteorology, 145, 22-35. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2007.04.012
7. Chaves, H. M. L., da Silva, C. C., & Fonseca, M. R. S. (2023). Reservoir reliability as affected by climate change and strategies for adaptation. Water, 15(13), 2323. https://doi.org/10.3390/w15132323
8. Çakmak, B., & Kendirli, B. (2002). Gediz havzasında zeytinin sulanması ve ekonomik yönü. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 15(1), 69-77.

9. Çevik, B., Yavuz, D., & Koç, C. (2019). Su tasarrufunda modern sulama sistemlerinin etkinliği: Türkiye örneği. Tarım Ekonomisi Dergisi, 25(2), 45–56.
10. Dal, H. (2014). Sulama şebekelerini projelendirme esasları hakkında genel bilgiler, Devlet Su İşleri Proje ve İnşaat Dairesi Başkanlığı Proje Semineri Ders Notları.
11. Davis, R., & Hırji, R. (2003). Water resources and environment technical note C.1, Environmental Flows; Concepts and Methods, The World Bank, Washington., USA.
12. DeAngelis, A., Dominguez, F., Fan, Y., Robock, A., Kustu, M. D., & Robinson, D. (2010). Evidence of enhanced precipitation due to irrigation over the Great Plains of the United States, Journal of Geophysical Research, 115, D15115, https://doi.org/10.1029/2010JD013892
13. DSI. (2022). Republic of Turkey Ministry of Agriculture and Forestry, General Directorate of State Hydraulic Works 2021 Activity Report.161p., Ankara, Turkey.
14. Electricity - Republic of Turkey Ministry of Energy and Natural Resources, (2025). https://enerji.gov.tr/bilgi-merkezi-enerji-elektrik [Access date: 15.01.2025].
15. FAO. (2017). Water for Sustainable Food and Agriculture: A report produced for the G20 Presidency of Germany. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org/3/i7959e/i7959e.pdf
16. Geleta, Y., Simane, B., Assefa, E., & Haileslassie, A. (2023). Impacts of small-scale irrigation water use on environmental flow of ungauged rivers in Africa. Environmental Systems Research, 12, 3. https://doi.org/10.1186/s40068-023-00283-x
17. Grafton, R. Q., Williams, J., Perry, C. J., Molle, F., Ringler, C., Steduto, P., Udall, B., Wheeler, S. A., Wang, Y., Garrick, D. & Allen, R. G. (2018).The paradox of irrigation efficiency. Science, 361 (6404), 748-750. https://doi.org/10.1126/science.aat9314
18. Gürgülü, HA. (2001). Enhancing water use efficiency in irrigated agriculture. Agronomy Journal, 93(2), 281–289. https://doi.org/10.2134/agronj2001.932281x
19. Gürgülü, H. (2007). Akçay sol sahil sulama birliği bünyesinde yetiştirilen bazı bitkiler için en uygun sulama zaman planlaması. [Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/
20. İstanbulluoğlu, A., & Şişman, C. B. (2004). Tekirdağ Ziraat Fakültesi tarım arazilerinin sulama zamanının model yaklaşımı ile planlanması. Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 5(1), 35-41.
21. Kartal, S., Bozkurt Çolak, Y., Gönen, E., Özfidaner, M. (2019). Tarsus bölgesinde patlıcan bitkisinin sulama programının CROPWAT 8.0 programı kullanarak oluşturulması. Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences, 6(2), 332-342. https://doi.org/10.30910/turkjans.557129
22. Koç, C., Bayazıt, Y., & Yaylı, M. Ö. (2016). Sulama şebekelerinde planlanan ve uygulamada gerçekleşen sulama modülü üzerine bir çalışma. Devlet Su İşleri Teknik Bülteni, 122, 27-35.
23. Kodal, S. (1982). İç Anadolu’da bitki su tüketiminin saptanması için uygun yöntemin belirlenmesi üzerinde bir araştırma. [Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/
24. Köksal, E. S. (2018). Sulama suyu yönetiminde yeni geliştirilen AGROS bilgisayar yazılımının kullanılma olanakları. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 1. Uluslararası Tarımsal Yapılar ve Sulama Kongresi Özel Sayısı: 457-467.
25. Kurulekar, M., Kumar, K., Shardul, j., Kurulekar, M., & Abhijeet, K. (2021). Integration of small hydro turbines into existing water conduit of an irrigation dependent power plant – A case study. Materials Today: Proceedings, 46, 6581–6586. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.04.061
26. López-Urreaa, R., Montoroa, A., Manasa, F., López-Fustera, P., & Fereres, E. (2012). Evapotranspiration and crop coefficients from lysimeter measurements of mature (Tempranillo) wine grapes. Agricultural Water Management, 112, 13-20. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2012.05.009
27. Marım, G., Darama, Y., & Bozkuş, Z. (2018). Borulu sulama şebekeleri optimizasyonu. Teknik Dergi, 29(5), 8631-8650. https://doi.org/10.18400/tekderg.306880
28. Memon, A. V., & Jamsa, S. (2018). Crop water requirement and irrigation scheduling of soybean and tomato crop using CROPWAT 8.0. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 5(9), 669-671.
29. Sadoff, C. W., Borgomeo, E., & Uhlenbrook., S. (2020). Rethinking water for SDG 6. Nature Sustainability, 3, 346-347. https://doi.org/10.1038/s41893-020-0530-9
30. Tülücü, K. (2003). Özel bitkilerin sulanması. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Genel Yayın No: 254, Ders Kitapları Yayın No: A-82, Adana-Türkiye.
31. Yıldırım, O. (2005). Sulama sistemlerinin tasarımı. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları. No: 1565.