Hydrogeological and Hydrogeochemical Evaluation of Urban Wetlands for Sustainable Cities: A case study from İzmir

Öz

Urban wetlands, called green sponges, are key elements of sustainable blue-green infrastructure that contribute to climate change adaptation. In smart water management, which is the most important step in smart cities, natural or artificial urban wetlands regulate the water regime of the region where they are located, increase the water quality with their natural purification function, cut off the velocity of excess surface water and flood waters with the wetland plants in their body and imprison them. With all these features, they are a living mechanism that provides sustainability and recycling in cities. İzmir province is the 3rd largest city in Turkey and is one of the rare cities in the world that contains two natural urban wetlands. İzmir Bird Paradise (İBP) and İnciraltı-Çakalburnu wetland (İCW) are two natural urban wetlands located in the north and south of İzmir Bay. The İBP is the delta of the Gediz River and is protected under Ramsar Convention. It includes both freshwater ecosystem (maximum electrical conductivity (EC) 4490µS/cm) and saltwater ecosystem (maximum EC 129400µS/cm). The freshwater ecosystem is generally of the "mixed water" type, while the saltwater ecosystem is of the Na-Cl water type. It is a wetland consisting of Çakalburnu lagoon and İzmir Urban Forest in the İCW. As the lagoon interacts with the gulf, it hosts a saltwater ecosystem. The waters in the lagoon are of Na-Cl water type and the maximum EC was measured as 56700µS/cm. Groundwater feeding the lagoon is of Ca-Na-HCO3-Cl water type. Both wetlands are under the threat of the wearisome processes of uncontrolled urbanization and must be protected within protected areas. If they are not protected, they become dried up, polluted and spoiled in search of land for housing, agriculture and industry. Not only because they are natural habitats, but also because their cities are flooded, heat islands and the natural purification of surface waters that come with pollution load are very valuable areas.

Anahtar Kelimeler

• Urban Wetlands
• Hydrogeology
• Hydrogeochemistry
• İzmir
• Gediz
• İnciraltı

Sürdürülebilir Kentler için Kentsel Sulak Alanların Hidrojeolojik ve Hidrojeokimyasal Yönden Değerlendirilmesi: İzmir Kenti Örneği

Öz

Yeşil süngerler olarak isimlendirilen kentsel sulak alanlar, iklim değişikliğine adaptasyona katkıda bulunan sürdürülebilir mavi-yeşil altyapının temel öğeleridir. Akıllı kentlerdeki en önemli basamak olan akıllı su yönetimi içerisinde doğal veya yapay kentsel sulak alanlar bulundukları bölgenin su rejimini düzenler, doğal arıtma işlevi ile su kalitesini arttırır, bünyesindeki sulak alan bitkileri ile fazla olan yüzey suyu ve sel sularının hızlarını kesip bünyelerine hapsederler. Tüm bu özellikleri ile kentlerde sürdürülebilirlik ve geri dönüşüm sağlayan canlı bir mekanizmadırlar. İzmir ili, Türkiye’nin 3. büyük kenti olup bünyesinde iki adet doğal kentsel sulak alan barındıran dünyadaki nadir kentlerden biridir. İzmir Kuş Cenneti(İKC) ve İnciraltı-Çakalburnu sulak alanı(İÇS), İzmir Körfezi’nin kuzey ve güneyinde bulunan iki adet doğal kentsel sulak alandır. İKC, Gediz Nehrinin deltası olup Ramsar Sözleşmesi kapsamında korunmaktadır. Hem tatlı su ekosistemi (maksimum elektriksel iletkenlik(EC) 4490µS/cm) hem de tuzlu su ekosistemini (maksimum EC 129400µS/cm) bünyesinde barındırır. Tatlı su ekosistemi genellikle “karışık su” tipinde olup tuzlu su ekosistemi ise Na-Cl su tipindedir. İÇS’de Çakalburnu lagünü ve İzmir Kent Orman'ından oluşan bir sulak alandır. Lagün, körfez ile etkileşim halinde olduğu için tuzlu su ekosistemini barındırır. Lagünde sular Na-Cl su tipinde olup maksimum EC 56700µS/cm olarak ölçülmüştür. Lagünü besleyen yeraltı suları ise Ca-Na-HCO3-Cl su tipindedir. Her iki sulak alan da kontrolsüz kentleşmenin yıpratıcı süreçlerinin tehdidi altında olup koruma alanları içerinde korunmaları gerekmektedir. Eğer korunmazlarsa konut, tarım ve sanayi için arazi arayışında kurutulur, kirlenir ve bozulurlar. Sırf doğal yaşam alanları oldukları için değil, kentleri sel baskınlarından, ısı adalarından ve kirlilik yükü ile gelen yüzey sularının doğal olarak arıtılmasından ötürü de çok kıymetli alanlardır.

Anahtar Kelimeler

• Kentsel Sulak Alanlar
• Hidrojeoloji
• Hidrojeokimya
• İzmir
• Gediz
• İnciraltı

Kaynakça

1. [1] EU, 2013. COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS Green Infrastructure (GI) — Enhancing Europe’s Natural Capital. /* COM/2013/0249 final */
2. [2] Somay-Altas, M., 2021. Importance of Hydrological and Hydrogeological Studies in Wetlands: Examples from Turkey. In: Jawad L.A. (eds) Southern Iraq's Marshes. Coastal Research Library, vol 36. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-66238-7_8
3. [3] Uluocha, N.O. ve Okeke, I.C. 2004 Implications of Wetland Degradation for Resource Management: Lesson from Nigeria. Geo Journal, 61, 151-154. http://dx.doi.org/10.1007/s10708-004-2868-3
4. [4] USEPA (2006) Environmental Protection Agency of Ground Water and Drinking Water Standards and Risk Management Division. Distribution System Indicators of Drinking Water Quality. Pennsylvania Ave., NW Washington DC.
5. [5] Davidson, N.C., 2014. How much wetland has the world lost? Long-term and recent trends in global wetland area. Mar. Freshw. Res., 65 (2014), p. 934, 10.1071/MF14173
6. [6] Kingsford, R.T., Basset, A., Jackson., L. 2016. Wetlands: conservation's poor cousins: wetland Conservation Aquat. Conserv. Mar. Freshw. Ecosyst., 26 (2016), pp. 892-916, 10.1002/doi: aqc.2709
7. [7] World Bank. 2018. The World Bank Annual Report 2018. Washington, DC: World Bank. © World Bank. https://openknowledge.worldbank.org/handle/10986/30326 License: CC BY-NC-ND 3.0 IGO.
8. [8] COP-13, 2018. 13th Meeting of the Conference of the Parties Report. https://www.ramsar.org/document/cop13-conference-report (Erişim tarihi: 16.02.2022).

9. [9] Somay, M. 2001. Izmir Kus Cenneti’nin Hidrolojisi, Hidrojeolojisi ve Hidrojeokimyasi Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YL Tezi, 126s, İzmir.
10. [10] Somay, M.A., Filiz, S., 2003. Hydrology, hydrogeology and hydrogeochemistry of wetlands: a case study in Izmir Bird Paradise, Turkey. Environ. Geol. 43, 825e835. http://dx.doi.org/10.1007/s00254-002-0697-6.
11. [11] Somay M.A, 2006. Hydrogeology of lower Küçük Menderes River coastal wetland. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 280s, İzmir.
12. [12] Somay M.A, Gemici, U, Filiz, S., 2008. Hydrogeochemical investigation of kücük menderes river coastal wetland, selçuk-Izmir, Turkey. Environ Geol 55:149–164. https://doi.org/10.1007/s00254-007-0972-7
13. [13] Somay, M.A, Gemici, U., 2009. Assessment of the salinization process at the coastal area with hydrogeochemical tools and geographical information systems (GIS): selçuk plain, Izmir, Turkey. Water Air Soil Pollut 201:55e74. https://doi.org/10.1007/s11270-008-9927-1
14. [14] Somay, M.A, Gemici, U., 2015. Aşağı Bakırçay Havzası’nın Hidrojeokimyasal Yönden İrdelenmesi. 68. Türkiye Jeoloji Kurultayı. Özet Bildiri. Sf.176.
15. [15] Somay, M., 2014. Bataklıklardan Sulak Alanlara. İzmir’in Suyu. Yeraltı Su Kaynakları Sempozyumu. Özet Bildiri, İzmir.
16. [16] Atış, İ., 1999. Izmir Kus Cennetindeki Tatli Su Yetersizligi Sorunu ve DSI Calismalari. Izmir Su Kongresi Bildiriler Kitabi, Izmir, sf: 289–295
17. [17] İzmir Büyükşehir Belediyesi, 2022. https://www.izmir.bel.tr/tr/Projeler/izmir-kus-cenneti/1297/4 (Erişim tarihi 24.01.2022)
18. [18] Kaya, M., 2020. Gediz Deltası ve yakın çevresinde zamansal değişimin uzaktan algılama ve CBS ile değişimi: YL Tezi. Marmara Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul.
19. [19] Kaya, Z, 2017. Cakalburnu Dalyani’ni koruyamadik, Kuslar susuz kalacak. https://archive.md/20190817192330/https://www.haberekspres.com.tr/cevre/cakalburnu-dalyani-ni-koruyamadik-kuslar-susuz-kalacak-h100672.html (Erişim tarihi 24.01.2022)
20. [20] Yucel-Gier, G., Kacar, A., Gonul, L.T., Pazi, I., Kucuksezgin, F., Erarslanoglu, N. & Toker, S.K. (2018). Evaluation of the relationship of picoplankton and viruses to environmental variables in a lagoon system (Çakalburnu Lagoon, Turkey). Chemistry and Ecology, 34 (3), 211–228. DOI: 10.1080/02757540.2018.1427230.
21. [21] Omuzbüken, B., Kaçar, A. 2021.,. Assessment of bacteria and archaea levels in Çakalburnu Lagoon (İzmir) sediments by real-time PCR Ege Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 38(2), 147-154. DOI: 10.12714/egejfas.38.2.02
22. [22] Somay-Altas, M.A., 2021. Hydrogeochemical Fingerprints of a mixohaline wetland in the Mediterranean: Güllük coastal wetland system-GCWS (Muğla-Turkey). Turkish J Earth Sci 30: 38-58. doi:10.3906/yer-2005-11
23. [23] Kara, 2019. Agrarian and wetland areas under metropolitan threats: Learning from the case of inciralti, Izmir (Turkey). Applied Ecology and Environmental Research. Volume 17, Issue 6, Pages 15087–15102.Doi:10.15666/aeer/1706_1508715102
24. [24] Howarth, R.W., 2008. Coastal nitrogen pollution: a review of sources and trends globally and regionally. Harmful Algae, 8 (1), pp. 14-20
25. [25] Howarth, R.W.,Billen, G. , Swaney, D. , Townsend, A. , Jaworski, N. , Lajtha, K. , Downing, J.A. , Elmgren, R. , Caraco, N., Jordan, T. , 1996. Nitrogen Cycling in the North Atlantic Ocean and its Watersheds. Springer, pp. 75-139
26. [26] Neumann, M. , Dudgeon, D. , 2002. The impact of agricultural runoff on stream benthos in Hong Kong, China. Water Res., 36 (12) (2002), pp. 3103-3109.
27. [27] Zhao, C. , Zhang, S. , Mao, X. , 2014. Variations of annual load of TN and TP in the deep bay watershed Shenzhen. Environ. Sci., 35 (11) (2014), pp. 4111-4117.
28. [28] Yılmaz, U., Can, E, 2007. Çakalburnu Dalyanı’nın (İzmir Körfezi) Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin İncelenmesi. Türk Sucul Yaşam Dergisi. Yıl: 3-5, Sayı: 5-8, Sf: 628-633.
29. [29] SSKY (Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği), 2008. Resmî Gazete Tarihi: 13.02.2008 Resmî Gazete Sayısı: 26786. https://www.mevzuat.gov.tr/mevzuat?MevzuatNo=7221&MevzuatTur=7&MevzuatTertip=5 (Erişim tarihi: 16.02.2022).
30. [30] Hepsağ, E., 2003. Köyceğiz-Dalyan Lagün havzası su kaynaklarının su kalitesi: Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
31. [31] Erarslanoğlu, N, 2016. Çakalburnu Dalyanı’nda (İzmir Körfezi) Pikoplanktonun Bolluk ve Biyokütlesindeki Aylık Değişimler: YL Tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
32. [32] Hepcan, C., Hepcan, Ş, 2017. Assessing Ecosystem Services of the Inciralti Urban Forest. MEDCOAST2017, Mellieha, Malta.
33. [33] Arık, V.E., 2005. Narlıdere (İzmir) Kıyı Kesiminin Hidrojeolojisi. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YL Tezi, 120s, İzmir.
34. [34] APHA-AWWA-WPCF-3110, 1992. Standard methods for examination of water and waste water, 18th edn. APHA-AWWAWPCF, Washington, DC
35. [35] Calmbach, L., 1997, AquaChem Computer Code Version 3.7.42, Waterloo Hydrogeologic, Waterloo, ON.
36. [36] MGM (Meteoroloji Genel Müdürlüğü), 2022. https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?k=A&m=IZMIR (Erişim tarihi: 20.01.2022).
37. [37] Bölük, E., 2016. Thorntwaite İklim sınıflamasına göre Türkiye iklimi. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Ankara.
38. [38] Uzel, B, Sözbilir, H, Özkaymak, Ç, 2009. Neotectonic Evolution of an Actively Growing Superimposed Basin in Western Anatolia: Th e Inner Bay of İzmir, Turkey. Turkish J. Earth Sci., Vol. 21, 2012, pp. 439–471. Doi: 10.3906/yer-0910-11
39. [39] Biçkici, B, 2011. Kıyı Lagünlerinde Suyun Değişim Süresinin Modellenmesi. YL Tezi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
40. [40] Mahdianpari, M., Granger, J.E., Mohammadimanesh, F., Warren, S., Puestow, T., Salehi, B., Brisco. B., 2021. Smart solutions for smart cities: Urban wetland mapping using very-high resolution satellite imagery and airborne LiDAR data in the City of St. John's, NL, Canada, Journal of Environmental Management, Volume 280, 111676, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111676.