Yoğun Sulama Uygulamalarının Taban Suyu Kalitesi ve Derinlikleri Üzerine Olan Zamansal ve Mekansal Etkilerinin Değerlendirilmesi: Akarsu Sulama Birliği Sahası Örneği

Öz

Yoğun sulama uygulamalarının yapıldığı tarımsal havzalarda kimi sorunlar meydana gelebilmektedir. Sulama şebekesindeki ve sulama yönetimindeki eksiklikler, düşük sulama randımanı, ağır toprak bünyesi ve tarla içi drenaj sistemlerinin yetersizliği vb. nedenler topraklarda tuzlanma, drenaj ve taban suyu tuzluluğu sorunlarına neden olmaktadır. Anılan sorunlar, bitkisel üretimi olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenle, zaman ve mekan boyutundaki taban suyu gözlemleri, sürdürülebilir su kaynakları yönetimi için son derece önemli bilgilerin elde edilmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada, geniş bir sulama havzasında taban suyu seviyesi ve taban suyu kalitesinin zaman ve mekan boyutunda değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Araştırma, Türkiye’nin güneyinde Aşağı Seyhan Ovası’nda (ASO) yer alan, Akarsu Sulama Birliği (ASB) sahasında yürütülmüştür. Araştırma alanı, 60 yıldan bu yana sulanmaktadır. Sulama şebekesi, üreticilerin gece ve gündüz sulama uygulamalarını sürekli yapabilmeleri için “devamlı akış yöntemi”ne göre işletilmektedir. Taban suyu derinliği ve taban suyu kalite gözlemleri 108 adet drenaj gözlem kuyusunda yapılmıştır. Gözlemler, yılda dört farklı dönemde (şubat, nisan, temmuz ve ekim aylarında) gerçekleşmiştir. Kış yağışlarının, araştırma alanın üçte birinden fazlasında, aşırı drenaj sorununa neden olduğu ortaya konulmuştur. Akarsu Sulama Birliği sahasının kuzey kesimlerinde, taban suyu derinliğinin kritik seviyelerde (< 1 m) olduğu tespit edilmiştir. Taban suyu tuzluluğu alansal ortalamaları, kritik değer olan 5 dS m-1 ile karşılaştırıldığında oldukça düşük bulunmuştur. Bununla birlikte, ortalama taban suyu tuzluluğu kış aylarında yağışların seyreltme etkisi nedeniyle en düşük değere ulaşmıştır. Alanın %15-26’sında, kış ayı hariç yıl boyunca her zaman taban suyu tuzluluğu >5 dS m-1 değerlerini almıştır. Taban suyundaki toplam çözünmüş tuzlar (TDS), sulama mevsiminin sonunda en yüksek seviyeye ulaşmıştır. Alansal ortalama taban suyu alkaliliği (Sodyum Adsorpsiyon Oranı-SAR), eşik SAR değerinin altında (SAR<13) bulunmuştur. Araştırma alanındaki yetiştiricilerin yoğun şekilde sulamalarını gündüz yapmalarından dolayı fazla sulama suyu gece boyunca drenaj kanallarına tahliye olmaktadır. Şebeke alanındaki sulama yönetiminden sorumlu yetkililerin, gece sulama uygulamalarını teşvik etmeleri; hakim yüzey sulama yöntemleri yerine, sulama suyundan tasarruf sağlayan yağmurlama ve düşük basınçlı damla sulama yöntemlerini yaygınlaştırmaya yönelik faaliyetlere ağırlık vermeleri önerilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Sulama Randımanı,
• Sulama Yönetimi
• Toplam çözünmüş tuz
• Taban suyu alkaliliği

Evaluation of Spati-Temporal Effects of Intense Irrigation Practices on Groundwater Quality and Depths: A Case Study in the Akarsu Irrigation District Area

Öz

Some site specific problems may arise in agricultural catchments where irrigation practices are intensive. Some causes such as shortcomings in irrigation water management, low irrigation efficiencies, heavy soil texture, insufficiencies in field drainage systems, etc. mostly result in problems of salinity in soil profile, waterlogging and groundwater salinity. Those problems negatively affect crop yield. In turn, drainage observations in space and time provide important information for sustainable water resources management. In this study, it is aimed at evaluating spatio-temporal characteristics in quality and quantity of groundwater in a large irrigation district area. In line with the objective, the study was conducted in the Akarsu Irrigation District (AID) area of the Lower Seyhan Plain (LSP), located in the south of Turkey. Irrigation has been practiced in the study area for more than 60-year. Irrigation scheme has been managed by adopting continuous flow regime so as to ensure continuous water supply for the growers at night and during the day. In this research, groundwater depth and groundwater quality data were collected from 108 drainage observation wells. Observations in each well were made four times a year, i.e. in February, April, July and October. It was figured out that severe drainage problems occurred in more than one-third of study area due to heavy winter rains. It was determined that depth of the groundwater was less than the critical levels (<1 m) in the northern parts of Akarsu command area. On the other hand, areal averages of groundwater salinity were found to be quite low compared to the critical value of 5 dS m-1. However, the average groundwater salinity reached at its lowest value in cool season, due to the dilution effect of rainfall in winter. Groundwater salinity was determined to be >5 dS m-1 in the 15 to 26 % of the area throughout the year, except winter season. Total dissolved solid (TDS) in the groundwater body were found to be the highest at the end of the irrigation season, i.e. in October. Areal average of excess sodium, i.e Sodium Adsorption Ratio (SAR), in groundwater system was found to be less than the threshold SAR value of 13. Excessive irrigation water is discharged into the drainage channels during the night because the growers in the study area irrigate intensely during the day. Authorities in charge of irrigation management in the area are supposed to encourage irrigators to get used to nocturnal irrigation practices. Additionally, it was recommended that more effort be made in order to extend areas where sprinkler or low pressure drip irrigation systems are practiced instead of surface irrigation methods.

Anahtar Kelimeler

• Irrıgation efficiency
• Total dissolved solid
• Groundwater alkalinity
• Irrigation management

Kaynakça

1. Amezketa, E. (2006). An integrated methodology for assessing soil salinization, a pre-condition for land desertification. Journal of Arid Environments 67: 594–606.
2. Aragues, R., Urdanoz, V., Çetin, M., Kirda, C., Daghari, H., Ltifi, W., Lahlou, M., Douaik, A. (2011). Soil salinity related to physical soil characteristics and irrigation management in four Mediterranean irrigation districts. Agric. Water Manage. 98: 959–966.
3. Büyükcangaz, H., Değirmenci, H. (2002). Drenaj sularının sulamada yeniden kullanılması. Su Havzalarında Toprak ve Su Kaynaklarının Korunması, Geliştirilmesi ve Yönetimi Sempozyumu, 18-20 Eylül 2002, Antakya, s. 614–617.
4. Cemek, B., Guler, M., Arslan, H. (2006). Determination of salinity distribution using GIS in Bafra plain right land irrigated area. Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Derg. 37: 63-72.
5. Cetin, M. (2020). Agricultural Water Use. In: N. B. Harmancioglu, D. Altinbilek (eds.), Water Resources of Turkey, Chapter 9, World Water Resources, Vol. 2, https://doi.org/10.1007/978-3-030-11729-0_9, Springer Nature Switzerland AG 2020, ISBN 978-3-030-11728-3, pp. 257-302.
6. Cetin, M., Diker, K. (2003). Assessing drainage problem areas by GIS: A case study in the Eastern Mediterranean Region of Turkey. Irrigation and Drainage 52: 343–353.
7. Cetin, M., Kirda, C. 2003. Spatial and temporal changes of soil salinity in a cotton field irrigated with low-quality water. Journal of Hydrology 272: 238–249.
8. Çetin, M., Kırda, C., Efe, H., Topçu, S. (2007). Aşağı Seyhan Ovası’nda taban suyu derinliği sulama ilişkilerinin coğrafi bilgi sistemi ile irdelenmesi (in Turkish). V. Ulusal Hidroloji Kongresi Bildiriler Kitabı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 5–7 Eylül 2007, Ankara, Sayfa, pp. 419-428.

9. Çetin, M., Özcan, H. (1999). Problems encountered in the irrigated and non-irrigated areas of the Lower Seyhan Plain and recommendations for solution: A case study. (Turkish with English Abstract) Tr. J. of Agriculture and Forestry 23(1): 207–217.
10. Çölaşan, U. E. (1970). Türkiye İklim Klavuzu. Ongun Kardeşler Matbaası, (Turkish) Ankara.
11. Demir, N., Antepli, N. (2004). Aşağı Seyhan Ovası sulaması taban suyu ve tuzluluk problemleri değerlendirme çalışması. Sulana Alanlarda Tuzluluk Yönetimi Sempozyumu, 20–21 Mayıs 2004, DSİ Genel Müdürlüğü, Ankara.
12. Dinç, U., Sarı, M., Şenol, S., Kapur, S., Sayın, M., Derici, M., Çavuşgil, V., Gök, M., Aydın, M., Ekinci, H., Ağca, N., Schlichting, E. (1995). Çukurova Bölgesi Toprakları. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi yardımcı ders kitabı, No:26, (Turkish) Adana.
13. DSİ (1982). ASO IV. Merhale Projesi Planlama Drenaj Raporu, Ankara.
14. FAO (2001). Drainage and sustainability. IPTRID Issues Paper No. 3, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy.
15. FAO (2002). Crops and drops: Making the best use of water for agriculture, food and agriculture organization of the United Nations. Rome, Italy.
16. Gündoğdu, K. S. (2004). Sulama proje alanlarındaki taban suyu derinliğinin jeoistatistiksel yöntemlerle değerlendirilmesi. Uludağ Ü. Ziraat Fak. Der. 18(2): 85–95.
17. İstanbulluoğlu, A., Konukcu, F., Kocaman, İ. (2006). Development of water resources and agricultural practices under irrigation in Thrace Region: Analysis of existing data for the solution of problems. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi- Journal of Tekirdag Agricultural Faculty 3(2): 139-152.
18. Kaman, H., Çetin, M., Kirda, C. (2011). Effects of Lower Seyhan Plain irrigation on groundwater depth and salinity. Journal of Food, Agriculture & Environment 9(1): 648-652.
19. Konak, C., Yılmaz, R., Arabacı, O. (1999). Salt tolerance in Aegean Region’s wheats. (Turkish with English Abstract) Tr. J. of Agr. and For. 23(5): 1223–1229.
20. Konukcu, F., Akbuğa, R. (2006). Impact of shallow and saline water tables on the Soil’s Water and Salt Balance of Konya-Cumra District under Irrigation. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi- Journal of Tekirdag Agricultural Faculty 3(2): 105-117.
21. Lamsal, K., Paudyal, G. N., Saeed, M. (1999). Model for assessing impact of salinity on soil water availability and crop yield. Agr. Water Manage. 41: 57–70.
22. Said, A. A., Yurtal, R., Cetin, M., Golpinar, M. S. (2021). Evaluation of some groundwater quality parameters using geostatistics in the urban coastal aquifer of Bosaso plain, Somalia. Journal of Agricultural Sciences 27(1): 88-97.
23. Szabolcs, I. (1989). Salt-affected soils. CRC Press, Inc. Boca Raton, Fla., p. 274.
24. Thales, (2005). Magellan explorist 600 reference manual. Thales S. A., USA, pp. 123.