Mr.Muhendis
03.07.2010, 10:09
Sulama projelerinde, toprak kaynaklarının sulamaya uygunluk dereceleri kadar su kaynağının da sulama için uygunluk derecesi oldukça önemli bir etken olmaktadır. Çünkü sulama projesinde sağlanacak yarar ve projenin ömrü suyun kalitesi etkenine bağlı bulunmaktadır.
Sulama sularının yıllarca kullanılmaları sonucu kapsamındaki tuzlar nedeniyle toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerine arzu edilmeyen etkide bulundukları ve bunun sonucu olarak da projeden beklenen yararların sağlanmadığı ve proje ömrünün beklenilenden çok kısa olduğu yapılan bilimsel inceleme ve gözlemler sonucunda ortaya çıkmış bulunmaktadır.
Su ve toprak kaynaklarının geliştirilmesi için meydana getirilen sulama projelerinin başarılı bir biçimde işletilmesi ve uzun ömürlü olması sadece tarım arazilerinin sulama suyunun sağlanması değil bunun yanında tuzluluğun ve sodyum durumunun kontrol edilmesine bağlı bulunmaktadır.
Proje alanındaki tarım arazilerinin tuzluluk ve sodyum durumunun kontrolü ise en az uygulanan sulama yöntemleri ve arazilerin drenaj durumları kadar sulama suyunun kalitesi ile ilgili bulunmaktadır. Örneğin, başlangıçlarda tuzlu olan topraklarda meydana getirilen sulama projelerinde yeter miktarda su sağlanmasının yanında aynı zamanda zaten fazla olan tuzların topraktan uzaklaştırılmasına ve bazı hallerde de kimyasal ıslah maddelerinin kullanılmasına gereksinme duyulabilir. Bunun aksine toprak başlangıçta fazla miktarda tuz bulunmayan topraklar, uygun biçimde uygulanmayan sulama ve toprak işleme yöntemleri veya uygun olmayan drenaj koşulları nedeniyle zamanla arzu edilmeyen fazla miktarda tuz veya sodyumun birikmesi suretiyle giderek devamlı verimsiz hale gelerek kullanılmayacak bir biçime dönüşebilir.
Yukarıda açıklanan nedenlerle başarılı bir sulu tarımın sürekliliğini sağlamada toprak, tuzluluk ve sodyum durumuyla ilgili olarak bazı temel prensipleri göz önünde bulundurmak ve bunları uygulamak zorunluluğu bulunmaktadır. Bu temel prensipler aşağıda maddeler halinde ana çizgiler içerisinde açıklamışlardır.
Bitkilerin gelişmeleri,yetiştikleri toprak eriyiğinin ozmotik basıncı ile toprak taneleri rutubet tansiyonun toplamından oluşan toplam rutubet geriliminin bir fonksiyonudur.
Bu temel prensip oldukça önemli bir unsurdur. Bilindiği gibi toprak eriyiğinin ozmotik basıncı, eriyik içerisinde bulunan tuz miktarı ile doğru orantılıdır. Bu nedenle ozmotik basıncın düşük tutulması istendiği hallerde toprak eriyiğinde bulunan tuzların yıkama yapılarak dışarıya atılması zorunluluğu bulunmaktadır. Toprak tanelerinin rutubet tansiyonu ise toprağı oluşturan kum, silt ve kil tanelerinin etrafında bir film halinde bulunan suyun taneler etrafından tutulma gücüdür.
Bitki kök bölgesi derinliğinde toprak rutubet tansiyonunun düşük tutulması ancak doğal yağışlarla ve sulama yöntemlerine bağlı bulunmaktadır. Diğer bir değişle bunu, yapılacak sulamalar ile kontrol altına alma olanağı vardır.
Böylece ozmotik basınç ve rutubet tansiyonunda oluşan toplam toprak rutubet gerilimi değeri, yukarıda açıklanan yıkama ve sulama işlemleri ile bitkilerin normal olarak gelişmelerini sağlayacak biçimde tutulmak suretiyle arzu edilen en iyi bitki gelişmesi sağlanabilir.
İkinci temel prensip ise toprak içerisinde suyun doymuş ve doymamış
koşullar altında Darcy kanununa göre hareket etmesidir. Bilindiği gibi bu kanun, toprak içerisinde hareket eden suyun akım hızının hidrolik eğimle doğru orantılı olduğunu ve akım yönünün hidrolik yükteki en fazla azalmanın meydana geldiği yönde olduğunu açıklamaktadır. Kısaca formüle edilmesi halinde:
h
v = k . i = k .
L
v = suyun akım hızı (m/h)
k = hidrolik geçirgenlik
i = hidrolik eğim
h = hidrolik yük (m)
L = söz konusu noktalar arasındaki yatay mesafe (m) değerlerini göstermektedir.
Bu prensip, yer altı su kaynağının ve ekim yönünün belirlenmesinde ve özellikle tarım arazilerindeki drenaj sorunlarının çözümlenmesinde oldukça yarayışlıdır.
Üçüncü temel prensip, eriyebilir tuzların toprak içerisinde üniversal çözücü olarak bilinen su ile bir taraftan diğer tarafa iletilmesidir. Tarımsal amaçla kullanılan arazilerde tuzluluğun kontrol edilmesinde önemli olan etkenlerden biri olduğu belirgin bir biçimde görülmektedir. Toprak içerisinde tuzun hareketi ancak su vasıtasıyla olmaktadır. Arazilerin sulanmasında kullanılan suyun hareketinin kontrol edilmesi halinde toprak tuzluluğu da kontrol edilmiş olacaktır.
Toprak eriyiğindeki eriyebilir tuzların konsantrasyonu, topraktan buharlaşma ve bitkilerden transpirasyon suretiyle toprak suyunun tüketilmesiyle fazlalaşır. Bilindiği gibi gerek buharlaşma ve gerekse terleme suretiyle topraktan kaybolan su damıtık su olarak uzaklaşmaktadır. Geriye sulama suyunun içerisinde bulunan tuzlar kalacağından toprak eriyiğinin konsantrasyonu gerekli önlem alınmadıkça fazlalaşacaktır. Buharlaşma ve terleme sonucu topraktan atmosfere suyun geçmesi suretiyle toprak yüzeyi kuruyacak ve alt katmanlardan su ve tuz yukarıya doğru hareket edecektir. Yukarıya doğru olan bu hareket sonucunda da özellikle yer altı suyunun tuzlu ve toprak yüzeyine yakın olması halinde genellikle toprakların tuzlulaşması sorunu ortaya çıkacaktır.
Bitkilerin yetiştiği toprak kök bölgesi derinliğinde tuzların azalması veya çoğalması, sulama suyu ve diğer kaynaklarla toprağa giren toplam tuz miktarının az veya çok olmasına bağlıdır. Bu prensip giderek topraklarda tuz dengesi denilen oldukça önemli bir sorunu açıklamaktadır. Topraktaki tuz dengesi, yukarıdaki açıklamadan da anlaşılacağı gibi sulama suyunun kalitesi ve miktarına olduğu kadar yapılacak yıkama işlemine ve meydana getirilecek drenajın yeterlilik ve etkinliğine bağlıdır. Toprağa giren tuzların çıkan tuzlardan fazla olması kök bölgesinde tuz miktarının artmasına aksi de azalmasına neden olur.
Toprak eriyiğinde bulunan katyonlar ile toprak tanelerince adsorbe edilen katyonlar arasında denge reaksiyonları meydana gelmektedir. Bu prensip tuzlu toprakların ıslah edilerek tarımda kullanılma olanaklarının yaratılmasında oldukça yarayışlıdır. Örneğin, toprakların değişebilir katyon durumunu değiştirmek için kullanılacak ıslah maddelerinin seçimi tamamen bu denge reaksiyonlarına bağlıdır. Toprak komplekslerince fazla miktarda sodyumun adsorpsiyonu toprakların fiziksel özelliklerinin bozulmasına ve bitkiler için de toksik etkilerin doğmasına neden olur.
Son prensip ise toprak tanelerinin kümelenmeleri veya kümelerin dağılması toprağın değişebilir katyon durumuna ve toprak eriyiğinin iyon konsantrasyonuna bağlı olduğudur. Toprak tanelerinin kümelenmesi olayına flokülasyon, ve kümelerin dağılması olayına da dispersiyon denilmektedir. Flokülasyon daima arzu edilen bir özellik, dispersiyon ise arzu edilmeyen bir özelliktir. Genellikle fazla iyon konsantrasyonu nedeniyle tuzlu olan topraklar floküle haldedir ve suyu geçirme özellikleri iyidir. Bu tuzların yıkanması halinde disperse olarak suyu geçirmeyen bir özellik gösterirler.
Kaynak : Adnan SÜLLÜ Ziraat Mühendisi
Sulama sularının yıllarca kullanılmaları sonucu kapsamındaki tuzlar nedeniyle toprakların fiziksel ve kimyasal özelliklerine arzu edilmeyen etkide bulundukları ve bunun sonucu olarak da projeden beklenen yararların sağlanmadığı ve proje ömrünün beklenilenden çok kısa olduğu yapılan bilimsel inceleme ve gözlemler sonucunda ortaya çıkmış bulunmaktadır.
Su ve toprak kaynaklarının geliştirilmesi için meydana getirilen sulama projelerinin başarılı bir biçimde işletilmesi ve uzun ömürlü olması sadece tarım arazilerinin sulama suyunun sağlanması değil bunun yanında tuzluluğun ve sodyum durumunun kontrol edilmesine bağlı bulunmaktadır.
Proje alanındaki tarım arazilerinin tuzluluk ve sodyum durumunun kontrolü ise en az uygulanan sulama yöntemleri ve arazilerin drenaj durumları kadar sulama suyunun kalitesi ile ilgili bulunmaktadır. Örneğin, başlangıçlarda tuzlu olan topraklarda meydana getirilen sulama projelerinde yeter miktarda su sağlanmasının yanında aynı zamanda zaten fazla olan tuzların topraktan uzaklaştırılmasına ve bazı hallerde de kimyasal ıslah maddelerinin kullanılmasına gereksinme duyulabilir. Bunun aksine toprak başlangıçta fazla miktarda tuz bulunmayan topraklar, uygun biçimde uygulanmayan sulama ve toprak işleme yöntemleri veya uygun olmayan drenaj koşulları nedeniyle zamanla arzu edilmeyen fazla miktarda tuz veya sodyumun birikmesi suretiyle giderek devamlı verimsiz hale gelerek kullanılmayacak bir biçime dönüşebilir.
Yukarıda açıklanan nedenlerle başarılı bir sulu tarımın sürekliliğini sağlamada toprak, tuzluluk ve sodyum durumuyla ilgili olarak bazı temel prensipleri göz önünde bulundurmak ve bunları uygulamak zorunluluğu bulunmaktadır. Bu temel prensipler aşağıda maddeler halinde ana çizgiler içerisinde açıklamışlardır.
Bitkilerin gelişmeleri,yetiştikleri toprak eriyiğinin ozmotik basıncı ile toprak taneleri rutubet tansiyonun toplamından oluşan toplam rutubet geriliminin bir fonksiyonudur.
Bu temel prensip oldukça önemli bir unsurdur. Bilindiği gibi toprak eriyiğinin ozmotik basıncı, eriyik içerisinde bulunan tuz miktarı ile doğru orantılıdır. Bu nedenle ozmotik basıncın düşük tutulması istendiği hallerde toprak eriyiğinde bulunan tuzların yıkama yapılarak dışarıya atılması zorunluluğu bulunmaktadır. Toprak tanelerinin rutubet tansiyonu ise toprağı oluşturan kum, silt ve kil tanelerinin etrafında bir film halinde bulunan suyun taneler etrafından tutulma gücüdür.
Bitki kök bölgesi derinliğinde toprak rutubet tansiyonunun düşük tutulması ancak doğal yağışlarla ve sulama yöntemlerine bağlı bulunmaktadır. Diğer bir değişle bunu, yapılacak sulamalar ile kontrol altına alma olanağı vardır.
Böylece ozmotik basınç ve rutubet tansiyonunda oluşan toplam toprak rutubet gerilimi değeri, yukarıda açıklanan yıkama ve sulama işlemleri ile bitkilerin normal olarak gelişmelerini sağlayacak biçimde tutulmak suretiyle arzu edilen en iyi bitki gelişmesi sağlanabilir.
İkinci temel prensip ise toprak içerisinde suyun doymuş ve doymamış
koşullar altında Darcy kanununa göre hareket etmesidir. Bilindiği gibi bu kanun, toprak içerisinde hareket eden suyun akım hızının hidrolik eğimle doğru orantılı olduğunu ve akım yönünün hidrolik yükteki en fazla azalmanın meydana geldiği yönde olduğunu açıklamaktadır. Kısaca formüle edilmesi halinde:
h
v = k . i = k .
L
v = suyun akım hızı (m/h)
k = hidrolik geçirgenlik
i = hidrolik eğim
h = hidrolik yük (m)
L = söz konusu noktalar arasındaki yatay mesafe (m) değerlerini göstermektedir.
Bu prensip, yer altı su kaynağının ve ekim yönünün belirlenmesinde ve özellikle tarım arazilerindeki drenaj sorunlarının çözümlenmesinde oldukça yarayışlıdır.
Üçüncü temel prensip, eriyebilir tuzların toprak içerisinde üniversal çözücü olarak bilinen su ile bir taraftan diğer tarafa iletilmesidir. Tarımsal amaçla kullanılan arazilerde tuzluluğun kontrol edilmesinde önemli olan etkenlerden biri olduğu belirgin bir biçimde görülmektedir. Toprak içerisinde tuzun hareketi ancak su vasıtasıyla olmaktadır. Arazilerin sulanmasında kullanılan suyun hareketinin kontrol edilmesi halinde toprak tuzluluğu da kontrol edilmiş olacaktır.
Toprak eriyiğindeki eriyebilir tuzların konsantrasyonu, topraktan buharlaşma ve bitkilerden transpirasyon suretiyle toprak suyunun tüketilmesiyle fazlalaşır. Bilindiği gibi gerek buharlaşma ve gerekse terleme suretiyle topraktan kaybolan su damıtık su olarak uzaklaşmaktadır. Geriye sulama suyunun içerisinde bulunan tuzlar kalacağından toprak eriyiğinin konsantrasyonu gerekli önlem alınmadıkça fazlalaşacaktır. Buharlaşma ve terleme sonucu topraktan atmosfere suyun geçmesi suretiyle toprak yüzeyi kuruyacak ve alt katmanlardan su ve tuz yukarıya doğru hareket edecektir. Yukarıya doğru olan bu hareket sonucunda da özellikle yer altı suyunun tuzlu ve toprak yüzeyine yakın olması halinde genellikle toprakların tuzlulaşması sorunu ortaya çıkacaktır.
Bitkilerin yetiştiği toprak kök bölgesi derinliğinde tuzların azalması veya çoğalması, sulama suyu ve diğer kaynaklarla toprağa giren toplam tuz miktarının az veya çok olmasına bağlıdır. Bu prensip giderek topraklarda tuz dengesi denilen oldukça önemli bir sorunu açıklamaktadır. Topraktaki tuz dengesi, yukarıdaki açıklamadan da anlaşılacağı gibi sulama suyunun kalitesi ve miktarına olduğu kadar yapılacak yıkama işlemine ve meydana getirilecek drenajın yeterlilik ve etkinliğine bağlıdır. Toprağa giren tuzların çıkan tuzlardan fazla olması kök bölgesinde tuz miktarının artmasına aksi de azalmasına neden olur.
Toprak eriyiğinde bulunan katyonlar ile toprak tanelerince adsorbe edilen katyonlar arasında denge reaksiyonları meydana gelmektedir. Bu prensip tuzlu toprakların ıslah edilerek tarımda kullanılma olanaklarının yaratılmasında oldukça yarayışlıdır. Örneğin, toprakların değişebilir katyon durumunu değiştirmek için kullanılacak ıslah maddelerinin seçimi tamamen bu denge reaksiyonlarına bağlıdır. Toprak komplekslerince fazla miktarda sodyumun adsorpsiyonu toprakların fiziksel özelliklerinin bozulmasına ve bitkiler için de toksik etkilerin doğmasına neden olur.
Son prensip ise toprak tanelerinin kümelenmeleri veya kümelerin dağılması toprağın değişebilir katyon durumuna ve toprak eriyiğinin iyon konsantrasyonuna bağlı olduğudur. Toprak tanelerinin kümelenmesi olayına flokülasyon, ve kümelerin dağılması olayına da dispersiyon denilmektedir. Flokülasyon daima arzu edilen bir özellik, dispersiyon ise arzu edilmeyen bir özelliktir. Genellikle fazla iyon konsantrasyonu nedeniyle tuzlu olan topraklar floküle haldedir ve suyu geçirme özellikleri iyidir. Bu tuzların yıkanması halinde disperse olarak suyu geçirmeyen bir özellik gösterirler.
Kaynak : Adnan SÜLLÜ Ziraat Mühendisi