• Sonuç bulunamadı

İnfiltrasyon Hızını Etkileyen Faktörler

Erie (1962) hidrostatik yükün bazı topraklarda infiltrasyon hızını etkileyen en önemli faktör olduğunu belirtmiştir. Parlange (1972) toprak üzerindeki su yüksekliklerinin toprağın başlangıç nem içeriğine bağlı olarak infiltrasyon hızını etkilediğini belirtmiştir. Neticede başlangıç nem içeriğinin yüksek olması halinde toprak üzerinde göllendirilen su yüksekliğinin de infiltrasyon üzerine etkisi o derece fazladır. Diğer taraftan yağış veya yağmurlama esnasında toprak yüzeyinde oluşan kabuk tabakasının da infiltrasyon hızında ciddi düşmelere ve neticede yüzey akışına neden olduğu bildirilmiştir (Erşahin ve ark., 1991).

Agassi ve ark (1981) ise yağış esnasında infiltrasyon hızının azalmasının yüzeyde oluşan kabuk tabakasının bir fonksiyonu olduğunu, buna ise; (1) Yağmur damlacıklarının düşmeleri sonucu toprak agregatlarının fiziksel dispersiyonu, (2) Toprağın değişebilir yüzde sodyum (ESP) değeri ve yağmur veya yağmurlama suyunun elektrolit konsantrasyonuna bağlı olan kimyasal dispersiyonuna bağlı olduğunu belirtmişlerdir.

Toprağın başlangıç su kapsamı infiltrasyon hızını etkileyen başlıca faktörlerden birisidir (Kırda ve Sariyev, 2002). Bodman ve Colman (1944) yaptıkları laboratuvar denemelerinde, infiltrasyon hızındaki azalmaların infiltrasyon süresince su potansiyelindeki düşüşün bir sonucu olduğunu göstermişlerdir.

Toprak strüktürü ve topraktaki yapısal gözeneklerin (kök kanalı, solucan kanalı, diğer kanalcıklar, vs.) yapısı ve özelliklerinin infiltrasyona etkisi yapılan çalışmalarla ortaya konmuştur. Smith (1999) toprak strüktür tiplerinin infiltrasyon sürecine etkilerini ayrıntılı olarak incelemiş, buna göre de toprağın gözenek durumu ve tekstürünün infiltrasyonu tanımlamak için yeterli olmadığını, toprak strüktürü ile nem içeriğinin de gerekli olduğunu belirlemiştir.

Topraktaki kanallar ve bunların homojenitesinin infiltrasyona etkisi üzeride yapılan bir başka çalışmada ise toprağın içermekte olduğu kanalcıkların devamlılığı ve çaplarının, infiltrasyonu önemli derecede etkilediği belirtilmiştir (Keith, 1986). Bunun tersine, sodyumca zengin olan topraklarda, sodyum iyonlarının toprağın dispersiyonuna sebep olmasından dolayı ve dolayısıyla toprak strüktürü üzerine olumsuz etkisi nedeniyle bu topraklarda suyun infiltrasyonu yavaştır. Organik maddece zengin topraklarda ise, organik maddenin toprağın fiziksel özeliklerine olan olumlu etkileri nedeniyle suyun infiltrasyonu hızlıdır (Hawkes, 1980).

Toprak yüzeyindeki suyun toprağa geçişine (infiltrasyon) ve profil içindeki hareketine engel olan faktörler genellikle toprak yüzeyinde oluşan faktörler olmasına rağmen, bunlar toprak profilinin farklı derinliklerinde de oluşabilir (Schwab ve ark., 1993; Singer ve Oster, 1984).

Bir profildeki toprak katmanlarının (horizonlarının) infiltrasyon kapasitesi ise, katmandaki toprağın yapısına, bünyesine, hacim ağırlığına, mineralojisine, kimyasına ve katmanın nasıl oluştuğuna bağlıdır (Trout ve ark., 1992). Öte yandan düşük infiltrasyon kapasitesi, süreklilik göstermeyen büyük gözeneklerin noksanlığından ve büyük gözenekleri tıkayan ince toprak parçacıklarının ortamda olmasından kaynaklanmaktadır (Trout ve ark., 1992).

Büyük gözenekler ise toprak işleme, alet tekerleği ile sıkıştırma, su damlasının hidrolik etkisi, yüzey akışın kesme kuvvet etkisi, yüklenmiş toprak zerreleri arasındaki kimyasal kuvvetlerin etkisi, zayıflamış toprak parçacık bağları üzerindeki yerçekimi kuvveti etkisi gibi faktörler aracılığı ile ortadan kaldırılır (Trout ve ark., 1992). İnfiltrasyon hızını etkileyen önemli unsurlardan bazıları; toprağın ve toprak yüzeyini kaplayıcıların fiziksel karakteristikleri, killerin şişme durumu, arazi eğimi, toprak su içeriği, kaymak tabakası varlığı ve özellikleri, toprak işleme yöntemi, don durumu, nem seviyesi farkı, profilin katmanlılık durumu, toprak yüzeyinin sırlanma durumu, su sıcaklığı ve yağmur şiddetidir (Hillel, 1982b).

Flocker ve ark (1958) kumlu tın bünyeli bir tarla üzerinde, traktör ve yüklü jip ile operasyonlar sonucu tarla yüzey toprağının hacim ağırlığını 1.22‟den 1.58 g/cm3‟e

arttırma ile meydana getirdikleri toprak sıkışmasının, infiltrasyon oranını düşürdüğünü bulmuşlardır. Benzer olarak, Gumbs ve Warkentin (1972) şişen kil toprak örneklerini kolonlar halinde paketleyerek infiltrasyon ölçümleri yapmışlar, hacim ağırlığındaki küçük artışların su hareketi oranında göze çarpan derecede azalmalara neden olduğunu vurgulamışlardır. Ayrıca, Meek ve ark (1992) kumlu tın bünyeye sahip bir tarlada, hacim ağırlığının 1.6‟dan 1.8 g/cm3‟e yükselmesinin, infiltrasyon oranını %54

azalttığını ifade etmişlerdir. Özet olarak, arazi üzerine uygulanan trafik, hayvan otlatma, bitki kökleri, toprak yönetimi, toprak işleme vb. faaliyetler sonucu yüzey toprağı sıkışır, hacim ağırlığı artar, infiltrasyon azalır (Radcliffe ve ark., 1988; Hillel, 1982b, Meek ve ark., 1992; Dao, 1993). Bu olaylar silsilesi, işlenen bir toprakta mevsimsel olarak da bir değişim içersindedir

Reynolds (2000) doygun hidrolik iletkenliğin (Ks) tahmininde tansiyon infiltrometre

(TI), basınç infiltrometre (PI) ve toprak kabuk (SC) yöntemlerini kullanmış ve bu yöntemleri kumlu tınlı, killi tınlı olmak üzere iki farklı tekstür ve geleneksel toprak işleme, sıfır toprak işleme ve doğal bitki örtüsü altındaki toprak yönetimlerinde karşılaştırmıştır. Çalışmada TI metodu akışı sınırlayan faktörlerden dolayı Ks değerini

diğer iki metoda göre beklenilenin altında belirlerken, SC metodu ise toprak tekstürü önemsenmeden sıfır ve doğal vejetasyon uygulamalarında Ks değeri için TI metoduna

göre daha yüksek değer vermiştir. Ks değerindeki bu artış çatlaklar, kök kanalları ve

solucan kanalları yoluyla olan akışa bağlanmıştır. PI metodunun ise killi tınlı toprakta geleneksel işleme ve sıfır toprak işleme (no-till) uygulamalarında istenilen sonucu vermediği görülmüştür.

Waduwawate ve ark (2004) Kanada‟da eğimli yüzeylerde toprak hidrolik özelliklerinin belirlenmesinde tansiyon ve çift silindirli infiltrometre kullanımı üzerine çalışma yapmışlardır. Toprak yüzeyi 0,7,15 ve 20 eğime tabi tutulmuş ve her bir uygulama için - 3,-6,-10,-13 ve -22 cm su yükünde tansiyon ve çift silindirli infiltrometreleri kullanılmış ve sabit-durum infiltrasyon hızı, doygun hidrolik iletkenlik, su yükünün bir fonksiyonu olan doymamış hidrolik iletkenlik, makroskopik kapillar uzunluğu ve makro-mezo gözeneklilik değişkenlerini farklı toprak yüzeyleri için karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda değişkenlerin düz ve eğimli yüzeylerde p<0,05 önemli derecede farklı olmadığını bildirmişlerdir. Ayrıca çalışma %20 den yukarı eğimlerde toprak hidrolik özelliklerinin belirlenmesinde tansiyon ve çift silindirli infiltrometrelerin kullanımını önermektedir.

Watson ve ark. (1986), küçük bir ormanlık alanda tansiyon infiltrometresini kullanarak makrogözenekliliği tahmin etmişlerdir. Bu amaçla; 3, 6 ve 15 cm basınçta göl akış koşullarında üç farklı infiltrasyon ölçümleri yapılmıştır. Ölçümler sonucunda 0 dan 3 cm‟e basınçta infiltrasyonda büyük azalış görülmesinin nedenini olarak doymuş akış koşullarında büyük gözeneklerin varlığına bağlamışlardır. 0-3 cm basınçta toprak %4 nem içeriğinde gözenek çapı>0,05 µm iken 6-15 cm basınçta nem içeriği %26 gözeneklerin çapı ise 0,01-0,025 µm olarak ölçülmüştür.

Elliott ve Efetha (1999), Kanada yapılan çalışmada %6 dan 30 a kadar eğimli yüzeylerde geleneksel ve no-till uygulamaların varlığında infiltrasyon hızını belirlemişlerdir. Joel ve Messing (2000) tansiyon infiltrometrelerini kullanarak eğimli alanlarda doymuş koşullarda hidrolik iletkenliği belirlenmesi üzerine çalışmışlardır.

Ankeny (1990), gözeneklerin yapısına işleme ve tekerlek trafiği etkisini belirlemek amacıyla yeni yöntemler geliştirmişlerdir. İnfiltrasyon ölçümleri sıfır ve çizel

sistemlerinin uygulandığı alanda belirlenen trafik ve trafiksiz kısımların merkezinde 0,- 30,-60 ve -150 cm toprak suyu yükünde yapılmıştır. Tekerlek trafiği ve işleme infiltrasyonda iki önemli faktördür. Tekerlek trafiği tüm basınçlarda her iki uygulamanın yapıldığı alanda da infiltrasyonu azaltmıştır. Yükün azalması ile, etkileşim halinde olan gözeneklerin büyüklüğü ve sayısını azalttğı için infiltrasyonu azaltmıştır. Büyük gözeneklerin sayısı trafiğin olmadığı alanlarda trafiğin olduğu alanlardan nispi olarak daha fazladır. En yüksek infiltrasyon hızının geleneksel işleme-trafiksiz alan, sıfır-trafiksiz alan ve geleneksel işleme-trafiksiz alanda olduğu görülmüştür. Çalışmada, işleme-tekerlek trafiği-basınç arasındaki etkileşime vurgu yapılmıştır.

Ankeny (1995), geleneksel ve sıfır toprak işleme sistemlerinde ekimden sonra infiltrasyon hızına tekerleğin etkisi belirlemeye çalışmışlardır. Tekerlek trafiğinin infiltrasyon hızını etkilediği görülmüştür. İnfiltrasyon ölçümleri tansiyon infiltrometresi ile alınmış ve tekerlek etkisi, doygun ve doymamış infiltrasyon hızlarında önemli derecede azaltıcı etkide bulunmuştur. Geleneksel işleme yapılan siltli killi tın toprakta infiltrasyon hızının %95den %55 e düştüğü gözlenmiştir. Geleneksel işleme yapılan alandaki toprakta, tekerlek trafiği toprakta bitkileri sıkıştırmış ve işleme ile yaratılan gözenekler ve kanalları yok etmiştir. Bu da kullanılan sistemler arasında infiltrasyon oranındaki farklılığın azalmasına neden olmuştur.

Benzer Belgeler