Akarsu kıyı şevleri rehabilitasyon yöntemlerinde yapısal, bitkisel ve biyoteknik (karma) yaklaşımlar

T.C.

TRAKYA ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

AKARSU KIYI ġEVLERĠ REHABĠLĠTASYON YÖNTEMLERĠNDE YAPISAL, BĠTKĠSEL VE BĠYOTEKNĠK (KARMA) YAKLAġIMLAR

Melih MERAL

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ

MĠMARLIK ANABĠLĠM DALI

Tez DanıĢmanı: Yrd. Doç. Dr. Halide Candan ZÜLFĠKAR

T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü onayı

Prof.Dr. Mustafa ÖZCAN Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

Bu tezin Yüksek Lisans tezi olarak gerekli Ģartları sağladığını onaylarım.

Prof.Dr. Hamide Burcu ÖZGÜVEN Anabilim Dalı BaĢkanı

Bu tez tarafımca (tarafımızca) okunmuĢ, kapsamı ve niteliği açısından bir Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiĢtir.

Yrd. Doç. Dr. Halide Candan ZÜLFĠKAR

Tez DanıĢmanı

Bu tez, tarafımızca okunmuĢ, kapsam ve niteliği açısından Mimarlık Anabilim Dalında bir Yüksek Lisans tezi olarak oy birliği ile kabul edilmiĢtir.

Jüri Üyeleri Ġmza

Yrd. Doç. Dr. Halide Candan ZÜLFĠKAR

Yrd. Doç. Dr. Esma MIHLAYANLAR

Yrd. Doç. Dr. Soner YELER

3 T.Ü. FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

MĠMARLIK YÜKSEK LĠSANS PROGRAMI DOĞRULUK BEYANI

Ġlgili tezin akademik ve etik kurallara uygun olarak yazıldığını ve kullanılan tüm literatür bilgilerinin kaynak gösterilerek ilgili tezde yer aldığını beyan ederim.

02/03/2015 Melih MERAL

i Yüksek Lisans Tezi

Melih MERAL

T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Mimarlık Anabilim Dalı

ÖZET

Akarsu kıyıları, kentsel ve kırsal alanlarda ekolojik, estetik, rekreasyonel ve çeĢitli canlı türleri için yaĢam alanı oluĢturma gibi iĢlevleri ile korunması ve onarılması kaçınılmaz alanlardır. Endüstri devrimi ile birlikte çevreye karĢı baskı ve zararlar artmıĢtır. Önceleri çevreye verilen zararın etkileri algılanmasa da zamanla doğadaki yıkımların büyük ölçüde kendini hissettirmesi ile insanları sorunlara karĢı çeĢitli tedbirleri geliĢtirerek uygulanmasını kaçınılmaz kılmıĢtır.

Bu çalıĢmanın amacı, bozulmaya uğramıĢ ya da koruma tedbirleri alınacak akarsu Ģevlerinde akarsu tipi ve bozulma için doğru metodun seçilmesini sağlayacak yöntemler araĢtırılmıĢtır. ÇalıĢmada öncelikle biyomühendislik kavramından ve peyzaj onarımında kullanımından bahsedilmiĢtir. Üçüncü bölümde, yatak tiplerine göre akarsular ve bitki dikim zonları bakımından Ģev bölgeleri hakkında bilgiler verilmiĢtir. Uygulama yapılacak olan Ģevlerde biyoteknik metotların öneminden ve genel olarak yatak ve Ģevlerde meydana gelen bozulmaların sebepleri hakkında bilgi verilmiĢtir. Dördüncü bölümde koruma ve onarım teknikleri yapısal, biyolojik ve karma(biyoteknik) teknikler açıklanmıĢtır. Bu tekniklerin uygulanması, avantaj ve dezavantajları bakımından bilgiler verilmiĢtir. Ayrıca, akarsu Ģevlerinde erozyonunu önlemede uygun metodun seçilmesinde etkili faktörler ve kullanılabilecek bitki türleri ele alınmıĢtır. ÇalıĢma son bölümde akarsu yatak tiplerine göre hangi koruma ve onarım metodunun seçilebileceğini gösterir tablolar ile son bulmaktadır.

Yıl : 2015

Sayfa Sayısı : 132

ii Master's Thesis

Melih MERAL

Trakya University Institute of Natural Sciences Architecture

ABSTRACT

Streambanks are fields that are inevitable to protect and mend with their aesthetic, recrational functions and beacuse of being home diverse species. With the industrial reform, pressure and damage on the environment has increased. Although this damage wasn‟t realized at the beginning, destruction of nature has made itself felt in time and made it inevitable for human to develop and apply certain precautions against these problems.

Purpose of this study is to provide tight choice of method for river types and deterioration on the streambanks that has been damaged or for which protection precautions will be taken. Firstly, in the study, bioengineering concept and its usage in landscape mending was mentioned. In the third part, rivers according to their bed types and slope areas in terms of planting zones were mentioned. Information about the importance of biotechnic methods on slopes where there will be some applications and about the reason of deterioration on beds and slopes has been given. In the fourth part, protection and mending methods has been classed into three groups which are sructural, biological and mixed (biotechnic) under twenty eight titles. Information about application, adventages and disadventages has been given. Making the right choice of efficient factors to protect shore washout and plant types to be used has been mentioned.The study ends with the table that shows which protection and mending method can be chosen according to riverbed types.

Year : 2015

Number of Pages : 132

iii ÖNSÖZ

HazırlamıĢ olduğum bu tezde, öncelikle tez konumun seçilmesinde ve hazırlanmasında yardım ve önerileri ile bana yol gösteren danıĢman hocam Yrd. Doç. Dr. H. Candan ZÜLFĠKAR‟ a, akademik çalıĢma hayatına atılmamda önemli katkıları olan Yrd. Doç. Dr. Kamil MALKOÇLU, ablam Dr. Kadriye ÇEBĠ ve kuzenim Kaan ÖZEL‟ e, çalıĢmamın hazırlanması aĢamasında bana destek olan Yrd. Doç. Dr. Nihat Kamil ANIL‟ a ve tüm mesai arkadaĢlarıma teĢekkürlerimi sunarım.

YapmıĢ olduğum çalıĢmayı, bu günlere gelmemde büyük emekleri olan, baĢta annem ve babam olmak üzere sevgili aileme, çalıĢmalarım sırasında desteğinden ve sabrından dolayı eĢim GülĢah SANCAKTAR MERAL‟ e sonsuz minnet ve teĢekkürlerim ile armağan ediyorum.

iv

ĠÇĠNDEKĠLER

BÖLÜM 2BĠYOMÜHENDĠSLĠK KAVRAMI VE PEYZAJ ONARIMINDA KULLANIMI ... 5

2.1. BĠYOMÜHENDĠSLĠK KAVRAMI ... 6

2.1.1. Terminoloji ... 6

2.1.2. Tarihi ... 7

2.1.3. Biyomühendisliğin Avantaj ve Dezavantajları ... 11

2.1.4. Akarsu ġevlerinde Biyomühendisliğin Temel Prensipleri ... 12

2.2. PEYZAJ ONARIMINDA BĠYOTEKNĠK YAPILARIN ĠġLEVLERĠ ... 13

2.2.1. Teknik ĠĢlevleri ... 13

2.2.2. Ekolojik ĠĢlevleri ... 14

2.2.3. Peyzaj ĠĢlevleri ... 15

2.2.4. Ekonomik ĠĢlevleri ... 15

2.3. PEYZAJ ONARIMINDA BĠYOTEKNĠK UYGULAMALARIN SINIRLAYICILARI ... 16

BÖLÜM 3 AKARSU KAVRAMI VE AKARSU KIYI ġEVLERĠNDE BOZULMALAR ... 19

3.1. AKARSULARIN YATAK TĠPLERĠNE VE MALZEMESĠNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI 19 3.1.1. A Tipi Akarsu ... 22 3.1.2. B Tipi Akarsu ... 22 3.1.3. C Tipi Akarsu ... 23 3.1.4. D Tipi Akarsu ... 24 3.1.5. E Tipi Akarsu ... 24 3.1.6. F Tipi Akarsu ... 25 3.1.7. G Tipi Akarsu ... 25

3.2. AKARSU KIYI ġEVLERĠNDE BĠTKĠ DĠKĠM ZONLARI ... 26

3.3. AKARSU YATAK VE KIYILARINDA STABĠLĠZASYON ... 29

v

BÖLÜM 4 AKARSU KIYI ġEVLERĠNDE KORUMA VE ONARIM

TEKNĠKLERĠ ... 39

4.1. KORUMA VE ONARIM TEKNĠKLERĠ ... 39

4.1.1. Yapısal Teknikler ... 40

4.1.1.1. Gabionlar (Fildöferler-Tel Kafes) ... 40

4.1.1.2. Rip-Rap/AnroĢman (TaĢ Kaplama) ... 44

4.1.1.3. Mahmuzlar ... 47

4.1.1.4. Beton Ġstinat Duvarları... 49

4.1.1.5. Çelik PalplanĢ Perdeler ... 51

4.1.1.6. Sehpalar ve Tetrahedronlar ... 53

4.1.1.7. Ağaç Kaplama... 56

4.1.1.8. Çengel Bentler ... 58

4.1.1.9. Parçalara AyrılmıĢ Ġstinat Duvarı ... 60

4.1.1.10. BeĢik Çatkı Duvar ... 62

4.1.1.11. Lastik Kaplama ... 65

4.1.2. Bitkisel Teknikler ... 67

4.1.2.1. Çim KuĢakları OluĢturmak ... 67

4.1.2.2. Canlı Kazık Dikimi ... 69

4.1.2.3. Canlı Çalı Demetleri (Garnisaj) ... 71

4.1.2.4. Kademeli Çalı Demeti ... 73

4.1.2.5. Dal Paketleri ... 75

4.1.2.6. Tohumun Sıvı Ġle KarıĢtırılarak Püskürtülmesi (Hydroseeding) ... 77

4.1.2.7. Filtre Edici Bitki ġeritleri ... 79

4.1.3. Biyoteknikler (Karma Teknikler) ... 81

4.1.3.1. BitkilendirilmiĢ Tel Kafesler ... 81

4.1.3.2. Geotekstil ve Bitki Kaplama(Geogridler) ... 83

4.1.3.3. Gövdeli Kök(Omaca) Kullanımı ... 86

4.1.3.4. BitkilendirilmiĢ Rip-Rap (Joint Plantings) ... 89

4.1.3.5. Kütük-Çalı ve Kaya Sundurmaları ... 91

4.1.3.6. Zikzaklı Söğüt Bariyer ... 94

4.1.3.7. Canlı Izgara (BeĢik) Duvar ... 98

4.1.3.8. Toprak Dolgulu ġev Stabilizasyon Hücreleri ... 100

4.1.3.9. Hücresel Beton Bloklar ... 102

4.1.3.10. Lifli Dokuma Ġle Sarma (Keçe Rulolar) ... 104

4.2. AKARSU KIYI EROZYONU KONTROLÜNDE UYGUN TEKNĠĞĠN SEÇĠMĠNĠ ETKĠLEYEN FAKTÖRLER ... 107

4.3. BĠYOTEKNĠK VE KARMA TEKNĠKLERDE KULLANILABĠLECEK BĠTKĠLER ... 108

BÖLÜM 5SONUÇ ... 111

KAYNAKÇA ... 120

vi

TABLOLAR

Tablo 3-1 Temel Akarsu Tiplerinin Yatak Malzemesi ve Tipine Göre Sınıflandırması 21 Tablo 4-1 Topuk Zonu, ġev, ġev Üstü Bölgesinde Kullanılabilecek Bitki Türleri ... 108 Tablo 5-1 Yapısal Tekniklerin Akarsu Tiplerine ve Uygulama Zonlarına Göre Tercih Edilebilirliği ... 112 Tablo 5-2 Bitkisel Tekniklerin Akarsu Tiplerine ve Uygulama Zonlarına Göre Tercih Edilebilirliği ... 114 Tablo 5-3 Biyoteknik Yöntemlerin (Karma Tekniklerin) Akarsu Tiplerine ve Uygulama Zonlarına Göre Tercih Edilebilirliği ... 116 Tablo 5-4 Akarsu Kıyı ġevleri Rehabilitasyonunda Yapısal, Bitkisel ve Biyoteknik Yöntemlerin KarĢılaĢtırılması ... 119

vii

ġEKĠLLER

ġekil 1-1 Meriç Nehri Gün Ġçindeki Anlık En Yüksek Akım Değerleri. ... 2

ġekil 2-1 1791 Yılında Woltmann‟ a Ait Görüntü. ... 8

ġekil 2-2 Canlı Çalı Demetleri, Kazık Ve Çalı Setleri ÇalıĢmaları ... 9

ġekil 3-1 Temel Akarsu Tiplerinin Plan ve Kesit GörünüĢleri ... 20

ġekil 3-2 A Tipi Akarsu Yatak Kesiti ... 22

ġekil 3-3 B Tipi Akarsu Yatak Kesiti ... 23

ġekil 3-4 C Tipi Akarsu Yatak Kesiti ... 23

ġekil 3-5 D Tipi Akarsu Yatak Kesiti ... 24

ġekil 3-6 E Tipi Akarsu Yatak Kesiti ... 25

ġekil 3-7 F Tipi Akarsu Yatak Kesiti ... 25

ġekil 3-8 G Tipi Akarsu Yatak Kesiti ... 26

ġekil 3-9 Akarsu Bitki Dikim Zonları ... 27

ġekil 3-10 Lane‟ nin Denge Diyagramı ... 32

ġekil 3-11 Üç KuĢaklı Akarsu ġev Bitkilendirme Modellemesi. ... 34

ġekil 4-1 Gabion Kaplama ve Duvar Kesitleri ... 41

ġekil 4-2 Gabion Duvar Örneği ... 42

ġekil 4-3 Gabion Kaplama Örneği ... 42

ġekil 4-4 Gabionlardan OluĢmuĢ Yapay ġelale Örneği ... 43

ġekil 4-5 Gabion ġev Duvarı ... 43

ġekil 4-6 Ölçeksiz Riprap ġev Kaplama Kesiti ... 45

ġekil 4-7 Köprü Ayağını Koruyucu Riprap Uygulaması ... 45

ġekil 4-8 Riprap Kıyı Kaplama Örneği ... 46

ġekil 4-9 Riprap ġev Kaplama Örneği ... 46

ġekil 4-10 Geleneksel Mahmuz Tipleri Plan GörünüĢü ... 48

ġekil 4-11 Ġstinat Duvar Tipleri Kesit Görünümleri ( A. Ağırlık duvarları B. Palplanj duvarlar C. Konsol istinat duvarları D. Ankraj duvar)... 50

ġekil 4-12 PalplanĢ Uygulaması Kesit ve Malzeme Üst GörünüĢleri... 52

ġekil 4-13 Sehpa GörünüĢleri ... 54

ġekil 4-14 Sehpa Uygulaması YapılmıĢ Alanda Malzeme Birikimi ... 55

ġekil 4-15 Ağaç Kaplama Kesit ve Plan GörünüĢleri ... 57

ġekil 4-16 Çengel Bent Plan GörünüĢü ... 59

ġekil 4-17 Çengel Bent Uygulama Örneği... 59

ġekil 4-18 Parçalara AyrılmıĢ Ġstinat Duvar Kesiti... 61

ġekil 4-19 Parçalara AyrılmıĢ Ġstinat Duvarı Plan GörünüĢü ... 61

ġekil 4-20 BeĢik- Çatkı Duvar Ön GörünüĢü ... 63

ġekil 4-21 BeĢik- Çatkı Duvar Yan GörünüĢü ... 63

ġekil 4-22 BeĢik- Çatkı Duvar Uygulaması ... 64

viii

ġekil 4-24 Lastik Kaplama Kesit GörünüĢü ... 66

ġekil 4-25 Lastik Kaplama Uygulaması ... 66

ġekil 4-26 Çim KuĢağı Ġle BitkilendirilmiĢ ġev ... 68

ġekil 4-27 Çim KuĢağı Uygulaması ... 68

ġekil 4-28 Canlı Kazık Kesit Görünüm ... 70

ġekil 4-29 Canlı Kazık Örneği ... 70

ġekil 4-30 Canlı Çalı Demetleri Ġmalatı... 72

ġekil 4-31 Canlı Çalı Demeti Uygulaması Kesit ve Plan GörünüĢü ... 72

ġekil 4-32 Kademeli Çalı Demeti Uygulama AĢamaları ... 74

ġekil 4-33 Dal Paketleri Kesit Görünümü ... 76

ġekil 4-34 Dal Paketleri Yöntemi Perspektif GörünüĢü ... 76

ġekil 4-35 Alana Hydroseeding Uygulanması ... 78

ġekil 4-36 Hydroseeding Uygulama Sonrası KurulmuĢ Tesis ... 78

ġekil 4-37 Filtre Edici Bitki ġeritleri ... 80

ġekil 4-38 BitkilendirilmiĢ Gabion Duvar Kesit GörünüĢü ... 82

ġekil 4-39 BitkilendirilmiĢ Gabion ġev Duvarı Uygulaması ... 82

ġekil 4-40 Geotekstil ve Bitki ġev Kaplaması Kesit Görünümü ... 84

ġekil 4-41 Geotekstil ve Bitki ile ġev Kaplaması (Bitki OluĢmadan Önce)... 85

ġekil 4-42 Geotekstil ve Bitki ile ġev Kaplaması (Bitki OluĢtuktan Sonra) ... 85

ġekil 4-43 Kaya ve Omaca Kullanımı Kesit GörünüĢü ... 87

ġekil 4-44 Ağaç Köklerinin YerleĢtirilmesi Ġçin Kazı ĠĢlemi ... 87

ġekil 4-45 Ağaç Köklerinin ġev Topuğuna YerleĢtirilmesi ... 88

ġekil 4-46 ġev Topuğunda KurulmuĢ Ağaç Kökü ve Kaya Tesisi ... 88

ġekil 4-47 BitkilendirilmiĢ Riprap Uygulaması Kesit GörünüĢü ... 90

ġekil 4-48 BitkilendirilmiĢ Riprap Tesisi ... 90

ġekil 4-49 Sundurma Perspektif Görünümü ... 92

ġekil 4-50 Sundurma Kesit GörünüĢü ... 92

ġekil 4-51 Sundurma Üst GörünüĢü ... 93

ġekil 4-52 YaĢam Alanı OluĢturabilen Sundurma Perspektif Görünümü ... 93

ġekil 4-53 Söğüt Dalları Ġle Bariyer Uygulaması Kesit GörünüĢü ... 95

ġekil 4-54 ġev Topuğu Sınırı Plan GörünüĢü ... 95

ġekil 4-55 Teraslar Arası ÖrülmüĢ Çit Plan GörünüĢü ... 95

ġekil 4-56 Vejetasyon Dönemi DıĢında KurulmuĢ. Çit Örgü Tesis ... 96

ġekil 4-57 Vejetasyon Dönemindeki Çit Örgü Tesis ... 96

ġekil 4-58 Vejetasyon Dönemi DıĢında Kurulan Örgü Çit ... 97

ġekil 4-59 Canlı Izgara BeĢik Duvar Kesit GörünüĢü ... 99

ġekil 4-60 Canlı Izgara (BeĢik) Duvar Tesisi KurulmuĢ ġev ... 99

ġekil 4-61 Gabion ve BitkilendirilmiĢ Hücresel ġev ... 101

ġekil 4-62 Toprak Dolgulu Hücresel ġev Yapımı ... 101

ġekil 4-63 Hücresel Blokların ġeve Vinç Yardımı Ġle Uygulanması ... 103

ġekil 4-64 Hücresel Blok Kaplaması YapılmıĢ ġev ... 103

ix

ġekil 4-66 ġev Topuğunda Keçe Rulo Uygulaması ... 105 ġekil 4-67 ġev Topuğunda Keçe Rulo Uygulaması ... 106 ġekil 4-68 ġev Topuğunda Keçe Rulo Uygulaması Bir Ay Sonraki Görüntü ... 106

1

1.

BÖLÜM 1

1.

GĠRĠġ

Su kaynakları ve akarsu havzası, bir bölge veya ülkedeki yerüstü ve yeraltı sularının toplamıdır. Su kaynaklarını miktar ve kalite olarak bir genel plan çerçevesinde belirlemek, korumak, kontrol etmek ve en verimli Ģekilde kullanmak gibi amaçlara yönelik olarak yapılan mühendislik çalıĢmalarına “su kaynaklarının geliĢtirilmesi” denir[1].

Herhangi bir akarsuyun kıyı Ģev stabilizasyonu görsel ve habitat oluĢturabilme bakımından çevresiyle uyum içerisinde olmalıdır ki bu gereklilik ancak yemyeĢil bir bitki örtüsü ile sağlanabilir[1].

Yapılan araĢtırmalar, en yüksek debiye sahip olmasına rağmen Amazon Nehri‟nin toprak taĢıma miktarının, en fazla toprak taĢıyan Çin‟ de bulunan Sarı Irmak (Huangho), Hindistan‟ ın Kuzey‟ inden ve BangladeĢ‟ ten geçen Ganj Nehri‟ nden az olmasının sebebi olarak, Amazon Havzasının‟ nın yoğun bitki örtüsü ile kaplı ormanlardan oluĢmuĢ olması Ģeklinde belirtilmektedir.

Edirne‟ de bulunan Meriç Nehri‟ nin yaklaĢık her yıl hatta bazı yıllar birden çok defa taĢması incelendiğinde, en önemli sebep olarak akarsu yatağının taĢınan sediment ve yabancı maddeler ile dolarak yükselmesi olduğu belirlenmiĢtir. Meriç Nehri, Bulgaristan‟ dan baĢlayıp, yatağı boyunca on bir akarsudan beslenip Yunanistan ile sınır oluĢturarak Ege Denizi‟ ne dökülmektedir. Gerek kendi havzası, gerek beslendiği diğer akarsuların havzalarından yoğun olarak madde taĢınımına maruz kalmaktadır.

Meriç Nehri‟ nin Türkiye bölümünde nehir yatağının taĢıma kapasitesinin yaklaĢık 1000 m3

/ sn olduğu ve bunun üzerinde gelen debilerin ise taĢkına neden olduğu bilinmektedir[2].

2

Türkiye ve Yunanistan tarafındaki seddeler yapıldıktan sonra Meriç Nehri kıĢ taĢkınları için kritik debi 2500 m3/s olarak tespit edilmiĢtir. Meriç Nehri üzerinde Edirne‟ nin hemen güneyinde Kuleliburgaz Köprüsü üzerindeki akım ölçüm istasyonundan 1985-2007 yılları arasında elde edilen bir gündeki anlık maksimum akım değerleri ġekil 1-1 Meriç Nehri Gün Ġçindeki Anlık En Yüksek Akım Değerleri[2].

‟ de verilmiĢtir. Bu ġekil incelendiğinde 1985-1995 yılları arasında debinin sadece bir kez 2500 m3/s‟ yi aĢtığı 1996-2007 yılları arasında ise akımın 7 kez bu değerin üstüne çıktığı belirlenmiĢtir. Bu da her iki yılda bir taĢkın geldiği anlamına gelmektedir[2].

Yine bazı kaynaklarda 1884-1995 yılları arasındaki 151 yıllık dönemde sadece 12 taĢkın yaĢandığı bunun da her 12 yılda bir taĢkın anlamına geldiği belirtilmektedir. Son yıllardaki taĢkınlar incelendiğinde taĢkın tekerrür aralığının 2 yılda bire düĢtüğü, taĢkın zararlarının arttığı ve acil önlem alınması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Ölçüm verilerine dayalı istatistiki değerlendirmeler de 1985 yılından sonra taĢkın sıklığında bir önceki aynı döneme göre yaklaĢık 5 kat artıĢ olduğunu ortaya koymuĢtur[2].

3

ġekil 1-1 incelendiğinde taĢkın için kritik anlık debi olan 2500 m3/s‟ nin 1985- 1996 yılları arasında bir kez, 1996 ile 2007 yılları arasında anlık olarak 7 kez aĢıldığı görülmektedir. Bu veriler daha önceki dönem verileriyle birleĢtirildiğinde bu periyodun 20 yılda birden 4 yılda bire düĢtüğü görülmektedir[2]

Yakın çevremizde bulunan Meriç Nehri‟ ndeki bu sorun araĢtırma için çıkıĢ noktası olmuĢtur.

Çözüm olarak nehrin sediment ve yabancı madde miktarını azaltma çalıĢmaları sadece kendi havzasında değil, beslendiği tüm akarsuların havzalarında yapılmalıdır.

Dünya genelinde uzmanlar akarsu havzalarında toprak kaybını azaltma ve sudaki sedimantasyon miktarını ayarlama, akuatik sistemin dengede kalabilmesi gibi amaçlarla akarsu kıyı Ģevlerinin stabilizasyonunda, koruma ve onarım metodları olarak çeĢitli yapısal, bitkisel ya da biyoteknik(karma) yöntemler geliĢtirmiĢlerdir. GeliĢtirilen bu yöntemlerin çeĢitli avantaj ve dezavantajları olduğu gibi uygulanabilirlik, bakım isteği ve süreklilik bakımından değiĢkenlik gösterdikleri saptanmıĢtır.

Stabilizasyon çalıĢmalarında klasik mühendislik diyebileceğimiz yöntemlerde beton malzemeli yapısal teknikler, ve bitkilerin kullanıldığı bitkisel teknikler tek baĢlarına kullanılabileceği gibi geosentetik malzemeler, kayalar ve bitkilerin kombine edilmesi ile oluĢan biyoteknik(karma) yöntemler kullanılmaktadır.

Dünya‟da toprak ve su kaynaklarını koruyarak maksimum ölçüde yararlanmak ve sürdürülebilir kaynak kullanımını sağlamak için çeĢitli meslek disiplinleri ile ortak çalıĢmalar sayesinde çok sayıda çözümler öne sürülmüĢtür.

Tezde, Dünya‟da ve Türkiye‟de Ģev stabilizasyonu ve sediment dengesi sağlama amacıyla uygulanan, metotlar ve uygun bitki türleri araĢtırılarak akarsu tiplerine göre uygun metodun seçimi değerlendirilecektir.

GiriĢ bölümü ile birlikte toplam 5 bölümden oluĢan çalıĢmanın diğer bölümleri aĢağıdaki Ģekilde oluĢmaktadır;

Biyomühendislik Kavramı ve Peyzaj Onarımında Kullanımı: Tarihsel süreçte biyoteknik mühendislik alanında yapılan çalıĢmalar ve bu çalıĢmaların peyzaj onarımındaki iĢlevleri ve sınırlayıcıları ele alınmıĢtır.

Akarsu Kavramı Ve Akarsu Kıyılarında Bozulmalar: Akarsular yatak tiplerine göre sınıflandırılarak ele alınmıĢ, eğimi akıĢ hızı, Ģev yapısı bakımından tanımlaması yapılarak bitki dikim zonları, akarsu kıyılarında biyoteknik stabilizasyonun önemi, ve akarsu yataklarında bozulma sebepleri hakkında bilgiler verilmiĢtir.

4

Akarsu Kıyı ġevlerinde Koruma ve Onarım Teknikleri: Örneklenen yöntemlere iliĢkin olarak mühendislik, tasarım ve kullanım açısından değerlendirme kriterleri tanımlanmıĢ, her bir örneğe yönelik değerlendirme, uygun teknik seçimini etkileyen faktörler ve bu yöntemlerde kullanılabilecek bitkilerin seçimi bakımından bilgi verilmiĢtir.

Sonuç: Koruma ve onarım yöntemleri uygulama Ģekli, avantaj ve dezavantaj kapsamlarında ele alınarak, mühendislik, tasarım ve kullanım kriterleri açısından değerlendirilmiĢ ve önerilerde bulunulmuĢtur.

5

BÖLÜM 2

2. BĠYOMÜHENDĠSLĠK KAVRAMI VE PEYZAJ

ONARIMINDA KULLANIMI

Toprak erozyonunu önleme ve Ģev stabilizasyonunu sağlamak için bitkiler, kayalar ve ahĢap yapıların kullanımı uzun bir geçmiĢe sahiptir.

Akarsu Ģev stabilitesini arttırmak için canlı, otsu ve odunsu bitkilerin kullanımı ya da kaya, ahĢap, beton veya geotekstiller gibi yapısal bileĢenler ile kombinasyon halinde kullanılabilirler.

Son yıllarda eski toprak koruma ve stabilizasyon teknikleri yeniden araĢtırılıp geliĢtirilerek ve yeni metotlar keĢfedilerek uygulanması arttırılmıĢtır. Akarsu kıyı onarım ve stabilizasyonunda biyoteknik yapıların ekolojik faydaları birçok uzman tarafından kabul görmektedir.

Biyomühendislik yöntemler geoteknik ve hidrolik mühendislik parçası olarak farklı bilim dalları arasında köprü mühendislik dalı haline gelmiĢ, arazi kullanımı yönetimi, peyzaj mimarlığı ve biyolojik bilimler arasındaki boĢluğu doldurmada yardımcı olmuĢtur[3].

Biyomühendislik yöntemleri uygulamaları, önemli ölçüde biyolojik bilgi temeline dayanmaktadır. Tüm bitkiler ya da parçaları cansız materyalle birlikte sorunlu alanlarda kullanılabilir. Dolayısıyla biyomühendislik, geleneksel hidrolik ve geoteknik mühendisliğin yerini almaz fakat tamamlayarak diğer mühendislik yöntemlerini de geliĢtirir[3].

6 2.1. Biyomühendislik Kavramı

Tarihsel olarak, yamaç veya akarsu kıyı Ģevlerinin stabilizasyonu için bitki örtüsünün kullanımı yüzyıllardan beri izlenebilmektedir. Bu teknikler uzun bir süre kullanılmıĢ olmasına rağmen, bitkilerin mühendislik özellikleri, bakımı, iĢleme ve ekim teknikleri açısından biyomühendislik bilgi düzeyi hala olgunlaĢmamıĢtır.

2.1.1. Terminoloji

Yapılan literatür taramasına göre “Toprak Biyomühendisliği” ve “Biyoteknik Mühendisliği” terimleri için çapraz disiplinler arası bilgi alıĢ-veriĢinde dil farklılığından görüĢ birliğine varılmıĢ bir tanımın olmadığını söyleyebiliriz. Bioteknik ve biyomühendislik terimleri literatürde sıkça kullanılan terimlerdir ama kesin tanımları aĢağıdaki gibidir.

Biomühendislik terimi; vejetasyonun tek baĢına veya topluluk halinde bir mühendislik malzemesi olarak, herhangi bir Ģekilde kullanımına değinmektedir. Biyoteknik mühendislik; bitkilerin atıl yapılarla kombine olarak kullanılmasını ifade eder, böylece uygulamada hem bitkisel hem de cansız materyalin yararları birlikte görülür[4].

Toprak Biyomühendisliği terimi; esas olarak canlı bitki ve bitki parçalarının tek baĢına kullanımına iliĢkin daha özel bir terimdir. Canlı çelikler ve kökleri özellikle zemin ya da toprak yapılarda gömülmüĢ ve düzenlenmiĢtir. Bunlar kullanıldıkları yerde hidrolik kanalizasyon, toprak hareketleri için engelleyici, hidrolik pompa veya emici fitil gibi toprak güçlendirici olarak hizmet etmektedir. Canlı kazık, canlı çalı demetleri, çalı katmanları ve benzer teknikler bu kategoriye girer. Dal ve gövde gibi canlı bitki kısımları, geofabrikler ile birlikte kullanılabilir[5].

Biyoteknik stabilizasyon terimi; toprakta aktif veya pasif yaĢamsal faaliyetlere imkan vererek toprağın stabilitesini arttırıp güçlendirmek amacıyla doğal kaplama olarak ifade edilmektedir. “Biyoteknik Ģev koruma” terimi; entegre veya kombine olarak canlı ve cansız vejetasyonu ya da mekanik bileĢenlerin kullanımı olarak açıklanmaktadır. Pasif bileĢenler beton, ahĢap, taĢ ve geofabrikleri içerir. “Geofabrik” terimi; dokunmuĢ ya da dokunmamıĢ olan geotekstilleri veya sentetik polimerden ya da jüt ve hindistan cevizi gibi doğal maddeden yapılan malzemeleri ifade eder [5].

7

Bioteknik uygulamalar genellikle yapısal koruma uygulamalarına dahil edilmiĢ olarak kullanılmaktadır[6].

Biyoteknik kelimesi, bitkisel malzemelerin ve tasarlanmıĢ yapıların Ģev koruma ve erozyon kontrolü için kullanımını tanımlamak için yıllardır kullanılmaktadır. Çok yakın zamanda biyoteknoloji terimi, genetik mühendisliği ile uğraĢanlar tarafından benimsenmiĢtir. ġev koruma ve erozyon kontrolü çalıĢmalarını ifade etme amacı ile genetik mühendisliğinin kullandığı biyoteknoloji kelimesini ayırt etmek için “biojeoteknoloji” kelimesi hizmet edebilir[7].

Toprak biyomühendisliği, akarsu Ģevleri ve yataklarında meydana gelen aĢınma, istikrarsız yamaçlar gibi çevresel sorunları hafifletmek için canlı bitki materyali ve esnek mühendislik tekniklerinin kullanılmasıdır[8].

Bitkiler bir mühendislik elemanı ise ve çoğu biyoteknik koruma uygulamalarında kullanımı gerekmesi sebebi ile tüm akarsu Ģev stabilizasyonu uygulamalarında çözümün bir parçası olarak bitki örtüsünün kullanılması biyoteknik yöntemler olarak sınıflandırılabilir.

2.1.2. Tarihi

Akarsu Ģev stabilizasyonunun tarihsel süreçte birçok aĢaması görülmektedir. Günümüzde toprak biyoteknolojisi diye adlandırdığımız teknoloji antik Asya ve Avrupa halklarında izlenebilir. Çinli tarihçiler M.Ö. 28 yılında kanal onarımında biyomühendislik tekniklerinin kullanıldığını kaydetmiĢlerdir. Çin‟e gelen ziyaretçiler, akarsu Ģevlerinin ve kanalların içi kaya dolu bambu, söğüt veya kenevirden dokunmuĢ büyük sepetlerin kullanıldığına değinmiĢtir. Avrupa‟da Ġlirya ve Celtic Köylüleri, çit ve duvar oluĢturma amacı ile söğüt dallarını dokuma teknikleri geliĢtirdiler. Daha sonra Romalılar, çalı ve söğüt dalları ile hazırlanmıĢ demetleri su yapısı olarak kullanmıĢlardır. 16. yüzyılda toprak biyomühendislik teknikleri Avrupa‟ da Alpler‟ den, Adriyatik Denizinden Batı Britanya Adaları‟ na kadar kullanıldığı kaydedilmiĢtir. Toprak biyomühendisliğine ait günümüze ulaĢabilmiĢ en eski yayın stabilizasyon ve kazık kullanımı ile bitkilendirme çalıĢmalarının resmedildiği 1791 yılında Woltmann „a ait görüntüdür[8] (ġekil 2-1)

8

ġekil 2-1 1791 Yılında Woltmann‟ a Ait Görüntü. [8]

Aynı dönemde, Avusturya‟daki toprak biyomühendisleri sedimentleri yakalamak ve yatakları yeniden Ģekillendirmek adına canlı siltasyon yapı tekniklerini, akarsu yataklarında çeliklerin fırça halinde sıralı dikimleri hakkında teknikleri geliĢtiriyordu. Sanayi devriminden bu yana toprak biyomühendislik tekniklerinin geliĢimi ve kayıt altına alınması, Avusturya ve Güney Almanya‟ nın dağlık bölgelerinde yapılmıĢtır. AĢırı Ģev erozyonu gibi problemler, sık sık görülen heyelanlar, çığ ve Ģiddetli akarsu yatak bozulmaları onarımı gerekmiĢtir. Yüzyılın sonlarına doğru, Avrupalı toprak biyomühendisleri eski yerel teknolojileri geliĢtirmek ve yeni çevresel sorunlar ile baĢa çıkmak için yeni uygulamalar bulmaya baĢlamıĢlardı. Bu, çoğunluğu ormancılık ve mühendislik alanında eğitimli ilk toprak biyomühendisleri geleneksel teknikler hakkında çalıĢmaya ve onları yayınlamaya baĢlamıĢlardı. Ġlerleyen yıllara bakıldığında 1930‟lu yıllardaki siyasi geliĢmeler, Avrupa‟da yeni toprak biyomühendislik tekniklerinin geliĢmesine en büyük desteği sağlamıĢtır. Almanya ve Avusturya‟da savaĢ öncesi yıllardaki mali kısıtlamalar sebebiyle kamusal projelerde düĢük maliyetli geleneksel mühendislik yöntemleri ve yerel malzeme kullanımı tercih edilmiĢtir. Bu süre içerisinde, Alman otoyol sistemlerinin inĢasında toprak biyomühendisliğinin

9

kapsamlı uygulamaları ortaya çıkmaktadır. Yerel malzeme ve geleneksel metotların kullanımı aynı zamanda milliyetçi ideolojiyi yaymak ile uyumluydu. 1936 yılında, Hitler Avrupa‟da Münih‟te ücretli bir araĢtırma enstitü kurmuĢtur. Bu geliĢtirme çalıĢmaları kaybedilmiĢ olmasına rağmen, enstitünün baĢı olan Arthur Von Kreudener isimli bir ormancı bu alanda çalıĢmalara devam etmiĢ ve Avrupa‟da toprak biyomühendisliğinin öncüsü olarak bilinmektedir[8].

Almanlar araĢtırma enstitüsü kurduğu sırada, Amerika BirleĢik Devletleri‟nde Kaliforniya‟ da en önemli toprak biyomühendislik çalıĢmaları yapılmaktaydı. ABD Tarım Ve Orman Bakanlığı çalıĢanı Charles Kraebel, yol Ģevlerinde stabilizasyon amaçlı eğime dik sepet örgü teknikleri geliĢtiriyordu. Kraebel, Orta ve Güney Kaliforniya Ulusal Ormanlarında canlı kazık, canlı çalı demetleri ve bitki dikiminden oluĢan kombine biyoteknikleri düĢük stabilizasyonu sağlama amacıyla kullanmıĢtır. “Wattle” olarak adlandırılan sepet örgü sistemleri günümüzde de kullanılmaya devam edilmektedir. Bu çalıĢmalar 1936 yılında ABD Tarım ve Orman Bakanlığı tarafından yayınlanmıĢtır. Ġki yıl sonra, Toprak Koruma Servisi bugünkü adı ile Doğal Kaynakları Koruma Servisi, Michigan Gölü‟nün kayalık kıyılarında stabilizasyon teknikleri ile ilgili çalıĢmaya baĢladı. Canlı çalı demetleri, kazıkların ve çalı setlerinin kullanıldığı bu çalıĢmalar 1938 yılında yayımlanmıĢtır[8](ġekil 2-2).

10

SavaĢ sonrası dönemde, Avrupalı toprak biyomühendisleri yeni geliĢtirme ve değerlendirme teknikleri hakkında çalıĢmalar yapmak için geri döndüler. 1950 yılında Almanya, Avusturya ve Ġsviçre‟den gelen toprak biyomühendislerinin oluĢturduğu bir komite tarafından, Alman Milli Yapı Sistemlerinin bir parçası haline gelerek geliĢmekte olan teknolojileri standardize etme amacı ile Alman Standartlar Enstitüsü: “DIN” (Deutsches Institut für Normung) kuruldu[8].

Arthur Von Kruedener‟in 1951 yılında yayınlanan Ingenieurbiologie adlı kitabındaki Almanca tercüme bugünkü mühendislik biyolojisi teriminin karĢılığı olan Engineering Biology terimini vermiĢtir. Biyomühendislik teriminin kullanımı, çoğu kez tıbbi araĢtırmalar ile ilgili alanları ifade ettiğinden, bu alanlardaki araĢtırmacılar tarafından sorunlu bir kavram olarak kabul edilmiĢtir. Bu sebeple Doğal Kaynakları Koruma Servisi (NRCS) sistemin toprak bileĢeni anlamında olan “Soil Bioengineering” yani Toprak Biyomühendisliği terimini tercih etmektedir[8].

Alman ve Avusturyalı toprak biyomühendisleri, 1950 ve 60‟lardaki çalıĢmalarında tekniklerini mükemmelleĢtirmeye ve yayınlamaya devam etmiĢlerdir. Bu toprak mühendisliğinin profesyonel anlamda yapısal yaklaĢımların geliĢimi için temel atan önemli bir adımdı. ABD‟ de 1970 ve 80‟lerde önemli iki proje yürütüldü. Bunlardan birisi Laiser tarafından 1974 yılında tasarlanmıĢ Tahoe Gölü Havzası biyomühendislik teknikleri denemeleri (Trials of Soil Bioengineering Techniques in the

Lake Tahoe Basin) ve 1981-72 yıllarında Reed, Hektner ve Weaver tarafından

hazırlanmıĢ Redwood Ulusal Parkı Yeniden Bitkilendirme ÇalıĢması (Revegetation

Work in Redwood National Park)‟ dır. Bu iki çalıĢma da, Batı ABD‟ de toprak

biyomühendislik teknikleri uygulamaları iyi belgelenmiĢ ve bunlar hakkında bilgiler verilmiĢtir[8].

1980 yılında Kanada‟da Hugo Schietchtl‟in “Arazi Islağı ve Korunması Biyomühendisliği” (Bioengineering for Land Reclamation and Conservation) isimli kitabı yayınlanmıĢtır. Bu çalıĢma Lorenz, Hassenteufel, Hoffman, Courtorier, ve Schiechtl gibi kendisinin de aralarında bulunduğu toprak biyomühendislerinin çalıĢmalarında ilk Ġngilizce eser olması bakımından çok önemlidir. Kitap teknolojileri, onların geliĢimini ve uygulamaların tarihçesini Ġngilizce konuĢan dünya için eriĢilebilir yapmıĢtır. 1997 yılında Schiechtl‟in baĢka kitabı olan “ġev Koruma ve Erozyon Kontrolü Ġçin Toprak Biyomühendislik Teknikleri” (Ground Bioengineering

11

güne kadar, onun yazdıkları toprak biyomühendisliği için en önemli Ġngilizce kaynak olmaya devam etmektedir[8].

Gray ve Leiser‟in “Biotechnical Slope Protection and Erosion Control” , Sotir ve Gray‟in “Soil Bioengineering for Upland Slope Protection and Erosion Reduction”, BirleĢmiĢ Milletler‟ de Gray ve Sotir‟in 1996 yılındaki “Biotechnical and Soil

Bioengineering Slope Stabilization” gibi takip eden yayınları ve Ġngiliz AraĢtırma ve

Bilgi Derneği‟ nin inĢaat mühendisliğinde bitki kullanımı; biyomühendislik tekniklerini, mühendislik mesleğinde tanınmıĢ hale getirmiĢtir. Ancak birçok ülke, bu tür teknikleri kullanmayı tercih etmemektedir [9].

2.1.3. Biyomühendisliğin Avantaj Ve Dezavantajları

Biyomühendislik çözümleri, akarsu Ģevlerinden nehir oyuntularına ve yol Ģevlerinin korunmasından arazi oyulmalarına kadar birçok alanda toprak stabilizasyonu ve erozyon kontrolünde uygulanabilmektedir. Biyomühendislik, taĢkınlar ya da yüksek seviyeli akıĢlarda meydana gelen hasarların restorasyonunda, beton yapılara oranla daha doğal görünümlü çözümler sağlamaktadır.

Toprak stabilizasyonunda biyomühendisliğin avantajları aĢağıda sıralanmıĢtır;

1. Doğal ve yerli malzeme ile yapılabilirler (ekonomiktir). 2. Uygulama maliyetleri yapısal tekniklere göre daha düĢüktür. 3. Uygulanmalarında özel beceri gerektirmezler.

4. Genellikle ağır ekipmanlara gerek duyulmaz. 5. Çevre ile uyumludurlar.

6. Doğal ve estetik görünüm sağlarlar. 7. Doğal yaĢam alanı için ortam sağlarlar

8. Olumsuz çevresel etkilere maruz kaldıklarında kendi kendisini onarabilir.

Diğer taraftan bazı dezavantajları da bulunmaktadır;

12

 Bitkisel uygulamalarda, gerekli olan bakım yapılmazsa yapısal uygulamalara göre daha fazla risk oluĢtururlar.

 Tesisisin oluĢabilmesi için belli bir zaman gereklidir.

 Mevsimsel değiĢikliklere daha duyarlıdır[10].

2.1.4. Akarsu ġevlerinde Biyomühendisliğin Temel Prensipleri

Akarsu kıyılarında bulunan çalı ve ağaçların gövdeleri ve yaprakları, akıĢ hızını düĢürebilir ve akıĢ Ģeklini ve yönünü değiĢtirerek enerjisini düĢürebilir. Vejetasyonun, yağmur damlalarını yavaĢlatan, toprağın sıkıĢmasını önleyen, suyun süzülmesini sağlayan, hızlı yüzey akıĢını engelleyen, yoğun kök sistemleri ile sediment taĢınmasını engelleyen, terleme yoluyla toprak doygunluğu geciktirebilen mühendislik özellikleri yüzey erozyonunu azaltır[11].

Akarsu kıyılarındaki bitki örtüsü, alt toprağın güçlendirilmesini ve dolayısıyla yüzey oyulmalarına karĢı koruma sağlar. Bitkinin toprağı koruması bitkinin yaprak, gövde ve kök sistemine bağlıdır. Kök sistemleri, köklerin toprak ile etkileĢimi yoluyla Ģevlerde stabilizasyona yardımcı olmaktadır. Birçok araĢtırmacı teorik olarak kökler ile desteklenmiĢ modeller geliĢtirmiĢlerdir. Kök ile güçlendirilmiĢ metotların mekaniği, geleneksel mühendislikle güçlendirilmiĢ metotların mekaniği ile benzerdir. Odunsu bitkilerle düzenlenmiĢ akarsu Ģevleri veya yamaçları, alandaki stabil olmayan toprağın kitlesel hareketine karĢı direnç gösterir. Temel stabilizasyon mekanizması Ģöyledir; Kök sisteminin lifleri ile güçlendirilmiĢ toprakta, terleme yolu ile gözeneklerdeki basıncın düĢmesi ile kayma gücünün artması ve alt katmanlara uzanan kök sistemi ile yamaç ankrajı sağlanmasıdır[4].

Uygun stabilizasyonu yakalayabilmek için, akarsu kıyılarındaki bitki örtüsünü hızlı ve sağlam bir Ģekilde kurmak gerekir. Sadece bitkisel materyalin kullanıldığı biyoteknik stabilizasyonlarda, ilk aĢamada stabilizasyon zayıftır fakat zamanla bitkiler geliĢtikçe güçlenir. Yapısal ve canlı materyallerin kombine olarak kullanıldığı tekniklerde, cansız materyaller ilk zamanlarda büyük yükleri desteklemektedir. Canlı materyal olgunlaĢtıkça, kök sistemleri toprağı, yapısal materyalle bağlayarak yapısal korumada güvenlik faktörünü arttıracaktır[6].

13

Mühendislik açıdan bakıldığında, akarsu kıyılarında bitkisel materyalin kullanımı her zaman doğru değildir. Yoğun yeĢil doku kanal kapasitesinin azalmasına ve daha büyük bir sel potansiyeline yol açabilir. ġevlerin belli kısımlarına dikilen ağaçlar stabilizasyonu bozan köklere sahip olabilirler. Bitkisel mühendisliğin iĢlevleri ve etkileri koĢullara bağlı olarak hem faydalı hem zararlı olarak belirlenmiĢtir. Bu yüzden, akarsu Ģevindeki problemi tek bakıĢ açısı kullanarak çözmek doğru değildir. En iyi çözüm yöntemini belirlemek için farklı bakıĢ açılarının güçlü ve zayıf yönlerini araĢtırarak karar verilmelidir[11].

2.2. Peyzaj Onarımında Biyoteknik Yapıların ĠĢlevleri

Peyzaj onarımında geleneksel stabilizasyon metotlarının yerine kullanabileceğimiz biyoteknik stabilizasyon tekniklerinin iĢlevleri; teknik, ekolojik, ekonomik ve estetik olmak üzere dört maddede incelenebilir.

2.2.1. Teknik ĠĢlevleri

Geleneksel stabilizasyon metotları yatak Ģevlerinde suyun hızının artması gibi sorunlara sebep olmuĢtur. Buna karĢılık biyoteknik stabilizasyon yöntemleri uygulanan teknik öncesinde var olan hidrolojik ve jeomorfolojik özellikleri korur. Vejetasyon, akıntının hacmini ve hızını kontrol ederek taĢıma kapasitesini etkileyen akıĢ direnci oluĢturur. Akarsu özelliklerinin korunması kaynak ve mansap etkilerini azaltır[12].

Teknik iĢlevleri;

 Toprak yüzeyini rüzgar erozyonundan, yağıĢ suyundan, donlardan ve akan sudan korur,

 Kaya düĢmelerinden korur,

 Kıyı boyunca akıĢın yıkıcı mekanik kuvvetini azaltarak toprağın bağlayıcılığı ve gevĢekliğini dengeler,

 Yüzey veya derindeki toprağın aĢınmasını engelleyerek stabilizasyonunu sağlar,

 Drenaj sağlar,

14

 Kar birikmesini, kum ve sediment kaymalarını, engeller,

 Toprağın sağlamlığını arttırarak heyelan oluĢumunu engeller[13].

2.2.2. Ekolojik ĠĢlevleri

Yapılan araĢtırmalar biyoteknik stabilizasyonda bitkilerin kullanımının, tatlı su kaynaklarında aquatik sistemin ekolojik bütünlüğünü ve biyolojik çeĢitliliğini korumada etkili olduğunu göstermiĢtir. Biyoteknik stabilizasyon uygulamaları aquatik habitat meydana getiren durgun su yüzeyleri, girdaplar ve oyuntulardan oluĢan doğal akarsu yatağı oluĢturmaktadır. Biyoteknik stabilizasyonun ekolojik baĢarısının iki yolla ölçülebileceği kabul edilmektedir; durgun su havuzları, oyuntu veya akarsularda yuvalanma imkanı ortaya koyacak fiziksel yaĢam alanlarının oluĢması diğeri de organizma sayısındaki artıĢtır[14].

Ekolojik iĢlevler;

 Toprak geçirimliliği ve su tarafından olduğu kadar su tutma kapasitesini iyileĢtirmek.

 Bitkilerin su tüketimi sağlar.

 Drenajı sağlar.

 Rüzgardan korur.

 Çevresel hava kirliliğinden korur.

 Bitkilerin kökleri sayesinde mekanik olarak toprağı iyileĢtirir.

 Toprakta ve toprağa yakın olan hava katmanlarında sıcaklık koĢullarını dengeler.

 Gölgeleme yapar.

 Toprağın besin içeriğini iyileĢtirerek daha verimli toprak oluĢturur.

 Kar yığılmalarını dengeler

 Gürültü koruması yapar.

 Çevredeki ekili arazilerin verimini arttırır[13].

Bunlara ek olarak, bitki örtüsünün su kalitesine olan olumlu etkileri tespit edilmiĢtir. Sedimentler ve sudaki besinler yüksek hızlı akıĢlarda taĢınarak uzaklaĢtırılır.

15

Anaerobik canlılar tarafından tüketilen gaz halindeki maddeler, iyi yönetilen akarsu Ģevlerinde akıntıyı kirletmeden azalabilir[12].

2.2.3. Peyzaj ĠĢlevleri

Biyoteknik uygulamalar, yapısal uygulamalara (beton, metal ve riprap) göre estetik bir görünüm oluĢtururlar. Sürdürülebilir doğa koruması anlayıĢında biyoteknik stabilizasyon, kıyı Ģevleri erozyon kontrolünde çevreye duyarlı bir yaklaĢım olarak kabul edilmektedir. Geleneksel mühendislik tasarımları görsel olarak peyzajda olumsuz bir görüntü oluĢtururken, doğal bitki örtüsü ile yapılmıĢ tasarımlar, görsel çekiciliği koruyarak çözüm oluĢtururlar. Doğal bitki örtüsü ile iyi tasarlanmıĢ biyoteknik stabilizasyon çözümlerinin estetik değeri zaman içinde artıĢ göstermektedir[12].

 Peyzaja doğal afet ya da insanlar tarafından yapılmıĢ zararların onarılmasını sağlar.

 Yapıların peyzaja entegrasyonunu sağlar.

 Kusurlu yapıların gizlenmesini sağlar.

 Yeni yapılar, Ģekiller ve renkler yaratarak mevcut peyzajın zenginleĢtirilmesini sağlar[13].

2.2.4. Ekonomik ĠĢlevleri

Geleneksel mühendislik yöntemlerinin ekonomik açıdan uygun olduğu kabul edilmiĢtir. Fakat maliyet bilgilerinin çoğu ekonomik fizibiliteyi etkileyen tüm faktörleri dikkate almamaktadır. Örneğin beton riprap sistemleri sürekli pahalı bakım gerektirmektedir ve uygun bakım yapılmadığı takdirde uzun ömürlü olmamaktadırlar. Biyoteknik stabilizasyon proje maliyetleri geleneksel metotlara göre daha pahalı olabilir. Fakat kullanım süresi hesaplandığında biyoteknik stabilizasyon yöntemlerinin çok daha düĢük maliyette olduğu belirlenmiĢtir. Biyoteknik stabilizasyon yöntemlerinde doğal elemanlardan (bitki, toprak v.b.) kaynaklanan sorunlar zamanla sistemde bozulmaların olmasına sebep olabilir. ĠĢçilik maliyetleri açısından değerlendirildiğinde,

16

biyoteknik stabilizasyon yöntemlerinde doğru zamanlama ile maliyetin azaldığı tespit edilmiĢtir[12].

Klasik mühendislik yapıları, ömürleri, hizmetleri ve bakım masrafları açısından biyoteknik yapılarla kıyaslandığında daha ekonomik oldukları söylenebilir.

 Geleneksel yapılara kıyasla daha düĢük yapım maliyetine sahiptirler.

 Bakım ve rehabilitasyon maliyetleri daha düĢüktür.

 Uygulandıkları alanlarda kullanıĢlı ve estetik görünüĢlü yeĢil alanlar oluĢtururlar[12].

2.3. Peyzaj Onarımında Biyoteknik Uygulamaların Sınırlayıcıları

Peyzaj onarımında biyomühendislik teknikleri önemli çözümler sunmakla birlikte, yüzey erozyonu çözümünde tek baĢına yeterli olmayabilir. Bazı durumlarda yapısal çözümler ile vejetasyonun birlikte kullanımı daha uygun ve etkili bir çözüm oluĢturur. Özellikle erozyonun yoğun olduğu alanlarda bitki yetiĢtirmek uygun olmayacağından biyomühendislik teknikler tavsiye edilmez[15].

Toprak biyomühendisliği tekniklerini uygulamada göz önünde bulundurulması gereken özellikler ve sınırlayıcılar Ģu Ģekilde sıralanabilir.

Çevreye uyumluluk: Biyomühendislik sistemleri genellikle az ekipman ve iĢ gücü gerektirir ve uygulama sırasında çevreye daha az zarar verir. Parklar, orman alanları, akarsu alanları, yaban yaĢam alanı ve bunun gibi doğal koridor görevi gören çevreye duyarlı alanların ekolojik ve estetik kalitesi bakımından kritik benzeri değerleri vardır[16].

Maliyet: Yapılan uygulamalar, biyoteknik sistemlerin, bitkisel ya da yapısal tekniklerin kullanılmasından daha az maliyetli olduğunu göstermiĢtir. ĠĢçiliğin ucuz olduğu yerlerde, yoğun iĢgücünün olduğu kombine sistemler dahi etkin olarak tercih edilebilir. ĠĢgücünün maliyetli ya da kısıtlı olduğu yerlerde ise biyoteknik sistemler, yapısal yöntemlerden daha pahalı olabilir. Bu durumda da uygulamalar inĢaat iĢlerinin durgun olduğu dönemlerde yapılarak maliyet düĢürülebilir[16].

Yerli malzemelerin kullanımı maliyet etkinliğini azaltır çünkü tesis masrafları bitkilerin yakın sahadan temin edilmesi, taĢınması ve dikilmesi bakımından avantaj sunacaktır.

17

Dikim Zamanları: Dikim zamanlarında uygun bitkisel materyalin yeterli miktarda bulunmayıĢı dikim zamanında kısıtlamaya neden olabilir[16].

Bitki dikiminin, bitkilerin uyku zamanlarında yani geç sonbahar, kıĢ ve erken bahar aylarında olması uygundur. Ayrıca uygun dikim zamanı dıĢında bitkiler soğuk ortamda muhafaza edilerek tomurcuklanması engellenir ve bu süre uzatılmıĢ olur. Bunun dıĢında saksıda kök sistemi iyi korunmuĢ bitkiler kullanılarak da verimlilik arttırılabilir[17].

Alanın Uygunluğu: Biyomühendislik uygulamaları genellikle, makine kullanımının mümkün olmadığı ve el iĢçiliğinin zorunlu olduğu küçük, hassas ya da dik alanlar için kullanıĢlı alternatif bir tekniktir[16].

Ancak dik yamaçlarda vejetasyonun kurulması zor olabilir.

Kayalık ve çakıllı dik yamaçlarda biyomühendislik yöntemlerin baĢarısını, bitkilerin büyümesi için gerekli olan yeterli toprak ve nem miktarı sınırlandırabilir. Bunlara ek olarak, kök geliĢimini olumsuz etkileyen sert katmanlar da engelleyici olabilir[18].

Ayrıca hızlı su akıĢı olan ve sürekli su baskınına maruz kalan yamaçlarda biyoteknik uygulamaların baĢarısı sınırlı olabilir[16].

Yerli Bitki Materyali Temini: Uygun bitki türü olarak genellikle söğüt ve sulak alanlarda yetiĢebilen benzer türler kullanılır. Çelikler alana yakın çevrede bulunan anaçlardan temin edilebilir. Çelik temini sırasında yabani türlerin yok olmasına neden olunabileceği için bazı bölgelerde yerli bitkilerin veya materyalin toplanması yasak olabilmektedir. Bu durumda gerekli malzeme ticari kaynaklardan satın alınmalıdır[16].

Dayanıklılık: Toprak biyoteknik sistemleri baĢlangıçtan itibaren dayanıklıdır ve zamanla vejetasyonun eklenmesiyle dayanıklılığı daha da artmaktadır. Biyoteknik sistemlerdeki yapısal bileĢenlerin birincil rolü, vejetasyonun kurulmasına temel oluĢturmaktır. Örneğin eğimli alanlarda uygulanan biyomühendislik sistemleri kurulumdan itibaren ağır yağıĢlara dayanabilmektedir. OluĢturulan vejetasyon herhangi bir nedenle baĢarılı olmasa bile, kökleri ve yüzeydeki bitki kalıntıları vejetasyonun kendisini yenilemesine olanak sağlayarak, sistemin koruyucu rolünü devam ettirebilir[16].

Bakım Ġhtiyaçları: Vejetasyon projede iyi bir Ģekilde kurulduktan sonra genellikle büyüme ve kendi kendini yenileme ile onarılır ve az bakım gerektirir. Ancak yeni bir biyoteknik proje uygulanırken baĢarı elde edilinceye kadar dikkatli olunmalı ve

18

periyodik bakımlar gerekmektedir. KurulmuĢ vejetasyon ezilmeye, kuraklığa, otlatmaya, besin eksikliğine, toksinler ve zararlılara karĢı duyarlıdırlar ve aynı zamanda özel yönetim tedbirlerine de ihtiyaç duyarlar[16].

19

BÖLÜM 3

3. AKARSU KAVRAMI VE AKARSU KIYI ġEVLERĠNDE BOZULMALAR

Bir akarsu iki ana bölümde incelenebilir;

 Su toplama kanalları sistemi ya da akarsu ağı.

 Toplam su toplama bölgesi ya da su havzası.

Bir vadi sisteminin tanımlayıcı ve diğer ekosistemlerden farklılaĢtıran temel elemanı vadi tabanından geçen akarsudur. Akarsu bir yatak içinde toplanarak akan, bir denize ya da göle dökülen sulardır. Küçük akarsulara dere, biraz daha büyüğüne çay denir. Derelerin ve çayların birleĢmesinden ırmaklar doğar. Irmakların büyüğüne nehir denir. Bununla beraber çok kesin ayrımların olmadığı durumlar da vardır. Bir akarsu ve kolları ile bunlara karıĢan çok sayıdaki derelerin, dereciklerin birleĢmesinden doğmuĢ olan akarsu sistemlerine akarsu ağı denir[19].

Bir akarsu bütün kolları ile birlikte belli bir bölgenin ya da alanın sularını toplar ki, suları boĢaltılan böyle bir bölgeye, akarsuyun su toplama bölgesi ya da akarsu havzası denir. Drenaj alanı olarak da ifade edilen havza alanı topoğrafik harita üzerinde, yüzey suyu çekimi ile akarken o alan içerisinde kalacak Ģekilde en yüksek noktalardan sınır geçirilerek bulunur. Su toplama havzaları su toplama çizgisi ya da diğer bir deyiĢle su bölümü çizgisi ile birbirinden ayrılırlar. Bu çizgi, kolay eriyebilen taĢların geniĢ yer tuttuğu bölgelerde, kurak alanlarda, bataklık yerlerde çoğunlukla belirsizleĢir[19].

3.1. Akarsuların Yatak Tiplerine ve Malzemesine Göre Sınıflandırılması Doğal akarsular için ortaya koyulabilecek bir sınıflandırma sistemi akıĢ özelliklerinin morfolojik bir düzenleme ile nispeten homojen bir akım tipi organize ederek meydana getirdiği 7 temel tipte ele alınmaktadır. Akarsuların farklılık gösterdikleri eğimleri, geniĢlik ve derinlik oranları ile çeĢitli yer Ģekillerinden

20

kaynaklanan kıvrımlılıkları bakımından değerlendirilerek sınıflandırma yapılmaktadır. Her temel akarsu tipi ile kendi içinde yatak malzemesi (toprak ve silt) bakımından 6 ek tipe ayrılmaktadır (Tablo 3-1). Bu sınıflandırmayı yapmak için kullanılan veriler ABD, Kanada ve Yeni Zelanda‟da olmak üzere 450 nehirden elde edilmiĢtir[20] (ġekil 3-1).

ġekil 3-1 Temel Akarsu Tiplerinin Plan ve Kesit GörünüĢleri[21]

Yapılan bu sınıflandırmaya göre A tipi akarsuların deseni nispeten düz, B tipi akarsular düĢük kıvrımlı, C tipi akarsular kıvrımlı ve E tipi akarsular kıvrımlı ve burgulu, D ve DA tipi akarsular karmaĢık akıĢlı akarsular olup ağ sisteminin oluĢtuğu örgü desenli ve çok kanallı akarsulardır. F tipi akarsular menderes yapıdadır. G tipi akarsular ise A tipine benzerler, düz bir istikamette akıĢ yönü gösterirler[21] (Tablo 3-1).

21

Tablo 3-1 Temel Akarsu Tiplerinin Yatak Malzemesi ve Tipine Göre Sınıflandırması[20]

STABİLİTE ORANI GENİŞLİK-DERİNLİK ORANI Çok Değişken

KIVRIMLILIK Çok Değişken

Şev Eğimi > 0,10 0,04-0,099 0,02-0,039 <0,02 0,02-0,039 <0,02 0,04-0,099 0,02-0,039 <0,02 0,02-0,039 <0,02 0,02-0,039 0,001-0,02 <0,001 0,02-0,039 0,001-0,02 <0,001 <0,005 ANAKAYA (>2048 mm) A1a+ A1 G1 G1c F1b F1 B1a B1 B1c C1b C1 C1c

AŞINMIŞ BÜYÜK KAYA

(256 mm to 2047.9 mm) A2a+ A2 G2 G2c F2b F2 B2a B2 B2c C2b C2 C2c

KABA ÇAKIL

(64 mm to 255.9 mm) A3a+ A3 G3 G3c F3b F3 B3a B3 B3c E3b E3 C3b C3 C3c D3b D3

ÇAKIL

(2 mm to 63.9 mm) A4a+ A4 G4 G4c F4b F4 B4a B4 B4c E4b E4 C4b C4 C4c D4b D4 D4c DA4

KUM

(0.062 mm to 1.99 mm) A5a+ A5 G5 G5c F5b F5 B5a B5 B5c E5b E5 C5b C5 C5c D5b D5 D5c DA5

SİLT-KİL

(<0.062 mm) A6a+ A6 G6 G6c F6b F6 B6a B6 B6c E6b E6 C6b C6 C6c D6b D6 D6c DA6

AKARSU TİPİ

ŞEV

YATAK MALZEMESİ

Şev Eğimi

Şev Eğimi Şev Eğimi Şev Eğimi Şev Eğimi Şev Eğimi

ÇOK YATAKLI AKARSULAR

DA Çok Yüksek (>40) Düşük Kıvrımlı D Şev Eğimi A G F B E C STABİL (Oran<1,4) Yükseğe Yakın (>12) Çok Düşük (<12) Düşük Kıvrımlı (<1,2) Orta Derece Kıvrımlı (>1,2) Orta Derece Kıvrımlı (>1,2) Yüksek Kıvrımlı (1,5) TEK YATAKLI AKARSULAR

DÜŞÜK STABİLİTE (oran>2,2) Yükseğe Yakın (>12) Yükseğe Yakın Kıvrımlı (>1,2) KISMEN STABİL (1,4-2,2) Orta Derece (>12) Orta Derece Kıvrımlı (>1,2) Düşük (<12)

22 3.1.1. A Tipi Akarsu

A tipi akarsuların yatakları genellikle dik, kemikleĢmiĢ ve sınırları bellidir. Dağ akarsuları olarak düĢünülebilirler. Bu akarsular, yatak malzemesi bakımından anakayadan silt-kile kadar yapıĢkan toprağı kazınmıĢ olan tüm yatak tipleri (A1-A6) arasında değiĢiklik gösterirler. A tip akarsularında aĢamalı oyuntulardan veya çakıllardan oluĢmuĢ basamaklı yataklar bulunmaktadır. Kaya ve kaya yataklarında bulunan akarsular, fazla malzeme taĢıyan ve akıĢ hızı bakımından yüksek enerjili akarsulardır. Eğimin azalması ve yatak stabilitesi arttıkça erozyon, kütle kaybı ve moloz akıĢı azalmaktadır[22] (ġekil 3-2)

ġekil 3-2 A Tipi Akarsu Yatak Kesiti

3.1.2. B Tipi Akarsu

B tipi akarsular genellikle orta stabilite gösteren akarsulardır. A tipi akarsu yataklarına göre daha az dik oyuntu oluĢumu görünür. B tipi akarsular dar vadilerde bulunan iniĢli çıkıĢlı tepelerde akan dereler olarak düĢünülebilirler. B tipi akarsularda, akarsu yatağının akıntılı olduğu yerlerde düzensiz oyulmalar ile Ģelaleden bir dizi oluĢturur. Akarsu yatağı ve Ģevleri nispetten istikrarlı yapıya sahiptir ve sediment oluĢumuna engel olan sistemlerdir. Eğer mümkünse, geniĢ odunsu molozlar bu sistemlerde akarsu balıkları açısından önemli yaĢam alanı oluĢturmaktadırlar. Yatak içerisinde birbirini seyreden havuzlar oluĢmaktadır[22-23] (ġekil 3-3).

23

ġekil 3-3 B Tipi Akarsu Yatak Kesiti

3.1.3. C Tipi Akarsu

C tipi akarsular, yatakları iyi geliĢmiĢ taĢkın alanları ile karakterize edilmiĢ menderes sistemleriyle az stabilite göstermektedirler. Oyuntu havuzları genellikle daha derin ve geniĢtir. C tipi akarsular kararlıdır ve sediment üretimi ile taĢınımı bakımından sınırlıdırlar. Fakat çakıl veya ince yatak ve Ģev malzemesi varsa oyulmaya, erozyona ve menderes oluĢumu ile taĢınmaya hassastırlar. C tipi akarsularda Yatak ve Ģev malzemesi daha ince hale geldikçe sediment yükünün büyük yüzdesi askı ya da yıkama malzemesi olur. [22] (ġekil 3-4).

24 3.1.4. D Tipi Akarsu

D tipi akarsu yataklarının belli bir kaya zeminli yatakları yoktur, birden çok kanal veya örgülü tipte sisteme sahiptirler. Fakat akarsu yatağında kaya çıkıntılarının gözlenebildiği bölgelerde, örgülü yapıya ulaĢamadığı ya da kısa olduğu durumlar vardır. GeniĢ alüvyonlu vadiler, “U” Ģekilli buzul vadileri, yıkanmıĢ buzul vadileri, alçak kabartmalı vadiler ve deltalar gibi alanlar, D tipi akarsular için uygun alanlardır. D tipi akarsular, bataklık ve deltalar hariç yüksek sediment kaynağına ve taĢıma kapasitesine sahip sistemlerdir. Yatak malzemesine göre kaba çakıldan silt ve kile doğru (D3-D6) değiĢkenlik gösterirler[22] (ġekil 3-5).

ġekil 3-5 D Tipi Akarsu Yatak Kesiti

3.1.5. E Tipi Akarsu

E tipi akarsu yatakları, düĢük geniĢlik ve derinlik oranına sahip, geniĢ kıvrımlar gösteren bir yapıya sahiptirler. Bu tipler çeĢitli formlarda bulunmaktadırlar (Birçok derelerde bu tip gözlenmektedir). Havza ve Ģevlerinde bulunan iyi geliĢmiĢ bitki örtüsü yardımıyla yüksek stabilite gösteren yapıya sahiptirler. E tipi akarsular geniĢ vadi ve çayırlar içerisinde görülebilirler. Yatak malzemesi bakımından kaba çakıldan silt ve kile doğru(E3-E5) değiĢkenlik gösterirler[22-23] (ġekil 3-6).

25

ġekil 3-6 E Tipi Akarsu Yatak Kesiti

3.1.6. F Tipi Akarsu

F tipi akarsuların yatakları kıvrılarak kazınıp, kemikleĢmiĢ yatağa sahiptirler. Bu tip yataklarda Ģevin üst kısmı taĢma yüksekliği seviyesinin çok üstünde olduğundan taĢkın oluĢmamaktadır. Anakayadan silt ve kil yapıda (F1-F6) değiĢkenlik gösterse de kayalık ya da anakaya üzerinde akan yataklar genellikle çakıl ve kumlu olduğu durumlarda stabildir, fakat Ģevlerde yüksek oranda erozyon görülebilir ve genelde çalıĢmalar baĢarısız olur[22] (ġekil 3-7).

ġekil 3-7 F Tipi Akarsu Yatak Kesiti

3.1.7. G Tipi Akarsu

G tipi akarsular akıĢların derinleĢtiği sistemlerdir ve A tipi akarsulara benzerler. Akarsu Ģevlerinde yatağa oranla %2-4 oranında erozyon meydana gelebilir. G tipi akarsu yatakları kayalık alanlar ve anakayada bulunuyorsa stabil Ģekildedirler. Ancak,

26

TaĢ, çakıl ve kum yataklı G tipi akarsular stabil değildirler. Onarım çalıĢmalarının baĢarısız olduğu derin kazınmıĢ G tipi akarsu yataklarında yüksek miktarda Ģev erozyonu görülür. Akarsu yatak malzemesi, kaba çakıldan kil ve silte doğru (G3-G6) değiĢkenlik gösterdiğinde oyuntu meydana gelir[24] (ġekil 3-8).

ġekil 3-8 G Tipi Akarsu Yatak Kesiti

3.2. Akarsu Kıyı ġevlerinde Bitki Dikim Zonları

Akarsu kıyı Ģevleri genellikle toprak ve su arasında kalan alan olarak tanımlanmaktadır. Akarsu kıyı Ģevlerinde sediment taĢınımı ve dağıtımının kontrol edilmesi, su kalitesini artırma, aquatik yaĢama organik madde temin etme, balık ve yaban hayatına yaĢam alanı sağlama bakımından önemlidir[25].

Akarsu kıyı Ģevleri bitki dikim zonları, yükseklik ve yataydaki etkileĢimler açısından topuk zonu, Ģev, Ģev üstü bölgesi, geçiĢ bölgesi, yüksek arazi bölgesi olarak ayrılmaktadır (ġekil 3-9). Tüm akarsu kıyı Ģevleri bu Ģekilde kademelenme göstermeyebilmektedir. Akarsu bitki zonları yükseklik ve yataydaki etkileĢimler açısından görsel olarak tarif edilebilir. Bu bölgenin idealize tasviri ve açıklaması aĢağıda verilmiĢtir. Tüm akarsu kıyı Ģevleri bu Ģekilde kademelenme göstermemektedir [25].

27

28

Topuk Zonu: Bu bölge akarsu akım seviyesinin altında yer almaktadır. Akımdaki bu deĢarj alanı enine kesitte genellikle suda yaĢayan organizmaların yaĢamsal sınırlarını belirler. Uzun süre su altında kalması sebebiyle, bu bölge içinde odunsu bitki nadiren yer alabilmektedir. Sürekli akımın etkisi altında kalan bu bölge en yüksek strese sahip bölgedir. Topuk zonu herhangi bir stabilizasyon projesi için hayati önem taĢır. Bu zonda genellikle taĢ veya benzeri cansız madde ile yapılacak koruma önlemleri gerekmektedir[25].

ġev: ġev bölgesi ortalama su yüksekliği ile akım seviyesi arasında yer almaktadır. Bu bölge topuk zonundan daha az aĢındırıcı ortamda olması ile birlikte, rüzgarın oluĢturduğu dalgalara, nem ve kuraklık döngüsüne, buz baskısına, moloz birikimine, donma ve çözünme döngülerine maruz kalmaktadır. ġev bölgesi genellikle erken otsu bitki kolonileri, esnek söğüt türleri ve seyrek olarak çalılar ile kaplanmıĢtır. Akım seviyesinin yükseldiği durumlarda bu bölgedeki akıntıda meydana gelen sediment taĢınımı özellikle alüvyonal kanallar için sorun haline gelir[25].

TaĢkın Seviyesi: TaĢkın seviyesi tipik haliyle geniĢliğin derinliğe oranının en az olduğu nokta olarak tanımlanır. Yüksek akıntı hızı ve sık sık su altında kalması nedeni ile bu seviyenin altında biyomühendislik yöntemleri ile birlikte kaya veya diğer sert yapılar kullanırlar[25].

Birçok durumda taĢkın oluĢumu hızla üst seviyeye ulaĢır. Bazı durumlarda, geniĢ, düz taĢkın ovalarında, akıntının Ģevi aĢarak taĢkın alanında hızla aktığı görülebilir. Bu gibi durumda, taĢkının hidrolik koĢullarını değerlendirerek uygun Ģev stabilitesini koruyabilecek tasarımı uygulamak yerinde olabilir. Fakat taĢkın yatağının dar ve tıkalı olduğu durumlarda akıntı, hızı yükselerek devam eder. Sonuç olarak, akıntıyı daha iyi deĢarj etme yöntemi, Ģev stabilizasyonunu sağlama çalıĢmalarından daha uygun olabilir[25].

ġev Üstü Bölgesi: TaĢkın seviyesi ile Ģev üstü seviyesi arasında yer alır. Bu düz tipteki bölge, sediment birikimi oluĢmuĢ katmanlı topraklar içerebilir. Genellikle 2 ila 5 yılda bir düzensiz olarak sular altında kalabilir. Bu bölgede bulunan bitki örtüsü genellikle suya dayanıklı ya da sucul bitkiler bakımından zengin olabilir. Esnek çalı formundaki söğüt sapları, kızılcıklar, kızılağaç, huĢ gibi türler bu kısımda bulunabilir. Daha büyük söğüt, kavak ve diğer ağaç türleri alanın daha yüksek bölgesinde bulunurlar[25].

29

GeçiĢ Bölgesi: GeçiĢ bölgesi, Ģev üstü seviyesi ile taĢkın risk seviyesi arasındaki bölgedir. Bu bölge her 50 yılda bir sular altında kalabilir. TaĢkın sırasında yüksek hızdaki akıntılara maruz değildir. Bu bölge sucul türlerin genellikle daha geniĢ türlere ulaĢtığı zondur. Sonuç olarak ağaç türlerinin dikkate alınacağı ilk bölgedir. Bu bölgedeki bitkilerin sele dayanıklı olmasına gerek yoktur[25].

TaĢkın Risk Seviyesi: Birçok uygulayıcı taĢkın risk seviyesini, taĢkın seviyesinin iki katı olarak kabul edilir. TaĢkın risk seviyesinin taĢkın seviyesine oranı olarak hesaplanan stabilite oranının hesaplanması akarsu yatak sınıflandırılmasında kullanılmaktadır. Bu seviyenin altındaki alan aktif taĢkınlar ve düĢük teras içerebilir[25].

Yüksek Arazi Bölgesi: Bu bölge sel riskinin olduğu kotun üzerinde bulunmaktadır. Bu bölgedeki erozyon tipi yüzey akıĢı, rüzgar, yanlıĢ tarım uygulamaları, ağaç kesme, imar faaliyetleri ve aĢırı otlatma kaynaklıdır. Bu bölgedeki bitki türleri yüksek alanlarda yetiĢen türlerden oluĢur. Türlerin seçiminde en önemli faktör kuraklık olabilir[25].

3.3. Akarsu Yatak ve Kıyılarında Stabilizasyon

Kendi haline bırakılan akarsular dar vadilerde yamaç kaymaları, geniĢ ve birikinti vadilerinde ise kollara ayrılma gibi nedenlerle zararları artabilir. Bu durumdan yerleĢim merkezleri, tarım, akarsu ulaĢımı ve enerji üretimi etkilenir ve zarar görür. Bir akarsudan daha iyi yararlanmak ve bölgeyi su zararlarından korumak amacıyla, taban ve kıyılarda yapılan çalıĢmalara, akarsu yatağı düzenlemesi veya kısaca "akarsu düzenlemesi" denir[1].

Akarsu düzenlemesi ile aĢağıdaki amaçlardan biri veya birden fazlası gerçekleĢtirilmek istenir. Bunlar;

 TaĢkın zararlarını önlemek veya azaltmak,

 Suyun enerjisinden yararlanmak,

 Yeni tarım ve yerleĢim alanları kazanmak,

 Sulama ve kurutma Ģartlarını düzeltmek,

 Akarsu ulaĢımını sağlamak,

30

 Yeraltı su seviyesini düzenlemek,

 Akarsuyun kendi kendini temizlemesini sağlamak

 Buz yığılmalarını önlemek,

 Akarsuyun doğa ile uyumunu sağlamaktır.

Akarsu yatak ve kıyılarında yapılan düzenleme çalıĢmaları ile akarsu vadilerinde oturanların mal ve can güvenliği emniyete alınır, sudan ve vadi alanından daha iyi ve fazla yararlanma imkanı sağlanır, akarsuda kararlı bir yatak elde edilerek taban ve kıyı erozyonu ve kum yığınlarının oluĢması engellenir[1].

Akarsu kıyılarında tampon bölge olarak adlandırabileceğimiz Ģevler boyunca bitkisel materyal kullanılarak yapılan çalıĢmalar ile yukarıda saydığımız faydaların yanında Ģevlerdeki bitkiler sayesinde; otoyollar, caddeler, otoparklar ve bacalardan kaynaklanan zararlı gazların filtrelenmesi sağlanır. Aynı zamanda bu tampon bölgedeki bitkisel materyal akarsu Ģevlerini erozyondan korur, taĢkın kontrolüne yardımcı olur, yaban hayatın yaĢam alanını korur, balıklar için gölge alanlar yaratarak görsel zenginliği arttırır.

Akarsu kıyı alanlarında Ģev stabilizasyonu onarım çalıĢmaları baĢlangıçta doğru seçilmesine ve iyi kurulmasına, uzun vadede iyi bakım ile geliĢimine bağlıdır. Bitkilendirme çalıĢmalarının baĢarısı da sırasıyla Ģu etmenlere bağlıdır[24];

 Doğru tür seçimine,

 Elde etme yöntemlerine ve taĢıma tekniklerine,

 Uygulama yöntemlerinin zamanlamasına,

 Toprak karakteristiğine(besin, tuzluluk, sıkıĢma durumu v.b.),

 Ġklimsel verilere (Buzlanma, kuraklık v.b.)

 Sediment durumuna(miktarı ve taĢınımına),

 Moloz etkilerine,

 Sel etkisine,

 Su kullanabilme durumuna,

 Hidrolojik yapıya,

31

Akarsu kıyı alanlarında önerilen koruma yöntemleri, bitkilerin akarsu yatak tipine ve malzemesine bağlı olarak konumlandırılmasını ve tasarımını gerekmektedir[25].

Su Kalitesinin Korunması ve GeliĢtirilmesini Sağlama: Akarsu Ģevlerinde bulunan bitki örtüsünün bilinen ve en yaygın fayda sağlayan etkileri biyolojik çeĢitlilik ve su sıcaklığı üzerinedir. Akarsu Ģevlerinde bulunan ağaçlar, tarım alanlarındaki kirliliğin azaltılmasında etkilidir.

Diğer su kalitesi iyileĢtirme yöntemleri ile karĢılaĢtırıldığında akarsu bitki zonları, insan egemen peyzaj yapısı ve fonksiyonları ile uzun süreli fonksiyonel değiĢikliklere yol açabilir[26].

Su kalitesine yönelik uzun vadeli iyileĢtirme çalıĢmalar aĢağıda sayılan noktalar göz önünde bulundurularak tasarlanmalıdır;

 Akarsu bitki zonlarına giren kirleticilerin ayrıĢtırılması ya da uzaklaĢtırılmasına olan etkileri,

 Bitki zonlarının kirleticileri tutması üzerine etkileri.

 Akarsu bitki zonlarının sucul ekosistemler üzerindeki etkileri.

 Bitki zonlarındaki ağaçların planlı olarak budanmasının etkileri ve potansiyel faydaları.

 Alt toprağın ve jeolojik malzemenin kimyasal, hidrolojik ve biyolojik durumuna olan etkileri[27].

Lane‟nin denge diyagramı, akarsu kaynaklı genel bozulmaları öngörmede kullanıĢlı bir görsel modeldir. Bu diyagrama göre; Sediment, su ve eğim arasındaki etkileĢimin gösterimine ek olarak, Lane‟nin iliĢkisi genellikle akarsularda meydana gelebilecek değiĢikliklere cevap verecek Ģekilde genel bir anlayıĢ elde etmek için kullanılır. Örneğin, eğer sediment taĢınımı miktarındaki artıĢ akarsuyun üst kısımlarındaki sediment arzına sahipse, ya Lane‟in iliĢkisine göre ortalama tane boyutu artıĢ gösterecektir ya da eğim azalmıĢtır. Diğer durumlarda, bir akarsuyun taĢıma kapasitesi genellikle sel riskini azaltmak için artıĢ gösterir. Eğer akarsu yatağı geniĢletilirse (taĢıma kapasitesi artarsa), ya da kıvrımlılığı azaltılırsa (eğim arttırılırsa) sediment taĢınımı ve ortalama tane boyutu artıĢ gösterir (ġekil 3-10)