T.C.
KASTAMONU ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI
WADİ KAAM'DAKİ (ZLİTEN, LİBYA) KUM PLAJININ VE DOĞUSUNDAKİ KUM TEPELERİNİN ÖZELLİKLERİNİN
İNCELENMESİ VE İNSAN FAALİYETLERİ ÜZERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI
RABEE ALAMARI MUFTAH RABYEE
YÜKSEK LİSANS TEZİ
PROF. DR. SAVAŞ CANBULAT
KASIM - 2021
KASTAMONU
TEZONAYI
Rabee Alamarı Muftah RABYEE tarafından hazırlanan “Wadi Kaam'daki (Zliten, Libya) Kum Plajının ve Doğusundaki Kum Tepelerinin Özelliklerinin İncelenmesi ve İnsan Faaliyetleri Üzerine Etkisinin Araştırılması” adlı tez çalışmasının savunma sınavı 22.11.2021 tarihinde yapılmış olup aşağıda verilen jüri tarafından oy birliği / oy çokluğu ile Kastamonu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi olarak kabul edilmiştir.
Danışman Prof. Dr. Savaş CANBULAT
Kastamonu Üniversitesi ...
Jüri Üyesi Ünvan Ad SOYAD
XXX Üniversitesi ...
Jüri Üyesi Ünvan Ad SOYAD XXX Üniversitesi
...
Jüri üyeleri tarafından kabul edilmiş olan bu tez Kastamonu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulunca onanmıştır.
Enstitü Müdürü Prof. Dr. İzzet ŞENER ...
TAAHHÜTNAME
Bu tezin tasarımı, hazırlanması, yürütülmesi, araştırmalarının yapılması ve bulgularının analizlerinde bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu; ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını, bilimsel etiğe uygun olarak kaynak gösterildiğini bildirir ve taahhüt ederim.
Rabee Alamarı Muftah RABYEE
ÖZET
YÜKSEK LİSANS TEZİ
WADİ KAAM'DAKİ (ZLİTEN, LİBYA) KUM PLAJININ VE
DOĞUSUNDAKİ KUM TEPELERİNİN ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ VE İNSAN FAALİYETLERİ ÜZERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI
RABEE ALAMARI MUFTAH RABYEE
KASTAMONU ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANA BLİM DALI
DANIŞMAN: PROF. DR. SAVAŞ CANBULAT
Kum hareketi, Libya'nın batı kıyılarındaki en ciddi çevre sorunlarından biridir. Bu çalışma, sahil kumu ve kumulların kimyasal ve fiziksel özelliklerini araştırmış ve ayrıca inşaat sektöründe hammadde olarak kullanım olasılığını değerlendirmiştir. Kumul kumu ile sahil kumu arasında kimyasal ve fiziksel özelliklerde farklılıklar olduğu bulunmuştur. Klorür iyonunun konsantrasyonu. Kumul kumunda sodyum iyonu, elektriksel iletkenlik ve diğer kimyasal özellikler plaj kumu ile sıkıştırmada en düşük seviyedeydi. Bu nedenle kumul kumları özellikle inşaat sektörü, beton üretimi ve çimento tuğlaları için doyurucuydu.
ANAHTAR KELİMELER:Libya, Kumsal yönetimi, çölleşme, uzaktan algılama, kum taşımacılığı
Kasım 2021, 64 Sayfa
ABSTRACT
MSC THESIS
İNVESTİGATİON OF THE CHARACTERİSTİCS AND EFFECTS ON HUMAN ACTİVİTİES OF THE SAND BEACH İN WADİ KAAM (ZLİTEN,
LİBYA) AND THE SAND DUNES EAST OF İT RABEE ALAMARI MUFTAH RABYEE
KASTAMONU UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE DEPAERTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING
SUPERVISOR: PROF. DR. SAVAŞ CANBULAT
Sand movement is one of the most serious environmental problems on the western coast of Libya. This study investigated the chemical and physical properties of beach sand and dunes and also evaluated the possibility of their use as raw materials in the construction industry. It has been found that there are differences in chemical and physical properties between dune sand and beach sand. The concentration of chloride ion, sodium ion in dune sand, electrical conductivity and other chemical properties are lowest in compaction with beach sand. For this reason, dune sands are especially satisfying for the construction industry, concrete production and cement bricks.
KEYWORDS:Libya, Beach management, desertification, remote sensing, sand transport
October 2021, 64 Page
TEŞEKKÜR
Bu çalışma da engin bilgi birikimi ve yaratıcı düşüncesiyle beni yönlendiren danışmanım Sayın Prof. Dr. Savaş CANBULAT'a derin ve içten teşekkürlerimi ifade etmek istiyorum. Onun gözetiminde çalışmak benim için her zaman büyük bir değer olmuştur. Detaylı ve yapıcı yorumları ve bu çalışma boyunca yaptığı kritik destek için derinden minnettarım. Ayrıca, araştırmalarını tamamlamalarına yardımcı olmak adına öğrencilere iyi bir ortam ve imkânlar sağladığı için Kastamonu Üniversitesi'ne teşekkür ediyorum. Son olarak, onların sürekli ve kararlılıkla beni cesaretlendirdikleri ve üniversitedeyken geçirdiğim süre boyunca bana sevgiyle yaklaşmak lütfunda bulundukları için muazzam minnettarlığım ailemedir. Sonsuz teşvikleri ve inançları bana ilham verdi, veriyor ve ilerde de verecek, bu sebeple onlara her zaman borçlu olacağım.
Rabee Alamarı Muftah RABYEE Kastamonu, 2021
İÇİNDEKİLER
Sayfa
TEZ ONAYI ... ii
TAAHHÜTNAME ... iii
ÖZET ... iv
ABSTRACT ... v
TEŞEKKÜR ... vi
İÇİNDEKİLER ... vii
ŞEKİLLER DİZİNİ ... ix
TABLOLAR DİZİNİ ... x
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ... xi
1. GİRİŞ ... 1
1.1 Bu Çalışma için motivasyon ... 3
1.2 Araştırma Amaçları ... 3
1.3 Araştırma Hedefleri ... 3
1.4 Tezin Ana Hatları ... 4
2. LİTERATÜR TARAMASI ... 5
2.1 Giriş ... 5
2.2 Kum Hareketinin Genel Prensipleri ... 5
2.2.1 Erozyonda Önemli Bir Faktör Olarak Rüzgâr ... 6
2.2.2 Kum Parçacığının Taşınması için Yöntemler ... 7
2.2.2.1 Tane boyu ... 7
2.2.2.2 Atlama ... 7
2.2.2.3 Yüzey sünmesi ... 8
2.2.3 Kum Hareketini Kontrol Eden Faktörler ... 8
2.2.3.1 Kumun mevcudiyeti ... 8
2.2.3.2 Nem ... 8
2.2.3.3 Rüzgâr hızı, yönü ve sürekliliği ... 9
2.2.3.4 Bitki örtüsü ... 9
2.3 Kumul Oluşumunu Yöneten Temel Koşullar ... 10
2.3.1 Morfolojiyi Etkileyen Kumul Süreçleri ... 10
2.3.1.1 Rüzgâr ... 10
2.3.1.2 Heykel ... 10
2.3.1.3 Taşıma ... 11
2.3.1.4 Yağış ... 11
2.4 Kum Tepeleri Türleri ... 11
2.4.1 Kıyı Kumullarının Oluşumu ... 13
2.4.2 Hareket Sürecinden Kaynaklanan Kum Şekilleri ... 14
2.4.2.1 Kum dalgaları ... 14
2.4.2.2 Kum tabakaları ... 14
2.4.3 Kumul Şekli ... 14
2.4.4 Kumul Türleri ve Bunların Rüzgâr Sistemleriyle İlişkileri ... 15
2.5 Bitki Örtüsü ve Serbest Kumulların Kum Tepelerine Dönüşmesi Üzerindeki Etkisi ... 16
2.5.1 Bitki Örtüsünden Kaynaklanan Yüzey Pürüzlülüğü ve Kum Hareketine Etkisi ... 17
2.5.2 Kumul Sabitleme İşlemi ... 18
2.5.2.1 Kumul bitki örtüsü yetişme faktörleri ... 19
2.6 Tortu Temini ve Kum Tepelerinin Bileşimi ... 19
2.7 Kum Hareketini Ölçme Yöntemleri ... 20
2.7.1 Geleneksel Yöntem ... 20
2.7.2 Sediment Taşıma Modelleri ... 20
2.7.3 Uydu ve Havadan Görüntüler ... 21
2.8 Kumul Hareketini Kontrol Etme Yöntemleri (Kumul Sabitleme) ... 23
2.8.1 Kumul İhlalinin Etkisi ... 23
2.8.1.1Kum istilasının tarım ve hayvancılık faaliyetleri üzerindeki etkileri.23 2.8.1.2Kum istilasının binalar ve ulaşım üzerindeki etkileri ... 24
2.8.2 Kumul İstilasının Nedenleri ... 24
2.8.3 Kumul Hareketini Kontrol Etme Yöntemleri ... 25
2.8.3.1 Ağaçlandırma ... 26
2.8.3.2 Bariyerlerin ve çitlerin montajı ... 26
3. MATERYAL VE YÖNTEM ... 27
3.1 Çalışma Alanı ... 27
3.2 Sediment Örneklemesi ... 27
3.3 Metot ... 29
3.3.1 Yığın Yoğunluğu ... 29
3.3.2 Parçacık Yoğunluğu ... 30
3.3.3 Elek ile Parçacık Boyutu Dağılımı ... 31
3.3.4 Toprak Elektrik İletkenliği ... 32
3.3.5 Toprak pH'ı ... 32
3.3.6 Toprak Organik Madde İçeriği ... 32
3.3.7 Kalsiyum Karbonat ... 32
3.3.8 Sülfat, Klorür İyonu, Sodyum, Potasyum Kalsiyum ve Magnezyumun Ekstraksiyonu ... 33
3.3.9 Sodyum ve Potasyum İyonları ... 33
3.3.10 Sülfat ... 33
3.3.11 Klorür İyonu ... 33
3.3.12 Kalsiyum ve Magnezyum İyonları ... 34
4. BULGULAR VE TARTIŞMA ... 36
4.1 Kumun Fiziksel Özellikleri ... 36
4.2 Kumun Kimyasal Özellikleri ... 39
4.3 Kıyı kumullarından nasıl yararlanılır? ... 49
5. SONUÇ VE ÖNERİLER ... 52
5.1 Sonuç ... 52
5.2 Gelecekteki Çalışmalara Öneriler... 52
KAYNAKLAR ... 54
EKLER ... 59
ÖZGEÇMİŞ ... 64
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa Şekil 3.1 Çalışma alanı ve örnekleme yerleri... 28 Şekil 3.2 Bazı örnekleme konumlarından resimler ... 30 Şekil 4.1 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum örneklerinin pH değeri ... 40 Şekil 4.2 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum numunelerinin elektriksel
iletkenliği ... 41 Şekil 4.3 Zliten sahillerinin farklı konumlarındaki kum numunelerinin klorür iyonu
konsantrasyonu ... 42 Şekil 4.4 Zliten sahillerinin farklı konumlarındaki kum numunelerinin sülfat iyonu
konsantrasyonu ... 43 Şekil 4.5 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum numunelerinin sodyum
iyon konsantrasyonu ... 44 Şekil 4.6 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum numunelerinin potasyum
iyonu konsantrasyonu ... 45 Şekil 4.7 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum numunelerinin kalsiyum
iyonu konsantrasyonu ... 46 Şekil 4.8 Zliten sahillerinin farklı konumlarındaki kum numunelerinin magnezyum
iyonu konsantrasyonu ... 47 Şekil 4.9 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum örneklerinin kalsiyum
karbonat yüzdesi ... 48 Şekil 4.10 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum örneklerinin organik
madde içeriği ... 49
TABLOLAR DİZİNİ
Sayfa Tablo 2.1 Rüzgar hızı ve kum tanelerinin boyutu arasındaki ilişki ... 11 Tablo 3.1 Örnekleme konumunun GPS koordinatları... 28 Tablo 3.2 Kum Sınıflandırması ... 31 Tablo 4.1 Zliten sahillerinin farklı lokasyonlarındaki kum örneklerinin fiziksel
özellikleri ... 37 Tablo 4.2 Kütle geçen elek ile kum yüzdesi ... 50
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ
Simgeler
g/cm3 : Santimetre küp başına gram m/sn : Saniye başına metre
g/Kg :kilogram başına gram mg/Kg : kilogram başına miligram mg/l :litre başına miligram g/l : litre başına gram m3/m :metre başına küp metre Km :kilo metre
ml :mililitre mm :milimetre µm :mikrometre Kısaltmalar
EDTA : Etilendiamin Tetraasetik Asit GIS : 3D Gelişmiş Coğrafi Bilgi Sistemi
pH : Power of Hydrogen
rpm : Dakikadaki devir sayısı GPS :Küresel Konumlama Sistemi C : Celsius Ölçeği
1. GİRİŞ
Kum, kıtaların iç kesimlerinde çölün kumu, kıyı bölgelerinde ise kumsalın kumu olarak bulunur. Kumlu plajlar güzel bir manzara ile karakterize edilir ve dünyanın birçok ülkesinde turizmde kullanıldığı için sadece dinlenme, dinlenme ve dinlenme yerleri olarak görülmekle kalmaz, aynı zamanda birçok bitki ve hayvan türü için doğal yaşam alanıdır. Mısır'da Akdeniz kıyıları boyunca, İskenderiye ve El Alamein'i ayıran kıyı boyunca, yaklaşık 100 km güneyde kum tepeleri, birçok tür için turizm ve doğal yaşam alanı olarak kullanılıyor. Ayrıca bu kumsallar, Avrupa'dan göç eden bıldırcın gibi kuşların iniş istasyonu ve kavşak noktasıdır. Ayrıca bu kumsallar, düzensiz yağışlara bağlı olarak incir (Ficus carica L.) ekimi ile ünlüdür (Batanouny, 1999).
Kumlar, taşkınlar ve rüzgarlar ile çökelme alanına taşınan ve daha sonra biriken kumlar ve kumulları veya kumsalları oluşturan kayaların aşınması ve aşınmasından üretilir. Deniz ortamında, dalgalar, kayaların aşınması ve aşınması ile kumları oluşturan kuvvettir ve deniz kumunun kaynak kısmı, sel ve rüzgarlarla taşınmaktadır.
Dalgalar, deniz ortamında kumun taşınmasından ve depolanmasından ve biriken kumun şeklini, tipini ve boyutunu kontrol etmekten sorumludur (Plummer ve McGeary, 1991), kumların kumsal alanı boyunca erozyonu veya taşınması, kumun yönü arasındaki açıya bağlıdır. Dalgaların kırıldığı ve enerjisini boşalttığı kumsal (Tarbuch vd., 2000). Deniz dalgaları, kum parçacıklarını sahil boyunca, deniz kıyısına paralel uzanan uzun bir dere ile taşır ve burada uzun deniz akıntıları tarafından çökelme alanlarına taşınır. Belirli alanlarda biriken ve doğal alanlarının dışında büyük miktarlarda rüzgarla hareket eden plaj kumları, Wadi Kaam'ın doğusundaki bölgede olduğu gibi, yolların kilitlenmesi, tarım ve yerleşim alanlarının kaplanması gibi birçok soruna neden olmaktadır. Alerji ve pulmoner fibroz gibi solunum yolu hastalıklarına neden olur.
Kum hareketi ve bunun tarım ve doğal yaşam alanları üzerindeki etkileri, ekonomik ve sosyal etkileri nedeniyle başta kurak ve yarı kurak bölgelerde olmak üzere birçok ülkenin en kritik çevre sorunlarından biri haline gelmiştir. Son on yılda, bu sorun arttı ve daha fazla ilgi gördü. Libya'da birçok araştırmacı bu fenomeni inceledi ancak çöl
kumu hareketlerine odaklandılar. Örneğin, Sultan (2006), Ghadames bölgesindeki çöl kum hareketlerini uzaktan algılama teknolojisi ve coğrafi bilgi sistemlerini kullanarak araştırmış ve 1987 ile 2001 yılları arasında bölgede kum tepelerinin hareket ve oluşumunda önemli bir artış olduğu sonucuna varmıştır. Okasha vd. (2008), güney Libya'da Wadi Elshati ile Sebha şehri arasındaki yolda çöl kumu hareketlerinin etkilerini araştırmıştır. Kumulların yıl boyunca hareket ettiği, ancak maksimum hareketin Sonbaharda ve minimumun Kış aylarında olduğu tespit edilmiştir. Sebha ve Sirt ilinde en fazla kumul hareketi ilkbaharda iken kış mevsiminde gerçekleşti. Ayrıca, kumul hareketleri Sirt, Hone ve Sebha'da sırasıyla 6,4; 7,4 ve 11,5 metre/yıl idi.
Libya'daki kıyı kumullarının hareketi dikkat çekicidir. Ancak, araştırmacılar bu soruna daha fazla dikkat etmemişlerdir. Libya'da bu sorunla ilgili çok az araştırma olmuştur.
Elatrash vd. ( 2006 ), deniz dalgalarının arkeolojik şehir Leptis Magna sahilleri üzerindeki etkilerini incelemiş ve dalgaların şehir plajının bir kısmında taş kumsalın aşınmasına neden olduğunu, diğer kısmında ise kumsalın birikme alanı olduğunu bildirmiş ve kum tepeleri hareketi yüzyıllar boyunca kenti koruyan arkeolojik kenti kaplamıştır. Ayrıca Abdel Galil vd. (2007), büyük miktarlarda sahil kumunun rüzgar ve dalgalar tarafından taşındığını ve şehrin kumlu plajında kum tepeleri olarak biriktiğini bildirmiştir. Denizden karaya kum hareket hızı yılda 16,5 m3 / m; bu da karadan denize kum hareketinden (yılda 6,6 m3 / m) daha fazladır ve rüzgarla maksimum kum hareket hızı 7,1 m3 / m idi. İlkbaharda yılda m, sonbaharda ise minimum kum hareket hızı yılda 1,9 m3/m olmuştur.
Kum plaj kumulları, birçok endüstride hammadde olarak tercih edilmesini sağlayan fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Bu kumlar uygun boyut ve sertliğe, ayrıca inertliğine ve kimyasal reaksiyonların olmamasına sahiptir. Beton üretimi ve tuğla üretimi gibi yapı malzemeleri sektörü, büyük miktarda kum gerektiren ana sektördür.
Bu gereksinim, doğal kaynaklardan biri olan sahil kumulları ile karşılanabilmektedir (Diwan, 2013). Al Harthy vd. (2006), sıradan Portland Çimentosu kullanılarak farklı beton karışımları hazırlayarak kumullardan yapılan betonun özellikleri (işlenebilirlik, basınç dayanımı, çekme dayanımı, elastisite modülü ve ilk yüzey emme testi gibi) üzerine kumulun etkisini incelemiştir. Sonuçları, ince agregaların kısmen kumul kumu
ile maksimum %25'ten daha az oranda değiştirildiği zaman, betonun işlenebilirliğinde bir iyileşme olduğunu göstermiştir.
1.1 Bu Çalışma için motivasyon
Libya'da kum hareketi bir seri problem olmasına rağmen, özellikle deniz sahillerinde kum tepeleri hareketi üzerine sınırlı araştırma vardır, bu nedenle önerilen çalışmanın temel motivasyonları bunlardır. Şimdiye kadar, araştırmacılar temel olarak yalnızca kum taşımacılığına odaklandı ve çok daha az arıtma ve hafifletme üzerine odaklandı.
Bu, Libya'nın kuzey batısındaki bu sorunu azaltmak için çevre dostu bir yöntem sağlayan Libya'daki ilk çalışmadır.
1.2 Araştırma Amaçları
Bu çalışmanın amacı, Wadi Kaam sahillerindeki sahil kumullarının bazı kimyasal ve fiziksel özelliklerini araştırmak ve kumulların beton üretimi ve tuğla imalatı gibi yapı malzemeleri endüstrisinde hammadde olarak kullanım kabiliyetini tahmin etmektir.
1.3 Araştırma Hedefleri
1. Kumulların parçacık boyutu dağılımı, kütle yoğunluğu, ana yoğunluk ve gözeneklilik gibi fiziksel özelliklerini belirlemek.
2. Kum tepelerinin pH, elektriksel iletkenlik, klorür iyonu gibi kimyasal özelliklerini belirlemek. Sülfat iyonu, fosfat iyonu, sodyum iyonu, potasyum iyonu, kalsiyum iyonu, magnezyum iyonu, organik madde yüzdesi ve kumulların karbonat yüzdesi.
3. Beton üretiminde ve tuğla üretiminde kum kullanım olasılığının tahmin edilmesi.
1.4 Tezin Ana Hatları
Bu tez beş bölüm halinde düzenlenmiştir. Araştırma motivasyonuna, amaçlarına, amaçlarına ve tezin ana hatlarına genel bir bakış Bölüm 1'de verilmektedir. Bölüm 2, bir giriş ve ayrıntılı bir literatür taraması sağlar. Bölüm 3, çalışma alanını tanımlar ve kum analizi için fiziksel ve analitik yöntemleri sağlar. Bölüm 4, kumulların laboratuvar kimyasal ve fiziksel analizlerinin sonuçlarını ve beton üretiminde ve tuğla imalatında kumun kullanım kabiliyetinin tahminini vermektedir. Bölüm 5, daha sonraki çalışmalar için sonuçları ve önerileri sunar.
2. LİTERATÜR TARAMASI
2.1 Giriş
Kum tepeleri bir grup kum tanesinden oluşur ve kum tepeleri, Afrika'daki bazı Sahra Çölü ve Amerika'daki Colorado Çölü'nde olduğu gibi, uzunlukları birkaç metreden 100 kilometreye ulaşan, büyüklükleri değişkendir. Kum tepelerinin yüksekliği birkaç metreden onlarca metreye kadar değişmektedir (Slim, 1991). Kumulların oluşumunda rüzgâr hızı ve yönü, mevcut kum hacmi ve topografya gibi birçok faktörün katkısı vardır (Sherman ve Hotta, 1990). Rüzgâr, kum tanelerinin doğal olarak taşınmasıdır ve kum boyutuna bağlı olarak başka yerlerde biriktirilir. Taşınması kolay boyutlar çoğunlukla 0,2-0,3 mm arasındadır. Bununla birlikte, diğer çalışmalar, 0,1-2 mm arasındaki kum boyutunun taşınabileceğini göstermektedir (Slim, 1991).
2.2 Kum Hareketinin Genel Prensipleri
Yerkabuğunun kayaları sürekli olarak birçok kimyasal ve mekanik değişikliğe maruz kalır. Bunun sonucu olarak, erozyon ve ayrışma süreci (nem ve sıcaklık) nedeniyle çeşitli toprak türleri oluşmuştur. Sedimentlerin hareketi, yağmur, nehirler, denizler, okyanuslar ve rüzgâr suları ile orijinal kayadan ayrıldığı andan itibaren başlar ve daha sonra kumullarda olduğu gibi hareket durduktan sonra büyük tortulara yerleşir (Mishref, 1987), Tuenhofel (1950) tortu hareketinin beş nedeni olduğunu öne sürerken: su, hava, buz, yerçekimi ve hayvanlar ve taşıma modlarını aşağıdaki gibi özetledi:
- Hava ve su ile ulaşım:
Sedimentler, sünme ve tutunma yoluyla hava ve su ile taşınır; burada bu işlem, kendilerine bağlı tortular içeren bulanık akımlar veya düşük viskoziteli su rahatsızlıkları ile gerçekleştirilir (Davidson-Arnott ve Law, 1990).
-Yerçekimi ve buz sürünmesi ile taşıma:
Tortular, hareketi sıvılardaki tortu akışına benzer olan büyük topaklar veya küçük parçacıklar şeklinde bu şekilde taşınır (Nordstrom, 2000).
-Hayvanların hareketi ile taşıma:
Bu durumdaki tortular doğrudan veya dolaylı olarak hayvan hareketi ile taşınır. Bu sürecin en iyi örneği, hayvanları dağ yamaçlarında otlatmaktır ve tavşanlar, kumun hareket etmesinin nedenlerinden biri olabilir. Tavşanların bu rolünün nedeni, toprağı erozyondan koruyan bitki örtüsünü kaldırma ve ayrıca kum parçacıklarını bozma ve malzemeyi yerinde tutan yüzey kabuklarını kırma yetenekleridir (Sherman ve Huta, 1990).
2.2.1 Erozyonda Önemli Bir Faktör Olarak Rüzgâr
Kurak ve yarı kurak bölgelerde, özellikle kuraklık dönemlerinde rüzgâr erozyonu daha yoğundur. Toprak erozyonu doğal bir süreçtir, ancak son yıllarda insan faaliyetlerinin artması, erozyonu dünyada meydana gelen doğal oranın 10 ila 40 kat daha fazla artırma eğiliminde olmuştur (Goldsmith ve Gertner, 1990). Rüzgâr erozyonunu tetikleyen başlıca insan faaliyetleri modern tarımsal işlemler, ormansızlaşma, aşırı otlatma ve kentsel yayılmadır (Richie ve Pineland, 1990). İnsan faaliyetleri rüzgâr erozyonunu teşvik etse de kuraklığın rüzgâr erozyonu üzerinde temel etkileri vardır. Örneğin, Kuzey Amerika'daki Great Plains'in kurak yıllarda rüzgarlar nedeniyle toprak erozyonu, yağışlı yıllardan 6100 kat daha fazlaydı (Richie ve Pineland, 1990). Erozyon süreçleri dünyanın farklı bölgelerinde çölleşme, arazi bozulması, düşük tarımsal verimlilik, su yollarının tortulaşması ve üst toprak katmanlarının kaybı gibi birçok soruna neden olmuştur.
Dünyada su ve rüzgâr erozyonu, bozulmuş alanların %84'üne katkıda bulunmuştur (Godone, 2011).
Rüzgâr erozyonu biri ulaşım olmak üzere iki şekilde meydana gelir. Bu süreç, rüzgarlar toplu parçacıkları yakalayıp taşıdığında gerçekleşir. Diğeri ise erozyondur;
bu, kazanın taşıdığı havadaki parçacıkların alt yüzeylere çarpmasıdır.
2.2.2 Kum Parçacığının Taşınması için Yöntemler
Tortuların rüzgarla taşınması farklı yüksekliklerde gerçekleşir ve bu nedenle tortuların rüzgarla taşınması ve biriktirilmesi süreçleri genellikle farklı yüksekliklerde farklı şekilde gerçekleşir (Bauer vd., 1990). Rüzgâr, tortu parçacıklarına bir kuvvet uygular ve tortuların hareketine neden olur, bu hareket doğrudan rüzgâr hızı ve kum yönleriyle ilgilidir. Kuvvetli rüzgarların etkisi altında kum taneleri ve bazen çakıl boyutundaki parçacıklar sürünme sırasında hareket ederken, kil, silt ve ince kum daha az rüzgâr kuvvetinin etkisiyle hareket eder (Bauer vd., 1990). Rüzgârla tortuların üç taşıma yöntemi vardır: Rüzgâr erozyonunun (%30-40) sorumlusu olan süspansiyon. Rüzgarla yapılan taşımacılığın çoğunluğundan (%50-70) atlama sorumludur. Yüzey sünmesi rüzgâr erozyonunun (%5-25) sorumlusudur (Horikawa vd., 1984). Aşağıda bu yöntemlerin bir gösterimi yer almaktadır.
2.2.2.1 Tane boyu
Tane boyu, süspansiyon tortu parçacıklarının rüzgardaki hareketini tanımlamak için kullanılan terimdir, özellikle parçacıklar boyutu 0,2 mm'den küçük (silt, kil, toz) çok küçük boyuttadır. Bu parçacıklar rüzgarla hareket eder ve yeryüzüne düşmeden önce uzun mesafeler boyunca hava akımlarında asılı kalmaları muhtemeldir, bu özellikle küçük parçacıkların güçlü yüzey rüzgarları akımları tarafından askıya alındığı ve taşındığı toz fırtınalarının başlangıcında belirgindir. Bu parçacıklar havada yüzlerce metre yüksekliğe kadar yükselir (Wang vd., 2003a) ve süspansiyon tortu parçacıkları havada birkaç saat veya birkaç hafta kalır (Sherman ve Huta, 1990).
2.2.2.2 Atlama
Kum tanelerinin hareketi, yerden çok yüksek olmayan ve rüzgarla düzensiz bir yol üzerinde hareket eden ani iniş çıkışlardan oluşur. Bu işleme atlama denir (Bauer vd., 1990). Yaklaşık 0,2 mm büyüklüğündeki kum tanelerinin çoğu, hava akımları türbülanslı ve yukarı doğru hareket ederken havada zıplayarak hareket eder, kum taneleri her hava patlamasında zıplar, sonra çöker ve çökelme mesafeleri rüzgâr hızıyla orantılıdır. Hareketli tanelerin boyutu ve sıçrayan parçacıklar, saatte en az 16 kilometrelik bir rüzgâr hızına bağlıdır (Bauer vd., 1990).
2.2.2.3 Yüzey sünmesi
Hava akımları kum parçacıklarının zıplayarak hareket etmesine neden olmaya yetmediğinde parçacıklar yüzeyde sürünmeye başlar, hareketleri genel rüzgâr yönünde aralıklı olarak yavaş bir hareketle ilerler ve kum parçacıklarının boyutu hareket eder.
Bu sürünme aralığı 0,5-2 mm arasındadır ve ortalama rüzgâr hızındaki artış kum sürünmesinin hızını artıracaktır, ancak rüzgâr hızı büyük ölçüde artarsa, harekete biraz fazla kum girecektir (Livingston vd., 2007). Yüzey sünmesi ana kum hareketidir ve diğer yöntemlerle kumun hareketinden altı kat daha fazla olduğu tahmin edilmektedir.
Kumul sürünme işlemi, rüzgârın etkisi altında ve yerçekiminin etkisi altında, kum tanelerinin rüzgarla tepelere yuvarlandığında yamaçlara ulaşıncaya kadar, daha sonra yerçekimi etkisi altında aşağı doğru hareket ettiğinde meydana gelir. Kum tepesine zıt yönde, hava akışına paraleldir (Sherman ve Huta, 1990).
2.2.3 Kum Hareketini Kontrol Eden Faktörler
Kum hareketini ve kumul oluşumunu kontrol eden birçok faktör vardır. Bu faktörler şu şekilde tanımlanabilir:
2.2.3.1 Kumun mevcudiyeti
Bir alanda yeterli miktarda kum varsa kumul oluşumu oluşur. Birçok tortu kaynağı vardır. Arizona, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki kumul sistemleri, sulak alanlardan gelen nehir tortullarından (Singfei ve Porat, 2008) ve ayrıca Sina Yarımadası ve Gazze Şeridi'nin kuzey kıyısındaki kum tepeleri, silt yataklarına bağlı olarak üretilmiştir. Nil Nehri'nden kaynaklanır ve Akdeniz'in güney kesiminden gelen akıntılarla doğuya doğru itilir (Selim, 1991). Kumul oluşumu da meydana gelebilir, Sahil şeridi geri çekildiğinde, bu özellikle eski kumulların parçalanmasından yeni bir süreçle kumul oluşumuna yol açabilir (Sherman ve Huta, 1990).
2.2.3.2 Nem
Nem kum hareketini olumsuz etkiler. Deniz sedimanları genellikle su ile doyurulur.
Bu nedenle parçacıkların kohezyonu ve rüzgârın esmesine karşı direnç gösterme
yetenekleri artırıldı. Kum genellikle %2 ile %3 arasında değişen bir nem içeriği içerir ve onu hareket ettirmek için hızlı rüzgarlara ihtiyacınız vardır. Ayrıca, ıslak kum kurudan daha ağır olduğu için kum nemindeki artış, ıslak kumun hareketi için daha fazla kuvvet ve enerji rüzgarları gerektirir. Örneğin, Malay doğu kıyısının nemli kıyı tropiklerinde, yüksek nem seviyeleri kumul hareketinin yayılmasını engelledi (Asal, 1997). Bauer vd. (2004), ılıman bölgelerdeki kuvvetli rüzgarların kumlu plajların yüzeyini kuruttuğunu, bu kumsallarda kumun hareketini kolaylaştırdığını, bunun sonucunda kıyı kumullarının bu alanlarda aktif olarak büyümeye devam ettiğini bulmuşlardır.
2.2.3.3 Rüzgâr hızı, yönü ve sürekliliği
Güçlü rüzgarların varlığı kum hareketi için esastır. Bagnold (1973) 'a göre, hareketler ve kum tepeleri için en düşük dönüş hızı 4,5 m/s'dir. Bu nedenle, en büyük kum tepeleri, sahil boyunca rüzgarlardan etkilendikleri kıyılar boyunca ılıman bölgelerde bulunur. Tropik iklim bölgelerinde, daha kuru bölgelere kıyasla sakin hava yaygındır, ancak yılın belirli döneminde, kumlu yüzeyleri doyuran şiddetli yağmurların eşlik ettiği güçlü tropik fırtınalar oluşur ve bu da yerleşime neden olur kum hareketi.
Özellikle farklı tipteki kumulların oluşumunda rüzgarların yönü de kum hareketinin yönünü belirlemede önemli bir rol oynamaktadır (Slim, 1991).
2.2.3.4 Bitki örtüsü
Bitki örtüsü, toprağın üst tabakasını koruduğu için, etkili erozyonu kontrol eden önemli yöntemlerden biri olarak kabul edilir. Bitki örtüsü rüzgâr hızını yavaşlatır ve hareketli parçacıkları yakalayabilir. Ayrıca, bitki örtüsü atmosfer ve toprak arasında bir bağlantı görevi görebilir, çünkü toprağın yağmur suyuna geçirgenliğini arttırmaya çalışır, böylece yüzey akış sürecini azaltır ve bitki kökleri toprak stabilitesini arttırır, rüzgâr ve su erozyonunu azaltır (Bay ve Tsuar, 2009). Yamaçlardaki bitki örtüsü, yamaçlardaki toprağın stabilitesini arttırır ve bitki örtüsü yoğunluğunun artmasıyla tortu hareketi önemli ölçüde önlenir (Thomas, 2011).
2.3 Kumul Oluşumunu Yöneten Temel Koşullar
Kum tepeleri, oluşum koşulları hakkında bazı belirsizliğe sahip türler arasındaki örtüşme ve rüzgarla kum hareketinin karmaşık süreci gibi oluşumlarında yer alan karmaşık süreçler nedeniyle karasal tortulların en karmaşık biçimidir (Embabi ve Achour, 1992). Dünyanın farklı bölgeleri arasında farklı koşullar olmasına rağmen, kumulların oluşumu ile doğrudan ilgili olan birçok özellik vardır. Bunlar kum kaynakları, rüzgâr hızları ve yönleri ve bitki örtüsü ile ilgili özelliklerdir.
2.3.1 Morfolojiyi Etkileyen Kumul Süreçleri
Kum tepeleri şekil ve boyut olarak değişir. Ayrıca hareket ve stabilite açısından da farklılık gösterirler. Bu farklılıklar, kum tepelerini incelemek için geliştirilmiş çoklu sınıflandırmalara ve alt bölümlere yol açmıştır. Farklı bakış açılarına dayanan diğer yeni sınıflandırmalara rağmen, tüm bu çalışmalar kumul oluşum sürecini doğrudan etkileyen bir dizi birincil faktörün varlığını göstermiştir. Bu faktörler aşağıdaki gibidir:
2.3.1.1 Rüzgâr
Rüzgârın kum hareketi üzerindeki rolü, öncelikle parçacıkların aşınması ve parçalanmasından, ardından parçacıkların sürtünme sürecinden dolayı küçülerek yatay hareketlerinin kolaylaşmasından kaynaklanmaktadır (Lancaster, 1995). Rüzgârla çalışmanın üç yolu vardır; heykel, iletim ve çökeltme.
2.3.1.2 Heykel
Heykel, kuvvetli rüzgarların girdabıyla yer kabuğunun bileşenlerinin aşınmasına ve kayalardan parçacıkların kaybolmasına neden olan güçlü hava akımları tarafından yüzeyde sürtünme yoluyla gerçekleştirilen aşındırma işlemidir (Cook vd., 1993).
Rüzgâr, tuzluluk veya sürünen yüzey malzemeleri yoluyla aşındırıcı bir faktör olarak ana rolü oynar (Cook vd., 1993).
2.3.1.3 Taşıma
Havadaki kum ve toz partikülleri rüzgâr tarafından çökelme için başka yerlere taşınır.
Rüzgârın tortuları taşıma yeteneği rüzgâr hızına bağlıdır, kuvvetli rüzgarlar çakıl ve kumu sınırlı bir mesafe boyunca hareket ettirebilirken, ince çamur parçacıklarını uzun mesafelere taşıyabilir. Tortuların rüzgarla hareketi, su ile taşınma biçiminden farklıdır, çünkü rüzgarlar sudan daha az yoğundur, bu nedenle rüzgârın büyük hacimli tortuları taşıma yeteneği daha azdır (Gouda, 1998), Ayrıca rüzgarlar sınırlı değildir. Belirli kanallara, geniş alanlara yayılmıştır.
2.3.1.4 Yağış
Kuru zeminde birikme, rüzgarların genel hareketi ve hızı ile ilgilidir, rüzgâr enerjisi azaldığında kum ve/veya toz parçacıkları çöker. Tortuların taşınması süreci rüzgâr hareketi nedeniyle meydana gelir, bunun sonucu olarak, kum parçacıklarının boyutunu gerekli rüzgâr hızlarına bağlayan Bagnold'a (1973) göre rüzgâr hızı ile kum parçacıklarının boyutu arasında bir ilişki vardır.
Tablo 2.1 Rüzgâr hızı ve kum tanelerinin boyutu arasındaki ilişki (Bagnold, 1973) Kum tanelerinin çapı (mm) Kum tanelerini taşımak için gereken hız (m/sn)
0,25 4,5-6,7
0,50 6,7-8,9
1,10 8,9-11,4
1,50 11,4-13,0
2.4 Kum Tepeleri Türleri
Kum tepeleri, büyük miktarda kum içeren bir alan üzerinde esen kuvvetli rüzgarlardan oluşur. Bu kum, rüzgarların hızı bariyerlerin varlığı ile azaldığında çöktü. Daha ağır kum parçacıkları önce çökelir, daha sonra kumulların oluşumu başlar, daha hafif parçacıklar ise kum tepelerinin üzerine yerleşir. Kumul daha sonra kumulun diğer tarafına kaymaya başlar (kayan yüz olarak adlandırılır) ve kumul rüzgâr esintilerine ve tortu arzına bağlı olarak uzun bir süre büyümeye devam edebilir (Cooke vd., 1993).
Rüzgâr yönü ve hızı, birçok kumul türünün oluşumunda rol oynayan ana faktörlerdir.
Pek çok kumul oluşumu türü vardır, bazıları çok nadirdir. Dünyada en yaygın olan üç ana kumul oluşumu türü vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
1. Hilal tepeleri: Bu grup dünyanın farklı bölgelerinde en sık görülen kumullardır ve bu kumul tipine tek yönden esen rüzgarlar neden olur.
2. Doğrusal kumullar: Bu kumul türü daha uzun kumul türüdür ve çoğu zaman belirgin bir zinciri vardır. Bu kumul türü kıyı kumullarında daha yaygındır ve iki neredeyse zıt rüzgâr yönüne ve devamına sahiptir.
3. Yıldız kumulları: Bu kumul grubu, kumulların merkezinden farklı yönlerde uzanır. Bu tür kumullara çok yönlü rüzgarlar neden olur.
Wang vd. (2002)’e göre Taklimakan'da bulunan kum tepeleri basit, bileşik ve karmaşık kum tepeleri olmak üzere üç şekle ayrılmaktadır. Basit kum tepeleri genellikle bir tür kumul içerirken, bileşik kum tepeleri birden fazla kumul türünden oluşurken, karmaşık kum tepeleri birkaç farklı kumul türü içerir. Ters, parabolik ve kubbe gibi diğer kumul türleri, yaygın olmayan kum oluşumu olarak tanımlanır (Wang vd., 2002). Kum tepeleri de hareketli veya sabit kumul olmalarına göre ayrılmaktadır. Kumulların sabit kumullar olduğu sabit kumullar, hareketsiz kumullardır. Kumulların stabilitesi geçicidir ve stabilite, bitki ömrünün çoğalması gibi doğal sebeplerden veya yağ veya diğer malzemelerin püskürtülmesi gibi mekanik sebeplerden kaynaklanmaktadır.
Hareketli kumullar, örtülü kum alanlarındaki bir dizi kuraklığa atfedilen ve genellikle rüzgâr hızında bir artış ve bitki örtüsünde bir azalma ile birlikte olan kumulların taşındığı kumullardır (Al-Katali, 1988).
İklim, çevredeki tüm canlı organizmaları ve doğal faaliyetleri etkileyen önemli doğal faktörlerden biridir ve bazı jeomorfolojik olayları da etkiler. Örneğin, kum parçacıklarının bir yerden başka bir yere hareketinde ve kumul oluşumunda rüzgâr önemli bir rol oynar. Ayrıca, birçok durumda yüksek rüzgâr hızları, kum kullanılabilirliği alanlarıyla ilişkilidir. Rüzgâr hızı, artan basınç farkının rüzgâr hızında daha büyük bir artışa yol açtığı hava basıncı gibi iklimin farklı unsurlarından etkilenir;
Basınç da sıcaklıktan etkilenir. Hava akımındaki bağıl nemdeki artış, kumu hareket ettirmek için gereken kritik hızı artırır.
Birincil kumullar, serbest kumullara (seyrek bitki örtüsüne sahip ve sınırlı öneme sahip), ara sıra tepelere ve ek bitki örtüsüne sahip eğimli kumullara ayrılabilir. Bu tür kumullar dünyanın çeşitli bölgelerinde gözlemlenmiştir (Livingston vd., 2007).
Serbest kum tepeleri iki tipte dağıtılır. İlk olarak, Atlantik Okyanusu'ndaki Kaliforniya, Peru, Namibya veya Fas kıyılarında ve bitki büyümesi için gerekli nemin bulunmadığı Avustralya'nın güneybatı kıyılarında olduğu gibi çöl kıyıları boyunca uzanır (Yao vd., 2007). İkinci tip serbest kumul, ıslak kıyılarla ilişkilidir ve en iyi Amerika Birleşik Devletleri'nin batı kıyısı tarafından temsil edilir. Bu patern, sulak alanlarda görülen rüzgâr hızı ve bitki örtüsü nedeniyle kumsallarda oluşmaktadır (Lambin ve Helmut, 2006). Nemli ılıman bölgelerde, kuvvetli rüzgarlar büyük miktarda kum birikmesine yardımcı olur ve nemin bitki örtüsüne sahip olmasını teşvik eder, bu da kum birikimini ve stabilizasyonu artırır (Dong vd., 2003a). Bu tür kum tepeleri dünyada yaygındır, Fransa'da Picardy ve Fendi kıyılarında CUCH AS ve Seyşel Adaları'nın güneybatı kıyısında kumlu plajlardaki kumlu platolar. Sri Lanka (Doody, 2012).
İkincil kumullar, birincil kumulların gelişen bir aşamasıdır ve doğrudan kıyıdaki sürekli operasyonların sonucu olabilir (Davies, 1980). Bu kum tepeleri genellikle plajlardan çok uzakta bulunur. İkincil kumullar genellikle birçok kumul türü içerir (Cook vd., 1993), kumul şekillerinin büyümesi, ana yönden çok fazla esen rüzgarla birlikte uzun süreler gerektirir. Richie ve Penland, (1990) bu tür kumulları Avustralya'nın güneydoğu sahillerinde gözlemlemişlerdir, burada kumulların hareketi kumsallardaki rüzgarların şiddeti ve yönünden etkilenir. Aşağıda, farklı tipteki kum birikintileri ile ilişkili bu özelliklerin öneminin bir sunumu yer almaktadır:
2.4.1 Kıyı Kumullarının Oluşumu
Kıyı kumulları, oluşumlarını etkileyen üç faktöre bağlıdır: tortu kaynağı, havanın hızı, tortuları hareket ettirmek için yeterli enerjiye sahiptir ve dalgaların onları yıkayamayacağı kum parçacıklarını biriktirmek için biriktirme alanı. Ayrıca, bitki örtüsünün varlığı, kum parçacıklarının birikmesini ve aynı zamanda halihazırda mevcut olanı muhafaza etmeyi arttırır (Sherman ve Huta, 1990).
2.4.2 Hareket Sürecinden Kaynaklanan Kum Şekilleri
Sedimantasyon süreci, rüzgâr hareketinin hızını azaltan rüzgârın akışında bir engel olduğunda tamamlanır (Goldsmith ve Gertner, 1990). Bunun sonucunda kum parçacıkları birikir ve kuvvetli rüzgarlar yeterli bir kum kaynağı ile devam ederse, aşağıda gösterildiği gibi birkaç tip kum şekli oluşturulabilir (Del Valle vd., 2008).
2.4.2.1 Kum dalgaları
Kumun küçük kırışıklıkları, özellikle kum hareketinin açık bir göstergesi olan bol miktarda kumun birikmesi durumunda, genellikle kum oluşumlarının yüzeylerini kaplar (Cook vd., 1993). Kum dalgaları rüzgâr yönüne diktir ve bu dalgaların dalga boyu Sedimentlerin hareketi ile çakışır. Birinci ve ikinci dalgalar arasındaki dalga boyu 50-200 mm'dir ve rüzgarların yönüne bağlı olarak 8-10 derece arasında değişen kum dalgalarının her iki tarafında eğim derecesi değişir (Carter ve Wilson, 1990).
2.4.2.2 Kum tabakaları
Kum tabakaları esas olarak düşük bir tabakalaşma açısına sahip düz kum alanlarından oluşur (Fryberger ve Ahlbrandt, 1979) ve genellikle kumul alanlarının kenarlarında veya göçmen kumul kuşaklarının arka kenarlarında oluşur. Ayrıca, kum tabakaları genellikle kumul oluşumu için uygun olmayan alanlarda meydana gelir (Pye ve Tsoar, 2009) ve oluşan kumun üçte biri tabaka veya tabakalara dönüştürülür. Kum oluşumlarının kapladığı alanın %50-70'ini kaplarlar (Sherman ve Huta, 1990). Ayrıca genellikle kaba kumdan oluşur.
2.4.3 Kumul Şekli
Kum tepeleri dünyanın farklı ortamlarında hem ıslak hem de kuru ortamlarda bulunur.
Kum tepeleri, kıyı ve kıta kumulları olmak üzere iki tür kumul olarak sınıflandırılır.
Kıyı kumulları denizlerle, kıta kumulları ise çöllerle ilgilidir (Livingston ve Warren, 1996). Kum tepelerinin kökenindeki farklılıklar, yüksekliklerine, şekillerine ve boyutlarına ve ayrıca hareketlerine yansır. Örneğin, çöl kumulları yer kabuğunun aşınması sonucu sadece kuru ve yarı kurak bölgelerde ortaya çıkar ve hızlı hareket
eder ve ince kumlu kil ve siltten oluşur (Cook vd., 1993), denizel ise denizeldir. Kum tepeleri, kum tanecikleri boyutu açısından nispeten daha büyüktür ve dolayısıyla daha az hareketlidir (Livingstone ve Warren, 1996). Kıyı kumulları genellikle rengi değişen ve karbonat, klorür ve sülfat içeren kaba kumlardan oluşur ve genellikle besin maddeleri ve kil materyalleri bakımından fakirdir (Slim, 1991). Kıyı kumulları, rüzgarların, gelgit kuvvetlerinin veya kumsallardan kumu çökelme alanına taşıyan okyanus akıntılarının etkisi altında denizlerin ve okyanusların kıyıları boyunca uzanır (Nickling ve Neuman, 2009), bu kumullara örnektir. Fransa sınırı ile Kuzey Danimarka arasında Kuzey Denizi kıyılarına kadar uzanan bu kumulların çoğu, bitki örtüsü olmadan hareketli olduğundan ve bu kumullar beyaz kum tepeleri olarak bilindiğinden, Baltık Denizi kıyılarında da bulunur. Bazen kum tepeleri denir. Bu kum tepeleri bitki örtüsü ile sabitlenmiştir. Bu kum tepeleri bazen 24 metre yüksekliğe ulaşır (Embabi, 1992).
2.4.4 Kumul Türleri ve Bunların Rüzgâr Sistemleriyle İlişkileri
Dünyanın farklı bölgelerinde rüzgâr sistemleri ile kumul oluşumu arasında güçlü ve doğrudan bir ilişki vardır. Dünyanın iklim bölgelerinin özel rüzgâr rejimleri vardır ve bunlar bir bölgeden diğerine farklılık gösterir. Rüzgarların gücü ve sürekliliği ve yönü, dünyanın iklim bölgelerindeki rüzgarların gücü ve sürekliliği arasındaki farkın temel özellikleridir. Bu özellikler, dünyanın bu bölgelerindeki kum tepelerinin şekillerini ve desenlerini belirler. Ayrıca, kumul oluşumlarının çoğu, hilal tepelerinde olduğu gibi rüzgârın belirli bir yönü ile veya rüzgarların iki paralel yönünden kaynaklanan doğrusal kumullarda olduğu gibi birden fazla rüzgâr yönü ile bağlantılıdır.
Enine kumullar da birden fazla rüzgâr yönünden üretilir. Rüzgâr sistemlerinin zıt yönlerde çift yönlü olduğu zamanlarda, bu rüzgâr sistemleri enine kum tepelerini tamamen tersine çevrilebilir bir görünümle yeniden yapılandırır (Burkinshaw vd.
1993) ve rüzgâr iki zıt yönden döndüğünde. Kum tepeleri düz bir şekil ve ters tepelere doğru doğrusal ve üçgen oluşturma eğiliminde olacaktır.
Ayrıca, rüzgar enerjisi mekanizması kumulun şeklini doğrudan etkileyebilir, özellikle ekilmemiş kum tepeleri, farklı kumul türlerinin ortaya çıkması yoluyla ya da enine
(barkhan) kum rüzgaraltı eğiminden yıkandığında ve yörünge yönünde biriktiğinde veya lineer form (CIF) ve kum tepeleri boyunca her iki tarafta dik bir açıyla kum tepeleriyle karşılaşan rüzgar tarafından kumun kenarına taşınan çok fazla kum olduğunda oluşur (Livingston vd., 2007), Ancak, Cooper, 1965 tarafından Oregon'da kıyı kumullarını oluşturan rüzgar sistemlerinde gösterildiği gibi, bazı bölgelerde rüzgar sistemleri, ilk yönün zirve çizgisine eğik ve diğeri ona dik olduğu çift yönlü olabilir. Bu kumullar olarak adlandırılmıştır. Enine ve doğrusal kumullara (Seif) ve diyagonal tepelere (Bristow vd., 2000) benzeyen ve başka bir kumul türü de yıldız kumuludur. Bu kumul türü en yaygın kum birikimi türüdür ve kum tepeleri genellikle geniş bir alanı kaplayan yatak şekillerinde öne çıkar ve yıldız kumulları genellikle çok yönlü yüksek dalgalanmalara sahip rüzgâr sistemlerinden oluşur. Bu nedenle sıklıkla bulunurlar. Muson rüzgarlarının varyasyonları ile karakterize edilen yüksek çöl enlemlerinde (Tsoar, 2005).
2.5 Bitki Örtüsü ve Serbest Kumulların Kum Tepelerine Dönüşmesi Üzerindeki Etkisi
Bitki örtüsü, kurak ve yarı kurak arazilerde rüzgarla toprak erozyonunun azaltılmasında önemli bir rol oynar (Godone, 2011), rüzgâr erozyonu üzerindeki bu etki birkaç mekanizmaya atfedilir:
• Arazinin bir kısmını kaplayarak veya düşük rüzgâr hızı hareketleri oluşturarak toprak yüzeyini rüzgarların aşındırıcı kuvvetinden korumak.
• Rüzgâr kesme hızının bir kısmını soğurarak rüzgârdan momentumun çıkarılması, bu da dünyanın yüzeyine etki eden kesme stresini azaltır.
• Bazı bitkiler, toprağın yapısal stabilitesi ve yüzeye yakın havanın nemi gibi toprak ve atmosfer özelliklerini değiştirerek rüzgâr erozyonunu azaltır (Godone, 2011).
• Bitki örtüsü, özellikle rüzgarla taşınan toprak parçacıklarını tutabilir (Wolfe ve Nickling, 1993).
2.5.1 Bitki Örtüsünden Kaynaklanan Yüzey Pürüzlülüğü ve Kum Hareketine Etkisi
Kumul Çöl ve kıyı ortamlarındaki hareketler ve morfoloji, bitki örtüsü de dahil olmak üzere yüzey pürüzlülüğünü etkileyen bir dizi değişken tarafından kontrol edilir.
Vejetasyon değişkeni, kumun işgali ve rüzgarla taşınması üzerindeki etki ile doğrudan ilişkilidir (Wiggs vd., 1996). Bitkiler için önemli olan temel noktalar yüzeyi korumaktır ve bitkilerin rüzgâr üzerindeki etkileri yukarıda açıklanmıştır. Bu etkiler kumun hareketinde önemli bir faktör olan pürüzlülüğü arttırır. Pürüzsüz, engelsiz yüzeylerde, kesme gerilimi genellikle daha büyük bir etkiye sahiptir ve rüzgâr esintileri ile tüm yüzey boyunca çalışır, aksine, alt yüzeylerdeki pürüzlü elemanlar, daha yüksek derecede kayma gerilimine sahip olan kesme geriliminin büyük bir bölümünü emer. Boyutlarına, geometrilerine ve aralıklarına göre yüzey koruma (Miller ve Yool, 2002), yüzey pürüzlülük elemanlarının düşük yoğunluğu, bu elemanların çevresinde artan erozyona yol açar, bu da yüzeyin marjinal hızını düşürme eğiliminde olup, gelişmeye neden olur ve girdapların devamı (Morgan ve Bull, 2007).
Buna karşılık, daha yüksek bir pürüzlülük elemanı yoğunluğu, yüzey eşik hızını artırabilir.
Kumlu yüzeyleri kaplarken bitki örtüsünün kum transfer oranları üzerindeki etkisini ele alan birçok çalışma vardır. Bu çalışmalar, mevcut bitki örtüsü yüzde 45'e ulaşsa bile kum hareketinin en sık meydana geldiğini göstermiştir (Wanke ve Wanke, 2007).
Ayrıca Kalahari Çölü'nde yapılan çalışmalar, bitki örtüsünün kumul dinamikleri üzerindeki etkilerinin, özellikle bitki örtüsü azaldığında, bu alanlarda erozyon ve sedimantasyon oranlarında önemli değişikliklere yol açabileceğini göstermiştir (Wiggs vd., 1996). Doğal bitki örtüsünün büyümesi, bir bölgedeki toprak tipi, iklim ve topoğrafyanın bir yansımasıdır ve toprak tipleri ve topografya arasındaki yerel farklılıklar, aynı alandaki doğal bitki yaşamında en çok etkileyen faktörleri temsil eder.
Ayrıca, rüzgâr erozyonu ile ilgili bazı çalışmalar, bitki örtüsünün varlığının etkilerinin karmaşık olduğunu göstermiştir. Ayrıca, bazı rüzgâr erozyonu çalışmaları, bitki örtüsü özelliklerinin çeşitliliği ve bunların farklı toprak özellikleri, atmosferik koşullar ve arazi yüzeyi özellikleri ile dinamik etkileşimleri nedeniyle bitki örtüsü varlığının etkilerinin karmaşık olduğunu göstermiştir. Örneğin; Toprak nemi, sıcaklık, doku,
bileşim, agregasyon ve pul pul dökülme (Shao, 2008). Yayılma boyutu, nemi tutma yeteneği, kuraklığa dayanıklılık ve bu yönlerin birçoğu ile ilgili olarak her biri kendi özelliklerine sahip birçok bitki türü de vardır (Doody, 2012). Herhangi bir kumul üzerindeki kurak dönemlerin birbirini takip etmesi, özellikle bu kuraklık insan faaliyetlerinin baskısı ile çakışırsa ve bu da rüzgarların kumu hareket ettirme olasılığını artırırsa, bitki örtüsünü doğrudan etkileyebilir olduğu sonucuna varılır. Bu kadar hassas ve kararsız bir kum ekosisteminde rüzgar, nem ve sıcaklık, nadir bitki örtüsüne sahip olmaktan daha önemli faktörlerdir.
2.5.2 Kumul Sabitleme İşlemi
Bitki örtüsü, (Woodhouse, 1978; Li vd., 2006) tarafından belirtildiği gibi, kumun stabilize edilmesinde etkili olduğu için kum tepelerini stabilize etmek için kullanılan alternatif bir yöntemdir. Yeniden bitkilendirme tekniği, maliyet etkin yöntemler gibi diğer birçok tekniğe göre olumlu noktalara sahiptir, daha kalıcıdır ve tek başına bu teknik kendi kendini onarma özelliğine sahiptir (Woodhouse, 1978). Ayrıca, bitki örtüsü, özellikle bu alanlarda yeterli nem olduğunda, kumul ortamında biyolojik çeşitliliği teşvik eder (Livingstone ve Warren, 1996). Kumul sabitlemesi sadece kumulların stabilitesini sağlamayı değil, aynı zamanda çeşitli şekillerde üretime katkıda bulunmayı da amaçlar (Woodhouse, 1978).
Kıyı çevresi, erozyon ve sıcaklık dalgalanmaları, kuraklıklar, kum istilası, Tuz birikimi ve düşük besin seviyeleri nedeniyle zorlu bir ortamdır. Bu ortam bitki yetiştirmede büyük zorluk sağlayabilir. Bu nedenle başarılı olabilecek tüm bitkiler, bu kadar zorlu bir ortamda hayatta kalmalarını sağlayacak özelliklere sahip olmalıdır. Pek çok ciddi sınırlama olmasına rağmen, bitki büyümesini desteklemek için yeterli yağış alan çoğu kıyı bölgesinde yetişebilen kıyı kumullarını stabilize edebilen birçok bitki vardır (Woodhouse, 1978). Amerika Birleşik Devletleri'nde, küçük bir öncü bitki grubu ve çok yıllık bitkiler yetiştirilerek stabilize edilmiş bazı bozulmuş kıyı kumulları vardır. Bu bitkiler, bitki üreme kolaylığı ve ticari olarak erişilebilirlik gibi bazı olumlu özelliklere sahiptir (Woodhouse, 1978). Ayrıca, bu tür bitkiler canlı tohumlar üretmek için iyi bir sürece sahiptir ve bazen tohumla kumul alanlarda çoğaltılır ancak doğrudan ekim, tohumların genellikle filizlenmeden önce çok derine gömülmesi veya açılması
nedeniyle kıyı kumulları üzerinde, özellikle çıplak kumda birincil bitki örtüsünün oluşturulması için genellikle uygun bir yöntem değildir (Wiggs vd., 1996).
Herhangi bir başarılı kumul stabilizasyon programı için farklı bitki türlerinin yeterli tedariki esastır ve bu tür bitki örtüsünün boyutunu artırmak için genellikle tarımsal projelere ihtiyaç duyulur ve bu nedenle önemli bir maliyeti vardır. Kumul bitkilerinin iki ana kaynağı vardır:
• Fidanlıklarda yetiştirilen bitkiler, genellikle kumul sabitleme projesi talebi için özel olarak üretilir.
• Mevcut sabit direklerden malzeme alınarak elde edilen tesisler (Alkatali, 1988).
2.5.2.1 Kumul bitki örtüsü yetişme faktörleri
Kumul bitkilerinin büyümesini etkileyen toprak nemi ve kumun düşük su tutma kapasitesi gibi yeterli ekim stoğu ile başarılı kumul stabilizasyon projeleri elde etmek için birçok faktör dikkate alınmalıdır. Kumullarda çok fazla tuz birikmesi kumul bitki örtüsünün büyümesini engellediği için, kumulların tuzluluğu, kıyı kumullarındaki kumul bitki örtüsünün büyümesini büyük ölçüde etkileyebilecek önemli bir faktördür (Al-Masoudi, 1984).
2.6 Tortu Temini ve Kum Tepelerinin Bileşimi
İki tür kum için birkaç kum kaynağı vardır: deniz kumu ve çöl kumu. Kıyı kumullarının çoğu, buzullar veya nehirler tarafından üretilen ve kıyıya verilen kumlardan veya Holosen'de meydana gelen diğer bazı alanlarda deniz seviyesinin düşmesinden oluşur (Gouda, 1998). Bu, ana kum kaynağının başladığı anlamına gelir.
Yaklaşık 10.000 yıl önce son Buzul Çağı'nın sonundan bu yana düşüş. Genellikle kıyıya yakın deniz tabanını oluşturan sert kayalar sahillere çok az kum verir (Asal, 1997). Tropik bölgelerdeki bazı nehirler, bu kumların çoğu doğrudan açık kıyıya gitmek yerine haliçlere yerleşse de kıyıya hala kum sağlıyor.
Çölün çoğu, çeşitli bir topografya ile karakterize edilir ve manzara, zaman içinde rüzgarların hareketi ile oluşmuştur. (El-Emsalati, 1995). Çöl kayaları, bu çöllerdeki su, rüzgâr veya sıcaklık değişikliklerinden fiziksel veya kimyasal olarak etkilenir.
Bununla birlikte, aynı bölgede kayaları, toprağı ve mineral bileşenlerini parçalayan ve ayrıştıran ana süreç rüzgâr ayrışmasıdır. Bu sürece erozyon denir. Erozyon, kırıntıların taşınması ve birikmesi ile kayaların ezilmesini içerir (Slim, 1991). Kumul oluşumu, bir kum kaynağının ve bir kum taşıma mekanizmasının sağlanmasının yanı sıra, kumun rüzgarla birikebileceği alanın boyutunu da gerektirir.
2.7 Kum Hareketini Ölçme Yöntemleri
Bölgenin ortamına ve her bir yöntem için uygunluğuna göre kumul hareketini ölçmek için birçok yöntem kullanılmıştır. Bu yöntemler, kumul hareketinin saha çalışması, istatistiksel modeller ve uydu görüntüleri ve hava fotoğrafları ile doğrudan izlenmesi olmak üzere üç tipte sınıflandırılabilir. Kumulların hareketini belirlemek için kumulların incelenmesinde kullanılan en önemli yöntemler şu şekilde özetlenebilir:
2.7.1 Geleneksel Yöntem
Bu yöntem, kum hareketinin boyutunu ve miktarını belirlemek ve bu hareketin yönlerini belirlemek için özel aletler (tuzaklar ve mandallar) kullanılarak kumulların hareketinin saha araştırmalarına ve doğrudan izlenmesine dayanır. Bu yöntemlerde, tuzaklar kumun yüzeyi ile kum seviyesine kurulur ve ardından kum miktarını değerlendirmek için periyodik olarak izlenir. Yöntem birkaç çalışmada kullanılmıştır (Davidson-Arnott ve Law, 1990; Goldsmith vd., 1990; Psuty, 1990; Wiggs vd., 1996;
Dong vd., 2000; Wang vd., 2003b; Kocurek vd., 2007; Livingstone vd., 2007). Bu yöntem, jeomorfolojik çalışmaların temeli olup, hareketli kum tepeleri olgusunun yorumlanmasında çok faydalı ve büyük öneme sahiptir. Ancak bu yöntem uzun bir zaman dilimi ve aynı zamanda büyük çaba gerektirir.
2.7.2 Sediment Taşıma Modelleri
Teoriye dayalı olarak kum hareketinin hızını hesaplamak için bir takım matematiksel formüller kullanılır. Matematiksel modeller, rüzgâr kesme hızı, kum yoğunluğuna
sahip parçacıkların çapı, yerçekimi ivmesi ve hava yoğunluğu gibi kum hareketlerini etkileyen birçok değişkenden oluşmaktadır. Bu modellerden ilki Bagnold (1941) tarafından geliştirildi ve daha sonra sahadaki gerçek kum hareketine uyacak şekilde değiştirildi. Bagnold, kum hareketini tahmin etmek için matematiksel modellerin temelini attıktan sonra, rüzgâr sistemleri ve kumul morfolojisi arasındaki ilişkiyi vurgulamak için yerel rüzgarlarla ilgili verileri kullanan Sharp (1978) ve McKee (1979) tarafından daha fazla katkı yapıldı ve rüzgârın yönüne ve şiddetine göre rüzgârın her yönde hareket ettirebileceği kum miktarını tahmin edebilen bir kum gülü çizildi. Birçok çalışma bu matematiksel modelleri kum hareketini incelemek için kullanmıştır, örneğin (Belly, 1964; Fryberger ve Albrant, 1979; Mckee, 1979; Sarre, 1987; Sherman ve Hotta, 1990; Wiggs vd., 1996; Chang vd., 2000; Dong vd., 2000;
Dong vd., 2003a; Wang vd., 2003a; Wang vd., 2004; Tsoar, 2005; Abdel Galil vd., 2007; Al-Daif vd., 2007; Livingstone vd., 2007; Okasha vd., 2008). Matematiksel modeller, tahmini kum tepelerinin hareketini verir, çünkü modeller teoriye (varsayılan değerler) dayalıdır ve gerçek hareketlere değil. Ancak bu yöntem, kumul hareketini teorik olarak açıklamaya büyük katkı sağladığı için göz ardı edilmemelidir (Nordstrom, 2000).
2.7.3 Uydu ve Havadan Görüntüler
Uzaktan algılama teknolojileri son otuz yılda büyük ölçüde iyileşti ve bu da Dünya yüzeyindeki nesneler için yüksek çözünürlükle sonuçlandı (Lambin ve Helmut, 2006).
Landsat gibi uzaydaki uydular yetmişli yıllardan beri görüntüleme ölçümleri sağlıyor.
Bu görüntüler istatistiksel programlarla ve 3D Gelişmiş Coğrafi Bilgi Sistemi (GIS) programı kullanılarak çok hassas kumul hareketini ölçmek için kullanılır. Bu yöntem, (Janke, 2002; Bailey ve Bristow, 2004; Hugenholtz ve Wolfe, 2005; Mitasova vd., 2005; Del Valle vd., 2008; Rubin vd., 2008) dahil olmak üzere birçok araştırmacı tarafından kullanılmıştır. Uydu görüntüleri yönteminin doğruluk, kullanım kolaylığı, zaman ve emeğin kısalması gibi birçok avantajı vardır ve kumul hareketini değerlendirmek için farklı prosedürler kullanılabilir. Kum tepelerinin hareketini kısa sürelerde izlemek de mümkündür.
Uydu görüntüleri Gullstrom vd. (2006); Mitasova vd., (2005) ve Tsuchiya ve Oguro (2007), kendilerinden önce incelenen sitelerin 1940'lara, hatta bazılarının daha da ilerisine (1930'ların başlarına kadar) ait bir fotoğraf kaydına sahip olduğu zemindeki durumla karşılaştırma için ve 1920'lerin sonu. Bununla birlikte, Janke (2002), farklı aydınlatma koşulları ve filmin düşük kalitesi nedeniyle erken dönem fotoğraflarının çoğunun dijital analiz için kullanılamayacağına işaret etmiştir. Ayrıca, Lambin ve Helmut, (2006), güneşin aynı aydınlatması da dahil olmak üzere, kum tepelerinin hareketini ölçmek için mevcut olması gereken belirli bir yerin fotoğraflarını seçmek için koşulların olduğunu bildirmiştir ve ana site noktaları (GIS) veri tabanına dayalı olarak belirlenir ve katmanlar arazi verilerini ve diğer özellikleri temsil eder.
Plajlarda kum hareketini etkileyen faktörler:
Denizlerden ve okyanuslardan kıyılara deniz ve okyanuslardan deniz tortullarının taşınmasını etkileyen ve kıyıdaki kum miktarını etkileyebilecek birçok faktör vardır.
Kumların sahillere hareketini etkileyen bu faktörlerden en önemlileri şunlardır:
a. Sahil şekli: Düzensiz kıyılar tortuların hareketini engellerken, düzenli kıyılar (birkaç boşluk) bu kumsallardaki tortu hareketini iyileştirir. Dalgakıranlar gibi endüstriyel tesisler de kıyının tekdüzelik derecesini değiştirir (Goldsmith ve Gertner. 1990).
b. Kıyı eğimi: Sığ sular, tortulların sahillere taşınmasını azaltan veya önleyen güçlü dalgaların etkisini azaltır (Richie ve Penland, 1990).
c. Gelgit aralığındaki fark: Kıyıdaki gelgitler arasındaki fark ne kadar büyük olursa, özellikle deniz başlarındaki sahillerde tortuların hareketi büyük ölçüde artar.
Ayrıca, gelgitlerin tekrarı, tortulların hareketine yardımcı olan güçlü akıntılara yol açar (Psuty, 1990).
d. Sahilde dalgaların hareketi: Kıyılara yakın dalgalar, tortuların kıyıya taşınması için gereklidir; Deniz akıntıları da buna katkıda bulunur. Bununla birlikte, Tsuar vd., (2009) dalgaların tortuları kıyıya doğru hareket ettirdiğini, kıyı boyunca
denize doğru çekilmelerinin ise tortuların kademeli olarak taşınmasına yol açtığını gözlemlemişlerdir.
2.8 Kumul Hareketini Kontrol Etme Yöntemleri (Kumul Sabitleme)
Kum tecavüzü olgusu, ya çöllerdeki kum kaynaklarından, özellikle kurak çöllerden ya da sabit kum alanlarından başlayan doğal çevrenin bozulmasının son aşamasıdır (Etrab 1993). Çevredeki dengesizlik ve bozulma, çoğunlukla su, toprak ve bitki örtüsü gibi mevcut kaynakların uygunsuz kullanımı nedeniyle insan faktörlerinden kaynaklanmaktadır (Corachi, 1992). Bununla birlikte, kum istilası, çeşitli faktörlerden (yüksek rüzgâr hızı ve sıcaklık oranları, düşük yağış ve nem seviyeleri ve ayrıca azaltılmış Bitki örtüsü) kaynaklanan doğal bir süreç olabilir. Bu faktörler esas olarak aktif rüzgâr erozyonu süreçleri ile ilgilidir. Bu koşullar, rüzgâr erozyonu süreçlerinin aktif olduğu alanlar olan Oğlak veya Yengeç tropikleri (kurak ve yarı kurak topraklar ve Sahra Çölü) gibi dünyanın belirli bölgelerinde sıklıkla bulunur. Bu nedenle, kum tecavüzü olgusu tamamen doğal bir sürecin sonucu olabilir ve dünyanın diğer bölgelerindeki insan faaliyetleri gibi diğer faktörlerin bir sonucu olması gerekmez. Bu sorunun bir sonucu olarak, dünya kıtaları yaklaşık 24 milyon ton üst toprak kaybetmekte ve son yirmi yılda tarım için kullanılan toplam kuru arazinin %70'inde bir bozulma olmuştur; Kum tecavüzü de 135 milyon insanı bu bölgelerdeki topraklarından göç etme riskiyle karşı karşıya bırakmaktadır (ACSAD, 2004).
2.8.1 Kumul İhlalinin Etkisi
Kumul hareketi, insan faaliyetlerini etkileyen devamlılıktır. Kum tepeleri hareketinin etkileri aşağıda gösterildiği gibi iki kısma ayrılabilir.
2.8.1.1 Kum istilasının tarım ve hayvancılık faaliyetleri üzerindeki etkileri
Kum hareketi, tarım, marjinal araziler ve pastoral arazileri kapsar (Draz, 1995). Al- Jadidi (1992), Suriye'de kum hareketinin iki tür hasar maliyetine neden olduğunu bildirmiştir, birinci tip, toprağın tuzluluğundan dolayı toprağın verimliliğinin azalması, verimliliğin yaklaşık %40'ıdır. Bu tahmin, bu olgunun yalnızca site üzerindeki doğrudan etkilerinin gerçek maliyetini temsil ederken, site dışındaki dolaylı
etkilerin maliyeti çok daha yüksek olabilir. İkinci tür, bu fenomenin yıkıcı etkilerinin değerlendirilmesi açısından, bu sorunu ele almanın maliyetidir.
Çölleşmenin bir sonucu olarak meydana gelen gerçek kayıpların değerini tüm çalışmalar belirlemez, çünkü bu çalışmaların bu arazileri önceki üretim durumlarına geri döndürmenin ne kadar süreceğini belirleyememesi basit bir nedendir. Bu olgunun yerel çevre üzerindeki etkilerinin önlenmesi, sürekli bakım ve yenileme gerektiren kontrol yöntemlerinin yanı sıra uzun bir süre gerektirir.
2.8.1.2 Kum istilasının binalar ve ulaşım üzerindeki etkileri
Kumulların sürekli ve kalıcı hareketi, özellikle uzun süreli kuraklıktan muzdarip bölgelerde, kısa sürede kaplanacak binaları etkiler. Son zamanlarda Moritanya ve Güney Fas'ta olduğu gibi bazı bölgelerde gerçekte olan budur (ACSAD, 2004). Libya da daha önceki dönemlerde bu olguya maruz kalmıştır. Alquan Beachy (1821-1822), bu dönemde Libya'nın bazı sahil köylerinin bataklıklarla kaplı olduğundan bahsetmiştir. Kum tepelerinin sürekli ve kalıcı hareketi, özellikle artan rüzgâr hızı ile yüksek kuraklık oranları ile karakterize edilen alanlarda, trafiği ve yollardaki hareketi engelleyerek yol bağlantılarını da etkiler (Abu Luqma, 1996). Örneğin, 1920'lerde Libya'daki Trablus şehri, şehri komşu şehirlere bağlayan ana yolların çoğunda yolların kapanmasına ve trafiğin kapanmasına neden olan kum işgaline maruz kaldı (Libya Tarım Bakanlığı, 1973).
Kumulların insan yerleşim merkezlerindeki planlama ve inşaat süreçlerine etkileri, özellikle şehir ve şehir merkezlerinin yakınındaki alanlar olmak üzere kumla kaplı alanların genişlemesine de yansıdı. Daha önceki tüm operasyonlar, ister planlama düzeyinde, isterse karayolu bağlantılarının ve diğer insan faaliyetlerinin korunması düzeyinde olsun, bu fenomenle başa çıkmak için büyük çabalar ve büyük meblağlarda paralar gerektirdi (Al Katali, 1988).
2.8.2 Kumul İstilasının Nedenleri
Kumul istilası olgusuna yol açan bir dizi faktör vardır ve bu faktörler genel olarak iklim unsurlarını ve insan faaliyetlerini içerir. Toprak bozulması sorunu ve bitki
örtüsünün azalması, çağdaş dünyada önemli çevre sorunları olarak kabul edilmektedir (Draz, 1995). Bu sorun, bu geliştirme faaliyetlerinin çevresel etkilerine dikkat edilmeden, doğal kaynakların tarımsal üretimi artırmak için sömürülmesi sırasında insan faaliyetlerinin bir sonucu olarak ortaya çıkmakta (Al-Jadidi, 1992), bunun sonucu olarak gıda üretimi için kullanılan arazi alanı artmıştır. Ormanlar, meralar, yarı kurak alanlar ve çöl ekosistemi gibi birçok bölgede bozulmaya yol açan en çok doğal bitki örtüsünün maliyetidir (FAO, 2004). Bu alanlardaki doğal bitki örtüsünün bozulması, kayan kum alanını artırmaktadır (Al-Masoudi, 1984).
2.8.3 Kumul Hareketini Kontrol Etme Yöntemleri
Kum sızıntısını önlemek için çeşitli sistemler kullanılabilir. Bu sistemler kum hareketini stabilize etmeyi ve/veya sınırlandırmayı amaçlar (Zhang vd., 2004). Kum tepelerini stabilize etmek için kullanılan yöntemlerin çoğu iki ilkeye odaklanır (Cook vd., 1993).
1. Bitki fiksasyonu adı verilen kum tepeleri üzerine en uygun bitki türlerini dikerek kum hareketini durdurmak. Ayrıca, bazı rüzgâr erozyonu çalışmaları, bitki örtüsünün varlığının etkilerinin, özelliklerinin çeşitliliği ve farklı toprak özellikleri, atmosferik koşullar ve özellikler ile dinamik etkileşimleri nedeniyle karmaşık olduğunu göstermiştir. Dünyanın yüzeyi; Toprak nemi, sıcaklık, doku, bileşim, agregasyon ve pul pul dökülme gibi (Shao, 2008).
2. Özellikle tarım arazilerinde ekinleri kum istilasının tehlikelerinden korumak için bariyerler kullanarak rüzgâr hızını azaltmak. Buna mekanik fiksasyon denir. Kum tepelerinin mekanik olarak sabitlenmesi, rüzgâr hızını azaltmayı ve böylece rüzgarların kum taşımasını imkânsız hale getirmeyi amaçlar. Kum tepelerini sabitleme yöntemleri, mevcut malzeme türüne ve maliyete bağlı olarak bir türden diğerine ve bir ülkeden diğerine farklılık gösterir (Al-Moqsabi, 2001). Mekanik sabitleme süreci, savunma bariyerlerinin oluşturulmasını, küçük rüzgâr siperlerinin oluşturulmasını ve kum tepelerinin yağ veya kimyasallarla kaplanmasını içerebilir (Lancaster, 1995). Ancak, bu yöntemler ilke ve amaçlar bakımından benzerdir. Örneğin, Kuzey Afrika'daki bazı ülkeler kullandı Cezayir
ve Tunus gibi, kuru bitkiler kum hareketini azaltmak için kum tepelerinin yüzeyine yatay olarak yerleştirilir (Abdel-Gawad, 1997) ve Libya'da riski azaltmak için çeşitli yöntemler kullanılmıştır. 1916'da büyük ölçekte kum tepelerini stabilize etme çalışması başladığından beri kum istilası riskini azaltmak için kullanılan en yaygın yöntem yeniden ağaçlandırmaydı ve Libya'nın kuzey kesimlerinde büyük ölçekte kullanıldı (Al-Masoudi, 1984). Aşağıda bu yöntemlerin bir örneği verilmiştir:
2.8.3.1 Ağaçlandırma
Kum tepelerinin bitkiler tarafından sabitlenmesinin amacı, kurulumun ilk önce mekanik veya kimyasal olarak sabitlendiği, kısa vadeli bir çözüm olarak kumulların yüzeyini belirli bir süre (2-4 yıl) stabilize etmek için sürdürülebilir ağaç örtüsü oluşturmaktır. Yapılan ağaçların veya çalıların büyümesine izin vermek için yeterlidir.
Kum tepeleri üzerine kurulan çalı ve ağaçların kökleri, esas olarak kum tanelerini tutmak ve kum yüzeyini erozyondan korumak için çalışır ve bitkiler ve özellikle ağaçlar rüzgâr hızını azaltan rüzgâr siperi görevi görür (Syvitski, 2003).
2.8.3.2 Bariyerlerin ve çitlerin montajı
Bu yöntem, sürekli izleme gerektiren kumulların geçici olarak sabitlenmesinin yollarından biridir ve rüzgâr hızını ve erozyonu azaltmak için kum ve rüzgârın estiği yerlerde bir bariyer yapılmasına dayanır, bu da kumun üzerinde birikmesiyle hareketini sınırlamaya yol açar. Bu engeller, karşılık gelen ekonomik tesislerin tüm hatlarını korumak içindir (Shao, 2008). Bariyerlerin yapımında kullanılan malzemeler, yerel olarak mevcut bitki kalıntılarına göre genellikle ülkeden ülkeye farklılık gösterir ve bu, her bir bölgenin ikliminin oynayabileceği rolü ve mevcut bitki türlerini yansıtır (Syvtski, 2003).
