DRENAJ ETÜTLERİ DRENAJ ETÜTLERİ

DRENAJ ETÜTLERİ DRENAJ ETÜTLERİ

Prof. Dr. Ahmet ÖZTÜRK

Ayrıntılı Etütler

Ön etüt çalışmaları sonunda elde edilen veriler drenaj sorununun çözümünde yeterli değilse veya sorunu çözümleyecek drenaj projeleri için yeterli veri bulunmuyorsa ön etüt çalışmalarına ek olarak daha ayrıntılı arazi ve laboratuvar çalışmalarına ihtiyaç vardır. Ayrıntılı etüt çalışmalarında genellikle, topoğrafya, boşaltım yeri, toprak, geçirimsiz tabaka ve tabansuyu etütleri üzerinde durulmaktadır.

1. Topoğrafik Etütler 2. Çıkış Yeri Etütleri

3. Toprak Etütleri

a. Temel toprak etütleri,

b. Sulu tarım arazi sınıflama etütleri,

c. Planlama toprak etütleri.

1. Topoğrafik Etütler

Öncelikle bölgenin belirtilen ölçeklerde topoğrafik haritaları hazırlanır. Bu haritalarda, arazinin sınırları, çukur alanlar, yükseklikler, röliyef durumları, nehir, dere göl, kaynak ve sızıntılar ile, su ve drenaj kanallarının kotları, gösterilir. Ayrıca, yollar, köprüler, menfezler, boru hatları ile mülkiyet sınırları işaretlenir. Çıkış yeri olabilecek deniz, göl, nehir, dere ve kanal yerlerinin en yüksek su kotları, taban derinliği ve genişliği ile çıkış yeri kapasitesi hakkında fikir verebilecek konular belirlenir.

Ayrıntılı etütler için 500 dekara kadar olan arazilerde 1/1000 ölçekli, 500 dekardan büyük araziler için 1/5000 ölçekli haritalar gereklidir. Bu haritaların eş yükseklik eğrilerinin % 0-2 eğimli arazilerde 20 cm de bir, % 2 den fazla eğimli arazilerde ise 50 cm de bir geçirilmesi yeterlidir.

Ayrıntılı Etütler

Ayrıntılı Etütler 2. Çıkış Yeri Etütleri

Tüm drenaj çalışmalarında gözönüne alınacak en önemli husus drenaj sularının çıkış veya boşaltma yerinin yeterli olup olmadığıdır. Çıkış yeterli değilse, boşaltım için pompaj ünitelerinin projelenmesi gerekir. Çıkış yeri ve boşaltım ağzının belirlenmesi ön çalışmaları topoğrafik haritalar üzerinde yapılır, daha sonra arazide yapılacak incelemelerle çıkış yerleri kontrol edilir.

Çıkış yerinin yeterliliğini saptamak amacıyla yapılan

etütler, boşaltım görevini yapacak akarsu ve alanın

özelliklerine göre değişmektedir. Drenaj sularının nehir, dere,

göl gibi su birikintilerine boşaltılması durumunda en yüksek

su seviyesinin tekerrür süre ve kotunun saptanarak bunun

drenaj sistemi üzerindeki etkilerinin incelenmesi gerekir.

Ayrıntılı Etütler

Genellikle drenaj alanında en fazla drenaj suyunu taşıyabilecek kapasiteye sahip düşük kotlu yerler çıkış yeri olarak seçilir.

Bunlar deniz, göl, nehir, dere gibi su birikintileri ile doğal çöküntü alanları ve su kabul edebilen yeraltı aküferleri olabilir.

Çıkış yerinin kotu derin drenajı yapılacak alanının en düşük kotundan en az 3.00 m daha düşük olmalıdır. Çıkış yerinin boşaltım kapasitesi belirlenirken tüm drenaj alanından gelen yüzey akışlarının ve drenaj sularının taşınma olanağı gözönüne alınır. Eğer alanda bir çıkış yerinin kapasitesi yeterli olmuyorsa, birden fazla çıkış yeri planlanabilir.

2. Çıkış Yeri Etütleri

Ayrıntılı Etütler 3. Toprak Etütleri

Drenajda toprak etüdünün başlıca amacı, drenaj sorunu olan alanlardaki toprak çeşitlerini sistematik olarak sınıflandırmak, farklı sınıflardaki toprakların profil ve yüzey özelliklerini inceleyerek drenaj sorununun çözümü için gerekli önlemleri ortaya koymaktır.

a. Arazi çalışmalarında 1/5000 veya 1/10000 ölçekli harita gereklidir.

b. Toprak örnekleri her 10 da da bir ve 200 m yi geçmeyecek aralıklarla alınmalıdır.

c. Bir ekip günde 100 den daha fazla örnek almamalıdır.

d. Örnek alma derinliği 1.50 m, derin sondaj derinliği ise 5.00 m olmalı, her 500 dekarlık arazi için bir derin sondaj yapılmalıdır.

Ülkemizde toprak etütleri 3 aşamada yapılmaktadır.

a. Temel toprak etütleri,

b. Sulu tarım arazi sınıflama etütleri,

c. Planlama toprak etütleri.

Ayrıntılı Etütler a. Temel toprak etütleri

Temel toprak etütlerinde topraklar toprak serisi, toprak tipi ve toprak safhalarına göre sınıflandırılırlar.

Toprak serisi, üst toprağın bünyesi dışında, toprak profil özellikleri ve dizilişindeki farklılıklar bakımından benzer horizonlardan oluşan ve aynı ana materyalden meydana gelmiş toprak gruplarına denir.

Toprak tipi, aynı seriye dahil olan toprakların üst toprakları bünye bakımından farklı olanlarına verilen isimdir.

Toprak safhaları; aynı toprak serisine dahil olup toprak kullanımına etki yapan unsurlara dayanılarak yapılan ayrımdır. Aynı seri içerisinde olan toprakların bir bölümünde drenaj bozukluğu bulunuyorsa, drenaj bozukluğu o serinin bir safhası olarak kabul edilir.

Örneğin, Çukurova yöresinde yaygın olan "Arpacı serisinde" bu

aşamalar şöyle ifade edilir. Toprak serisi = Arpacı, Toprak tipi =

Arpacı killi tını, Toprak safhası = Fena drenajlı arpacı killi tını.

b. Sulu tarım arazi sınıflama etütleri

Bu etütde toprakların fiziksel, kimyasal ve morfolojik özellikleri gözönüne alınarak arazilerin ekonomik yönden sulu tarıma uygunluk dereceleri çeşitli aşamalarda sınıflandırılır.

A.B.D. Arazi Islah Bürosu sınıflamasında sulamaya uygun dört sınıf, bir geçici sulanamayan sınıf ve bir de sulanamayan sınıf olmak üzere sulu tarım yönünden topraklar altı sınıfa ayrılmaktadır.

1. sınıf, sulamaya en uygun topraklar, 2. sınıf sulamaya uygun topraklar,

3. sınıf, sulamaya daha az uygun topraklar,

4. sınıf, sulamaya uygunluğu için karar verilmemiş topraklar, 5. Sınıf sulanabilmesi için üzerinde ek çalışmaları gerektiren topraklar,

6. sınıf, sulu tarıma uygun olmayan topraklardır.

Ayrıntılı Etütler

Arazi sınıflama etütleri için haritalama simgeleri şöyledir;

b. Sulu tarım arazi sınıflama etütleri

Ayrıntılı Etütler

c. Planlama toprak etütleri

Planlama toprak etütleri, toprağın genetik özellikleri göz önüne alınmadan, toprakların fiziksel, kimyasal ve morfolojik özelliklerine göre yapılan etütlerdir. Planlama toprak etütleri sonucunda ortaya çıkan haritalama birimleri şu simgelerle gösterilmektedir.

Ayrıntılı Etütler

c. Planlama toprak etütleri Ayrıntılı Etütler

Planlama toprak etütlerinde göz önüne alınan toprak derinliğine ilişkin sınıflar şöyledir;

Sınıf Etkili Toprak Derinliği (cm)

1 Çok derin 150<

2 Derin 90-150

3 Orta derin 50-90 4 Sığ 20-50

5 Çok sığ <20

Bir toprak içerisindeki mineral maddelerin esasını oluşturan kum, silt ve kil'in belirli oranlarda karışımına bünye veya tekstür denir.

Toprağın bünyesini belirlerken mekanik analizle çapları 2 mm den küçük toprak daneleri ayrıldıktan sonra kum, silt ve kil miktarları bulunur ve üçgen eşelden bünye belirlenir. Planlama toprak etütlerine göre bünyenin gösterimi şöyledir.

Simge Sınıf Toprak Bünyesi

H Ağır Kil (C), Siltli kil (SiC), Kumlu kil (SC)

F Orta ağır Siltli killi tın (SiCL), Killi tın (CL), Kumlu killi tın (SCL) M Orta Siltli tın (SiL), Tın (L), çok ince

kumlu tın (vfSL)

S Orta hafif Kumlu tın (SL), ince kumlu tın (fSL)

L Hafif Tınlı ince kum (LfS), tınlı kum (LS)

V Çok hafif Kum (S)

O Mak (Muck) Toprak içinde bitkisel artıklar tamamen ayrışmış

P Pit (Peat) Bitkisel artıklar tamamen ayrışmamış

c. Planlama toprak etütleri

Ayrıntılı Etütler

c. Planlama toprak etütleri Ayrıntılı Etütler

Toprak içindeki suyun hareketine toprağın geçirgenliği veya permeabilitesi denir. Geçirgenlik toprak bünyesine bağlı olarak değişir. Genellikle hafif veya kaba bünyeli topraklar, ağır veya ince bünyeli topraklara göre daha fazla geçirgendirler.

Sınıf Toprak Geçirgenliği (cm/h)

1 Çok yavaş < 0.13

2 Yavaş 0.13-0.50

3 Orta yavaş 0.50-2.00

4 Orta 2.00-6.35

5 Orta hızlı 6.35-12.70 6 Hızlı 12.70-25.00

7 Çok hızlı 25.00 <

c. Planlama toprak etütleri Ayrıntılı Etütler

Toprakta bitki gelişmesini önleyecek düzeyde tuz ve sodyum bulunuyorsa bu topraklar tuzlu ve sodyumlu topraklar olarak tanımlanır. Toprak tuzluluğuna ilişkin sınıflar şöyledir;

Tuzluluk sınıfı Eriyebilir toplam

tuz (%) Elektriksel iletkenlik (dS/m)

1 Tuzsuz 0.15 > <4

2 Hafif tuzlu 0.15-0.35 4-8

3 Orta tuzlu 0.35-0.65 8-16

4 Çok tuzlu 0.65 < 16 <

c. Planlama toprak etütleri Ayrıntılı Etütler

Planlama toprak etüdlerinde topraklar, drenaj yönünden yüzey akış, geçirgenlik ve taban suyunun durumu gözönüne alınarak beş sınıfa ayrılmıştır.

1. Aşırı drenaj (A): Toprak bünyesi çok kaba olduğundan su topraktan çok çabuk çıkar. Toprak profilinde renk lekeleri, taban suyu ve indirgenme horizonları bulunmaz. Kuraklık başlıca sorundur. Bu topraklarda kuraklığa dayanıklı bitkiler yetiştirilmelidir.

2. İyi drenaj (İ): Yağışla veya başka şekillerde gelen su topraktan

orta bir hızlılıkta uzaklaşır. Genellikle orta bünyeli, su tutma

kapasiteleri normal olan topraklardır. Sulu tarım koşullarında

kültür bitkilerinin gelişmelerini önliyecek ölçüde taban suyu

bulunmamaktadır.

c. Planlama toprak etütleri Ayrıntılı Etütler

3. Orta drenaj (O): Toprak, bitkilerin gelişme dönemlerinde kısa sürelerle yaş kalır. 120-150 cm derinlikte renk lekelerine veya yaklaşık 150 cm derinlikte bitki gelişmesine biraz etkili olabilecek taban suyu bulunabilir. Derin köklü bitkilerde sorun olabilir.

4. Yetersiz drenaj (Y): Yavaş toprak geçirgenliği veya yüksek taban suyunun bulunması nedeniyle toprak uzun süre yaş kalır.

Bu topraklarda su topraktan yavaş çıkar. Taban suyu bazan 90-

100 cm ye yükselir. Toprakta 60 cm den itibaren renk lekeleri

görülür. Kurak bölgelerde topraktaki tuz birikmesini önlemek

için özellikle derin köklü kültür bitkilerinin yetiştirilmesi için

mutlaka drenaj gereklidir.

c. Planlama toprak etütleri Ayrıntılı Etütler

5. Fena drenaj (F): Toprak yılın büyük bir bölümünde yaştır. Su topraktan çok yavaş çıkar. Yüzeyden itibaren kuvvetli renk lekeleri görülebilir. Taban suyu bitkinin gelişme dönemi boyunca 90 cm'nin üzerindedir, hatta bazen yüzeye kadar çıkabilir.

Genellikle bu gibi alanlar çayır-mera tarımı için ayrılır.

Bu özellikler dışında planlama toprak etütleri açısından,

%Eğim, Su Erozyonu, Rüzgar Erozyonu, Taşlılık, Sel Basması,

Arazi Kullanma, Toprak Yapısı, Toprak Gözenek Büyüklüğü

gibi ilave incelemeler de yapılır.

Toprakta Geçirimsiz Tabaka (Bariyer) Etütleri

Toprak suyunun düşey hareketini kısıtlayan, çok az geçirgen veya geçirgen olmayan toprak tabakalarına bariyer denilmektedir. Toprak içerisine sızan su, bu geçirimsiz tabaka üzerinde birikerek taban suyunu oluşturur. Bariyer derinliği, drenaj projelerinde dren derinlik ve aralığının saptanmasında kullanılan temel parametrelerden birisidir. Drenaj etütlerinde toprak altı koşullarında toprak yapısı, bünyesi, permeabilitesi gibi temel bilgiler sağlamak amacıyla gözlem kuyuları açılır. Burgu deliği (Auger Hole) yöntemine göre açılan gözlem kuyularından elde edilen veriler yardımıyla bariyer tabakasının derinliği belirlenmeye çalışılır. Bariyer derinliğinin saptanması amacıyla kuyu derinliğine göre açılacak olan kuyu sayıları şöyledir;

Toprak serisi içindeki arazi alanı (da)

Kuyu derinliği

8 m 5 m

50 >

50 - 250 250 - 1000

1000 <

1 1

1 adet/1000 da 1

2 3

1 adet/100 da

1 adet/500 da

Bariyer Derinliğinin Saptanması Bariyer derinliğinin saptanmasında öncelikle toprak katmanlarının permeabiliteleri ve derinlikleri gözönüne alınarak toprağın ortalama permeabilite değeri hesaplanmaktadır.

Burgu deliğiyle açılan toprak katmanlarının ölçülen bireysel permeabilitesi k

, k

, k

, ... k

ve her bir toprak katmanının derinliği d

, d

, d

, ... d

ile gösterilirse ortalama permeabilite değerleri aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir.

...+ d d +

d + d +

k ...+ d

k + + d

k + d

k

= d K

n 3

2 1

n n 3

3 2

2 1

1

Bariyer tabakasının belirlenmesinde genellikle iki varsayım kullanılmaktadır. Birinci varsayımda bariyer üstteki tartılı permeabilitenin beşte birine (1/5) veya daha az permeabiliteye sahip bir katmandır. İkinci varsayımda bariyer, üstteki tartılı permeabilitenin onda biri (1/10) veya daha az permeabiliteye sahip katmandır.

Örnek

Verilenler : Çizelge de toprak katmanlarının derinliği ve geçirgenlik değerleri verilmektedir.

İstenen : 1/5 geçirimsizlik oranı için toprağın bariyer derinliğini hesaplayınız.

Bariyer Derinliğinin Saptanması

Bariyer Derinliğinin Saptanması

Tartılı ortalama geçirgenlik değerleri