Akarsularda Ekolojik İhtiyaç Debisi

Transkript

AKARSULARDA EKOLOJiK
İHTİYAÇ DEBİSİNİN
BELİRLENMESİ
Doç. Dr. Ali Ertürk
10/10/2013
AKARSU AKIŞI ve
HİDROLOJİSİ
Akarsu akışı
• Yağışın doğal kanallara ulaştıktan sonra, kanal içindeki
akışıdır.
• Akarsular tüm canlıların hayatının devamlılığı
için
önemlidir.
Kaynak: Federal Interagency Stream
Corridor Restoration Handbook
Akarsu akışı
• Akarsular yatakları içinden yüzeyin altına doğru su
bırakarak yeraltındaki akiferlerin dolu kalmasına
yardım edebildikleri gibi, zaman zaman yeraltı
suları da akarsuları besleyebilir.
Yeraltı suyu
seviyesi (YASS)
Akarsuyun akiferi beslemesi durumu
Kaynak: Federal Interagency Stream Corridor
Restoration Handbook
YASS
Akiferin akarsuyu beslemesi durumu
Akarsu akışı
• Her akarsuyun bir havzası vardır…
HAVZA
Yağış
Havza sınırı
Havza alanı
Akarsu
ağı
Akış
Havza
çıkışı
Havzadan
çıkış akımı
Havza ve Alt Havza
Havza
sınırı
Alt havza
çıkışı
Havza
çıkışı
Alt havza
sınırı
Havzaların Özellikleri
Akarsu havzalarının birbirleri ile karşılaştırılabilmeleri
için bu havzalar için nitel ve nicel özellikler
tanımlanmalıdır.
• Zemin cinsi ve jeolojik yapı (akışın zemine sızmasını
etkiler)
• Bitki örtüsü (terleme, tutma kayıpları ve sızmayı etkiler)
• Havzanın ve havza içindeki geçirimsiz alanların
büyüklüğü
• Havzanın biçimi
• Havzanın eğimi
• Havzanın ortalama kotu
• Havza alanının çıkış noktasından uzaklığa göre
dağılımı
Havzanın Biçimi
Havzanın Biçimi
Havza
2
Havza
1
Havza 1’in
hidrografı
Havza 2’nin
hidrografı
Havzanın Eğimi ve Ortalama Kotu
Hipsometrik Eğri
Yüzde alan
Havzanın Alanının Çıkış Noktasından
Uzaklığa Göre Dağılımı
Hidrograf 2
Hidrograf 1
Havza 1
Havza 2
Akarsu ağının özellikleri
Menderes şeklindeki akarsu
4. mertebe
havza
5. mertebe
Strahler yöntemi
Shereve yöntemi
Taşkın
Taşkın yatağı
Mecra
Akarsu yatağı
Taşkın yatağı
Akarsu Hidroliği
Bir akarsudaki akıntı hızı ve derinlik,
akarsuyun en önemli özelliklerinden ikisi
olup, bu büyüklükler
- Akarsu yatağının geometrisine
- Akım yönü boyunca olan eğime
- Akarsuyun taban pürüzlülüğüne
- Akarsu yatağının akım yönündeki
değişkenliğine
- Akarsuyun debisine
bağlıdır.
Akarsu Hidroliği
Akarsu enkesitlerinin şekilleri, özellikle
Türkiye koşullarında düzensiz olduğu için,
enkesitin herhangi bir noktasında ölçülen
hızlar da birbirlerinden farklıdır.
Derinlik
Akarsu Hidroliği
Bu nedenle, genel analizler için enkesitsel
ortalama hız kullanılmaktadır.
Hız
Enkesitsel
ortalama hız
Akarsu Hidroliği ve Hidrolojisi
Derin akarsularda enkesitsel ortalama hızın
bulunabilmesi için, akarsu tabanından itibaren
derinliğin %20’sinde ve %80’inde hız ölçümü
yapılarak bu ölçümlerin ortalaması alınır ve
bulunan sonucun enkesitsel ortalama hıza eşit
olduğu kabul edilebilir.
u ORTALAMA 
H
0,8H
u 0,2H  u 0,8H
2
Hız
Enkesitsel
ortalama hız
0,2H
Akarsu Hidroliği ve Hidrolojisi
Sığ akarsularda enkesitsel ortalama hızın
hesaplanması.
uORTALAMA  u0,6H
H
Hız
0,6H
Enkesitsel
ortalama hız
Akarsu enkesitinin parçalara
ayrılarak debinin ölçülmesi
Derinlik boyunca logaritmik hız dağılımı olduğu kabulü yapılır.
Derinlik
0,5 m’den
az ise
Çok derin sularda ikiden daha çok nokta alınır. Suyun üzeri
buz ile kaplı ise, derinliğin yarısındaki hız ölçülüp 0,88 ile
çarpılarak enkesit parçasındaki ortalama hız bulunur.
Akarsu enkesitinin parçalara
ayrılarak debinin ölçülmesi
• Enkesit parçalarının sayısı 10 – 30
arasında, genişlikleri ise 1 – 10 m
arasında değişebilir.
• Enkesit parçalarının her birinin debisi
toplam debinin%10’unu geçmemelidir.
Debi Ölçümü - Anahtar Eğrisi
Debi Süreklilik Çizgisi
Debi gidiş çizgisinden faydalanılarak debinin belli bir
değere eşit ya da o değerden büyük olduğu zaman
yüzdesi hesaplanıp, düşey eksene debiler, yatay
eksene zaman yüzdeleri taşınırsa, debi süreklilik
çizgisi elde edilir.
Debi Süreklilik Çizgisi
AKARSU ve HAVZA
EKOLOJİSİ
Havza Ekolojisi
• Havza ekolojisi; havzaların insanı ve
insanla birlikte yaşayan doğal kominiteleri
etkileyen yapısal ve işlevsel karakterlerini
öğrettiği için, havza yöneticileri için temel
bilgidir. (USEPA).
Havzaların Yapısı
•
•
•
•
•
•
Üst kotlardaki drenaj alanları
Kenar/vadi eğimleri
Vadi tabanı
Toprak ve mineraller
Su kütleleri
Bitki ve hayvanlar
Havzaların İşlevleri
• Taşıma ve depolama
• Döngüler ve dönüşümler
• Ekolojik sükesyon ve gelişme
Taşıma ve Depolama
• Havzalar bir ana su kaynağına drene olan alanlar
oldukları için, ana işlevlerinden birisi suyu arazide
geçici olarak depolayıp ana su kaynaklarına ve
oradan da havza çıkışlarına doğru taşımaktır.
• Havzalar ve havzaların içindeki su ekosistemleri,
suyun dışında çökelebilen katı maddeleri
(sediment), diğer maddeleri (örneğin besin
elementleri ve kirleticiler), enerji ve bir çok
organizmayı taşımaktadırlar.
• Taşınma süreçleri ile birlikte havza içindeki değişik
konumlardaki geciktirme/depolama süreçleri de
dikkate alınmalıdır.
Çevrimler ve Dönüşümler
• Maddeler havza içinde taşınırken değişik
dönüşümlere uğramaktadırlar.
Ekolojik Sükesyon/Gelişme
• Bu süreç, havza içindeki enerjinin suyun ve
maddelerin önemli miktardaki kısımlarının cansız
ortamdan canlı ortama geçmesini sağlamaktadır.
Kaynak: USEPA
Birinciden beşinci mertebeye kadar
akarsu sistemlerinin sınıflandırılması
Akarsu Tabanında Yaşayan (Bentik) Organizmalar…
Ölü organik maddenin (detritus) işlenmesi…
Doğal Akarsu Rejimlerinin Ekolojik
Önemi
• Su ve su kenarındaki ekosistemlerdeki her
tür belli akım koşullarına bağımlıdır ya da
belli akım koşullarına direnç gösterebilir.
• Yıl içindeki akım rejimi değişimleri, bu
organizmalar için önemli ve faydalıdır.
• Su kaynakları sistemleri, bazı durumlarda
akım koşullarının önemli ölçüde
değişmesine ve havza işlevlerinin kötü
etkilenmesine neden olabilmektedirler.
Doğal Akarsu Rejimlerinin Ekolojik
Önemi
• Değişik insan faaliyetlerinin (tarım, ormancılık,
şehirleşme, otlatma) ilgili arazilerden geçen
akarsuların doğal akım rejimlerini ne kadar
etkilediği çok iyi tanımlanamamıştır.
• Hidrolojik sistemler, zemin sızması ve
buharlaşma-terleme hızlarına çok duyarlı
davranmaktadırlar. Bu durum, yoğun arazi
kullanımı nedeniyle sel ve düşük debili akım
koşullarındaki debilerin mertebelerinin
değişmesini açıklamaktadır.
Su Ekosistemlerinin Aşırı
Kullanıma Karşı Tepkileri
•
•
•
•
•
•
Suyun azalması
Özümleme kapasitesinin düşmesi
Habitat kaybı
Akım rejiminin değişmesi
Su kalitesinin bozulması
Su kaynaklarının faydalı kullanım
amaçlarının azalması
Akarsular ve Açık Kanallar Benzerliker
• Hem akarsular hem de açık kanallar, suyu
çoğu durumda arazinin eğimini takip
ederek yukarı çığırdan (memba) aşağı
çığıra (mansap) doğru taşıyan, boyları
enlerine ve derinliklerine göre çok büyük
kanal biçiminde su ortamlarıdır.
• Bu su ortamlarındaki akış özellikleri,
hidrolik dersinde öğrendiğiniz yöntemler ile
incelenebilmektedir.
Akarsular ve Açık Kanallar - Farklar
• Akarsular karmaşık şekilli, zamana ve
konuma göre hem akım rejimleri hem de
yatak özellikleri değişebilen doğal
ekosistemlerdir.
• Açık kanallar, zamana ve konuma göre
akım rejimleri ve enkesitleri mümkün
olduğunca sabit kalacak şekilde
tasarlanmış mühendislik yapılarıdır.
Akarsuyun
davranışı
Zaman
Ekolojik
süreçler
Yan girişlerle
komşuluk
Ana akım
yönünde
komşuluk
Düşey yönde
komşuluk
Hipoferik
bölge
Yeraltı suyu
Akarsuların
Dört
Boyutlu
Doğası
Akarsuların Şekil Değiştirmesi
Akarsuların Şekil Değiştirmesi
• Hidroloji ve jeolojiye bağlı bir süreçtir.
• 10 yıllar mertebesinde sürer.
QUEETS Nehri’nin Şekil Değiştirmesi
Akarsuların Yatak (Şekil) Değiştirmesi
• Havzadaki jeoloji, akarsuyun yatak
değiştirebilme potansiyelini belirler. Her
jeolojik yapı, yeterince uzun sürede su
tarafından aşındırılır.
• Akarsu kıyısı boyunca bitki örtüsü,
akarsuyun hidrolik rejimi ve hidrolojik
özellikleri, şekil değiştirmenin değişik
zaman aralıklarındaki hızını ve yönünü
belirler.
Akarsuların Yatak (Şekil) Değiştirmesi
• Akarsu yatağındaki değişik yapılar (ana
kanal, ana kanalı birbirine bağlayan ikincil
kanallar ve akarsu yatağındaki nispeten
durgun olan havuzlar) değişik özellikleri
olan ve farklı türde canlıların tercih ettiği
habitatlardır.
• Bu habitatlar akarsu ekosisteminin
devamlılığı ve biyoçeşitlilik açısından
önemlidirler.
Akarsudaki Habitatlar
Havuz
Ana kanallar
İkincil kanal
İkincil Kanalların Yer Değiştirmesi
Havuzların Yer Değiştirmesi
Taşkın Nedir?
• Hidrolojik tanım: Suyun yükselerek akarsu
kenarlarını aşması ve yakın civarı sular
altında bırakması.
• Ekolojik tanım: Suyun akarsu tabanındaki
malzemeyi oyması ve tabanda yaşayan
organizmaları sürükleyerek yerlerini
değiştirmesi.
Değişik Yaklaşımlarla Taşkınların
Etkileri
• Mühendislik hidrolojisinde taşkınların
kontrol edilebilmeleri ve ekonomik etkileri
ele alınmaktadır.
• Taşkınlar, sucul organizma
popülasyonlarını ve konumsal
dağılımlarını etkilediklerinden ekolojik
açıdan da önemlidirler.
Taşkınların Çevre Açısından
Faydalarına Genel Bakış
• Üst zeminin yenilenmesi ve besin elementleri ile
zenginleşmesi
• Su basar ormanları gibi zaman zaman su altında
kalmaları gereken ağaç ve tohumlara gerekli
suyun sağlanması
• Tuzlu veya oksijensiz olabilen ince taban
malzemesinin akarsu sisteminden yıkanması
• Sucul organizmaların (rahatlıkla beslenip
üreyebilecekleri) besin açısından zengin ve
nispeten sakin akım koşullarının olduğu taşkın
sığlıklarına taşınmaları.
Akarsu Ekosistemindeki Canlıların
Taşkınlara Uyum Sağlamaları
• Kendini akarsu tabanına gömme
• Taşkın sırasında akım hızının daha düşük
olduğu bölgelere göç etme
• Yaşam döngüsünü taşkın olan
mevsimlerde farklı habitatlarda (örneğin
kara habitatlarında) geçirecek şekilde
ayarlama
• Akarsu içindeki kayaların siper olarak
kullanarak yüksek akım hızlarından
korunma
Beklenmeyen Taşkınların Etkileri
• Bazen doğal veya insan kaynaklı (örneğin
baraj yıkılması) olaylar nedeniyle ani ve
çok şiddetli taşkınlar olabilir.
• Beklenen mevsimlerin dışında olan bu tür
taşkınlardan sonra, ekosistemin fauna
dengesi bozulabilir ve eski haline gelmesi
yıllarca sürebilir.
Taşkınların Akarsu Kıyı Bölgeleri
Açısından Önemleri
• Akarsu kenar bölgelerinin taşkınların etkisi ile
sürekli oyulmaları, hem bu kısımlardaki bitki
büyümesini düzenler hem de akarsu için gerekli
organik madde ve besin elementlerinin akarsuya
karışmasını sağlar.
• Taşkınlar, akarsu içindeki ve akarsu kıyı
bölgeleri ile havzanın daha üst kesimleri
arasındaki bölgedeki bitki türlerinin konuma göre
dağılımlarını düzenler. Bu bölgeler, iki ekosistem
arasında konuma göre hızlı geçiş olan önemli
ekotonlardır.
Taşkınların Sulak Alan
Ekosistemleri Açısından Önemleri
• Sulak alanların yeterince uzun süreler
taşkın suları altında kalmaları, su
kuşlarının dinlenmeleri ve üremeleri için
gereklidir.
• Sulak alan sistemlerindeki bazı canlılar,
yaşam döngülerinin değişik evrelerinde
habitat değiştirmeyi tercih edebilirler ve
sulak alanları basan ya da bu alanlardan
çekilen sel suları tarafından taşınabilirler.
Taşkınların Balıklar Açısından
Önemleri
• Akarsuların taşkın alanlarına doğru
genişlemesi, genç/yavru balıkların hayatta
kalmaları açısından da önemlidir.
• Taşkınlar, yetişkin balıklar için üreme
mevsimlerinin geldiğini haber veren doğa
olaylarıdır.
• Bazı balıklar, mevsim boyunca süren
taşkınlar sırasında taşkın yatağına göç
edip buralarda beslenebilirler.
Taşkınların Balıklar Açısından
Önemleri
• Ekonomik değerleri olan som balığıgiller
(samlonidae) ve başka balık türleri yumurtlamak
için temiz ve çakıl tabanlı akarsu yataklarını
kullanırlar.
• Çakıllar üzerinde yalnızca 5 mm kalınlığında bir
sediment (taban malzemesi) birikimi olsa bile,
düşük oksijenli koşullar oluşabilir ve balık
yumurtalarının önemli bir kısmı ölebilir.
• Özellikle ilkbahar taşkınları sırasında akarsu
yatağı üzerinden hızla akan su, çakılların
üzerindeki sedimenti yıkayarak akarsu yatağını
balıkların yumurtlaması için uygun hale getirirler
ve bu nedenle balıkların üreme başarısı için
önemli etkenlerdir.
Taşkınların Balıklar Açısından Önemi
Taşkınların Göç Eden Canlılar
• Bazı sucul hayvanlar, akarsuların memba
kesimlerinde yaşamlarına başlayıp daha ileri
evrelerde mansap kesimlerine hatta denize göç
edebilmektedirler.
• Kilometrelerce olabilen bu göçler sırasında, bu
canlılardan bazıları mevsime bağlı taşkınlar
sayesinde mümkün olduğunca az enerji sarf
ederek akarsu mansabına ya da denize
ulaşabilmektedirler.
Taşkınların Akarsu Tabanındaki
Canlılar Açısından Önemleri
• Taşkınlar, akarsu tabanındaki iri taşların ve
kayaların yerlerinden oynamalarına ve ters
dönmelerine neden olarak yüzeylerinde oluşmuş
besin ortamları üzerinde değişik organizmaların
kolonileşmesini sağlayabilirler.
• Böylece akarsu taban ekosistemi yeniden
başlatılmış olarak bir çok yeni canlı bireyi için
büyüme ve gelişme fırsatı sağlanmış olur.
Taşkınların Akarsu Tabanındaki
Canlılar Açısından Önemleri
Taşkınların Akarsu Havuzları
• Bazı akarsu sistemleri birbirlerine seri olarak
bağlanmış birçok havuz gibi davranırlar.
• Düşük eğimli bölgeler havuz, yüksek eğimli
bölgeler ise bu havuzlara giriş/çıkış sağlayan
kanallardır.
• Havuzlarda çökelme/silt birikimi
olabileceğinden taşkınlar havuzların
temizlenmesinde önemlidirler.
• Taşkınlar, havuzların akarsu ekosistemi ile
kurak mevsimlerde zayıflamış olan
bağlantılarını kuvvetlendirebilirler.
Taşkınların Akarsu Kanalının
Düzeni/Şekli Açısından Önemleri
• Akımların düşük olduğu mevsimlerde akarsu
yatağında bitkiler yetişebilir.
• Taşkın sırasında bu bitkiler akarsu yatağından
temizlenerek ortalama debiler sırasında
akarsudaki akımın düzenli olması sağlanır.
• Her taşkın olayı sırasında akarsuyun şekli azar
azar değiştiğinden, taşkınlar akarsuların uzun
süreli morfolojik gelişimleri açısından da
önemlidirler.
Taşkınların Yeraltı Suyu Açısından
Önemleri
• Taşkınlar sırasında yeraltı suyu
beslenerek yeraltı suyu seviyesi yükselir.
• Yeraltı sularının yatay doğrultudaki
akımları kuvvetlenir.
• Yeraltı suyu etkisi altındaki ekosistemler,
canlılıklarını sürdürebilmek için gerekli
suya kavuşurlar.
İHTİYAÇ DEBİSİ BELİRLEME
YÖNTEMLERİ
Kullanılan Başlıca Hesap Yöntemleri

Hidrolojik Yöntemler
 Tennant (Montana) Yöntemi ve İstatistiksel Bazlı Hesap Yöntemleri

Hidrolik Yöntemler
 Kritik (itibari) Kesitte Islak Çevre Yöntemi – (Reiser vd, 1989a)

Habitat Benzeşimini Esas Alan Yöntemler
 IFIM (Instream Flow Incremental Methology), EFR (Enviromental Flow
Requirement) –
Korunması gereken sucul canlılar için gerekli su ihtiyacını esas alır. (Reiser vd,
1989a)
 RHABSIM : Poyne and Associates (2000)
 CASIMIR : Jorde vd, (2000, 2001)

Bütünleşik Yöntemler
 Tharme (2003) – Appendix II

Başlıca Yöntemlerin Dünya Genelindeki Durumu
 Tharme (2003) – Şekil 2
 Tharme (2003) – Appendix I
Hidrolojik ve Hidrolik Yöntemlerin Daha Detaylı Analizi
Hidrolojik Yöntemler
Tennant (1976)Yöntemi :
Montana, Nebraska ve Wyoming’deki 11 akarsu
üzerinde seçilen 58 istasyonda (enkesit) elde edilen
akım ve sucul ekosistem gözlem sonuçlarından
hareketle geliştirilen ve belli bir ekolojik statünün
korunması için gerekli debinin yıllık ortalama debinin
%’sine bağlı olarak hesabını esas alan bir yöntem
Tablo 2. Sucul ekosistem ve mesire maksatlı kulanım için gerekli
akarsu debileri (Tennant, 1975)
Yıllık Ortalama Akımın % si olarak akarsu debisi
Nehir Ekosistemi İçin
Kalite Sınıfı
Ekim-Mart
Nisan-Eylül
Mükemmel
40
60
Çok iyi
30
50
İyi
20
40
Orta
10
30
Kötü veya asgari
10
10
Çok kötü
0-10
0-10
*Bu yöntemin eğimi %1’den büyük akarsularda (vahşi dereler) revize edilmeden
kullanımı önerilmemektedir. ( Mann,2006)
Ekolojik Ortalama Baz Akım Yöntemi :
 mil Q30 : Belli bir gözlem periyodundaki en düşük aylık ortalama
debiyi ve/veya bu debilerin ortalamasını esas alan yöntem
 0.025 ~ Q0,05 x Qort, yıl - Portekiz
Q0,10 x Qort, yıl -İspanya
 Yıllık ortalama akımın belli bir yüzdesini esas alan yaklaşım
İstatistiksel Bazlı Yöntemler

Müdahale edilmemiş günlük akım (debi) değerlerinin analizini esas alır.
(a) Günlük Akımlardan Hareketle QEID Hesabı
- Tharme (2003), Ozturk (1982)
-  Q90 ~ Q95
- Q347 (=Q95) Q355 (=Q97) veya Q364 (=Q99.7)
(b) Minimum Günlük Akımlardan Hareketle QEID Hesabı
- Medyan [Qmin], > 50 L/sn ve Hsu≥0.20 m
(c) Minimum Haftalık Akımlardan Hareketle QEID Hesabı
-
LN, Gumbel Dağılımları !
- 7 Q10 : Zamanın %90’ında akarsuda mevcut (aşılma ihtimali %10) olan min 7 günlük
ortalama debi (Ozturk, 1982)
(d) Yıllık akım serisinden elde edilecek Qİ,95 (zamanın %95’inde mevcut günlük akım)’ lerin
istatistiki dağılımını esas alan hesap yöntemi (Niadas ve Mentzepoulos, 2008)
- Yağışlı yıllar : QEID = Medyan [Qi,95]
- Kurak yıllar : = [Qi,95;0,20] – zamanın %80’inde mevcut Qİ,95
Hidrolik Yöntemler
 Islak Çevre Yöntemi, Reiser vd (1989a), Karakaya ve Gönenç
(2006)
 Kritik Kesit : Akarsu yatağının genişleyerek su hız ve derinliğinin
azaldığı kesit
 Ekolojik Parametreler:
 Balıklar
 Omurgalılar, su kuşları ve su samurları
 Akarsu yatağı bitki örtüsü ve taşkında su altında kalan alanlar
Islak Kesit
F (Qmin), %
50
10
QEID,90
QEID,50
Qmin
Bütünleşik Yöntem Önerisi
 Standard hidrolik yöntemlerin zayıf tarafları
Türkiye’deki akarsu ekosistemlerine
uygulanabilirlikleridir.
 Hidrolik ve istatistiksel yaklaşımlardaki en
büyük eksiklik, canlıları dikkate almamalarıdır.
 Su, akarsu ekosistemlerinin en önemli cansız
bileşeni olmakla birlikte, su kalitesi ve suda
taşınan katı maddeler de dikkate alınmalıdır.
 Türkiye’deki akarsu ekosistemleri, genellikle sığ ve
enkesitleri düzensiz ve değişken olan su yollarıdır.
 Coğrafyamızda akarsuların enkesitleri kadar
boykesitlerinin de önemli oldukları unutulmamalıdır.
 Coğrafyanızdaki çoğu akarsu, yüksek eğimli sığlıklar
ile düşük eğimli hatta eğimsiz ve nispeten derin
havuzlardan meydana gelmektedir.
 Canlılık açısından önemli olan bu mikro habitatlar,
akarsu boyunca sürekli olarak yer değiştirmektedirler
ve yenilenmeleri önem taşımaktadır.
 Enkesit ve boykesit
 Havuzlar ve sığlıklar
 Akarsu parçası yağışlı mevsimde bir kanal gibi
incelenebilirken, kurak mevsimde su seviyesi düşünce
birbirlerine seri bağlı ancak aralarında akım yönünün tersinde
ilerlendikçe sığ engeller olan bir yapıya bürünmektedir.
 Bu engeller, canlıların mevsimsel ve günlük göçlerine izin
verecek kadar derin olmalıdır.
 Sığlık engeller doğal olarak aşılmaları zor yapılardır.
 Su sığlaştıkça akım hızı düştüğünden aşılmaları bazı canlılar
için kolaylaşabilmekle birlikte, diğer canlılar için imkansız hale
gelebilmektedir.
 Bu nedenle doğal göç dengeleri bozulmakta, göç etmemeleri
gereken türler göç ederken, doğal yaşam döngülerinde göç
eden türler, akarsu ekosisteminin belli kısımlarından izole
olmaktadır.
Bütünleşik Yöntem
 Havuzların ve sığlıkların oluşumu bir yapım-yıkım
sürecidir ve devamlılığı canlılar açısından önemlidir.
 Bu süreç suyun taban malzemesini taşıma gücüne
bağlı olduğundan, ekolojik debi ihtiyacının
belirlenmesinde önemlidir.
Taban malzemesi taşınımının bağlı olduğu faktörler
 Akarsuyun debisi ve bu debinin zamana göre olan
değişimi
 Akarsuya yan kollardan gelen taban
malzemesinin miktar ve özellikleri. Özellikle
akarsuların yan kollarında baraj hazne ve göllerin
olup olmaması
 Akarsuyun enkesiti
Taban malzemesi taşınımı neden önemlidir?
 Akarsuyun tabanındaki malzeme çapı dağılımının
mevsimsel değişimi canlılar için önemlidir. Tatlı su
midyeleri gibi bazı canlılar, kendilerini çamura gömdükleri
için siltlenmiş tabanları tercih ederken sombalığıgiller
(salmonidea) yumurtalarının bol oksijen alabilmeleri için
çakıllı zeminlere bırakmayı tercih etmektedirler.
 Değişik canlılar, aynı akarsu parçasını farklı mevsimlerde
kullanmakta olduklarından, ekolojik ihtiyaç debisi sabit
olarak düşünülemez. Hidrolojik yılın farklı dönemlerinde
taban yapısının doğal malzeme çapı dağılımı
korunmalıdır.
 Taban malzemesi, akarsu ekosisteminin ve sel
yatağı kıyı koridoru gibi komşu ekoton ve
ekosistemlerin ihtiyaç duydukları besin elementini
de taşımaktadır. Bu durum özellikle tarım yapılan
alüvyonlu ovalarda önemlidir.
 Örnek: Nil nehri üzerine kurulan Aswan Barajı,
hem nehir rejimini hem de katı madde
hareketlerini değiştirmiş ve bu nedenle Nil Nehri
Deltası’nda 4000 yıldır yapılan tarımı olumsuz
etkilemiştir.
 Daha önceki yansılarda bahsedilen sığlık ve
havuz mikro habitatlarının sürekli yenilenmesi
gerekmektedir. Akarsular ayrıca sürekli yatak
değiştirmektedirler. Bu değişimler ekolojik açıdan
önemli olup sistemden geçen suyun enerjisine
bağlıdırlar. Eğer belli çaptaki taban malzemesini
taşıyacak kadar su enerjisi mevcut değilse akarsu
morfodinamiği bu durumdan olumsuz
etkilenebilmektedir.
Su Kalitesi ve Özümleme Kapasitesi
 Canlılar açısından su kalitesi çok önemli olup su
kalitesinin bozulmasının hem anlık hem de uzun
dönemli etkileri vardır.
 Dolayısıyla su kalitesinin hem mevsimsel gidişatı hem
de gün içindeki değişimleri önemlidir.
 Su kalitesinin uzun süreli değişimleri, genellikle
özümleme kapasitesine bağlıdır.
 Su kalitesinin günlük değişimleri, sistemdeki su
miktarından önemli ölçüde etkilenebilmektedirler.
Su Kalitesi ve Özümleme Kapasitesi
 Her canlı türünün su kalitesinin değişik
bileşenlerinin ani değişimlerine toleransları
farklıdır.
 Su kalitesinin birçok bileşeni (besin elementleri,
kirleticiler, doğal ve yapay toksinler, vb) vardır ve
bunların hangilerinin önemli olduğu ilgili
ekosisteme bağlıdır.
 Bununla birlikte, sıcaklık ve pH örnek olarak
verilebilir.
Örnekler - Sıcaklık
 Su sıcaklığı gün içinde salınım göstermektedir.
Sistemin debisi ve herhangi bir parçasındaki su
miktarı azaldıkça gece ve gündüz arasındaki hava
sıcaklığı farkı ve de güneş olup olmaması nedeniyle
olan sıcaklık salınımının genliği artacaktır. Başka bir
değişle akarsuyun su sıcaklığını “tamponlama”
kapasitesi düşecektir.
 Debinin azalması, su seviyesini düşüreceği için
hem sığlıklar hem de havuzlar bu durumdan
etkilenirler.
Örnekler - pH ve Çözümüş Oksijen
 Özellikle makrofitlerin ve fitobentosun yoğun olduğu akarsu
sistemlerinde, gündüz fotosentez solunuma daha baskın
olmaktadır. Gece ise bu durumun tersi geçerlidir. Buna göre,
gündüz sistemdeki çözünmüş oksijen yükselecektir. Fotosentez
nedeniyle sistemden karbondioksit de çekileceği için pH’da
yükselecektir. Gece ise solunum nedeniyle sisteme karbondiosit
verileceği için çözünmüş oksijen ve pH’nın düşmesi
beklenmektedir.
 İlgili tahmin ve hesapların yapılabilmesi için alkalinite de
izlenmelidir.
 Sistemdeki su miktarı azaldıkça aynı miktar makrofit daha az bir su
kütlesini kullanacağından bu etki artacaktır. Dahası, debi azaldıkça
makrofitler ve fitobentos akarsu tabanında daha kolay
barınabilmektedirler. Bu durumda aynı anda hem fotosentez yapan
biyokütle miktarı artacak hem de su azalacaktır. Su durgunlaştıkça
tutunmuş bakteriler de artacağından etki daha da artabilir.
Örnekler - Amonyak ve Amonyum
 Suda amonyak türevleri amonyum iyonu ve
çözünmüş amonyak gazının toplamıdır. Sıcaklık ve
pH yükseldikçe toplam amonyağın içindeki
amonyum iyonu azalmakta ve çözünmüş amonyak
gazı oranı artmaktadır.
 Amonyak gazı, bazı sucul organizmalar için
zehirlidir. Bu durumda, gün içinde sıcaklık artıp pH
da yükselince canlılar için amonyak açısından
olumsuz koşullar gelişebilmektedir. Bu etki az önce
de bahsedildiği gibi akarsu debisinin azaldığı
durumlarda artmaktadır.
Canlıların belirlenmesi
 Öncelikle ilgilenilen akarsu parçasındaki canlı türleri
(yerine göre cins seviyesinde de kalınabilinir) ve bunların
bollukları belirlenmelidir.
 Eğer türlerin ve/veya bolluklarının belirlenmesi mümkün
değilse literatür çalışması yapılıp mümkün olduğunca yeni
kaynaklara başvurulmalıdır.
 Her iki durumda da yerel su biyolojisi uzmanlarından
destek alınmalıdır.
 İlgili canlıların akarsu ve yakın çevresi ekosisteminin besin
ağındaki yerleri ve işlevleri belirlenmelidir. Bunun için de
yerel su biyolojisi uzmanlarından destek alınmalıdır.
Hareket etmesi gereken taban malzemesi çapının
belirlenmesi
 Akarsuyun taban yapısının mevsimsel
dinamiğinin devamı için hareket etmesi gereken
kritik taban malzemesi çapı belirlenmelidir.
 Akarsudaki mikro habitatların devamlılıklarının
sağlanması için gereken taban malzemesi çapı
belirlenmelidir.
 Bu iki duruma göre belirlenen debiden daha
büyük olanı alınmalıdır.
Sığlıklar
 Akarsu parçasını temsil edecek kadar sayıdaki
sığlıkta (sığlıkların tümünde değil) enkesit
çalışmaları yapılarak bu enkesitler için ıslak enkesit
yöntemi uygulanabilir. Kırılmanın olduğu kritik
debinin altına inilmemelidir.
 Belirlenen canlı türlerinden göç edenler var ise,
enkesitlerdeki derinlikler bu türlerin göçlerine izin
vermelidir.
 Bu iki duruma göre belirlenen debiden daha büyük
olanı alınmalıdır.
Havuzlar
 Havuzlarda su kalitesi kritiktir. Günlük su kalitesi
salnımlarının türlerin tolere edebilecekleri
durumda olması için gerekli minimum debi
belirlenmelidir.
 Bu işlem sırasında, su kalitesi salınımlarının
tahmini için basit modeller de kullanılabilir.
Ekolojik ihtiyaç debisinin belirlenmesi
 Her mevsimde
- Sığlıklar için belirlenen debi
- Havuzlar için belirlenen debi
- Taban malzemesi taşınımı için belirlenen debi
karşılaştırılarak en büyüğü alınmalıdır.
 Akarsu parçasının mansabındaki başka bir akarsu
parçasının eklojik ihtiyaç debisi, artacaktır. Burada iki
ilk yaklaşım olarak akarsu parçasının drenaj
alanlarının oranı kullanılabilir.
Kaynaklar
Dynesius M, Nilsson C. 1994. Fragmentation and flow regulation of river systems in the northern third of the world. Science 266: 753–762.
Gippel CJ, Stewardson MJ. 1998. Use of wetted perimeter in defining minimum environmental flows. Regulated Rivers: Research and
Management 14: 53–67.
Karakaya, N., Gönenç İ. E. 2006. Türkiye’de Havzalar Arası Su Transferi İçin Bir Karar Destek Sistemi. İtü dergisi/e: Cilt 16: 79-90.
Mann J. I., (2006). Instream Flow Methodologies: An evaluation of the Tennant Method for Higher Gradient Streams in the National Forest
System Lands in the Western US, MSc Thesis, Colorado State University, USA.
MosleyMP. 1983. Flow requirements for recreation and wildlife in New Zealand rivers—a review. Journal of Hydrology (N.Z.) 22(2): 152–
174.
Orth DJ, Maughan OE. 1981. Evaluation of the ‘Montana method’ for recommending instream flows in Oklahoma streams. Proceedings of
the Oklahoma Academy of Science 61: 62–66.
Parker G. W., Armstrong, D. S., and Richards, T. A., (2004). Comparison of Methods for Determining Streamflow Requirements for
Aquatic Habitat Protection at Selected Sites on the Assabet and Charles Rivers, Eastern Massachusets 2000-02. US Geological Survey
Scientific Investigaiton Report 2004-5092. 72p.
Postel SL. 1998. Water for food production: will there be enough in 2025? BioScience 48: 629–637.
Reiser DW, Wesche TA, Estes C. 1989a. Status of instream flow legislation and practise in North America. Fisheries 14(2): 22–29.
Revenga C, Brunner J, Henninger N, Kassem K, Payne R. 2000. Pilot Analysis of Global Ecosystems: Freshwater Ecosystems.World
Resources Institute: Washington, DC.
Tennant D. I. 1975. Instream Flow Regimes for Fish, Wildlife, Recreation and Related Environmenal Resources, US Fish and Wildlife
Service, Billings, Mont.
Kaynaklar
Tharme RE. 2000. An overview of environmental flow methodologies, with particular reference to South Africa. In Environmental Flow
Assessments for Rivers: Manual for the Building Block Methodology, King JM, Tharme RE, De Villiers MS (eds). Water Research
Commission Technology Transfer Report No. TT131/00. Water Research Commission: Pretoria, South Africa; 15–40.
Tharme RE. 2003. A Global Perspective on Environmental Flow Assesment: Emerging Trends in The Development and Application of
Environmental Methodologies for Rivers. River Research and Applications 19: 397-441.
Waddle T. 1998a. Integrating microhabitat and macrohabitat. In Hydroecological Modelling. Research, Practice, Legislation and
Decisionmaking, Blazˇkova´ S ˇ , Stalnaker C, Novicky´ O (eds). Report by US Geological Survey, Biological Research Division and Water
Research Institute, Fort Collins, and Water Research Institute, Praha, Czech Republic. VUV: Praha; 12–14.
Waddle T. 1998b. Development of 2-dimensional habitat models. In Hydroecological Modelling. Research, Practice, Legislation and
Decisionmaking, Blazˇkova´ S ˇ , Stalnaker C, Novicky´ O (eds). Report by US Geological Survey, Biological Research Division and Water
Research Institute, Fort Collins, and Water Research Institute, Praha, Czech Republic. VUV: Praha; 19–22.
World Commission on Dams (WCD). 2000. Dams and Development. A New Framework for Decision-making. The report of the World
Commission on Dams. Earthscan Publications: London.

Akarsularda Ekolojik İhtiyaç Debisi

Transkript

Benzer belgeler

“Çevreci Peri”

sedimantoloji - WordPress.com

birikim şekilleri

Bolum-6

PDF

TMM MP 700-3AC - TMM Tahribatsız Malzeme Muayene

dsi teknik bülteni - Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü

Akarsu, Dere, Çay ve Irmak Kavramlarının İncelenmesi

Kent İçi Akarsu Koridorlarının Canlandırılması