Investigating hydraulic geometry of unregulated rivers in western Turkey for sustainable river management

Sağlıklı bir akarsuda ekolojik denge kendiliğinden kurulmakta, dış ortamdan herhangi bir etki olmadığı sürece doğal olaylar vasıtası ile varlığını sürdürmektedir. Ancak dünya nüfusunun kontrolsüz büyümesi ve buna paralel olarak şehirleşmenin de etkisiyle kaynak arayışlarının artışı sonucu, insan müdahalesi ile daraltılan, kanal içerisine alınan sular, akarsu akımları üzerinde neredeyse geri dönüşü olmayan sonuçlara sebep olmaktadır. İnsan müdahalesi sonucu akış kesitinin konut ve diğer kullanım amaçları için bozulması veya üstünün kapanması da daha fazla taşkına yol açmaktadır. Şehirleşme arttıkça, insan çıkarları doğrultusunda yapılan beton, asfalt gibi su geçirmeyen zeminlerin artması, şehir içindeki en önemli hidrolojik sorunlardan birisidir ve bilinçsiz yaptırımlar sonucu yağmur sularının yeraltına sızması azalarak bitme aşamasına gelmiştir. Geçirimsiz tabakalar arttıkça, yeraltına yağmur sularının süzülme oranının azalmasıyla yeraltı su seviyesi de düşmektedir. Yeraltı su seviyesinin düşmesiyle birlikte akarsuların rejimleri de değişmektedir. Yüzeyde biriken yağmur suları aniden akışa geçerek kendi ekolojik döngüsüne katılamayan taşkınları doğurmaktadır. Esas olan, yapılaşma hesabının doğru ve doğaya saygılı ölçütlerle hesap edilmesi ve hatta mümkün olduğu kadar betonlaşma ve asfaltlaşmanın önüne geçilmesidir. Mühendisler tarafından önerilen de şehirleşme çalışmalarında doğanın doğru ölçülmesi ve doğru değerlendirilmesinin yapılmasıdır. İklimin olumlu yönlerini olumsuz koşullara karşı kullanabilmek amacıyla, yapılaşma planları gün ışığından maksimum yararlanan ve iyi bir yalıtım ile daha az enerji tüketen konutlar üretme amacına göre hazırlanmalıdır. Yağışın yeraltı su kaynaklarını beslemesine imkan sağlayacak şekilde mevcut yeşil alanların genişletilmesi ve korunması esas alınmalıdır. Tüm bunlarla birlikte akarsu yataklarında yapılaşma yasaklarına uyulmalı, felaketler oluşmadan önlemler alınmalı, gerekli görülen restorasyon çalışmaları ise doğanın ekolojik yenileme döngüsünü taklit edecek en yakın şekilde yapılmalıdır. Taşkınların en büyük nedenlerinden biri de şehir içindeki ve çevresindeki derelerin yanlış ıslahı, ıslah edilmemesi ya da ıslah adı altında kanal içerisine alınması ve kesitinin doğal akışı bozacak şekilde daraltılmasıdır. Esas amacı su taşıyıcılık olan dereler, çarpık, bilinçsiz kentleşme sonucu kanalizasyon atıkları ve çöplerle dolmakta, ve zaten şehirleşme sonucu akımı azalan akarsu, bunların sonucunda iyice kendini taşıyamaz hale gelmektedir. Şehir gelişmeleri planları hazırlanırken doğal ortam ilişkilerini iyi araştırarak ortaya koymak ve sürdürülebilir planlar yapmak gerekmektedir. Doğal dengenin bozulmamasına önem gösterilmeli ve mümkün olduğunca beton alanların tekrar doğal haline çevrilmeye çalışılmasına yardımcı olunmalıdır. Sürdürülebilir akarsu restorasyon çalışmaları için nehir en kesiti seçimi, belirli bir debideki taşkın şiddetini belirlemede, sediment karakteristikleri ve taşınım mekanizmalarının belirlenmesinde, nehir ekosisteminin tam anlamıyla kavranmasında ve balık ekosistemini etkileyebilecek hızların ölçütlendirilmesinde etkin rol oynadığından son derece önemli bir konudur. Şekillendirici debiler de tipik bir en kesitin oluşumunda ana tetikleyici faktör olduğu için, bu çalışma regüle edilmemiş Batı Türkiye nehir havzaları akarsularının belirli en kesitlerinin, debiyle değişen hidrolik geometri parametrelerinin anlaşılmasını kolaylaştırmak ve yapılacak ıslah çalışmalarına doğayı, nehir ekosistemi döngüsünü önemseyen akademik bir bakış açısıyla yaklaşılmasını, doğa dostu en kesit şekli tasarımları yapılmasını teşvik etmek amacıyla yürütülmüştür. Çalışma için Türkiye'nin batı bölgesine bir bakış açışı sağlama açısından Büyük Menderes, Küçük Menderes, Kuzey Ege, Susurluk, Meriç-Ergene, Gediz havzaları ve metot validasyonu amacıyla da Batı Akdeniz Havzası seçilmiştir. Bu havzaların seçilme sebebi ağırlıklı olarak, Batı Türkiye bölgesini yansıtan benzer meteorolojik karakteristiklere, karşılaştırılabilir benzer yağış karakteristiklerine, ve doğu bölgelerine kıyasla düşük gradientli akarsulara sahip olmalarından ileri gelmektedir. Metot çalışmasına geçmeden önce insanın, akarsu kollarını nasıl şekillendirdiği ve tahmin edilemez sonuçlara yol açtığı daha genişletilmiş şekilde açıklanmış ve sonrasında kentleşmeyle birlikte hidroelektrik projeleri gibi doğal olmayan yapıların ve insan faktörünün akarsular ve taşkın yatağı bitkileri üzerindeki ekosistem etkilerinden kısaca bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde doğal akarsuların jeomorfik karakterizasyonu ve önemli sınıflandırma parametreleri hakkında bilgi verilmiş ve akabinde kesit şekillerini ampirik ifadelerle anlamamızı sağlayan hidrolik geometri prensibine geçilmiştir. Çevresel akış çeşitleri ve doğa dostu, başarılı akarsu ıslah çalışmaları ve "yeniden doğallaştırma" kavramından bahsedildikten sonra metodolojik kısım anlatılmıştır. Bu çalışmada kullanılan 14 regüle edilmemiş akarsu kolunun 23 regüle edilmemiş akım gözlem istasyonuna ait enkesit ölçümleri ve anahtar eğrisi ve debi süreklilik çizgisi hesapları için gerekli olan günlük ortalama debi verileri Devlet Su İşleri tarafından basılan akım yıllıklarından sağlanmış olup, regüle edilmemiş altı havza akarsularının tam dolu genişlik, derinlik, hız ve eğimlerinin kesit biçimlerici debiyle ilişkisini gösteren ampirik formülleri hidrolik geometri prensibine göre oluşturulmuştur. Google Earth üzerinden regüle edilmemiş akarsu kolları, kol boyunca akımı kontrol eden bent ve barajların elenmesiyle seçildikten sonra bu kollardaki akım gözlem istasyonları belirlenmiştir. Daha sonrasında bu akım gözlem istasyonlarına denk gelen kesitlerin şekilleri bilgisayar ortamında görselleştirilmiş ve tam dolu kesit geometrisi çıkarıldıktan sonra bu geometriye denk gelen tam dolu debiler, yine DSİ'den sağlanan debi ve derinlik ölçümü verilerine dayanarak hesaplanan anahtar eğrilerinden okunmuştur. Ardından enkesit biçimlendirici debiyi seçmek amacıyla "maksimum yıllık ortalama debi" tabanlı ve "debi süreklilik çizgisi" tabanlı iki istatistiksel metot izlenmiştir. Bu iki metodun debilerinin kesit geometrisiyle de ilişkilerine bakıldıktan sonra en iyi korelasyonu sağlayanın, debi süreklilik çizgisinden elde edilen "binde iki"lik debi olduğu görülmüştür ki bu da anlamlı bir taşkın dönüş aralığı olan 1,5 seneye tekabül etmektedir. Daha sonra, şekillendirici en iyi korelasyonu sağlayan debi ve ölçülen kesit geometrisi yardımıyla elde edilen ampirik hidrolik geometri katsayıları ve üslerinin, genişliği ve derinliği bilinmeyen bir başka regüle edilmemiş akarsu havzası kolundaki geçerliliğini kontrol etme amacıyla, kesit şekli bilinmeyen Batı Akdeniz havzasının regüle edilmemiş istasyonlarının enkesit verileri tahmin edilmeye çalışılmış ve tutarlı sonuçlar açığa çıkmıştır. Bu çalışma sonucunda maksimum yıllık ortalama debilerin ve günlük ortalama debilerin, regüle edilmemiş akarsuların kesitlerini biçimlerici özelliğini en iyi karakterize eden debiyi bulmada önemli rol oynadığı görülmüş ve validasyon sonuçları da çalışmada elde edilen ampirik hidrolik geometri katsayı ve üslerinin batı bölgelerindeki regüle edilmemiş diğer akarsu enkesit şekillerini belirlemede kullanılabileceğini göstermiştir. Akarsu havzası yönetiminde peyzaj yapılandırmaları ve taşkın kontrolü çalışmaları kadar akarsu restorasyonu da büyük önem taşımaktadır ve ana yatağın kapasitesi ile akışlar arasındaki ilişkisinin iyice anlaşılabilmesi için regüle edilmemiş kollarındaki enkesitlerin, debiyle olan davranışlarının incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmanın en önemli özelliği, Türkiye'de henüz üzerinde durulmayan, restorasyon konusunda doğayı taklit etme amacımızda en önemli özelliğe sahip olan regüle edilmemiş akarsu havzası kollarına odaklanması ve buradaki akım gözlem istasyonlarına ait enkesit ve şekillerindirici debi verilerini ortaya çıkarmasıdır.