SWAT modeli kullanılarak sulu tarım alanlarında su ve azot bileşenlerinin modellenmesi: Aşağı seyhan Ovası örneği

Modern tarımın gereği olarak tarım alanında gelişmeler devam ederken, artan tarımsal girdilerden kaynaklı çevresel riskler de artmaktadır. Tarımsal üretimi desteklemek ve oluşabilecek riskleri azaltmak amacıyla 1970'li yıllarda başlayan model çalışmaları artmış ve yapay zeka ile hız kazanmıştır. Modeller, kompleks ve geniş havzaları alansal ve zamansal olarak simüle edebilen, havza içerisinde gerçekleşen tepkileri ve bu tepkilerin birbirleri ile olan etkileşimlerini hesaplayarak araştırmacılara nicel sonuçlar ile sunabilen kapsamlı programlardır. Özellikle iklim değişikliği ile mücadele ve noktasal kirliliğin önlenmesi konusunda oluşturulacak karar mekanizmaları için ileride modellerden daha sık yararlanılmaya devam edilecektir. Bu çalışma sahası gibi toprak, arazi kullanımı ve tarımsal uygulamalarda oldukça heterojen yapıya sahip havzalarda noktasal olmayan kirliliğin kaynağı olan azotlu gübrelerin takibi çevresel ve ekonomik açıdan oldukça önemlidir. Modeller heterojen alanlardaki değişimleri izlemek ve tahminlemek için oldukça yararlı ve ekonomik bir araç olma özelliği taşımaktadırlar. Çalışma alanı hidrolojik açıdan sınırları iyi bilinen, giren ve çıkan su miktarının ölçüldüğü, yarı kurak iklim koşullarına sahip ve başat olarak narenciye, buğday ve 1. ürün mısır yetiştiriciliğinin yapıldığı sulu arazilerden oluşan yapay bir havzadır. Çalışma alanında 2006 yılından itibaren geniş çaplı projeler kapsamında bir adet meteoroloji istasyonu bulunmakta olup, havza çıkışında günlük drenaj akımları ve otomatik örnekleyici yardımıyla günlük olarak drenaj suyunda NO3 konsatrasyonları ölçülmüş, yazlık ve kışlık olmak üzere ürün deseni haritaları yersel olarak kontrol edilerek üretilmiş, belirli aralıklarla 3 farklı toprak profilinden toprak örnekleri alınmış ve arazide çiftçiler tarafından uygulanan sulama ve gübreleme faliyetleri hakkında bilgi toplamak için anket çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmada SWAT modeli ArcSWAT ara yüzünde kullanılmış olup, 2008 yılında warm up, 2009-2012 yıllarında kalibrasyon aşaması ve 2013-2014 yıllarında validasyon aşaması tamamlanmıştır. Kalibrasyon aşaması sonrası günlük drenaj akım verimi için istatistik değerleri R2, NSE, PBIAS değerleri sırasıyla 0.75, 0.74 ve -3.2 olarak bulunurken, validasyon için bu değerler 0.17, -0.31 ve -8.3 olarak kaydedilmiştir. Günlük ölçülen drenaj sularındaki NO3 konsantrasyon değerleri önce NO3-N'e sonrasında debi ile günlük kg N olarak N yüküne dönüştürülmüştür. Günlük N yükü için istatistik değerleri R2, NSE, PBIAS değerleri sırasıyla 0.38, -0.59 ve 85 bulunurken, validasyon için bu değerler 0.01, -1.60 ve 77 bulunmuştur. İstatistiksel performans değerleri incelendiğinde modelin drenaj akımlarını tahmin kapasitesinin, N yükü tahmin kapasitesinden yüksek olduğu görülmüştür. Daha uzun süreli ve homojen özelliklerdeki yıllara ait kalibrasyon ve validasyon verileri ile bu performans istatistiklerinin iyileştirilebileceğini ve çalışma alanı gibi oldukça heterojen özelliğe sahip alanlarda başarı ile kullanılabileceği ön görülmektedir