SEYHAN HAVZASI SEKTÖREL SU TAHSİSİ PLANI HAZIRLANMASI PROJESİ Prof. Dr. Melike GÜREL Doç. Dr. Alpaslan EKDAL Araş. Gör. Gökhan CÜCELOĞLU Seyhan Havzası’nda.

... konulu sunumlar: "SEYHAN HAVZASI SEKTÖREL SU TAHSİSİ PLANI HAZIRLANMASI PROJESİ Prof. Dr. Melike GÜREL Doç. Dr. Alpaslan EKDAL Araş. Gör. Gökhan CÜCELOĞLU Seyhan Havzası’nda."— Sunum transkripti:

1 SEYHAN HAVZASI SEKTÖREL SU TAHSİSİ PLANI HAZIRLANMASI PROJESİ Prof. Dr. Melike GÜREL Doç. Dr. Alpaslan EKDAL Araş. Gör. Gökhan CÜCELOĞLU Seyhan Havzası’nda Çevresel Akışın Belirlenmesi 12 Nisan 2016, Ankara

2 Su kaynaklarının gelişimi ve havzadaki arazi kullanımlarının değişimi nedeniyle akarsularda doğal akımlarında insan eliyle değişim Su için sektörlerarası rekabet Bir tarafta akarsu havzası gelişimini diğer tarafta da akarsu ekolojisinin (doğal proseslerin ve ekosistem servislerin ) sürdürülebilirliğini sağlamak Su miktarı kadar süresi ve zamanlaması da ekolojik fonksiyonlar açısından önemli Brisbane Deklarasyonu, (2007)’de yer alan çevresel akış tanımı: “Çevresel akış tatlısu ve haliç ekosistemlerinin ve bu ekosistemlere bağlı olan insanların geçim ve refahını sürdürebilmek için gerekli olan su akımının miktar, zamanlama ve kalitesini tanımlar” Çevresel Akış

3 Kaynak Varlığı ve Çevresel Akış Tahmini Kaynakların varlığı: yani yerel ve/veya ulusal düzeyde bilimsel uzmanlık seviyesi, verilerin erişilebilirliği, mali kaynaklar ve süre (WWF-Türkiye, 2014)

4 44 ülkede 207 çevresel akış metodu (Tharme, 2003) Çok sayıda çevresel akış metodolojisi geliştirilmiştir. – Zaman – Veri – finansal ve teknik kaynak mecudiyetine – probleme bağlı olarak farklı metodlar uygulanabilir. Göreceli olarak çabuk, basit ve ucuz yaklaşımlardan kapsamlı ekolojik değerlendirme gerektiren metodlara kadar geniş bir aralıkta metodlar bulunmaktadır. Çevresel akışı hesaplamak için birçok teknik geliştirilmiş olmakla birlikte gelişmekte olan ülkeler için bu metodlar yenidir (Shaeri Karimi ve diğ., 2012) ve nadiren uygulanmıştır (Reitberger ve McCartney, 2011).

5 Çevresel Akış Yöntemleri 4 ana grup altında toplanabilir Hidrolojik modeller Hidrolik modeller Habitat modelleri Bütüncül (holistik) modeller AvantajlarDezavantajlar Hidrolojik  Hızlı  Düşük para ve insan kaynağı  Parametrelerin yeniden kalibrasyonu gerekli  Düşük çözünürlük Hidrolik  Hızlı, basit, esnek  Orta derecede kaynak ihtiyacı  Sadece hidrolojik veriye dayalı  Hedeflenen biotaya odaklanılması Habitat  Esnek  Veri işleme becerisi  Yüksek kaynak ihtiyacı  Hedeflenen biotaya odaklanılması Holistik  Disiplinlerarası  Esnek, gürbüz, pragmatik  Çok yüksek kaynak ihtiyacı  Parametrelerin yeniden kalibrasyonu gerekli Çevresel Akış metodlarının avantaj ve dezavantajları (Reitberger ve McCartney, 2011)

6 Kademeli yaklaşımlar yapılabilmesi de mümkündür (King ve diğ., 1999; Tharme, 2003). Hidrolojik yöntemler diğer yöntemlere de esas teşkil etmektedir. Masaüstü hidrolojik metodlar ile yapılacak hesapların sonuçları bir temel oluşturması ve tartışmaya fırsat yaratması açısından önemlidir ve planlamanın erken evrelerinde katkıda bulunabilir. Bunları daha sonra detaylı çalışmalar ile teyit edilmesi gerekir (Reitberger ve McCartney, 2011). Hidrolojik metodlarda akım gözlemlerinin kullanılması “ölçülen akımların sucul ortamları kabul edilebilir seviyede desteklediği” kabulüne dayanmaktadır. Hidroloji esaslı metodlar özellikle ekolojik verinin az olduğu durumlarda en yaygın kullanılan metodlardır (Tharme, 2003).

7 Çevresel Akışı etkileyen faktörlerden bazıları: Akım değişkenliği (Yere ve zamana göre değişen akımlar) Minimum akım koşulları: Su kalitesi ve insan faaliyetleri açısından önemli Ortalama akım koşulları: Balık göçleri ve organik maddenin döngüsü açısından önemli Taşkınlar: Sucul organizma popülasyonlarını ve konumsal dağılımlarını etkilediklerinden ekolojik açıdan önemli Akarsu enkesitleri: Kanal genişliği ve derinliğindeki değişimler Balıkların çeşitli yaşam evreleri ve çeşitli aktiviteleri (yumurtlama, beslenme) için çeşitli su hızı ve derinlik ihtiyaçları var Taban Malzemesi: Taban malzemesinin cinsi ve partikül büyüklüğü balıkların yumurtlama alanlarını seçme kriterlerinden biri Sıcaklık, çözünmüş oksijen, pH, bulanıklık v.s (barajların etkisi)

8  Hidrolojiye dayalı yöntemler seçilirse doğal akımlar gereklidir.  Hidrolik yöntemler eklenecekse en kesitler ve taban malzemesi bilgileri de gereklidir. o Akarsuda çok sayıda enkesit ölçümü ve boykesit  Ekolojik yöntemler kullanılacaksa hidroloji ve hidrolik yöntemlerin ihtiyaçlarına ek olarak canlı türleri ve habitat ihtiyaçları da gereklidir. oBalık (bolluk, kompozisyon, yaş dağılımı, hassas tür varlığı) oGöç eden balık var mı? Göç edebilecekleri minimum derinlik nedir? oCanlılar ve ekolojik fonksiyonları oHabitat uygunluk kriteri Yöntemlerin bazıları uzun süreli yoğun veriye ihtiyaç duymaktadır. o Eksik veri  sonuçların doğruluğu ve güvenilirliği büyük ölçüde azalacaktır. Veri ihtiyacı

9 Türkiye’de Türkiye’de çevresel ihtiyaç debisi ile ilgili olarak “Elektrik Piyasasında Üretim Faaliyetinde Bulunmak Üzere Su Kullanım Hakkı Anlaşması İmzalanmasına İlişkin Usul ve Esaslar Hakkında Yönetmelik” 2003 → 2009 DSİ “Ancak, doğal hayatın devamı için mansaba bırakılacak su miktarı projeye esas alınan son on yıllık ortalama akımın en az %10’u olacaktır. ÇED sürecinde ekolojik ihtiyaçlar göz önüne alındığında bu miktarın yeterli olmayacağının belirlenmesi durumunda miktar artırılabilecektir. Belirlenen bu miktara mansaptaki diğer teessüs etmiş su hakları ayrıca ilave edilecek ve kesin proje çalışmaları belirlenen toplam bu miktar dikkate alınarak yapılacaktır. Nehirde son on yıllık ortalama akımın %10’undan daha az akım olması halinde suyun tamamı doğal hayatın devamı için mansaba bırakılacaktır.”

10 Tennant Yöntemi Yaygın olarak kullanılan bir yöntem 1976 yılında Donald Tennant tarafından geliştirmiş Balık habitat kalitesini belirlemek için ortalama yıllık akışın bir yüzdesini kullanıyor ABD’de Montana, Nebraska ve Wyoming eyaletlerinde 1964 ve 1974 yılları arasında 11 akarsu ve 58 enkesitte yapılan çalışmalar Kısa vadede balıkların hayatta kalabilmesi için minimum ortalama yıllık akışın %10’una iyi hayatta kalma koşullarını sürdürebilmek için ortalama yıllık akışın %30’una olağanüstü/mükemmel bir habitat için ise ortalama yıllık akışın %60’ına ihtiyaç olduğunu belirtilmiş. Taşkın debileri (Flushing flows) yıllık ortalama akımın %200’üdür ve periyodik olarak bu akımın, tabandaki silt, sediment diğer malzemeyi yıkaması için geçmesi gerekmektedir

11 Tennant Yöntemi Akımın Tanımlanması Tavsiye Edilen Taban Akımı Rejimi Ekim–Mart (%) Nisan–Eylül (%) Taşkın veya maksimum200 Optimum aralık60–100 Olağanüstü4060 Mükemmel3050 İyi2040 Zayıf veya bozulmuş (degrading)1030 Kötü veya minimum10 Önemli ölçüde bozulma (Severe degradation)0–10 Not: Bütün akımlar ortalama akımın yüzdesi olarak tanımlanmıştır.

12 Tennant Yöntemi’nin avantaj ve dezavantajları Sadece tarihsel akış verilerine dayanarak uygulanabilir olması avantaj Tennant’ın çalışmalarını yaptığı akarsulardaki morfolojinin çalışılan alana benzer olduğu kabulü Yöneticiler pahalı arazi verisi toplanması ve işlenmesi prosesleri olmaksızın çevresel akışı belirleyebilir Yüzde 10 çevresel akış tahsisleri için en düşük ve son derece istenmeyen bir eşik Ekosistemde kabul edilebilir koşulları sağlamak için en azından toplam yıllık ortalama akımın yüzde 30’unun nehirde muhafaza edilmesi gerektiğini belirtiliyor

13 Tennant Yöntemi Martin (2014) %10’luk akımın geçmesi durumunda sistemde olan değişiklikleri şöyle özetlemiştir: – Derinlikler ve hızlar önemli ölçüde azalmaktadır. – Taban açığa çıkmaktadır. – Çakıl alanların suyu çekilmektedir. – Nehir kenarındaki örtü yok olmaktadır. – Balıklar havuzlarda yoğunlaşmaktadır. – Sığlıklar (riffles) nispeten büyük balıkların geçebilmesi için çok sığ kalmaktadır.

14 Tennant Yöntemi Yıllık ortalama akımın bir yüzdesinin alınması sebebiyle yıl içindeki değişimler göz önüne alınmamaktadır. Yıllık ortalama akımın doğal koşulları doğru temsil edecek şekilde belirlenmesi önemlidir. Yıllık ortalama akımın yüzdesinin seçimi rastgeledir. Bu değer temsil edici olmaza seçilen yüzdesi de istenen sonucu sağlamayacaktır. Bu yöntem, ortalama yıllık hidrografı esas aldığından, kanalların devamlılığına ve ekosistemin farklı parçalarına destek olan “ay içerisindeki değişimleri” içermez.

15 Global Environmental Flow Calculator (GEFC) Çevresel Akış Hesabı için International Water Management Institute (IWMI) ve New Hampshire Üniversitesi Su Sistemleri Analiz Grubu’nun (Water Systems Analysis Group of the University of New Hampshire, UNH) ortaklaşa yaptıkları bir projenin ürünü Masaüstü Hızlı Çevresel Akış hesabı yapan bir yazılım, visual basic’te kodlanmış ‘Seyhan Havzası Sektörel Su Tahsisi Planının Hazırlanması’ Proje’sinde su tahsisi modeli olarak kullanılacak olan WEAP Modeli’nin içerisine entegre Akım değişkenliği göz önüne alıyor Doğal akımlar kullanılıyor FDC: Debi süreklilik eğrisi FDCShift fonksiyonu akım rejimi değiştirilmiş bir akarsu için tavsiye edilebilecek çevresel akışının tahmininde kullanılmakta

16 Global Environmental Flow Calculator (GEFC) Doğal akımın (regüle edilmemiş) debi süreklilik eğrisi, sabit bir persentil değeri kadar azaltılır (kaydırılır). Debi süreklilik eğrisinin kaydırılması ile her bir adımda bir miktar kayıp olsa da genel olarak akımın değişkenliği korunmaktadır. Debi süreklilik eğrisi, akım değerlerini (persentilleri) ve olası bütün oluşma olasılık aralığını içerir. Yöntemde 17 adet sabit persentil değeri vardır: 0.01, 0.1, 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 99, 99.9 ve 99.99.

17 Global Environmental Flow Calculator (GEFC) Daha sonra parçalarına ayrılarak çevresel akış için zaman serisi elde edilir. Bu zaman serileri akarsuyu istenen ekolojik şartlarda tutmak için (çevresel yönetim sınıfı) gerekli olan çevresel akışı ihtiyaç debisini temsil etmektedir. Çevresel akış ekosistemin sürdürülmesi veya daha iyi duruma (ki bu duruma “arzu edilen gelecek durum”, “Ekolojik Yönetim Kategorisi”, “Çevre Koruma Seviyesi”, “Çevresel Yönetim Sınıfı (Environmental Management Class, EMC)” gibi adlar verilmektedir) getirilebilmesini amaçlamaktadır. Çevresel Yönetim Sınıfı  Ekosistemin sürdürülebilirliği için tahsis edilen su 

18 Global Environmental Flow Calculator (GEFC) İdeal şartlarda çevresel yönetim sınıflarının akım ve ekolojik durum arasındaki ampirik ilişkilere dayandırılması ve eşik değerlerin tanımlanması gerekir. Ancak bu eşik değerlerin belirlenebilmesi için genellikle yeterli bulgu yoktur. Bu sebeple bu sınıflar yönetim kavramı içinde değerlendirilmekte ve yeterli bilgi olmadığı durumlarda da karar verilebilmesi açısından kullanılmaktadır. Bir nehrin “Çevresel Yönetim Sınıfı” bir puanlama sistemi aracılığıyla uzman görüşü ile belirlenebilir ya da “Çevresel Yönetim Sınıfı” bir varsayılan senaryo olarak kullanılabilir. Her bir “Çevresel Yönetim Sınıfı” bir çevresel akış senaryosudur.

19 Çevresel Yönetim Sınıfı Persentil değerinin kaç adım kaydırılacağı Açıklama Yönetim Bakış açısı A: Doğal Akım1Nehirde ve nehir kıyısındaki habitatta çok az değişikliklerNehirler ve havzaları korunmuş. Korunan alanlar ve ulusal parklar. Başka projelere (baraj, suyun yönünün değiştirilmesi vb.) izin verilmez B: Az Değiştirilmiş2Su kaynaklarının geliştirilmesine ve/veya havzasında değişiklikler olmasına rağmen büyük ölçüde bozulmamış biyoçeşitlilik ve habitalar Su temini veya sulama yapılıyor ya da izin veriliyor C: Orta derecede değiştirilmiş 3Habitatlar ve biota dinamikleri etkilenmiş ancak temel ekosistem fonksiyonları hala bozulmamış. Bazı hassas türler kaybolmuş ya da azalmış. Yabancı türler mevcut. Sosyo-ekonomik gelişimin gereği olarak çoklu etkiler (disturbances) örneğin, barajlar, suyun yönünün değiştirilmesi, habitat modifikasyonu ve su kalitesinin kötüleşmesi D: Büyük ölçüde değiştirilmiş 4Doğal habitatta, biotada ve temel ekosistem fonksiyonlarında büyük değişiklikler oluşmuş. Beklenenden az tür bolluğu. Toleransı az türlerin mevcudiyetinde azalma. Yabancı türler hakim. Barajlar, suyun yönünün değiştirilmesi, transferler, habitat modifikasyonu ve su kalitesinin bozulması gibi havza ve su kaynaklarının geliştirilmesi ile ilgili önemli ve açıkça görülebilir etkiler E: Önemli ölçüde değiştirilmiş 5Habitat çeşitliliği ve mevcudiyeti azalmış. Tür bolluğunun beklenenden önemli ölçüde az olması. Sadece toleranslı türler kalmış. Yerli türler artık çoğalamıyor. Yabancı türler ekosistemi istila etmiş. Yüksek nüfus yoğunluğu ve su kaynaklarının aşırı tüketimi F: Kritik (en üst) seviyede değiştirilmiş 6Değişiklikler kritik bir seviyenin üzerine çıkmış. Ekosistem tamamiyle değişmiş ve doağl habitat ve biota neredeyse tamamen kaybolmuş. En kötü durumda temel ekosistem fonksiyonları tahrip olmuş ve değişiklikler geri döndürülemez durumda. Bu durum yönetim açısından kabul edilemez. Daha iyi bir yönetim sınıfına çıkabilmek için akım rejimi ve nehir habitatı v.s. açısından yönetim müdahaleleri gereklidir (hala mümkün/fizible ise). Çevresel Yönetim Sınıfları (EMC) ve bu sınıflara karşı gelen debi süreklilik eğrisinin kaydırılması için varsayılan limitler (Smakhtin ve Anputhas, 2006)

20

21

22

23 Seyhan Havzası’nda yapılan çalışmalar Çevresel ihtiyaç debisi hesabında  akım ana değişken Havza içerisinde seçilen akarsu gözlem istasyonlarında akım verileri incelenmiştir. Akım gözlem istasyonları seçilirken: uzun yıllar verisinin olması (minimum 15 yıl) ana alt havza çıkışını temsil edici olması (Zamantı, Göksu ve Aşağı Seyhan Alt Havzaları) bazı kollarda ise üzerinde bulunduğu akarsuyun doğal yapısının mümkün mertebe bozulmamış olması gibi hususlar göz önünde bulundurulmuştur. Analizlerde gözlem istasyonunun doğal akımlarını değerlendirebilmek için membasında baraj işletmesinin başlamamış olmasına dikkat edilmiştir.

24 Seçilen AGİ’lerin konumları ve alt havzalar

25

26

27 Zamantı Alt Havzası Zamantı - E18A022 istasyonu Zamantı - E18A006 istasyonu

28 Göksu Alt Havzası Göksu - E18A005 istasyonu

29 Aşağı Seyhan Alt Havzası A. Seyhan - E18A028 istasyonu A. Seyhan - E18A025 istasyonu A. Seyhan - E18A023 istasyonu A. Seyhan - E18A021 istasyonu A. Seyhan - E18A020 istasyonu

30 Kurak Dönem için aylık çevresel akış Kurak dönemlerde çevresel akış miktarının durumu ile ilgili olarak iki yaklaşımla değerlendirme yapılmıştır: 1.Yaklaşım Her bir alt havzada seçilen meteoroloji gözlem istasyonlarında SPI Kuraklık İndeksi değerleri dikkate alınarak değerlendirme yapılmış ve -Zamantı Alt Havzası’nda (Tomarza MGİ): 1994 yılı -Göksu Alt Havzası’nda (Sarız MGİ): 2012 yılı -Aşağı Seyhan Alt Havzası’nda (Adana Merkez ve Karaisalı MGİ): 1973, 2007 ve 2008 yılları kurak dönem olarak belirtilmiştir. Çevresel Akış hesabı için kullanılan GEFC modelinin en az 10 yıllık akım verisi ile çalıştırılması gerekmektedir. Bu durumda yukarıda belirtilen kurak dönemleri içine alacak, mümkün olduğunca kurak geçmiş (SPI Kuraklık İndeksi değerleri düşük) ve akım verilerinin mevcut olduğu dönemleri kapsayan 10 yıllık dönemler seçilmiştir.

31 Kurak Dönem için aylık çevresel akış 2. Yaklaşım WEAP modeli içerisinde yer alan GEFC modeli günlük debi değerlerini kullanarak aylık debi değerlerini hesaplamaktadır. Bu aylık debi değerleri ile de çevresel akış hesaplamaları yapılmaktadır. Aylık değerler hesaplanırken maksimum, ortalama veya minimum debi değerleri üzerinden hesap yapılabilmektedir. Çevresel akış hesaplamaları ortalama debiler kullanılarak yapılmıştır. Kurak dönemler için değerlendirme yapılması amacıyla ayrıca bu dönemlerde gözlenen minimum debi değerleri de kullanılarak çevresel akış hesabı yapılmıştır. Bu yöntemde aynı ay için uzun dönemde gözlenen en düşük aylık akımlar kullanılarak o aya ait çevresel akış hesabı yapılmaktadır. Ancak bu duruma gerçekte rastlanılması çok zordur, gerçek durum tam olarak temsil edilmemekte ve gerçekte olduğundan daha düşük değerleri verdiği düşünülmektedir.

32 Kurak Dönem - Zamantı Alt Havzası

33 Kurak Dönem - Göksu Alt Havzası

34 Kurak Dönem - Aşağı Seyhan Alt Havzası

35 Aşağı Seyhan Alt Havzası

36 Değerlendirme Çevresel akış hesap yöntemi olarak bu çalışma kapsamında GEFC (Global Environmental Flow Calculator) seçilmiş olup bu yöntem hidrolojik çevresel akış hesaplama yöntemleri arasında yer almaktadır. Modelin en önemli avantajlarından biri 6 adet Çevresel Yönetim Sınıfı için aylık olarak çevresel akış miktarlarının hesaplanabilmesidir. GEFC Modeli ile çevresel akış hesabı yapabilmek için uzun süreli ve mümkünse kesintisiz doğal akım değerlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Yapılan analizler ve havzanın mevcut durumu göz önünde bulundurulduğunda C ve daha üstü çevresel yönetim sınıfı için belirlenen değerlerin çevresel akış miktarları olarak bırakılması önerilmektedir.

37 Değerlendirme Kurak dönemlerde çevresel akış miktarının durumu ile ilgili olarak iki yaklaşımla değerlendirme yapılmış olup sonuçlar, uzun dönem verilerinin tamamı kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Kurak dönem analizi yapılabilen tüm istasyonlarda, kurak dönemler için elde edilen çevresel yönetim sınıfı akış değerlerinin uzun dönem verileri ile elde edilen çevresel yönetim sınıfının bir alt sınıfına karşı geldiği gözlenmiştir. Bu da beklendiği şekilde kurak dönemlerde akışın azalması ile ekosisteme olan etkilerin artacağı sonucunu vurgulamaktadır. Kurak periyotlar için ayrıca çevresel akış analizi yapmak yerine uzun dönem verilerine karşı gelen seçilmiş Çevresel Yönetim Sınıfının kurak periyotlar için bir alt Çevresel Yönetim Sınıfına düşürülmesi (örneğin uzun dönemde çevresel yönetim sınıfı A olarak belirlenmiş ise, kurak periyot için bu sınıfın B olması) uygun görünmektedir.

38 TEŞEKKÜRLER gurelme@itu.edu.tr