SULAMA YNTEMLER Sulama yntemi suyun topraa verili biimi

SULAMA YÖNTEMLERİ Sulama yöntemi; suyun toprağa veriliş biçimi olup mevcut sulama yöntemleri aşağıdaki şekilde gruplandırılabilir. A. Yüzey sulama yöntemleri; a) Salma sulama b) Göllendirme(tava) c) Uzun tava d) Karık B. Basınçlı sulama yöntemleri; a) Yağmurlama sulama b) Damla sulama C. Sızdırma sulama yöntemleri

A. YÜZEY SULAMA YÖNTEMLERİ; Yüzey sulama yöntemlerinde tarla başı kanalları ya da lateral boru hatlarından su tarla parsellerine alınır ve eğim doğrultusunda yüzeyde yerçekiminin etkisiyle ilerler. Suyun bu ilerlemesi sırasında bir yandan da infiltrasyonla toprak içine girmesi sağlanır ve su bitki kök bölgesine depolanır. Yüzey sulama yöntemlerinde temel ilke tarla parsellerine alınan suyun her tarafta, en azından infiltrasyonla toprak içine girmesi için gerekli olan sürede toprak yüzeyinde su bulundurulmasıdır.

Yüzey sulama yöntemlerinde suyun tarlaya alınması ve dağıtımı genellikle açık kanallar ile yapılmaktadır. Ancak topoğrafik koşullar nedeniyle bazen düşük basınçlı boru sistemleride kullanılabilmektedir. Yüzey sulama yöntemlerinin tasarımı ve işletilmesi için sulanacak olan alanda su alma (infiltrasyon) özelliklerinin belirlenmesi; başka bir deyişle toprağın su alma hızı ve eklemeli su alma eşitliğinin belirlenmesi gerekir.

TOPRAĞIN SU ALMA ÖZELLİKLERİ: Toprağın su alma özelliklerini belirlemek amacıyla, tava ve uzun tava sulama yöntemlerinde çift silindirli infiltrometrelerle, karık sulama yöntemlerinde ise karıklara giren ve çıkan suyun ölçülmesi yoluyla arazide infiltrasyon testleri yapmak ve eklemeli zaman değerlerine karşılık eklemeli su alma (infiltrasyon) miktarının elde edilmesi gerekir. Bu yöntemler yardımıyla elde edilen infiltrasyon hızları; yüzey sulama yöntemlerinde akış uzunluğu ve debinin, yağmurlama sulama yönteminde başlık debisi ve tertip aralığının, damla sulama yönteminde ise damlatıcı debisi ve damlatıcı aralığının belirlenmesinde etkin olarak kullanılır.

Sulama özellikleri açısından topraklar ABD Tarım Teşkilatı Toprak Muhafaza Servisi( USDASCS) tarafından farklı infiltrasyon gruplarına ayrılmıştır. Bu infiltrasyon gruplarına ilişkin eklemeli su alma eşitliği; D=a. Tb + c D: Eklemeli su alma (infiltrasyon miktarı), mm, T: Eklemeli zaman (infiltrasyon süresi), dak, a, b, c : İnfiltrasyon sayılarına ait katsayılardır.

Net İnfiltrasyon Süresi: Her sulamada uygulanacak net sulama suyu miktarının toprağa girmesi için geçen süreye infiltrasyon süresi denir. Bu değer infiltrasyon miktarı (D) yerine uygulanacak net sulama suyu miktarının (dn) yazılması ve eşitliğin düzenlenmesi ile elde edilir.

Örnek; İnfiltrasyon grubu 0, 80 olarak saptanan bir tarla parseline uygulanacak net sulama suyu miktarı 70 mm ise net infiltrasyon süresini hesaplayınız.

1. SALMA SULAMA YÖNTEMI: Yöntemde tarla başı kanalından parsele alınan su arazi yüzeyinde rastgele dağılmaya bırakılır. Bu sırada su toprak yüzeyinde ilerlerken aynı anda infiltrasyonla toprak içerisine girer ve kök bölgesinde depolanır. Teorik olarak suyun toprak yüzeyinde homojen bir tabaka oluşturarak akacağı düşünülse de uygulamada bu sağlanmaz. Suyun akışı oluşturduğu küçük hendeklerden olur ve eş su dağılımı yeknesaklığı düşük olur.

Toprak özellikleri: KSTK değeri yüksek, orta ve ağır bünyeli topraklarda kullanılır. Su alma hızı çok yüksek kumlu topraklar ve su alma hızı çok düşük ağır bünyeli topraklar için önerilmez. Ayrıca toprağın drenaj özelliklerinin de çok iyi olması gereklidir. Topografya: Arazinin tesviye gerektirmeyecek kadar düz olması istenir. Ancak sulama doğrultusundaki eğimin %3’e kadar, dik yöndeki eğimin ise %0 (sıfır) olması öngörülür. Bitki Özellikleri: Topraktaki nem eksikliğine ve fazlalığına duyarlı olmayan, ayrıca kök boğazının ıslanmasından dolayı ortaya çıkan hastalıklara dayanıklı, pazar değeri yüksek olamayan çayır, mera vb. bitkilerin sulanmasında kullanılır.

Su kaynağı: Su kaynağının miktar bakımından kısıt oluşturmadığı, ayrıca sulama işçiliğinin ucuz olduğu koşullar için uygulanabilir. Yöntemin Avantajları: İlk yatırım masrafları çok düşüktür. Yöntemin Dezavantajları: Tarla parseli boyunca eş bir su dağılımının sağlanamaması, su uygulama randımanının düşük olması, tuzluluk ve sodyumluluk sorunlarının ortaya çıkması gibi nedenlerle uygulamada kullanılması önerilmez. Salma sulama yöntemi devamlı akış veya kesikli akış biçiminde uygulanabilir. Devamlı akış söz konusu ise önerilen debi 0, 7 L/s/ha’dır. Bu koşullarda tarla başı kanalları arasındaki mesafe (akış uzunluğu veya parsel boyu) 25 -100 m olabilir. Kesikli akışta ise önerilen debi 1 L/s/m’dir.

2. TAVA SULAMA YÖNTEMİ Yöntemde arazi yüzeyi seddelerle çevrilerek eğimsiz alt parsellere ayrılır. Bu alt parsellere tava adı verilir. Tarla başı kanalı veya lateral boru hattından tavalara alınan suyun olanaklar ölçüsünde kısa sürede tava sonuna ulaşarak göllenmesi istenir. Tavada göllenen su infiltrasyonla toprağa girer ve kök bölgesinde depolanır.

Toprak özellikleri: KSTK değeri yüksek, orta ve ağır bünyeli derin topraklarda kullanılır. Su alma hızı çok yüksek kumlu topraklar ve su alma hızı çok düşük, ayrıca kaymak tabakası bağlama özelliğine sahip killi topraklar için önerilmez. Topografya: Tavaların her iki yönde de eğimsiz olması istenir. Zorunlu koşullarda sulama doğrultusunda bir sulamada uygulanacak net sulama suyu miktarının yarısını (dn/2) geçmeyecek biçimde tava uçları arasındaki yükseklik farkına izin verilebilir. Bu koşulları sağlayacak biçimde her bir tava ince tesviye makineleri ile düzeltilir. Bitki özellikleri: Kök boğazını ıslanmasında kaynaklanan hastalıklara duyarlı olmayan sık ekilen hububat, çayır ve mera bitkileri ile meyve bahçelerinin sulanmasında kullanılır. Meyve bahçelerinde herhangi bir tasarım ilkesine bağlı olmaksızın bir veya birkaç ağaca hizmet eden tabanı eğimsiz tavalar oluşturulur. Su kaynağı: Suyun tava içerisinde kısa sürede göllendirilebilmesi için tava debisinin olanaklar ölçüsünde yüksek olması gerekir. Su kaynağı debisinin 30 L/s’nin altında olduğu koşullarda yöntemin uygulanması oldukça güçtür.

+ Yöntemin avantajları: İlk tesis masrafları oldukça düşüktür. Bunun nedenleri; 1. Yüzey akış söz konusu olamadığından drenaj 2. 3. 4. 5. kanallarına gerek duyulmaz. Yağışlardan maksimum düzeyde yararlanılır. Tuzlu topraklarda yıkama işlemi kolayca yapılabilir. Kalifiye işçiye gerek duyulmaz. Tesviyenin iyi yapıldığı koşullarda tava büyüklükleri 160 da’a kadar olabilmektedir.

+ Yöntemin dezavantajları: 1. Tavalar eğimsiz olacağından özel arazi tesviyesi gerekir. 2. Derine sızmayı engellemek için kontrollü bir sulama gerektirir aksi halde derine sızan su miktarı artar bu ise bir toprakaltı drenaj sistemini dolayısıyla ilave maliyet gerektirir. 3. Tava debisi yüksek olduğundan tava girişinde erozyonu önleyecek özel yapılara ihtiyaç vardır.

TAVA SULAMA SİSTEMLERİNİN TASARIMI: Meyve bahçelerinde kullanılan tava sulama yönteminin özel bir biçimde projelenmesine gerek yoktur. Her bir tavada uygulanacak dn miktarındaki suyun göllendirilmesi yeterli olacaktır.

d = 2250 n 3/8 qu 9/16 Ta 3/16 §Uygulamada tava uzunluğu en çok max. akış uzunluğu kadar olabilir. (L≤Lmax) §Tava eni 40 m’nin altında olmamalıdır. (b≥ 40 m) §Birim tava debisi mutlaka 1 L/S/m’den büyük olmalıdır. (qu≥ 1 L/s/m) §Tava debisi; Q=qu. b ile bulunur. §Su ilerleme süresi (Ti) tavaya verilen suyun tava sonuna ulaşması için geçen süredir. Su ilerleme süresinin net infiltrasyon süresine oranına su ilerleme oranı denir. R = Ti / Tn

Yöntemde su ilerleme oranı ile su uygulama randımanı arasındaki ilişki aşağıdaki çizelgede verildiği gibidir.

Yöntemde su uygulama randımanının en az 80 olması istenir. Aksi durumda derine sızan su miktarı artar. Ti ≤ 0, 58 Tn Yöntemde kullanılacak Manning pürüzlülük katsayıları aşağıdaki çizelgeden alınabilir.

Sistem tasarımında farklı alternatifler üzerinde durulur. Söz konusu alternatiflerden en fazla tava uzunluğunu veren alternatif seçilir. Bunun nedeni; su iletim ve dağıtım sistemi için daha az kanal veya boru hattına ihtiyaç duyulmasıdır. Tava uzunluğunun en fazla olduğu birden fazla alternatif varsa özellikle sulamanın tamamlanacağı gün sayısı en az, sonrada en fazla tava enine sahip alternatif seçilir.

UZUN TAVA SULAMA YÖNTEMI n n Uzun tava sulama yönteminde, tarla parseli hakim eğim doğrultusunda paralel toprak seddeler yapılarak dar ve uzun şeritlere bölünür. Bu arazi şeritlerine uzun tava ya da border adı verilmektedir. Bu yöntemde, tava sulama yönteminin aksine, suyun göllendirilmesi söz konusu değildir. Tava sonu açıktır ve tavadan çıkan su bir yüzey drenaj kanalı ile uzaklaştırılır. Uzun tava boyunca su, toprak yüzeyinde ince bir katman oluşturacak biçimde ilerler. Gerekli sulama suyu miktarı, suyun hem ilerlemesi hem de tavaya su verme işlemi durdurulduktan sonra geri çekilmesi sırasında infiltrasyonla toprağa sızarak bitki kök bölgesinde depolanır.

Toprak Özellikleri: Uzun tava sulama yöntemi ancak, su alma hızı nispeten düşük, kullanılabilir su tutma kapasitesi yüksek topraklarda uygulanabilir. Tava sulama yönteminde olduğu gibi, su alma hızı yüksek hafif bünyeli topraklarla, kaymak tabakası bağlama özelliğindeki ağır bünyeli topraklarda kullanılmaz. Topografya Özellikleri: Sulama doğrultusuna dik yönde, başka bir deyişle, tava eni boyunca arazinin eğimsiz olması gerekir. Sulama doğrultusunda eğimin % 3’ ü aşması istenmez. Bu nedenle, uzun tava sulama yönteminde özel arazi tesviyesi yapılır. Bunun için, tavalar oluşturulduktan sonra, her tava eni boyunca eğimsiz olacak biçimde ince tesviye makineleri ile düzeltilir.

+ Bitki Özellikleri : Uzun tava sulama yöntemi, genellikle kök boğazının ıslatılmasından kaynaklanan hastalıklara duyarlı olmayan sık ekilen ya da dikilen bitkilerle meyve ağaçlarının sulanmasında kullanılmaktadır. Bu tip bitkilerin sulanmasında arazi eğimsizse tava sulama yöntemi, sulama doğrultusunda eğim varsa uzun tava sulama yöntemi tercih edilmektedir. + Su Kaynağı + Tava Sulama yöntemindeki koşulların benzeridir. Koşulların elverdiği durumlarda tava sonları açık olan, dolayısıyla yüzey akış ve su kayıplarının yüksek olduğu uzun tava sulama yöntemi yerine tava sulama yönteminin kullanılması önerilir.

Yöntemin avantajları - İlk tesis masrafı oldukça düşüktür. - Drenaj koşullarının kritik olduğu koşullarda iyi bir yüzey drenajı uygulanabilir. - Sulama doğrultusunda eğimin söz konusu olduğu durumlarda bile uygulanabilir Dezavantajları - Sulamaya dik yönde eğim istenmediğinden yine bir arazi tesviyesi gerektirir. - Yüzey akışı yüksek olduğundan su uygulama randımanı tava sulama yöntemine göre düşüktür. - Yüzey akışı nedeniyle drenaj kanalları gerektirir.

Sistem Tasarımı Tava eni sulama doğrultusundaki eğime ve sulanacak parselin sulama doğrultusuna dik yöndeki uzunluğuna ve tarım makinelerinin iş genişliğine göre belirlenir. Sulama süresi; Ta = Tn - TL

Birim tava debisi sınırları

KARIK SULAMA YÖNTEMİ Karık sulama yönteminde, bitki sıraları arasına karık adı verilen küçük yüzlek kanallar açılır ve bu yüzlek kanallara su verilir. Su karık boyunca ilerlerken bir yandan da infiltrasyonla toprak içerisine sızar ve bitki kök bölgesinde depolanır. Açık karıklarda, karıktan çıkan su bir yüzey drenaj kanalı ile uzaklaştırılır ya da tekrar sulamada kullanılır.

n + Toprak özellikleri Karık sulama yöntemi, kullanılabilir su tutma kapasitesi yüksek orta ve ağır bünyeli topraklarda kullanılır. Kaymak tabakası bağlama özelliğindeki ağır bünyeli topraklar için uygulanabilecek tek yüzey sulama yöntemidir. Yöntem, su alma hızı yüksek hafif bünyeli topraklarda karık boyları kısa olacağından pek tercih edilmez. Karık sulama yöntemini tuzlu topraklarda uygulamamak gerekir. Topoğrafya Özellikleri : Karık sulama yönteminde, sulama doğrultusundaki eğimin genellikle % 1’ den az olması istenir. Ancak, yağış nedeniyle oluşan erozyon tehlikesinin bulunmadığı yerlerde eğim % 3’ e kadar çıkarılabilir. Sulama doğrultusuna dik yönde eğim olabilir. Ancak, karıklara suyun kolaylıkla alınması açısından, tarla başı kanalının eğimi % 0. 2’ den fazla olmamalıdır. Bunun yanında, karık sulama yöntemi eğimi % 15’ e varan yamaç arazilerin sulanmasında da kullanılabilir. Bu koşulda karıklar tesviye eğrilerine paralel açılır. Bunlara ‘tesviye eğrili karık’ adı verilir.

Bitki özellikleri Karık sulama yöntemi, sıraya ekilen ya da dikilen bitkilerle meyve bahçeleri ve bağın sulanmasında kullanılır. Yöntem, bitki kök boğazının ıslatılmasından zarar gören bitkilerin sulanmasına çok uygundur. Bunun nedeni, bitkilerin karıklar arasındaki sırtlarda yetiştirilmesi ve bitki kök boğazının ıslatılmamasıdır. Su Kaynağı Tava ve uzun tava yöntemlerinin aksine daha düşük debilerle sulanabilirler. Tarla başı kanalındaki 10 -15 L/s ‘lik bir debi yöntem için yeterlidir.

+ Karık sulama yönteminde, hafif bünyeli topraklarda, suyun derine hareketi fazla buna karşılık yanal hareketi daha azdır. Ağır bünyeli topraklarda ise bu işlem terstir. Başka bir deyişle, ağır bünyeli topraklarda suyun yanal hareketi fazla, derine doğru hareketi azdır. + Bu nedenle, ağır bünyeli topraklarda karık aralığı daha fazla alınabilir. Suyun yanal hareketinin az olduğu topraklarda karık aralığı geniş alınırsa, karıklar arasında ıslatılmayan alan kalabilir.

Yöntemin Avantajları Ø Ağır bünyeli topraklar için en ideal yüzey sulama yöntemidir. Ø Bitkinin su teması söz konusu olmadığından, bu biçimde ortaya çıkabilecek hastalıklar açısından en güvenilir yüzey sulama yöntemidir. Ø Sulama doğrultusuna dik yönde yüksek eğim koşullarında bile uygulanabilir. Ø Karıklar listerlerle (karık açma pulluklarıyla) açılabileceğinden ve bir yüzey sulama yöntemi olduğundan ilk yatırım masrafları düşüktür.

Yöntemin Dezavantajları Ø Yüzey akış söz konusu olduğundan yüzey drenaj sistemi gerektirir. Ø Tarla başı kanalının yanında dağıtım kanallarının da açılması gerekeceğinde ek bir masraf doğurur. Ø Sulamadan dönen suların tekrar kullanılmaması halinde su uygulama randımanı düşük olur. Ø Özellikle tuzlu toprak ve su koşullarında karık sırtlarında biriken tuz bitki gelişmesi için sorun yaratabilir. Bu koşullarda kış yağışları yetersiz ise toprağa yıkama uygulamak gerekir.

Karık Tipleri Uygulamada karık sulama yöntemi 3 biçimde gerçekleştirilebilir; 1. Sabit debili açık karıklar: Sulama doğrultusunda eğim söz konusudur ve karık sonları açıktır. Sulama süresi boyunca karıklara sabit debi uygulanır. Dolayısıyla karıklardan çıkan yüzey akış miktarı çok yüksektir. Bu nedenle sulamadan dönen suların tekrar sulamada kullanılması gerekir. Ancak bu koşulda uygulanabilecek bir alternatiftir. Aksi halde su uygulama randımanı çok düşük olur. 2. Değişken debili açık karıklar: Farkı, su karık sonuna ulaştıktan sonra sulama süresinin arta kalan diliminde karık debisi yarıya düşürülür. Böylece yüzey akış miktarı azaltılarak su uygulama randımanı arttırılır. Sulamadan dönen suların tekrar kullanılma olanağı yok ise uygulamada değişken debili karıklar kullanılır. 3. Kapalı karıklar: Sulama doğrultusunda eğim yok ise ya da karık uçları arasındaki kot farkı, bir sulamada uygulanacak net sulama suyu miktarını aşmıyor ise, bu koşullarda karık sonları kapatılarak kapalı karıklar oluşturulur. Bu uygulama biçiminde yüzey akış söz konusu olmadığından yüzey drenaj kanallarına ihtiyaç yoktur. Dolayısıyla su uygulama randımanı çok yüksektir.

Karık Sulama Sistemlerinin Tasarımı: a) Açık karıklar: Sabit debili açık karıklarda net infiltrasyon süresi: Değişken debili açık karıklarda net infiltrasyon süresi:

Su ilerleme süresi: Sulama süresi: Ortalama infiltrasyon süresi: Sabit debili açık karıklar için ortalama infiltrasyon miktarı:

Değişken debili açık karıklar için ortalama infiltrasyon miktarı: Sabit debili açık karıklar için uygulanacak toplam sulama suyu miktarı: Değişken debili açık karıklar için uygulanacak toplam sulama suyu miktarı:

Yüzey akış miktarı: Derine sızma miktarı: Su uygulama randımanı:

Ø Sistem tasarımında tarla bitkileri ve sebzeler için karık aralığı bitki sıra aralığına göre seçilir. Bitki sıra aralığı 50 cm ve daha fazla ise her bitki sırası için bir karık açılır ve karık aralığı bitki sıra aralığına eşit olur. Ø Bitki sıra aralığı 50 cm’den küçük ise birden fazla(genellikle 2) bitki sırası için bir karık açılır. Bu koşulda karık aralığı bir karığın hizmet ettiği sıra sayısının sıra aralığı ile çarpımından bulunur.

Ø Bu koşullarda her bitki sırası içinde bir karık açılabilir. Ancak bunlar çizi adı verilen çok küçük karıklardır. Planlamaları aynen karık biçiminde yapılır ancak pürüzlülük katsayısı n=0, 010 alınır. Ø Ağır bünyeli topraklarda karık aralığı max. 150 cm, orta bünyeli topraklarda ise max. 100 cm olabilir. Ø Karık sulama yönteminde eş bir su dağılımı olması için suyun karık sonuna net infiltrasyon süresinin %25’i kadar sürede ulaşması istenir. Ti≤ 0, 25. Tn

Ø Karık debisi erozyon yaratmayacak biçimde seçilmeli ve olabildiğince yüksek olmalıdır. Bu debi karık infiltrasyon ölçmeleri sırasında belirlenir. Ø Yöntemin meyve bahçelerine uygulanmasında genç fidanlar için her sıraya bir karık yeterli olurken, yetişkin ağaçlarda özellikle sıra araları geniş ise bir sıraya iki veya dört karık açılabilir.

b) Kapalı karıklar: Karık sistemlerinin tasarımında kapalı karık sistemi için kullanılan eşitlikler aşağıda verilmiştir. Islak çevre: Ø Kapalı karıklarda eğim söz konusu olmamasına rağmen bu eşitlikteki Sa değeri karık boyunca suyun hareketini sağlayan hidrolik eğimi ifade etmektedir. Kapalı karıklarda ortalama hidrolik eğim:

Ortalama infiltrasyon süresi: Sulama süresi: Derine sızma miktarı:

Ø Diğer eşitlikler açık karık projeleme eşitlikleriyle aynıdır. Ø Kapalı karıklarda tava sulama yöntemine benzer şekilde göllendirme söz konusu olduğundan su uygulama randımanının en az %80 olması gerekir. Suyun karık sonuna net infiltrasyon süresinin en çok % 60’ı kadar sürede ulaşması istenir. Başka bir deyişle kapalı karıklarda: Ti≤ 0, 60. Tn