Yüzey sulama yöntemlerinin tümünde, sulama suyunun toprak yüzeyinde ilerlemesi söz konusudur.

Yüzeyi düzensiz olan tarım alanları sulandığında, alçak noktalara gereğinden daha fazla, yüksek noktalara ise daha az su uygulanır. Hatta, yüksek noktalara su verilememesi söz konusu olabilir. Her iki koşulda da bitki smesi genellikle olumsuz yönde etkilenir ve verim azalması ne :ana gelir.

Yüzey sulama yöntemlerinin uygulanacağı tarım arazisinin sulamaya hazırlanması, sırasıyla şu üç aşamada gerçekleştirilir.

1) Erozyona neden olmayacak maksimum akış uzunluğu göz önüne alınarak arazi uygun boyutlu tarla parsellerine ayrılır.

2) Sulama suyunun tarla parsellerine iletilmesi ve dağıtılması amacıyla tarla sulama sistemleri (tarla içi su dağıtım sistemleri) , bunun yanında, fazla suyun araziden uzaklaştırılması için tarla içi drenaj sistemleri planlanır ve kurulur.

3) Tarla parseli içerisinde kabul edilebilir düzeyde es bir su dağılımı sağlamak için, her tarla parselinde ayrı olarak, arazi yüzeyi uygulanacak sulama yöntemlerinin gerektirdiği eğim derecelerinde düzeltilir (arazi tesviyesi).

Basınçlı sulama yöntemlerinin uygulanacağı arazide, tarla içi drenaj sistemlerine ve arazi tesviyesine gerek yoktur. Parselasyon, lateral boru hatlarının uzunluklarına göre yapılır. Tarla içi su dağıtım sistemleri ise kendine özgüdür.

Bu bölümde yalnızca yüzey sulama yöntemleri için arazinin sulamaya hazırlanması üzerinde durulacak, basınçlı sulama yöntemlerinin arsızı hazırlığına bu yöntemlere ilişkin bölümlerde değinilecektir.

KAYNAK ARAŞTIRMASI

Belirli bir tarım alanına sulama hizmeti götürülürken uygun sulama yönteminin seçilmesi, arazinin sulamaya hazırlanması" sulama ve drenaj sistemlerinin planlanması, sistem unsurlarını boyutlandırılması ve işletilmesi için ilk aşamada bazı bilgileri derlenmesine ihtiyaç vardır. Bu bilgiler aşağıda açıklanmıştır.

Planlama Haritası

Sulanacak arazinin topoğrafik haritası elde edilir. Harita ölçeğinin, genel bir sınırlama ile 300 ha a kadar ol^l alanlar için 1/2000, daha geniş alanlar için 1/5000 olmalı önerilmektedir. Tesviye eğrilerinin, ortalama eğimi. % 1 e kadar olan alanlarda 0.50 m, % l den yüksek olan alanlarda 1.00 aralıklarla geçirilmesi yeterlidir. Topoğrafik haritada,

1) Sabit noktalar (röperler) ,

2) Su kaynağının yeri ve yüksekliği,

3) Mevcut tarla parsellerinin sınırları,

4) Mevcut sulama ve drenaj kanalları,

5) Drenaj sistemi çıkış ağzının yeri ve yüksekliği,

6) Tarla içi yollar,

7) Bina vb. sabit yapılar,

8) Tarım dışı alanlar ve

9) Planlamaya etkili olabilecek diğer unsurlar bulunmalıdır. Bu amaçla, varsa değinilen özellikleri yansıt mevcut topoğrafik haritalardan yararlanılır Aksi durumda, daya

yada bağımsız poligon ağı döşeyerek ve gerekli arazi ölçmede yapılarak istenilen özellikte bir topoğrafik harita hazırlanmalıdır.

Ayrıca, yapılacak bir anket ile her tarla parselin büyüklüğü, işletmecisinin adı ve kullanılma biçimi, başka bir deyişle, alandaki mülkiyet durumu ve tarımsal yapı saptanmalıdır Bu amaçla, varsa kadastro haritalarından yararlanılabilir. Ancak özellikle mülkiyet durumu zaman boyutunda değişebileceğinde^H üzerinden uzun zaman geçmiş anket çalışmaları yenilenmelidir.

Sulama sistemi söz konusu harita üzerinde planlanır. Proje unsurlarının boyutlandırılmasında ve araziye geçirilmesinde kullanılan bazı değerler harita üzerinden ölçülerek sağlandığından ve bu haritalardan ayrı zamanda işletme aşamasındaki yararlanıldığından, topoğrafik haritanın doğru ve yeterli ayrıntıda olması son derece önemlidir.

Toprak Bilgileri

Alanın toprak özelliklerini saptamak amacıyla, 150 cm derinliğe kadar toprak profilleri açılır ve her 30 cm toprak katmanından bozulmuş ve bozulmamış toprak örnekleri alınır, .laboratuar analizleri ile, bozulmuş toprak örneklerinden bünye sınıfı, toprak tuzluluğu ve solma noktası, bozulmamış toprak örneklerinden ise, tarla kapasitesi, hacim ağırlığı ve geçirgenlik saptanır. Genel olarak, her 16 ha alan için bir toprak profili açılır. Ancak, toprak özelliklerinin değiştiği koşullarda, profillerin daha sık açılması gerekebilir.

Bunun yanında, her profilin yakınında infiltrasyon testleri yapılarak, eklemeli su alma eşitlikleri ve infiltrasyon hızları saptanır.

Bitki Özellikleri

Alanda mevcut ve sulamaya açıldıktan sonra öngörülen bitki deseni saptanır. Özellikle, sulamaya açılacak alanda projeli koşuldaki olası bitki deseni, yörede diğer sulu tarım alanlarındaki bitki desenleri incelenerek belirlenmelidir. Her bir bitkiye ilişkin ekiliş sırası, büyüme mevsimi, etkili kök derinliği, sulamaya başlanacak toprak nemi düzeyi, bitki su tüketimi, tarımsal işlemler, birim alan verimleri ve birim alandan proje öncesi ve sonrasında sağlanacak faydalar gibi bilgiler derlenir.

Su Kaynağı Özellikleri

Yararlanılacak su kaynağı yada kaynaklarının cinsi, konumqu, uygun su alma yeri, suyun alınmasında pompa birimi gerekliliği, enerji cinsi, pompa statik emme yüksekliği, kuyu ise dinamik yüksekliği, su kaynağının minimum, maksimum ve ortalama de; l eri, su tersiyer kanaldan alınacakla tersiyer kanala su verilen günler ve süresi, proje alanı sulama suyu ihtiyacına göre su kaynağı debisinin yeterli olup olmadığı, sulama suyu kalitesi vb. bilgiler derlenir.

İklim Özellikleri

Yükseklik, enlem ve boylam dereceleri, yağış, sıcaklık, bağıl nem, rüzgar hızı, yönü ve esme süresi, güneşlenme süresi, ilk ve son don tarihleri vb. iklim bilgileri derlenir.

Diğer Bilgiler

Planlama, projeleme ve işletmeye etkili olabilecek diğer bilgiler derlenir.

Alan için ayrıntılı sulu arazi tasnif raporu mevcutsa, değinilen bilgilerin tamamı yada bir kısmı bu rapordan alınabilir, l

TARLA PARSELLERİNİN DÜZENLENMESİ

Yüzey sulama yöntemlerinin uygulanacağı arazide, sulama doğrultusundaki parsel uzunluğu saptanırken, öncelikle toprak özellikleri, topografya, uygulanacak sulama suyu miktarı ve uygun birim tava yada karık debileri gibi etmenler dikkate alınarak, erozyona neden olmayacak maksimumu akış uzunluğu saptanır. Sonra, arazi boyutlarına göre parsel uzunluğu belirlenir. Örneğin, sulama doğrultusunda arazi uzunluğu 500 m ve maksimum akis uzunluğu 3001 m ise, bu doğrultudaki parsel uzunluğunun 250 m alınacağı açıktır, Parsel eni ise, parsel uzunluğunun 1/10 - 1/1 i kadar olabilir. Eni uygunu 1/3 - 1/2 dir.

Maksimum akış uzunluğu, toprağın su tutma kapasitesi, uygulanacak sulama suyu miktarı ve erozyona neden olmaması! koşuluyla birim tava yada karık debisi yüksek olduğunda artmakta, buna karşın arazi eğimi ve su alma hızı yüksek olduğunda ise azalmaktadır. Maksimum akış uzunluğu uygulanacak yüzey sulama yöntemine göre de değişmektedir. Bu nedenlerle, erozyona nedeni olmayacak maksimum akış uzunluğunun arazide yapılacak testlerle belirlenmesi en sağlıklı yoldur. Bir fikir vermesi açısından, arazi eğimi ve toprak bünye sınıfına göre göz önüne alınabilecek maksimum akış uzunlukları Çizelge 5:l de verilmiştir.

SULAMA VE DRENAJ SİSTEMİNİN PLANLANMASI

Uygun parsel boyutları saptandıktan sonra, oluşturulan! tarla parselleri ve tarımsal yollar planlama haritası üzerinde! gösterilir. Yine harita üzerinde, her tarla parselinin başına, su alacak biçimde tarla başı kanalı yada lateral boru hattı yerleştirilir. Bu kanal yada boru hatları, bir ana kanal yada ana boru hattı ile su kaynağına bağlanır.

Sulama uzun tava yada açık karıklarla yapılacaksa, sulama doğrultuşunda olmak üzere her tarla parselinin sonuna bir yüzey drenaj kanalı planlanır ve bu kanallar çıkış ağzına bağlanır.

 Her tarla parseline, tarla başı kanalı yada lateral boru hattı ile su verilmekte, parselden çıkan su yüzey drenaj kanalı ile uzaklaştırılmaktadır. Topoğrafik koşullar bazen, tarla başı kanalı yada lateral boru hattının iki yönlü hizmet verecek biçimde planlanmasına olanak vermektedir. Bu koşulda, tarla içi su dağıtım sistemi ve yüzey drenaj kanallarının toplam uzunlukları daha az olur ve sistem maliyeti düşer.

Sulama hizmeti götürülecek alanın topoğrafik özelliklerine göre, belirli kesimde tek ve belirli kesimde iki yönlü sulamaya olanak verecek biçimde planlama söz konusu olabilmektedir.

Harita üzerinde, tarla sulama ve drenaj sistemli planlandıktan sonra, alana iletilecek ve dağıtılacak, bunun yanında alandan uzaklaştırılacak suyun debisine göre sistem unsurlar boyutlandırılır. Daha sonra, tarla parselleri ile sulama ve drenaj sistemi araziye geçirilir (aplikasyon) . Sistem unsurlarının inşası genellikle, her tarla parseli tesviye edildikten sonra yapilir

ARAZÎ TESVİYESÎ
Arazi tesviyesi; yüzey sulama yöntemlerinde, kabul edilebilir düzeyde eş bir su dağılımının sağlanması için, olanaklı ölçüsünde doğal eğimi bozmadan ve verimlilik potansiyeli^B

azaltmadan, arazide bulunan yüzeysel düzensizliklerin suları yönteminin gerektirdiği eğim derecelerine göre düzeltilme biçiminde tanımlanır. Etkili ve kolay bir yüzey sulanan

yapılabilmesi için arazinin uygun ve olanaklar ölçüsünde değişmeyen bir eğime sahip olması gerekir.

Arazi Tesviyesinin Yararları

1) Arazi 'tesviyesinin yararları şöylece sıralanabilir; Daha eş bir su dağılımı sağlandığından su uygulama randımanı yükselir. Böylece sulama suyu ihtiyacı azalır ve mevcut suyla daha fazla alan sulanabilir.

2) Derine sızma fazla olmaz, dolayısı ile bitki besin maddelerinin kök bölgesinin altına yıkanması sorunu azalır.

3) Etkili bir yüzey drenajı yapılabilir ve tuzluluk sodyumluluk sorunu ortadan kaldırılabilir.

4) Arazi yüzeyinin her tarafı aynı zamanda toprağın işlenmesi için gerekli nem düzeyine gelir ve sürme, çapa vb. tarımsal işlemler kolaylıkla yapılır.

5) Su arazi yüzeyinde kolaylıkla ilerlediğinden sulama işçiliği masrafları azalır.

Arazi Tesviyesinin Uygulanmasını Kısıtlayan Etmenler

Bazı koşullarda, teknik yada ekonomik yönden arazi tesviyesi yapılmaz. Arazi tesviyesinin uygulanmasını kısıtlayan bu Etmenler aşağıda sıralanmıştır.

1) Su alına hızı yüksek hafif bünyeli topraklarda yüzey Bulama yöntemleri uygulanırsa derine sızma çok fazla olur. Akış uzunluğu azaltılarak, bu sorun belirli oranda ortadan

aldırılabilir. Ancak, bu koşulda tarla parsellerinin boyutları güleceğinden çok fazla tarla başı ve drenaj kanallarının tesisi gerekir. Dolayısı ile hem sulama sisteminin maliyeti artar hem de kanalların kapladığı alanların tarım dışında kalması sorunuyla karşılaşılır. Bu nedenlerle uygulamada, su alma hızı yüksek hafif Bünyeli topraklar basınçlı sulama yöntemleri ile sulanır. Bu yöntemlerde arazi tesviyesine gerek yoktur.

2) Ana kayanın, geçirimsiz tabakanın yada taban suyunun yakında olduğu yüzlek topraklarda arazi tesviyesi yapılmaz. Aksi durumda yapılacak kazı ile etkili toprak derinliği daha da azaltılır. Dolayısı ile, yüzlek topraklarda basınçlı sulama yöntemleri uygulanır.

3) Doğal eğimi yüksek arazide yüzey sulama yöntemleri Erozyona neden olur. Bu tip arazide yüzey sulama yöntemleri ancak teras yapılırsa uygulanabilir. Aksi durumda basınçlı sulama yöntemleri tercih edilir.

4) Doğal eğim düşük olmasına karşın eğimin çok değişken olduğu dalgalı arazinin tesviyesi fazla kazıyı gerektirir ve tesviye maliyeti artar. Bu gibi yerlerde arazi tesviyesi gerektirmeyen basınçlı sulama yöntemlerinin uygulanması genellikle Baha ekonomik olur.

5) Sularca suyunun kasıtlı ancak sulanabilir arazinin

oazla olduğu yerlerde, yüksek sulama randımanına sahip basınçlı Bulama yöntemleri uygulanır. Dolayısı ile arazi tesviyesine gerek kalmaz.

Arazi Tesviyesi Tipleri

Etkili bir sulama açısından, uygulamada en çok iki yönde tek yönde sabit eğimli tesviye yapılmaktadır.

Hafif tesviye: Kazı hacmi 50 m /da dan az olan tesviyedir .

TARLA İÇİ SU DAĞITIM SiSTEMLERi

Önceki bölümlerde de değinildiği gibi, tarla içi su dağıtım sistemleri (tarla sulama sistemleri, çiftlik sulama sistemleri, tersiyer altı sulama sistemleri) bir yada birkaç

tarımsal işletmeye hizmet götüren küçük kapasiteli sistemlerdir. Bu sistemlere su, küçük akarsu, gölet, rezervuar, kuyu, tersiyer kanal üzerindeki priz yada basınçlı boru ağı üzerindeki hidrant ve vanadan alınabilmektedir.

Yüksek basınçlı boru sistemlerini, yağmurlama, damla, ağaç altı mikro yağmurlama vb. sistemler oluşturur. Bu sistemler ileriki bölümlerde değinilen sulama yöntemleri içerisinde

açıklanacaktır.

Yüzey sulama yöntemlerinin uygulandığı. koşullarda açık kanal yada düşük basınçlı sulama sistemlerinden birine karar verirken şu özellikler göz önüne alınır.

1) Sızma kayıpları en az düzeyde tutulmalıdır.

2) Sistemin bakımı ve yabancı ot kontrolü kolay olmalıdır.

3) istenilen zamanda ve istenilen noktaya yeter miktarda suyu iletecek biçimde işletmeye uygun olmalıdır.

4) îlk yatırım ve işletme masrafları düşük olmalıdır.

Açık Kanal Sistemleri

Yüzey sulama yöntemlerinin kullanıldığı tarım işletmelerinde, tarla içi su dağıtım sistemlerinde yaygın olarak açık kanallardan yararlanılmaktadır. Açık kanallar toprak yada kaplamalı kanal biçiminde olabilmektedir.

Toprak kanallar

Tarla içi su dağıtım sistemlerinde toprak kanallara tarla hendekleri adı da verilmektedir. Yapımları kolay ve ilk tesis masrafları çok düşüktür. Kanaldan olan sızma kayıpları fazladır. Sızma kayıplarını etkileyen en önemli faktör toprağın geçirgenliğidir. Hafif bünyeli kohezyonsuz topraklarda sızma kayıpları yüksek, ağır bünyeli topraklarda ise düşüktür. Bazı killi topraklarda büzülme nedeniyle oluşan çatlaklar sızma kayıplarını Arttırabilir. Tarla içi su dağıtım sistemlerindeki toprak anallarda sızma kayıpları, kaynaktan saptırılan suyun genellikle 25 - % 35 i kadar olmaktadır. Çakıllı yada kumlu topraklarda bu miktar % 50 yi aşabilmektedir. Suyun fazla sızması, kanal güzergahı boyunca taban suyunun yükselmesine ve tuzluluk sorununa neden olabilmektedir.

Toprak kanallarda, şevlerin otlanması, yer yer oyulmalar ve sediment birikmelerinin meydana gelmesi, kanal şevlerinin bozulabilmesi nedenleri ile çok sık bakım gerekir. Bu da işletme masraflarını önemli oranda arttırır.

Bunun yanında, özellikle erozyona uygun topraklarda kanal stabilitesini sağlamak amacıyla şevlerin otlandırılması yoluna gidilebilir. Ancak bu koşulda, kanal kapasitesini düşürmemek için otların çok sık biçilmesi gerekir. Dolayısıyla işçilik masrafları artar.

Toprak kanallar son derece ucuz olmasına karşın değinilen sakıncaları nedeniyle, bu tip kanalların yapımına, kaplamalı kanallar için gereken ilk yatırım masrafları karşılanamadığında geçici olarak başvurulur. Toprak kanalların devamlı olabilmesi için kanal güzergahında toprağın stabil, bunun yanında uygulanacak olan tava, uzun tava ve karık sulama yöntemlerinde su uygulama randımanının yüksek (en az % 60) olması gerekir. Aksi durumda, toplam sulama randımanı (çiftlik sulama randımanı) çok düşük olur.

Kaplamalı kanallar

Kanalların kaplanmasında amaç, oyuntuya karşı mukavemeti arttırmak ve sızma kayıplarını azaltmaktır. Kaplama bitki örtüsüyle, geçirimsiz toprakla, asfaltla yada betonla yapılabilmektedir.

Kanal şevlerinin otlandırılması oyuntuya karşı mukavemeti arttırmasına karşın sızma kayıplarını önleyemez. Hatta sızma kayıplarında belirli oranda artış olabilir.

Geçirimsiz toprakla kaplama oyuntuya karşı mukavemeti çok az arttırır ve sızma kayıplarını bir miktar önler. Kaplama toprağı olarak genellikle kil, kil - kum karışımı ve kil - çakıl karışımı kullanılmaktadır.

Kanalların asfalt ile kaplanması, oyuntuya karşı mukavemeti fazla arttirmaz, ancak sızma kayıplarını önemli ölçüde önler. Ayrıca, şevlerin otlanması sorunu da azalır.

Kanallar yaygın olarak betonla kaplanmaktadır. Beton kanallarda hem oyuntuya karşı mukavemet son derece yüksektir, hem de sızma kayıpları oldukça düşüktür Bunların yanında, otlanma sorunu büyük ölçüde ortadan kalkar ve kanalın su taşıma kapasitesi artar, ilk tesis masrafları toprak kanallara oranla son derece yüksek olmasına karşın, servis ömürleri uzun ve bakım onarıra masrafları düşük olduğundan yıllık toplam masraflar açısından genellikle daha ekonomiktir.

Özellikle drenajı iyi olmayan güzergahlarda yada soğuk yörelerde beton kaplama kanallar tercih edilmelidir. Bu koşullarda genellikle kaplama kalınlığı arttırılır.

Düşük Basınçlı Boru Sistemleri

Yüzey sulama yöntemlerinin uygulandığı yerlerde, grafik koşullara bağlı olarak, suyun kaynaktan tarla parsellerine kadar iletilmesi ve dağıtılması açık kanal sistemleri yerine yüzeye serili yada gömülü düşük basınçlı boru sistemleri ile yapılabilir. Düşük basınçlı boru sistemlerinin açık kanal sistemlerine olan üstünlükleri şöylece sıralanabilir.

1) Sistem basınçlı olduğundan su bayır yukarı eğimde iletilebilir. Açık kanallarda olduğu gibi tesviye eğrilerini izleme ^orunluluğu yoktur. Böylece, su kaynağından tarla parsellerine en kısa yoldan su iletimi ve dağıtımı yapılabilir ve yüksek arazi kısımları sulamaya açılabilir.

2) Uygun malzeme ve iyi işlenme koşullarında boru atlarında sızma kayıpları meydana gelmez, su iletim randımanı % i.00 dür. Böylece sulama randımanı artar.

3) Boru hatları gömülü olduğunda, güzergah üzerindeki ilanda tarım yapılabilir. Yüzeyde olduğunda ise borular açık .kanallara oranla çok az yer kapladıklarından ve gerektiğinde bitki sıraları arasına döşenebileceğinden tarım dışı elan son derece azdır.

4) Daha kontrollü bir su dağıtımı söz konusudur. Tarla parsellerine su daha kolaylıkla ve istenen miktarda alınır.

5) Bakım ve onarım daha kolaydır ve işletme masrafları özellikle toprak kanallara oranla son dedece duruktur.

Bunların yanında, açık kanal sistemlerine oranla düşük basınçlı boru sistemlerinim bazı dezavantajları da vardır. Bu dezavantajlar şöylece sıralanabilir

1) ilk tesis masraflın oldukça yüksektir. Özellikle sistem kapasitesi yüksek olduğunda bu sistemler ekonomik olmayabilmektedir.

2) Su kaynağının fazla miktarda sediment taşıması koşulunda, sedimentin özellikle gömülü boru hatlarında birikmesi ve su iletim kapasitesinin düşmesi sorunuyla karşılaşılır.

Su alma bacaları :

Su alma bacaları, suyun sisteme girdiği yere düşey doğrultuda yerleştirilen beton Dorulardan ibarettir. Gerekli işletme basıncının yerçekimi yada pompa birimi ile sağlanması koşullarına göre farklılık gösterir.

Hava bacaları :

Boru hattına giren hava, hat boyunca yüksek noktalarda ve eğim değişiklerinin olduğu yerlerde hava cepleri oluşturarak akan suyun kesit alanını daraltır ve bunun sonucunda boru hattı su iletim kapasitesi düşer. Bu sorunu engellemek için değinilen yerlere havayı dışarı atmak amacıyla hava bacaları yerleştirilir. Boru hattı düz olsa bile en çok 150 m de bir hava bacası inşa edilmelidir. Tipik bir hava bacamı kesiti ŞeKil 5.18 de

Basınç düşürme bacaları :

Arazinin topoğraf ik durumuna bağlı olarak, su dağıtım ağı üzerinde yer yer basınç yükünde artış olabilir. Bu basınç yükü artışı sistemin emniyetle çalışmasını engeller. Böyle noktalarda, basıncı kırmak amacıyla basınç düşürme bacaları inşa edilir. Bu bacalarda basınç, yük kayıpları meydana getirilerek yada su akışını azaltarak düşürülür. Yük kayıpları oluşturmada perdeli basınç düşürme bacaları su akısını azaltmada kapaklı basınç düşürme bacaları yapılır.

Saptırma bacaları :

Suyun, dağıtım ağında kollara ayrılmasında, özellikle ana boru hattından lateral boru hatlarına alınmasında kullanılan bacalardır. Aynı zamanda basınç düşürme bacası görevi de yapacak biçimde inşa edilebilirler. Özellikleri, Şekil 5.20 de verilen kapaklı basınç düşürme bacalarında olduğu gibidir. Saptırma bacalarında, ana boru hattının mansap tarafına ve lateral boru hattı girişine kapak yerleştirilir (Şekil 5.21 a), işletme basınç yükünün 3 m den fazla olduğu koşulda, toprak yüzeyinden itibaren baca üzerinin kapatılması ve kapak üzerine hava bacası özelliğindeki bir çelik boru yada hava boşaltma vanasının konulması gerekmektedir.