110Y204 Sonuc Raporu

Yeniçağa Gölü’nün Ötrofikasyonuna Neden Olan Fosfor
Kaynaklarının ve Kritik Kaynak Alanların Kütle Dengesi ve
Fosfor Endeksi Yöntemleriyle Belirlenmesi
Proje No: 110Y204
Doç. Dr. Nusret KARAKAYA
Yrd. Doç. Dr. Kerem GÜNGÖR
Dr. Suat AKGÜL
Dr. Oğuz BAŞKAN
Y. Müh. Hicrettin CEBEL
Prof. Dr. Fatih EVRENDİLEK
Prof. Dr. Duran KARAKAŞ
Dr. Humen JABBARİ FARHOUD
Dr. Onur TÜRKECAN
Y. Biyolog Selçuk YAŞAR
MART 2014
BOLU

ii
ÖNSÖZ
Projeye İlişkin Genel Bilgiler
Yeniçağa Gölü’nde ötrofikasyon nedeni ile ortaya çıkmış bulunan su kirliliği, göl çevresindeki
turbalık alanların durumu ve bunların kullanımı Yeniçağalılarda duyarlılığa neden olmuştur.
Yeniçağa bölgesinin çevre sorunları 2009 yılında konuyu dönemin Abant İzzet Baysal
Üniversitesi (AİBÜ) Rektörü Prof. Dr. Atilla KILIÇ’ın dikkatine getirmesinin ardından AİBÜ
Çevre Mühendisliği öğretim üyeleri inisiyatif geliştirerek Yeniçağa Gölü bölgesinde bilimsel
çalışmalar yürütmeye başlamışlardır. Ön çalışmaların ardından AİBÜ Çevre Mühendisliği
öğretim üyesi Prof. Dr. Fatih EVRENDİLEK’in “Yeniçağa Gölü (Bolu) Turbalık Alanlarının
Karbon, Azot ve Su Döngülerinin Akı Kulesi ve Uzaktan Algılama ile İzlenmesi ve
Modellenmesi” başlıklı araştırma projesi TÜBİTAK tarafından desteklenerek 2010-2013 yılları
arasında gerçekleştirilmiştir. Aynı proje ile Türkiye’nin ES0903 numaralı ve “Spectral Sampling
Tools for Vegetation Biophysical Parameters and Flux Measurements in Europe” başlıklı
COST Aksiyonu’na katılımı sağlanmıştır. Sonuçları bu raporda sunulan proje ise aynı
bölümden Yrd. Doç. Dr. Kerem GÜNGÖR tarafından TÜBİTAK’a sunulmuştur. Proje 2013’e
kadar Dr. GÜNGÖR tarafından yürütülmüş, Doç. Dr. Nusret KARAKAYA yürütücülüğünde
tamamlanmıştır. Bu proje aracılığı ile Türkiye 869 numaralı ve “Mitigation Options for Nutrient
Reduction in Surface Water and Groundwaters” başlıklı COST Aksiyonu’nda temsil edilmiştir.
Sözü geçen aksiyonun ana teması Avrupa araştırma bölgesinde yayılı fosfor kirliliğinin
araştırılmasıdır.
Teşekkür
Projemizi uluslararası araştırma proje destekleri kapsamında destekleyen TÜBİTAK
ÇAYDAG’a teşekkür ederiz. TÜBİTAK’ın desteği sayesinde ülkemizin 869 No.lu ve “Mitigation
Options for Nutrient Reduction in Surface Water and Groundwaters” başlıklı COST
Aksiyonu’na katılımı ve Yürütme Komitesi’nde temsili sağlanmıştır. Proje fikrimizin
desteklenmesinde büyük emeği olan eski ÇAYDAG sekreteri Dr. Zeynep OKAY
DURMUŞOĞLU’na, projenin yürütülmesi sırasında yönetsel konularda katkı sunan ÇAYDAG
sekreteri Doç. Dr. Bülent ARMAĞAN’a, proje çalışmalarını izleyen ve değerlendiren anonim
hakemlere teşekkür ederiz. Laboratuvar çalışmalarında güçlü analitik araç ve gereç altyapısı
olan “Yenilikçi Gıda Teknolojiler Ar-Ge Merkezi (YENİGIDAM)” adlı DPT destekli
(2009K120410) mükemmeliyet merkezinin kullanımında bize her türlü kolaylığı sağlayan ve
desteğini hiçbir zaman esirgemeyen merkez kurucusu Doç. Dr. Gülsün AKDEMİR

iii
EVRENDİLEK’e şükranlarımızı sunarız. SWAT model uygulaması aşamasında yaptığı
yardımlardan ötürü Dr. Zhiqiang Yu’ya teşekkür ederiz. Proje danışmanı Doç Dr. Osman
SÖNMEZ’e, saha çalışmalarında teknisyen olarak yer alan Aydın GÜLMEZ’e, Aydın
YALÇIN’a; saha örneklerinin laboratuvar analizlerine gönüllü olarak katılan ve önemli katkılar
veren başta Okay GÜMÜŞ, Soner AKDAŞ, Gözde UYAR, Elif Tuğçe ERSÖZ, Sılahan TURAN,
Hülya SARIÇAM olmak üzere Abant İzzet Baysal Üniversitesi Çevre Mühendisliği lisans
öğrencilerine teşekkür ederiz. Ayrıca proje çalışmalarına gösterdikleri ilgiden ötürü Yeniçağa
Belediyesi’ne, Belediye Başkanları Ömer SAYIN’a, Ahmet KIZILTAN’a ve belediye
çalışanlarına teşekkürlerimizi sunarız.

iv
İÇİNDEKİLER
ÖNSÖZ.......................................................................................................................... ii
TABLO LİSTESİ............................................................................................................... v
ŞEKİL LİSTESİ................................................................................................................ vi
KISALTMA LİSTESİ.......................................................................................................... ix
ÖZET............................................................................................................................. x
ABSTRACT..................................................................................................................... xi
1.GİRİŞ......................................................................................................................... 1
2. LİTERATÜR ÖZETİ ...................................................................................................... 3
3. GEREÇ VE YÖNTEM.................................................................................................... 9
3.1. Çalışma Alanına İlişkin Genel Bilgiler................................................................... 9
3.2. Meteorolojik Özellikler........................................................................................... 10
3.3. Arazi Örtüsü ve Arazi Kullanımı............................................................................ 13
3.4. Jeolojik Özellikler ve Toprak Yapısı...................................................................... 14
3.5. Akarsular.............................................................................................................. 15
3.6. Su Kullanımı......................................................................................................... 15
3.7. Tarımsal Bitki Üretimi ve Alan Kullanımı.............................................................. 17
3.8. İnorganik Gübre Kullanımı.................................................................................... 18
3.9. Tarım Hayvanı Varlığı ve Organik Gübre Kullanımı............................................. 18
3.10. Arazi Çalışmaları............................................................................................... 19
3.10.1. İzleme Altyapısı................................... ........................................................... 19
3.10.2. Sahada Gerçekleştirilen Ölçüm ve Örnekleme Çalışmaları............................ 22
3.11. Laboratuvar Analizleri......................................................................................... 24
3.12. Veri Analizi.......................................................................................................... 26
3.13. SWAT Modelinin Uygulanması........................................................................... 27
3.14. Fosfor Endeksi Çalışmaları................................................................................ 30
4. BULGULAR VE TARTIŞMA.......................................................................................... 30
4.1. Yeniçağa Gölü’nün Maruz Kaldığı Besin Yükünün Kaynaklara Göre Dağılımı.... 30
4.1.1. Atmosferik Çökelme.......................................................................................... 30
4.1.2. Karasal Kaynaklar: SWAT Modelinin Uygulanması........................................... 52
4.2. Yeniçağa Gölü’nün Fosfor Dinamiği ve Bütçesi................................................... 80
4.2.1. Dip Sedimanındaki Fosforun Konumsal Dağılımı………………………………... 82
4.2.2. Doğal Tampon Bölgelerin Gölün Fosfor Girdisine Etkisinin Modellenmesi ve
Değerlendirilmesi……………………………………………………………………………. 85
4.2.3. Dip Sedimanının Metal:Fosfor Oranlarının ve Fosfor Fraksiyonlarının
Konumsal Dağılımı………………………………………………………………………….. 88
4.3. Fosfor Endeksi Uygulaması .................................................................................. 91
5. SONUÇ VE ÖNERİLER................................................................................................. 100
KAYNAKLAR…………………………………………………………………………………… 103
COST AKSİYONU VE DELEGE İLE İLGİLİ BİLGİLER................................................. 107
ARDEB BAŞARI ÖYKÜSÜ.......................................................................................... 108

v
TABLO LİSTESİ
Tablo 2.1. Tarımsal bir havzadan kaynaklanan fosfor yükünü belirleyen etkenler
(Sharpley vd., 2003)……………………………………………………………………………………….. 5
Tablo 3.1. Yeniçağa gölü ve havzasının özellikleri........................................................................... 10
Tablo 3.2. Yeniçağa MGM istasyon ölçümlerinin ortalama aylık değerleri.………………………..... 10
Tablo 3.3. MGM Bolu ve Gerede istasyon ölçümlerinin ortalama aylık değerleri………………....... 12
Tablo 3.4. Yeniçağa TÜBİTAK istasyonu ölçümlerinin ortalama aylık değerleri.............................. 12
Tablo 3.5. Çalışma alanındaki topraklar ve özellikleri (Waterbase 2013)……………………………. 14
Tablo 3.6. Yeniçağa Gölü’nü besleyen derelerin 100 ve 500 yıl tekerrürlü yağış debileri…………. 15
Tablo 3.7. Yeniçağa ilçesinde satılan inorganik gübre miktarları…………………………………...... 18
Tablo 3.8. Organik gübre uygulama oranı tahmininde kullanılan nicelikler………………………...... 19
Tablo 4.1. Örnek setlerinin (Y1’e karşı Y2) karşılaştırılması (α = 0.05)……………………………...... 34
Tablo 4.2. Çökelme analitlerinin belirleyici istatistiği........................................................................ 35
Tablo 4.3. Atmosferden çökelen analitlerin arasındaki korelasyon…………………………………… 36
Tablo 4.4. Analitlerin ortalama çökelme akılarının normalite test sonuçları (p = 0.05)……………... 38
Tablo 4.5. Yaş çökelme örneklerinin faktör analizi........................................................................... 41
Tablo 4.6. Yaş çökelme verileri için faktör yükleri matrisi……………………………………………...... 41
Tablo 4.7. Kuru çökelme örneklerinin faktör analizi…………………………………………………….. 42
Tablo 4.8. Kuru çökelme verileri için faktör yükleri matrisi………………………………………………. 42
Tablo 4.9. Kuru çökelme örneklerini etkilemiş olabilecek çalışma alanı içi ana kaynaklar…………… 44
Tablo 4.10. Kalibre edilmiş modelin benzeşim gücünün göstergeleri (NS, P- ve R-faktörleri)......... 54
Tablo 4.11. Kalibrasyon hedef fonksiyonunun duyarlı olduğu parametreler ve uydurulan
değerler…………………………………………………………………………………………………….... 58
Tablo 4.12. Kalibre edilmiş modelin validasyon göstergeleri (NS, P- ve R-faktörleri)………………. 62
Tablo 4.13. İzleme dönemindeki aylık debi ağırlıklı besin derişimleri ve besin türlerinin oranları…. 65
Tablo 4.14. Modelin yedi numaralı alt havzada kullandığı hidrolojik tepki birimleri…………………. 74
Tablo 4.15. Modelde kullanılan alt havzaların saha çalışması ile belirlenen
ortalama bitkiye yarayışlı fosfor içeriği…………………………………………………………………… 92
Tablo 4.16. Fosfor endeksi uygulamasında değerleri veya dereceleri sabit alınan etkenler………. 95

vi
ŞEKİL LİSTESİ
Şekil 3.1. Yeniçağa havzasının kuzeybatı Anadolu’daki akarsu havzalarına göre
konumu (Waterbase, 2013).............................................................................................
9
Şekil 3.2. Yeniçağa ilçesinin arazi örtüsü ve arazi kullanımının yıllara göre değişimi..... 14
Şekil 3.3. Yeniçağa ilçe merkezinin evsel atıksu pompa istasyonları, konumları ve
yakınlarındaki dereler (GIZ 2010)....................................................................................
16
Şekil 3.4. Yeniçağa doğal evsel atıksu arıtma tesisinin uydu fotoğrafı (Kaynak: Google
Earth; Fotoğraf Tarihi: 12.11.12)……………………………………………………………...
17
Şekil 3.5. Yeniçağa ilçesinde tarımsal alan kullanımı (Kaynak: TÜİK)............................ 17
Şekil 3.6. Islak-kuru atmosferik çökelme (Y1 ve Y2), meteoroloji ve akarsu izleme
istasyonlarının konumları (Kaynak: Google Earth; Fotoğraf Tarihi: 12.11.12).................
21
Şekil 3.7. Aksu otomatik istasyonunun yapım sürecinden görüntü. …………………...... 21
Şekil 3.8. Yaş-kuru atmosferik çökelme örnekleyicisi (Y1).............................................. 22
Şekil 3.9. Akarsuda manuel debi ölçümü......................................................................... 23
Şekil 3.10. Örnekleme istasyonlarının göl üzerindeki dağılımı (Kaynak: Google Earth;
Fotoğraf Tarihi: 12.11.12)................................................................................................
23
Şekil 3.11. Sayısal yükseklik modeli yardımıyla drenaj havzasının belirlenmesi............. 28
Şekil 3.12. Çalışma alanının sayısal yükseklik modeli..................................................... 28
Şekil 3.13. İnşa edilen SWAT modelinin bileşenleri......................................................... 29
Şekil 4.1. Toplam çözünmüş fosfor ve toplam fosfor ortalama yaş çökelme akılarının
kısa vadeli değişimi.......................................................................................................... 30
Şekil 4.2. Toplam çözünmüş azot ve toplam azot ortalama yaş çökelme akılarının kısa
vadeli değişimi………………………………………………………………………………….. 31
Şekil 4.3. Toplam çözünmüş fosfor, toplam fosfor, toplam çözünmüş azot ve toplam
azotun ortalama yaş çökelme akılarının mevsimlere göre değerleri................................ 31
Şekil 4.4. Çözünmüş reaktif, toplam çözünmüş ve toplam fosfor ortalama kuru
çökelme akılarının kısa vadeli değişimi........................................................................... 32
Şekil 4.5. Toplam çözünmüş azot ve toplam azot ortalama kuru çökelme akılarının
kısa vadeli değişimi.............. ........................................................................................... 33
Şekil 4.6. Azot ve fosforun ortalama kuru çökelme akısının mevsimsel
değişimi............. .............................................................................................................. 33
Şekil 4.7. Azot ve fosfor türlerinin ortalama yaş çökelme akısı kutu-çizgi grafikleri......... 37
Şekil 4.8. Azot ve fosfor türlerinin ortalama kuru çökelme akısı kutu-çizgi grafikleri....... 38
Şekil 4.9. Azot ve fosfor türlerinin yaş çökelme histogramları......................................... 39
Şekil 4.10. Azot ve fosfor türlerinin kuru çökelme histogramları………………………….. 40
Şekil 4.11. Kuru çökelme örneklerinin rüzgârgülleri. ………………………………………. 43
Şekil 4.12. Çalışma bölgesindeki rüzgâr yönleri ve olası aerosol kaynakları (AAT:
Atıksu Arıtma Tesisi; TÇ: Tavuk Çiftliği; SS: Sanayi Sitesi. Fotoğraf Tarihi: 12.11.12)… 44
Şekil 4.13.a. Yaş çökelmeye neden olan olayların geri yörüngeleri (YÇ1-YÇ6)……….. 46
Şekil 4.13.b. Yaş çökelmeye neden olan olayların geri yörüngeleri (YÇ7-YÇ12)……… 47
Şekil 4.13.c. Yaş çökelmeye neden olan olayların geri yörüngeleri (YÇ13-YÇ18)…..... 48
Şekil 4.13.ç. Yaş çökelmeye neden olan olayların geri yörüngeleri (YÇ19-YÇ20)…..... 49
Şekil 4.14. Yaş çökelmedeki toplam azot ve fosfor derişimlerinin örneklenen toplam
yağış ile ilişkisi....... ......................................................................................................... 50
Şekil 4.15. Yeniçağa gölü’nün 2011 ve 2012 yılları için yaş çökelme besin girdileri…… 51
Şekil 4.16. Gözlenen değişkenlere ait Nash-Sutcliffe (NS) değerlerinin deneme
sayısına bağlı iyileşmesi………………………………………………………………………. 53
Şekil 4.17. Hedef fonksiyon değerinin ve davranışsal simülasyon sayısının deneme
sayısına bağlı artışı……………………………………………………………………………. 53
Şekil 4.18. Hamzabey (Alt havza no. 7) istasyonu için elde edilen en iyi kalibrasyon
simülasyonunun sonuçları (L95PPU ve U95PPU: Simülasyon sonucu için %95
güvenilirlikteki alt ve üst belirsizlik sınırları)…………………………………………………. 54

vii
Şekil 4.19. Aksu (Alt havza no. 12) istasyonu için elde edilen en iyi kalibrasyon
Şekil 4.20. Kalibre edilmiş modelin yüksek duyarlılık gösterdiği parametrelerin
değerlerinin hedef fonksiyonu değeri ile ilişkisi……………………………………………... 57
Şekil 4.21. Kaymaz (Alt havza no. 14) istasyonu için elde edilen en iyi validasyon
Şekil 4.22. Güzveren (Alt havza no. 15) istasyonu için elde edilen en iyi validasyon
Şekil 4.23. Havza ölçeğinde su döngüsüne ilişkin model değişkenlerinin 2011 ve 2012
yıllarında aldıkları değerler……………………………………………………………............ 63
Şekil 4.24. Yaş (2011) ve kuru (2012) yılda göle giren aylık su ve besin miktarı……..... 66
Şekil 4.25. Yaş (2011) ve kuru (2012) yılda alt havzaların çıkışlarındaki aylık ortalama
akarsu debileri………………………………………………………………………………….. 69
Şekil 4.26. Yaş (2011) ve kuru (2012) yıllarda alt havzaların çıkışlarındaki aylık fosfor
yükleri…………………………………………………………………………………………… 70
Şekil 4.27. Alt havzaların yıllık ortalama fosfor ve nitrat kayıpları………………………… 71
Şekil 4.28. Hamzabey deresinin drenaj alanını oluşturan alt havzaların çıkışlarındaki
yıllık fosfor yükleri……………………………………………………………………………… 72
Şekil 4.29. Hidrolojik tepki birimlerinin yedi numaralı alt havzadaki alansal dağılımları:
“modelde kullanılmayan orijinal (üst)” ve “modelde kullanılan düzeltilmiş
(alt)”……………………………………………………………………………………………… 74
Şekil 4.30. Yaş (2011) ve kuru (2012) yılda (2011) yedi numaralı alt havza hidrolojik
tepki birimlerinin yıllık toplam fosfor (yüzey+yeraltı) kayıpları (kg P km-2
)……………….. 75
Şekil 4.31. Yaş (2011) ve kuru (2012) yılda taşınım mekanizmalarına göre yedi
numaralı alt havza hidrolojik tepki birimlerinin toplam fosfor kayıpları (kg P km-2
)……… 76
Şekil 4.32. Modellemede kullanılan hidrolojik tepki birimlerinin yaş yıldaki (2011)
toplam fosfor kayıpları (kg P km-2
)…………………………………………………………… 77
Şekil 4.33. Model benzeşim sonuçlarına göre yaş yıl için (2011) havzadaki potansiyel
fosfor kritik kaynak alanlarının (KKA) dağılımı……………………………………………… 78
Şekil 4.34. Yeniçağa gölünün ortalama çözünmüş reaktif, toplam çözünmüş ve toplam
fosfor derişimlerinin 2011 ve 2012 yıllarındaki değişimi (Hata çubukları istasyonlar
arası ±standart hata cinsinden göstermektedir)……………………………………………. 80
Şekil 4.35. Yeniçağa gölünde ölçülen ve model benzeşimi yolu ile elde edilen toplam
fosfor derişimleri arasındaki ilişki…………………………………………………………….. 81
Şekil 4.36. Yeniçağa gölünün aylık ortalama toplam fosfor derişimi ve fosfor bütçesi
(Hata çizgileri ağustos ve eylül 2012’de yapılan iki ölçümün standart sapmasını
göstermektedir)………………………………………………………………………………… 82
Şekil 4.37. Yeniçağa gölü dip sediman fosfor içeriğinin konumsal dağılımı…………….. 83
Şekil 4.38. Kıyı kenarı doğal besin tampon bölgelerine sahip olan (Güzveren,
Hamzabey ve Kınalı) ve olmayan (Aksu, Kaymaz) Yeniçağa akarsularının uydu
fotoğrafları (Kaynak: Google Earth; Fotoğraf Tarihi: 12.11.12)…………………………… 84
Şekil 4.39. Hamzabey, Güzveren ve Kınalı akarsuları üzerindeki sulak alanların yaş
yılda aylara göre tahmini giriş ve çıkış toplam fosfor derişimleri ve giderim oranları…… 87
Şekil 4.40. Yeniçağa gölü dip sedimanının metal (Ca, Mg, Al, Fe): fosfor oranının
konumsal dağılımı (Noktalar örnekleme istasyonlarını göstermektedir)…………………. 88
Şekil 4.41. Yeniçağa gölünün dip sedimanının inorganik ve organik fosfor
fraksiyonlarının konumsal dağılımı (Noktalar örnekleme istasyonlarını göstermektedir).
90
Şekil 4.42. Yeniçağa havzasındaki bitkiye yarayışlı fosfor (Olsen P) dağılımı………….. 91
Şekil 4.43. Yeniçağa havzası CORINE 2006 arazi kullanım sınıflarının ortalama
bitkiye yarayışlı fosfor (Olsen P) dağılımı…………………………………………………… 92

viii
Şekil 4.44. Yeniçağa havzasının tahmin edilen bitkiye yarayışlı fosfor (Mehlich-3 P)
dağılımı………………………………………………………………………………………….. 93
Şekil 4.45. Evrensel toprak kaybı eşitliği (ETKE) ile havza için elde edilen yıllık toprak
kaybının mekânsal dağılımı………………………………………………………….............. 94
Şekil 4.46. Yeniçağa havzasında eğim gradyanı ve doymuş hidrolik iletkenlik
kullanılarak belirlenen yüzey akış potansiyelinin mekânsal dağılımı…………………….. 97
Şekil 4.47. Ayrıntılı fosfor endeksi uygulanan bölgelerdeki kaynak (Mehlich-3) ve
taşınım etkenlerinin (erozyon, yüzey akışı, yüzeyaltı drenaj) değer veya derecelerinin
mekânsal dağılımı……………………………………………………………………………… 98
Şekil 4.48. Fosfor endeksinin toplam kaynak ve taşınım etkenleri ile bütününün toplam
değerinin mekânsal dağılımı………………………………………………………………….. 99

ix
KISALTMA LİSTESİ
AB Avrupa Birliği
ABD Amerika Birleşik Devletleri
AF Apatit içindeki inorganik fosfor
AİBÜ Abant İzzet Baysal Üniversitesi
AOİF Apatit içinde olmayan inorganik fosfor
AÖAK Arazi Örtüsü-Arazi Kullanımı
ARİS Arazi İzleme Sistemleri
CBS Coğrafi Bilgi Sistemi
COST European Cooperation in Science and Technology
Ç̅ 𝑘
𝑖 i Analitinin ortalama kuru çökelme akısı
Ç̅ 𝑦
𝑖 i Analitinin ortalama yaş çökelme akısı
ÇRF Çözünmüş Reaktif Fosfor
ETKE Evrensel Toprak Kaybı Eşitliği (USLE)
GPS Küresel Konumlama Sistemi
İF İnorganik Fosfor
KÇ Kuru Çökelme örneği
MGM Meteoroloji Genel Müdürlüğü
NOAA Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi
OF Organik Fosfor
p İstatistiksel önem düzeyi
SWAT Soil Water Assessment Tool
SYM Sayısal Yükseklik Modeli
TÇA Toplam Çözünmüş Azot
TÇF Toplam Çözünmüş Fosfor
TGSKMAE Toprak Gübre ve Su Kaynakları Merkez Araştırma
Enstitüsü
TÜMAS Türkiye Meteorolojik Veri Arşiv ve Yönetim Sistemi

x
ÖZET
Ülkemizde ötrofikasyon sorunu bulunan göllerin fosfor yükünü belirleyen havza dinamikleri
üzerinde bütüncül çalışmaların eksikliği hissedilmektedir. Projenin konu aldığı sığ ve ötrofik
Yeniçağa Gölü (Yeniçağa, Bolu) çevresindeki turbalık ve sulak alan, kuş cenneti nedeni ile
duyarlı ve önemli bir ekosistemdir. Göl, Türkiye’nin taraf olduğu Ramsar Sözleşmesi
kapsamına girmektedir. Projenin ana amaçları gölün (a) maruz kaldığı fosfor yükünün
kaynaklara göre dağılımının, (b) göl havzasının yayılı fosfor yükünü oluşturan kaynakların
belirlenmesidir. Ayrıca gölün fosfor bütçesinin eldesi ve iç fosfor yükünü oluşturan olası fosfor
salınım mekanizmanın ortaya konulması da amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda göl
havzasında yaş-kuru atmosferik çökelme, akarsular ve göl su kolonunu kapsayan bir izleme
programı gerçekleştirilmiştir. İzlenen fosfor analitleri “çözünmüş reaktif fosfor”, “toplam
çözünmüş fosfor” ve “toplam fosfor”dur. Göl dip sedimanı elemental içeriğinin incelemesi
gerçekleştirilmiştir. Sediman fosforunun “inorganik”, “organik”, “kalsiyuma bağlı inorganik” ve
“kalsiyuma bağlı olmayan inorganik” fraksiyonlara dağılımı kimyasal ekstraksiyon yöntemi ile
belirlenmiştir. Havza toprağının bitkiye yarayışlı fosfor kapsamı ile birlikte erozyon, yüzey akış
potansiyellerini etkileyen fizikokimyasal özellikleri saha örnekleme çalışmaları
gerçekleştirilerek saptanmıştır. “Soil Water Assessment Tool (SWAT)” modelinden gölün
maruz kaldığı fosfor yükününün kaynaklara göre dağılımını, olası kritik kaynak alanları ve göl
fosfor bütçesini ortaya çıkarmada yararlanılmıştır. Proje kapsamında SWAT’a ek olarak kritik
karasal fosfor kaynaklarını inceleyebilmek için Pennsylvania (ABD) fosfor endeksi
değiştirilmeden çalışma alanına ayrıntılı biçimde uygulanmıştır. SWAT uygulaması sonucunda
havzadaki en yüksek oranda fosfor kaybeden olası kaynak alanların büyüklüğü 300 hektar
olarak bulunmuş, bunların 2011 yılı için fosfor kaybı 5 kg P ha-1
olarak tahmin edilmiştir. Gölün
yıllık fosfor bütçesi bazında fosfor yutağı olarak davrandığı, fosfor tutma veriminin havzanın
aldığı yağışla ters orantılı olduğu görülmüştür. Gölde yaz aylarında meydana gelen fosfor
artışına dip sedimanının yaklaşık %30’unu oluşturan organik fosforun mineralizasyonunun
hızlanması ve hidrolik bekletme süresinin artmasının neden olabileceği anlaşılmıştır. Fosfor
endeksine göre akarsu yakınlarındaki tarlaların fosfor kaybetme riski düşük çıkmıştır.
ANAHTAR KELİMELER: fosfor, ötrofikasyon, sediment, havza, USLE, model, SWAT,
atmosferik çökelme, indeks, erozyon, azot

xi
ABSTRACT
Comprehensive studies are necessary on the watershed dynamics determining phosphorus
loads of eutrophic lakes in Turkey. This project is about a shallow and eutrophic lake (Lake
Yeniçağa, Bolu, Turkey) having a sensitive ecosystem including peatland, wetland, and bird
heaven. The lake is also covered by the Ramsar Convention. Main objective of this project are
to (a) determine the contribution of potential sources to the lake’s phosphorus load, (b)
delineate the sources constituting the phosphorus load of the watershed. Furthermore,
phosphorus budget of the lake and its internal phosphorus release mechanism are addressed.
Wet-dry atmospheric deposition, streams and lake water column were monitored in the scope
of the project. “Dissolved reactive phosphorus”, “total dissolved phosphorus”, and “total
phosphorus” were routinely quantified in the scope of the monitoring scheme. The bottom
sediment was analyzed for its elemental composition. Following fractions of the sediment were
determined using chemical extraction: “inorganic”, “organic”, “calcium-bound inorganic”, and
“non-calcium inorganic”. Soil sampling campaigns were performed in the watershed to
determine the soil test phosphorus content and physicochemical characteristics pertinent to
surface runoff and erosion potential. “Soil Water Assessment Tool (SWAT)” model was used
to estimate the phosphorus load exerted on the lake as a function of the sources, delineate the
potential critical source areas, and estimate the lake’s phosphorus budget. In addition to
SWAT, Pennsylvania (USA) phosphorus index, without modification and in detail, was applied
in the study area. The SWAT results indicated that the highest phosphorus loss areas
amounted to 300 hectares, and their phosphorus loss was 5 kg P ha-1
in year 2011. Based on
the annual phosphorus budget results, the lake functioned as a phosphorus sink and its
phosphorus retention efficiency was inversely proportional to the precipitation. Phosphorus
spikes that occur in summer months in the lake can be explained by acceleration of the organic
phosphorus mineralization and elevated hydraulic retention time. According to the phosphorus
index results, the crop fields in close proximity to the streams had low phosphorus loss risk.
KEYWORDS: phosphorus, eutrophication, sediment, basin, USLE, model, SWAT,
atmospheric deposition, index, erosion, nitrogen

1
1. GİRİŞ
Ülkemizde ötrofikasyona bağlı su kalitesi sorunları yaşayan göller üzerinde çeşitli çalışmalar
yapılmasına rağmen göllerin fosfor yükünü belirleyen dinamikler çoğu zaman ortaya
çıkarılamamaktadır. Bu da soruna doğru tanı konulmasını geciktirmekte, yitirilen zaman da
çözüm maliyetini ağırlaştırmaktadır. Unutulmaması gereken bir nokta da doğru tanı konulup
tedaviye geçilse bile su kalitesinin iyileşmesinin kimi zaman on yıllar almasıdır (gecikme
zamanı; lag time). Yayılı fosfor kirliliğine ülkemizde bugüne dek yeterli ilginin
gösterilmemesinde (a) araştırmacılarımızın ve uygulayıcılarımızın noktasal kaynak odaklı
bakış açısının, (b) “Türkiye topraklarının fosfora aç olduğu, dolayısıyla bu toprakların kirlilik
kaynağı olamayacağı” görüşünün etken olduğunu düşünüyoruz. Ancak somut örnekler ve
veriler bu bakış açısının ve görüşün doğru olmadığını göstermektedir. Noktasal kirlilik
odaklarını yüksek maliyetli ileri arıtım yatırımlarıyla yıllar önce kontrol altına alan ABD’de ve
AB ülkelerinde ötrofikasyona bağlı yüzey suyu kirliliği hala giderilememiştir. Dolayısıyla
yurtdışındaki bu örneklerden faydalanılarak ülkemizdeki noktasal ve yayılı fosfor kaynaklarıyla
eşzamanlı mücadele stratejisinin benimsenmesi gerekmektedir.
Projenin konu aldığı sığ ve ötrofik Yeniçağa Gölü Bolu ilinin Yeniçağa ilçe merkezinin
kuzeyindedir. Havza alanı 145 km2
, göl alanı 2.42 km2
ve gölün ortalama derinliği 1.6 m’dir.
Havzanın ana arazi örtüsü ve kullanım sınıfları orman ve tarımdır. Kuş göç güzergâhı üzerinde
bulunması ve büyük turba (torf) yatakları içermesi Yeniçağa havzası ekosisteminin önemini
arttırmaktadır. Türkiye’nin en büyük kalkerli turbalık alanı Yeniçağa Gölü etrafında bulunduğu
bildirilmiştir. Torf karbon yutağı görevi gördüğünden küresel iklim değişikliği ile mücadele için
korunması gerekmektedir. Ayrıca Yeniçağa Gölü Türkiye’nin 1994’te onaylayarak taraf olduğu
Ramsar Sözleşmesi kapsamına girmektedir. Bu projede görev alan araştırmacılardan Prof. Dr.
Evrendilek gölün turbalık alanlarına yönelik 109Y186 No.lu TÜBİTAK projesini yürütmüştür.
Projenin ana amaçları sığ ve ötrofik Yeniçağa Gölü’nün (a) maruz kaldığı fosfor yükünün
kaynaklara göre dağılımının, (b) göl havzasının yayılı fosfor yükünü oluşturan kaynakların
belirlenmesidir. Ayrıca gölün fosfor bütçesinin eldesi ve iç fosfor yükünü oluşturan olası fosfor
salınım mekanizmanın ortaya konulması da amaçlanmıştır.
Yukarıda belirtilen amaçlar doğrultusunda 2011–2012 döneminde göl havzasında yaş-kuru
atmosferik çökelme, akarsular ve göl su kolonunu kapsayan bir izleme programı
gerçekleştirilmiştir. İzlenen fosfor analitleri “çözünmüş reaktif fosfor”, “toplam çözünmüş fosfor”
ve “toplam fosfor”dur. Göl dip sedimanı elemental içeriğinin incelemesi gerçekleştirilmiştir.
Sediman fosforunun “inorganik”, “organik”, “kalsiyuma bağlı inorganik” ve “kalsiyuma bağlı

2
olmayan inorganik” fraksiyonlara dağılımı kimyasal ekstraksiyon yöntemi ile belirlenmiştir.
Havza toprağının bitkiye yarayışlı fosfor kapsamı ile birlikte erozyon, yüzey akış potansiyellerini
etkileyen fizikokimyasal özellikleri saha örnekleme çalışmaları gerçekleştirilerek belirlenmiştir.
Proje çalışmaları ve yükümlülüklerinin elverdiği oranda azot türlerinin de izlenmesine
çalışılmıştır. Ölçümü gerçekleştirilen azot türleri nitrat, “toplam çözünmüş azot” ve “toplam
azot”tur.
“Soil Water Assessment Tool (SWAT)” modelinden gölün maruz kaldığı fosfor yükününün
kaynaklara göre dağılımını, olası kritik kaynak alanları ve göl fosfor bütçesini ortaya çıkarmada
yararlanılmıştır. İzleme programı verileri SWAT modeli kalibre edilerek izleme döneminin
benzeşimi gerçekleştirilmiştir. SWAT modeli bir dizi öncül modelin aynı çatı altında
bütünleştirilmesi ile oluşturulmuş, yarı-dağıtılmış parametreler içeren bir havza modelidir.
Model açık kodlu ve ücretsiz olması, CBS’lerine ArcSWAT ve MWSWAT yazılımları ile
bütünleştirilmiş bulunması, çevrimiçinde çok etkin bir kullanıcı grubunun ve teknik destek
ekibinin varlığı gibi nedenlerden ötürü dünya çapında yayılı besin kirliliği de dâhil olmak üzere
birçok araştırma alanında yararlanılan bir araçtır. Türkiye’den uluslararası literatüre girmiş
sınırlı sayıda SWAT yayını bulunmaktadır.
Fosfor endeksi tarlaların P kaybı riskini değerlendirmek için geliştirilmiş bir araçtır. Fosfor
endeksleri ağırlıklı olarak saha çalışmaları üretilmiş bilgilere dayanmakta ve model kullanımı
gerektirmemektedir. Proje kapsamında SWAT’a ek olarak kritik karasal fosfor kaynaklarını
inceleyebilmek için Pennsylvania (ABD) fosfor endeksi çalışma alanına ayrıntılı biçimde
uygulanmıştır. Bildiğimiz kadarı ile bu uygulama Türkiye’de gerçekleştirilen ilk fosfor endeksi
uygulamasıdır.
Projenin sağladığı yararlardan bazıları şöyledir: (a) Türkiye 869 No.lu COST Aksiyonu’nda
temsili, (b) AİBÜ Çevre Mühendisliği’nin havza ölçekli izleme programı yürütme, havza modeli
(SWAT) uygulama, CBS kullanma yetenek ve kapasitesinin geliştirilmesi, (c) iki doktora
sonrası araştırmacı ve bir doktora öğrencisinin ve birçok lisans öğrencisinin profesyonel
gelişimine katkıda bulunulması, (ç) Yeniçağa havzası için hazırlanması planlanan yönetim
planına gereken bilimsel bilginin üretilmesi, (d) proje kapsamında elde edilen bilgi ve
deneyimin, yayılı besin kirliliğine ile ilgilenen geniş bir kitleye ulaşarak yaygın etkisinin
arttırılması için bir çevrimiçi site yayınlanması, (e) Türkiye’de havza ölçeğinde birçok araştırma
çalışması bulunan TGSKMAE ile AİBÜ Çevre Mühendisliği arasında bilimsel işbirliğinin
sağlanması.

3
2. LİTERATÜR ÖZETİ
Literatürdeki çalışmalar birçok gölde fosforun sınırlayıcı besin maddesi olarak öne çıktığını
göstermektedir (Correll, 1998). Ötrofik göllerdeki kirliliğin denetlenebilmesi ve su kalitesinin
iyileştirilebilmesi için öncelikle ana fosfor (P) kaynaklarının belirlenmesi gerektiği hususunda
bir görüş birliği bulunmaktadır. Ana kaynakların belirlenmesi için kullanılan yöntemlerden biri
gölü bir sistem olarak ele alarak P bütçesinin kütle dengesi yolu ile çıkarılmasıdır (Ramm ve
Scheps, 1997). Bu yaklaşım besin dinamiğinin havza ölçekli olarak benzeşimini gerçekleştiren
SWAT modelinde de izlenmektedir (Arnold vd., 1998).
Sığ, ötrofik göllerin bahar ve kış aylarında bir P yutağı olarak davranırken yaz aylarında
özellikle dip sedimanından salınan fosforun etkisiyle mansaptaki yüzey suları için bir P
kaynağına dönüştüğü bildirilmiştir (Granéli, 1999; James vd., 2002; Sondergaard vd., 1999;
Spears vd., 2007). Ancak bu çalışmalarda gölü bir P kaynağına dönüştüren “iç P yükü”nün
(internal phosphorus loading) sadece sedimandan salınan fosfordan oluşmadığı da
belirtilmektedir. Sedimandan salınan fosforun yanı sıra sucul organizmaların bozunması ve
sediman resüspansiyonu da iç P yüküne katkıda bulunabilmektedir (James vd., 2002).
Yeniçağa Gölü’nün P dengesini inceleyen bir çalışma şu ana kadar yapılmamıştır. Ancak gölde
1997–1999 yılları arasında yapılan bir su kalitesi izleme çalışması pik ortofosfat derişimlerinin
yaz aylarında ve sonbaharın başlarında gerçekleştiğini göstermiştir (Saygi-Basbug ve
Demirkalp, 2004). Dolayısıyla birçok sığ gölde gözlemlenmiş olan P dinamiğinin Yeniçağa Gölü
için de geçerli olabileceği düşünülebilir. Literatürdeki çalışmaların incelenmesi sonucunda sığ
ve katmanlaşmayan bir göldeki P derişiminin zamana bağlı değişimini etkileyen kaynak ya da
yutakların belirlenmesi için (a) gölü besleyen akarsuların P yükünün, (b) gölden beslenen
akarsuların P yükünün, (c) dip sedimanı P dinamiğinin, (ç) atmosferik P çökeliminin bilinmesi
gerektiği ortaya çıkmaktadır (Brezonik ve Pollman, 1999; Noges vd., 1998; Perrone vd., 2008).
Atmosferik P çökelmesi operasyonel olarak ikiye ayrılabilir: (a) yaş çökelme, (b) kuru çökelme.
Atmosferik yaş çökelme olayında, atmosferde asılı bulunan partikül ve gaz fazındaki kirleticiler
yağışlar aracılığı ile süpürülerek atmosferden uzaklaştırılır. Atmosferde partikül ve gaz
formunda bulunan kirleticiler bulut damlacıklarına geçerek damlacık içerisinde çözünür veya
yine partikül fazda asılı olarak kalırlar. Damlacık yeterli ağırlığa ulaştığı anda yeryüzüne yağış
olarak düşer ve beraberinde içerisinde partikül veya çözünmüş halde bulunan kirleticileri de
yeryüzüne indirir. Bu olaya "rainout" (in-cloud scavenging veya bulut içi süpürme) denir.
Bulutların altında kalan havada bulunan kirleticilerin yağmur damlacıkları ile yıkanarak
yeryüzüne indirilmeleri ise "washout" (below-cloud scavenging veya bulut altı süpürme) denir

4
(Lovett, 1994). Atmosferde gaz ve partikül fazda bulunan kirleticilerin yerçekimi etkisiyle
karasal veya sucul yüzeylere inmelerine ve karasal veya sucul yüzeylere çarparak bu
yüzeylerde tutunmalarına kuru çökelme denmektedir. Partikül fazındaki kirleticilerin
çökelmeleri parçacıkların büyüklüklerine, yüzey özelliklerine, rüzgâr ve türbülansa bağımlı bir
mekanizmadan oluşmaktadır. Partikül büyüklükleri 0.2 µm'den büyük olan partiküller yer
çekiminin etkisi ile çökelirlerken, daha küçük partiküller brownian hareketleri sonucu
çökelmektedirler (Lovett, 1994). Genel olarak atmosferik çökelmenin bir gölün azot bütçesini
P bütçesine oranla daha çok etkilediği söylenebilirse de atmosferden çökelen fosforun bazı
göllerin maruz kaldığı P yükünün %40’ını oluşturduğunu bildiren çalışmalar da bulunmaktadır
(Brezonik ve Pollman, 1999; Luo vd., 2007; Smal vd., 2005). Dolayısıyla bir gölün P bütçesi
çıkarılırken atmosferik girdinin kolayca ihmal edilemeyeceği ortaya çıkmaktadır.
Dip sedimanının P salınım dinamiğinin belirlenmesi için iki değişik yaklaşım uygulanmaktadır.
Bunlardan birincisi laboratuvara getirilen kor örnekleri üzerinde kontrollü deneyler yapılması
üzerine kuruludur (Auer vd., 1993; Kowalczewska-Madura ve Goldyn, 2009). Kontrollü
deneyler salınım dinamiğinin belirlenmesinin yanı sıra ve bundan daha önemli olmak üzere P
salınım mekanizmasının saptanmasında yarar sağlamaktadır. Öteki yaklaşım ise fosforun
difüzyon yolu ile sedimandan su kolonuna geçtiği hipotezinden hareket etmekte, su kolonu ve
dip sedimanı kor örneklerinin laboratuvarda analizini gerektirmektedir (Pulatsu vd., 2003; Shaw
ve Prepas, 1990). Ancak göl modellerinin uygulanabilmesi için yukarıda belirtilen çalışmalara
gerek kalmadan su kolonunda gözlenen değişkenler aracılığıyla P salınım süreçleri kalibre
edilebilmektedir. Örneğin, SWAT modelinde göllerin benzeşiminde kullanılan reservoir
bileşeninde P salınımı veya giderimi iki parametrenin (PSETLR1 ve PSETLR2) kalibre edilmesi
yolu ile benzeştirilebilmektedir.
Fosforlu inorganik ve organik gübrelerin tarımsal topraklara bitki gereksinimi aşan oranlarda
uygulanması toprak P derişiminin yükselmesine neden olmaktadır (Carpenter vd., 1998). Bu P
artış eğilimi, yüzey sularındaki ötrofikasyonun kontrolü üzerinde çok önemli bir rol
oynamaktadır. Çünkü yüzey akışına salınan P miktarı topraktaki P miktarı ile orantılı olarak
artmaktadır (Pote vd., 1996; Vadas vd., 2005). Fosfor derişimi çevresel eşik değeri aştığında
ise toprak yüzey suları için kirlilik kaynağına dönüşebilmektedir (Daniel vd., 1998; Kleinman
vd., 2000). Yayılı P yüküne ciddi oranda katkıda bulunan topraklara “kritik kaynak alan” adı
verilmektedir. Herhangi bir tarımsal arazinin kritik kaynak alan olarak sayılabilmesi için yüksek
P derişimine sahip olması ve fosforun da yüzey sularına taşınabilir olması gerekmektedir.
Literatürdeki çalışmalar kritik kaynak alanların havza toplam alanına oranının göreceli olarak
küçük olduğunu, bu alanların havza içinde türdeş biçimde dağılmadığını göstermiştir.

5
Kritik kaynak alanların belirlenmesi yüzey sularının ötrofikasyonuna neden olan dış P yükünün
kontrolü için gerekli bir ön koşul olarak kabul görmektedir. Kritik kaynakların belirlenmesinde
kullanılabilecek risk değerlendirme araçlarından biri 1990’ların başında ABD Tarım Bakanlığı
önderliğinde geliştirilen P endeksidir (Lemunyon ve Gilbert, 1993). Fosfor endeksi, kaynak ve
taşınım etkenleri ile o etkenlerin derecelerini matris formatında işleyerek herhangi bir sahanın
P kaybetme riskini değerlendirmektedir. Özellikle tarımsal kritik kaynak alanların belirlenmesi
için tasarlanan P endeksi ABD’de kısa sürede geniş ilgi görmüştür, kendisinden tarımsal besin
yönetimi için birçok eyalette faydalanılmaktadır (Sharpley vd., 2003). Büyük ölçüde ABD’deki
bu gelişmenin etkisi ile bazı AB ülkeleri de kendi endekslerini geliştirme yoluna gitmişlerdir
(Andersen ve Kronvang, 2006; Bechmann vd., 2005; Heathwaite vd., 2003). Bu kapsamda
Danimarka’nın endeksi, Pennsylvania (ABD) P endeksi temel alınarak geliştirilmiştir.
Danimarka’da gerçekleştirilen çalışmaların ilginç bir sonucu Pennsylvania endeksinin
değiştirilmeksizin Danimarka topraklarına uygulandığında oldukça doğru biçimde kritik kaynak
alanları belirleyebilmesi olmuştur (Andersen ve Kronvang, 2006). Pennsylvania endeksinin
uyarlanmış biçimi olan Danimarka endeksinin doğruluğu ise daha yüksek bulunmuştur:
Danimarka endeksi yayılı P yükündeki değişimin %85’ini açıklayabilmiştir (Andersen ve
Kronvang, 2006). Bu örneğin P endeksi risk değerlendirme aracının esnekliğini ve birbirinden
çok değişik coğrafyalarda uygulanabilirliğini göstermesi açısından önemlidir. Ayrıca, P endeksi
sadece ABD ve Avrupa’da değil Asya’da (örneğin, Çin) da ilgi görmüştür (Ou ve Wang, 2009).
Fosfor endeksinin oluşturulması için tarımsal bir havzadan kaynaklanan P yükünü belirleyen
etkenleri içeren bir çerçeve kullanılmaktadır (Tablo 2.1.).
Tablo 2.1. Tarımsal bir havzadan kaynaklanan fosfor yükünü belirleyen etkenler (Sharpley
vd., 2003).
Etken Açıklama
Taşınım
“Toplam fosfor” yükü ile erozyon arasında kuvvetli bir ilişki vardır
Topraktan ya da diğer fosfor kaynaklarından “çözünmüş fosfor” taşıyabilir
Kumlu, organik, ya da fosfora doymuş topraklarda fosfor toprağın içine
sızabilir. Ayrıca fosfor makrogözeneklerde gerçekleşen tercihli akışla
(preferential flow) da toprağın içine doğru hareket edebilir. Yapay drenajın
olması durumunda yüzeyaltı akış toplanarak doğrudan yüzey suyuna
aktarılabilir
Yüzey ve yüzeyaltı akışlarının göreceli oranlarını etkiler
Yanlış sulama yüzey akışına ve fosfor erozyonuna neden olabilir
Saha akarsuya ne kadar yakınsa fosforun akarsuya ulaşma olasılığı o
kadar yüksektir
Erozyona uğrayan maddeler ve bunlara bağlı olan fosfor akarsu
debisindeki değişimlerin etkisiyle çökebilir ya da yeniden suya geçebilir.
Erozyon
Yüzey akışı
Yüzeyaltı akış
Toprak bünyesi
Sulama akışı
Akarsu bağlantısı
Kanal etkileri

6
Fosfora duyarlı yüzey
suyuna yakınlık
Fosfor girdisine
duyarlılık
Çözünmüş fosfor akarsu kanalındaki sediman ya da akarsu yatağı
tarafından sorb ya da desorb edilebilir.
Bazı havzalar fosfora duyarlı yüzey sularına, yani etki noktasına,
diğerlerine oranla daha yakındır
Geniş yüzey alanına sahip sığ göller ötrofikasyona daha açık olma
eğilimindedir
Kaynak Yönetimi
Toprak Fosforu
Uygulanan Fosfor
Toprak fosforu arttıkça yüzey ve yüzeyaltı akışına verilen fosfor artar
Toprağa inorganik veya organik gübre içerisinde ne kadar fazla fosfor
uygulanırsa fosforun kaybedilme riski de o kadar artar
Saha Yönetimi
Uygulama Yöntemi
Uygulamanın
Zamanlaması
Artan fosfor kaybına göre gübre uygulama yöntemleri şöyle sıralanır:
toprak altına enjeksiyon < sürerek toprağa karıştırma < toprağa
karıştırmaksızın yüzeye uygulama
Fosfor uygulamasının ardından yağmur ne kadar erken yağarsa fosfor
kaybı o kadar yüksek olur
Bunun ardından Tablo 2.1.’de verilen etkenler için çeşitli kategoriler ve katsayılar seçilmektedir.
Örneğin, Avrupa için geliştirilecek P endeksine örnek olarak alınan Pennsylvania (ABD)
endeksi öncelikle havzadaki arazileri toprak P derişimlerine ve yüzey sularına yakınlıklarına
göre bir ön elemeye tabi tutmaktadır (Sharpley vd., 2003). Fosfor derişimi yüksek olan (> 200
mg kg-1
Mehlich-3 P) veya yüzey sularına yakın olan (< 45 m) arazilere ayrıntılı P endeksi
uygulanmaktadır. Bu ölçütlere uymayanlar P kaybı açısından “düşük risk” taşıyan araziler
olarak sınıflandırılmaktadır. Ayrıntılı endeks uygulamasının birinci aşamasında kaynak
etkeninin derecesi belirlenmektedir. Öncelikle kaynak yönetimi etkenlerinden (Tablo 2.1.)
toprak test fosforu (Mehlich-3 P) 0.2 ile çarpılarak toprak test fosforu derecesi (rating)
hesaplanmaktadır. Yine kaynak yönetimi etkenleri kapsamında toprağa uygulanan inorganik
gübrenin tümünün yarayışlı (available) olduğu kabul edilmektedir. Öte yandan organik
gübrelere 0.5 ile 1.0 arasında değişen yarayışlılık katsayıları verilmiştir. Saha yönetimi
kapsamındaki gübre uygulama yöntemleri (Tablo 2.1.) içinse neden olabilecekleri P kaybına
orantılı olarak 0.2 ile 1.0 arasında değişen katsayılar kullanılmaktadır. Kaynak etkeninin toplam
derecesinin hesaplanmasında aşağıdaki denklemlerden yararlanılmaktadır:
İnorganik gübre derecesi = Uygulama oranı x Uygulama yöntemi katsayısı (2.1.)
Organik gübre derecesi = Uygulama oranı x Uygulama yöntemi katsayısı x Yarayışlılık
katsayısı (2.2.)
Kaynak etkeni = Toprak test fosforu derecesi + İnorganik gübre derecesi + Organik gübre
derecesi (2.3.)
İkinci aşamada taşınım etkeninin (Tablo 2.1.) derecesi belirlenmektedir. Bunun için arazinin
maruz kaldığı erozyon oranı tahmin edilmektedir. Erozyon oranının tahmininde genelde ETKE
yada bunun değişik sürümlerinden yararlanılmaktadır (Sharpley vd., 2003):

7
A= R (K L S C P) (2.4.)
A: Toprak Kaybı miktarı (ton ha-1
yıl-1
),
R: Yağış erozyon indisi (ton m-1
ha-1
),
K: Toprak aşınırlık (erodibilite) faktörü,
L: Eğim uzunluğu faktörü,
S: Eğim derecesi faktörü,
C: Bitki amenajman faktörü,
P: Toprak koruma önlemleri faktörü.
Yüzey akış potansiyeli, yüzeyaltı akım ve yüzey suyuna yakınlık etkenlerine düşükten yükseğe
doğru 0 ile 8 arasında değişen katsayılar verilmektedir. Bütün bu katsayılar ve erozyon oranı
toplanarak taşınım toplamı çıkarılmaktadır. Taşınım etkeni ise değiştirilmiş bağlanırlık
(modified connectivity) ve taşınım toplamının çarpılmasıyla hesaplanmaktadır:
Taşınım etkeni = Değiştirilmiş bağlanırlık x (Taşınım toplamı/22) (2.5.)
Fosfor endeksinin değeri aşağıdaki denklem ile belirlenmektedir:
Fosfor endeksinin değeri = 2 x Kaynak etkeni x Taşınım etkeni (2.6.)
Fosfor endeksi değerine göre tarımsal arazilerin kritik kaynak alan olma riskleri
derecelendirilmektedir: düşük (< 60), orta (60-79), yüksek (80-100), çok yüksek (> 100).
Pennsylvania endeksinde gübre uygulamasının düşük ve orta riskli arazilerde azot temelli,
yüksek riskli arazilerde P temelli olması istenmektedir. Çok yüksek risk taşıyan arazilere ise
kesinlikle fosforlu gübre verilmemesi önerilmektedir.
Başka coğrafyalar için geliştirilmiş endekslerden yararlanmak için uygulamanın yapılacağı
coğrafyadaki kaynak ve taşınım etkenlerine ilişkin ön bilginin elde edilmesi gerekmektedir. Bu
bilgi doğrultusunda kimi zaman örnek alınan endeks değiştirilerek yeni coğrafyaya
uyarlanabilir. Örneğin, ilk kez ABD’de geliştirilen P endeksi aracını Danimarka’da kullanmak
isteyen araştırmacılar örnek olarak aldıkları Pennsylvania endeksi üzerinde değişiklikler
yapmışlardır (Andersen ve Kronvang, 2006). Bu değişikliklerden en önemlisi Danimarka’nın
tarımsal topraklarında önemli bir taşınım etkeni olan fosforun toprağa sızma potansiyelinin
endekse eklenmesidir. Andersen ve Kronvang (2006) düşük P tutma özellikleri nedeniyle –
Yeniçağa havzasındaki torf gibi- organik toprakların P sızdırma potansiyellerinin diğer
topraklara göre daha yüksek olacağını kabul etmişlerdir. Öte yandan endekste kullanılan
katsayıların seçiminde de özenli davranılması gerekmektedir. Bu seçimin mümkünse doğrudan

8
sahada yapılmış çalışmaların sonuçlarına, bu mümkün değilse etkin bir literatür analizine
dayandırılması gerekmektedir. Örneğin, ABD’nin Maryland eyaleti için literatüre hâkim
uzmanlar kısa süre içerisinde bir P endeksi hazırlayabilmişlerdir (Coale vd., 2002). Yukarıda
söz edilen noktalar dikkate alınarak Avrupa’da uygulanacak bir P endeksinin çerçevesi de
çizilmiştir (Heathwaite vd., 2003). Çerçeve, endeksin içereceği etkenleri ve bunlara bağlı olarak
gereksinim duyulacak bilgilerin neler olacağını kapsamaktadır.
Tarımsal yayılı P yüklerinin tahmin edilmesinde kullanılan diğer araçlar (örneğin, mekanistik
modeller) için olduğu gibi P endeksi sonuçlarının da doğrulanması (validasyon) gerekmektedir.
Doğrulama çalışmaları endeksin uygulanmaya başladığı 1990’lardan bu yana değişik
ülkelerde tarla ve havza ölçeklerinde sürdürülmektedir (Andersen ve Kronvang, 2006;
Bechmann vd., 2007; DeLaune vd., 2004). Havza ölçeğinde yapılan çalışmalarda yüzey
sularında ölçülen P yükleri ve bunları besleyen tarımsal havzaların ağırlıklı endeks değerleri
arasında ne kadar güçlü bir pozitif korelasyon varsa endeksin doğruluğu da o kadar yüksek
sayılmaktadır.
Türkiye’de yayılı P kirliliğine yüzey yada yeraltı sularına ilişkin spesifik projeler (örneğin, havza
yönetim planları) bağlamında sıklıkla değinilmesine rağmen P yükünün kaynaklara göre
dağılımını belirlemeye çalışan sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır (Bulut ve Aksoy, 2008;
Durdu ve Cvetkovic, 2009; Pulatsu ve Aydin, 1997; Tanik vd., 1998). Fosfor endeksinden
ülkemizde yararlanıldığını belgeleyen bir yayın ise bildiğimiz kadarı ile bulunmamaktadır. Bir
araştırma konusu olarak yayılı P kirliliğinin ülkemizde yeterince ilgi görmemesinin önemli
nedenlerinden birinin tarımsal topraklarımızın fosfora aç olduğuna, dolayısıyla P kirliliğine
sebep olamayacaklarına dair yaygın kanı olduğu düşünülmektedir. Gerçekten de agronomik
açıdan bakıldığında tarımsal alanlarımızın %58 gibi büyük bir kısmının fosfora aç olduğunu (<
6 kg P2O5) bildiren kapsamlı bir çalışma bulunmaktadır (Eyüpoğlu, 1999). Öte yandan aynı
çalışmada tarımsal alanlarımızın azımsanamayacak bir kısmının, %25, yüksek yada çok
yüksek (> 9 kg P2O5 da-1
) P içerdiği de bildirilmiştir. Ayrıca fosforca zengin toprakların bölgeler
arasında dengesiz biçimde dağıldığı da görülmektedir: Marmara’da %48’e karşılık
Güneydoğu’da %11. Bolu ilinde yüksek ve çok yüksek P içeren tarımsal alanların oranı
%30’dur, ve Türkiye ortalamasının üzerindedir. İlginçtir ki yayılı P kirliliğini önleme ve
denetleme için büyük kaynaklar harcamakta olan ABD’de de birçok tarımsal arazi
Türkiye’dekiler gibi fosfora açtır (Sharpley vd., 1994; Sims, 1993). Dolayısıyla yayılı kirliliğe
önem verilmesini gerektiren tek etken ülke genelinde ne kadarlık bir arazinin fosforca zengin
olduğu değildir. Asıl önemli olan ötrofikasyona duyarlı olan yüzey suyu havzalarındaki
toprakların ne kadarının yüksek P içerdiği ve P kaybına açık olduğudur (P endeksinin
omurgasını oluşturan kaynak ve taşınım etkenleri).

9
3. GEREÇ VE YÖNTEM
3.1. Çalışma Alanına İlişkin Genel Bilgiler
Çalışma alanı Yeniçağa Gölü ve havzasını kapsamaktadır. Yeniçağa Gölü, Türkiye’nin kuzey-
batısında Bolu ili sınırları ve Batı Karadeniz havzası içinde yer almaktadır (Şekil 3.1.). Yeniçağa
havzası desimal derece koordinat sistemine göre 40.713345-40.854618 kuzey enlemleri ve
31.903298-32.198021 doğu boylamları arasında bulunmaktadır. Yoğun trafik taşıyan Ankara-
İstanbul karayolları (D100 ve O-4) göl havzasının güneyinden geçmektedir. Öte yandan
Zonguldak karayolu (D750) da gölün doğusunda yer almaktadır. Genel olarak göl çeperinde,
ağırlıklı olarak da gölün batı ve kuzeybatısında yoğunlaşan bir turbalık alan bulunmaktadır.
Havzadaki nüfus Yeniçağa ilçe merkezi ve bağlı köy nüfusundan oluşmaktadır. Ana tarımsal
etkinlikler olarak buğday, arpa ve büyükbaş hayvan yetiştiriciliği; balıkçılık öne çıkmaktadır.
Havzada insana bağlı etkinliklerin (örneğin, hayvancılık) göstergesi olan insan ve hayvan
yoğunlukları, havzaya ilişkin diğer temel niceliklerle birlikte sunulmaktadır (Tablo 3.1.).
Şekil 3.1. Yeniçağa havzasının kuzeybatı Anadolu’daki akarsu havzalarına göre konumu
(Waterbase, 2013).

10
Tablo 3.1. Yeniçağa gölü ve havzasının özellikleri.
Özellik Birim Değer Kaynak
Havza Alanı km2 145 1
Göl Alanı km2 2.42 1
Göl Derinliği m 1.6 (Ortalama)
4.5 (En Yüksek)
1
Göl Yüksekliği m 989 1
Havza Yüksekliği m 989 (En Düşük)
1175 (Ortalama)
1715 (En Yüksek)
1
Nüfus Yoğunluğu kişi km-2 42 2
Hayvan Yoğunluğu büyükbaş km-2
küçükbaş km-2
et tavuğu km-2
18
5
2187
3
1: Bu çalışma; 2: Havza alanı bazındaki 2010-2012 yılları ortalaması (TÜİK, 2013); 3:
Havza alanı bazındaki 2011-2013 yılları ortalaması (Yeniçağa İlçe Tarım Müdürlüğü,
2013)
3.2. Meteorolojik Özellikler
Çalışma alanında MGM tarafından aralıklı olarak işletilen 950 m yükseklikteki Yeniçağa (MGM
No. 1708) istasyonu daha sonra kapatılmıştır. İstasyonun günlük toplam yağış, minimum
sıcaklık, maksimum sıcaklık, ortalama nisbi nem, ortalama rüzgâr hızı verileri MGM TÜMAS
aracılığıyla elde edilerek değerlendirilmiştir. Aylık ortalama değerler Tablo 3.2.’de
verilmektedir. Ölçüm yapılan aylar ve yıllar göz önüne alındığında aylık ortalama yağış 30-49
mm arasında değişmiştir. En düşük günlük sıcaklık ortalamasının kış aylarında -11o
C’nin altına
inmemiş, yaz aylarında ise 15o
C’nin üzerine çıkmamış olduğu görülmektedir. Benzeri bir
karşılaştırma en yüksek günlük sıcaklık için yapıldığında ortalama değer aralığının 0.5-27.1 o
C
olduğu saptanmıştır. Ortalama nisbi nem ve rüzgar hızı nicelikleri sırasıyla aşağıdaki aralıklar
içinde kalmıştır: %62-90 ve 0.48-1.85 m sn-1
. Gerek ölçüm yapılan yılların sayıca az olması
gerekse de izleme dönemindeki veri eksiklikleri kapsamlı bir değerlendirme yapılması önünde
engel oluşturmaktadır.
Tablo 3.2. Yeniçağa MGM istasyon ölçümlerinin ortalama aylık değerleri.
Yıl
Toplam Yağış (mm)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1987 29 16.2 1.4 46.2 26.1 61.7
1988 17.5 34.5 58.5 39.5 50.7 91
1989 20.8 19.5 18.3 63 78.4 27.5
1991 0 0 43.6 75 0 59.2 21.3 42.5
1990 yılında tüm aylar için sıfır yağış rapor edildiğinden bu yılda ölçüm gerçekleştirilmediği kabul edilmiştir.
Yıl
Minimum Sıcaklık (o
C)
Ay

11
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1987 26.0 25.1 24.6 15.7 11.8 5.3
1988 5.5 6.1 8.4 15.6 19.0 21.5
1989 23.7 27.1 21.6 16.1 9.8 3.4
1990 0.5 4.1 13.0 14.5 18.5 21.9 25.5 25.1 21.6 18.2 14.3 6.8
1991 3.9 10.3 13.4 18.2 23.1 25.4 24.1 20.9
Yıl
Maksimum Sıcaklık (o
C)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1987 13.2 10.3 6.2 3.2 0.4 -2.7
1988 -2.6 -3.0 -0.4 3.6 7.6 11.5
1989 14.6 -6.0
1990 -10.9 -4.0 -0.6 3.7 4.4 9.1 13.0 10.9 7.0 4.1 2.4 -0.7
1991 -5.4 0.0 4.1 6.2 10.8 13.5 12.9 8.7
Yıl
Ortalama Nisbi Nem (%)
Ay
Yıl 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1987 64.3 62.6 64.3 80.2 75.6
1988 86.7 87.2 77.5 77.3
1989 67.3 64.1 78.1 76.5 71.8 73.0
1990 72.1 79.9 69.1 68.4 62.3 67.6 71.7 73.6 80.7 84.3 88.9 89.3
1991 82.6 84.9 81.5 72.5 71.0 74.5 75.0
Yıl
Ortalama Rüzgar Hızı (m sn-1
)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1987 1.76 1.64 1.45 1.32 1.55 1.41
1988 1.10 1.64 1.84 1.45 1.43 1.39
1989 0.72 0.48 1.05 1.11 1.33 1.09
1990 1.08 1.39 1.14 1.57 1.35 1.19 1.09 1.54 1.24 1.19 1.37 1.85
1991 0.97 1.38 1.81 1.55 1.04 1.13 1.05 1.14
Çalışma alanına yakın olan ve uzun süredir işletilen iki MGM istasyonu Bolu (MGM No. 17070)
ve Gerede’dir (MGM No. 17642). Bolu istasyonunun koordinatları 40.7329 K, 31.6022 D iken
Gerede istasyonunun koordinatları 40.8046 K, 32.2176 D biçimdedir. İstasyon yükseklikleri
Bolu ve Gerede için sırasıyla 743 ve 1270 m’dir. İstasyonların günlük toplam yağış, minimum
sıcaklık, maksimum sıcaklık, ortalama nisbi nem, ortalama rüzgar hızı, toplam global güneş
radyasyonu verileri mümkün olan en uzun zaman aralıkları için MGM TÜMAS’tan elde edilerek
değerlendirilmiştir (Tablo 3.3).

12
Tablo 3.3. MGM Bolu ve Gerede istasyon ölçümlerinin ortalama aylık değerleri.
İstasyon n
Toplam Yağış (mm)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bolu 54 57.4 45.1 52.3 51.8 60.1 52.8 30.6 24.5 27.1 42.9 45.8 63.4
Gerede 31 68.5 43.3 53.0 65.9 83.3 62.6 37.9 27.1 25.9 39.8 58.9 74.7
n
C)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bolu 54 -3.28 -2.36 -0.03 4.07 7.77 10.62 12.81 12.87 9.66 6.36 2.01 -0.79
Gerede 38 -5.50 -4.60 -2.16 2.10 5.89 8.76 10.58 10.33 7.76 4.23 0.14 -3.01
n
C)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bolu 54 5.34 7.20 11.33 16.71 21.47 24.84 27.44 27.79 24.35 19.21 13.21 7.52
Gerede 38 1.83 3.10 6.90 11.99 16.68 20.40 23.10 23.49 20.62 15.42 9.36 4.07
n
Ortalama Nisbi Nem (%)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bolu 54 77.94 75.18 71.99 69.70 70.92 70.61 69.01 68.83 70.54 74.42 75.16 77.98
Gerede 37 80.47 77.99 72.14 65.19 63.63 63.96 61.70 60.74 62.08 66.34 71.54 77.91
n
Ortalama Rüzgar Hızı (m sn-1
)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bolu 54 1.25 1.40 1.55 1.61 1.50 1.49 1.56 1.53 1.41 1.17 1.15 1.24
Gerede 38 2.43 2.47 2.46 2.47 2.25 2.38 2.29 2.30 2.02 1.98 2.12 2.26
n
Toplam Global Güneş Radyasyonu (cal cm-2
gün-1
)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Bolu 7 118 183 280 395 500 566 574 537 406 252 172 109
n: Veri içeren yıl sayısı.
TÜBİTAK tarafından desteklenen ve Prof. Dr. Fatih Evrendilek tarafından yürütülmüş olan
109Y186 numaralı araştırma projesi kapsamında havzada bir meteoroloji istasyonu kurularak
22.7.2010’dan itibaren ölçümlere başlanmıştır (Evrendilek vd., 2013). İstasyonun koordinatları
40.789 K, 32.029 D iken yüksekliği 989 m’dir. Raporun ileriki bölümlerinde bu istasyondan
“Yeniçağa TÜBİTAK istasyonu” olarak söz edilecektir. İstasyonun saat bazında ölçtüğü yağış,
minimum sıcaklık, maksimum sıcaklık, ortalama nisbi nem, ortalama rüzgar hızı, toplam güneş
radyasyonu verilerinden yola çıkılarak elde edilen aylık ortalamalar Tablo 3.4.’te
sunulmaktadır.
Tablo 3.4. Yeniçağa TÜBİTAK istasyonu ölçümlerinin ortalama aylık değerleri.
Yıl
Yağış (mm)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 2.5 43.2 67.3 9.4 23.4
2011 30.2 15.2 25.1 68.8 80.5 94.5 11.9 4.3 2.3 46.0 3.3 35.8
2012 24.6 14.2 29.5 7.4 26.2 1.3 1.3 0.5 0.0 0.0 9.7 45.2
2013 14.7 19.8 43.7 52.3 20.1 4.8 9.1 3.0 20.1 58.9 9.9
Yıl
C)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010
14.0 11.4 8.6 4.0 0.8 -1.3
2011
-5.4 -5.9 -4.0 1.9 6.0 9.1 11.1 8.4 4.4 1.1 -6.6 -6.2

13
2012
-9.0 -10.0 -6.6 3.4 6.4 8.0 10.4 7.5 5.1 3.8 0.3 -2.2
2013
-4.8 -1.6 -1.6 2.4 5.7
Yıl
C)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010
28.1 30.3 24.3 14.5 19.5 9.9
2011
4.5 6.3 8.7 11.1 17.7 21.5 26.4 24.6 23.9 14.7 7.5 7.3
2012
1.9 2.5 6.2 17.2 20.7 25.2 26.8 25.7 26.1 21.4 14.0 7.6
2013
5.5 9.1 11.7 16.2 23.3
Yıl Ortalama Nisbi Nem (%)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010
74.82 69.52 77.92 85.58 68.51 82.04
2011
89.07 84.30 81.91 82.88 79.51 79.10 75.34 75.84 73.00 79.06 81.97 81.58
2012
85.85 80.90 81.03 68.01 74.82 72.82 73.41 72.60 72.05 75.04 82.04 83.93
2013
81.98 76.00 70.12 71.86 69.05
Yıl Ortalama Rüzgar Hızı (m sn-1
)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010
2.26 2.05 2.05 1.67 1.66 1.84
2011
1.41 1.83 1.84 2.67 2.10 2.00 2.12 2.13 1.84 1.88 1.50 1.76
2012
1.63 1.85 1.86 2.50 2.10 1.84 2.08 2.05 1.74 1.60 1.50 1.84
2013
2.17 2.33 2.35 2.28 1.97
Yıl Toplam Güneş Radyasyonu (MJ m-2
gün-1
)
Ay
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010
22.00 23.39 16.08 7.62 8.99 5.19
2011
6.11 8.69 12.74 13.34 17.06 22.26 25.96 21.99 18.50 11.13 7.80 6.00
2012
6.63 10.04 14.57 17.66 19.57 26.15 24.73 20.66 18.63 11.47 7.09 5.35
2013
6.25 8.69 12.59 17.98 24.18
3.3. Arazi Örtüsü ve Arazi Kullanımı
Yeniçağa ilçesinin 1990, 2000, 2006 yıllarına ait CBS formatındaki CORINE AÖAK bilgilerine
internet ortamında ulaşılabilmektedir (TC Orman ve Su İşleri Bakanlığı, 2011). İlçedeki arazi
örtüsünün yaklaşık %40’ını geniş ve iğne yapraklı ormanların; %25’ini sürekli sulanan ve
sulanmayan ekilebilir tarımsal alanların oluşturduğu görülmektedir (Şekil 3.2.). Eldeki verilerin
kapsadığı 1990-2006 döneminde Yeniçağa ilçesindeki ciddi oranda bir AÖAK değişimi
gerçekleşmediği anlaşılmaktadır.

14
Şekil 3.2. Yeniçağa ilçesinin arazi örtüsü ve arazi kullanımının yıllara göre değişimi.
3.4. Jeolojik Özellikler ve Toprak Yapısı
Yeniçağa Kuzey Anadolu fay hattı sistemi içerisinde yer alan Gerede fay hattına paralel uzanan
birincil ve ikincil fay hatları üzerinde yer almaktadır. Yeniçağa havzası çok genç (plaeo-
kuvaterner) bir depresyon sahasıdır; eski ve yeni alüvyonlar, Alpin formasyonları ve neojen
volkanitleri içerdiği bildirilmiştir (Yalçıner, 2012). Çalışma bölgesindeki toprak türleri ve
özellikleri MWSWAT çevrimiçi sitesi aracılığıyla dünya ölçeğindeki bir veritabanından alınarak
Tablo 3.5.’te sunulmuştur.
Tablo 3.5. Çalışma alanındaki topraklar ve özellikleri (Waterbase, 2013).
Toprak
No.
Toprak
Adı
Katman
Sayısı
Hidrolojik
Grup
Bünye
Maksimum
Kök
Derinliği
(mm)
Anyonların
Giremediği
Boşluğun
Poroziteye
Oranı
Maksimum Çatlak
Hacmi: Toprak
Hacmi
Oranı
3003 Ao111-
2bc-
3003
2 C Tın 820 0.5 0.5
3026 Bk45-
2bc-
3026
2 C Tın 660 0.5 0.5
3208 Lo91-
2bc-
3208
2 D Tın 800 0.5 0.5
Birinci Katman Özellikleri
Toprak
Numarası
Katman
Derinliği1
(mm)
Islak
Hacim
Yoğunluğu
Yarayışlı
Su
Kapasitesi
Doymuş
Hidrolik
İletkenlik
Organik
Karbon
(%)
Kil-Mil-
Kum
(%)
Yansıta
bilirlik
ETKE
K2

15
(g cm-3
) (mm H2O
mm-1
toprak)
(mm sa-1
)
3003 300 1.2 0.146 14.08 2.4 22-34-
44
0.0048 0.2719
3026 300 1.3 0.117 8.49 1.2 22-40-
39
0.0484 0.2671
3208 300 1.4 0.106 5.95 1 22-34-
44
0.0712 0.287
İkinci Katman Özellikleri
Toprak
Numarası
Katman
Derinliği1
(mm)
Islak
Hacim
Yoğunluğu
(g cm-3
)
Yarayışlı
Su
Kapasitesi
(mm H2O
mm-1
toprak)
Doymuş
Hidrolik
İletkenlik
(mm sa-1
)
Organik
Karbon
(%)
Kil-Mil-
Kum
(%)
Yansıta
bilirlik
ETKE
K2
3003 1000 1.3 0.146 8.47 0.8 27-29-
44
0.1047 0.2719
3026 1000 1.5 0.117 2.67 0.6 27-38-
35
0.154 0.2671
3208 1000 1.5 0.106 2.66 0.5 30-32-
38
0.1867 0.287
1: Toprak yüzeyinden katmanın en alt noktasına kadar olan derinlik.
2: ETKE erodibilite faktörü (0.013 metrik ton m2
sa (m3
metrik ton cm)-1
)
3.5. Akarsular
Gölü besleyen akarsular Hamzabey, Güzveren, Kaymaz, Ömerli, Fındıklı, Aksu, Kınalı
(Adaköy) dereleridir. Bu dereler için DSİ tarafından tahmin edilmiş olan taşkın debileri Tablo
3.6.’da sunulmaktadır. Gölün tek çıkışı ise Çağa Kanalı’dır. Gölün Çağa Kanalı’na boşaldığı
noktada DSİ tarafından inşa edilmiş olan 989.5 m kotlu bir regülatör bulunmaktadır.
Tablo 3.6. Yeniçağa Gölü’nü besleyen derelerin 100 ve 500 yıl tekerrürlü yağış debileri.
Dere Alt Havza Alanı (km2) Q100 (m3 sn-1) Q500 (m3 sn-1)
Hamzabey 60.1 39.8 58
Kınalı (Adaköy) 9.2 6.4 9.4
Aksu (Deliler) 44.8 26.6 42.2
Kaymaz 10 11.7 13
Güzveren 24.4 11.7 17.5
Fındıklı ve Kirenli 5.3 5.6 8.2
Q100: 100 yıl tekerrürlü yağış için debi.
Q500: 500 yıl tekerrürlü yağış için debi.
Kaynak: DSİ 53. Bölge Müdürlüğü.
3.6. Su Kullanımı
Çalışma alanındaki yerleşimlerin su gereksinimleri yeraltı suyundan karşılanmaktadır. Nüfusun
yaklaşık % 65’inin yaşadığı ilçe merkezindeki kanalizasyon şebekesi evsel atıksuyu cazibe ile
toplamaktadır. Atıksuyun gölün kuzeyinde ve Çağa kanalının doğu yakasında konumlu
bulunan doğal arıtma tesisine (Şekil 3.4; desimal derece koordinatlar: 40.8033 K, 32.0373 D)
aktarılmasını sağlayan iki adet pompa istasyonu (Pİ-1 ve Pİ-2) ilçe merkezinin batısında ve
doğusunda bulunmaktadır (Şekil 3.3). Bir numaralı istasyon Ömerli Deresi’nin, Pİ-2 ise Kirenli

16
Deresi’nin yakınındadır. Köylerin atıksu arıtımı ise fosseptik sistemler aracılığıyla
gerçekleştirilmektedir.
Yeniçağa İlçe Tarım Müdürlüğü’nden alınan bilgiye göre çalışma alanında tarımsal sulama
şebekesi bulunmamaktadır, çiftçiler zaman zaman akarsulardan tarlalarına motopompla su
çekmektedir. Dolayısıyla CORINE 2006 tarafından “sürekli sulanan alan” olarak sınıflandırılan
bölgelerin gerçekte tarımsal sulama şebekeleri bulunmadığı anlaşılmıştır.
Şekil 3.3. Yeniçağa ilçe merkezinin evsel atıksu pompa istasyonları, konumları ve
yakınlarındaki dereler (GIZ, 2010).

17
Şekil 3.4. Yeniçağa doğal evsel atıksu arıtma tesisinin uydu fotoğrafı (Kaynak: Google Earth;
Fotoğraf Tarihi: 12.11.12).
3.7. Tarımsal Bitki Üretimi ve Alan Kullanımı
Yeniçağa ilçesinde tarımsal bitki üretimi için kullanılan alanın ağırlıklı olarak tahıl yetiştirmeye
ayrıldığı görülmektedir (Şekil 3.5.a.). Son on yıl (2003–2012) içerisinde tahıl ekilen alanın
3000–4000 ha arasında değiştiği bildirilmiştir. Tahıl üretimi için ayrılan alanın büyük bölümü
buğday ve arpa için kullanılmaktadır (Şekil 3.5.b.). Buğday ve arpa verimi 1991–2012 yıllarını
kapsayan dönemde sırasıyla 2±0.3 ve 2.3±0.4 ton ha-1
olarak gerçekleşmiştir.
Şekil 3.5. Yeniçağa ilçesinde tarımsal alan kullanımı (Kaynak: TÜİK).

18
3.8. İnorganik Gübre Kullanımı
İlçe sınırları içerisinde inorganik (ticari veya kimyasal) gübre satışı Yeniçağa Tarım Kredi
Kooperatifi tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu kurumdan alınan satış verileri Tablo 3.7.’de
sunulmaktadır. Satılan gübrelerden P içerenlerin 20.20.0 ve kompoze (15.15.15) gübreleri
olduğu görülmektedir. Burada kooperatifçe satılan gübrenin bir bölümünün Yeniçağa ilçesi
dışında kullanılmak üzere alınmış olma, öte yandan Yeniçağa’da kullanılan gübrenin bir
bölümünün de kooperatif haricindeki satıcılardan temin edilmiş olma olasılıklarının da var
olduğu belirtilmelidir. Çalışma bölgesindeki çiftçiler -özellikle gelişmiş ülkelerde yaygın olarak
uygulanan- “besin planlama”sını yapmadıkları için tarlalarına uyguladıkları inorganik gübre
miktarına ilişkin kapsamlı ve güvenilir kayıt bulunmamaktadır. Bundan ötürü Tablo 3.7.’deki
satış miktarları inorganik gübre uygulama oranının tahmininde kullanılabilecek tek güvenilir
veri seti olarak öne çıkmaktadır.
Tablo 3.7. Yeniçağa ilçesinde satılan inorganik gübre miktarları.
Yıl
Gübre Türü
20.20.0 15.15.15 AN33 Üre % 26’lık
Ca(NO3)2
% 21’lik NH4(SO4)2
Miktar (ton)
2011 58 50 88 63 0.5 2
2012 55 17 78 18 53 25
20131 15 2 52 30 53 6
Besin
İçeriği
N: % 20
P2O5:%
20
K2O: % 0
N: % 15
P2O5:% 15
K2O: % 15
N: %
33
N: % 46 CaO: % 26,5
N: % 15.5
N: % 21
S: % 24
1: 01.01.13-14.08.13 arası dönem.
3.9. Tarım Hayvanı Varlığı ve Organik Gübre Kullanımı
Bir önceki bölümde belirtildiği üzere çalışma bölgesinde tarımsal besin planlaması
uygulanmamaktadır. Dolayısıyla tarımsal alanlara, özellikle ekilen alanlara, uygulanan organik
(hayvansal) gübre miktarına ilişkin güvenilir, kapsamlı kayıtlar bulunmamaktadır. Bundan ötürü
organik gübre uygulama oranının çalışma alanındaki tarım hayvanı varlığından yararlanılarak
tahmin edilmesi gerekmektedir. Yeniçağa İlçe Tarım Müdürlüğü’nden sorumluluk alanlarındaki
tarım hayvanı varlığına ilişkin veriler elde edilerek Tablo 3.8.’de sunulmuştur.

19
Tablo 3.8. Organik gübre uygulama oranı tahmininde kullanılan nicelikler.
Yıl Büyükbaş Küçükbaş Tavuk1
adet
2011 2,507 727 397,000
2012 2,608 932 392,000
2013 4,411 1,279 392,000
Gübre Üretimi
Katsayısı2
(kg gün-1 adet-1)
5 0.6 0.0034
Gübre Geri
kazanım
Katsayısı3
0.5 0.5 0.95
1: Et tavuğu (broyler).
2: Kuru katı bazında.
3: Hayvanın kapalı tutulduğu dönemde kolayca toplanıp saklanabilecek gübre
miktarını hesaplamada kullanılan katsayı.
4: Et tavuğunun yetiştirme dönemi boyunca 0.876 kg kuru gübre ürettiği;
yetiştirme döneminin 45 gün olduğu; bir yılda 6 yetiştirme dönemi bulunduğu
kabul edilerek hesaplanmıştır.
Hayvanların kapalı tutuldukları dönemde oluşturdukları, dolayısıyla da geri kazanılması kolay
olan organik gübrenin miktarı hayvan sayısı, gübre üretim katsayısı ve gübre geri kazanım
katsayısı kullanılarak tahmin edilmiştir. Küçükbaş ve büyükbaş hayvanların 1 Mayıs–1 Kasım
arasında otlatıldıkları, dolayısıyla otlatma döneminin 180 gün sürdüğü kabul edilerek otlaklara
uygulanan organik gübre miktarı hesaplanmıştır.
3.10. Arazi Çalışmaları
Proje kapsamında çalışma alanındaki akarsular, göl suyu ve dip sedimanı, yaş ve kuru
atmosferik çökeltiler ve topraktan örnekler elde edilerek analiz edilmiştir. Ayrıca akarsuların
debileri de ölçülmüştür.
3.10.1. İzleme Altyapısı
Arazi çalışmalarında yararlanılan ve sürekli olarak sahada bulunan gereçler aşağıdaki gibidir
(Şekil 3.6.):
a. Meteoroloji İstasyonu: Bu projede araştırmacı olarak görev yapan Prof. Dr. Fatih
Evrendilek’in yürütücülüğünü yaptığı 109Y186 No.lu uluslararası TÜBİTAK COST
projesi kapsamında kurup halen işletmekte olduğu istasyondan (ET107; Campbell
Scientific Inc., Logan, Utah, ABD) yararlanılmıştır. İstasyonun enlem, boylam ve
yüksekliği sırasıyla 40.7909 K, 32.0382 D, ve 989 m’dir.
b. Otomatik Debi Ölçüm-Su Örnekleme İstasyonları: Tablo 3.6.’daki değerler esas
alınarak gölü besleyen diğer akarsulara göre daha yüksek debilere sahip oldukları

20
kabul edilen Aksu ve Hamzabey derelerinin üzerine birer adet “otomatik debi ölçüm-su
örnekleme istasyonu” kurulmuştur (Şekil 3.6.). Buradan itibaren yukarıdaki istasyonlara
kısaca “otomatik istasyon” denilecektir. Aksu otomatik istasyonunun enlem ve boylamı
sırasıyla 40.7822 K ve 32.0370 D iken Hamzabey otomatik istasyonunun koordinatları
40.7879 K ve 32.0142 D’dur.
Otomatik debi ölçümlerinin doğruluğunu arttırmak için özel olarak hazırlatılan yamuk
kesitli metal savaklar dere yatağına yerleştirilmiştir (Şekil 3.7.). Savakların yan ve alt
bölgelerinin su geçirmezliğini sağlamak için taş, toprak ve beton dolgu kullanılmıştır.
Su derinliğinin düşük olması nedeni ile Aksu istasyon savağının metal plakalarla
daraltılmasına karar verilmiş, suyun daha dar bir dikdörtgen kesitten geçişi
sağlanmıştır. Aksu dikdörtgen kesitinin ölçüleri aşağıdadır: genişlik = 1.43 m; yükseklik
= 1.02 m. Öte yandan, Hamzabey yamuk kesitinin ölçüleri şöyledir: üst kenar genişliği
= 4.6 m; alt kenar genişliği = 2.9 m; yükseklik = 1.3 m.
İstasyonun önemli bileşenlerinin (debimetre ve örnekleyici) korunması için penceresiz
kabinlerden yararlanılmıştır (HEBO AŞ; Pendik, İstanbul). Her otomatik istasyon birer
adet Sigma AV debimetre sensörü, Sigma 950 açık kanal debimetresi ve Sigma SD900
taşınabilir örnekleyici içermektedir (Hach Lange GmbH; Duesseldorf, Almanya).
Debimetre sensörü su basıncı ve hızını algılayarak debimetreye aktarmaktadır.
Debimetre ise basınç sinyalini derinliğe dönüştürdükten sonra kullanıcının kesit
geometrisine ilişkin sisteme önceden girmiş olduğu değerleri kullanarak ıslak alanı
hesaplamaktadır. Ölçülen hız ıslak alanla çarpılarak debi bulunmakta ve kurulu hafıza
kartına kaydedilmektedir. İzleme çalışmaları esnasında debimetre hafızasında birikmiş
olan zamana bağlı su derinliği, hızı ve debisi verileri “Insight for Windows” yazılımı
(Hach Lange GmbH; Duesseldorf, Almanya) aracılığıyla dizüstü bilgisayara belirli
aralıklarla aktarılmıştır. Yapılan denemeler debiye veya hacme bağlı otomatik su
örnekleme programının etkili olmayacağını gösterdiğinden SD900 örnekleyici zaman
ayarlı su örnekleme (1 örnek gün-1
) gerçekleştirecek biçimde programlanmıştır.
İstasyonun güç gereksinimi yukarıda belirtilen bileşenlerle uyumlu olan 12V şarj
edilebilir bataryalarla sağlanmıştır. Sahadaki bataryalar düzenli aralıklarla yeni şarj
edilmiş bataryalarla değiştirilmiştir.

21
Şekil 3.6. Islak-kuru atmosferik çökelme (Y1 ve Y2), meteoroloji ve akarsu izleme
istasyonlarının konumları (Kaynak: Google Earth; Fotoğraf Tarihi: 12.11.12).
Şekil 3.7. Aksu otomatik istasyonunun yapım sürecinden görüntü.
c. Yaş-Kuru Atmosferik Çökelme Örnekleyicileri: Göle atmosferik yaş (yağmur ve kar) ve
kuru çökelme yolu ile giren besin elementlerinin miktarlarını belirleyebilmek için 2011
yılında gölün güneyine (Y1) ve doğusuna (Y2) iki adet yaş-kuru çökelme örnekleyicisi
yerleştirilmiştir (Şekil 3.6.). Örnekleyicilerin konumlandırıldığı noktaların koordinatları
ise şöyledir: 40.7743 K, 32.0171 D (Y1); 40.7833 K, 32.0358 D (Y2).

22
Örnekleyiciler, "Andersen wet-only rain sampler" örnekleyicisi model alınarak
İstanbul'da faaliyet gösteren bir firma tarafından üretilmiştir. Örnekleme cihazlarının
ana bileşenleri iki adet örnek toplama kabı, bir adet hareketli çatı (kapak), motor ve
nem sensöründen oluşmaktadır (Şekil 3.8.). Nem sensörü ıslandığı anda 12-V’luk
aküyle tahrik edilen ve çatıyı hareket ettiren motoru çalıştırmakta böylece kuru
örnekleme kabının üzeri kapatılırken yaş örnekleme ünitesinin üzeri açılmaktadır. Bu
ünite atmosfere açık huni biçimli, ıslak çökelme örneğini toplayan metal bir yapıdan ve
bu yapıya takılmış olan plastik örnek şişesinden oluşmaktadır. Yağış sonlanıp sensör
kuruduğunda ise çatı mekanizması yeniden harekete geçmekte ve bu kez kuru
örnekleme kabının üzeri açılmaktadır. Böylece, yaş ve kuru çökelme örnekleri ayrı ayrı
toplanabilmektedir.
Şekil 3.8. Yaş-kuru atmosferik çökelme örnekleyicisi (Y1).
3.10.2. Sahada Gerçekleştirilen Ölçüm ve Örnekleme Çalışmaları
Otomatik istasyonların bulunduğu dereler de dâhil olmak üzere tüm derelerde taşınabilir
akustik doppler cihazı (FlowTracker Handheld-ADV; SonTek, San Diego, California, ABD) ile
düzenli debi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Günlük ölçümlere başlanmadan önce cihaza kurulu
yazılımdan yararlanılarak “otomatik kalite kontrolü” yapılmıştır. Ölçümler için türbülans ve ters
akışın olmadığı, bitki içermeyen, suyun her noktada sakin ve aynı yönde aktığı olabildiğince
düzgün kesitler seçilmiştir. Zorunlu durumlarda taş, bitki vb. engeller temizlenerek yukarıda
belirtilen koşulların geçerli olması sağlanmıştır. Cihazda kurulu olan yöntemlerden “çok noktalı”
ölçüm yönteminden yararlanılarak ve birden fazla istasyon (nokta) kullanılarak akarsu debisi
saptanarak cihaz belleğine kaydedilmiştir (Şekil 3.9.). Bunun ardından ilgili veri dosyaları cihaz
yazılımı (SonTek FlowTracker v2.30; SonTek, San Diego, California, ABD) yardımıyla dizüstü
bilgisayara aktarılmıştır.

23
Şekil 3.9. Akarsuda manuel debi ölçümü.
Yatak genişliği birkaç m ile sınırlı olan akarsularda tek noktadan elle 1-L’lik vida kapaklı
polipropilen şişeler kullanılarak su örnekleri alınmıştır. Asıl örneğin alınmasından önce
kullanılacak şişe birkaç kez örneklenen su ile yıkanarak olası kontaminasyon riski azaltılmıştır.
Eylül 2011-Ekim 2012 döneminde motorlu tekne ile göle çıkılarak Van Dorn tipi yatay
örnekleyici (Alpha Horizontal) kullanılarak su örnekleri elde edilmiştir. Sahadaki durumun
temsil edilebilmesi için göl yüzeyine yayılmış 15 istasyonda örnekleme gerçekleştirilmiştir
(Şekil 3.10.). Kararsız analitlerin ölçümü örneklemenin hemen ardından yapılmış; örnekler
daha sonra vida kapaklı plastik şişelerde diğer analizlerin gerçekleştirilebilmesi için AİBÜ
Çevre Mühendisliği Laboratuvarı’na götürülmüştür.
Şekil 3.10. Örnekleme istasyonlarının göl üzerindeki dağılımı (Kaynak: Google Earth;
Fotoğraf Tarihi: 12.11.12).

24
Yukarıda belirtilen su örnekleme istasyonlarında Temmuz 2012-Eylül 2012 döneminde Birge-
Ekman tipi örnekleyici kullanılarak yaklaşık 10-30 cm derinlikten dip sedimanı örneklenmiştir.
Çalışma alanında TGSKMAE’ne bağlı araştırmacılarca farklı arazi kullanım ve dağılımını temsil
edecek biçimde GPS koordinatları tespit edilen alanlardan 2011 ve 2012 yıllarında
gerçekleştirilen iki çalışma sonucunda sırasıyla 68 ve 66 toprak örneği alınmıştır. Örnekleme
yapılırken tarım arazilerine ağırlık verilmiştir. Bu arazilerin iki farklı katmanından, yüzey (0-20
cm) ve yüzey altı (20-40 cm), örnek elde edilmiştir. Diğer arazi kullanım türlerine ait alanlarda
ise sadece yüzey (0-20 cm) örneklemesi yapılmıştır. Toprak yapısı arazide toprak örneklemesi
esnasında belirlenmiştir (Soil Survey Staff, 1999). Örnekler Ankara’ya götürülerek TGSKMAE
laboratuvarlarında analiz edilmiştir.
3.11. Laboratuvar Analizleri
Atmosferik örneklemelere Eylül 2011'de başlanmış ve Kasım 2012'ye kadar devam ettirilmiştir.
Bu çalışmada her yağmur olayı ayrı bir numune gibi toplanmamış ancak haftalık aralıklarla
toplanmıştır. Yaş örnekler çalışma alanındaki yağış olaylarına bağlı olarak elde edilmiş, bu
örneklerin yağış olay(lar)ını takiben en fazla bir hafta sahada bekletildikten sonra AİBÜ Çevre
Mühendisliği laboratuvarına getirilmesine çalışılmıştır. Kuru örnekleme çalışma başında bir
haftalık aralıklarla gerçekleştirilmiş ancak bu örneklerin P içeriğinin analitik nicelleştirme
sınırına çok yakın veya bu sınırın altında çıkması nedeni ile kuru örnekleme aralığının iki
haftaya çıkarılmasına karar verilmiştir. Personel, hava koşulları, kuru örnekleme kaplarına
kimliği belirsiz kişilerce zarar verilmesinden kaynaklı örnek kayıpları gerçekleşmiş, ancak
bunların en azda tutulması için önlem alınmıştır.
Veri kalitesini arttırabilmek için çalışma başlangıcında uygulanan örnekleme protokolünde
değişikliğe gidilmiştir. Başta uygulanan protokol şöyledir: Y1 ve Y2’de sürekli olarak sahada
tutulan birer adet metal (kuru çökelme) ve plastik (yaş çökelme) örnekleme kabı kullanılmıştır.
Yaş çökelme örnekleri önceden temizlenmiş vida kapaklı polipropilen örnek şişelerine alınmış
ve yaş çökelme örnekleme kabı, örnekleyicinin içerisinde ayrı bir şişe içerisinde saklanan
deiyonize su (15 MΩ·cm) ile 2-3 defa dikkatlice yıkanmıştır. Örneklemeye başlamadan önce
100 mL deiyonize su ile “saha kör örneği” alınmıştır. Kuru çökelme örnekleri de yaş çökelmede
olduğu gibi önceden yıkanmış plastik şişelere alınmıştır. Ancak burada farklı olarak, biriken
kuru çökelme örnekleri 100 mL deiyonize su ile süspansiyona çevrilerek şişelere aktarılmıştır.
Dolayısı ile kuru çökelme örneklerinin toplam hacmi 100 mL olmuştur. Örneğin alınmasını
takiben yaş örneklemede belirtilen deiyonize su ile yıkama ve kör örnek temin işlemleri kuru

25
örnekleme kabına da uygulanmıştır. Saha kör örnekleri özellikle kuru çökelme verilerinin
değerlendirilmesinde ve gereğinde düzeltilmesinde yarar sağlamıştır. Toplanan örnekler ve
saha kör örnekleri aynı gün AİBÜ Çevre Mühendisliği laboratuvarına aktarılmıştır. Yukarıda
verilen örnekleme yöntemi Mart 2012 tarihine kadar devam ettirilmiştir. Mart 2012’den itibaren
devreye alınan protokol ise analit değerlerindeki hata payını arttırabileceği düşünülen ve
sahada zaman kaybına neden olan işlem basamaklarının kaldırılması için tasarlanmıştır. Yeni
protokolde yaş ve kuru örnekleme için birden fazla plastik kap kullanılmıştır. Saha
örnekleyicilerin yanında gerçekleştirilen kuru çökelme örneği hazırlama, saha kör örneği temini
işlemlerine son verilmiştir. Örnekleme günü kuru ve yaş örnek içeren kapların kapakları sıkıca
kapatılmış ve başkaca bir işlem yapılmadan bunlar AİBÜ Çevre Mühendisliği laboratuvarına
iletilmiştir. Laboratuvara gönderilen örnekleme kaplarının yerine ise laboratuvarda önceden
yıkanarak hazırlanmış benzer örnekleme kapları yerleştirilerek örnekleme yeniden
başlatılmıştır. Örnekleme kapları sahaya gönderilmeden önce laboratuvarda birçok kez
deiyonize su ile yıkama suyunun elektrik iletkenliği ≤ 1.5 μS cm-1
oluncaya kadar yıkanmıştır.
Sıvı ve yarı-katı örnekler analizlerin gerçekleştirilmesine dek buzdolabında saklanmıştır.
Toprak örnekleri laboratuvarda ince bir katman biçiminde serilerek kurutulmuş, ardından
santrifüjlü değirmende (ZM 200; Retsch, Haan, Almanya) dane boyu < 1 mm olacak biçimde
öğütülmüştür. Sediman örnekleri 40-50o
C’de sabit kütleye ulaşılıncaya dek kurutulmuştur.
Kuru çökelme örnek kabı sıkıca kapatılmış biçimde laboratuvara ulaştırılmış, analize
hazırlanana dek oda sıcaklığında açılmadan saklanmıştır. Sıvı örnekler ÇRF, NO3, TÇF, TÇA
analizleri için 0.45-µm’lik şırınga tipi membran filtre (Millex-HV) kullanılarak süzülmüştür,
yukarıda belirtilen analitlerin tayininde “süzüntü” kullanılmıştır. Toplam F, TÇF, TA ve TÇA
analizleri için sıvı örnekler persülfat sindirimine tabi tutulmuştur (Ebina vd., 1983). Yukarıdaki
sindirim yöntemi TÇF ve TÇA için örneğin süzüntüsüne, TF ve TA içinse süzülmemiş örneğe
uygulanmıştır. Elemental içerik açısından ICP-MS analizine tabi tutulacak sıvı örnekler %1
(h:h) oranında derişik HNO3 ile asitlendirilmiştir, sediman örnekleri ise “mikrodalga sindirimi”ne
tabi tutulmuştur: Yaklaşık 50 mL örnek 50o
C’de en az 2 gün kurutularak susuzlaştırılmış ve
sabit kütleye getirilmiş, bunun ardından 0.3 g örnek özel Teflon kaplara alınarak mikrodalga
fırında (StartD HPR-EN-03; Milestone, Sorisole, İtalya) kademeli olarak 200-110o
C’de ve 45
bar basınç altında asit sindirimine maruz bırakılmış, saf su (18 MΩ·cm) ile sabit hacme
getirilmiştir.
Aşağıda belirtilen analitik ölçümlerde, aksi belirtilmediği takdirde, Standart Yöntemler’in
kullanıldığı anlaşılmalıdır (Eaton vd., 2005).

26
Toplam P, TÇF ve ÇRF tayinleri için sırasıyla “süzülmemiş ve sindirilmiş”, “süzülmüş ve
sindirilmiş”, süzülmüş örneklere “molibdat-askorbik asit” yöntemi uygulanmıştır. Öte yandan,
TA, TÇA ve NO3 içeriklerinin belirlenmesinde sırasıyla “süzülmemiş ve sindirilmiş”, “süzülmüş
ve sindirilmiş”, süzülmüş örnekler “morötesi spektrofotometrik tarama” yöntemi ile analiz
edilmiştir. Azot ve P tayinlerinde “görünür-morötesi spektrofotometre”den (DR 5000; Hach
Lange, Duesseldorf, Almanya) yararlanılmıştır.
Sedimanın içerdiği dört P fraksiyonunu (İF, OF, AF, ve AOİF) nicelleştirmek için kimyasal
ekstraksiyon yönteminden yararlanılmıştır (Ruban vd., 1999). Fraksiyonların belirlenmesinde
1 ve 3.5 M HCl, 1 M NaOH ve 1 M NaCl çözeltilerinden yararlanılmıştır. Her bir fraksiyon için
gerçekleştirilen ekstraksiyon işleminin sonunda oluşan süspansiyon santrifüjlenmiş, üst
suyunun - dolayısıyla fraksiyonun - P içeriği “molibdat-askorbik asit” yöntemi ile saptanmıştır.
Örneklerin içerdiği elementlerinin nicelleştirilmesinde ICP-MS (X Series 2; Thermo Fisher
Scientific, Waltham, MA, ABD) kullanılmıştır. Analiz yönteminin oluşturulmasında ABD EPA’nın
6020/6020A numaralı yöntemleri esas alınmıştır (Spencer, 2004). Kalite kontrolü ve ölçülen
derişimlerin otomatik olarak düzeltilmesi için Sc, Y ve In iç standart olarak kullanılmıştır.
Kalibrasyon ve kalite kontrol standartlarının hazırlanması, gerektiğinde örneklerin seyreltilmesi
ICP-MS cihazına bağlanmış olan otomatik seyreltici (ID100; Thermo Fisher Scientific,
Waltham, MA, ABD) tarafından gerçekleştirilmiştir.
Toprak örneklerinin BYF miktarının belirlenmesinde kimyasal ekstraksiyon ve askorbik asitli
kolorimetrik tayin yöntemleri kullanılmıştır (Murphy ve Riley, 1962; Olsen vd., 1954).
Organik madde içeriği, Richards (1954) tarafından bildirilen Walkley-Black yönteminin modifiye
edilmiş şekli uygulanarak tayin edilmiş, organik karbon ise organik madde kapsamından
hesaplama yolu ile belirlenmiştir (Ülgen ve Ateşalp, 1972). Bünye ise hidrometre yöntemi
kullanılarak saptanmıştır (Bouyoucos, 1951). Hacim ağırlığı, bozulmamış örnekler kullanılarak
kuru toprağın toplam hacmine oranlanmasıyla hesaplanmıştır (Black ve Hartge, 1986). Toplam
N, mikro Kjeldahl yöntemi ile tayin edilmiştir (Bremner, 1965). Hidrolik iletkenlik bozulmamış
toprak örneklerinde sabit seviyeli hidrolik iletkenlik seti kullanılarak belirlenmiştir (Klute ve
Dirksen, 1986).
3.12. Veri Analizi
Sahadaki gereçlerin otomatik olarak ürettiği ham veri, sahadaki ve laboratuvardaki çalışmalarla
elde edilen veriler aşağıda ayrıntıları verilen analizlere tabi tutulmuştur.

27
Atmosferik örnekleyicilerin yaş ve kuru çökelmeyi %100 verimle örnekledikleri kabul edilmiştir.
Azot ve P türlerinin Ç̅ 𝑦 hesaplamasında örnekleme dönemindeki yağış miktarı; Ç̅ 𝑘
hesaplamasında örnekleme alanı 0.049 m2
ve örnek hacmi 100 mL olarak alınmıştır.
Geri yörünge çalışmasında ABD NOAA tarafından geliştirilen ve tüm dünyadaki araştırmalar
için internet üzerinden kullanıma açık olan READY HYSPLIT modelinden yararlanılmıştır
(Draxler ve Rolph, 2013; Rolph, 2013). Yaş örnekleme günlerinden geriye doğru üç günlük geri
yörünge hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Bu hesaplamalarda “trajectory ensemble” ve
“model vertical velocity” seçenekleri kullanılmış ve her bir yağış için 24 adet geri yörünge
hesaplanmıştır. Yine hesaplamalar her bir yönde 9 adet olmak üzere x, y ve z boyutları için
toplamda 27 geri yörüngeden oluşmuştur. Geri yörünge hesaplamalarında yalnızca yer
seviyesinden 1500 m yükseklikteki hava kütlesi (yaklaşık olarak bulutların bulunma yüksekliği)
hesaba katılmıştır.
Verilerin belirleyici istatistiklerinin eldesinde, hipotez testi gerektiren istatistiksel yöntemlerin
uygulanmasında Microsoft Excel®
veya MINITAB®
yazılım paketleri kullanılmıştır.
3.13. SWAT Modelinin Uygulanması
Yeniçağa Gölü’nün karasal besin kaynaklarının, gölü besleyen akarsuların oluşturduğu dışsal
besin yükünün zamansal değişimini inceleyebilmek için SWAT modelinden yararlanılmıştır
(Arnold vd., 1995; Arnold vd., 1993). Modelin ESRI®
ArcMap (2012) arayüzü için geliştirilen
ArcSWAT (2013) sürümü kullanım kılavuzunda (Winchell vd., 2013) belirtilen basamaklar
sırasıyla izlenerek çalışma alanına uygulanmıştır.
ArcSWAT’ın uygulanabilmesi için CBS formatında SYM, AÖAK ve toprak haritalarının hazır
bulunması zorunludur. Çalışma alanını kapsayan ve TGSKMAE’ne bağlı araştırmacılarca elde
edilen raster formatındaki ve 10 m x 10 m çözünürlüğündeki SYM (Harita Genel Komutanlığı,
2011); polygon formatındaki 2006 yılına ait CORINE AÖAK haritaları kullanılmıştır. Modelin
toprak bileşenine ait parametrelerle ilişkilendirilebilecek CBS formatında bir toprak haritası
bulunamamıştır. Bundan ötürü SWAT’ın ABD dışındaki uygulamalarını desteklemek amacı ile
geliştirilen açık kaynak MWSWAT yazılımı (George ve Leon, 2007) ve bununla ilgili internet
ortamındaki kaynaklardan yararlanılmıştır: Dünya ölçeğinde CBS formatında toprak haritalarını
içeren bir veritabanından çalışma bölgesini kapsayan, değişik toprak türlerinin mekânsal
dağılımını gösteren bir harita elde edilmiştir (Waterbase, 2013).
Çalışma alanı (Yeniçağa Gölü drenaj havzası) sınırlarının belirlenmesinde D8 yöntemi
kullanılmıştır. Dağınık hidrolojik modeller için D8 yaklaşımı (sekiz akış yönü), drenaj havza

28
yapısının modellenmesinde geçerli yaklaşımlardan biridir (Jenson ve Domingue, 1988;
Turcotte vd., 2001). D8 yönteminin uygulaması dört basamakta gerçekleşmektedir (Şekil
3.11.). İlk iki basamak sonucunda elde edilen havza sınırı ile kesilen SYM raster dosyası
ArcSWAT girdisi olarak kullanılmıştır (Şekil 3.12.).
Şekil 3.11. Sayısal yükseklik modeli yardımıyla drenaj havzasının belirlenmesi.
Şekil 3.12. Çalışma alanının sayısal yükseklik modeli.
Göl çevresindeki bölgenin eğiminin düşük olması ArcSWAT’ın akarsu şebekesini gerçeğe
yakın biçimde oluşturmasını engelleyebileceği bildirilmiştir (Winchell vd., 2013). Bundan ötürü
Google Earth®
ve Bing®
’in sağladığı uydu fotoğraflarından yararlanılarak ArcMap ortamında
elle çalışma alanının sentetik akarsu haritası shape formatında çizilmiştir (Şekil 3.8.). Modelin
yapısından kaynaklanan zorunluluktan ötürü tüm akarsuların birbirlerine bağlanması
gerektiğinden akarsular göl aynasında da sürdürülmüştür. Bu harita ArcSWAT’a “Burn in a
stream network” özelliği kullanılarak aktarılmıştır.

29
Sayısal yükseklik modeli girdisinden yararlanılarak ArcSWAT’ta kullanılabilecek “alt havza”
alanlarının minimum 73, maksimum 14,538 ha olabileceği görülmüştür. Minimum değer
seçildiğinde en ayrıntılı akarsu şebekesi ve maksimum sayıda alt havza elde edilirken alan
değeri büyütüldükçe akarsu şebekesinin ayrıntı düzeyi ve alt havza sayısı azalmaktadır. Bu
çalışmada en düşük değerin (73 ha) seçilmesi durumunda dahi Fındıklı, Kirenli ve Ömerli
derelerinin ArcSWAT’ta tanımlanmasının mümkün olmadığı görülmüştür. Modelin kullanımını
kolaylaştırırken benzeşim yeteneğini sıkıntıya sokmayacak bir alt havza alanı olarak 500 ha
seçilmiştir. Başka bir deyişle bu çalışmada akarsuların başlatıldığı nokta 500 hektarlık drenaj
alanının çıkış noktasıdır. Sözü geçen drenaj alanı 10 m x 10 m’lik 50,000 hücreden
oluşmaktadır.
Yukarıda çalışma alanının uydu fotoğrafı üzerinde gösterilen akarsu izleme istasyonları (Şekil
3.6.) alt havza çıkış noktası (subbasin outlet) olarak ArcSWAT’a girilmiştir (Şekil 3.13.).
İzledikleri dereler sentetik akarsu ağında yer almadığı için Fındıklı, Kirenli, Ömerli istasyonları
dışarıda tutulmuştur. Aksu istasyonu derenin göle boşaldığı noktaya çok yakın olduğundan (<
300 m) SWAT benzeşimlerinde sorun olmaması için derenin deşarj noktasında olduğu kabul
edilmiştir. Yeniçağa Gölü’nün benzeşimini gerçekleştirebilmek için göl rezervuar olarak modele
tanıtılmış ve 10 No.lu alt havzanın çıkışına yerleştirilmiştir (Şekil 3.13.). Sentetik akarsu ağının
göl aynasının altında kalan bölümü üzerinde otomatik olarak yerleştirilmiş noktalar ise gerçekte
karşılığı bulunmayan alt havzaların oluşturulmaması ve olası benzeşim hatalarının
engellenmesi için silinmiştir. Sekiz numaralı alt havza için belirlenmiş olan çıkış noktası
(32.021661, 40.774510) tüm havzanın deşarj noktasıdır (whole watershed outlet).
Şekil 3.13. İnşa edilen SWAT modelinin bileşenleri.

30
3.14. Fosfor Endeksi Çalışmaları
Fosfor endeksi hesaplamalarında kullanılacak haritaların örnekleme noktalarındaki verilerden
hareketle üretilebilmesi için ArcMap®
10.1’de (ESRI, 2012) bulunan “inverse distance weighted
(IDW)” aracı ile enterpolasyon tekniği uygulanmıştır. Pennsylvania (ABD) P endeksinin
(Sharpley vd., 2003) ayrıntılı uygulaması yukarıda hazırlanış yöntemi açıklanan haritalara ek
olarak model uygulaması için oluşturulan akarsu ağı haritası, CORINE 2006 bazlı AÖAK
haritasından yararlanılarak gerçekleştirilmiştir.
4. BULGULAR VE TARTIŞMA
4.1. Yeniçağa Gölü’nün Maruz Kaldığı Besin Yükünün Kaynaklara Göre Dağılımı
4.1.1. Atmosferik Çökelme
İzleme süresince TÇF, TF, TÇA, ve TA’un sergilediği kısa (haftalık) ve daha uzun vadeli
(mevsimsel) Ç̅ 𝑦 değişimleri incelenmiştir (Şekil 4.1. ve 4.2.; Şekil 4.3.).
Şekil 4.1. Toplam çözünmüş fosfor ve toplam fosfor ortalama yaş çökelme akılarının kısa
vadeli değişimi.
Örneklerin çoğunda TF ve TÇF miktarları birbirlerine yakın çıkmıştır, bu da çalışma alanındaki
ıslak çökeltinin (yağmur ve kar) partiküle P içeriğinin ihmal edilebilir olduğunu, örnekleme-
analiz sürecindeki olası partiküle madde kontaminasyonunun da en az düzeyde tutulmuş
olduğunu göstermiştir. Çalışma alanında Ç̅ 𝑦
𝑇Ç𝐹
ve Ç̅ 𝑦
𝑇𝐹
değerlerinde kısa vadede önemli
değişimlerin gerçekleştiği Şekil 4.1.’de açıkça görülmektedir. Bu da alıcı ortamı, Yeniçağa
Gölü, sürekli olarak ama değişken katkılarla etkileyen yerel ve/veya uzak mesafeli kirletici

31
kaynakların olduğunu göstermektedir. Aşağıda rüzgârgülleri ile tartışmada tüm bu değişimler
ve olası nedenleri ayrıntılı olarak ele alınmıştır.
Şekil 4.2. Toplam çözünmüş azot ve toplam azot ortalama yaş çökelme akılarının kısa vadeli
değişimi.
Fosfor türleri için yapılan gözlemin (Şekil 4.1.) Ç̅ 𝑦
𝑇Ç𝐴
ve Ç̅ 𝑦
𝑇𝐴
için de geçerli olduğu söylenebilir:
Yaş çökeltideki N ağırlıklı olarak çözünmüş formda bulunmaktadır (Şekil 4.2.). Alıcı ortamın N
ve P girdilerinin kısa vadeli ciddi değişimler gösterdikleri anlaşılmıştır.
Şekil 4.3. Toplam çözünmüş fosfor, toplam fosfor, toplam çözünmüş azot ve toplam azotun
ortalama yaş çökelme akılarının mevsimlere göre değerleri.
Fosfor ve N türlerinin Ç̅ 𝑦 mevsimsel ortalamaları çıkarılarak Şekil 4.3.’te sunulmuştur. Islak
mevsimlerde Ç̅ 𝑦
𝑇𝐴
≈ 10 · Ç̅ 𝑦
𝑇𝐹
olarak gerçekleşmiştir. Mevsimlerin kendi içinde Ç̅ 𝑦
𝑇Ç𝐹
≈ Ç̅ 𝑦
𝑇𝐹
ve
Ç̅ 𝑦
𝑇Ç𝐴
≈ Ç̅ 𝑦
𝑇𝐴
iken ıslak-kuru mevsim karşılaştırılması yapıldığında kuru (yaz) mevsimdeki Ç̅ 𝑦
𝑇Ç𝐹

32
ve Ç̅ 𝑦
𝑇𝐹
ıslak mevsimlerde aldıkları değerlerin yaklaşık olarak yarısıdır. Yine azotlu besin
elementlerinin yaz mevsimindeki akıları, yağışlı mevsimlere göre 4–5 kat daha az bulunmuştur.
Uzun vadeli değişimi gösteren grafik (Şekil 4.3.) ile yağışlı mevsimlerde hem N ve hem de P
içeren bileşiklerin daha yüksek akılarda alıcı ortama çökeldikleri görülmektedir. Azotlu bileşikler
açısından bakıldığında atmosferik çökelme istasyonlarının güneyindeki D-100 ve O-4,
doğusundaki D-750 karayollarının taşıdığı yoğun trafiğin yerel kaynak olarak çökelen
bileşiklere katkıda bulunduğu söylenebilir. Öte yandan, çalışma bölgesindeki - özellikle en
yüksek nüfusu barındıran Yeniçağa ilçe merkezinde - evsel ve endüstriyel fosil yakıt kullanımı,
hayvancılık da yerel atmosferik N kaynakları arasında sayılabilir. Yerel kaynakların dışında
çalışma alanına yağış bırakan hava kütlelerinin genellikle sanayi ve tarım etkinliklerinin
yoğunlaştığı Marmara bölgesinden geldiği düşünüldüğünde bu bölgenin de bir dış kaynak
olduğu düşünülebilir. Yağışlı dönemlerde şehirlerde ısınma amaçlı ve sanayide enerji ve üretim
amaçlı yakılan her türlü fosil yakıtlardan kaynaklanan azot oksitler de atmosferik taşınım
sırasında diğer kirleticilerle etkileşime girip nitrik asit, amonyum nitrat gibi ikincil kirleticilere
dönüştüğü ve alıcı ortama yağışla birlikte çökeldiği bilinmektedir. Atmosferden yağışla çökelen
veya yerel kaynaklardan buharlaşan azotlu bileşikler genelde suda (yağmurda) tamamen
çözünebilen amonyum nitrat, amonyum karbonat, nitrik asit, amonyak ve diğer azotlu
bileşiklerden oluşmaktadır. Bu çalışmada benzeri bir mekanizmanın geçerli olduğunu Ç̅ 𝑦
𝑇Ç𝐴
≈
Ç̅ 𝑦
𝑇𝐴
göstergesi desteklemektedir.
Kuru çökelme örneklerindeki Ç̅ 𝑘
Ç𝑅𝐹
, Ç̅ 𝑘
𝑇Ç𝐹
, Ç̅ 𝑘
𝑇𝐹
(Şekil 4.4.); Ç̅ 𝑘
𝑇Ç𝐴
ve Ç̅ 𝑘
𝑇𝐴
(Şekil 4.5.) da kısa vadeli
değişimler göstermişlerdir.
Şekil 4.4. Çözünmüş reaktif, toplam çözünmüş ve toplam fosfor ortalama kuru çökelme
akılarının kısa vadeli değişimi.

110Y204 Sonuc Raporu

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 110Y204 Sonuc Raporu

Similar to 110Y204 Sonuc Raporu (20)

110Y204 Sonuc Raporu