Investigating the Potential Impacts of Using Irrigation Return Flows in Irrigation on the Quality and Quantity of Groundwater in the Mediterranean Landscapes: A Study in Yemisli Irrigation Area of Lower Seyhan Plain, Turkey
Abstract
This study was undertaken in Yemisli irrigation area of the Lower Seyhan Plain, located in the south of Turkey, in Adana province. Farmers in the study area generally use IRFs for irrigation with practicing surface irrigation methods characterized by low irrigation efficiency. In the present study, it was aimed at examining the potential problems regarding groundwater (GW) quality and quantity that may be caused by using IRFs having poor quality in irrigation. In this context, GW depths and qualities were observed in 55 drainage observation wells with the depth of 3 m. Observation wells were installed over the study area in such a way that they show a more or less homogeneous distribution. Groundwater depth (m) measurements were done in winter (February), autumn (April), peak irrigation season (July) and end of irrigation season (September). Concurrently with GW depth observations, GW water samples were taken and certain water quality analyzes were performed in the laboratory. In the study, the areal averages of groundwater depth were surprisingly found almost the same (1.14 m) in winter and summer seasons. Areas of severe drainage problems (GD depth <1.0 m) covered more than 27% of the total area in February and July. On the other hand, more than 60% of the total area had a GW depth varying between 1.0 and 1.5 m, indicating severe drainage problem. Areal mean GW salinity, i.e. EC, was found to be greater than 20 dS m-1. This indicates clearly that average GW salinity is almost equal to the half of salinity value of the Mediterranean Sea. This result explicitly suggested that the negative impacts of low topography and insufficient drainage with pumping on GW quality and quantity are incontrovertible in the research area nearby the Mediterranean Sea. More than 90% of the area has EC values greater than 5 dS m-1, in terms of drainage engineering principles, known as a threshold value. Furthermore, average groundwater SAR values were found to be above 13 (meq L-1)0.5 which is considered as a critical value for sodicity hazard. Research findings have clearly revealed that the use of IRFs of inferior quality has had substantial negative impacts on GW quality and quantity. In order to mitigate the problems that have arisen in the study area, it is essential that drainage pumping units should be run accordingly for ensuring efficient drainage, that winter rainfalls may wash out the salts accumulated in the root-zone by facilitating water storage function of root-zone, that low topographical situation of the study area should be considered in drainage and open drainage system should be reinforced with tile drains, that irrigation water should be applied with maximum efficiency.
References
- Amezketa E 2006. An Integrated Methodology for Assessing Soil Salinization, a Pre-condition for Land Desertification. Journal of Arid Environments 67: 594–606.
- Büyükcangaz H, Değirmenci H 2002. Drenaj Sularının Sulamada Yeniden Kullanılması. Su Havzalarında Toprak ve Su Kaynaklarının Korunması, Geliştirilmesi ve Yönetimi Sempozyumu, 18-20 Eylül 2002, Antakya.
- Cetin M 2020. Agricultural Water Use. In: N. B. Harmancioglu, D. Altinbilek (eds.), Water Resources of Turkey, Chapter 9, World Water Resources, Springer Nature Switzerland AG 2020, Vol. 2: 257-302.
- Cetin M, Diker K 2003. Assessing Drainage Problem Areas by GIS: A Case Study in the Eastern Mediterranean Region of Turkey. Irrigation and Drainage 52: 343–353.
- Cetin M, Kirda C 2003. Spatial and Temporal Changes of Soil Salinity in a Cotton Field Irrigated with Low-quality Water. Journal of Hydrology 272: 238–249.
- Çetin M, Kırda C, Efe H, Topçu S 2007. Aşağı Seyhan Ovası’nda Taban Suyu Derinliği Sulama İlişkilerinin Coğrafi Bilgi Sistemi ile İrdelenmesi. V. Ulusal Hidroloji Kongresi Bildiriler Kitabı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 5–7 Eylül 2007, Ankara.
- Çetin M, Kırda C, Efe H, Topçu S 2008. Düşük Kaliteli Suların Sulamada Kullanılmasının Neden Olabileceği Olası Tuzluluk Sorunlarının Coğrafi Bilgi Sistemi Ortamında İrdelenmesi. TMMOB 2. Su Politikaları Kongresi Bildiriler Kitabı, Sayfa: 471-481, İMO Kültür ve Kongre Merkezi, 20-22 Mart 2008, Ankara.
- Çetin M, Özcan H 1999. Aşağı Seyhan Ovasında Sulanan ve Sulanmayan Alanlarda Meydana Gelen Sorunlar ve Çözüm Önerileri: Örnek Bir Çalışma. TÜBİTAK Turkish Journal of Agriculture and Forestry 23(1): 207-217.
- Demir N, Antepli N 2004. Aşağı Seyhan Ovası Sulaması Taban Suyu ve Tuzluluk Problemleri Değerlendirme Çalışması. Sulanan Alanlarda Tuzluluk Yönetimi Sempozyumu, 20–21 Mayıs 2004, DSİ Genel Müdürlüğü, Ankara.
- Dinç U, Sarı M, Şenol S, Kapur S, Sayın M, Derici MR, Çavusgil V, Gök M, Aydın M, Ekinci H, Ağca N, Schlinchting E 1988. Çukurova Bölgesi Toprakları, Cukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yardımcı Ders Kitabı, No: 26, 2. Baskı, Adana, Turkiye.
- DSİ 1982. ASO IV. Merhale Projesi Planlama Drenaj Raporu, DSİ Genel Müdürlüğü Basımevi, Ankara.
- ESRI 1996. Using Arcview GIS. Environmental System Research Institute, Inc.: Redlands, CA, USA.
- FAO 2001. Drainage and Sustainability. IPTRID Issues Paper No. 3, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy.
- Kaman H, Çetin M, Kırda C 2011a. Monitoring and Assessing of Changes in Soil and Groundwater Salinity of Yemisli Irrigation District of Turkey Using Low Quality Irrigation Water. Scientific Research and Essays, 6(6): 1388-1396.
- Kaman H, Kurunc A, Sonmez NK, Cetin M, Uz BY, Aslan GE 2011b. Preliminary Investigation of Seawater Intrusion into Inland through Acisu Creek in Antalya, Turkey. Journal of Food Agriculture & Environment 9(2): 612-617.
- Kaman H, Cetin M, Kirda C 2017. Monitoring and Assessment of Irrigation Management in a Large Irrigation Project Area. Fresenius Environmental Bulletin 26(6): 3986-3994.
- Keckler D 1995. The Surfer Manual. Golden, CO, USA.
- Richards LA 1954. Diagnosis and Improving of Saline and Alkali Soils. United States Department of Agriculture, Hand Book 60, Washington DC, USA.
- Ritzema HP, Kselik RAL, Chanduvi F 1996. Drainage of Irrigated Lands. FAO Irrigation Water Management Training Manual Rome, Italy., p. 9.
- Said AA, Yurtal R, Cetin M, Golpinar MS 2021. Evaluation of Some Groundwater Quality Parameters Using Geostatistics in the Urban Coastal Aquifer of Bosaso Plain, Somalia. Journal of Agricultural Sciences 27(1): 88-97.
- Thales 2005. Magellan Explorist 600 Reference Manual. Thales S. A., USA, pp. 123.
- Tuzcu Ö, Çevik B, Kaplankiran M, Kirda C 1988. Influence of Different Irrigation Methods on Nutrient Uptake of Lemon Trees. Adv. Hort. Sci. 2: 79–83.
Akdeniz İklim Kuşağında, Sulamadan Dönen Suların Sulamada Kullanılmasının Taban Suyu Kalitesi ve Derinliği Üzerine Etkilerinin Araştırılması: Aşağı Seyhan Ovası Yemişli Sulama Sahası Örneği
Abstract
Bu araştırma, Türkiye’nin güneyinde, Aşağı Seyhan Ovası’nda yer alan düşük kota sahip Yemişli sulama sahasında yürütülmüştür. Araştırma alanındaki çiftçiler, sulamadan dönen düşük kaliteli drenaj sularını yüzey sulama yöntemleriyle kullanmaktadırlar. Araştırmada, sulamadan dönen düşük kaliteli suların sulamada kullanılmasının neden olabileceği muhtemel taban suyu seviyesi ve taban suyu kalitesi sorunlarının örneklerle irdelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, 3 m derinlikteki 55 adet drenaj gözlem kuyusunda ölçülen taban suyu (TS) derinlikleri ve taban suyu tuzluluğu gözlemleri kullanılmıştır. Drenaj gözlem kuyuları, alan üzerine homojen dağılacak şekilde tesis edilmiştir. Kuyulardaki taban suyu derinlik (m) ölçümleri şubat, nisan, temmuz ve eylül aylarında yapılmıştır. Drenaj gözlem kuyularında, derinlik ölçümleri yapılan tarihlerde su örnekleri de alınmış ve laboratuvarda kimi su kalitesi analizleri yapılmıştır. Araştırmada, TS derinliğinin alansal ortalamaları kışın ve yazın hemen hemen aynı (1.14 m) bulunmuştur. Şiddetli drenaj sorunu olan alanlar (TS <1.0 m), şubat ve temmuz aylarında toplam alanın %27’sinden daha fazla dağılım göstermiştir. Yıl boyunca, toplam alanın neredeyse %60'ından daha büyük bir alanda taban suyu derinliği 1.0 ile 1.5 m arasında bulunmuştur. Araştırma alanında, taban suyu ortalama tuzluluğu (EC) 20 dS m-1’den daha büyük değerler almıştır. TS ortalama tuzluluğunun neredeyse Akdeniz’deki tuzluluk değerinin yarısına eşit olduğu belirlenmiştir. Akdeniz’e yakın olan araştırma alanında, düşük topoğrafyanın ve pompajla olan yetersiz drenajın taban suyu kalitesi üzerine olan negatif etkisi ortaya konulmuştur. Drenaj mühendisliği bakımından kritik değer olan EC>5 dS m-1 alanlar, toplam alanın %90’ı ve üzerinde bulunmuştur. TS ortalama SAR değerinin, kritik SAR değerinin (13 (meq L-1)0.5) üzerinde olduğu belirlenmiştir. TS kalite ve kantitesine dair bulgular, drenaj sularının tarımda kullanılmasının negatif etkilerini açıkça ortaya koymuştur. Ortaya çıkan sorunların hafifletilebilmesi için, pompajla drenajın yıl boyunca etkin olarak yapılması; kış yağışlarının seyreltme etkisi için fırsat yaratılması, drenajda düşük topoğrafyanın dikkate alınması ve açık drenajın kapalı drenlerle desteklenmesi; sulama suyunun daha randımanlı sulama yöntemleri ile uygulanması gerekmektedir.
References
- Amezketa E 2006. An Integrated Methodology for Assessing Soil Salinization, a Pre-condition for Land Desertification. Journal of Arid Environments 67: 594–606.
- Büyükcangaz H, Değirmenci H 2002. Drenaj Sularının Sulamada Yeniden Kullanılması. Su Havzalarında Toprak ve Su Kaynaklarının Korunması, Geliştirilmesi ve Yönetimi Sempozyumu, 18-20 Eylül 2002, Antakya.
- Cetin M 2020. Agricultural Water Use. In: N. B. Harmancioglu, D. Altinbilek (eds.), Water Resources of Turkey, Chapter 9, World Water Resources, Springer Nature Switzerland AG 2020, Vol. 2: 257-302.
- Cetin M, Diker K 2003. Assessing Drainage Problem Areas by GIS: A Case Study in the Eastern Mediterranean Region of Turkey. Irrigation and Drainage 52: 343–353.
- Cetin M, Kirda C 2003. Spatial and Temporal Changes of Soil Salinity in a Cotton Field Irrigated with Low-quality Water. Journal of Hydrology 272: 238–249.
- Çetin M, Kırda C, Efe H, Topçu S 2007. Aşağı Seyhan Ovası’nda Taban Suyu Derinliği Sulama İlişkilerinin Coğrafi Bilgi Sistemi ile İrdelenmesi. V. Ulusal Hidroloji Kongresi Bildiriler Kitabı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 5–7 Eylül 2007, Ankara.
- Çetin M, Kırda C, Efe H, Topçu S 2008. Düşük Kaliteli Suların Sulamada Kullanılmasının Neden Olabileceği Olası Tuzluluk Sorunlarının Coğrafi Bilgi Sistemi Ortamında İrdelenmesi. TMMOB 2. Su Politikaları Kongresi Bildiriler Kitabı, Sayfa: 471-481, İMO Kültür ve Kongre Merkezi, 20-22 Mart 2008, Ankara.
- Çetin M, Özcan H 1999. Aşağı Seyhan Ovasında Sulanan ve Sulanmayan Alanlarda Meydana Gelen Sorunlar ve Çözüm Önerileri: Örnek Bir Çalışma. TÜBİTAK Turkish Journal of Agriculture and Forestry 23(1): 207-217.
- Demir N, Antepli N 2004. Aşağı Seyhan Ovası Sulaması Taban Suyu ve Tuzluluk Problemleri Değerlendirme Çalışması. Sulanan Alanlarda Tuzluluk Yönetimi Sempozyumu, 20–21 Mayıs 2004, DSİ Genel Müdürlüğü, Ankara.
- Dinç U, Sarı M, Şenol S, Kapur S, Sayın M, Derici MR, Çavusgil V, Gök M, Aydın M, Ekinci H, Ağca N, Schlinchting E 1988. Çukurova Bölgesi Toprakları, Cukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yardımcı Ders Kitabı, No: 26, 2. Baskı, Adana, Turkiye.
- DSİ 1982. ASO IV. Merhale Projesi Planlama Drenaj Raporu, DSİ Genel Müdürlüğü Basımevi, Ankara.
- ESRI 1996. Using Arcview GIS. Environmental System Research Institute, Inc.: Redlands, CA, USA.
- FAO 2001. Drainage and Sustainability. IPTRID Issues Paper No. 3, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy.
- Kaman H, Çetin M, Kırda C 2011a. Monitoring and Assessing of Changes in Soil and Groundwater Salinity of Yemisli Irrigation District of Turkey Using Low Quality Irrigation Water. Scientific Research and Essays, 6(6): 1388-1396.
- Kaman H, Kurunc A, Sonmez NK, Cetin M, Uz BY, Aslan GE 2011b. Preliminary Investigation of Seawater Intrusion into Inland through Acisu Creek in Antalya, Turkey. Journal of Food Agriculture & Environment 9(2): 612-617.
- Kaman H, Cetin M, Kirda C 2017. Monitoring and Assessment of Irrigation Management in a Large Irrigation Project Area. Fresenius Environmental Bulletin 26(6): 3986-3994.
- Keckler D 1995. The Surfer Manual. Golden, CO, USA.
- Richards LA 1954. Diagnosis and Improving of Saline and Alkali Soils. United States Department of Agriculture, Hand Book 60, Washington DC, USA.
- Ritzema HP, Kselik RAL, Chanduvi F 1996. Drainage of Irrigated Lands. FAO Irrigation Water Management Training Manual Rome, Italy., p. 9.
- Said AA, Yurtal R, Cetin M, Golpinar MS 2021. Evaluation of Some Groundwater Quality Parameters Using Geostatistics in the Urban Coastal Aquifer of Bosaso Plain, Somalia. Journal of Agricultural Sciences 27(1): 88-97.
- Thales 2005. Magellan Explorist 600 Reference Manual. Thales S. A., USA, pp. 123.
- Tuzcu Ö, Çevik B, Kaplankiran M, Kirda C 1988. Influence of Different Irrigation Methods on Nutrient Uptake of Lemon Trees. Adv. Hort. Sci. 2: 79–83.
Details
| Primary Language | Turkish |
|---|---|
| Subjects | Agricultural, Veterinary and Food Sciences |
| Journal Section | RESEARCH ARTICLE |
| Authors | |
| Publication Date | February 28, 2022 |
| Submission Date | February 15, 2021 |
| Acceptance Date | May 5, 2021 |
| Published in Issue | Year 2022Volume: 25 Issue: 1 |
Cite
Cited By
Ermenek Yöresinde Bitkisel Üretimde Sulama Amaçlı Kullanılan Suların Kalitelerinin Değerlendirilmesi
Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi
https://doi.org/10.24180/ijaws.1340015
Kırşehir İlinde Seralarda Kullanılan Sulama Sularının Kalite Parametrelerinin Belirlenmesi
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi
https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1180103
International Peer Reviewed Journal
Free submission and publication
Published 6 times a year
KSU Journal of Agriculture and Nature
e-ISSN: 2619-9149