Eskişehir ili Odunpazarı bölgesinde tarla tarımında kullanılan damla sulama sistemlerinin performanslarının belirlenmesi
Determination of the performance of drip irrigation systems used in field agriculture in odunpazari region of Eskişehir
Yazar: DEMET UYGAN
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN SENEM KUKUL KURTTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu araştırma, Eskişehir'in Odunpazarı bölgesinde kullanılmakta olan damla sulama sistemlerinin performanslarının belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Bölgede mısır ve ayçiçeği yetiştiren 11 farklı işletme seçilmiştir. Bu işletmelerdeki damla sulama sistemlerinde basınç ve debi ölçümleri yapılmıştır. Seçilen sistemlerde kullanılan damlatıcıların yapım farklılık katsayıları (Cv) ve performans parametreleri, orjinal - kullanılmamış lateral hatları üzerinde laboratuvar koşullarında basınç - debi testleri yapılarak belirlenmiştir. Elde edilen performans parametrelerinden, ortalama damlatıcı debileri (q̄) 1.54 - 2.18 Lh-1, ortalama damlatıcı basınçları (h̅) 0.5 - 2.50 bar, damlatıcı yapım farklılık katsayısı (Cv) % 1.46 - 2.96' dır. Tüm işletmelerde damlatıcılara ilişkin k ve x değerleri firma katalog değerleri ile uyumlu elde edilmiştir. Arazi koşullarında ise elde edilen performans parametreleri; ortalama damlatıcı debileri (q̄) 1.68 - 2.30 Lh-1, ortalama damlatıcı basınçları (h̅) 0.82 - 0.93 bar, damlatıcı basınç değişim katsayısı (Vhs); % 6 - 15, lateral debi değişimi (qdeğ) % 10 - 39, damlatıcı debi değişim katsayısı (Vqs) % 4 - 14, akış rejimi ile ilişkilendirilmiş basınç değişim katsayısı (Vqh) % 2 - 6, damlatıcı performans değişim katsayısı (Vpf) % 3 - 13, istatistiksel eşdağılım (Us); % 86 - 96, yan ana boru ve lateral basınç değişimleri (hdeğM, hdeğL) % 15 - 31, % 3 - 12, Christiansen eşdağılım katsayısı (CU) % 89 - 97, dağılım yeknesaklığı (DU) % 80 - 95, sistem planlamasına bağlı (dizayn) damlatıcı debi yeknesaklığı (EU) % 68 - 89, su uygulama randımanı (Ea) % 92 - 100, damlatıcı debi yeknesaklık katsayısı (EUa) % 66 - 92 ve alt çeyrek potansiyel uygulama randımanı (PELQ); % 60 - 83' dir. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, 3 işletmede (4, 9 ve 10 numaralı) EU ve EUa değerlerinin nokta kaynaklı damlatıcılarda > %2 eğimli alanlar için olması gereken sınır değerler arasında (% 85 - 90) olduğu belirlenmiştir. Sınır değerleri dışında kalan EU değerleri için, basınç değişimine ilişkin parametrelerde (Vhs, Vqh) sorun olmadığından, laterallerin yıpranması ve damlatıcıların tıkanmasından kaynaklandığı söylenebilir. Christiansen eşdağılım katsayısı (CU) 3 ve 11 numaralı işletmelerde iyi sınıfında iken diğer tüm işletmelerde çok iyi sınıfında olduğu belirlenmiştir. Dağılım yeknesaklığı (DU) bakımından da 3. işletmenin göreceli olarak diğer işletmelere göre daha düşük değerler aldığı belirlenmiştir. Elde edilen qdeğ değerlerine göre 4 numaralı işletmenin arzu edilebilir sınıfında (qdeğ ≤ % 10), 5, 6, 9 ve 10 numaralı işletmelerin kabul edilebilir sınıfında (%10 < qdeğ ≤ 20), 1, 2, 3, 7, 8 ve 11 numaralı işletmelerde kabul edilemez sınıfında (> % 20) olduğu belirlenmiştir. Ayrıca kullanılan laterallerin tek kullanımlık özellikte olup kullanım sürelerinin genelde 1 yıldan fazla olması da işletmelerin kabul edilemez sınıfına girmesine etken olmaktadır. Su uygulama randımanı (Ea) damla sulama yönteminde olması gereken değerlere göre (% 85 - 95), 3 işletme (4, 5 ve 11 numaralı) bu sınıfın içinde yer almıştır. İstatistiksel eşdağılım (Us) değerleri 3 ve 11 numaralı işletmelerde çok iyi ve bu işletmelerin dışında kalan tüm işletmelerde mükemmel sınıfına girdikleri bulunmuştur. Vqs değerlerinin kötü olduğu 3 ve 11 numaralı işletmelerde Us değerlerinin de göreceli düşük değerde olduğu görülmektedir. Us değerlerinin yüksek değerler alıp, mükemmel sınıfına girdiği işletmelerde arazide sulama suyunun homejen dağıtılabildiği öngörülmektedir. Ayrıca, seçilen işletmelerin tamamında basınç değişimi değerleri % 20' nin altında olup, istatistiksel eşdağılımı (Us) düşük olan 3 ve 11 numaralı işletmelerde damlatıcı tıkanıklığı sorunu olduğu söylenebilir. Sistemde basınç dağılımı (hidrolik tasarım) ile ilgili istatistiksel eşdağılım (Ush) tüm işletmelerde çok iyi sınıfında yer almıştır ve basınca dayalı bir sorununun olmadığı düşünülmektedir.

Abstract:
This research was carried out to determine the performance of drip irrigation systems used in Eskişehir's Odunpazarı region. Eleven different farms that grow corn and sunflower were selected in the region. Pressure and flow measurements were taken on drip irrigation systems in these farms. The manufacturer variation coefficients (Cv) and performance parameters of the drippers used in the selected systems were determined by performing pressure - flow rate tests on the original - unused lateral lines under laboratory conditions. From the performance parameters obtained, the average dripper flow rates (q̄) are 1.54 - 2.18 Lh-1, the average pressures of drippers (h̅) are 0.5 - 2.50 bar, the dripper manufacturer variation coefficient (Cv) is 1.46 - 2.96 %. The k and x values of drippers were obtained in accordance with the company catalog values. The performance parameters obtained in field conditions were; average flow rate of drippers (q̄) 1.68 - 2.30 Lh-1, average pressures of drippers (h̅) 0.82 - 0.93 bar, pressure variation coefficient of drippers (Vhs); 6 - 15 %, lateral flow rate variation (qvar) 10 - 39 %, variation coefficient of drippers flow rate (Vqs) 4 - 14 %, drippers pressure variation coefficient associated with flow regime (Vqh) 2 - 6 %, performance coefficient of variation (Vpf) of drippers 3 - 13 %, statistical uniformity (Us); 86 - 96 %, manifold and lateral pressure variations (hvarM, hvarL) 15 - 31%, 3 - 12 %, Christiansen uniformity coefficient (CU) 89 - 97 %, distribution uniformity (DU) 80 - 95 %, dripper flow uniformity associated with system desingn (EU) 68 - 89 %, water application efficiency (Ea) 92 - 100 %, dripper flow uniformity coefficient (EUa) 66 - 92 % and lower quartile potential application efficiency (PELQ) 60 - 83 %. When the results obtained are evaluated, it is aimed to be between the limit values (85 - 90 %) where there should be > 2% mobile areas in the drippers originating from the point of EU and EUa values in 3 enterprises (numbered 4, 9 and 10). Since there is no problem in the parameters that provide information on the hydraulic conditions (Vhs, Vqh) for the EU values ou the limits, it can be said that the EU values out of the limits are caused by the wear of the laterals and clogging the drippers. Christiansen uniformity coefficient (CU) was determined in the good class in the farms 3 and 11, and in the very good class in the rest of the farms. In terms of distribution uniformity (DU), it was determined that the enterprise 3 received relatively lower values compared to the other farms. According to evaluation of the qvar values it was defined in the desirable class (qvar ≤ 10 %) for the farm 4, in the acceptable class (10 % < qvalue ≤ 20) for the farms 5, 6, 9, 10 and in the unacceptable class (> 20 %) for the farms 1, 2, 3, 7, 8, 11. The fact that the laterals are disposable and their usage period is generally more than 1 year in the most of the farms also causes the qvar values to be in the unacceptable class. The water application efficiency (Ea) was determined between 85 – 95% in 3 farms (no. 4, 5 and 11) as expected in the drip irrigation method. According to the statistical uniformity (Us) evaluation, Us values were found very good in farms 3 and 11, and excellent in the rest of these. Us values were found relatively low in the farms 3 and 11 where the dripper flow rate variation coefficients (Vqs) were high. Us values in the excellent class indicate that drip irrigation systems distributes water uniformly. The pressure variation values were below 20 % in the drip irrigation systems of 11 farms evaluated in this study. The statistical uniformty of the pressure distribution (Ush) in the systems were found in the very good class in all farms. Accordingly, it is thougt that the reason for the relatively low statistical uniformity (Us) value in the farms 3 and 11 is not the pressure variation in the system, but the clogging of the drippers.