Söğütlü deresi havzasında erozyon-sel risk haritalarının oluşturulması ve toprak erozyonunun su kalitesine etkileri
Effects of soil erosion on water quality and creating erosion-flood risk maps in söğütlü stream watershed
Yazar: NECLA KORALAY
Danışman: PROF. DR. ÖMER KARA
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Havza Amenajmanı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Akarsular = Streams ; Havza yönetimi = Basin management ; Sel = Flood ; Su kalitesi = Water quality ; Su toplama havzası = Water catchment area ; Toprak erozyonu = Soil erosion

Özet:
Küresel ölçekte en fazla arazi bozulumuna neden olan erozyon, yağış havzasında su kalitesini ve sucul ekosistemi etkiler. Sel olaylarının meydana gelmesiyle de yüksek miktarda toprak kaybı yaşanarak su kalitesi olumsuz etkilenir. Bu çalışmada, Doğu Karadeniz Bölgesi Söğütlü deresi havzasında meydana gelen toprak kaybı ve bunun su kalitesine etkileri belirlenmiş ve erozyon-sel risk haritaları oluşturulmuştur. Sunulan çalışmada ArcGIS programı kullanılarak RUSLE yöntemine göre taşınan toprak miktarı ve sediment iletim oranı (SİO) belirlenmiştir. Söğütlü deresinin su kalitesini belirlemek için bazı su kalite parametreleri Ağustos 2019 - Aralık 2020 tarihleri arasında 12 ay süreyle 9 noktada  incelenmiştir. Örnekleme noktalarında; sıcaklık (°C), pH, elektriksel iletkenlik (mS/cm), çözünmüş oksijen (mg/lt), toplam çözünmüş katı madde (mg/lt), tuzluluk (ppt) ve askıda katı madde (AKM, mg/lt) parametreleri ölçülmüştür. AKM içerisinde karbon(C) ve azot(N) değerlerini bulmak için bir noktadan su örneği alınmıştır. Sel risk haritasını oluşturmak için ArcGIS ortamında AHP ve Weighted Overlay araçları kullanılmıştır. Elde edilen veriler, su kalite kriterlerine ve istatistiksel analizlere göre değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda Söğütlü deresi havzasında tahmin edilen ortalama toprak kaybı, yıllık toprak kaybı, SİO ve sediment verimi sırasıyla 1,91 ton ha-1 yıl-1, 52209.0063 ton yıl-1, 0.43, 0.82 olarak bulundu. Derelere ulaşan tahmin edilen sediment miktarı, tahmini sediment içinde C ve N miktarı sırasıyla 22449.87 ton yıl-1, 312.95 ton yıl-1, 41.936 ton yıl-1olarak bulunmuştur. Arazide ölçülen AKM miktarı, AKM içinde C ve N miktarı sırasıyla 12549,82 ton yıl-1, 174.96 ton yıl-1, 23.44 ton yıl-1 olarak ölçülmüştür. Söğütlü havzası sel risk haritasında düşük ve orta riskli ile yüksek ve çok yüksek riskli alanlar sırasıyla havzanın %95,98'ini ve %4.02'sini kaplamaktadır. Yapılan çalışma sonucunda havza ölçeğinde erozyon ve sel riski ile su kalite parametrelerinin bütüncül olarak ele almanın havza planlanmasında önemli olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
Erosion, which causes the most land degradation on a global scale, affects the water quality and aquatic ecosystem in watershed. With the occurrence of flood events, a high amount of soil loss is occured and the water quality is adversely affected. In this study, soil loss of Söğütlü stream watershed in the Eastern Black Sea Region and its effects on water quality were determined and erosion-flood risk maps were created. The amount of soil loss and sediment delivery ratio (SDR) were determined according to RUSLE method using ArcGIS program. In order to determine the water quality of Söğütlü stream, some water quality parameters were examined at 9 points for 12 months between August 2019 and December 2020. At sampling points; temperature (°C), pH, electrical conductivity (mS/cm), dissolved oxygen (mg/lt), total dissolved solids (mg/lt), salinity (ppt) and suspended solids (SS, mg/lt) parameters measured. A sample was taken from the one point to find the carbon(C) and nitrogen(N) values in the SS. AHP and Weighted Overlay tools were used in the ArcGIS to create the flood risk map. The obtained data were evaluated according to water quality criteria and statistical analysis. As a result of the study, the estimated average soil loss, annual soil loss, SDR and sediment yield in the Söğütlü stream watershed were found 1.91 tons ha-1 year-1, 52209.0063 tons year-1, 0.43, 0.82, respectively. The estimated amount of sediment reaching the streams, the amount of C and N in the estimated sediment were found 22449.87 tons year-1, 312.95 tons year-1, 41.936 tons year-1, respectively. The amount of AKM, the amount of C and N in the SS were measured as 12549.82 tons year-1, 174.96 tons year-1, 23.44 tons year-1, respectively. In the flood risk map of the Söğütlü watershed, low and medium risk areas and high and very high risk areas cover 95.98%, 4.02% of the watershed, respectively. As a result of the study, it was revealed that it is important to consider the erosion and flood risk with water quality parameters in integrated at the watershed planning.