Determining spatial variability of penetration resistance and particle size distribution in sediment deposition

Erosion and sedimentation in dam reservoirs may result in both ecological and economic problems. That is why, besides its amount, it is important to know physical and chemical properties of sediment accumulated in reservoirs. Thus, it is possible to gather information regarding erosion and parameters affecting the erosion process in a watershed. Determining particle size distribution generally comes first when investigating physical properties of sediments. Despite similar texture formation, compaction degree of sediment layers increases due to repacking of particles with time. It is important to figure out compaction degree of sediment layers in accumulation sites and measuring penetration resistance is one of the techniques used mostly. This study was initiated in one of 9 sediment deposition sites determined along the Borcka Reservoir. Precipitation periods within the watershed of the reservoir and power generation cycles of the dam play an important role on the formation of these sedimentation sites. At the first stage of the study, lateral profile distribution and depth of sediment deposition were determined. Then, on sampling points, arranged by the grid system, penetration resistance was measured. In addition, disturbed sediment samples taken from the same sampling points at two depths (0-10 cm and 10-20 cm) were analyzed for moisture and particle size distribution. Geostatistical analyses were used on these values in order to produce spatial variation maps while regression was used to assess relationships between parameters investigated in this study. Results indicated that there were significant differences between layers in respect to penetration resistance values and particle size of sediments and it was found out that spatial variation of penetration resistance closely related with particle size distribution

Subdividing large mountainous watersheds into smaller hydrological units to predict soil loss and sediment yield using the geowepp model

Our research was funded by Artvin Coruh University, Coordinatorship of Scientific Research Projects (project No: 2011.F10.02.13).The number of studies using prediction models on measuring soil loss and/or sediment yield has been continuously increasing since these models are considered timely and cost-effective. Similarly, in this study, we used the GeoWEPP model to determine how much soil is being lost and the amount of sediment being yielded from Godrahav Creek Watershed (GCW) located in northeastern Turkey. Because the watershed is large (5,298.21 ha) and has mountainous and steep terrain, it was subdivided into smaller hydrological units (SHUs) so that the model can run easily and give detailed findings. The results revealed that out of 18,596.8 t of soil loss generated from both hillslopes and channels within the whole GCW, approximately 9,854.8 t y(-1) reached Borcka Dam reservoir as sediment. The model also predicted annual average soil loss and sediment yield as 1.73 t ha(-1)y(-1) and 1,86 t ha(-1)y(-1), respectively. In addition, with a sediment delivery ratio (SDR) of 0.530, the results indicated that almost half of the detached soil particles were carried away as sediment. Despite the dominant vegetation coverage, relatively high SDR and soil loss - particularly in certain SHUs - can be associated with steep terrain and conversion of natural lands in the watershed

Artvin Düz dere havzası’nda toprak erozyonu durumunun tahmini

Aim of study: Main objective of this research was to predict some of the processes (soil loss, runoff and sediment yield) related to soil erosion with the help of WEPP (Water Erosion Prediction Project) model. Area of study: The WEPP model was applied to the Düz Creek Watershed (1059 ha in size). It is a subwatershed flowing into the greater Çoruh River Basin near the district of Borçka, Artvin. Material and methods: As required by the WEPP model, four large-data files of soil, climate, slope and plant cover/management were created for the watershed using the data gathered from in-field samplings (soil), laboratory analyses and GIS (Geographical Information Systems) assessments. For easier run and detailed investigation of soil erosion process of the research area, the studied watershed was divided into eight small hydrological units (SHUs) and the program was run on these SHUs. Main results: At the end of GeoWEPP’s run, the results revealed that a total of about 735 mm annual precipitation was fell within the study area. The model also predicted that there was approximately 207 mm as runoff out of this amount of precipitation, which, in turn, generated an annual total soil loss and sediment amounts as 2815.2 t and 2720.9 t, respectively. In addition, the sediment yield per unit area was estimated to be around 2.57 ton/ha/yr while the sediment delivery ratio (SDR) was found to be as 0.977. Lastly, the model predicted that the particle distribution of eroded sediment were 20%, 25% and 55% of clay, silt and sand, respectively, while the mean organic matter (OM) amount of the lost sediment was about 5% for the studied watershed. Highlights: Soil loss and sediment yield can be calculated for large areas in a short time and with little costÇalışmanın amacı: Havzada oluşan toprak kaybı ve sediment veriminin WEPP modeli ve CBS (Coğrafi Bilgi Sistemleri) tekniklerinin entegre edildiği GeoWEPP arayüzü kullanılarak kısa sürede ve az masrafla hesaplanması amaçlanmıştır. Çalışma alanı: Çoruh nehrine birleşen Düz Dere Havzası araştırma alanı olarak seçilmiştir. Materyal ve yöntem: GeoWEPP ara yüzü için gerekli olan iklim, eğim ve bitki amenajmanı dosyalarına ek olarak toprak dosyası oluşturulmuştur. Araştırma havzası sekiz alt havzaya bölünmüş ve program bu alt havzalarda yürütülerek toprak kaybı, yüzeysel akış ve sediment veriminin ortalama değerleri hesaplanmıştır. Sonuçlar: Çalışma sonucunda, havzaya 735 mm’lik yağış düştüğü ve bunun yaklaşık olarak 207 mm’sinin yüzeysel akışa geçtiği tahmin edilmiştir.1059 ha’lık bir alana sahip olan havzada yıllık toplam toprak kaybı ve sediment miktarı sırası ile 2815.2 ve 2720.9 ton olarak bulunmuştur. Bununla beraber, birim alandan ise 2.57 ton/ha/yıl sediment verimi gerçekleştiği hesaplanmıştır. Ortalama sediment iletim oranı yaklaşık 0.977 olarak bulunmuştur. Ek olarak, taşınan sediment içerisindeki ortalama kil oranının % 20, toz oranının % 25, kum oranının % 55, organik madde miktarının ise % 5 olduğu tahmin edilmiştir. Önemli vurgular: Toprak kaybı ve sediment verimi, büyük alanlar için kısa sürede ve daha az maliyetle hesaplanabili

Determining land use change and land degradation caused by dam and road projects planned on the coruh river with the help of GIS

Ülkemizin enerjideki dışa bağımlılığını azaltmanın yanında içme-kullanma suyu ve taşkın kontrolü gibi ana amaçları ile son yıllarda daha da artan sayıda başvurulan yatırımların başında gelen büyük barajlar, arazi kullanım değişimleri, tarım alanlarının daralması, sedimantasyon, ekosistemlerin tahribatı ve insanların zorunlu göçleri gibi birçok sorunu da beraberinde getirmektedir. Ayrıca, barajların öncelikle üzerinde yapıldıkları havzayı, akarsu sistemini ve yakın çevresini hem fiziksel açıdan hem de yerine getirdiği doğal işlevleri bakımından ciddi boyutlarda değiştirdiği de bir gerçektir. Benzer değişikliklerin yaşandığı havzalardan biri de DSİ Çoruh Barajlar Projesinin gerçekleştirildiği Çoruh Nehri Havzası’dır. Bu proje kapsamında planlanan toplam 15 büyük barajdan 7’si Çoruh Nehri’nin Artvin sınırları içerisindeki ana ve yan kolları üzerindedir. Bu barajların inşaatı ve bağlantılı olarak yol ağının yenilenmesi ile Çoruh Nehri ve Vadisi üzerinde özellikle arazi kullanımında önemli değişimlerin ve alandaki ekosistem üzerinde de ciddi tahribatların meydana geldiği gözlemlenmektedir. Söz konusu bu değişimlerin ve tahribatların bilimsel olarak irdelenmesi ve sağlıklı verilerin elde edilmesi amacı ile inşaatına başlanılan Artvin Barajı ve HES ile kısa zamanda inşaatına başlanılacak olan Yusufeli Barajı ve HES iki örnek baraj olarak seçilmiştir. Bu barajlar içerisinde yaklaşık 12124 kişi ve 3031 hanenin doğrudan etkileneceği, vadi boyunca yer alan su basar alanlardaki tarım alanlarının nerede ise tamamını kaybedecek olan Yusufeli Barajı büyük önem taşımaktadır. CBS teknikleri kullanılarak öncelikle bu barajların etki alanlarındaki (yaklaşık 1870 km2) mevcut arazi kullanım şekilleri belirlenmiş ve çalışma alanındaki idari sınırlar, havza sınırları, alt havzalar ve Sayısal Arazi Modeli (SAM) olmak üzere çok sayıda katman oluşturulmuştur. Bunların yanında, havzanın akarsu ağı, drenaj ve alt havzalarına ilişkin haritalar oluşturulmuş ve Sayısal Arazi Modeli kullanılarak bazı havza karakteristikleri ortaya konulmuştur. Çalışmanın bundan sonraki aşamaları ise her iki barajın tamamlanacağı ve su tutma sürecinin başlayacağı varsayımı ile rezervuar alanlarının sınırlarının ortaya konulması ile özellikle yeni yol yapım çalışmalarının neden olduğu/olacağı arazi tahribatının alansal büyüklüğünün belirlenmesi olacaktır. Böylece daha önce üretilen katmanlarla çakıştırıldığında çalışma alanında meydana gelecek arazi kullanım değişimi tespit edilmiş olacaktır. Belirlenecek veriler yardımı ile üretilecek olan haritalar ve elde edilecek veriler, Çoruh Nehri boyunca yapılması planlanan diğer büyük barajlar için önemli bir altlık oluşturacaktır.Lately, large dams have been one of the most referenced development projects mainly for the purposes of drinking and potable water, flood control and reducing the Turkey’s energy dependency on foreign resources. However, they also bring along some issues including land use change, reducing arable lands, sedimentation, destruction of ecosystems, and forced migration of people. Moreover, it is a fact that large dams, beside river ecosystems and its close environment, first of all, severely change the watershed they are to be constructed on, both physically and in terms of its natural functions. The Coruh River Watershed where the DSI’s Coruh Dams Project has been carried out is one of many watersheds experiencing similar changes mentioned above. Seven of fifteen large dams planned for this Project are on the Coruh River’s main and tributary channels flowing within the boundary of Artvin. Important negative changes have been observed in the area especially in respect to land use and severe destructions on ecosystems due to the construction of the dam projects and the renewing of road network. In order to make scientific evaluation about these changes and destructions and obtaining reliable data, two dams, one (the Artvin Dam and HPP) is already being constructed and the other (the Yusufeli Dam and HPP) is in the beginning of its construction stage, were chosen as case studies. Out of these two dams, the Yusufeli Dam is considered as more important since about 12124 people and 3031 homes are going to be affected directly by this dam as well as almost all arable lands along the floodplains of the valley are going to be lost. Using GIS techniques, first of all, the present land use types within the area (close to 1870 km2) impacted by the dams were identified and many layers including administrative and watershed boundaries, sub-watersheds, and digital terrain model (DTM) of the study area were created. In addition, the maps showing river network of the watershed and drainage and sub-watersheds were also prepared and using DTM, some characteristics of the watershed were obtained. The next step of this study -with the assumption that construction of both dams are completed and inundation is started- is to find out boundaries of the reservoir areas and determine spatial size of land degradation that have been and/or will be caused especially by building new road system. Then, when previously created maps were overlapped, the projected land use change in the study area will be determined. The data obtained and the maps created from this study will be a very important base for the other large dams planned to be constructed along the Coruh River

Determining physical characteristics of watersheds in Artvin province using SRTM and topographic map data

Su kaynaklarının kullanımı ve korunmasına yönelik çalışmalarda Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ve bağlantılı yazılım ve/veya modüllerin uygulanmasının son yıllarda arttığı bir gerçektir. Bu programlar sayesinde yağış havzalarının sınırları, arazi kullanımları, drenaj ağları, eğim ve yükselti gibi bazı fiziksel özellikleri hızlı, detaylı ve güvenilir bir şekilde belirlenebilmektedir. Bu çalışmada da CBS programlarından biri olan ArcGIS 10.3.1 ile entegre halde çalışan ArcHydro modülü kullanılarak Artvin il sınırları içerisinde kalan yağış havzalarının bazı özelliklerinin (sınırlar, drenaj ağı, büyüklük, eğim, vb.) belirlenmesi amaçlanmıştır. Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) oluşturmak için hem “Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)” hem de 1/25.000 ölçekli “topoğrafik harita” verilerinden yararlanılmış ve böylece elde edilen sonuçların bu iki farklı altlık arasında karşılaştırılması sağlanmıştır. Genel olarak, SRTM ve topoğrafik harita verilerinin havzaların özelliklerinin belirlenmesinde birbirine oldukça yakın sonuçlar verdiği ortaya konulmuştur. Örneğin, araştırma alanında tespit edilen büyük havza (10-100 km2) sayısı SRTM ve topoğrafik harita verilerine göre sırasıyla 315 ve 312 olarak belirlenmiş, çok büyük havzaların (>100 km2) sayısı ise her iki altlıkta da 30 olarak tespit edilmiştir. Ayrıca, topoğrafik haritalardan elde edilen eğim sınıfları gruplamasında ilin %89.27‘sinin çok dik-sarp arazi sınıfında yer aldığı belirlenirken, STRM verilerine göre ise bu oranın %87.13 gibi oldukça benzer bir sonuç verdiği bulunmuştur.It is a fact that applying Geographical Information Systems (GIS) and associated software and/or modules on studies regarding use and protection of water resources have been increased in recent years. With such programs, some physical characteristics of watersheds including borders, land use, drainage system, slope and elevation can be determined in a quick, detailed and reliable way. In this research, the aim was to use ArcHydro module -integrated with ArcGIS 10.3.1 one of the programs of GIS- to assess some features (borders, drainage, size, steepness, etc.) of river basins located within Artvin province. In order to create Digital Elevation Model (DEM), data from both “Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)” and “topographical map” was used; thus, providing comparison of the results gathered from these two base maps. In general, it was stated that both SRTM and topographic map data resulted in very close findings in determining watershed characteristics. For example, while the number of large watersheds (10-100 km2) counted as 315 and 312 by SRTM and topographic maps, respectively, the number of very large watersheds (> 100 km2) was 30 according to both base maps. Moreover, in grouping of slope classification, as 89.29% of the province was found to be within the verysteep slope class based on the topographic maps, a very similar result of 87.13% was revealed using SRTM data

Changes on soil properties associated with soil depth in eroded areas: a case study of Pamukcular watershed

This study was carried out to investigate changes on soil properties associated with soil depth in eroded areas under semi-arid climate conditions. Pamukcular Watershed (Yusufeli-Artvin-Turkey), with total annual rain amount of 250- 400 mm and alluvial soils formed especially by sudden floods, was chosen as the study area. Due to poor vegetation cover, continuous surface erosion was observed for most of the year in the research area, leading us to predict that negative changes may have occurred in soil physical and chemical properties. In order to determine these changes, disturbed and undisturbed soil samples were taken at two depths (0-10 ve 10-20 cm) in 12 parcels with about 3% slope. When soil samples were taken, it was observed that vegetation cover rate was low (20%-30%). The results show that clay content, moisture, aggregate stability, pH, bulk density and dispersion rate of soils was significantly different between soil depths. However, silt, sand, lime and organic matter contents along with air and hydraulic conductivity did not show significant differences

Ecologic and social problems caused by run-of-river type hydroelectric power plants in Artvin

Son yıllarda ortaya çıkan enerji açığı ve enerjide dışa bağımlılık Türkiye’yi, aslında uygulaması gereken uzun vadeli enerji politikaları yerine, kısa vadede çabuk sonuç almayı hedefleyen yöntemler kullanmaya veya kullanılan mevcut yöntemin üretimdeki payını arttırmaya yönelik çalışmalara zorlamaktadır. Bu kapsamda, 2007 yılı elektrik üretiminde toplam payı %18,7 olan hidroelektrik santrallerin payının arttırılması ülkemizde son dönemde en çok başvurulan seçeneklerden biri olmaktadır. Bu nedenle, enerji açığının kapatılması konusunda son yıllarda hızla artan sayıda baraj ve nehir tipi hidroelektrik santral (HES) projeleri gündeme girmiştir. Bu çerçevede, Çoruh Nehri’nin ana ve yan kolları üzerinde planlanan ve yapımı süren 15 adet büyük baraja ek olarak 116 adet nehir tipi HES tesisinin yapımı gündeme gelmiştir. Ancak, arazi yapısının oldukça sarp ve eğiminin yüksek oluşu, bölgedeki orman, toprak ve su kaynaklarının ciddi şekilde zarar göreceği gerçeğini gözler önüne sermiştir. Nehir tipi HES tesislerinin, öncelikle üzerinde inşa edileceği akarsuyun su miktarında ve akım rejiminde değişimler yaratacağından, bu akarsularda yaşayan sucul canlıların (örn: balıklar, amfibiler, vb.) ve dere kenarı vejetasyonunun önemli derecede etkileneceği açıktır. Ayrıca, bu tesislerle beraber yapılacak olan yeni yol ve tüneller sonucu ortaya çıkan hafriyatın depo edilmesinde veya uzaklaştırılmasında sorunlar yaşandığı ve bunun toprak erozyonu ile beraber akarsu ve göletlerde sedimantasyona neden olduğu günümüzdeki örnekleri ile bilinmektedir. Bunun yanında, her bir HES ve buna bağlı yol ve tünel yapımının, özellikle ormanlık alanların parçalanmasına, böylece bölgede yaşayan yaban hayvanlarının yaşam alanlarının daralmasına yol açacağı da yüksek olasılıkla karşılaşılacağımız önemli bir sorun olacaktır. Yukarıda açıklanan ekolojik etkilere ilave olarak, HES projelerinin, yapıldıkları akarsu havzaları boyunca su kaynaklarına yakın yerlerde kurulan yerleşim alanlarında yaşayan yerel halk ile arazi ve su kullanımı açısından çeşitli sorunlar oluşturacağı da açıktır. Bunun yanında, ildeki kamu kurumları da bu tesislere izin verilmesi konusunda habersiz ve etkisiz kalmaktadırlar. Tüm bu çevresel ve sosyal olumsuz sonuçlara rağmen, çoklu HES tesislerinin yaratacağı etkilerin büyüklüğü, kapsamı ve en aza indirilmesi için gerekli önlemlerin alınması ile bağlantılı herhangi bir çalışma yapılmamaktadır. Buradan yola çıkarak, bu bildiride; sayıları son yıllarda artan çoklu HES projelerinin ekolojik ve sosyal açıdan oluşturduğu ve oluşturacağı sorunlar Artvin’deki örnekleri bağlamında irdelenecektir.Turkey, as one of the countries recently being affected by energy shortage, is in search for various solutions to close this gap. Out of several solution ideas, increasing the proportion of hydroelectric power, which is at %18,7 as of 2007 out of the whole energy production, has become one of the most applied. This, in turn, resulted in ever-increasing projects of building many large dams and run-of-river type hydroelectric power plants. In this regard, besides 15 large dams being planned to be built on the main channel of the Coruh River Watershed, one of many large basins of the Black Sea Region, there are also more than 116 run-of-rivertype hydroelectric power plants lawfully permitted to be constructed on the tributaries of the River. However, because of the steepness and the roughness of the terrain in the region, natural resources (e.g., forest, water and soil) have been damaged during construction works of these projects. Changes and derivations of the water regime of natural river channel, serious damages on riverine habitats (e.g. fish, amphibians) and riparian zone vegetation, accelerated soil erosion and sedimentation problems occurring in rivers and associated large dam reservoirs are some of negative outcomes resulted in by building regulators, roads, water transferring tunnels and energy generating structures. In addition, forest ecosystems are getting fragmented due to roads and tunnels, dividing a united system into many pieces; thus, creating a more fragile situation for forests for damaging effects of insects, snow and wind, runoff, or landslides. The other important result of the constructing so many of these power plants are their social outcomes. Besides the severe damage to nature in the proximity of the power plant construction areas, much of the water will be transferred to water-carrying tunnels from the main channel of the creeks when these plants start to operate. All these changes may cause conflicts between local people living in these watersheds for hundreds of years and the management of these plants especially over water usage. Finally, there is a confusion in respect to laws and regulations regarding these plants as the associated local government administrations (governors, directorates of regional forest and environments, universities, NGOs, etc.) almost do not have any saying on whether these power plants should be built in such unique and fragile ecosystems. Despite all these possible negative outcomes both on the ecological and social aspects, there are not any studies on the size and scope of the adverse effects caused by building so many power plants. In this article, the current and future ecological and social outcomes of the run-of-river type power plants permitted to be built in many rivers and creeks of Artvin were investigated

Role of terracing and reforestation efforts on improving soil properties in degraded steep lands

Devlet Su İşleri tarafından uygulanan Çoruh Barajlar Projesi kapsamında planlanan toplam 15 büyük barajdan biri olan Deriner Barajının inşası ve yapılan yol çalışmaları sonucunda Çoruh Nehri Havzası’nda ciddi arazi tahribatları oluşmaktadır. Bu çalışmada, yol çalışmaları sonucunda tahrip olan alanlardaki erozyon kontrol ve ağaçlandırma uygulamalarında teraslama ve fidan dikimi çalışmalarının toprak özelliklerini iyileştirmede etkili olup olmadığı incelenmiştir. Bu amaçla, teraslama yapılarak yalancı akasya ve sarıçam fidanları ile ağaçlandırılmış iki erozyon kontrol alanı ile müdahale görmemiş ormanlık alandan (kontrol) alınan toplam 45 toprak örneği üzerinde tekstür, pH, organik madde, toplam azot, toplam kireç ve elektrik iletkenliği analizleri yapılmıştır. Yapılan istatistikî değerlendirmeler sonucunda ağaçlandırma yapılan alanlardaki toprak özelliklerinde belirli bir seviyede iyileşme gerçekleştiği ama bu iyileşmenin doğal orman örtüsü altındaki toprak özellikleri ile kıyaslandığında yeterli olmadığı belirlenmiştir. Örneğin, doğal orman alanında organik madde %3.71 ve pH 7.69 olarak tespit edilmişken, aynı özellikler, sırası ile akasya parselinde %1.13 ve 7.99, sarıçam sahasında ise %0.86 ve 7.93 olarak bulunmuştur.Serious land degradation have been occurring during the building of new roads associated with the construction of Deriner Dam, one of 15 large dams planned by the General Directorate of State Hydraulic Affairs and implemented within the Coruh Dam Projects. In this study, whether terracing and planting of seedling efforts in degraded areas as a result of building new roads within erosion control and reforestation efforts have any effect on improving soil characteristics were investigated. In accordance with this purpose, parameters including soil texture, pH, organic matter, total nitrogen, total lime, and electrical conductivity were determined for 45 soil samples taken from three different areas; two of which were erosion control areas where terraces built and planted with acacia and yellow pine seedlings, along an undisturbed (control) area with natural forests. After evaluating statistical analyses run on the soils data, it was determined that the reforestation efforts have resulted in improvements of soil properties at some degree but when they are compared to the soils of the undisturbed natural forest, it is clear that the degree of improvement is not sufficient yet. For example, while the organic matter of 3.71% and pH of 7.69 were determined for the forest area, same parameters were found as 1.13% and 7.99 for the acacia and 0.86% and 7.93 for the yellow pine areas, respectively

Determining land use changes caused and will be caused by completed, under-construction and planned large dams on Coruh River

Büyük barajların genelde neden olduğu en ciddi olumsuzluğun, rezervuar alanlarında farklı amaçlarla kullanılan arazilerin (örn: orman, tarım, yerleşim) su altında kalması sonucunda nehir havzaları üzerinde meydana gelen oldukça ciddi ekolojik, ekonomik, sosyal (özellikle demografik) ve kültürel değişimler olduğu gösterilmektedir. Bu nedenle, büyük barajların sebep olduğu arazi kullanım değişimlerini kısa zamanda, güvenilir bir doğrulukla ve en az maliyetle tahmin etmek, havzalardaki ciddi değişimlerin önceden bilinmesi ve sonrasında da bu havzaların planlanması açısından oldukça önemlidir. Benzer değişimler Devlet Su İşleri?nin Çoruh Barajlar Projesi kapsamında planlanan çok sayıda büyük baraj ile Çoruh Nehri Havzası üzerinde de yaşanmaktadır. Bu çalışmada, Çoruh Nehri'nin Artvin İl sınırları içerisinde kalan Aşağı ve Orta Çoruh Havzası üzerinde tamamlanan, inşası devam eden ve planlanan 7 büyük baraj ve HES tesisinin neden olduğu arazi kullanımındaki değişikliklerin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Söz konusu barajlar nedeni ile sular altında kalacak arazilerin kullanım şekillerini ve alansal büyüklüklerini ortaya koymak için meşcere ve CORINE Arazi Örtüsü (CLC-2006) haritaları ile bazı barajların istimlak /kamulaştırma verilerinden yararlanılmıştır. Hesaplamalar göstermiştir ki, söz konusu barajların tümünün tamamlandığı varsayıldığında her iki haritaya göre değişik amaçlarla kullanılan yaklaşık 8137 ha alanın sular altında kalarak değişime uğrayacağı tahmin edilmektedir. Bu alanlardan en büyük oranın orman (meşcere haritasında %62; CLC-2006?da %52) vasfındaki araziler, en küçük oranın ise yerleşim (meşcere haritasında %0,77; CLC-2006?da %1.77) alanları olduğu görülmektedir. Bunlara ilaveten, Borçka, Deriner ve Artvin Barajlarından elde edilen istimlak/kamulaştırma (kadastro parselleri) verileri ile meşcere ve CLC-2006 haritalarından hesaplanan veriler karşılaştırıldığında bu iki haritadan tahmin edilen alan hesaplamalarının gerçeğe yakın sonuçlar vermediği tespit edilmiştir.The most severe negativity of large dams, in general, is pointed as inundation of vast lands with various usages (e.g. forest, agriculture and establishment) because this, in turn, causes very serious and generally adverse ecological, economic, social and cultural changes on river watersheds. That is why it is crucial to shortly, correctly and with low cost estimate land use changes caused by large dams in respect to both knowing such changes in advance and planning of watersheds later on. A similar process is under way as several large dams planned to be constructed on the Coruh River within the State Water Affairs? Coruh Dams Project. In this study, the aim was to determine land use changes caused by seven large dams at different stages (e.g. completed, under-construction or planned) on the Middle and Lower Coruh Watershed within the city of Artvin. In order to find out usage types and estimate areal sizes of lands inundated by these dams, ?forestry stand maps? and ?CORINE Land Cover (CLC-2006)? along with data gathered from the processes of ?compulsory purchases? were used. Estimates showed that when all the large dams are completed, according to two maps used in this research, approximately 8137 ha area with various usage types will be inundated and consequently changed. It was clearly seen that out of this total area the biggest ratio was forested lands (62% in the forest stand maps; 52% in the CLC-2006) while the smallest ratio belonged to establishments (0.77% in the forest stand maps; 1.77% in the CLC-2006). In addition, when comparing the estimates from the forest stand maps and the CLC-2006 with the estimates calculated from the processes of compulsory purchases for Borcka, Deriner and Artvin Dams, it was determined that both maps did not really give results close to the ones gathered from the data of the compulsory purchases

Using SWAT to determine and model water regime, water quality and sediment yield in the watershed of Borcka dam

YÖK Tez No: 533912Su kaynaklarının üretiminde hayati role sahip olan ormanlık havzaların özellikle yukarı kısımları, son yıllarda madencilik, taş ocakçılığı, nehir tipi hidroelektrik santral (NT-HES) tesisleri ile yol inşaatları gibi çok sayıda yatırım ve proje nedeniyle bazı olumsuz ekolojik ve çevresel değişimlere uğramaktadır. Bu araştırmanın çalışma alanını oluşturan Borçka Barajı Havzası (BBH) da yukarıda sıralanan müdahalelerin benzerleri ile karşı karşıyadır. Ancak söz konusu bu müdahalelerin BBH üzerinde nasıl etkileri olduğu konusunda yeterli bilimsel araştırma yapılmamıştır. Bu nedenle, BBH rezervuarına ulaşan suyun rejimi ve kalitesi ile sediment miktarının hem yersel ölçümlerle tespit edilmesi hem de SWAT (Soil and Water Assessment Tool) programı ile modellenmesi bu araştırmanın amacını oluşturmaktadır. BBH'nı oluşturan dört alt havzada (Murgul, Hatila, Fabrika ve Godrahav) belirlenen toplam 43 örnekleme noktasında Temmuz 2016 – Haziran 2017 arasında aylık pH, çözünmüş oksijen (DO), toplam çözünmüş madde (TDS), askıda katı madde (AKM), amonyum azotu (NH4-N), nitrat azotu (NO3-N), tuzluluk, iletkenlik, sıcaklık, sülfat (SO4), fosfat fosforu (PO4-P) ve toplam azot (TN) değerleri ölçülmüştür. Sonuçlar BBH bünyesindeki suların genel anlamda temiz olduğunu göstermesine rağmen, Murgul ve Fabrika alt havzalarının -özellikle bazı ölçüm noktalarında ve zamanlarında- Godrahav ve Hatila alt havzalarına nazaran anlamlı seviyede kirli yüzey sularına sahip olduğu ortaya çıkmıştır. Beklendiği üzere, madencilik faaliyetleri, HES ve yol inşaatları ile ciddi müdahalelere maruz kalan Murgul'a ait yıllık ortalama iletkenlik (227 ?s/cm), tuzluluk (0.15 ppt), TDS (209 mg/l), AKM (64 mg/l) ve SO4 (202 mg/l) değerleri diğer alt havzalardaki yüzey sularından istatiksel olarak yüksek çıkmıştır. Bunun yanında, 0.85 ile 0.91 arasında değişen yüksek R2 değerleri ile SWAT modelinin de su rejimi ve kalitesi ile sediment verimi değerlerini güvenilir bir şekilde tahmin ettiği ortaya koymuştur. Ayrıca, sediment verimi hesaplamaları göstermiştir ki ortalama 61855 ton/yıl ile Murgul diğer alt havzalara oranla istatiksel olarak rezervuara daha fazla miktarda sediment taşımaktadır.The upper sections of forest watersheds, playing crucial role in producing water resources, have been undergoing some negative ecologic and environmental changes lately due to many investments and projects including mining, quarrying, run-of-river type hydroelectric plants and road constructions. The study area of this research, Borcka Dam Watershed (BDW), has also been facing similar disturbances listed above. However, there is not sufficient scientific research made on how these mentioned interferences having impacts upon BDW. Therefore, determining regime and quality of water and sediment amount reaching to the reservoir of BDW both with field measurements and by modelling them with SWAT (Soil and Water Assessment Tool) program constitutes the aim of this thesis. Values of pH, dissolved oxygen (DO), total dissolved solids (TDS), total suspended sediment (TSS), ammonium nitrogen (NH4-N), nitrate nitrogen (NO3-N), salinity, conductivity, temperature, sulphate (SO4), orthophosphate as phosphorus (PO4-P) and total nitrogen (TN) were measured monthly from July 2016 to June 2017 in the total of 43 sampling points determined within the four sub-watersheds (Murgul, Hatila, Fabrika and Godrahav) of BDW. Although results showing that waters throughout BDW were generally clear, it was revealed that Murgul and Fabrika sub-watersheds had significantly more polluted surface waters especially in some sampling points compared to Hatila and Godrahav sub-watersheds. The annual averaged values of conductivity (227 ?s/cm), salinity (0.15 ppt), TDS (209 mg/l), TSS (64 mg/l) and SO4 (202 mg/l) were statistically higher in Murgul sub-watershed, as expected, than the others as it exposed to serious interferences such as mining, run-of-river type hydroelectric plants and road constructions. In addition, it was revealed that the SWAT model with high R2 rates ranging from 0.85 to 0.91 could predict the values of water regime and quality as well as sediment yield confidingly. Moreover, the estimation of sediment yield demonstrated that with a mean of 61855 t/yr, Murgul carries significantly higher sediment than the other sub-watersheds into the reservoir