Drenaj, suyun belirli bir alandan etkili bir şekilde uzaklaştırılması işlemidir. Genellikle tarım alanları, inşaat sahaları ve bahçelerde kullanılan drenaj sistemleri, toprakta biriken fazla suyun tahliye edilmesini sağlar. Bu, bitki köklerinin aşırı suya maruz kalmamasını ve toprak yapısının iyileştirilmesini amaçlar. Drenaj sistemleri, yağışların veya sulamanın neden olduğu su birikintilerini önleyerek bitki sağlığını ve verimliliğini artırır. Aynı zamanda inşaat projelerinde de kullanılan drenaj, binaların temellerini su hasarlarından korur ve toprak erozyonunu önler. Drenaj, suyun istenmeyen birikimini kontrol altına alarak çeşitli alanlarda kullanışlı bir çözüm sunar.
Tarımsal Drenaj
Drenaj, bir ortamdaki fazla sıvının tahliye edilip uzaklaştırılma sürecidir. Kurutma terimiyle de eşanlamlıdır. Tarım alanlarında, sıvının yerine kullanılan terim sudur ve kurutmanın yerine drenaj geçer. Bununla birlikte tarım söz konusu olduğunda, suyun tamamen çıkarılması değil, bitkilerin en iyi şekilde büyümesi için uygun bir ortamın sağlanması amaçlanır. Tarımsal drenaj, tarım alanlarındaki fazla suyun, ürün kayıplarına, toprakta olumsuz etkilere neden olmadan ve çevreye zarar vermeden uygun tekniklerle uzaklaştırılma sürecini ifade eder. Sadece topraktaki aşırı suyun uzaklaştırılması tarımsal drenajı tam olarak tanımlamaz. Bu nedenle, sürdürülebilir tarım prensipleri çerçevesinde, toprak tuzlanmasını önleme amacının yanı sıra, yetiştirilen bitkilerin su stresi yaşamayacağı uygun toprak-su ve tuz dengesini sağlamak için yapılan mühendislik yapıları ve kültürel önlemlerin tümüne tarımsal drenaj adı verilir.
Drenajdan Beklentiler
Drenajın genel beklentiler şu şekilde özetlenebilir:
A.Yüksek taban suyu seviyelerine sahip alanlarda taban suyu seviyesini ve yer altı suyu akışını düzenlemek,
- Islak alanlara su akışını kontrol etmek veya engellemek,
- Artezyenik basınçların etkisini düzenlemek,
- Yüzey sularını uzaklaştırmak,
- Sulanan veya fazla suyun atıldığı alanlarda su tablası düzeyini kontrol ederek, toprağı ve çevreyi iyileştirmek, bitki kök gelişimini ve bitkisel büyümeyi desteklemek, ekim dikim ve hasat süreçlerinde arazi trafiğini sağlamak ve su kalitesini iyileştirmek.
B.İnşaat çevreleri, yollar, oyun alanları ve diğer fiziksel geliştirme alanlarından fazla suyu uzaklaştırmak.
C.Su seviyelerini düzenleyerek ve denetleyerek sağlığa yönelik riskleri önlemek, pestisit atıkları ve sivrisinek üreme alanları gibi bölgeleri kontrol altında tutarak sağlık sorunlarını engellemek.
Fazla su, hem toprak yüzeyinde hem de yeraltında birikebilir. Arazi yüzeyinin düzgün olmaması, engebeler veya yetersiz tesviye, suyun yüzeyde birikmesine neden olabilir. Yerçekimi etkisiyle derine süzülemeyen su kütlesi, toprak içinde farklı yönlere doğru hareket eder. Bu sular genellikle düz arazilerin en alçak noktalarında birikerek su düzeyinin yükselmesine neden olurlar. Sulama ve yağışlar sonucunda toprağa sızan sular, geçirimsiz bir tabaka üzerinde birikerek toprak gözeneklerini doldurabilir ve toprak yüzeyine kadar yükselebilir. Bu su kütlesinin üst sınırı, taban suyu düzeyini temsil eder.
Drenajın Faydaları
Fazla su, toprağın gözeneklerini tamamen doldurarak toprakta hava ve su dengesini bozar. Uzun süre devam eden havasız koşullar, toprak yapısında olumsuz değişikliklere neden olabilir ve bitki gelişimini olumsuz yönde etkileyebilir. Eğer yüksek taban suyu bitki kök bölgesine girip uzun süre kalırsa, toprak ve bitki üzerinde çeşitli olumsuz etkiler meydana gelir. Bu nedenle kök bölgesindeki fazla suyun uygun bir süre içinde ve uygun bir şekilde uzaklaştırılması veya drene edilmesi gereklidir. Uygun süre, toprakta ve tarımsal üretimde olumsuzlukların başlamasına neden olan fazla suyun etkilerinin ortaya çıkmasından daha kısa bir süreyi ifade eder. Uygun şekilde uzaklaştırılması ise drenaj sistemini tanımlar. Genel anlamda drenaj sorunu olan alanlar, doğal drenajın yetersiz olduğu kıyı ovaları, ırmak vadileri, yağışların evapotranspirasyondan fazla olduğu iç ovalar ve su yönetiminin zayıf olmasından kaynaklı ikincil tuzlanma ve suya boğulmanın olduğu kurak alanlardır. Bu bölgelerde kurulacak yapay drenaj, uygun ve maliyet etkin bir çözüm sunar. Bu sistemlerin kurulmasıyla elde edilmek istenen genel amaçlar ve beklenen etkiler aşağıda sıralanmıştır.Tarımsal su yönetiminin bir parçası olarak, bitki verimini artırmak ve toprağın verimliliğini sürdürmek amaçlanmaktadır. Tarımsal drenajın bu hedefleri şu şekildedir:
- Fazla suyun hem yüzeyden hem de yer altından uzaklaştırılması,
- Çözünebilir tuzların fazla su ile birlikte toprak profiline uzaklaştırılması,
- Yer altı su seviyesinin istenen düzeyde tutulması.
Tuzlu alanlarda yüksek su tablası bulunan bölgelerde ise:
- Su tablasını ve toprak tuzluluğunu istenen düzeyde kontrol etmek,
- Su altında kalan ve tuzlanan alanlarda verimliliği sürdürmek.
Özel koşullar altında drenaj sistemleri şu avantajları sağlar:
- Tarla işleri için makinelerin kolayca tarlaya giriş yapabilmesi ve çalışma günlerinin uzun olması,
- Her yıl yetiştirilen bitki çeşitliliğinin artması,
- Daha fazla bitkinin yetiştirilebilmesi,
- Yüksek değerli bitkilerin yetiştirilebilmesi.
Drenaj sistemlerinin ikincil avantajları şunlardır:
- Yer altı su seviyelerinin düşürülmesi, yerleşim bölgelerinde yaşayanlara daha sağlıklı ve temiz su temin eder.
- Durgun suların uzaklaştırılması, sivrisinek ve haşerelerin yaşam alanlarını ortadan kaldırarak birçok hastalığın nedenini azaltır.
- Yüzey suyu ve yüksek yeraltı sularının uzaklaştırılması, araziye girişi kolaylaştırır ve tarımsal işlerin süresini artırır.
- Çevresel koşulların iyileştirilmesi, daha düşük yer altı su tablası ve azalan tuzluluk çevre koşullarının bozulmasını engeller.
Fazla Suyun Etkileri
Fazla su yani yüksek taban suyu tarımsal alanlarda bir dizi olumsuz etkiye neden olan bir sorundur. Yüksek taban suyu özellikle yağışlı bölgelerde, fazla suyun etkilerini azaltmak amacıyla drenaj sistemlerinin kurulmasını gerektirir. Aynı zamanda sulama alanlarının genişlemesi ve ikincil tuzlanmanın artması, sulanan tarım bölgelerinde de drenajın zorunlu hale gelmesine neden olmuştur.
Doğrudan etkiler, tarım alanlarında bir dizi olumsuz duruma yol açar. Bu durumlar arasında arazi üzerindeki araç trafiği veya tarımsal işlemlerin engellenmesi, toprakların geç tava gelmesi, toprak işleme ve tarımsal faaliyetlerin zorlaşması, ekim zamanının gecikmesi, bitki kök bölgesinin yüksek taban suyu düzeyi nedeniyle sınırlanması ve su içinde kalan bitki köklerinin havasızlık nedeniyle zarar görmesi bulunmaktadır. Bu etkiler sonucunda ürün veriminde azalmalar görülebilir. Şekil 2’de yüksek taban suyu koşullarında drenajlı ve drenajsız bir toprakta nem profili ile bitki kök gelişmesi şematik olarak gösterilmiştir. Toprak nem durumu, taban suyunun konumuna bağlı olarak değişirken, drenajsız toprakta yüksek taban suyu düzeyinden kaynaklanan küçük bir kök bölgesi nedeniyle bitkilerde zayıf gelişme gözlenirken, drenajlı toprakta ise gelişmiş bir kök sistemine sahip sağlıklı bitkiler gözlemlenmektedir.
Dolaylı etkiler, yüksek su tablasının toprakta meydana getirdiği fiziksel, kimyasal ve biyolojik etkilerin bir sonucudur. Taban suyundaki erimiş tuzlar, kılcal yükselme aracılığıyla bitki kök bölgelerine, zaman zaman ise toprak yüzeyine kadar ulaşabilirler. Suyun buharlaşması ve bitkiler tarafından emilmesiyle birlikte taban suyunun tuz yoğunluğu artar. Bu durum, tuzların toprakta birikmesine ve bitkilere zarar verecek düzeylere ulaşmasına neden olabilir. Bu olaylar özellikle yazları kurak ve sıcak geçen, düz arazilerin olduğu bölgelerde daha yaygın olarak gözlenir. Öte yandan, taban suyu düzeyinin fazla derinlere düşürülmesi bitki su gereksinimlerini artırabilir. Bilhassa kılcal yükselmenin düşük olduğu kaba bünyeli topraklarda, yaz döneminde su sıkıntısı ve buna bağlı olarak bazı bölgelerde su yetersizliğinden kaynaklanan ürün azalmaları görülebilir.
İlk aşamada, her iki toprak türünde yüksek taban suyu seviyeleri, verimde azalmaya yol açarken, derin su tablası seviyeleri artışa neden olmaktadır. Ancak, killi topraklarda taban suyu düzeyi 100-120 cm derinliğe kadar düştüğünde verimde artışa, kumlu topraklarda ise taban suyu düzeyinin 60-70 cm‘den daha aşağı düşmesi önemli ölçüde ürün kaybına neden olabilmektedir. Ayrıca, killi topraklarda taban suyu düzeyinin daha aşağılara düşmesi verimde azalmaya yol açmazken, kumlu topraklarda belirgin ürün kayıplarına neden olabilmektedir. Bu sınırlar, toprak yapısı ve bitki türüne göre değişmekle birlikte, su düzeyinin hızlı veya yavaş derinlere düşmesi, her iki durumda da üründe azalmaya neden olabilir. Su tablasının derin olması durumunda, üründeki azalmanın temel nedeni su eksikliğidir. Bu sorunu çözmek için özellikle kurak bölgelerde uygun drenaj sistemleri inşa etmek veya sulama kanallarının kapasitesini artırmak gerekebilir.