6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu 427 GÖKSU DELTASININ DENİZ SEVİYESİ YÜKSELMESİNE OLAN KIRILGANLIĞI Gülizar ÖZYURT Ayşen ERGİN Atila URAS Araş. Gör. Prof. Dr. İnş. Yük. Müh. İnşaat Mühendisliği Fakültesi, Kıyı ve Liman Laboratuvarı, ODTÜ Ankara, Türkiye [email protected] [email protected] [email protected] ÖZET İklim değişikliği ve buna bağlı olarak yükselen deniz seviyesinin yaratacağı artan kıyı erozyonu, fırtına kabarma dalgalarına bağlı su baskınları, kıyıların daimi olarak su altında kalması, tatlı su kaynaklarında tuzluluk artışı gibi etkilerden en çok zararı okyanuslardaki küçük adalar ile deniz seviyesine yakın alçak rakımlı kıyı alanları görecektir. Türkiye’de, 8333 kmlik kıyı şeridi ve bu şerit üzerinde bulunan büyük jeolojik, ekolojik ve sosyoekonomik önemi olan kıyı alanları ile deniz seviyesi yükselmesi ve de iklim değişikliğinin diğer etkilerine karşı, hem iklim değişikliğini önlemek hem de uyumluluğunu sağlamak için çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalar kıyılardaki kalkınmanın sürdürülebilirliğini ve de deniz seviyesi yükselmesine karşı yapılacak uyumluluk çalışmalarına kaynak aktarımının en uygun şekilde düzenlenebilmesi için Türkiye kıyılarının deniz seviyesi yükselmesine karşı kırılganlık analizlerine temel olacaktır. Bu çalışmada, deniz seviyesi yükselmesinin yaratacağı olumsuz etkilerin faktörleri kullanılarak bir kıyı alanları kırılganlık modeli geliştirilmiştir. Bu model; farklı kıyı alanlarına deniz seviyesi yükselmesine olan kırılganlıkları göz önüne alınarak öncelik verilmesini; herhangi bir kıyı alanında yaşanacak etkilerin o bölge için önem sırasına dizilmesini ve de her hangi bir etki için kritik olan parametrelerin anlaşılmasını sağlamaktadır. Geliştirilen kıyı alanlarının deniz seviyesi yükselmesine karşı kırılganlık analiz modeli, Mersin iline bağlı Özel Çevre Koruma Bölgesi alanı olan Göksu Deltasına uygulanmıştır. Uygulama sonucunda Deltayı bekleyen en önemli sorunun kıyı erozyonu ve su basmalarına bağlı toprak kaybı olacağı görülmüş olup, Göksu Deltası üzerindeki insan etkinliklerinin bölgenin deniz seviyesi yükselmesine olan kırılganlığını önemli şekilde arttırdığı ortaya konmuştur. GİRİŞ İklim değişikliği nedeniyle oluşacak etkiler (deniz seviyesinin yükselmesi, kuraklık artışı, vb.) önümüzdeki dönemde insanlık için çok önemli birer sorun haline gelmiştir. İnsan faaliyetlerine bağlı olarak atmosferde artan sera gazı konsantrasyonu sonucu tetiklendiği yapılan bilimsel çalışmalarla kesinleşmiş olan iklim değişikliği süreci, yakın zamanda sera gazı salınımları kontrol altına alınsa bile önümüzdeki yüzyılda bizi ve dünyamızı tehdit etmeye devam edecektir. Bu nedenle ülkeler, bir yandan tetikleyici unsurları ortadan kaldırmak için çaba gösterirken, bir yandan da karşılaşılacak etkilere uyum sağlama (adaptasyon) çalışmalarını da yapmalıdırlar. 428 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu İklim değişikliğinin etkilerinden biri olan deniz seviyesinin yükselmesi, hem deniz suyu sıcaklığının yükselmesine bağlı termal genleşme hem de buzulların erimesi nedeniyle artan bir hızla kaydedilmektedir. Yapılan araştırmalar göstermektedir ki 2100 yılında su seviyesi 1980 yılına göre 30-60 cm arasında artmış olacaktır (IPCC, 2007). Bu artış başta okyanuslardaki ada devletleri olmak üzere, alçak rakımlı kıyı alanlarını özellikle de deltaları ciddi şekilde tehdit etmektedir. Türkiye kıyılarında da hem sosyo-ekonomik, hem de ekolojik açıdan önemi yüksek deltaların bulunması, bu konuda yapılması gereken çalışmaların zorunluluk olduğunun en önemli göstergesidir. Her ne kadar denizlerdeki yükselmenin okyanuslardaki kadar etkili olmayacağı öngörülse de, sadece su yükselmesinin yaratacağı toprak kaybı değil, artacak kıyı erozyonu, yükselen fırtına kabarmaları ve yer altı su kaynaklarında gözlenecek tuzluluk artışı gibi etkilerin bütün kıyı alanlarında ciddi sorunlara yol açacağı göz önüne alınmalıdır. Kıyılardaki kalkınmanın sürdürülebilirliğini ve de deniz seviyesi yükselmesine karşı yapılacak uyumluluk çalışmalarına kaynak aktarımının en uygun şekilde düzenlenebilmesi için Türkiye kıyılarının deniz seviyesi yükselmesine karşı kırılganlık analizinin yapılması gerekmektedir. Genel tanım olarak kırılganlık (vulnerability) bir sistemin iklim değişikliğinin olumsuz etkileriyle (iklim değişkenliği ve uçdeğerler dahil olmak üzere) başa çıkamadığı derece olarak tanımlanmaktadır.(IPCC, 2007) Kesin tanım üzerinde tam bir anlaşma olmamakla birlikte, kırılganlık kavramı 3 farklı görüş ışığında çalışılmaktadır. Birinci görüşe göre kırılganlık, önceden var olan bir durumdur ve risk oluşturan duruma maruz kalma potansiyeli ile tanımlanmaktadır. İkinci görüş sosyal açıdan kırılganlığı ele alır. Üçüncü görüş ilse ilk iki görüşün birleşmesi sonucu ortaya çıkmıştır. Hem biyolojik ve fiziksel risk parametrelerini hem de sosyal tepki parametrelerini bütünler. İklim değişikliği kırılganlık analizlerinin önceliği, iklim değişikliğinin olumsuz etkilerine yoğun şekilde maruz kalacak bölge ve insan gruplarını tespit etmek ve uygun kaynak aktarımını sağlamaktır. Bu analizlerin etkili olmasını sağlayan faktörlerin başında bölgenin jeolojik, fiziksel ve sosyoekonomik veri tabanlarının bütünlüğü ve geçerliliği ile riskin önceliği ve yerel karar mekanizmalarının tutumları gelmektedir. Bugüne kadar çeşitli kırılganlık analizleri yapılmış olup, farklı kırılganlık modelleri de literatürde (IPCC, 2007) bulunmaktadır. Ancak çoğunluğu gelişmiş ülkelerde yapılan bu analizler, ayrıntılı veri gereksinimleri nedeniyle ülkemizde verimli olamamaktadır. Yukarıda sayılan nedenler göz önüne alınarak hâlihazırda bulunan ya da basit yöntemler ile elde edilebilecek veriler temel alınarak uygulanabilecek bir kıyı alanları kırılganlık modeli geliştirilmiştir. Bu modelde amaç, kıyı alanının hem fiziksel hem de insan kullanımına bağlı özelliklerini kullanarak, alanın fiziksel kırılganlığını ortaya koymak, yörenin deniz seviyesi yükselmesinin fiziksel etkilerine olan kırılganlıklarını ayrı ayrı analiz edebilmek ve uyum sağlama çalışmalarında önemli olabilecek fiziksel ve insan etkisi parametrelerini ortaya çıkarmaktır. Bu çalışmada sunulan model fiziksel kırılganlık üzerine odaklanmıştır. Uygulama olarak da Göksu Deltası, Özel Çevre Koruma Alanı seçilmiş ve önemli sonuçlara ulaşılmıştır. METODOLOJİ Kıyı alanlarının deniz seviyesi yükselmesine olan kırılganlığını belirlemek amacıyla öncelikle yükselmenin tetikleyeceği etkiler incelenmiş ve sonuçta beş ana başlıkta toplanmıştır. Bu fiziksel etkiler su basması(inundation), fırtına kabarması sonucu su basması(flooding due to storm surge), kıyı erozyonu(coastal erosion), ırmaklarda tuzluluk artışı(salt intrusion to river/estuary) ve yeraltı su kaynaklarında tuzlanma(salt intrusion to groundwater resources) olarak tanımlanmıştır. İkinci olarak bu etkilerin oluşumundaki fiziksel parametreler incelenmiş ve baskın parametrelerin genel olara bu etkileri tanımlayabileceği varsayımından 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu 429 yola çıkarak toplam 12 parametre ayrıntılı bir literatür taramasından sonra modele dahil edilmiştir. Deniz seviyesine yükselmesine bağlı olarak gözlenen fiziksel etkilerin insan etkinlikleri (baraj yapımı, arazi kullanımı gibi) ve ya insan baskısı sonucu daha da olumsuz sonuçlar doğurabileceği, bu nedenle bu aktivitelerinde kırılganlık analizinde temsil edilmesi gerektiği yapılan bölgedeki alan çalışmaları sonunda ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak modele yöredeki insan baskısını tanımlayan 7 insan etkisi parametresi de eklenmiştir (Tablo 1). Modelde kullanılan parametreler için beşli bir sınıflandırma (1-5) kullanılarak kırılganlık sınıfları (çok düşük(1), düşük(2), orta(3), yüksek(4) ve çok yüksek(5) kırılganlık) belirlenmiş, kıyı alanları kırılganlık matrisi oluşturularak fiziksel etki alt-endeksleri ve toplam kırılganlık endeksi aşağıdaki formüller (1 ve 2) temel alınarak hesaplanmıştır. Fiziksel etki alt indeksleri (CVIetki), her bir etki için tanımlanan parametrelerin, en düşük kırılganlık durumu için hesaplanan indekse bölünmesi ile bulunur. CVI etki n m ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ 0.5 * ∑ PPn * Rn ⎟ + ⎜ 0.5 * ∑ HPm * Rm ⎟ 1 1 ⎠ ⎝ ⎠ =⎝ CVI en dusuk kirilganlik (1) CVIetki: Fiziksel etki alt indeksi PP: Fiziksel parametreler HP: İnsan etkisi parametreleri R: Parametreye ait kırılganlık sınıfı CVIendusukkırılganlık: Belirli bir fiziksel etki için bulunan en düşük kırılganlık durumu Fiziksel etki alt indeksleri (CVIetki), yukarıda tanımlanmış kırılganlık sınıflarına karşılık gelen 1-5 rakamları arasında çıkan sonuçlardır. Kıyı alanı kırılganlık indeksi (CVI(SLR)) yörede gözlenebilecek olan etkiler doğrultusunda oluşturulan gruplamaya göre hesaplanmaktadır. Parametrelerin kırılganlık sınıflarının toplamının o grupta gözlenebilecek en düşük kırılganlık toplamına bölünmesi sonucu bulunur. CVI ( SLR )n = ∑ Yoresel parametre kirilganli klari ∑ Grup icin hesaplanan en dusuk kirilganli k (2) Modeldeki en önemli varsayım parametre ağırlıklarının eşit olarak alınmasıdır. Bu varsayımın nedeni deniz seviyesi yükselmesi göz önüne alınmadan bile model parametrelerinin fiziksel etkiler üzerindeki ağırlıklarının belirlenmesi için yeterli sayıda veri ve çalışma olmamasıdır. Aynı nedenle, fiziksel ve insan etkisi parametrelerinin toplam kırılganlığa olan etkisi de eşit olarak kabul edilmiş ve ağırlıkları 0.5 olarak alınmıştır. Ancak modeli uygulayacak çalışmacının kendi bulguları doğrultusunda ağırlıkları değiştirebilme esnekliği de sağlanmıştır. UYGULAMA Yukarıda tanımlanmış olan ‘Kıyı Alanları Kırılganlık Modeli’, Türkiye için önemli ekonomik, turistik ve ekolojik önemi olan aynı zamanda Özel Çevre Koruma Bölgesi statüsündeki Göksu Deltası (Silifke, Mersin) için uygulanmıştır (Şekil 1). Kuzeyde Toroslar ile çevrili deniz seviyesinden yüksekliği ortalama 2 metre olan Delta, Göksu Nehri tarafından ikiye bölünmüş olup başta Paradeniz lagünü ve Akgöl gölü olmak üzere, doğal sulak alanlar, kumullar, kumsallar, işlenen tarım alanları ve yerleşim merkezleri ile çeşitli jeomorfolojik ve 430 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu ekolojik bir yapıya sahiptir. Taşıdığı ekolojik önem hem gözlenen kuş ve bitki çeşitlerinin fazlalığı ile kendini göstermektedir. 1968 yılında kullanıma açılan sulama kanallarıyla önemli bir tarım bölgesi haline gelen Göksu Deltası, ekonomik olarak da ülkemizin önemli deltalarından biridir. Şekil 1 Göksu Deltası Haritası Göksu Deltasının deniz seviyesi yükselmesine olan kırılganlığını ortaya koymak için yapılan bu çalışmada öncelikle Haziran ve Kasım 2006 tarihlerinde yapılan bölge alan çalışmaları ile yöreye ait veriler kullanılarak Kıyı Alanları Kırılganlık Modelinin Matrisi oluşturulmuştur (Tablo 1). Akdeniz de deniz seviyesi yükselmesi son dönemde yapılan ölçümler sonucu ortalama 2mm/yıl olarak gözlenmiş ve Tablo 1’de 2 yani düşük kırılganlık olarak gösterilmiştir. Aynı şekilde yörenin delta olması ve eğimin oldukça düşük olması yörenin kırılganlığını arttıran etkenlerdir ve 5 yani çok yüksek kırılganlık olarak gösterilmiştir. Belirgin dalga yüksekliğinin 5.5-6.0 m arasında olması da kırılganlığı arttıran parametrelerden biri olup 4 ile gösterilmiştir. Kum bütçesi deltanın doğu kıyısında gözlenen aşırı erozyon yüzünden 4 ile tanımlanmış, gelgit aralığı da yine yörede mikro-gelgit oluştuğundan yüksek kırılganlık (5) ile gösterilmiştir. Tatlı su kaynakları ile ilgili parametrelerin verileri çok az olup, eldeki bilgilerden yola çıkarak bu parametreler orta kırılganlık olarak tanımlanmıştır. İnsan etkisi parametrelerine baktığımızda, yüksek kırılganlık faktörlerinin; doğal koruma yapılarının bozulması, kıyı koruma yapılarının bulunmaması, arazi kullanımı ve yeraltı su kaynaklarının bilinçsiz kullanılması olduğu görülmüştür. Kıyılarda kum hareketi kıyı boyu hareket eden kum miktarına göre aşınma veya birikmeye neden olur. Göksu Deltası kıyılarında temelde Göksu Nehri üzerindeki baraj yapımı, kıyı yapıları nedeniyle kıyılara taşınan kum miktarını etkilemektedir. Bu nedenle kum taşınımının azalması, kıyı yapılarının yoğun olmaması ve ırmak rejiminin şimdilik çok yoğun şekilde denetlenmemesi orta seviyede kırılganlıkla gösterilmiştir. BULGULAR Uygulanan model sonucu Göksu Deltasının kırılganlığı 5 üzerinden 3,7 yani yüksek kırılganlık olarak hesaplanmıştır (Tablo 1). Bu sonuç deltaların deniz seviyesi yükselmesinden olumsuz etkileneceğini gösteren diğer çalışmalarla de uyuşmaktadır. Göksu Deltası için, fiziksel etki alt-endeksleri kırılganlık derecelerine göre su basması (inundation), fırtına kabarması sonucu su basması(flooding due to storm surge), kıyı erozyonu 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu 431 (coastal erosion), ırmaklarda tuzluluk artışı ve yeraltı su kaynaklarında tuzlanma şeklinde sıralanmıştır. Bu sıralama da hem yöreye yapılan teknik geziler sırasında elde edilen bilgilerle hem de diğer araştırmalarla uyum göstermektedir. Şöyle ki, deltalarda toprak kaybının kıyı erozyonundan çok su basması nedeniyle olacağı çeşitli araştırmalar ile kanıtlanmış (Sorensen, 1984), fırtına kabarmaları sonucu su basmalarının son yıllarda daha sık yaşandığı yöre halkı tarafından belirtilmiş (DEFRA proje teknik gezi raporu, 2006), aynı şekilde yörede yaşanan kıyı erozyonunun insan kaynaklı olduğu çeşitli çalışmalarla kanıtlanmış (Keçer, 2001) ve de yeraltı sularında kayda değer bir değişmenin olmadığı ancak kıyıya yakın olan kaynaklarda tuzluluk oranında artışlar görüldüğü fakat bu konuda en belirgin sorunun ırmak kenarında bulunan limon ağaçlarında ortaya çıktığı öğrenilmiştir. Kıyı alanları kırılganlık modeli bu bilgiler ile de desteklenmiştir. Kullanılan modelin bir başka çıktısı da fiziksel ve insan etkisi parametrelerinin fiziksel etkiler üzerindeki ağırlıklarının bulunmasıdır. Aşağıdaki grafikte (Şekil 2) de görüldüğü üzere fiziksel parametreler kırılganlığı orta seviyede tutsa bile insan etkisi parametreleri deltanın kırılganlığını oldukça artırmaktadır. Bu sorun daha çok su kaynaklarının kullanımında kendini göstermektedir. Hem arazi kullanımının belirgin şekilde tarıma dayalı olması hem de Göksu Nehri üzerinde yapılan düzenlemeler deniz seviyesi yükselmesiyle birleştiğinde su kaynakları açısından delta önemli sorunlar yaşayacaktır. Yaşanabilecek kuraklıklar ise bu sorunu daha da büyütecektir. Tablo 1 Göksu Deltası Kıyı Alanları Kırılganlık Matrisi Yer Göksu Delta Fiziksel Parametreler Etki Parametre İnsan Etkisi Parametreleri 1 2 3 4 5 P1.1 Deniz Seviyesi Yükselme Hızı 1 Toplam Parametre 1 2 3 4 5 Toplam 2 H1.1 Kum Taşımının Azalması 1 3 P1.2 Jeomorfoloji 1 5 H1.2 Irmak Rejimi Düzenlemesi 1 3 P1.3 Kıyı Eğimi 1 5 H1.3 Kıyı Yapıları Yoğunluğu 1 Etki Toplamı CVI Etki 21.5 3.909090909 14 4 11 4.4 10.5 3 11.5 3.285714286 68.5 3.702702703 2 1. Kıyı Erozyonu P1.4 H1/3 1 4 H1.4 Doğal Koruma Yapıları Bozulması 1 5 P1.5 Kum Bütçesi 1 4 H1.5 Kıyı Koruma Yapıları 1 5 0 1 2 0 2 18 P1.6 Gelgit Aralığı TOPLAM 1 5 0 1 0 2 3 25 TOPLAM 2 H2.1 Kıyı Yapıları Yoğunluğu 5 H2.2 Doğal Koruma Yapıları Bozulması 1 5 4 H2.3 Kıyı Koruma Yapıları 1 5 0 1 0 0 2 12 P2.1 Deniz Seviyesi Yükselme Hızı 1 2. Fırtına kabarması sonucu P2.2 Kıyı Eğimi su basması 1 1 P2.3 H1/3 P2.4 Gelgit Aralığı TOPLAM 1 5 0 1 0 1 2 16 P3.1 Deniz Seviyesi Yükselme Hızı 3. Su basması 1 P3.2 Kıyı Eğimi 1 P3.3 Gelgit Aralığı TOPLAM kaynaklarında tuzlanma P4.4 Hidrolik Kondüktivite H3.1 Doğal Koruma Yapıları Bozulması 0 0 0 0 1 5 H3.2 Kıyı Koruma Yapıları 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 2 10 5 12 TOPLAM 2 H4.1 Yer altı Su Kaynakları Kullanımı 4 H4.2 Arazi Kullanımı 1 1 P4.3 Akifer Tipi P4.5 Yer altı suyunun 2 1 P4.2 Kıyıya Yakınlık 1 2 5 0 1 0 0 2 P4.1 Deniz Seviyesi Yükselme Hızı 4. Yer altı su TOPLAM 1 1 4 1 5 0 0 0 1 1 9 1 3 3 1 1 1 2 Derinliği (deniz seviyesinden) TOPLAM P5.1 Deniz Seviyesi Yükselme Hızı 1 2 1 1 0 1 P5.2 Gelgit Aralığı 5. Irmaklarda P5.3 Nehir Ağzındaki tuzluluk artışı Su Derinliği P5.4 Akım TOPLAM 1 1 1 0 2 0 1 1 12 TOPLAM 2 H5.1 Irmak Rejimi Düzenlemesi 5 H5.2 Kıyı Yapıları Yoğunluğu 2 H5.3 Arazi Kullanımı 1 2 1 5 0 1 1 0 1 10 4 13 TOPLAM CVI(SLR)‐1 CVI(SLR)‐2 CVI(SLR)‐3 432 6. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu SONUÇ Bu çalışmada kıyı alanlarının deniz seviyesi yükselmesine olan kırılganlığını ölçen bir model geliştirilmiştir. Kıyı alanının hem fiziksel hem de insan kullanımına bağlı özelliklerini kullanarak, alanın fiziksel kırılganlığını ortaya koyan model, yörenin deniz seviyesi yükselmesinin fiziksel etkilerine olan kırılganlıklarını ayrı ayrı analiz etmeyi sağlamakta ve uyum sağlama çalışmalarında önemli olabilecek fiziksel ve insan etkisi parametrelerini ortaya çıkarmaktır. Bu sayede eldeki kaynakların en verimli biçimde yönlendirilmesi sağlanabilmektedir. Göksu Deltası için uygulanmış olan model, deltanın çok yakın bir gelecekte büyük sorunlarla karşılaşacağını göstermiş ve sağladığı bilgiler ışığında, Göksu Deltası için şimdiden harekete geçmek ve özellikle su kullanımı düzenlemesi ile kıyı doğal koruma yapılarının özellikle sulak alanların ve kumulların güçlendirilmesi için daha ayrıntılı çalışmalara başlanması gerektiğinin altını çizmiştir. Şekil 2 Fiziksel ve insan etkisi parametrelerinin deniz seviyesi yükselmesi etkilerine olan katkısı TEŞEKKÜR Bu çalışma İngiliz Hükümeti’ne bağlı DEFRA (Department of Food, Environment and Agricultre – Gıda, Çevre ve Tarım Bakanlığı) projeleri kapsamındaki “Göksu Deltası İklim Değişikliğine Karşı Uyum Stratejileri Geliştirme Projesi” çerçevesinde yapılmıştır. Deskteklerinden dolayı DEFRA’ya teşekkür ederiz. KAYNAKLAR DEFRA Projesi Teknik Gezi Raporu (2006) ODTÜ Deniz Mühendisliği Araştırma Merkezi, Ankara IPCC (2007) “Climate Change 2007: The Scientific Basis – Summary for Policymakers” Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Paris, France Keçer M (2001) Göksu Deltasının Jeomorfolojik Evrimi ve Güncel Akarsu-Deniz-Rüzgar Süreçlerinin Kıyı Çizgisinde Yaptığı Değişiklikler, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Daire Başkanlığı, Ankara Özyurt, G (2007) “Vulnerability of Coastal Areas to Sea Level Rise: A Case Study on Göksu Delta” Yüksek Lisans Tezi, ODTÜ İnşaat Mühendisliği, Ankara Özel Çevre Koruma Kurumu (1999) Göksu Deltası Özel Çevre Koruma Bölgesinin Yönetim Planı, T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı Özel Çevre Koruma Kurumu, Ankara Sorensen, R. M., R. N. Weisman, and G. P. Lennon (1984) Control of erosion, inundation, and salinity intrusion caused by sea level rise. In Greenhouse Effect and Sea Level Rise: A Challenge for This Generation, M. C. Barth and J. G. Titus, eds. New York: Van Nostrand Reinhold.