İzleme Sistemleri

645 Sayılı Orman ve Su İşleri Bakanlığının Teşkilat ve Görevleri Hakkında Kanun Hükmünde Kararnamenin 7. Maddesinin (1) fıkrasının (a) bendinde “Toprağın korunması ve tabii kaynakların geliştirilmesi amacıyla; havza bütünlüğü esas alınarak, çölleşme ve erozyonla mücadele, çığ, heyelan ve sel kontrolü ile entegre havza ıslahı plan ve projelerini yapmak, yaptırmak, uygulanmasını izlemek, bu faaliyetlere proje bazında destek sağlamak, bu iş ve işlemlerle ilgili politika ve stratejiler belirlemek, ilgili kurum ve kuruluşlar arasında işbirliği ve koordinasyon sağlamak” ifadesi yer almaktadır. Genel Müdürlüğümüzün görevleri arasında yer alan erozyonla mücadele etmek amacıyla güncel veriler ışığında ülkemizin su erozyonu ile meydana gelen toprak kayıpları ortaya konulmaya çalışılmaktadır.

Ülkemizde su erozyonu sonucu meydana gelen toprak kayıpları 1950’li yıllarda ülkemizin Büyük Toprak Grupları Sınıflandırma Sistemine göre topraklarımız Amerikalı toprak bilimcileri tarafından toprak envanterimiz yapılırken gözlemsel olarak yapılmış ve haritalandırılmıştır. Bu haritalar günümüzde de hazırlanan plan ve projelerde de kullanılmaktadır. Bu veriler daha sonra sayısal ortama aktarılmıştır.

Gelişen teknoloji ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ışığında ülkemizin su erozyonu haritasının yeniden üretilmesi havza bazlı planlamalarda, eylem planlarında, karbon değişiminin izlenmesinde, arazi bozulumu ve bunun dengelenmesi çalışmalarında, nitrat değişiminin izlenmesinde, su kaynaklarının kalitesinin izlenmesinde ve iklim değişikliği etkilerinin ortaya konulmasında birinci derecede altlık olarak kullanıldığı için elzem hale gelmiştir.

Genel Müdürlüğümüz ve Bakanlık Bilgi İşlem Dairesi Başkanlığı tarafından 2011 yılında “SEDİMENT MODELİNİN GELİŞTİRİLMESİ İLE TÜRKİYE HAVZALARININ EROZYON RİSK HARİTALARININ OLUŞTURULMASI” projesi Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi ile hazırlanmış ve ülkemizin su erozyonu tahmin modeli RUSLE ile ortaya konulmuştur. Bu model altı faktörü kullanmaktadır.



Model parametrelerinin güncellenmesi ulusal ölçekte çalışılması ve veri yoğunluğu sebebiyle uzun zaman almaktadır. Bu nedenle 2013 yılında RUSLE metodunu kullanan DEMİS yazılımı geliştirilmiştir. Yazılım sonrası 2015 yılında Meteoroloji Genel Müdürlüğü tarafından ölçümü yapılan 5 yıl veri üzeri verisi bulunan 357 istasyona ait 200 milyon dakikalık yağış verisinden ülkemiz yağışlarının aşındırma gücü haritası elde edilmiştir. Elde edilen veriler Avrupa Birliği Ortak Araştırma Merkezi (EU-JRC) tarafından talep edilmiş ve global yağışın aşındırma gücü haritasına entegre edilmiştir. 2016 yılında arazi kullanım çarpanı Orman Genel Müdürlüğü tarafından üretilen Orman Meşcere Haritaları ve CORİNE 2012 arazi örtüsü kombinasyonu ile ortaya konulmuştur. 2017 yılında toprağın erozyona duyarlılığı faktörü kurum ve kuruluşların toplamış olduğu toprak verileri ile Genel Müdürlüğümüz bünyesinde yer alan Toprak Bilgi Sistemi (TBS) verilerinden toplamda 23.000 nokta ile elde edilmiştir. Elde edilen veriler ışığında ülkemizin erozyon haritası güncellenmiştir. 5’er yıllık süreçte bu veriler güncellenerek daha homojen bir dağılım sağlanacaktır. 2018 yılı içerisinde ülkemizin erozyon risk haritasının sonuçları Türkiye İstatistik Kurumu’na (TİK) sunulmak üzere hazırlanmaktadır. 

Kullanılan model günümüzde Avrupa Birliği ülkeleri tarafından kullanılmakta olup, elde edilen sonuçlar bilim çevrelerince kabul görmüş, ülkemizdeki doğal kaynakların yönetimi ve planlaması ile ilgili tüm çalışmalarda Genel Müdürlüğümüzden talep edilmekte ve kullanılmaktadır.

2015 yılında güncellenen R faktörü haritası

2017 yılında güncellenen K faktörü haritası


2018 yılında güncellenen Erozyon Risk Haritası


2017 yılında yayınlanan Global R faktörü haritası



Yazılım ile ülkemizin su erozyonu sonucu kaybettiği toprak miktarının tam olarak hesaplanabilmesi için 2015 yılın Yağışın Aşındırma Gücü Etmeni, 2016 yılında Bitki Örtüsü ve Arazi Kullanım Durumu Etmeni, 2017 yılında Toprağın Erozyona Duyarlılığı Etmeni güncellenerek 2018 yılında ülkemizin su erozyonu haritası elde edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları e-devlet üzerinden kullanıma açılmıştır.



Dinamik Erozyon Modeli ve İzleme Sistemi sonucu elde edilen verilere göre ülkemizde her yıl maksimum 642 milyon ton toprak su erozyonu sonucu harekete geçmektedir. Ortalama hektarda 8,24 ton toprak her yıl su erozyonu sonucu yer değiştirmektedir. Bu miktar ülkemiz yüzölçümünün % 60,28’sinde Çok Hafif, % 19,13’ünde Hafif, % 7,93’ünde Orta, % 5,97’sinde Şiddetli ve % 6,7’sinde Çok Şiddetli olarak dağılım göstermektedir.


​Doğal kaynakların etkin kullanımı ile sürdürülebilir havza yönetiminin sağlanabilmesi ve Türkiye’de havzada faaliyet gösteren kurumlarla koordineli olarak belirlenen veri temalarının izlenebileceği bir izleme sistemi altyapısının kurularak coğrafi tabanlı olarak geliştirilen Havza İzleme ve Değerlendirme Sistemi’nin, izlemeye yönelik maliyetin azaltılmasına, hızlı ve güncel izleme yapılarak gerekli önlemlerin alınmasına, havzada yürütülen projelerin etkin bir şekilde izlenebilmesi sayesinde yatırımların başarıya ulaşmasına ve doğal kaynakların dengeli kullanılması ve korunmasına yönelik önemli kazanımlar sağlaması hedeflenmektedir.


​Çölleşmeyi izlemek gayesiyle oluşturulan “Türkiye Çölleşme Modeli ve Risk Haritası’nın doğrulama ve kalibrasyon çalışması Gediz havzasında (pilot saha) yapılmış olup tüm Türkiye’yi kapsayacak şekilde çalışmalara devam edilecek, model ve risk haritasının güncelleme ve geliştirilmesi sağlanacaktır. Ayrıca oluşturulan Çölleşme Modelinin Orta Asya, Afrika ve Akdeniz ülkelerini kapsayacak şekilde bölgesel bir projeye dönüştürülmesi hedeflenmektedir.


​Arazi tahribatının dengelenmesine yönelik belirlenen 3 küresel göstergeden (arazi örtüsü, arazi verimliliği, karbon stokları) biri olan Toprak Organik Karbonuna (TOK)ilişkin ülkemizin mevcut karbon stoğunun belirlenmesi, toprak organik karbon stoğunda yaşanan değişimin izlenmesi ve karbon stoğunun arttırılmasına yönelik çalışmalar yapılması hedeflenmektedir.

Bu bağlamda T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Çölleşme ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü (ÇEM) ile TÜBİTAK-BİLGEM arasında 5 Nisan 2017 tarihinde imzalanan ve 13.5ay sürecek olan "Toprak Organik Karbonu Projesi" kapsamında topraktaki organik karbon miktarının hesaplanmasına ve ülkemizin mevcut durumunun ortaya konmasına yönelik ayrıntılı çalışmalar yürütülmektedir. Tamamlanan ve devam eden İş Paketleri aşağıda sunulmuştur.


Dünya genelinde olduğu gibi ülkemizde de en yaygın olarak görülen erozyon tipinin su erozyonu olmasına rağmen, rüzgâr erozyonu da su erozyonu kadar yaygın olmamakla birlikte ekosistemi sürdürülebilir bağlamda işlevsiz hale getirmektedir. 

Rüzgâr erozyonu çoğunlukla, yeterince bitki örtüsü bulunmayan oldukça düz ve düze yakın geniş araziler, gevşek yapıdaki kuru ve ince bünyeli kumlu topraklar, doğal tuzlu alanlar, kurutulmuş sulak alanlar ve yöresel olarak bazı nemli bölgelerde de meydana gelmektedir.

Küresel Isınma ve beraberinde gelen iklim değişimine dair beklentilerin gerçekleşmesi durumunda ise, Türkiye’de rüzgâr erozyonunun şiddetini ve etkilediği alan miktarını arttırması muhtemeldir. Şuana kadar ülkemizde rüzgâr erozyona ait değerler ortalama erozyon miktarı olarak verilmekte ve erozyonun, herhangi bir hesaplama yöntemine dayalı olarak, su havzaları, alt havzalar ve mikro havzalar ölçeğinde konumsal dağılımı bilinmemektedir. Buna bağlı olarak, potansiyel rüzgâr erozyonu tehlikesi gösteren alanlar da tam olarak tespit edilememektedir.

İklim Değişikliği, Havza Bazlı İzleme Sistemleri ve Arazi Bozulumunun Dengelenmesi (Land Degradation Neutrality [LDN]) gibi olguların önem kazandığı günümüzde toprak kayıpları Arazi Verimlilik İndeksi, Toprak Organik Karbon Stoğu vb. değerlerin elde edilmesi, değerlendirilmesi ve izlenebilmesi, rüzgâr erozyonunun etki alanı ve potansiyelini bilinmesi önem arz etmektedir. Bu nedenlerden dolayı, erozyon kontrol çalışmalarını planlamak, korumalı doğal kaynak kullanımını sağlamak, mühendislik çalışmalarında kullanılmak üzere bilimsel ve model tabanlı çalışmaların yapılması zorunluluk haline gelmiştir (Erpul vd., 2016).

Bütün bunlara ek olarak; 

Birleşmiş Milletler Çölleşme ile Mücadele Sözleşmesi kapsamında da farklı maddeler içerisinde arazi örtüsünün kontrollü kullanımı ve arazi bozulmasının dengelenmesi konularında önemli kararlar alınmıştır. 

Örnek: Madde 4 Ulusal eylem programlarının içeriği “ h) Klimatolojik, meteorolojik, hidrolojik, biyolojik, topraksal, ekonomik ve sosyal faktörleri dikkate alarak çölleşmeye ve kuraklığa yatkın alanlarda bilgi alma, değerlendirme, takip ve erken uyarı sistemlerinin kurulması ve güçlendirilmesi”.

Ayrıca; Çölleşme ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü’nün ‘Ulusal, bölgesel ve havza bazında erozyon haritalarını oluşturmak, erozyonu izlemek, alınacak tedbirler ile ilgili plan ve projeler geliştirmek, proje uygulamalarını izlemek, değerlendirmek, raporlamak ve veri arşivi oluşturmak’ şeklinde tanımlanan görevleri kapsamında hem su hem de rüzgâr erozyonu sonucu oluşabilecek toprak kayıplarının farklı ölçeklerde izlenmesi ve değerlendirilmesi gerekmektedir. 

Bütün bunları dikkate aldığımızda özellikle sürdürülebilir kalkınma hedefleri ve ilgili sözleşmeler (çölleşme ile mücadele, ilkim değişikliği ve biyoçeşitlilik) çerçevesinde su ve rüzgâr erozyonunun dinamik sistemler yardımıyla izleme ve değerlendirilmesini kaçınılmaz kılmıştır. Böylece kurulacak dinamik sistemler yardımıyla kurumsal hafızanın da geliştirilmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Ülkemizde rüzgâr erozyonundan etkilenen alanların miktarı ve etkilenme düzeyleri konusunda şimdiye kadar sadece doğrudan ölçüm teknikleri kullanılarak parsel ölçeğinde hesaplama çalışmaları yapılmış olup ülkesel ölçekte etkilenen alanların miktarı ve etki düzeyleri gerçeğe yakın bir şekilde ortaya konulamamıştır. Bu tür alanların kesin olarak ortaya konulamaması rüzgâr erozyonuyla etkin mücadele edilmesi ve etkili gelecek planlaması yapılabilmesinin önündeki en büyük engellerdendir. 

Rüzgâr erozyonuyla etkin mücadelede edebilmek ve etkili gelecek planlaması ile oluşabilecek zararları en aza indirmek amacıyla öncelikle olası erozyon tehditlerinin doğru senaryolar altında tahmin edilmesi ve değerlendirmelerin noktasal değil bölgesel ölçeklerde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle ülkemizde rüzgâr erozyonu potansiyeline sahip alanlar ile rüzgâr erozyonuna maruz kalan alanların dinamik bir sistemle tespit edilerek bu alanlarda alınacak önlemlerin belirlenmesinde ilgili planlayıcı devlet kuruluşlarınca da kullanılmak üzere model temelli sistemlerin kurulması kaçınılmaz hale gelmiştir. 

Potansiyel rüzgâr erozyonu sonucu meydana gelen toprak kayıplarının değerlendirilmesi direk ölçümler ile gerek iş gücü gereksinimi bakımından gerekse maliyet açısından oldukça zordur. Bu sebeple toprak kayıplarının direk ölçümler yerine bazı modeller ile tahmin edilmesi kaçınılmazdır. Literatürde tanımlanan pek çok model bulunmakla birlikte bu modeller toprak kayıplarını tahmin etmek için bazı parametreleri kullanmaktadır. Bu parametreler doğrudan veya dolaylı olarak toprak kaybı ve toprakların rüzgâr erozyonuna karşı gösterdiği duyarlılık üzerine etki eden iklim, toprak, topoğrafya ve arazi örtüsüden oluşmaktadır.

Bu maksatla gelişmiş ülkelerce de kabul görmüş olan model yaklaşımlarıyla ÇEM bünyesinde su erozyonu izleme sistemi kurulmasının yanında ülkesel ölçekte ve gerektiğinde farklı havza boyutlarında rüzgâr erozyonu durumunun da ortaya konulabilmesi gayesiyle ÇEM tarafından model temelli rüzgâr erozyonu izleme sistemi olan Ulusal Dinamik Rüzgâr Erozyonu Modeli İzleme Sistemi (UDREMİS) kurulmuştur.  

Rüzgâr erozyonunun ulusal ölçekte tahmin edilmesi ve izlenebilirliğinin sağlanabilmesi için oldukça kapsamlı, dinamik ve güncellenebilir veri setlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak bu şekilde etkin koruma yöntemlerinin geliştirilmesi ve sürdürülebilir kaynak kullanımlarının bu bölgeler için yaygınlaştırabilmesi mümkün olabilecektir. 


Şekil 1. UDREMİS Yazılımında Kullanılan RWEQ (Yenilenmiş Rüzgâr Erozyonu Eşitliği) Model Yapısı (Fryrear vd., 1998; Youssef vd. 2012)

UDREMİS yazılımı ile birlikte elde edilen tüm veriler ülkemizde başta üst ölçek olmak üzere, her ölçekteki rüzgâr erozyonuna maruz kalan alanların ve toz kaynaklarının modellenmesinde kullanılmak üzere, her yıl yeni verilerle desteklenebilir ve böylece sürekli güncellenebilir ‘rüzgâr parametreleri üretici bilgi sistemi’ olarak kullanılacaktır. Böylece rüzgâr erozyonu sonucu oluşabilecek olası zararlara karşı alınacak önlemlerin belirlenmesinde ve planlanmasında altlık olarak kullanılması hedeflenmiştir.

ÇEM tarafından kurulumu sağlanan UDREMİS yazılımı yardımıyla birlikte, iklimsel olarak rüzgâr erozyonu tehlikesinin değerlendirilmesi, bölgesel rüzgâr erozyonu tehlikesinin değerlendirilmesi (iklimsel ve topoğrafik yaklaşımlar bir araya getirilerek), toprak kaynaklarının rüzgâr erozyonuna duyarlılığının belirlenmesi ile arazi kullanım türleri ve arazi örtüsü açısından rüzgâr erozyonu tehlikesinin konumsal ve dönemsel olarak belirlenmesi hedeflenmiştir.

Bu maksatla öncelikle olarak UDREMİS yazılımı aracılığıyla, 375 Meteoroloji İstasyonuna ait yarım saatlik ortalama rüzgâr hızlarını içeren yaklaşık 50.000.000 veri değerlendirmek için, rüzgâr hızını tanımlamakta kullanılan en yaygın ve en uygun dağılım olan WEIBULL kullanılmıştır. Rüzgâr gibi meteorolojik değişkenler hakkında bilgi sahibi olmak için ölçülmüş meteorolojik verilerden, istatistiksel yöntemlerle bu değişkenlerin gerçekleşme olasılığını belirlemek için rastlantısal (stokastik) teknikler kullanılır.

WEIBULL istatistiksel dağılımıyla birlikte; Her bir istasyon için 16 yönlü olarak esme sayıları, hız basamaklarına göre çıkarıldı, Aylık ortalama rüzgâr hızı ve maksimum rüzgâr hızları belirlendi, Her bir istasyon için Hâkim Rüzgâr yönünü gösteren rüzgârgülleri üretildi, Yüzde olarak aylık rüzgâr yönlerinin dağılımları çıkarıldı, Weibull ölçek ve biçim parametresi her bir ay ve her bir yön için hesaplandı.

Böylece, tanımlanacak A bölgesinde, B ayında, C yönünde ve D hızında bir rüzgârın Esme Sıklığı / Olasılığı % E’dir şeklinde değerlendirmeler yapabilmekteyiz. Ayrıca, çeşitli senaryolar dikkate alınarak ülkesel ölçekte rüzgâr haritalarının farklı kombinasyonlarda üretilmesi mümkün hale gelmiştir.

F(u)=1-exp⁡[〖-(u/c)]〗^k                                                                            (1)

Burada; F(u), Olasılık Yoğunluk Fonksiyonu; u, Ölçülen Rüzgâr Hızı (m sn-1); c, Weibull Dağılımı Ölçek Parametresi (m sn-1) ve k, Weibull Dağılımı Biçim Parametresini (birimsiz) ifade etmektedir.

Denklemi ile birlikte, belirleyeceğimiz bir bölge için Eşitlikte yer alan şekil ve ölçek parametrelerini kullanarak istediğimiz rüzgâr hızının esme olasılığını hesaplayabildiğimiz gibi, istediğimiz esme olasılığına karşılık gelen rüzgâr hızını da belirleyebilmekteyiz.

Yine UDREMİS yazılımıyla birlikte, kullanılan RWEQ Modeline ait parametreler sisteme bütünleştirildikten sonra ulusal ölçekte rüzgâr erozyonu potansiyeline sahip alanlar ve rüzgâr erozyonu sonucu taşınan sediment miktarları, istenilen havza boyutlarında (mikro havza ölçeğinden, makro havza ölçeğine kadar) ortaya konulabilmekte ve elde edilen sonuçlar CBS yardımıyla haritalandırılmaktadır.



UDREMİS Yazılımı yardımıyla RWEQ Model Yapısına ait;

İklime ait veriler, uzun yılları veri seti olarak değerlendirilen ve yaklaşık 10 yıllık veriye sahip 375 Otomatik Meteorolojik Gözlem İstasyonu tarafından elde edilen yaklaşık 50 milyon veri değerlendirilerek sisteme enteğre edilmiştir. 

Toprağa ait veriler ise ulusal ölçekte farklı kurum ve kuruluşlar tarafından elde edilen 14.801 toprak profili verisinden üretilerek sisteme bütünleşik hale getirilmiştir.

Bitki Örtüsüne ait veriler ise Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırmaları Kurumu (ABD USGS: The United States Geological Survey) tarafından üretilen Landsat 8 uydu görüntüleri kullanılarak elde edilmiş ve sisteme bütünleşik hale getirilmiştir.

Pürüzlülük faktörüne ait verilerin ise 2018 yılı sonuna kadar UDREMİS yazılımına bütünleşik hale getirilmesiyle birlikte ulusal ölçekte rüzgâr erozyonu sonucu taşınan sediment miktarı ve rüzgâr erozyonu potansiyeline sahip alanlar gerçeğe yakın bir şekilde ortaya konularak yıllara sâri izleme ve değerlendirmeleri gerçekleştirilecektir.



2018 yılı sonunda modelin tüm parametreleri güncellenerek ulusal ölçekte rüzgâr erozyonu sonucu taşınan sediment miktarı ve rüzgâr erozyonu potansiyeline sahip alanlar gerçeğe yakın bir şekilde ortaya konularak yıllara sâri izleme ve değerlendirmeleri gerçekleştirilecektir.