RUSLE (3D) modeli kullanılarak toprak erozyonu tahmini: Güzelhisar Barajı havzası örneği (İzmir - Manisa)

Abstract

Türkiye’nin batısındaki İzmir ili, Aliağa ilçesinde bulunan Güzelhisar barajı, Aliağa yerleşmesi ve ilçedeki sanayi tesislerinin su ihtiyaçlarının karşılanması amacıyla planlanmış ve 1982 yılında hizmete alınmıştır. Barajların ömürleri, erozyon nedeniyle baraj göllerine taşınan siltasyondan doğrudan etkilenmektedir. Bu çalışma, baraj havzasında toprak erozyonu duyarlılığı ile dağılışının belirlenmesi, yıllık ortalama toprak kaybı miktarının tahmini, ayrıca erozyon nedeniyle baraj rezervuarında oluşan hacimsel değişimin belirlenebilmesi amacıyla hazırlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için Coğrafi Bilgi Sistemleri tabanlı Düzenlenmiş Evrensel Toprak Kaybı Denklemi (Revised Universal Soil Loss Equation / RUSLE) kullanılmıştır. Denklemin havzaya uygulanabilmesi için havzanın yağış, toprak, arazi kullanımı, eğim uzunluk ve eğim diklik ve erozyon önleyici faktörler gibi erozyonu etkileyen parametrelere ait haritalar üretilmiştir. Sonrasında bu haritalar çakıştırılarak hesaplamalar yapılmış ve erozyon duyarlılık sınıfları oluşturulmuştur. Böylece erozyon duyarlılık sınıflarının mekânsal dağılımı ile yıllık tahmini toprak kaybı miktarı belirlenmiştir. Çalışma sonucunda Güzelhisar Barajı havzasında çok hafif, hafif, orta şiddetli, şiddetli ve çok şiddetli olarak ayırt edilen beş farklı grupta erozyon duyarlılık sınıfı tanımlanmıştır. Buna göre havzanın %19.4’nde çok hafif, %14.4’ünde hafif, %12.2’sinde orta şiddetli, %16.3’ünde şiddetli ve son olarak %37,8’inde ise çok şiddetli erozyon duyarlılığı tespit edilmiştir. Ortalama bir hesap ile havza genelinde 13 ton / ha / yıl erozyon duyarlılığı hesaplanmıştır. Güzelhisar barajı havzasında hesaplanan erozyon duyarlılığı, Türkiye ortalaması olarak hesaplanan 8,24 ton/ha/yıl değerinden yüksek bulunmuştur. Bulgular, sediman verimini azaltmak ve Güzelhisar Barajı'nın işletme ömrünü uzatmak için hedeflenen koruma önlemlerine duyulan ihtiyacın altını çizmektedir. Bu bütünleştirici yaklaşım, benzer hidrolojik bağlamlarda erozyon değerlendirmesi için ölçeklenebilir bir metodoloji sunmaktadır.

The Güzelhisar Dam, located in the Aliağa district of İzmir, Türkiye, was commissioned in 1982 to supply water for both residential and industrial use. However, its longevity is increasingly threatened by sediment siltation driven by soil erosion within its catchment. This study employs the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) integrated within a Geographic Information Systems (GIS) framework to quantify erosion susceptibility, estimate average annual soil loss, and evaluate sediment-induced volumetric changes in the reservoir. Spatial analyses were conducted using thematic layers representing precipitation, soil characteristics, land use, slope length and steepness, and erosion-control practices. Erosion sensitivity was categorized into five classes—very low, low, moderate, high, and very high—revealing a heterogeneous distribution across the basin. The study identified five classes of erosion sensitivity in the Güzelhisar Dam basin: very low, low, moderate, high, and very high. Accordingly, 19.4% of the basin exhibited very low sensitivity, 14.4% low, 12.2% moderate, 16.3% high, and 37.8% very high sensitivity to erosion. Based on average calculations, the basin-wide erosion rate was determined to be 13 tons/ha/year. The erosion sensitivity calculated for the Güzelhisar Dam basin was found to be higher than Türkiye’s national average of 8.24 tons/ha/year. The findings underscore the urgent need for targeted conservation measures to mitigate sediment yield and extend the operational lifespan of the Güzelhisar Dam. This integrative approach offers a scalable methodology for erosion assessment in similar hydrological contexts.