Türkiye’deki bazı akarsu havzalarında su kalitesi ve kuraklık ilişkilerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye'nin Meriç, Sakarya, Yeşilırmak, Susurluk ve Gediz havzalarında hidrolojik kuraklık ile sulama suyu kalitesi arasındaki ilişkilerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, söz konusu havzalarda yer alan sekiz istasyona ait uzun dönemli akım ve su kalitesi verileri analiz edilmiştir. Sulama suyu kalitesi, Sodyum Adsorpsiyon Oranı (SAR), Sodyum Yüzdesi (%Na) ve Kanada Su Kalitesi İndeksi (CCME WQI) kullanılarak değerlendirilmiş, hidrolojik kuraklık ise Akım Kuraklık İndeksi (SDI) ile temsil edilmiştir. Verilerin istatistiksel analizinde Shapiro–Wilk normallik testi, Pearson ve Spearman korelasyon analizleri, Mann–Whitney U testi, Mevsimsel Mann–Kendall (SMK) trend analizi ve Sen Eğim (Sen's Slope) yöntemi uygulanmıştır. Normallik testi sonuçlarına göre SDI ve %Na değerleri altı, SAR değerleri ise beş istasyonda normal dağılım gösterirken, CCME WQI beş istasyonda normal dağılım varsayımını sağlamamıştır. Korelasyon analizleri ve Mann– Whitney U testi sonuçları, istasyonların büyük bölümünde SDI ile su kalitesi indeksleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki bulunmadığını (p>0,05), buna karşın belirli istasyonlarda yerel ölçekte anlamlı ilişkiler bulunduğunu göstermiştir (p=0,03). Ayrıca, Yeşilırmak Havzası'ndaki Durucasu ve Sütlüce istasyonlarında SDI ile CCME WQI arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar belirlenmiştir (p<0,05). Trend analizleri, özellikle Yeşilırmak Havzası'nda zamansal değişimlerin belirgin olduğunu ortaya koymuş, Sütlüce istasyonunda CCME WQI değerlerinde azalma eğilimi belirlenmiştir. Araştırma sonuçları, hidrolojik kuraklığın sulama suyu kalitesi üzerindeki etkilerinin karmaşık ve havzaya özgü olduğunu, bu ilişkilerin tek bir gösterge ile açıklanamayacağını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, hidrolojik kuraklık ile sulama suyu kalitesi arasındaki ilişkilerin değerlendirilmesinde çoklu su kalite indeksleri ile farklı istatistiksel analiz yöntemlerinin birlikte kullanılmasının daha kapsamlı ve güvenilir değerlendirmeler sağlayacağı sonucuna ulaşılmıştır.This study aims to determine the relationships between hydrological drought and irrigation water quality in the Meriç, Sakarya, Yeşilırmak, Susurluk, and Gediz basins in Türkiye. In this context, long-term streamflow and water quality data from eight stations located within these basins were analyzed. Irrigation water quality was evaluated using the Sodium Adsorption Ratio (SAR), Sodium Percentage (%Na), and the Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME WQI), while hydrological drought was represented by the Streamflow Drought Index (SDI). Statistical analysis of the data involved the Shapiro–Wilk normality test, Pearson and Spearman correlation analyses, the Mann–Whitney U test, the Seasonal Mann–Kendall (SMK) trend analysis, and the Sen’s Slope estimator. Normality test results indicated that SDI and %Na values ​​followed a normal distribution at six stations, and SAR values ​​at five stations, whereas the CCME WQI did not meet the assumption of a normal distribution at five stations. The correlation analyses and Mann–Whitney U test results revealed that, for the majority of the stations, there was no statistically significant relationship between the SDI and the water quality indices (p > 0.05); however, significant relationships were observed at a local scale at certain stations (p = 0.03). Furthermore, statistically significant differences were identified between the SDI and the CCME WQI at the Durucasu and Sütlüce stations in the Yeşilırmak Basin (p < 0.05). Trend analyses have revealed significant temporal variations, particularly within the Yeşilırmak Basin, with a declining trend in CCME WQI values ​​observed at the Sütlüce station. The research findings indicate that the impacts of hydrological drought on irrigation water quality are complex and basin-specific, and that these relationships cannot be explained by a single indicator. Consequently, it is concluded that employing a combination of multiple water quality indices and various statistical analysis methods—when evaluating the relationship between hydrological drought and irrigation water quality—will yield more comprehensive and reliable assessments.