Türkiye’de sarfedilen enerjinin yaklaşık %30’u pompalarda tüketilmektedir. Bu yıllık yaklaşık 100 Milyar kWh enerjiye tekabül etmektedir. Bu enerjinin de tahminen yaklaşık yarısı su pompalarında tüketilmektedir. Su Kuyuları sayısı, yaklaşık olarak, Konya Kapalı Havzası’nda 120.000’e, Küçük Menderes Havzası’nda 30.000’e ve Mardin Ovası’nda 5.000’e ulaşmıştır. Şanlıurfa, Siirt, Diyarbakır, Şırnak ve Batman illerindeki kaçak elektrik kullanımının büyük bir bölümü de su pompalarında kullanılan elektrikten kaynaklanmaktadır (Şekil 1). Beslenimden fazla su kullanımına bağlı olarak yer altı su seviyesi (YASS) derinliği hızla düşmektedir. Bu düşüşün en çarpıcı örnekleri Mardin Ovası’nda YAS seviyesinin yüzeyden 700 m’ye ve Konya Ovasında 200 m’ye düşmesidir.
Şekil 1. 2023 yılında Türkiye’de kaçak elektrik kullanımının illere göre değişimi (https://www.habererk.com/turkiyede-kacak-elektrik-kullanim-haritasi, En son 2 Mart 2024 tarihinde ulaşılmıştır).
Yer altı su seviyesindeki düşüşler elektrik tüketimini iki nedenle artırmaktadır: Birincisi pompaj yüksekliği (H) arttıkça elektrik tüketimi de yükseklikle orantısal artmaktadır. İkincisi ise artan derinlikle pompa verimlilikleri de düştüğü için elektrik tüketimleri artmaktadır. Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nde yer alan 6 ilde toplam elektrik tüketimi Tablo 1’de verilmektedir. Şanlıurfa’daki elektrik tüketiminin yaklaşık yarısı sulamada kullanılmakta olup tüketilen elektriğin sadece %6’sı tahsil edilebilmektedir (https://www.aa.com.tr/tr/sirkethaberleri/enerji/sanliurfada-tarimsal-sulama-amacli-kullanilan-elektrikte-tahsilat-dustu/674595). Mardin ilinde ise elektrik tüketiminin yaklaşık 2/3’ü sulamada kullanılmaktadır. Bu değerlendirmeler ve diğer illerdeki kaçak elektrik kullanımı dikkate alındığında yalnızca bu 6 ildeki kaçak elektrik kullanımı yaklaşık 10 Milyar kWh’dır.
Tablo 1. Elektrik Tüketimlerinin İllere Göre Dağılımı
Konya kapalı havzasındaki yer altı suyundan çekilen yaklaşık 4,5 Milyar m3 su için kullanılan elektrik tüketiminin yaklaşık 4 -4,5 Milyar kWh’ya ulaştığı tahmin edilmektedir. Benzer şekilde Küçük menderes havzasında kullanılan 800 Milyon m3 yer altı suyu için 600 Milyon kWh enerji tüketilmektedir. Aynı şekilde Akarçay Havzası başta olmak üzere Türkiye genelinde pek çok havzada beslenimden çok daha fazla yer altı suyu çekilmektedir.
Baraj rezervuarlarından veya regülatörlerden suyu alan sistemlerdeki su pompalarının verimleri nispeten yüksek olup kaliteli ve bakımlı pompalarda verim %80’e varabilmektedir. Ancak enerjinin çok büyük bölümünü tüketen su kuyularına yerleştirilmiş dalgıç pompalarda bu verim %40 seviyelerine kadar düşebilmektedir.
DSİ’nin de dahil olduğu bir çalışmada, 2014 yılında belgeli belgesiz kuyu adedi 460.000 olarak belirlenmiştir. Son 10 yılda Küçük Menderes Havzası’ndaki kuyu sayısının %50 artarak 30.000 kuyuya ulaştığı dikkate alındığında, bugün kuyu sayısının 700.000’e ulaştığı tahmin edilmektedir. Düşen yer altı su seviyeleri, seviye düştükçe azalan pompa verimleri ve artan kuyu sayısı dikkate alındığında su pompajı nedeniyle dalgıç pompalarda tüketilen enerjinin 40 milyar kWh’a ulaştığı tahmin edilmektedir.
Sadece dalgıç pompalar verimli hale getirildiğinde %40-50 enerji tasarrufu yapmak mümkündür. Bu da yıllık 15-20 milyar kWh enerji ve 1,5-2,0 milyar dolarlık bir tasarruf demektir. Su pompalarını verimli hale getirebilmek ve bu verimi muhafaza edebilmek için su kuyularının tekniğine göre inşa edilmesi, filtrelenmesi ve pompaların yüksek verimli pompalarla değiştirilmesi gerekmektedir.
I-Kuyunun Tekniğine Göre Açılması ve Filtrelenmesi
1) Kuyular akiferin derinliğine ve çekilecek su miktarına göre uygun çapta açılmalı ve muhafaza borusu ile kılıflanlanmalıdır. (Tablo 2, Şekil 3). Bu sayede kuyu duvarlarında meydana gelebilecek erozyonla kuyuların akıntı yaparak pompalara zarar vermesinin önüne geçilebilir. Kuyu tabanında bir boşluk bırakılarak alınan bütün tedbirlere rağmen çöken malzemenin kuyu tabanında çökelmesi sağlanabilir.
Tablo2. Değişik Pompalama Debileri için Tavsiye Edilen Kuyu Çapları (Driscoll, 1986)
Şekil 2. Bir derin su kuyusu kesiti.
2) Kuyunun etrafına, zeminin permeabilitesi ve granülometrisine elek aralığı seçilmeli (screen) yerleştirilmelidir. Kuyu içindeki elek boyu, kuyunun açılması öncesinde ve delinmesi sırasında yapılan zemin araştırmalarına göre belirlenmelidir (Driscoll, 1986, sayfa 432). Besleme borusunun tekniğine uygun yapılması ve sızıntıların önlenip suyun basınç altında tekrardan kuyuya dönmesi engellenmelidir. Besleme boru çapının uygun seçilerek su hızının 1,5m/saniyeyi geçmemesi sağlanarak sürtünme kayıpları azaltılabilecektir.
3) Elek ile beslenme bölgesinin etrafına elek malzemesi yerleştirilmelidir. Barajlarda olduğu gibi kuyuların filtrelenmesine özen gösterilmesiyle kum, silt gibi ince taneli zeminlerin pompanın çarklarını çabuk aşındırmasının önüne geçilebilir.
Terzaghi (1922), filtrenin D15 çapının (elek analizinde ağırlıkça malzemenin %15’inin geçtiği çap) en ince zemin malzemesinin d85 boyutundan 4-5 kat büyük olması durumunda, zeminin parçacıklarının filtreden geçmediği sonucuna varmıştır. Öte yandan, filtrenin sızıntı sularını tahliye etmesi için de belirli bir geçirimliliğe sahip olması gerekir. Bu gereklilik muhafazakâr yanda olup pratikte onlarca yıldır yaygın olarak kullanılmaktadır. Gerçekten de sonradan yapılan testler, D15/d85 = 5 oranının yeterli olduğunu göstermiştir (Terzaghi, K., Peck, R.B. and Mesri, G. (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice. 3rd Edition, John Wiley and Sons, Inc., New York).
Kuyunun açıldığı zemine ait gradasyon eğrisi kullanılarak (soldaki sürekli çizgi) sağdaki kesikli çizgilerle çizilmiş gradasyon eğrilerin arasında kalacak şekilde filtre malzemesi seçilebilir (Şekil 3). Filtre kalınlığı 7,5 ile 20 cm arasında olacak şekilde kuyu çapı seçilmelidir (Driscoll, F.G. (1986). Groundwater and Wells - A comprehensive study of groundwater and the technologies used to locate, extract, treat, and protect this resource, sayfa 462). Filtre kuyuya yerleştirilirken tremi kullanılarak segregasyonun önüne geçilmelidir. Filtre malzemesi kimyasal işleme tabi tutularak üzerindeki killerden arındırılmalı ve ileride oluşabilecek yosunlaşmasının önüne geçilmelidir. Filtre boyu ayarlanarak kuyunun beslenme kapasitesi ayarlanabilir. Filtrenin geçirgenliği ve elek delik genişliği artırılarak filtrenin hemen tıkanmasının önüne geçilebilir.
Şekil 3. Akifer ve filtre gradasyon eğrileri (Preene, M., Roberts, T., & Powrie, W. (2016). Groundwater Control: design and practice, second edition. CIRIA).
4) Kuyular birbirine yeterli uzakta seçilerek birbirinin dinamik seviyelerinin etkilenmesine fırsat verilmemelidir. Debi, dinamik seviyenin minimum değişmesine göre ayarlanmalıdır. Böylece pompaların en verimli noktada kullanılması sağlanmalıdır.
II-Alana Göre Su Tahsisi ve Projenin Finansmanı
1) Su Yönetimleri, kuyuların yenilenmesinden önce havzalardaki su yetersizliği sorunlarını giderecek şekilde tedbirler almalıdır. Bütün havzaların planlama raporları hazırlandığından emniyetli su çekim miktarına göre alana göre su tahsisi yapılmalı ve bütün kuyular ruhsatlandırılmalıdır. Su tahsisini ölçecek sitemler kuyu çıkışlarına yerleştirilerek su tüketimi kontrol altına alınmalıdır. Su hakkı devredilebilir olmalıdır.
2) Su kuyularının yenilenmesi ve motorların verimlileştirilmesinden sonra sulamada kullanılan elektrik sübvansiyonu kaldırılmalıdır. Yapılan hesaplar giderlerden sağlanacak tasarruf nedeniyle çiftçilerin gelirlerinde bir azalmanın olmayacağını ortaya koymaktadır. Bu tasarrufla proje kendini finanse etmiş olacaktır.
3) Bu proje kredi temin edilmek süratiyle gerçekleştirilebilir. Her şey (motor) dahil kuyunun metretül maliyeti yaklaşık 100 dolar olarak alındığında ortalama 150m için kuyu maliyet 15.000 doları bulmaktadır. Mevcut kuyuların iyileştirmesi biçiminde bu çalışma yapılacak olursa maliyet yaklaşık %50 oranında azalacaktır. Bir kuyunun ortalama 5 hektara hizmet edebileceği ve hektar başına su tüketimi 7500 m3 olacağı dikkate alındığında her bir kuyudan yılda yaklaşık 14.000 kWh enerji tasarrufu sağlamak mümkün olacaktır. Sulama için elektrik tüketim bedeli indirimsiz olarak ortalama 15 dolar cent olarak dikkate alınırsa yılda 2100 dolar tasarruf sağlamak mümkündür. Bu durumda yapılacak yatırım kendini yaklaşık 4-7 senede geri ödeyecektir. Bugün yapılan HES’lerin kendini 15 yılda geri ödediği, GES’lerin en az 12 yılda kendini amorti ettiği dikkate alındığında yapılacak iş çok rantabl bir proje olduğu görülecektir.
Bu projeyle, stratejik öneme sahip yer altı suları korunmuş olacak, Tuz Gölü civarında olduğu gibi oluşan ters akımlar nedeniyle toprakların kirlenmesi önlenecek, aşırı su kullanımına bağlı olarak ortaya çıkan obrukların oluşumu önlenmiş olacak, aşırı su kullanımına bağlı olarak gelişen göllerin kuruması engellenecek, zamanla yükselen YASS ile elektrik giderlerinde ilave azalmalar olacak, elektrik tasarrufunun sağlanması nedeniyle elektrik yatırımlarına olan ihtiyaç azalacak, görece olarak elektrik tüketimindeki yenilenebilir kaynakların oranı arttığı için karbon salınımı da azalmış olacaktır.
Bu projeyle DSİ’nin yanı sıra konuya paydaş olan kurum ve tüzel kişiliklerle de görüşmeler ve çalışmalar yapılmaktadır.
Mevcut kuyulardaki pompaların verimleri, pompalan su miktarına karşılık tüketilen enerji ve dinamik su seviyesinden hesaplanabilir. Yeni pompaların aynı şartlarda çalıştırılması halinde yapılacak enerji tasarrufu pompa verim eğrileri kullanılarak hesaplanabilir. İki durum arasındaki farktan sağlanacak enerji tasarrufu ortaya konulabilir.
*Halit UZUNKAYA
İnşaat Mühendisi
Emekli DSİ Bölge Müdürü
