Hidrokimyasal indisler ve sulama suyu kalite indeksi (IWQI) kullanılarak Aksum, Tigray, Etiyopya'da yeraltısuyu sulama uygunluğunun bütüncül değerlendirmesi

Çiftçiler için iyi su neden önemlidir

Kurak ve yarı kurak bölgelerde çiftçiler ürünlerini yetiştirmek için genellikle nehirler yerine kuyulara güvenirler. Ancak tüm yeraltısuları aynı derecede yararlı değildir: içinde çok fazla tuz varsa, zamanla toprağı zehirleyebilir ve verimi düşürebilir. Bu çalışma, Etiyopya'nın kuzeyindeki tarihî Aksum kasabasının çevresindeki yeraltısuyunu inceliyor ve basit ama hayati bir soruyu soruyor: yerel kuyulardaki su uzun vadede sulama için güvenli mi?

Çerçeve: susuz volkanik arazideki çiftlikler

Aksum ve çevresi, tepeler, platolar ve vadilerden oluşan engebeli volkanik bir arazide yer alır. Yağmur yalnızca yılın birkaç ayında düşer, bu yüzden çiftçiler tarlalarının altındaki kırık bazalt ve diğer kayalarda depolanmış yeraltısuyuna büyük ölçüde bağımlıdır. Bölgedeki önceki araştırmalar bazı kuyuların içme suyu standartlarını karşılamadığını göstermişti. Ancak neredeyse hiç kimse aynı suyun sulamada kullanıldığında topraklara veya ürünlere zarar verip vermeyeceğini sistematik olarak kontrol etmemişti. Etiyopya zaten geniş alanları etkileyen tuzlu topraklarla mücadele ettiğinden, Aksum'daki sulama risklerini anlamak gıda üretimini ve kırsal geçim kaynaklarını korumak için önemlidir.

Suyun nasıl test edilip puanlandığı

Araştırmacılar derin ve sığ kuyulardan, el kazması kuyulardan, bir kaynaktan ve bir yüzey kaynağından olmak üzere 19 su örneği topladılar. Laboratuvarda kalsiyum, magnezyum, sodyum, sülfat, klorür ve bikarbonat gibi suda çözünen yaygın bileşenlerin yanı sıra genel tuz içeriğini ölçtüler. Bu ölçümlerden toplam çözünmüş katı madde, elektrik iletkenliği ve sodyumun diğer elementlerle karşılaştırılmasının toprak yapısını korumaya yardımcı olan çeşitli standart ölçekler de dahil olmak üzere dünyada sulama suyunu değerlendirmek için kullanılan birkaç standart gösterge hesapladılar. Ardından en önemli faktörleri Sulama Su Kalitesi İndeksi (IWQI) adını verdikleri tek bir puarda birleştirerek suyu çiftlik kullanımı için "kısıtlama yok"dan "şiddetli kısıtlama"ya kadar derecelendirdiler.

Tarlaların altında ne buldular

Suyun kimyasal parmak izleri, suyun ağırlıklı olarak yağmurun volkanik kayaçlara sızması ve bu süreçte karbonat ile sülfat gibi mineralleri çözmesiyle beslendiğini gösterdi. Kalsiyum ve magnezyum baskın pozitif iyonlardı, bikarbonat ve sülfat ise başlıca negatif iyonlardı. Bu denge, sodyumun—toprak kabuklaşması ve kötü drenajın başlıca tetikleyicilerinden biri—göreceli olarak düşük seviyelerde kalmasını sağladığı için topraklar açısından iyi bir haberdi. Sodyum riskini ölçen göstergeler, sodyum adsorpsiyon oranı, sodyum yüzdesi, artık sodyum karbonat ve Kelley indeksi dahil olmak üzere, tüm örnekleri sulama için güvenli aralığa yerleştirdi. Başka bir deyişle, suyun topraktaki kil parçacıklarının şişmesine, yüzey kaplamasına veya yapı kaybına yol açması olası görünmüyor.

Tuzluluğun endişe yaratmaya başladığı yer

Araştırma ekibi genel tuzluluğa baktığında tablo biraz daha az kusursuzdu. Örneklerin çoğu ılımlı elektrik iletkenliği ve toplam çözünmüş katı maddeye sahipti; yani ya tatlı ya da yalnızca hafifçe tuzluydular. Ancak örneklerin yaklaşık %5'i—çoğunlukla güneybatıdaki bir derin kuyu—duyarlı ürünler veya kötü drene olan topraklar için risk oluşturacak kadar tuzluydu. Bunla ilişkili bir gösterge olan geçirgenlik indeksi de bu alanı daha az uygun olarak işaretledi. Bilim insanları sonuçlarını haritaladıklarında belirgin bir desen ortaya çıktı: sulama için kullanılan yeraltısuyu genel olarak kuzeydoğuda daha iyi durumda ve daha uzun akış yolları ile daha yoğun su–kaya etkileşimini yansıtarak güneybatıya doğru tuzlanma artıyor.

Tek bir puan ve çiftçiler için anlamı

Tüm önemli ölçütler IWQI içinde birleştirildiğinde, örneklerin neredeyse %95'i en iyi sınıfa girdi; bu da tuz veya sodyum birikimi konusunda çok az endişe ile çoğu toprakta kullanılabilecekleri anlamına geliyor, tabii çiftçiler tuzları aşağıya doğru yıkamak için biraz ek su kullanırlarsa. Sadece bir örnek "düşük kısıtlama" grubuna düştü; bu da ağır kil topraklarında dikkatli olunması ve burada fasulye, havuç, soğan, marul, çilek, biber ve mısır gibi çok tuza duyarlı ürünlerden kaçınılması gerektiğini gösteriyor. Genel olarak çalışma, Aksum çevresindeki yeraltısuyunun sulama için genelde güvenli olduğunu, yalnızca küçük alanların dikkatli yönetim gerektirdiğini sonuçlandırıyor. Karmaşık kimyayı net haritalara ve basit bir indekse dönüştürerek çalışma, yerel planlamacılara ve çiftçilere topraklarını korumak, uygun ürünleri seçmek ve kıt su kaynaklarını daha sürdürülebilir kullanmak için pratik rehberlik sunuyor.

Atıf: Ataklti, B., Tesema, F.W. & Berhe, B.A. Integrated evaluation of groundwater irrigation suitability using hydrochemical indices and irrigation water quality index (IWQI) in Aksum, Tigray, Ethiopia. Sci Rep 16, 11072 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40682-5

Anahtar kelimeler: yeraltısuyu sulaması, su kalitesi, tuzluluk, Etiyopya, sürdürülebilir tarım