Dynamic simulation model for long term comprehensive environmental analysis of GAP

Abstract

ÖZET Su kaynaklarının geliştirilmesine bağlı olarak hidroelektrik enerji üretimini ve tarımsal modernizasyonu hedefleyen entegre kalkınma projeleri, toplumsal ve doğal çevre üzerinde çok sayıda etkiye neden olmaktadır. Türkiye'nin Güneydoğu 'sunda, toplam yüzölçümünün % 10'unu kapsayan, 1.7 milyon hektar verimli arazi üzerinde sulama projelerini ve Fırat ve Dicle üzerinde 7400 MW kurulu güce sahip enerji üretim kapasitesini hedefleyen Güneydoğu Anadolu Projesi (GAP) de çok sayıda toplumsal ve çevresel sonuçlara yol açacaktır. Bu çalışmada, GAP'ın neden olabileceği potansiyel çevre sorunları, su kaynaklarının kullanımı, toprakların vasıfsızlaşması, tarımsal kirlilik ve arazi kullanımı ile ilgili sorunlar, çevresel, toplumsal ve ekonomik sorunların karşılıklı etkileşimlerini dikkate alan sistemik bir bakış açısıyla analiz edilmiştir. Bu amaçla, GAP'ın toplumsal, ekonomik ve doğal çevresinin belli yönlerini temsil eden değişkenlerin uzun vadeli seyirlerini izleyebilmek için, dinamik bir benzetim modeli, GAPSIM geliştirilmiştir. GAPSIM, `sistemik` bir problem tanımına bağlı olarak, GAP Bölgesinde, sulama yapılarının inşaasını içeren 1990-2030 yılları arasında, sulama projelerinin gelişme hızını, değişen sulama suyu miktarlarına göre hidroelektrik enerjisi üretimini, çiftliklerde su yeterliliğini, ürün seçimi ve üretim miktarlarını, tuzlanma ve erozyon süreçlerini, pestisit ve kimyasal gübre tüketimini, mera ve orman arazilerinin kalitesini ve kentleşme ve nüfus dinamiklerini canlandırmaktadır. GAPSIM'in geçerliliği, literatür tarafından önerilen sınama yöntemlerine göre `yapısal` olarak sınanmış, ardından model davranışı, elde edilebildiği oranda 1990-1998 yılları arasındaki verilerle kalibre edilmiştir. GAPSIM, GAP toplumsal-çevresel sistemine dair bilimsel bir kavrayışa ulaşabilmek amacıyla çeşitli senaryo ve strateji analizlerinin yapılabileceği bir dinamik benzetim ortamı sunmaktadır. GAPSIM ile yapılmış olan senaryo ve strateji deneyleri, en yüksek evapotranspirasyon değerine sahip pamuğun bitki deseni içerisinde aşırı yoğunluk kazanması durumunda ciddi bir su kıtlığı ile karşı karşıya kalınabileceğini, bu durumun sulamaların genişleme hızını yavaşlatacağını ve çiftlik verimlerini düşüreceğini göstermektedir.

IV ABSTRACT Integrated development projects based on water resources development, aiming hydropower production and agricultural modernization have many potential impacts on social and natural environments. Southeastern Anatolian Project (GAP), located in Southeast Turkey, comprising 10% of Turkish lands, targeting irrigation schemes on 1.7 million hectare fertile lowlands and 7400 MW hydropower production on Euphrates and Tigris would have many social and environmental consequences. In this study, potential environmental problems suggested by GAP, questions related with utilization of water resources, land degradation, agricultural pollution and land use are analyzed in systems perspective, focusing on the integrity of environmental, social and economic issues. With this aim, GAPSIM, a dynamic simulation model is developed to trace long term trajectories of selected parameters, representing the relevant aspects of GAP's social, economic and natural environment. Based on a `systemic` problem definition, GAPSIM simulates the development rate of irrigation schemes, hydropower production with respect to changing irrigation releases, water availability on farmlands, crop selection and production, salinization, erosion, pesticide and fertilizer consumption, rangeland and forest quality, urbanization and population dynamics in GAP during 1990-2030 period, which comprises water facilities construction process. GAPSIM is validated, first `structurally`, according to the validation tests suggested by the literature and then, model `behavior` is calibrated with respect to data available for the period 1990-1998. GAPSIM provides a dynamic simulation platform where several scenarios and policy analyses concerning GAP environment can be executed in order to arrive at an improved understanding of GAP as a socio-environmental system. Scenario and policy runs on GAPSIM reveal that, increased intensity of the most evapotranspirant crop cotton on GAP fields may cause significant water scarcity, which hinders the development rate of irrigation into new acres and inhibits crop yields by decreased water delivery to individual farms.