Suyun tarihçesi ve su bilimi

Tüm canlılar gibi insan da suya her anlamda muhtaçtır. Su, insanın var oluşundan beri kullandığımız temel kaynak. İlk yerleşik topluluklar, su kaynaklarına yakın yerlerde var oldu ve suyun kullanımı bu toplulukları varlık/yokluk boyutunda etkiledi. İlk kentler Güney Mezopotamya’da kuruldu. Yani, binlerce bireyin bir düzen ve karmaşa içerisinde yaşamaya başladığı ilk kentler, kaynaklar ve bu kaynakların sınırları çok belirgin olan bir bölgede ortaya çıktı.

Binlerce yıl önce insanlar, kurdukları medeniyetlerin coğrafyasına ve iklimine göre suyu depolamayı, suyu sevk etmeyi, suyu filtrelemeyi başardılar. Bununla birlikte, suyun tüketiminde, kullanılan suyun arıtılmasında, endüstri devrimine kadar dikkat çekici önemli aşamalar görülmedi.

Medeniyetlere hayat veren SU

Su kaynaklarının geliştirilerek insanlığın hizmetine sunulması yönündeki çabalar binlerce yıl önce başlamış ve günümüze kadar teknolojik gelişmelere paralel olarak artarak devam etmiştir. Tarih boyunca da ulusların refahı, suya düzenli olarak ulaşabilmek ve suyu kontrol edebilme yetilerine bağlı olmuştur. Nil nehri Mısır medeniyetine, İndus Nehri Hint medeniyetine, Huang Nehri (Sarı Nehir) Çin medeniyetine ve insanlığın ilk yerleşim bölgesi olan Ortadoğu’da Fırat ve Dicle nehirleri Mezopotamya medeniyetlerine hayat vermiştir. Bu nehirlerden yararlanılarak tarım sulama sistemleri geliştirilip, toprak verimliliği artırılarak, medeniyetlerin gelişmesi sağlanmıştır. Osmanlı İmparatorluğu’nun başkentleri olan Bursa, Edirne ve İstanbul da su kaynaklarının zengin olduğu topraklarda gelişmişlerdir.

Arkeologlara göre taş devri insanları, su biliminin bazı yönleri üzerinde pratik kavramlara sahiptiler ve su dolaşımını belirli ölçüde yönlendirebiliyorlardı. Kurak bölgelerde yaşayan insanlar, suyun akışını bilmek, basit göçebe toplum yapısını aşmak, yerleşik topluma geçmek ve güvence altında olmak için suyu yönlendirmek zorundaydılar. M. Ö. 5000 yıllarından itibaren güneybatı Asya’nın bazı yörelerinde sulama yapılmış ve M. Ö. 4000 yılına doğru da sulanan tarlalarla çevrili kentler belirmiştir. Sümer uygarlığı M. Ö. 3000 yılından birkaç yüzyıl önce çıkmış ve Mezopotamya ovalarındaki sulamanın yayılması sonucunda gelişmiştir. Nil’in kabaran sularından yararlanan havza tipi sulama, Mezopotamya’daki yoğun sulama ile hemen hemen aynı tarihlerde belirmiştir.

Mısırlılar son derece pratik düşünen insanlardı. M. Ö. 3000 yılından önce nehir kabarmalarının yüksekliğini saptamışlar ve böylece suyla ilgili ilk bilimsel ölçümlerini yapmışlardır. Su taşkınlarını gözlemlemekte bilimsel bir amaç gütmemişlerdir. Kabaran suların yüksekliği, sular altında kalacak alanları belirtiyor ve ürünlerin vergiye bağlanmasında ölçüt oluyordu. Yeraltı sularından yararlanarak gerçekleştirilen sulama, yüzey sularından yararlanan sulama tipinden çok daha sonra ortaya çıkmıştır.

M. Ö. 7. yüzyıldan başlayarak Khanat/Qanat (Türkçede ‘kanat’ olarak kullanılıyor) adı verilen ve yeraltı sularını kullanan bir sulama sistemi ortaya çıkmıştır. Kanat, ucu bir su tabakasına ulaşan yanal bir tüneldi. Yüzeye, tünelin çıkışına gelen su, köyün su gereksinimini sağlamak ya da sulamada kullanılmak üzere yönlendirilirdi. Kuyu açma tekniklerinin ve motorlu pompaların geliştirilmesinden önce, yeraltı sularından yararlanmanın en etkin yolu bu teknikti. Nitekim Doğu Anadolu’da, Afganistan’da, Kuzey Afrika’da ve Çin’de birçok kanat yapılmıştı. Bunların birçoğu hâlâ kullanılmaktadır.

Yağmur miktarını ölçme fikri Asya’da gelişti

Asya’da sulamanın gerekmediği bölgelerde, ürünlerin vergilendirilmesinde temel alınmak üzere yağmur miktarını ölçme fikri gelişmiştir. M. Ö. 1. ve 4. yüzyılın bitiminden itibaren Hindistan’da bu amaçla ölçümler yapılmıştır. Nitekim yağmur ölçmenin başlangıç tarihi olarak, genellikle, M. Ö. 4. yüzyılın bitimi kabul edilir. Çin’de ise, meteorolojik gözlemler M. Ö. 1200’lerden itibaren yapılmış, sistemli bir yağmur ölçme de M. Ö. 200’lere doğru gerçekleşmiştir.

Eski Yunanlılar, evrenin belirli ve şaşmaz bir düzenle işlediğine inanırlardı. Aristo’nun (M. Ö. 384-322) su bilimine ilişkin fikirlerinin hemen bütünüyle yanlış olduğu doğrudur. Aristo, nehir sularının, büyük ve çok soğuk yer altı mağaralarında havanın suya dönüşmesiyle oluştuğuna inanırdı. Ona göre yağmurlar, akarsuların ancak çok ufak bir bölümünü meydana getiriyordu. Bu görüş, 2000 yıl boyunca kendini kabul ettirdi. Modern çağın başlangıçlarına dek su çevriminin ve su dinamiğinin kavranılmasını engelledi. Su mühendisliği alanındaki ustalıklarına karşın Romalılar da su çevrimine ilişkin genel düşünceye sahip değildiler.

Leonardo da Vinci, su biliminden çok, su ile ilgilendi. Ancak bazen, su bilimsel çevrimin bugünkü ilkeleriyle bağdaşır görüşler de geliştirdi. Vinci, Alplerin su geçirir jeolojik oluşumlarını su bilimi açısından taşıdığı önemi kabullenmiş, yeraltı sularının nasıl yeniden biriktiği ve düz arazilerdeki kaynakların nasıl beslendiği üzerinde önemle durmuştur. Vinci’nin fikirleri ancak çok daha ileri tarihlerde bütünselliğe kavuşturulmuştur.

Fransa’da da Beinard Palissy, 1580’de yayımladığı kitabında, ilk kez, su kaynaklarının yalnızca yağmur suyuyla beslendiğini öne sürmüştür. Artezyen kuyularının yapılarını tutarlı bir biçimde açıklamış, yeraltı suları ile nehirler arasındaki bağlantıya ve genel su bilimsel çevrime ilişkin doğru açıklamalarda bulunmuştur. Palissy’nin artezyen kuyularıyla ilgili bulguları, ancak 200 yıl sonra Erasmus Darwin tarafından geliştirilmiş, 1785 tarihinde “tam anlamıyla doğru” ilk açıklama yapılmıştır. Su bilimi ve ilgili bilim dalları tarihinde, 17. yüzyıl başlangıcı, büyük bir dönemeç olmuştur. Bu dönemde barometre, dereceli termometre ve nemölçer keşfedilmiş, meteoroloji alanında önemli aşamalar sağlanmış ve dolayısıyla su bilimi alanında yeni gelişme ufukları açılmıştır.

Yağmur ile su kaynakları arasındaki bağ bilimsel olarak 17. yüzyılda ortaya kondu

Uluslararası ilk meteoroloji ağı, Toskana Grandükü Ferdinand II tarafından 1654’de düzenlenmiş, böylece çevrim kavramını temel alan gerçekten bilimsel düzeyde bir su biliminin doğmasına ortam hazırlanmıştır. Suya ilişkin geleneksel görüşlere son veren Fransız fizikçi Pierre Perrault (1611-1680) olmuştur. Perrault, ilk kez, su bilimsel öğeleri ölçmeyi denemiş, Sen Nehri’nin yukarı havzasının belirli bir bölümündeki yağışın, bu bölgedeki akarsu debisinin en az altı katı olduğunu göstermiş, böylece yağmurlarla su kaynaklarının ve akarsuların yükselmesi arasında bir bağ bulunmadığına ilişkin görüşü yıkmıştır.

Perrault, kireçli bölgelerde nehirlerin derin çukurlarda kaybolup gittiğini ve Paris dolaylarındaki su tabakasının, nehrin kabarmasına koşut olarak yükseldiğini gözlemlemiştir. Perrault, bu gözlemlerinden, Paris’in su altında kalabilir düzeydeki ovalarının tortularına nehir sularının sızdığı sonucuna varmıştır. Atmosferdeki buharın yeniden oluşması için denizlerdeki ve kara parçalarındaki buharlaşmanın taşıdığı önem üzerinde durmamıştır. Ancak, atmosferdeki nemin bir ölçüde denizlerden kaynaklandığını kabul etmiştir. Perrault’un görüşüne göre, yağışların altıda birinin denizlere katılmasıyla, bir geri dönüş mekanizması olmalıydı. Yoksa kıtalardan gelen hava kütlesinin su buharından arınması gerekirdi.

Suyun atmosfer içinde çevrim mekanizmasını açıklayan da İngiliz astronomu Edmund Halley (1657-1742) olmuştur. Halley, 1687’de, ilk kez denizlerdeki buharlaşmayı değerlendirmiş ve bu buhar kaynağının karalar üzerine düşen yağışlara kaynak olduğunu öne sürmüştür. Halley, belirli sıcaklıklarda buharlaşma konusunda, İngiltere’de bazı basit deneyler yapmıştır. Bu deneyler için, kollu bir terazinin üzerinde duran su dolu bir kap, bir termometre ve suyun sıcaklığını korumak için kor dolu bir kap kullanmıştır. Yirmi santimetre çapındaki kapta iki saat içinde gözlemlediği buharlaşmayı hareket noktası alan Halley, cüretkâr bir genelleştirmeyle Akdeniz’in yıllık toplam buharlaşmasını hesaplamıştır. Şaşırtıcı olmakla birlikte, Halley, buharlaşmanın hacmine ilişkin tutarlı sonuçlar bulmuştur.

Thames Nehri’nin debisini hareket noktası alan Halley, Akdeniz’e dökülen akarsuların debilerini değerlendirmek için bir genellemeye daha gitmiştir. Ardından Akdeniz’deki günlük buharlaşmanın, bu denize dökülen su hacminin yaklaşık olarak üç katına eşit olduğunu göstermiştir. Perrault, atmosferdeki sudan yola çıkıyor ve bu suyun yağış sonrası durumunu yansıtıyordu. Halley ise, başlıca buhar kaynağını okyanusların oluşturduğunu görmüş ve su çevriminde bir denge olduğunu kanıtlamaya çalışmıştır. Elbette ki bu ölçümler ve değerlendirmeler oldukça basitti. Bu bilginler, çevrim kavramını açıklığa kavuşturmuşlardır. Ancak, kuramın kesin bilimsel kanıtı 100 yıl sonra ortaya atılmıştır.

Fransız kimyacı Lavoisier (1743-1794) suyun kimyasal bir bileşim olduğunu kanıtlamıştır. Lavoisier, hidrojeni yakarak suyun sentezini gerçekleştirmiş, suyun ağırlık olarak 85 parça oksijenle 15 parça hidrojenden meydana geldiğini göstermiştir (gerçek orantı ise 88,9’a 11,1’dir). Ancak bunun atom kuramı içinde, kesin olarak açıklanması için İngiliz bilgini John Dalton’u beklemek gerekmiştir. 1793 tarihli bir incelemede, Dalton, yaptığı deneylere dayanarak, suyun buharlaştığı zaman kimyasal niteliğini sürdürdüğünü belirtmiş; bu arada günümüz için basit ama o dönemde son derece önemli olan bir ilkeyi dile getirmiş; kara parçaları üzerindeki buharlaşmanın yağmurlardan az olması gerektiğini, aksi halde ırmakların akamayacağını belirtmiştir. Dalton, böylece su dengesine ilişkin değerlendirmelere yol açmış ve İngiltere ile Galler’de su dengesini hesaplamayı deneyen ilk kişi olmuştur. 1845’de, Sir Robert Kane İrlanda nehirlerinin su gücünü ölçmüş, bunu yaparken, buharlaşmadan yağışın çıkartılması sonucu elde edilen nehir debilerinden yola çıkmıştır.

Jeoloji bilimi ile yeraltı sularının önemi anlaşıldı

Yeraltı sularının öneminin gereğince kavranılması için, jeolojinin gerçek bir bilim haline gelmesi gerekmiştir. Bu da ancak 19. yüzyılın başında, özellikle İngiliz William Smith’in (1769-1839) çalışmalarıyla gerçekleşmiştir. Smith, katmansal ve yapısal jeolojiyi gerçek bilimsel temellerine oturtmuştur. Bir bölgenin jeolojik yapısı, adeta, yer altı sularının boru döşemi sistemini oluşturur ve bu sistem gereğince kavranmadan da su dünyasının yapısı anlaşılamaz. Arazi üzerinde mühendis ve topografyacı olarak çalışan Smith, akaçlama konusunda özgün yöntemler geliştirmiş, su kaynaklarının yapısıyla ilgili yeni ve tutarlı bir kuram keşfetmiş; nihayet yer altı sularının akışı konusunda açık ve seçik bir yaklaşım elde etmiştir. 1799’da ilk jeoloji haritasını yayımlayan Smith, jeoloji ve yer altı suları konusundaki bilgilerinden hareketle, Scarborough kentinin su sorununu çözmüştür. Değişken düzeydeki bir yer altı su tabakasında su yatağını değiştirmek için bir tünel açılmış; bir düzenleme sistemi, beslenme döneminde stokların artması ve yazın daha fazla su pompalanması olanağını vermiştir.
Smith’in su bilim çalışmaları, mühendislik alanında bir dizi yenilikler getirmiştir. Yaptığı harita ve katmansal inceleme yer altı su biliminin gelişmesine olanak tanımıştır.

19. yüzyılın ortaları, özellikle Fransa’da yer altı sularına ilişkin önemli araştırmaların gerçekleştirildiği dönemler olmuştur. Rahip Paramelle (1790-1875) Massif Central’in eteklerindeki kireçli Causses bölgesinde yararlanabilinecek az miktarda su bulunmasına şaşırmış; yağmurların akarsuları ve kaynakları nasıl beslediğini anlamak için dokuz yıl kayalık ve kireçli alanların oluşumunu incelemiştir. 1831’de rahiplikten ayrılmış ve bütün zamanını kuyu açılacak yerlerin saptanmasına ayırmıştır. Su kaynaklarına ilişkin kitabında, 10 bin tane yeraltı su kaynağı bulduğunu belirtmiştir. Kuyu açılması için seçtiği yerlerde başarısızlık oranı 12’ye karşı 1 olmuştur. 1886’da yayımlanan “Kaynak Bulma Sanatı” adlı kitabı, yer altı suyu hidrojeolojisi tarihinde bir aşamadır. Paramelle’ in hiçbir uzmana danışma olanağı yoktu. Bu anlamda, tümüyle kendi kendini yetiştirdiği söylenebilir. Kuzey Amerikalı su bilimciler, kendilerinden önce Avrupa’da sürdürülen deneysel incelemelerin sonuçlarından yararlanmışlar ve bu sonuçları geliştirmişlerdir.

19. yüzyılın ikinci yarısından itibaren Kuzey Amerika, su bilimsel incelemelerin, özellikle arazi incelemelerinin ve gözlemlerin merkezi haline gelmiştir. Bu çalışmalar konuya ilişkin kuramların sınanmasına, işlenmesine ve değiştirilmesine olanak vermiş; yeni yöntem ve araçların yetkinleştirilmesini sağlamıştır.

Avrupa’da da aynı yüzyılın ilk yarısında, çoğu araştırıcı, çabalarını bu konudaki bulguların toplanması ve ölçümlenmesi üzerinde yoğunlaştırmıştır. Macar su mühendisi Vasarhelyi (1795-1846), bu dönemde önemli bir araştırma yapmış, Orta Tuna’yı su bilimsel ölçütler açısından incelemiştir. 1822-1840 yılları arasında gerçekleştirilen bu çalışma, çoğu tarihçi tarafından gereğince önemsenmemiş, ancak daha sonra, Tuna sularının denetim altında tutulması çalışmalarında ve Tuna’ya ilişkin incelemelerde temel alınmıştır. Vasarhelyi I846’da Tisza’nın denetlenmesiyle ilgili planlar da geliştirmiştir. Bu planlar, su taşkınlarına karşı korunma önlemlerinin yanı sıra, insanların dolaşımına ve çalışmasına büyük ölçüde engel olan üç milyon hektarlık bataklığın akaçlamasını da öngörüyordu.

Su biliminin gelişmesinde Rus bilginler önemli rol oynadı

Su bilimine ilişkin bilgiler yaklaşık 2500 yıldır gelişmekte olsa da, su çevriminin önemi ancak yakın dönemlerde ciddi olarak kavranmıştır. Bu gelişmeyi büyük ölçüde, 19. yüzyılın ikinci yansında konuyla ilgili çalışmalar yapan Rus bilginlerine borçluyuz. A. İ. Voeykov, 1875-1911 arasında Atlas Okyanusu’ndan gelen buharların Rusya’daki yağış rejimine olan etkilerinin önemine işaret ediyordu. Voeykov, ormanlık bölgelerdeki buharlaşmanın da geniş çapta önem taşıdığını belirtmiştir. Rus bilginleri, aynı zamanda, dünyanın ısısal ve su bilimsel dengesi arasında çok yakın bir bağ bulunduğunu vurgulamışlardır. 1965-1974 arasındaki uluslararası su bilim çalışmaları, su bilimin bütün dallarında araştırmalara yeni bir hız kazandırmış; su bilimi alanında bilgi alışverişi yoğunlaşmıştır.

Uluslararası su programı hızla gelişmektedir. 1975’de Unesco’nun gündeme getirdiği bu program, su kaynaklarından yararlanma sürecini yetkinleştirmeye yönelik akılcı uygulamaların saptanmasına yardımcı olacak, böylece konuya ilişkin araştırmalar hız kazanacaktır. Böylesine büyük gereksinimler, ancak hükümetlerin ve uluslararası toplulukların gerekli kaynakları bir araya getirmek üzere önemli çabalar harcamalarıyla karşılanabilir. Bu çaba, milyarlarca liralık finansman kaynakları gerektirmekte, mühendislerin, jeologların ve yöneticilerin benzeri görülmedik ölçüde seferber edilmelerini zorunlu kılmaktadır.

Yeterli suya sahip olabilmek için yalnızca yeni kaynaklara bel bağlanamaz. Yer altı sularını aşırı ölçüde kullanmaktan kaçınmak gerekir. Su sorununu çözebilmemiz için elimizde birçok olanak vardır. Dağıtım sistemlerini yetkinleştirmek, suyu idareli kullanmak, bugün kirlenmiş bulunan gölleri, nehirleri, ırmakları kısa bir süre önceki durumlarına yani duru su kaynakları haline getirmek, bu sorunun çözümüne ilişkin temel önlemlerdir.

‘Susuzluk, Antik Dünyada Su ve İktidar’ kitabının yazarı Steven Mithen, insanlık tarihi ve hidrolik mühendisliği bakımından geçmişten alınacak dersler olduğunu belirtmektedir. İlk olarak, hidrolik mühendisliğinin insanlık tarihi boyunca oynadığı rolü öğrenmemizi ve bugünü uzun vadeli bir açıya yerleştirmemizi sağladığını, ikinci olarak, su ve iktidar arasındaki ilişkiyle ilgili olduğunu belirtmiştir.

Gerek uluslar ve gerek çok uluslu şirketler ile su kaynaklarını sömürdükleri yerli nüfuslar arasında suya erişimle ilgili çatışmaları nitelemek amacıyla kullanılan ‘su savaşları’ terimine aşina olduk. 20. ve 21. yüzyılda ülkeler su nedeniyle çatışmıştır. Su katmanlarına erişim ve barajların etkisi hakkındaki anlaşmazlıklar özellikle Ortadoğu’da; İsrail, Filistin, Suriye ve Ürdün arasında, Nil Havzası’nda ise; Mısır, Etiyopya ve Sudan arasında anlaşmazlıklar yaşanmasına neden olmuştur.

Dr. Eşref Atabey

Jeoloji Yüksek Mühendisi / Tıbbi Jeoloji Uzmanı / Yazar

Yazı, Eşref Atabey’in ‘Suyun Hikayesi’ ve ‘Su Damlası’ kitaplarından hazırlanmıştır.

“Yazının kapak görselinde, Konya’nın Beyşehir İlçesi Sadıkhacı Beldesi sınırları içerisinde yer alan Eflatunpınar Hitit Su Anıtı yer almaktadır. 2014’te UNESCO Dünya Mirası Geçici Listesi’ne Hitit Kutsal Su Tapınağı olarak dahil edilmiştir. Listeye dahil edilmesindeki Üstün Evrensel Değerler Gerekçesi: Eflatunpınar su havuzunun özelliği, akan suların merkezi havuz sistemi ile toplanarak, gerektiği zaman tasarruflu bir şekilde kullanılan nadir su sistemlerinden biri olmasıdır.”

Kaynaklar

Eşref Atabey. 2021. Su Damlası. Sarmal Kitabevi. 1.Baskı, Haziran 2021.228s. İstanbul.

Eşref Atabey. 2018. Suyun Hikayesi. 615s. Asi Kitap. İstanbul.

Tolunay Bayram. 2017. Mezopotamya ve Levant’ta Suyun Tarihi ve Susuzluk (http://arkeofili.com/mezopotamya-ve-levantta-suyun-tarihi-ve-susuzluk/-5.9.2017).

Suyun Tarihçesi

Steven Mithen. 2017. Susuzluk, Antik Dünyada Su ve İktidar. (Çeviri: Ebru Kılıç). Koç Üniversitesi yayınları: 112. 344s.

Maude Barlow.  2016 (Tükçe’de 1.baskı). Su Hakkı. Yeşil politika kitaplığı. 351s. Yeni İnsan yayınevi. İstanbul.

Peter H. Gleick. 2009. “Basic Water Requirements for Human Activitiest: Meeting Basic Needs” Water International,21-2.