Yoğun Kirletilmiş Sığ Akifer Sistemlerde
Hidrojeolojik Çalışmalar
Hydrogeological studies on heavy polluted shallow aquifer systems
Mehmet Çelik
Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi
Jeoloji Mühendisliği Bölümü
10 - 02 - 2014
Çalışmaların yeri
2
1
Kızılırmak havzası içinde yer alan Yozgat (1) ve Çorum (2) bölgelerine ait iki adet hidrojeolojik çalışma
hakkında bilgi verilecektir. Kızılırmak nehri Sivas’ta doğup, Karadeniz’e Samsun’un Bafra Deltası’ndan
boşalan, Türkiye’nin en uzun (1355 km) nehridir. Havzanın önemli özelliği evaporitik kayaçların yaygın
olmasıdır.
References
1: Çelik, M. (2002). Water quality assessement and the investigation of the relationship between the River Delice and the
aquifer systems in the vicinity of Yerköy (Yozgat, Turkey). Environental Geology, 42(6), 690-700.
2: Çelik, M., Yıldırım, T. 2006. Hydrochemical evaluation of groundwater quality in the Çavuşçayı basin, Sungurlu-Çorum,
Turkey. Environmental Geology, 50(3), 323-330.
BLACK
SEA
1. Çalışma
Yerköy Alüvyon Akiferi – Delice
Irmağı ilişkisi; Yozgat, Türkiye
KASTAMONU
ÇORUM
ÇANKIRI
1
Akifer sistemin su kalitesi ve yüzey- yeraltı
2
suyu ilişkisini belirlemek, akiferin su
kalitesinin artırılması için çözüm
YOZGAT
önerilerinde bulunmaktır.
KIZILIRMAK
SİVAS
ANKARA
KIRŞEHİR
BASIN
Hirfanlı
Dam
NEVŞEHİR
KAYSERİ
Jeoloji ve Su
Noktaları haritası
Geological map and
water point locations
Volkanik birimler: Riyolit ve dasit
Çevirme formasyonu:
Konglomera, kireçtaşı, kiltaşı, jipsli
marn
Deliceırmak formasyonu:
Konglomera, kumtaşı, silttaşı
Alüvyon: Çakıl, kum ve az kil içerir ve
sığ serbest akifer özelliktedir.
Jeotermal sular derin dolaşımlıdır.
Delice Irmağının debisi: 4.94-9.47 m3/s
arasındadır.
ARAZİ RESİMLERİ
Kötüdag
Volcanite
member
Delice River
Cender
Alluvium (planted
area)
creek
Delice River
Alluvium
(permeable)
Flow direction
Dere yatağının genellikle geçirimli çakıl ve
kumdan oluştuğu, yüzey-yeraltı suyu
İlişkisi açısından litolojik bir engel
olmadığı görülmektedir.
Delice River
Na+
(mg/l)
Cl(mg/l)
SO42(mg/l)
Boron
(mg/l)
Cender creek (C1)
635
450
1,220
1.76
Delice River (D1)
144
154
179
0.30
Delice River (D2)
220
177
262
0.40
AB13
195
93
508
0.30
YK6
635
510
933
1.51
IHL
465
326
603
0.97
SE9
294
246
563
0.50
DO4
393
336
544
0.49
HIP12
295
180
565
0.78
BG3
510
415
775
1.40
KC11
475
331
1,784
0.95
MK7
715
672
1,070
1.50
OA5
980
562
2,323
1.82
MK17
1,080
615
3,019
3.13
HK
1,310
580
2,880
2.85
HK10
1,500
947
3,237
2.22
B1
1,500
2,080
363
3.46
U1
2,560
4,876
377
4.94
KO1
4,320
7,749
305
7.44
WHO (1996)
200
250
250
0.3
Sample
No
Alluvium aquifer
waters
Thermal waters
Tablonun
açıklaması/explanati
on of the Table :
Dünya Sağlık Örgütü
(WHO)’ne göre
suların içilebilirlik
durumu
Mavi: uygun/suitable
Kırmızı: uygun
değil/unsuitable
Delice River
EC: 1,610 mS/cm
TDS: 938 mg/l,
Shallow alluvium
aquifer
EC: 2,340 - 9,360
mS/cm
TDS: 1,669 - 5,957
mg/l
Tabloda, alandaki suların genellikle standartlara uygun olmadığı, En uygun suyun ise
D1 nolu Delice Irmağı suları olduğu anlaşılmaktadır.
Schoeller Diyagramı ve Suların Aralarındaki İlişkisi
Suların İlişkisi:
1000
meq/l
Delice Irmağı suları ile
sığ yeraltı sularının birbirine paralellik
gösterdiği, bu nedenle de iki su
noktaları
arasında karışım hesabı yapılabileceği
anlaşılmaktadır.
Jeotermal suların Delice Irmağı ve
sığ yeraltı sularından bağımsız olduğu
görülmektedir.
Thermal and mineral
waters
100
Shallow
groundwaters
10
Delice River
waters
Su tipleri/hidrokimyasal fasiyesler:
Delice Irmağı Suları: Na-HCO3-SO4
Sığ yeraltı suları: Na-SO4
Sıcak ve mineralli sular: Na-Cl
1
0,1
Ca
Mg
Na+K
Cl
SO4
HCO3
Kompozisyon Diyagramları ve
yüzey-yeraltı suyu ilişkisi
Toplam Çözünmüş Katıya (TDS) göre çizilen diyagramlardan, sodyum ve sülfat’a göre yüzeyyeraltı suyu ilişkisinin kurgulanabileceği anlaşılmaktadır. Ayrıca yeraltı suyu tuzluluğu üzerinde
de etkili oldukları görülmektedir. Çünkü, korelasyon derecesi diğerlerine (klorür ve kalsiyum)
göre daha yüksektir.
10000
10000
SO4 (mg/l)
Na (mg/l)
Shallow
groundwater
Delice River
Shallow
groundwater
1000
1000
Delice River
R = 0.97
R = 0.94
100
100
1
10
100
1
100
TDS (mg/l)
TDS (mg/l)
10000
10000
Shallow
groundwater
Ca (mg/l)
Shallow
groundwater
Cl (mg/l)
10
1000
1000
Delice River
Delice River
R = 0.88
R = 0.83
100
100
1
10
TDS (mg/l)
100
1
10
TDS (mg/l)
100
Delice Irmağı ve kuyularda hidrokimyasal verilerin
dağılımı. Uç Üyelerin (end member-I and II) belirlenmesi
Grafikten de anlaşıldığı gibi Delice (D1) noktası ile HK10 kuyusunun uç üye
olarak alınabileceği, sodyum ve sülfatın karışım hesabında kullanılabileceği
anlaşılmaktadır.
SODYUM’a göre karışım
(%) si
Equation of mixing (Mazor, 1991):
Cs = Cend member1X + Cend member2 (1-X)
Cs
: ion concentrations of samples
(meq/l)
Cend member1 : ion concentration of the first
end member (meq/l)
Cend member2 : ion concentration of the second
end member (meq/l)
X
: mixing rate (%)
SULFAT’a göre karışım
(%) si
Dere yatağına uzaklığa bağlı
olarak çizilen kuyularda genellikle
dereden uzaklaştıkça litolojik kirlilik
artmaktadır.
HİDROJEOLOJİ
HARİTASI
Haritada eş bor (boron) ve
Toplam Çözünmüş Katı (TDS)
eğrileri çizilmiştir.
Delice Irmağı sularının sirkülasyon
yapabildiği bölgede yeraltı
suyunda yıkanma (dilution) olduğu,
sirkülasyon yapamadığı bölgelerde
ise litolojik kirliliğin yoğun olduğu
görülmektedir.
Litolojik kirliliğin Delice Irmağı
suları ile giderilebileceği
anlaşılmaktadır.
A-B ve C-D doğrultusunda
hidrojeoloji kesitleri çizilmiştir.
Hidrojeoloji
kesitleri
Hydrogeological crosssections
A-B Hidrojeoloji kesiti
(Dere akiferi besliyor)
C-D Hidrojeoloji kesiti
(Akifer dereyi besliyor)
Suların
WILCOX
diyagramı
Suların
ABD Tuzluluk Laboratuvarı
Diyagramı
Sodyum, iletkenlik ve tuzluluk açısından Delice Irmağı sularının
yeraltı sularına oranla genel olarak ziraatte kullanmak için daha
uygun durumda oldukları belirlenmiştir.
ÖNERİLER / SUGGESTIONS
Drenaj hendeği ve/veya
Besleme hendeği sistemlerinin
alüvyon içine yapılması
Amaç:
Delice Irmağı sularının alüvyon
içinde dolaşımını sağlamak ve
kirlenen yeraltı suyunun, derenin
mansap bölgesine boşalımını
sağlayarak kirliliği seyreltmektir.
Drenaj
sistemi
Besleme
hendeği
2. Çalışma
Çavuş Çayı Havzası Yeraltı Suyu
Araştırması; Sungurlu-Çorum
2
Amaç: Evaporitlerin yaygın olduğu Çavuş Çayı havzasında en ideal yeraltı suyu
alma yapısı (kaptaj) nerede ve nasıl olmalıdır?
HİDROJEOLOJİ HARİTASI
Alibaba Tuzlası kaynağı
Alibaba Tuzlası-Havuzlar
Çavuşçayı: Mevsimlik bir akarsu olup, yılın büyük bölümünde kurudur.
Yeraltı suyu içeren birim: Alüvyonlardır. İncik ve Bayındır formasyonlarında geçirimli birimler
(çakıltaşı ve kumtaşı) bulunmasına rağmen, jips, anhidrit ve tuz oluşumlarından dolayı suları
kullanıma uygun değildir.
Alibaba Tuzlası: Tuz üretimi yapılan, debisi 2 L/s olan kaynak İncik Formasyonundan
beslenmektedir.
HİDROJEOKİMYA HARİTASI
Tuzluluk ve iyonların dağılımı
Alüvyondaki tuzluluk dağılımı doğudan batıya doğru artmakta olup, kaynak, kuyu
ve trençlerde farklılık göstermektedir.
Alibaba Tuzlası: EC= 204.000 mS/cm, Sodium= 1950 mg/l, Cloride= 2014 mg/l
Yeraltı suyundaki tuzlanmanın
kaynağı nedir?
İncik Formasyonu: Çakıltaşı, kumtaşı,
çamurtaşı ardalanması
Bayındır Formasyonu: Kiltaşı içinde
jips ve anhidrit oluşumları
İncik Formasyonu yüzeyinde
tuzlanmalar
Derinlikle tuzluluk nasıl
değişmektedir?
Alüvyonda açılan 2
kuyuda derinliğe
bağlı yapılan ölçümlerde
tuzluluğun
derinlikle genel olarak
arttığı sonucuna
varılmıştır.
Su Kalitesi-Schoeller Diyagramı
Alibaba tuzlası suyu trenç sularından tamamen ayrılmakta olup, Na-Cl su
tipindedir.
Trenç suları karışık bileşimli olmalarına rağmen benzer özellik göstermektedir.
Kuyu suları da karışık bileşimli olup, derinlik nedeniyle trenç sularına göre
birbirinden farklı özellikler gösterebilmektedir.
Suların kullanım özellikleri
Wilcox Diyagramı
ABD Tuzluluk Laboratuvarı
Diyagramı
Diyagramlarda Trenç sularının sığ ve sondaj kuyularına göre değişim aralığının
düşük olduğu görülmektedir. Trenç sularının sodyum tehlikesi düşük ve orta
düzeyde iken tuzluluk tehlikesi ise çok yüksektir.
YERALTI SUYU
ALMA YAPISI
a) Yeraltı barajının konumu
b) Yeraltı barajının
hidrojeoloji kesiti
Yer altı suyu dere yatağı
kotu altındadır. Yapılan setbariyer önünde toplanan
yeraltı suyu bir boru ile dere
yatağı üzerinde kaynak
şeklinde boşalmaktadır.
Bölge için en ideal yer altı
suyu alma yapısının trenç
sistemi ve/veya sığ
kuyular olduğu sonucuna
varılmıştır.
SONUÇLAR
Conclusions
 Yüzey ve sığ yeraltı suları birbirinden bağımsız
değildir. Birlikte ele alınmalıdır.
 Çalışmanın başarıya ulaşabilmesi için noktasal
değil, havza genelinde çalışmalar yapılmalıdır.
 Evaporitik kayaçların yaygın olduğu, litojenik
olarak yüzey ve yeraltı sularının kirli olduğu
alanlarda yağmur hasadı çalışmalarının
başlatılması önerilebilir.
Manavgat Waterfall, Antalya, Turkey
THANK YOU...
A clean and peaceful World...
Download

Prof. Dr. MehmetCelik_Sunum - Ankara Üniversitesi Su Yönetimi