ULUOVA NIN (ELAZIĞ) HİDROJEOLOJİSİNİN COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ İLE İNCELENMESİ *

Transkript

1 ULUOVA NIN (ELAZIĞ) HİDROJEOLOJİSİNİN COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ İLE İNCELENMESİ * Hydrogeologic assessment of Uluova (Elazığ) by geographical information systems Murat ÇELİKER Aziz ERTUNÇ, Tolga ÇAN Jeoloji Müh. Anabilim Dalı Jeoloji Müh. Anabilim Dalı Jeoloji Müh. Anabilim Dalı ÖZET Elazığ ilinin mevcut yıllık 24 milyon m 3 içme suyu ve yaklaşık 5000 hektar tarım arazisinin sulama suyu ihtiyacı, Uluova da açılan su sondaj kuyuları ile yeraltı sularından sağlanmaktadır. Bunun yanı sıra Keban Baraj Göl ü ile Hazar Gölü HES santrali tahliye ayağından alınan su karışımlarının, sulama kanallarına verilmesi ile de, Uluova da yaklaşık 13,000 hektar tarım arazisi sulanmaktadır. Bu çalışmada, Uluova nın yeraltı su seviyesindeki değişimler ile Haringet çayı, Keban Baraj Gölü, Hazar Gölü ve sondaj kuyularından alınan çeşitli su numuneleri üzerinde mevsimsel ve aylık olmak üzere fiziksel ve kimyasal analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak Uluova da yeraltı su seviyesi değişimlerinin sondaj kuyularının açıldığı tarihten günümüze kadar göreceli olarak bir azalma meydana geldiği belirlenmiştir. Hazar Gölü haricindeki yüzey ve yeraltısularının sulama suyu açısından uygun olduğu belirlenmiştir. Sodyum yüzdesinin yüksek olmasından dolayı Hazar Gölü tarımsal sulamaya uygun bulunmamıştır. TS 266 standartlarına göre, Arseniğin, Keban Baraj Gölü, Haringet Çayı ve bazı sondaj kuyuları içme suyu açısından uygun olmadığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler : Uluova, hidrojeoloji, yeraltı suyu, su kalitesi. ABSTRACT 24 million m 3 annual drinking water requirement of Elazığ city and 5000ha agriculture land irrigation are acquired from the groundwater resources of Uluova plain. Moreover, 13,000 ha agriculture land irrigation is supplied by surface irrigation canals where water is taken from Keban dam reservoir and Hazar lake. In this study seasonal ground water level changes were determined and physical and chemical analyses were performed on water samples taken from Haringet stream, Keban dam reservoir, Hazar lake and water wells. It is concluded that the groundwater level have been gradually decreasing in Uluova. Except the Hazar lake water, the rest of the surface and groundwaters were found suitable for agricultural irrigation purposes. Hazar lake water is inappropriate for agricultural irrigation due to its high Na content. Keban reservoir, Haringet stream and groundwater in certain water wells were found inappropriate * Yüksek Lisans Tezi-Msc. Thesis 29

2 for drinking water quality because of high Arsenic content according to the TS 266 standarts. Key Words : Uluova, hydrogeology, groundwater, water quality Giriş Elazığ ili içme suyu ihtiyacı ve Uluova sulama sisteminin büyük bir bölümü, Uluova da açılan sondaj kuyuları ile yeraltı sularından karşılanmaktadır. Bunun yanısıra Keban baraj gölü ve Hazar gölü nden de tarımsal yüzey sulaması şeklinde yararlanılmaktadır. Bu çalışmada, öncelikle mevsimsel yeraltı suyunun değişimleri yanısıra, Uluova ve çevresindeki yüzey ve yeraltı sularının içilebilme ve sulama suyu kalite ve kirlilik parametrelerinin değişimi incelenmiştir (Şekil 1). Şekil 1. Yer bulduru haritası Elazığ ilinin içme suyu, Uluova da açılmış 24 adet içme suyu sondaj kuyularından yılda 21 milyon m 3 su çekimi ile sağlanmaktadır. Ayrıca Uluova da yeraltı suyundan yılda ortalama 40 milyon m 3 su çekimi yapılarak tarım arazileri sulanmaktadır. Uluova nın tek drenajı Haringet çayıdır. Materyal ve Metot Materyal Çalışma materyalini oluşturan Uluova, 1/100,000 ölçekli Elazığ K42C paftası içerisinde yer almaktadır. Uluova, Doğu Anadolu Fay hattına yaklaşık 15 km kuzeyden güneybatı - kuzeydoğu doğrultusunda paralellik gösterir. Uluova bir çöküntü havzası olup, m kotları arasında yer almaktadır. Elazığ ilinin güneyinde yer alan Uluova nın, drenaj alanı 672 km², ova alanı ise 215 km² dir Ovanın Kuzeyi 1600 m ve güneyi 2000 m yükseltili dağlarla çevrilidir, ovanın genişliği ortalama 8 km, uzunluğu ise yaklaşık 20 km dir (Şekil 2). Permo-Triyas yaşlı Keban metamorfik kireçtaşları yörenin en yaşlı kayaçlarıdır. Elazığ magmatik kayaçları ile bazı yerlerde tektonik, bazı yerlerde ise 30

3 diskordanslı kontak ilişkilidir. Araştırmacılar bölgesel metamorfitlerin tabandan tavana doğru rekristalize kireçtaşları, kalkşistler, mermerler, metakonglomera, kalkfillitler şeklinde sıralanım gösterdiğini belirtirler (Akgül, 1987). Çalışma alanındaki Senoniyen yaşlı magmatik kayaçlar, Elazığ magmatitleri olarak adlandırılmakta ve granit, andezit ve diyabaz ile temsil edilmektedir. Tektonik olarak Elazığ magmatitleri ile Keban metamorfitleri arasındaki zon tamamen ezilmiş ve bozulmuş yapıdadır. Şekil 2. Çalışma alanı ve çevresinin sayisal yükseklik haritası. Çalışma alanının kuzey, kuzeydoğu, doğu ve Harput civarında yüzeylenen, kumtaşı, marn, kumlu-killi kireçtaşı ve konglomera seviyelerinden oluşan Lütesiyen Üst Oligosen yaşlı Kırkgeçit formasyonu, kendinden yaşlı birimler üzerine açısal uyumsuzlukla gelir, ve çalışma sahası içerisinde Kuvaterner birimler tarafından da örtülür. Çalışma alanının ova kısmını, güncel alüvyonlar oluşturmaktadır (Şekil 3). 31

4 Şekil 3. Uluova nın jeoloji haritası (Öztekin, 1998 den değiştirilerek). Metot Uluova da açılmış çok sayıda sondaj kuyusundan 68 tanesi üzerinde 2004, 2005, 2006 ve 2007 yıllarında, yağışlı ve yağışsız dönemler olmak kaydı ile iki ayrı dönemde statik su seviyelerindeki değişim incelenmiş, düşüm- yükselim değerlerine göre su tablası haritaları hazırlanmıştır Yeraltı suları ve yüzey sularının fiziksel-kimyasal parametrelerinin belirlenmesi amacı ile 2006 yılı içerisinde 14 lokasyonda su kimyası analizleri yapılmıştır. Ayrıca 1993 yılında 31 ayrı lokasyonda yapılan fiziksel-kimyasal analizlerin, son dönem analizleri ile kıyaslanması yapılmıştır. Yine yeraltı ve yerüstü sularında 9 noktada ağır metal analizleri yapılarak, bulunan parametrelerin TS 266 ve kıta içi su yönetmeliği parametrelerine uygun olup olmadığı belirlenmiştir. Bu analizler yapılırken, alınan su örneği lokasyonlarının, ovanın beslenim ve boşalım bölgeleri olmasına dikkat edilmiştir. Veri tabanı olarak arazide GPS ile ölçülerek alınan sondaj kuyu koordinatları, bu kuyulara ait fiziksel, kimyasal, ağır metal analizleri, belirlenen kuyuların aylık ve mevsimlik yeraltı suyu değişimi, kuyu litolojisi ve yüzeysel jeoloji Coğrafi Bilgi Sisteminde ArcView (3.2) ve ArcMap (9.2) programları kullanılarak gerçekleştirilmiştir (Demirel, 2005). Böylece, Uluova nın hidrojeolojik bilgi sistemi, Coğrafi Bilgi Sistemi kullanılarak oluşturulmuş ve elde edilen sayısal veriler ışığında Uluova daki bölgesel ve mevsimsel yeraltı su tablası değişimleri, akifer özellikleri, su kimyası analizleri sonucu suların köken ve kalite özellikleri, yeraltı suyu hareketleri ve bunlara neden olan faktörler ayrıntılı olarak incelenmiştir. 32

5 Araştırma Bulguları Yeraltı Su Seviye Değişimleri 68 adet kuyuda 2005, 2006, 2007 yılları arasında, mevsimsel seviye ölçümleri yapılmış ve sondaj kuyularının açıldığı yıllar baz alındığında, 17008, 26838, 28663, 30454, 30458, 32659, 34293, 35125, 36323, 36327, 38711, no lu kuyularda 0,38 ile 17,73 m arasında yükselim, diğer ölçümü yapılan kuyularda da 0,5 ile 13 m arasında bir düşüm oluğu görülmektedir (Şekil 4). Şekil 4. Su seviye değişimlerinde artış ve azalma görülen kuyu lokasyonları. Çalışma alanında açılmış olan su kuyuları, serbest ve basınçlı iki ayrı karakterdeki akiferi kestiğinden, tam olarak akiferlerin türünü, sondajların donanımının yetersiz ve filtreleme sisteminin akifer cinsini ayırt etme amaçlı olarak yapılmamasından dolayı sağlıklı olarak ayrılamamıştır. 2005, 2006, ve 2007 yılı seviye değişimlerine göre su tablası haritaları hazırlanırken bu durum göz önünde tutulmuştur. Su seviyelerinin dönemsel olarak artıp azaldığı ve buna bağlı olarak da eş su seviye eğrilerinin değiştiği görülmüştür (Şekil 5). 33

6 Şekil yılı yağışlı döneme ait su tablası haritası. Fiziksel - Kimyasal ve Ağır Metal Analizleri 1993 yılında 31 noktada DSİ tarafından (Olgun, 1994) gerçekleştirilmiş analizler ile bu çalışma kapsamında 2006 yılında, Haringet Çayı giriş ve çıkışı, Hazar Gölü, Keban Baraj Gölü ve 10 adet sondaj noktası olmak üzere toplam 14 noktada fiziksel - kimyasal ve 9 lokasyonda da ağır metal analizler yapılmıştır (Şekil 6) yılına ait fiziksel ve kimyasal analizler ile 1993 yılındakilerin karşılaştırılması sonucu değerlerde bazı değişiklikler gözlenmekle birlikte bu değerlerin çok fazla değişmediği gözlenmiştir yılı analiz sonuçları Çizelge 1 de verilmiştir yılına ait toplam 31 noktada ölçülen EC ve FSº değerlerinin dağılımı Şekil 7 ve 8 de verilmiştir (Şahinci, 1991). Buna göre EC değerleri arasında, FSº değerleri ise arasında değişim göstermektedir 34

7 Şekil 6. Fiziksel ve kimyasal analiz lokasyonları Çizelge 1. Çalışma alanında suların 2006 yılına ait fiziksel ve kimyasal analizleri Kuyu No ph EC Na K Ca Mg CO 3 HCO 3 Cl SO 4 (meq/l) Sondaj Ş Bel.Kuyusu Bel.Kuyusu Bel.Kuyusu Özel Kuyu Özel Kuyu Keban B Haringet Ç Haringet G Hazar G

8 Şekil 7. Uluova da ölçülen EC değerlerinin dağılımı. Şekil 8. Uluova da ölçülen sertlik değerlerinin dağılımı. Ağır metal analizlerinde arsenik (Şekil 9, Çizelge 2) nolu yer altı kuyusundan, Haringet çayı giriş ve çıkış lokasyonundan ve Keban baraj gölü alınan numunelerde üst limit değerinin üstünde olup demir ağır metali de üst limitin üzerindedir. 36

9 Şekil 9. Ağır metal analizleri lokasyonları. Çizelge 2. Ağır metal analiz sonuçları Alındığı Yer Tarih Pb Zn Cr Mn Fe Cu Cd Hg As Derişim mg/l ,0215 0, ,3096 0, , ,0164 0,0005 0,2688 0,4307 0, ,0017 Gümüşkavak ,0215 0,0057 0,0001 0,3279 0, , ,0039 0,0124 0,0043 0,0001 0,4111 0, , ,0113 0,0027 0,0005 0,2731 0, ,001 Sondaj Şube ,0015 0,0079 0,0279 0,0003 0,8445 0, ,0032 Keban B.Gölü ,0001 0,0018 0,0028 0,0027 0,4898 0, ,0111 Uluova Çıkışı ,0057 0,0045 0,0071 0,1574 1,784 0,0243 0,0003 0,022 Uluova Girişi ,0012 0,0014 0,002 0,4777 0,023 0,0027 0, ,0002 0,0117 0,0024 1,398 0,7717 0,0098 0, , ,0011 0,0298 0,0053 0,0015 0,6646 0, , ,0009 0,0053 0,0043 0,0313 0,4848 0,0069 0, , ,0018 0,0381 0,0038 0,122 0,8143 0,$0283 0, ,0012 Schoeller Diyagramları 19299, 39221, ve nolu kuyularda 2005, 2006, 2007 yıllarında yağışlı ve yağışsız dönemlerde alınan örnek numuneler üzerinde yapılan periyodik analizlerde, sular Ca CO 3 fasiyesinde iken, nolu analizin 37

10 Ca Mg (Na+K) Cl SO4 (CO3+HCO3) meg/l Ç.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Yıl:2009 Cilt: tarihli analizde Na-SO 4 fasiyesinde çıkmıştır. Tüm yeraltı suları, Haringet çayı ova giriş ve çıkış lokasyonları ve Keban baraj gölü Ca-CO 3 fasiyesindedir. Ancak Hazar göl suyu NaCO 3 fasiyes özelliği gösterir Haringet Çayı Ova Girişi Haringet Çayı Ova Çıkışı (Keban Baraj Gölü) (Hazar Gölü) ,1 (Sondaj Şube) (Bahçekapı) (Mollakendi) (İkitepe) (Gümüşkavak) (39221) (19299) ,01 (18906) (19100) (16397)- İyon Şekil 10. Analizlerin Schoeller Diyagramı nda gösterilmesi. Piper Diyagramı 16397, 19100, 19298, 39221, ve no lu sondaj kuyuları, Sondaj şubeye ait sondaj kuyusu, Bahçekapı Belediye kuyusu, Mollakendi Belediye kuyusu, İkitepe Belediye kuyusu ve Keban Baraj Gölü analizlerinde baskın katyon kalsiyum, Gümüşkavak ve Keban Baraj Gölünde baskın anyon grubu klorür iken, 16397, 19298, Sondaj Şube ye ait sondaj kuyusu, Bahçekapı Belediye kuyusu, Mollakendi Belediye kuyusu ve İkitepe Belediye kuyusu analizlerinde de baskın anyon HCO 3 tür. Bu analiz noktaları için suların özelliği, alkali toprak elementlerin ve zayıf asit köklerinin hakim olduğu karbonat sertliği % 50 den fazla olan sular şeklindedir.haringet Çayının girişinde ve çıkışında alınan su numunelerinde yapılan kimyasal analizlerde baskın katyon kalsiyum, baskın anyon grubu HCO 3 tür.haringet Çayı ova girişi ve ova çıkışında suların özelliği, alkali toprak elementlerin ve zayıf asit köklerinin hakim olduğu karbonat sertliği % 50 den fazla olan sular olarak bulunmuştur (Şekil 11). 38

11 Şekil 11. Analizlerin Piper Diyagramı nda gösterilmesi. ABD ve Wilcox Diyagramları Yeraltı ve yerüstü suları şeklinde farklı iki kategorideki suları, sulama suyu açısından ABD Tuzluluk sınıflamasına göre değerlendirdiğimizde, tüm yeraltı ve yerüstü suları kullanılabilir özellikte çıkmasına karşın, Hazar Gölüne ait su analizi C3S2 sulama suyu sınıfında çıkıp, sulamada özel şartlarda kullanılabilir özelliktedir (Şekil 12a). Wilcox sınıflamasına göre ise, Hazar Gölü analizi hariç diğer tüm yeraltı ve yerüstü suları çok iyi iyi ve iyi kullanılabilir sınıfındadır. Hazar Gölü suyu şüpheli uygun değil sular özelliğindedir (Şekil 12b). 39

12 (a) Şekil 12. Suların ABD (a) ve Wilcox (b) Tuzluluk Sınıflamalarına göre dağılımı. (b) Tartışma ve Sonuçlar Uluova da görülen su seviye düşümleri, yağış, yeraltı suyu çekimi ve yüzey sulaması ile doğrudan ilişkilidir , 26838, 28663, 30454, 30458, 32659, 34293, 35125, 36323, 36327, 38711, no lu kuyularda düşüm izlenmemektedir. Bu durum yapılan yüzey sulaması sonucu sızan suların akiferi beslemesi ve bu kuyulara ait yerlerde aşırı çekimin olmaması ile açıklanabilir. Arsenik, nolu kuyuda, Haringet çayının ovaya giriş ve çıkış lokasyonlarında ve Keban baraj gölünde, demir tüm TSE 266 nın belirlediği üst limitin üzerinde çıkmıştır. Demir ağır metali tüm lokasyonlarda üst limitin üzerinde çıkmış diğer ağır metaller standartlara uygunluk göstermiştir. Yeraltı suları Ca-CO 3 fasiyesinde iken, no lu kuyu tarihli sonuçlarında sular Na-SO 4 fasiyesi özelliği gösterir. Yüzey sularından Hazar Gölü Na-CO 3 fasiyesinde, Keban Baraj Gölü, Ağustos 2006 tarihli analiz hariç CaCO 3 kökenli sular sınıfındadır. Yeraltı suları sulama suyu açısından; ABD sınıflamasına göre C2S1 ve C3S1 uygun, Wilcox sınıflamasına göre de çok iyi ve iyi sınıfında olan sular kapsamında yer almaktadır. 40

13 Kaynaklar AKGÜL, B., Piran köyü (Keban) çevresindeki magmatik kayaçların petrografik ve petrolojik özellikleri. Doktora Tezi. F.Ü. Elazığ. 128s. DEMİREL, Z., Coğrafi Bilgi Sistemi Ve Modelleme Tekniklerinin Yeraltı suyunda Kullanımı; Mersin Örneği., Dünyada Kalkınma İçim Su, Uluslararası Sempozyom, s. DEMİREL, Z., Coğrafi Bilgi Sistemi Ve Modelleme Tekniklerinin Yeraltı suyunda Kullanımı; Mersin Örneği., Dünyada Kalkınma İçim Su, Uluslararası Sempozyom, s. OLGUN, K., KALKAN. S., Elazığ Uluova Revize Etüt Raporu. DSİ. Ankara, 67s. ÖZTEKİN, Ö., Elazığ İli İçme ve Kullanma Sularının Fiziko-Kimyasal Özellikleri. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi(Yayımlanmamış) 124s. ŞAHİNCİ, A Doğal Suların Jeokimyası. Reform Matbaası, İzmir, 548s. 41