HİDROJEOLOJİ. Akifer Özellikleri Kuyulara Yeraltısuyu Akışı. 7.Hafta. Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

Transkript

1 HİDROJEOLOJİ 7.Hafta Akifer Özellikleri Kuyulara Yeraltısuyu Akışı Prof.Dr.N.Nur ÖZYURT

2 Akifer Özellikleri Gözeneklilik (n)-etkin gözeneklilik (ne) Hidrolik iletkenlik katsayısı (K) İletimlilik (T) Depolama katsayısı (S) Özgül depolama (Ss)

3 İletimlilik (T) Akiferin tamamen doygun olduğu kalınlığın birim genişliğinden hidrolik gradyanın 1 olması durumunda yatay olarak geçen su miktarı akiferin iletimliliğidir. T = bk T: iletimlilik (m /s) b: akiferin doygun kalınlığı (m) K: hidrolik iletkenlik (m/s)

4 Özgül Depolama (S s ) Özgül Depolama (Ss), gözenekli ortamın birim hacminden hidrolik yükteki birim değişim altında alınabilecek su hacmidir. Hidrolik yükteki azalma akışkan basıncında azalmaya ve efektif gerilmede artışa neden olur. Azalan yük nedeni ile depodan su bırakılması efektif gerilmenin artması sonucu akiferin sıkışması (akiferin sıkışabilirliği, α) azalan akışkan basıncı nedeni ile suyun genişlemesine (akışkanın sıkışabilirliği, β)ne bağlıdır. S = ρg ( α + nβ ) s

5 Depolama Katsayısı Depolama katsayısı (S), gözenekli ortamın birim yüzey alanından hidrolik yükteki birim değişim altında alınabilecek su hacmidir. Depolama katsayısı boyutsuzdur. Serbest akiferde S= S = Sy + hs s Basınçlı akiferde S<0.005 S = bs s

6

7 Düşen yük nedeni ile akiferden drene olan suyun hacminin belirlenmesi V: Akiferden drene olan su hacmi (m 3 ) S: Depolama katsayısı V = SA h A: Akiferin yüzey alanı (m ) h: yük değişimi (m) Örnek Soru: Depolama katsayısı 0.13 olan bir serbest akiferin alanı 318 km dir. Kurak bir dönem boyunca su tablası 1.6 m düşmüştür. Akiferdeki su kaybı ne kadardır?

8 Depolama katsayısı 0.13 olan bir serbest akiferin alanı 318 km dir. Kurak bir dönem boyunca su tablası 1.6 m düşmüştür. Akiferdeki su kaybı ne kadardır? V = = Akiferin basınçlı ve depolama katsayısının olması durumu için soruyu tekrar çözünüz!! V = =

9 Su Kuyusu

10 Su Sondajı

11 Kuyulara Yeraltısuyu Akışı Pompalama yapılan kuyunun çevresindeki yeraltısuyu seviyesinin azalmasına düşüm. Düşüm nedeni ile yeraltısuyu akımının pompalama yapılan kuyuya yönelmesi sonucunda kuyu çevresinde oluşan düşüm bölgesine düşüm konisi denir.

12 Düşüm konilerinin kesişmesi ve kuyu girişimi Hidrojeolojik sınırların düşüm konisine etkisi

13 Pompalama Deneyleri (Akifer Testleri) Herhangi bir kuyudan sabit debi ile pompalama yapılarak akifer özellikleri belirlenebilir. Pompalama deneyi için en az 1 (mümkünse daha) fazla gözlem kuyusu tasarlanır.

14 Pompalama Deneyleri Gözlem kuyularında pompalama sonucu gözlem kuyularındaki yeraltısuyu seviye değişimi gözlenir. Pompalama deneyleri tasarlanan deneye göre 1 saat yada daha uzun sürebilir. Pompalama deneyi sonucunda düşüm-zaman düşüm-uzaklık bilgileri toplanır ve genellikle grafikler ile yorumlanır.

15 Pompalama Deneyi Temel Akifer tabandan geçirimsiz bir katmanla sınırlıdır Akiferi oluşturan jeolojik birim yataydır ve sonsuz uzanımlıdır Akiferin basınç yüzeyi (su tablası-piezometrik yüzey) deney öncesi yataydır Basınç yüzeyindeki değişimler sadece pompalamaya bağlıdır Akifer homojen ve izotroptur Kuyuya doğru ışınsal yeraltısuyu akımı vardır Yeraltısuyu akışı yataydır Darcy yasası geçerlidir Varsayımları Pompalama ve gözlem kuyuları akiferin tüm kalınlığı boyunca filtrelidir.

16 Dengeli-Dengesiz Akım Koşulları Dengeli akım koşullarına ulaşan pompalama deneyinde yeraltısu seviyesinde değişim gözlenmez Yeraltusuyu seviyesinde değişiminin devam ettiği pompalama deneylerinde akım dengesizdir. Dengeli akım koşullarına ulaşan deneylerde akiferin iletimlilik ve hidrolik iletkenlik katsayısı Dengesiz akım koşllarında ise akiferin hem iletimliliği hem de depolama katsayısı (basınçlı akiferler için ) özgül depolaması belirlenebilir. Dengeli Akım Koşullarında >> Thiem Yöntemi (Serbest ve Basınçlı Akifer) Dengesiz Akım Koşullarında Theis Yöntemi (Basınçlı Akifer)

17 Basınçlı Akiferde Dengeli Akım Koşullarında Akış_Thiem Yöntemi h T = h 1 π = Q πt Q h ( h ) r1 r ln r 1 r ln 1 T: akiferin iletimliliği m /gün Q: pompaj debisi m 3 /gün h1: pompaj kuyusundan r1 mesafedeki yük m h: pompaj kuyusundan r mesafedeki yük m

18 Serbest Akiferde Dengeli Akım Koşullarında Akış_Thiem Yöntemi ( ) = = ln ln r r b b Q K r r K Q b b π π K: akiferin hidrolik iletkenlik katsayısı m/gün Q: pompaj debisi m 3 /gün b1: pompaj kuyusundan r1 mesafedeki doygun kalınlık m b: pompaj kuyusundan r mesafedeki doygun kalınlık m

19 Basınçlı Akiferde Dengesiz Akım Koşullarında Akış_Theis Yöntemi

20 Theis eğrisi_asetat kağıda basılı Deney verilerinden oluşan düşüm-zaman grafiği ile Theis eğrisinin çakıştırılması W(u) ve 1/u verilerinin okunması W(u) 1/u

21 Theis Yöntemi Hesaplama T = 4 π Q ( h h) o W ( u) W(u): kuyu fonksiyonu (boyutsuz) u: fonksiyonun S, r, T ve t ye bağlı değişkeni (boyutsuz) T: akiferin iletimliliği m /gün ho-h: düşüm m S = 4Tut r S: akiferin depolama katsayısı Q: pompaj debisi (m 3 /gün) T: pompalama süresi gün-saat R: pompaj kuyusundan uzaklık m