Ankara İçmesuyu 2. Merhale Projesi Gerede Sistemi Boya İzleme Deneyi Dye Tracer Test for Ankara Drinking Water 2 nd Part Project Gerede System

Transkript

1 Ankara İçmesuyu 2. Merhale Projesi Gerede Sistemi Boya İzleme Deneyi Dye Tracer Test for Ankara Drinking Water 2 nd Part Project Gerede System U. Akdeniz 1, L. G. Köksal 1, *, M. Ş. Doğdu 1 1 T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Devlet Su İşleri (DSİ) Genel Müdürlüğü, Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı, Devlet Mahallesi, İnönü Bulvarı No: Çankaya-Ankara (*lutfukoksal@dsi.gov.tr) ÖZ: Ankara içmesuyu 2. Merhale Projesi Gerede Sistemi ile Gerede Çayı üzerinde yapımı tasarlanan Işıklı regülatöründe toplanan suyun, toplam uzunluğu 31,592 metre olan Işıklı tüneli vasıtasıyla cazibeli olarak Çamlıdere Barajına iletilmesi projelendirilmiş olup inşası devam etmektedir. Tünelin açılması sırasında kireçtaşı birimi geçilmeye başlandıktan sonra tünele yüksek miktarda su geldiği görülmüştür. Tünele gelen yüksek miktardaki su, tünelin açılmasına önemli ölçüde engel olmuştur. Tünele fazla su gelmesi ile yakın zamanda, tünele yaklaşık 3 km mesafede, Markuşa Deresi üzerinde bir göçük tespit edildiği ve derenin suyunun bu göçük alanındaki suyutana girerek kaybolduğu gözlenmiştir. Tünele gelen bu fazla suyun Markuşa Deresinden suyutana girerek kaybolan su olabileceği düşünülmüştür. Yapılan bu boya izleme deneyi çalışmasının amacı, Markuşa Deresi üzerindeki göçük alanında yer alan suyutan ile tünel arasında bir hidrolik ilişkinin olup olmadığını ortaya koymaktır. Boya izleme deneyi sonucunda, göçük alanından suyutana verilen boyanın tünele geldiği tespit edilmiş, tünel ve göçük arasında bir hidrolik ilişkinin olduğu ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: Işıklı Tüneli, Boya İzleme Deneyi, Göçük, Suyutan, Kireçtaşı ABSTRACT: Ankara Drinking water 2 nd Part Project Gerede System has been designed to transfer the water accumulated in Işıklı Regulator, which has been planned to be built on Gerede stream, to Çamlıdere Dam as gravity flow through Işıklı Tunnel whose total length is m. The tunnel is currently under construction. It has been observed that excessive amount of water has ingressed into the tunnel while the excavation was progressing within the limestone unit. This excessive water has prevented the drilling of the tunnel significantly. Within the timeframe of ingress of excessive water into the tunnel, a subsidence, which is 3 km away from the tunnel and very close to Markuşa Creek, has been observed and the water of Markuşa creek has been flowing into the sinkhole at the subsidence. It was thought that the excessive water ingressed into the tunnel might be recharged from Markuşa Creek that flows into the sinkhole. The main objective of this dye tracer test is to determine if there exists a hydraulic connection between the tunnel and the sinkhole at the subsidence, which is very close to Markuşa Creek. The result of this dye tracer test has shown that the dye injected into the sinkhole at the subsidence has flowed to the tunnel and a hydraulic connection between the tunnel and the sinkhole at the subsidence has been proved. Keywords: Işıklı Tunnel, Dye Tracer Test, Subsidence, Sinkhole, Limestone 1. GİRİŞ Ankara içmesuyu 2. Merhale Projesi Gerede Sistemi ile Gerede Çayı üzerinde yapımı tasarlanan Işıklı regülatöründe toplanan suyun, toplam uzunluğu metre olan Işıklı tüneli vasıtasıyla cazibeli olarak Çamlıdere Barajına iletilmesi projelendirilmiş olup inşası devam etmektedir. İnceleme alanı, Bolu-Gerede ilçesi ve Ankara-Çamlıdere ilçesi sınırları içerisinde kalmaktadır. Söz konusu tünelin açılması sırasında kireçtaşı birimi geçilmeye başladıktan sonra tünele yüksek miktarda su (yaklaşık l/s) geldiği görülmüştür. Tünele gelen yüksek miktardaki, tünelin açılmasına önemli ölçüde engel olmuştur. Tünele fazla su gelmesi ile yakın zamanda, Salur köyüne yaklaşık m mesafedeki ve tünele yaklaşık 3 km mesafedeki Markuşa Deresi üzerinde bir göçük tespit edildiği ve derenin suyunun bu göçük alanındaki suyutana girerek kaybolduğu görülmüştür. Tünele gelen yüksek miktardaki suyun Markuşa 405

2 Deresinden göçük içine girerek kaybolan su olabileceği düşünülmüştür. Bu sebeple, alanda bir adet boya izleme deneyi yapılmasına karar verilmiştir. Yapılan boya izleme deneyi çalışmasının amacı, Markuşa Deresi üzerindeki göçük alanında yer alan suyutan ile tünel arasında bir hidrolik ilişkinin olup olmadığını ortaya koymaktır. 2. İNCELEME ALANININ TANITILMASI İnceleme Alanının Tanıtılması kısmında verilen tüm bilgiler Özaslan, (2008) den alınmıştır. 2.1 Genel Bilgiler Bu proje ile Gerede Çayı üzerinde yapımı tasarlanan Işıklı regülatöründe toplanan suyun, toplam uzunluğu 31,592 metre olan Işıklı tüneli vasıtasıyla cazibeli olarak Çamlıdere Barajına iletilmesi öngörülmektedir. İnceleme alanı Bolu ili Gerede ilçesi ve Ankara ili Çamlıdere ilçesi sınırları içerisinde kalmaktadır. Proje ile ilgili bazı bilgiler aşağıda sunulmuştur. Proje Özellikleri: Tünelin amacı: Su isalesi Tünel uzunluğu: 31,592 metre Kesit tipi: Dairesel Kazı çapı: 5.30 metre Tünel iç çapı: 4.50 metre Hidrolik eğim: % İnceleme Alanının Jeolojisi Boya izleme deneyi yapılan alan, yakın çevresi ve tünel güzergahında bulunan jeolojik formasyonlar aşağıda belirtilmiştir; (Özaslan, 2008) tarafından bu jeolojik birimlerden Soğukçam ve Markuşa formasyonları neojen öncesi birimler olarak, Uludere, Ilıcadere ve Bakacaktepe formasyonları ise neojen ve sonrası birimler olarak belirtilmiştir. Soğukçam Formasyonu (JKs): Çalışma alanında, kalın tabakalı-masif, beyaz, sarı renkli, çörtlü, kumlu kireçtaşı birimlerden oluşan Jura-alt kretase yaşlı Soğukçam Formasyonu (JKs) bulunmaktadır. Bu formasyonu temsil eden kireçtaşı sert, beyaz renkli, yarı kristalize ve yer yer oolitik olup faylı dokanaklar civarında çok parçalanmış ve breşiktir. Markuşa Formasyonu (Tem): Yeşilimtırak-kahverengi, kalın-orta tabakalı kiltaşı-kumtaşı ardalanmasından oluşan eosen yaşlı Markuşa formasyonu yer yer kireçtaşı, andezit ve kuvars olan konglomera seviyeleri ile yeşil renkli tüflü seviyeler ve tüf matriksli ince konglomera seviyeleri barındırır. Uludere Volkanitleri (Tmu): İnceleme alanının kuzeyinde genelde aglomera, volkanik breş, ve akıntı (ignimbirit) çökelleri ile bazalt seviyelerinden oluşan piroklastik ürünler Uludere Volkanitlerini oluşturmaktadır. İnceleme alanının güneyinde ise bu formasyon akıntı (ignimbirit), aglomera ve döküntü çökelleri tarafından temsil edilir. (Özaslan, 2008) Bölgede gözlenen bütün piroklastik ürünler, Türkecan vd. (1991) tarafından Uludere Volkanitleri olarak adlandırılmıştır. (Özaslan, 2008; Türkecan, 1991) Ilıcadere Volkaniti (Tmı): Tüf ve aglomeranın oluşturduğu volkanoklastikler ile temsil edilen Ilıcadere Volkaniti yer yer bazalt, andezit ve volkanik konglomera / breş seviyeleri de içerir. Ilıcadere volkaniti genelde sarı, grimsi beyaz ve lav seviyeleri yakınlarında kırmzımsı renktedir. (Özaslan, 2008) Varol Muratçay, (2006) tarafından yapılan yaş tayini analizleri sonucunda birimin yaşı alt-miyosen olarak 406

3 belirlenmiştir. (Özaslan, 2008; Varol Muratçay, 2006) Bakacaktepe Volkaniti (Tmb): Bakacaktepe Volkanit birimi yataya yakın konumdaki kalın bazalt/andezit lavı, yer yer de bazalt piroklastik ardalanmasından oluşmaktadır. Bu ardalanmalar Ilıcadere volkanitlerinin piroklastik seviyelerinin üzerinde yer almaktadır. 3. BOYA İZLEME DENEYİ Boya izleme deneyi öncesinde Gerede Tüneli ne gidilerek ön etüt çalışması yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda, Salur Köyünün yaklaşık m güneyinde meydana gelen göçük alanı incelenmiştir. Bu göçük alanının içine Markuşa deresi suyunun girerek kaybolduğu gözlenmiştir. Bu sebeple bu göçük alanında (Şekil 1 ve 2) oluşan su yutana boya verilerek boya izleme deneyi yapılması planlanmıştır. Şekil 1. Markuşa Deresi yanında oluşmuş göçük Boya izleme deneyi yapılan alan, tünel güzergahı ve yakın çevresindeki jeolojik birimler i gösteren harita Şekil 2 de verilmiştir. Bu haritada tünel güzergahı, TDM in (tünel delme makinası) tüneldeki yeri, boya verilen göçük noktası, tünel güzergahı ve çevresindeki jeolojik birimler bulunmaktadır. 407

4 Şekil 2. Boya izleme deneyi yapılan alan, tünel güzergahı ve yakın çevresindeki jeolojik birimler Boya izleme deneyi yapılan alan, tünel güzergahı ve yakın çevresindeki jeolojik birimler i gösteren harita, DSİ Genel Müdürlüğü, Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı 2. Mühendislik Jeolojisi Şube Müdürlüğü çalışanı Jeoloji Mühendisi Burak GÖNENCAN tarafından hazırlanmıştır. Bu deneyde, kendi kendine örnekleme yaparak boya değerlerini hafızasına kaydedebilen iki adet C3 fluorometre cihazının kullanılmasına karar verilmiştir. (Şekil 2) Bu cihazlardan bir tanesi Tünelin TDM kafasının 15 m gerisine (suyun Tünel içine fazlaca geldiği noktalardan biri) diğeri ise Tüneldeki suların bir kısmının pompayla boşaltıldığı, dışarıdaki havuza takılmıştır. Ayrıca, eşel (tünelden çıkan tüm suların toplandığı yer) ve Çamlıdere çıkış (Çamlıdere şantiyesi tünel çıkışı) noktaları da örnekleme noktası olarak belirlenmiş olup bu noktalardan numune toplanarak örnekleme yapılmıştır. Boya İzleme Deneyi gerçekleştirilmeden önce örnek toplanan Eşel ve Çamlıdere Çıkış örnekleme noktalarından şahit numuneler alınmıştır. Deney öncesi alınan bu şahit numunelerde izleyici boyaya rastlanmamıştır. Havuz ve TDM noktasına yerleştirilen cihazlar boya verme işleminden önce örneklemeye başladığından bu noktalarda şahit numune değerleri bulunmaktadır. Kaydedilen değerlere göre, TDM noktasında şahit değer ppb, havuzdaki şahit değer ise 3.77 ppb olarak ölçülmüştür tarihinde Salur Köyü nün yakınındaki çökme alanında oluşan su yutana boya verilerek boya izleme deneyi başlatılmıştır. Bir defada 4 kg uranin boya, 1 m 3 su ile varilde karıştırılarak hortum vasıtasıyla su yutana verilmek suretiyle toplamda 12 kg uranin boya verilmiştir. Boya verme işlemi saat 14:00 da başlamış ve saat 19:00 da sona ermiştir. Boya verme işlemi tamamlanmasından sonra örnekleme programına geçilmiştir. Örnekleme TDM, havuz ve Eşelde 14 gün, (bu noktalarda boya erken tespit edildiği için örnekleme erken sonlandırılmıştır) Çamlıdere Çıkış noktasında ise 41 gün boyunca devam etmiştir. 408

5 4. BOYA İZLEME DENEYİ SONUÇLARI Yapılan boya izleme deneyi sonucunda, TDM da (tünel içindeki tünel delme makinası), Tüneldeki suların pompayla boşaltıldığı dışarıdaki havuzda ve tünelden çıkan tüm suların toplandığı Eşelde boya gelişi tespit edilmiştir. Tünelin, TDM in bulunduğu yerde kaydedilen ilk değerler, 4.saatte ppb ve 17.saatte ppb olarak kaydedilmiş ve boya derişimi değerlerinin kısa sürede azaldığı görülmektedir. Bu noktadaki şahit numune değeri ppb olduğundan, bu değerler bariz şekilde bir boya gelişini göstermemektedir. Boya değerindeki bu tip küçük artışlar/sıçramalar boya gelişi olabileceği gibi çevredeki başka maddelerden de (yosun, çevrede kullanılan başka kimyasal maddeler) kaynaklanabilmektedir. Bununla birlikte, TDM noktasına yüksek derişimde boya 23.saatte ppb olarak gelmeye başlamıştır. Gelen bu boya derişimi, 47.5 inci saatte 183 ppb olarak en yüksek değerine ulaşmıştır. Ayrıca, 23. saatte yüksek derişimde gelmeye başlayan bu boya gelişi 53.5 saat boyunca yüksek derişimde gelmeye devam etmiştir. Daha sonra boya derişimi TDM noktasında azalmaya başlamıştır. TDM noktasında, deney sonuna kadar zaman zaman boya derişiminde artışlar kaydedilmiş ve 190. saatten sonra boya derişimi hemen hemen sıfırlanmıştır. Özetle, Markuşa Deresi yanındaki çökme alanından verilen boyanın tünele yüksek derişimde geldiği (183 ppb) tespit edilmiştir. TDM noktasında kaydedilen boya derişiminin zamana karşı çizilen grafiği Şekil 3 de verilmiştir. Şekil 3. TDM noktasında kaydedilen boya derişimi ve zaman grafiği Tüneldeki suların pompayla boşaltıldığı, dışarıdaki havuz yerleştirilen fluorometre cihazında da boya gelişi kaydedilmiştir. Boya verildikten sonra havuzda kaydedilen değerlerde 2.5 inci saatte çok küçük bir artış olsa da (8.30 ppb), havuzdaki şahit numune değeri 3.77 ppb olduğundan bu değer bariz bir şekilde boya gelişi olduğunu göstermemektedir. Bu sebeple, havuza ilk boya gelişinin 19.5 inci saatte olduğu (62.28 ppb) ve bu boyanın 1.5 saat sonra hemen hemen sıfırlandığı görülmektedir. Ayrıca, deneyin sonlarına doğru havuzdaki boya derişimi değerinde zaman zaman artışlar olduğu görülmekte olup havuzda kaydedilen en yüksek boya derişimi ppb dir. Havuzda kaydedilen boya derişiminin zamana karşı çizilen grafiği Şekil 4 de verilmiştir. 409

6 Şekil 4. Havuzda kaydedilen boya derişimi ve zaman grafiği TDM ve Havuz noktasında kaydedilen boya derişimi - zaman grafiği beraber incelendiğinde, (Şekil 5) havuza (havuza ilk boya gelişi 19.5 inci saatte olmuştur) TDM noktasından (TDM e ilk boya gelişi 23.saatte olmuştur) 3.5 saat daha önce boya geldiği görülmektedir. Havuza gelen su, pompalar vasıtasıyla tünelden geldiği için, havuza 19.5 inci saatte boya gelmesi, 19.5 inci saatten önce tünele boya geldiğini işaret etmektedir. Bu da, tünelin C3 fluorometre cihazının yerleştirildiği yerden farklı bir yere/yerlere daha boya geldiğini de göstermektedir. Ayrıca, havuzda yüksek derişim ölçüldüğü zaman aralığında (203. ve 214. saat aralığı) TDM de hemen hemen sıfır boya derişimi kaydedildiği görülmektedir. Bu da, havuza tünelin başka noktalarından (C3 fluorometre cihazının konulduğu yerden farklı bir yerden) boya geldiğini işaret etmektedir. Şekil 5. TDM ve havuzda kaydedilen boya derişimi ve zaman grafiklerinin birlikte gösterimi 410

7 Havuzda ve TDM noktalarına ilk boya gelişi sırasıyla 19.5 inci saatte ve 23. saatte olup TBM ile göçük noktası arası uzaklık m dir. Bu zaman ve uzaklık değerleri kullanıldığında, havuza gelen boyaya göre, maksimum (gerçek) yeraltısuyu hızı V= /19.5 = 153 m/saat veya V=3672 m/gün olarak hesaplanmıştır. TDM noktasına gelen boyaya göre ise, maksimum (gerçek) yeraltısuyu hızı ise V= /23= m/saat veya V= m/gün olarak hesaplanmıştır. Eşel noktasında kaydedilen en yüksek boya şiddeti değeri 18.saate ppb olarak ölçülmüştür. Eşel noktasına tüneldeki ve havuzdaki sular gelmektedir. Eşelde ölçülen bu değer düşük bir değer olup buraya havuzdaki veya tüneldeki boyanın seyrelerek gelmesi beklenen bir durumdur. Çamlıdere çıkış (Çamlıdere şantiyesi tünel çıkışı) noktasından toplanan numunelerde boya tespit edilmemiştir. Yapılan boya izleme deneyi sonucunda, Markuşa Deresi üzerindeki göçük alanında yer alan suyutan ile tünel arasında bir hidrolik ilişkinin olduğu ortaya konmuştur. 5. KAYNAKLAR Özaslan, H., Ankara su temin projesi gerede sistemi 2. aşama ışıklı tüneli kesin proje jeoteknik raporu. Cilt I, Yüksel Proje - Su İş Proje Ortak Girişimi. Türkecan, A., Hepşen, N., Papak, İ., Akbaş, B., Dinçel, A., Karataş, S., Özgür, İ., Akay, E., Bedi, Y., Sevin, M., Mutlu, G., Sevin, D., Ünay, E., Saraç, G., Seben-Gerede (Bolu)-Güdül- Beypazarı(Ankara) ve Çerkeş-Orta-Kurşunlu (Çankırı) Yörelerinin (Köroğlu Dağları) jeolojisi ve volkanik kayaçların petrolojisi. MTA, Raporu No: 9193, 118 s. Varol M.E., Çamlıdere (Ankara Kuzeybatısı) yöresi volkanik kayaçlarının petrolojisi ve jeokimyası. Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. 411