III. HİDROLOJİDE İZOTOP TEKNİKLERİ SEMPOZYUMU

Transkript

1 T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI DEVLET SU İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi Başkanlığı III. HİDROLOJİDE İZOTOP TEKNİKLERİ SEMPOZYUMU EKİM 2008 İSTANBUL

2 III. HİDROLOJİDE İZOTOP TEKNİKLERİ SEMPOZYUMU EKİM 2008/İSTANBUL DSİ Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi Başkanlığı Yücetepe/ANKARA Tel: Fax: e-posta: takk@dsi.gov.tr izotop@dsi.gov.tr Copyright Bu kitabın Türkiye deki yayın hakları DSİ ye aittir. Her hakkı saklıdır. Hiçbir bölümü ve paragrafı kısmen veya tamamen özet halinde, fotokopi, fax veya başka herhangi bir şekilde çoğaltılamaz, dağıtılamaz. Normal ölçüyü aşan iktibaslar yapılamaz. Normal veya kanuni iktibaslara kaynak gösterilmesi zorunludur. Bu kitapta yayınlanan bildiriler bir kurum veya kuruluşun resmi görüşü olmayıp tamamıyla yazarların kendi görüşleridir.

3 KAYSERİ KENTİ İÇME SUYU HAVZASINDAKİ AKİFERLERİN ÖZELLİKLERİNİN İZOTOP TEKNİKLERİ KULLANILARAK BELİRLENMESİ Mustafa DEĞİRMENCİ, C.Ü. Müh.Fak.Çevre Müh. Böl. Sivas, Mehmet EKMEKÇİ, H.Ü. Hidrojeoloji Müh. Programı. Ankara, Eyüp ATMACA, C.Ü. Müh.Fak.Çevre Müh. Böl. Sivas, Ahmet ALTIN, Z.K.Ü. Müh.Fak.Çevre Müh. Böl. Zonguldak ÖZET Kayseri kenti, içme-kullanma suyunu, önemli oranda Erciyes Dağından beslenen ve volkanik kayaçların oluşturduğu akifer sisteminden sağlamaktadır. Yüksek verimliliğe sahip olan akifer sisteminin gelecekte de, suyun iyi kalitesi korunarak kullanılabilmesi amacıyla, yeraltısuyu beslenim-boşalım ilişkilerinin aydınlatılmasına gerek duyulmaktadır. Bu amaçla gerçekleştirilen hidrojeoloji çalışmaları kapsamında, izotop hidrolojisi yöntemlerinden de yararlanılmıştır. Sunulan bildiri, kapsamlı hidrojeoloji çalışmaları sırasında gerçekleştirilen izotop hidrolojisi çalışmalarının sonuçlarının değerlendirilmesini içermektedir. Bu kapsamda, Kayseri kentine içme-kullanma suyu sağlayan kaynak ve kuyulardan alınan örnekler üzerinde çevresel izotop analizleri yapılmıştır. Okisjen-18 ve döteryum izotop içerikleri, akifer sisteminde depolanan suların gruplandırılarak beslenme alanlarının belirlenmesine olanak sağlamış, trityum analizleri ise suların geçiş sürelerine ilişkin önemli, bilgiler sağlamıştır. ABSTRACT CHARACTERIZATION OF AQUIFERS OF KAYSERİ BASIN BY MEANS OF ISOTOPE TECHNIQUES Water for the Kayseri city is supplied from a volcanic rock aquifer system whose major recharge area extends over the Erciyes mountain. Understanding the recharge-discharge mechanism is of great importance form the standpoint of sustainable use of the groundwater stored within this high yield aquifer system. Isotope hydrology has been also utilized as an effective tool within the framework of the hydrogeological studies performed to achive an effective management of the aquifer system. This paper presents the results obtained from the isotope hydrology studies giving emphasis on the recharge-discharge dynamics. Wells and springs supplying water to the Kayseri water supply network were sampled for environmental isotope analyses. Evaluation of the stable isotopes (oxygen-18 and deuterium) allowed to classify the waters atpping different aquifers of different layers of the same aquifer system. Information of the transit time was estimated using the tritium content of waters, which consequently interpreted in terms of the hydrodynamics of recharge-discharge relations. 271

4 GİRİŞ Kayseri, Türkiye'de içme sularının tamamının yeraltısuyundan (kaynak ve kuyu olarak) karşılandığı kentlerden birisidir. Kayseri kenti mevcut durumdaki in üzerindeki nüfusu ile içmekullanma suyu şebekesinden ev ve işyerlerine sertlikleri 5-16 o Fr arasında değişen, memba suyu kalitesinde su dağıtımı yapılmaktadır. Kentin yakın çevresinde çok geniş bir yayılıma sahip olan volkanik kökenli, zirve kotu 4000 metreye ulaşan Erciyes Dağı üzerindeki kar örtüsünün varlığı bölgedeki yeraltısuyu potansiyelini ve kalitesini belirleyen faktörlerin başında bulunmaktadır. Kentin içme ve kullanma suyu Erciyes dağının ovaya yakın eteğinden tek noktadan çıkan, 350 L/sn debili bir kaynak suyu ile yine Erciyes Dağından beslenen ve kentin üzerinde kurulmuş olduğu ova akiferinde açılmış yaklaşık 50 sondaj kuyusundan alınan sulardan sağlanmaktadır. Kayseri kentinin içme ve kullanma suları ile ilgili çalışmalara 2000 yılında DPT projesi olarak başlanmıştır yılında tamamlanan bu projenin devamı niteliğindeki çalışmalara ise 2008 yılında başlanmış, elde edilen bulgular ışığında, yeraltısuyu sisteminin tanımlanarak koruma stratejilerinin geliştirilmesi amacıyla hazırlanan üç yıl süreli bir TÜBİTAK projesi şeklinde yürütülmektedir. Anılan bu çalışmaların ortak amacı; in üzerinde nüfusu ve aynı zamanda çok gelişmiş ve gelişmekte olan bir sanayisi bulunan Kayseri kentinin yegane içme ve kullanma suyu kaynağı olan bölgedeki akifer veya akiferlerin özelliklerini ve beslenim-boşalım mekanizmasını sağlıklı bir şekilde ortaya koymak, böylelikle artan nüfusa bağlı olarak oluşacak ek su taleplerinin en ekonomik bir şekilde sağlanabilme imkanını elde etmek ve daha da önemlisi, mevcut akifer veya akiferlerin kirlenmelere karşı korunması amacıyla yapılacak çalışmalarda gerekli olacak temel bilgi ve verileri toplamaktır. Zira akifer sistemlerinin kirlenmelere karşı etkin bir şekilde korunabilmesi için ilgili akiferlerin özellikleri (basınçlı veya serbest) ve beslenimboşalım mekanizmasının sağlıklı bir şekilde ortaya konulması gerekmektedir. Söz konusu amaca yönelik olarak; bölgede içme ve kullanma suyu temini ve benzeri amaçlarla açılmış sondaj kuyularına ait kuyu logları ve pompaj deneyi sonuçları derlenip değerlendirilmiş; çalışma alanı içindeki su noktalarından yağışlı ve kurak dönemlerde ayrı ayrı olmak üzere su örnekleri alınıp farklı parametreler açısından analizler yapılmıştır. Bu kapsamda, arazide yerinde ölçümü yapılan sıcaklık, ph, çözünmüş oksijen, EC, ve TDS parametreleri; majör dört anyon ve dört katyon analizleri, kirlilik unsuru parametreler (NO 2, NO 3, NH 3, PO 4, organik madde ve toplam koliform bakterisi) ile yine bu amaçla ağır metal (Sr, Ni, Fe, Cu, Pb, Cr, Co, Mn, Rb, Li, Zn) analizleri yapılmış ve değerlendirilmiştir. Ayrıca, havza genelindeki mevcut akiferlerin beslenimboşalım ilişkisi ve akiferlerin birbirleriyle olan hidrolik ilişkilerinin belirlenmesi ve kaynak koruma alanlarının belirlenmesi ne yönelik çalışmalarda kullanılmak amacıyla, bölgedeki mevcut içme suyu kuyuları ve olası beslenim alanlarındaki farklı kotlardan çıkan kaynak suları ndan olmak üzere toplam 22 adet su örneği üzerinde izotop analizleri (Oksijen 18, Döteryum ve Trityum) yapılmış ve değerlendirilmiştir. Bunlara ek olarak, içme suyu amacıyla kullanılmakta olan bölgedeki 350 L/s kapasiteli Beştepeler Kaynağı nın beslenim-boşalım mekanizmasının açıklanması ve mevcut debisinin arttırılması amaçlı kaynak geliştirme çalışmaları kapsamında jeofizik ölçümler yapılmış ve dört adet toplam 250 m derinliğinde araştırma sondaj kuyusu açılmış ve elde edilen veriler amaca yönelik olarak değerlendirilmiştir yılında başlayan ve DPT projesinin devamı niteliğindeki TÜBİTAK projesi kapsamında ise bölgede yeraltısuyu işletmeciliği ve kirlenmelere karşı korunması na yönelik Modelleme çalışmaları planlanmıştır. Bu çalışmada, yukarıda sözü edilen çalışmalardan izotop tekniklerinden yararlanmak üzere yapılan değerlendirmeler ile ilgili olan çalışmalar özetlenmiştir. 272

5 ÇALIŞMA ALANI Çalışma alanı, İç Anadolu Bölgesinin en önemli kent merkezlerinden olan Kayseri ili ve yakın çevresini kapsamaktadır. Çalışma, Kayseri kent merkezinin içme ve kullanma sularının temin edilmekte olduğu kaynak ve kuyu suları ile ilişkili olduğu için, anılan su kaynaklarının içerisinde yeraldığı Kayseri kentinin bulunduğu bölge ile bu su kaynaklarının beslenim alanlarını kapsamaktadır (Şekil 1). Şekil 1. Kayseri kenti içme suyu havzası çalışma alanı Kayseri de step iklimi görülür, yazlar sıcak ve kurak, kışlar soğuk ve kar yağışlıdır. Ancak il iklimi yükseltiye göre farklılıklar gösterir. Buna bağlı olarak ilde iklim, çukurda kalan bölgelerde daha yumuşakken, yaylarlardan dağlık kesimlere doğru gidildikçe sertleşir. En sıcak günler Temmuz ve Ağustos aylarında olup bazen 38 C a kadar yükselir. Bu ayların ortalama sıcaklığı ise yaklaşık, 23 C dir. En soğuk günler ise Aralık, Ocak ve Şubat aylarında olup, sıcaklığın bazen -36 C a kadar düştüğü görülmektedir. Kış ortalaması ise 2 C ile 6 C arasındadır. Son altmış yıllık gözlemlere göre merkezde ortalama sıcaklık 10.4 C dir yılında ise bu değer 10.3 C olarak gerçekleşmiştir. Kayseri kent merkezinde 24 yıllık rasat süresi içerisinde, yıllık ortalama buharlaşma miktarı mm olup, en fazla buharlaşmanın olduğu ay Temmuz ayı olup, 1994 yılı Temmuz ayında mm olarak ölçülmüştür. Kayseri'nin merkez ilçede yıllık yağış ortalaması, mm.'dir. Kayseri en çok Mart, Nisan ve Mayıs aylarında yağış almaktadır. Yağışın en az olduğu aylar ise Haziran, Temmuz ve Ağustos'tur. 273

6 Özellikle Nisan ayının ortalarında başlayıp Mayıs ortalarına kadar devam eden ''Kırk ikindi'' yağmurları, tarım için oldukça önemlidir. Kent merkezinde kar ile örtülü gün sayısı toplam 40 gündür. Kayserinin kar ile örtülü gün sayısı en fazla olan ilçesi 99 gün ile Sarız ilçesidir. GENEL JEOLOJİ Şekil 2 de çalışma alanı ve yakın çevresinin 1/ ölçekli jeoloji haritası verilmiştir. Şekilden de görüleceği üzere çalışma alanı ve yakın çevresinde, Permo-Karbonifer (pk), Mesozoik (ofiyolitli seriler, Mof), Senozoyik (Oligo-Miyosen yaşlı jipsli birimler (olmj), Eosen filişi (ef), ve Neojende başlayarak Kuvaterner de de devam eden Erciyes volkanizmasına ait bazalt, andezit ve bunların breş, tüf ve aglomeralarından oluşan birimler ile Kuvaterner yaşlı alüvyonlar (Q) gözlenmektedir. Çalışma alanında (içme suyu amaçlı kaynak ve kuyuların bulunduğu bölge ile bunların beslenim alanlarında) söz konusu bu birimlerden sadece alüvyonlar ile Erciyes dağının volkaniazma ürünü bazalt, andezit ve bunların tüf ve aglomeraları gözlenmektedir. Söz konusu bölgenin yeraltı jeolojisi ve dolayısıyla akifer özelliğindeki litolojik birimlerin yayılım, derilik ve kalınlıkları ise bölgede sayıları ellinin üzerindeki sondaj kuyularına ait kuyu logları ndan yaralanılarak belirlenmiştir. LİTOLOJİK BİRİMLERİN HİDROJEOLOJİK ÖZELLİKLERİ VE AKİFERLER Kayseri Belediyesi Su ve Kanalizasyon İdaresine (KASKİ) ait ait içme suyu kuyularının bulunduğu bölgede yüzeyde ve özellikle yeraltında gözlenen bazalt, andezit ve bunların breş, tüf ve aglomeraları bölgedeki akifer sistemini oluşturan litolojik birimlerdir. Bölgede genel anlamda bir basınçlı akifer sistemi mevcuttur. Bu sistemdeki ana akiferi volkanik curuf olarak adlandırılan birim ve/veya benzer özellik taşıyan bazalt ve andezitlerin tüf ve aglomeraları oluştururken, kırık ve çatlaklı akifer olma özelliklerinin yanı sıra masif özellik de sunan bazalt veya andezitler ise anılan basınçlı akiferin üst geçirimsiz veya yarı geçirimli örtü tabakasını oluşturmaktadır. Anılan bu üst örtü tabakası işlevindeki masıf bazalt veya andezitlerin bölgesel ölçekteki devamlılıklarını her yerde görebilmek mümkün değildir. Bu örtü kaya birimlerinin mevcut olduğu bölgelerde anılan Basınçlı Akifer Sistemi nin örnekleri gözlenirken, bu birimin bulunmadığı bölgelerde bu önemli faktör ortadan kalkmaktadır. Söz konusu bu faktör özellikle, kirlenme riski yüksek olan üst akiferlerden ve/veya çeşitli nedenlerle (çöp sızıntı suları, fosseptikler ve benzeri her türlü kirlilik unsuru atıklardan olan sızmalar) oluşan kirli sızıntı sularının ana akifer sistemini kirlenmeden koruması açısından büyük önem taşımaktadır. Bölgede kırık ve çatlaklı kaya akiferleri olarak tanımlanabilecek özellikteki bazalt ve andezitler, bünyelerinde bol miktarda su taşıyor gibi görülseler de, asıl ana akifer sistemi söz konusu bazalt ve andezitlerin altında yeralan volkanik curuf ve benzer özellik sunan aglomeralardır. 274

7 Şekil 2. Kayseri kenti içme suyu havzası ve dolayının 1/ ölçekli jeoloji haritası (MTA, 2002) İZOTOP HİDROLOJİSİ Kentin içme ve kullanma suyunun tamamı kent yerleşim birimi içerisinde yer alan 50 adet kuyudan ve bir kaynak suyundan karşılanmaktadır (Şekil 3). Mevcut kaynak ve kuyu sularının birbirleriyle olan kökensel ilişkilerini ve bölgedeki akiferlerin beslenim-boşalım mekanizmasının ortaya konulması/açıklanması amacıyla, mevcut kaynak ve kuyulardan (50 adet kuyunun tamamını temsil edecek şekilde yeterli örnekleme yapılmıştır..) ve akiferlerin beslenim alanını oluşturan bölgenin farklı yükseltilerinden su örnekleri alınarak Oksijen-18, Döteryum ve Trityum analizleri yapılmıştır. Şekil 4 te örnekleme noktaları, Çizelge 1 de ise analiz sonuçları verilmiştir. Bilindiği üzere, Trityum analiz sonuçları suların yeraltına intikalinden itibaren yeraltısuyu sisteminde kalış sürelerini (yeraltısuyunun yaşı), Oksijen-18 ve Döteryum analiz sonuçları ise suların kökensel ilişkileri ve beslenim bölgesi hakkında bilgiler vermektedir. Şekil 5 te inceleme alanındaki sulara ait Trityum ve Oksijen -18 değerleri arasındaki ilişki verilmiştir. Trityum değerinin daha küçük olduğu suların yeraltısuyu akım sistemindeki kalış süresinin (yeraltısuyu yaşının) daha uzun olduğu, Oksijen-18 değerinin negatif olarak daha yüksek 275

8 olan suların ise göreli olarak daha yüksek kotlardan beslenen sular olduğu dikkate alındığında, Şekil 5 ten, bölgedeki suların yeraltında kalış süreleri (sığ veya derin dolaşım) ve beslenim alanı yükseltileri açısından benzerlikleri ve/veya farklılıklarını ortaya koymak mümkündür. Şekil 5 ten sağ üst köşeden-sol alt köşeye doğru gidildikçe, göreli olarak daha yüksek kotlardan (Erciyes dağının yüksek bölgelerinden) beslenerek daha uzun yol kateden sulara rastlandığını söylemek mümkündür. Bölgede göreli olarak en yüksek kotlardan beslenip, derin dolaşımla en uzun süre yeraltısuyu akım sisteminde kalan suyun Dokuzpınarlar kaynak suyu olduğu görülmektedir (Şekil 5). Sudaki toplam çözünmüş iyon miktarının bir göstergesi olan EC değeri, ilgili suyun yeraltısuyu akım sisteminde kalış süresine ve akım yolu boyunca deyinim halinde bulunduğu litolojik birimlere bağlı olarak artmaktadır. Çalışma alanındaki söz konusu suların tümünün beslenim ve boşalım alanları ile yeraltında kat ettikleri yol boyunca deyinim halinde bulundukları litolojik birimler aynı özellikte olup, bölgenin tamamı Erciyes Dağı volkanizması ürünü andezit, bazalt ve bunların tüf ve aglomeralarından oluşmaktadır. Bu değerlendirme temel alınarak hazırlanmış olan bölgedeki sulara ait EC-Trityum grafiğinden de görüleceği üzere (Şekil 6), bölgedeki sular, yukarıda verilmiş olan bilgilerle uyumlu dört ayrı grup oluşturmaktadır. Örneğin 1 nolu gupta yeralan Kergahbağları Kuyu suyunun Trityum değeri 1.45 TU, EC si 170 µs/cm, bu kuyu suyun 9 km kadar akış aşağısında (Şekil 4) yeralan Karpuzatan Kuyu suyunun Trityum değeri 0.80 TU, EC si ise 358 µs/cm dir. Söz konusu yeraltısuyu Kergahbağları bölgesinden Karpuzatan bölgesine yeraltından gidişi sırasında Trityum değeri radyoaktif bozunma sonucu 1.45 den 0.80 e kadar düşerken, EC değeri katedilen bu 10 kilometrelik yol boyunca, suyun temasta bulunduğu litolojik birimleri çözmesi nedeniyle 170 den 358 e kadar yükselmektedir. Benzer örnekleri Şekil 5 teki diğer gruplar içerisindeki sularda da görmek mümkündür. Şekil 3. Kayseri kenti içme suyu havzasında yeralan kuyu, kaynak, bulduru haritası. 276

9 Çizelge 1. Kayseri kent içme suyu havzasından alınan sulara ait izotop analiz sonuçları (Örnekleme Tarihi: ) ÖRNEK ADI KOT (m) EC (µs/cm) δ 18 O (%o) δ D (%o) T (TU) KERGAH BAĞLARI, Yeni Kuyu ,19-88,81 1,45 EĞRİBUCAK, 1 nolu Kuyu ,79-87,7 3,9 TAŞLIBURUN Kuyusu ,01-89,14 5,45 BEŞTEPELER KAYNAĞI ,8-81,25 4,85 MAHRUMLAR, 2 nolu Kuyu ,91-87,01 3,45 KEYKUBAT, 7 nolu Kuyu ,8-87,89 5,85 KARPUZATAN, 2 nolu Kuyu ,51-86,44 0,8 ARGINCIK, Kule altı kuyusu ,75-87,53 11,65 KUMARLI Kuyusu ,18-87,83 6,15 BEYAZŞEHİR Kuyusu ,65-85,7 5,25 GÜLTEPE, 2 nolu Kuyu ,83-85,58 11,55 GERMİRALTI, 3 nolu Kuyu ,59-85,19 3,6 BÜYÜKKENT Kuyusu ,18-82,25 2,35 KONAKLAR, 2 nolu Kuyu ,42-80,88 7,95 TEKİR YAYLASI (Kaynak) ,43-70,24 10,8 ŞELALE (Kaynak) , ,88 12,35 LİFOS ALTI (Kaynak) ,61-86,99 10,75 ANNELER PARKI (Kuyu) ,16-86,89 2,85 MERKEZ ÇELİK SAN. (Kuyu) ,24-91,54 2,45 ORGANİZE SANAYİ CAMI (Musluk Suyu-Kuyudan) ,35-82,45 5,85 DOKUZ PINARLAR (Kaynak) ,16-84,88 0,65 277

10 Şekil 4. Kayseri kenti içme suyu havzası izotop örnekleri bulduru haritası Şekil 5. Kayseri kenti içme suyu havzası kaynak ve kuyu sularına ait Oksijen-18 - Trityum ilişkisi 278

11 Bu gruplar, gruplar içerisinde yeralan suların söz konusu özellikleri, beslenim alanına (Erciyes dağının zirvlerine) olan uzaklıkları ve ayrıca beslenim alanı yükseltisi ile ilişkili olan suların Oksijen-18 değerleri dikkate alınarak Şekil 7 deki bölgenin şematik beslenim-boşalım modeli oluşturulmuştur. Çizelge 1. Kayseri kent içme suyu havzasından alınan sulara ait izotop analiz sonuçları (Örnekleme Tarihi: ) ÖRNEK ADI KOT (m) EC (µs/cm) δ 18 O (%o) δ D (%o) T (TU) KERGAH BAĞLARI, Yeni Kuyu ,19-88,81 1,45 EĞRİBUCAK, 1 nolu Kuyu ,79-87,7 3,9 TAŞLIBURUN Kuyusu ,01-89,14 5,45 BEŞTEPELER KAYNAĞI ,8-81,25 4,85 MAHRUMLAR, 2 nolu Kuyu ,91-87,01 3,45 KEYKUBAT, 7 nolu Kuyu ,8-87,89 5,85 KARPUZATAN, 2 nolu Kuyu ,51-86,44 0,8 ARGINCIK, Kule altı kuyusu ,75-87,53 11,65 KUMARLI Kuyusu ,18-87,83 6,15 BEYAZŞEHİR Kuyusu ,65-85,7 5,25 GÜLTEPE, 2 nolu Kuyu ,83-85,58 11,55 GERMİRALTI, 3 nolu Kuyu ,59-85,19 3,6 BÜYÜKKENT Kuyusu ,18-82,25 2,35 KONAKLAR, 2 nolu Kuyu ,42-80,88 7,95 TEKİR YAYLASI (Kaynak) ,43-70,24 10,8 ŞELALE (Kaynak) , ,88 12,35 LİFOS ALTI (Kaynak) ,61-86,99 10,75 ANNELER PARKI (Kuyu) ,16-86,89 2,85 MERKEZ ÇELİK SAN. (Kuyu) ,24-91,54 2,45 ORGANİZE SANAYİ CAMI (Musluk Suyu-Kuyudan) ,35-82,45 5,85 DOKUZ PINARLAR (Kaynak) ,16-84,88 0,65 279

12 EC (µs/cm) Beyazşehir 600 Merkez Çel. (3) 500 Büyükkent Kumarlı (4) Gültepe Karpuzatan Dokuzpınar Kergahbağl. (1) (2) Mahrumlar Aanneler parkı Germiraltı Eğribucak Keykubat BEŞTEPELER Taşlıburun Konaklar Argıncık Tekir yaylası Lifos altı Şelale TRİTYUM (TU) Şekil 6. Kayseri Kenti içme suyu havzası kaynak ve kuyu sularına ait EC-Trityum ilişkisi. 280

13 beslenim-boşalım modeli Şekil 7. Kayseri kenti, içme suyu havzası kaynak ve kuyu sularına ait şematik 281

14 Şekil 7 ile ilgili açıklamalar: - Suların gruplandırılmasında Şekil 5 te verilmiş olduğu gibi Trityum değerleri baz alınmıştır. 1 nolu (kırmızı) grupta yeralan sular, göreli olarak en yaşlı, en yüksekten beslenip (oksijen - 18 değerleri de genel olarak en düşük) en uzun yolu derin dolaşımla katederek kuyu bölgesine ulaşan sulardır. Bu grubu benzer özellikler itibariyle, göreli olarak 2. grup (yeşil) sular, 3. grup (mavi) ve 4. grup (siyah) sular izlemektedir. Grupların beslenim alanı yükseklikleri ile ilgili olarak; mevcut su noktalarından çıkış kotu en yüksek (2350 m) olan su noktası Şelale kaynağıdır. Bu kaynağın çıkış bölgesi itibariyle (topografik olarak) beslenim alanı yükseltisinin 2500 metrenin üzerinde olması mümkün değildir. Şelale Kaynağının Oksijen -18 değeri dir. Tekir yaylası dışında bölgedeki diğer tüm suların Oksijen-18 değeri bu değerden daha düşüktür. Yani daha yüksek kotlardan beslenmektedirler. Bu durumda mevcut tüm suların (Trityum değerleri 7.90 un üzerinde, besleniminde güncel yağış sularının etkisi olan Gültepe, Argıncık ve Konaklar kuyuları dışında..) beslenim alanı yükseltileri metrelerin üzerinde olmalıdır. Bu değerlendirme ve suların Oksijen-18 değerleri baz alınarak 1., 2. ve 3. grup sulara 2500, 3000 ve 3500 gibi göreceli olarak farklı beslenim alanı yükseltileri öngörülüp Şekil 6 oluşturulmuştur. - Kuyuların Şekil 6 deki dizilişi, arazideki gerçek konumlarına göre (beslenim alanına olan uzaklıklarına göre) yapılmıştır. Aynı grup içerisinde yer alan kuyulardan Kergahbağları beslanim alanına en yakın konumda, Karpuzatan ise en uzaktadır. - Kuyuları şematik olarak gösteren çubukların uzunlukları kuyu derinlikleri ile ilişkili değildir (kuyu derinlikleri ilgili kuyu çubuğunun alt ucuna ayrıca yazılmıştır). Aynı grup içerisinde Oksijen -18 değeri en düşük olan su, göreli olarak daha yüksek kottan beslenip daha derin bir dolaşım yolu izleyeceği düşünülerek, en uzun çubuk olarak çizilmiştir. 1. grupta (kırmızı) Oksijen -18 değeri en düşük (-13.16) olan su Dokuzpınarlar olduğu için ilgili grubun en alt kısmına kadar uzatılan (en uzun) çubuk bu suya ait olan çubuktur. - Şekil üzerinde ilgili sulara ait Trityum, Oksijen-18 ve EC değerleri de ayrıca verilmiştir. EC değerleri açısından, her grup ayrı olarak değerlendirildiğinde, beslenim bölgesinden uzaklaştıkça, bazı istisnalar hariç, EC değerlerindeki artışı görebilmek mümkündür. - Aynı grupta yeralan suların Trityum değerleri kullanılarak, bölgesel ölçekte yeraltısuyu hızı hakkında bilgi edinilmeye çalışılmıştır. Bu kapsamda, sulara ait Trityum değerleri arasındaki farktan yararlanılmıştır. Örneğin 1. grupta beslenim alanına en yakın olan Kergahbağları Kuyu suyunun Trityum değeri 1.45, bu kuyudan yeraltısuyu akış yolu doğrultusunda 9900 metre akış aşağısında yeralan Karpuzatan Kuyu suyunun Trityum değeri ise 0.80 dir. Trityum değerindeki bu azalmanın, söz konusu suyun anılan yolu katettiği zaman süresince oluşan radyoaktif bozunma (Nt=No*e -λt ) nedeniyle oluşacağı düşüncesiyle aşağıdaki hesaplamalar yapılmış ve sonuçları tablo halinde sunulmuştur (Çizelge 2). N = N o x e -λ t Bu eşitlikte; N, akış aşağısında yeralan su örneğine ait Trityum konsantrasyonu, No, aynı grupta yeralan akış yukarısındaki suya ait Trityum konsantrasyonu, λ, radyoaktif bozunma sabiti, t ise suyun yaşı (anılan suyun, akış aşağısındaki sözkonusu noktaya ulaşıncaya kadar geçen zaman). Trityumun radyoaktif bozunma sabiti (λ) aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmaktadır, 282

15 (t 1/2 = 0.69 / λ) burada t 1/2 yarılanma ömrü olup Trityum için bu değer yıldır. Buradan (λ) değeri olarak hesaplanır. I.Grupta yeralan Kergahbağları ve Karpuzatan sularına ait hesaplama örneği aşağıda verilmişrtir 0.8 = 1.45 * e *t Log 0.8 = Log * t * Log e t = yıl, İki su noktası arasındaki uzaklık 9900 metredir (su noktaları arasındaki mesafe; beslenimin ve dolayısıyla yeraltısuyu akım yönünün, Erciyes dağının zirve bölgesinden itibaren yaklaşık güneykuzey yönünde olduğu gerçeğinden hareketle, iki nokta arasının söz konusu doğrultudaki mesafesi alınarak belirlenmiştir). Yukarıdaki hesaplamaların sonucunda iki su noktası arasındaki yeraltısuyu hızının 2.56 m/gün olduğu belirlenmiştir. Çizelge 2 Kayseri Kent içme Suyu Havzasındaki Kuyu Sularına Ait Trityum Değerleri Kullanılarak hesaplanan Yeraltısuyu Hızı Değerleri Grup No: 1. GRUP 2. GRUP 3. GRUP Su Noktaları Adı Kergahbağları Karpuzatan Eğribucak Mahrumlar Germiraltı Anneler Parkı Germiraltı Mahrumlar Mahrumlar Anneler Parkı Taşlıburun Beştepeler Trityum konsantrasyonları (TU) Yeraltısuyu akımı doğrultusunda noktalar arası mesafe (m) İlgili mesafenin alınması için geçen süre (Yıl) Yeraltısuy u Hızı (m/gün) SONUÇLAR KASKİ nin içme suyu amaçlı kullanmakta olduğu kuyu sularından Gültepe-2 ve Argıncık Kuyu suları dışındaki diğer tüm kuyu ve kaynak suları, Kayseri kentinin de üzerinde yer aldığı ovaya düşen yağışlarla değil, Erciyes dağının 2500 m kotunun üzerinden, özellikle kar erimeleri şeklinde oluşan sularla beslenen, derin hidrolojik dolaşımlı-uzun geçiş süreli sulardır (Şekil 6). Kayseri kenti Yeraltısuyu İşletme Kuyuları na ait suların, Şekil 6 da açıklanan hidrojeolojik model şeklindeki bir beslenim-boşalım ilişkisinin varlığı, hem su miktarı (Erciyes in 2500 metrenin üzerindeki bölgesinde yılın uzun bir döneminde (zirvedeki buz yalaklarında yaz dönemi boyunca sürekli) mevcut olan kar sularıyla beslenmesi) ve hem de kirlenme riski açısından (sular yüksek kotlardan beslenip, derin dolaşımla kuyu bölgelerine geldiği için, hem 283

16 basınçlı bir sistem kazanmasına vesile olmuştur ve hem de bu basınçlı sistemin doğal sonucu olarak da yüzeyden olabilecek sızıntı suları açısından kirlenme riski azalmıştır.) çok önemlidir. Söz konusu basınçlı sistemin en iyi örneği, Beştepeler kaynak bölgesinde, Beştepeler Kaynağının Kaynak Geliştirme Çalışmaları kapsamında, tarafımızca yapılan çalışmalarla saptanmıştır. Anılan çalışmalar sonucunda; Beştepeler Kaynağı bölgesinde, yüzeyden itibaren inci metrelerde başlayan ve kırıklı - çatlaklı andezitik cüruftan oluşan bir basınçlı akifer sisteminin mevcut olduğu, Beştepeler Kaynağının ise, kaynak çıkış noktasında düşey yönde gelişmiş bir kırık-çatlak sisteminin, yüzeyden itibaren metre kadar derinde yeralan basınçlı akifer sistemini kesmesi sonucu yüzeye çıkan bir kaynak olduğu belirlenmiştir. Söz konusu basınçlı akifer sisteminin üst örtü tabakasını masif yapılı veya az kırık-çatlaklı bazalt ve/veya andezitlerin oluşturduğu belirlenmiştir. Jeofizik çalışmalar ve özellikle bölgede yapılmış olan dört adet araştırma sondaj kuyusu verileri kullanılarak kesinleşmiş olan basınçlı akifer sisteminin varlığı, izotop çalışmaları ile de desteklenmiştir (izotop verileri, kaynağın beslenim alanı yükseltisinin 2500 metrenin üzerinde olduğunu göstermiştir). KAYNAKLAR Değirmenci, M., Ekmekçi, M., Altın, A., Atmaca, A., 2006, Kayseri Kent İçme Suyu Havzasında Yeralan Eski Çöp Deponi Alanları Sızıntı Sularının Kent İçme Suyu Akiferlerine Olan Etkilerinin Ve Havza Koruma Alanlarının Belirlenmesi, 2001.K numaralı DPT Projesi, 245s, Sivas. 284