Rezistivite Görüntüleme(Tomografi) Çalışmaları

Transkript

1 1

2 1. Giriş 2. Karaçal Barajı ile İlgili Genel Bilgiler Baraj aksı mühendislik jeolojisi 3. Daha Önce Yapılan Çalışmalar Boya ve Tuz İzleme Deneyleri 4. Jeofizik Çalışmalar SP (Self Potansiyel) Çalışması Rezistivite Görüntüleme(Tomografi) Çalışmaları 5. Sonuçlar 2

3 GİRİŞ Baraj sahalarında karşılaşılan en önemli sorunlardan biri, baraj su tutmaya başladıktan sonra ortaya çıkan su kaçaklarıdır. Bu kaçakların oluşmasında en önemli nedenlerden birisi baraj sahalarında yapılan jeoteknik etütlerde(sondaj verilerine dayalı) gözden kaçan süreksizlikler ve düzensiz zemin yapılarıdır. Maalesef sondaja dayalı yapılan bu etütlerde sondajlar arasındaki zemin yapısı hakkında hiçbir bilgi yoktur. Çünkü sondajlar alansal değil noktasal bilgi içermektedir. Bir başka nedeni ise; Jeoteknik etüt raporlarında jeofizik araştırmalara yeterince yer verilmemesidir. Sondajların aksine, jeofizik yöntemlerle alansal bilgiyi iki boyutlu ve üç boyutlu(2d ve 3D olarak) görüntülemek mümkündür.dolayısıyla ön etütlerde hem sondaja dayalı jeoteknik etütler hem de jeofizik araştırmalar birlikte yapılmalıdır. Burdur Karaçal Barajında daha önce yapılan jeolojik, jeoteknik ve jeofizik araştırma ve sondaj verilerine göre baraj için uygun olmadığı kanaatine varılmasına rağmen siyasi nedenlerden dolayı yapılmasına karar verilmiş ve 1993 yılında yapımı başlatılmıştır. Tamamlanıp su tutmaya başlaması ise 2011 yılını bulmuştur. Burdur Karaçal Barajında şu anda toplamda 180l/sn su kaçağı mevcuttur. Bu kaçağın nereden kaynaklandığının belirlenmesi için 8 adet boya izleme, 1 adet tuz izleme deneyi yapılmıştır. Yapılan jeofizik çalışmalarla da aynı sorunun çözümü aranmaktadır. Baraj sahasında yapılan jeofizik çalışmalardan, su kaçağının yerinin belirlenmesi için 5 profilde SP ve 3 profilde rezistivite tomografi çalışması yapılmıştır. 3

4 Karaçal Barajı ile İlgili Genel Bilgiler 4

5 Baraj Aksının Mühendislik Jeolojisi Barajımız Miosen sonrası Lycian naplarında KB-GD istikametinde ve ortalama 150m atımlı kademeli fayların oluşturduğu Bozçay graben yapısı üzerinde yer almaktadır. Baraj aksında yüzeylenen birimler; Alüvyon, Yamaç molozu, Pliosen-Pleistosen depozitler, Kireçtaşı, Ofiolit ve radyolaritlerdir. Baraj aksı dolusavak ve derivasyon tüneli güzergahında yapılan sondaj çalışmalarına göre; alüvyon kalınlığı 5-8 m,. Bozçay grabenini dolduran Pliosen-Pleistosen çökellerin kalınlıkları sağ sahilde 5m, talvegde 35m,sol sahilde m arasında değişmektedir. Miosen( Burdagalien) sonrası Lycian naplarla bölgeye geldiği düşünülen kireçtaşları; ofiolit-radiolarit içinde irili ufaklı bloklar halinde bulunmaktadır. Sağ sahilde kalınlığı m civarıdadır. Kireçtaşları KD-GB yönlü basınç fazında kalmış daha sonra KB-GD çekim fazı ile parçalanmıştır. Sondaj ve Jeofizik verilere göre baraj yerinde kireçtaşları KD-GB istikametinde yaklaşık 35m atımlı basamak faylar oluşturmuştur. Sağ sahilde yüzeylenen kireçtaşları RQD değerlerine göre %1 geçirimli, %4 yarı geçirimli %19 az geçirimli ve %36 geçirimsiz niteliktedir. Pliosen-Pleistosen çökellerin barajın sağ sahilinden sol sahiline doğru kalınlıkları artmakla birlikte %40 ince, %38 kum ve % 22 çakıl ihtiva etmektedir. Genel olarak kumlu, çakıllı, siltli kil, kil çimentolu gevşek konglomera, kireçtaşı, ofiolit- radiolarit çakıl ve kumludur. 5

6 Baraj ön etüdünde yapılan baraj aksı jeolojisinde görülen faylar jeofizik rezistivite çalışmasıyla bulunmuştur. Bu Faylar KB-GD uzantılı basamaklı yapı arz ettiği görülmektedir. Baraj yapılıp su tutulmaya başladıktan sonra baraj aksı üzerinde yapılan jeofizik rezistivite tomografi kesitinde de bu faylardan birkaçı ayırt edilmiştir. 6

7 7

8 8

9 Barajdaki Su Kaçakları Sağ Sahil (Kuran U. 1982) 9

10 Barajdaki Su Kaçakları Sol Sahil 10

11 Boya Deneyleri 1. Boya deneyi: da memba sahil dolu savak içi beton kaplama üzerinde açılmış olan 76m derinlikteki B2 kuyusundan boya verilmiş ve T4 nolu noktadan( derivasyon tüneli içi) boya geldiği gözlenmiştir. 5. Boya Deneyi: tarihinde kret üzeri, memba tarafı sağ sahile yakın noktada B3 kuyusunda yapıldı.yaklaşık 30 saat sonra T4 gözlem noktasından boya çıkışı gözlenmiştir. 7. Boya deneyi : tarihinde kret üzerinde 0+194m B4(Sk-1) kuyusundan beton kaplama altındaki 8m lik bölgeye verilmiş ve 11 saat sonra topuk dreninin sağ tarafındaki G5 noktasından 14 saat sonra G13 noktasından ve 16 saat sonra G6 noktasından çıkmıştır. 8. Boya Deneyi: tarihinde B5 (Sk-2) kuyusundan yapılmış ve 5 saat sonra G5, G6 ve G5 ve G13 noktalarında boya geldiği görülmüştür. (DOĞDU,.M.,Ş. Vd. 2012) 11

12 Jeofizik Çalışmalar Kullanılmakta olan elektrik yöntemler, özellikle baraj alanlarında jeolojik birimlerin yanal ve düşey yöndeki değişiminin belirlenmesinde etkili bir yöntemdir. Elektrik yöntemler yeraltı yapılarındaki anomalilerin, fay ve kırık sistemleri ile barajlarda oluşan yapısal bozulmaların, su kaçaklarının belirlenmesinde kullanışlı bir yöntem olup araştırmacılar tarafından etkin bir şekilde kullanılmaktadır(johanson ve Dahlin, 1996, Savvadis vd., 1999, Titov vd., 2000, Uyanık vd., 2004, Song vd., 2005, Sjödahl vd., 2005, Bozcu vd., 2007, Johanson vd., 2007, Al-Zoubi, vd., 2007). Arazide yapılan sondaj verileri ve boya deneylerinin sonuçları dikkate alınarak profillerin yerleri belirlenmiştir. Baraj sahasındaki en önemli kaçak noktalarında biri sağ sahilde( memba-mansap) bulunan kireçtaşı-ofiolit dokunağındaki G13 noktasındır. Bu noktaya yeraltı suyunun nereden geldiğinin belirlenmesi için sağ sahilden baraj aksına doğru ve baraj aksı üzerine 5m -10m aralıklı 5 adet SP profili ve SP profilleri üzerinde tek kanallı rezistivite cihazı ve 5m aralıklı pole-pole elektrot açılımı kullanılarak 3 adet elektriksel görüntüleme(tomografi) tekniği uygulanmış ve jeolojik yapı kesitler halinde sunulmuştur. Birinci profilde ayrıca yarım Schlumberger açılımı kullanılarak 6 noktada DES(düşey elektrik sondajı) çalışması da yapılmıştır. Yapılan rezistivite çalışmalarında penatrasyon deriliği en az 50 m en fazla 80m olacak şekilde düzenlenmiştir. 12

13 13

14 SP(Self Potansiyel) ÇALIŞMALARI Negatif (-) SP kapanımları suyun formasyon içine düşey yönde hareket ettiği noktaları ve artı (+) SP kapanımları da suyun formasyondan yukarı yönde hareket ettiği yönü göstermektedir. Sp kontur değerlerine bakacak olursak, barajda göl sahasından ve yan formasyonlardan suyun hareket yönünün birinci profilden başlayarak sağ sahilin baraj aksı ile dolu savakla birleştiği noktaya doğru ilerlediği ve tekrar formasyon içine girdiği görülmektedir.

15 SP ÇALIŞMASI (DOĞDU,.M.,Ş. Vd. 2012) 15

16 Rezistivite Tomografi Profilleri 16

17 17

18 18

19 B3 Boya Deney Kuyusu SK-1 Kuyusu B5 B4 19

20 20

21 (DOĞDU,.M.,Ş. Vd. 2012)den değiştirilmiştir. 21

22 Sonuçlar Profil 1 de görülen birimler, baraj aksı sağ sahilde yüzeyde de görülen kireçtaşı birimiyle irtibatlıdır. Profil 2 de görüldüğü gibi kireçtaşı üst kotları masif alt kotlarda ise kırıklı çatlaklı, erime boşluklu ve suya doygundur. Aynı profile ait SP sonuçları da suyun kireçtaşı içinde hareketli olduğu ve 2. profilin 1. ve 20. metreleri arasındaki mavi kapanımlı suya doygun bölgeden tekrar formasyondan aşağı yönde akış halinde olduğu düşünülmektedir. Barajda sağ sahildeki kaçak büyük ihtimale kireçtaşı ofiolit dokunağından ve dolu savak ile Baraj aksının altındaki kireçtaşı bloğuyla alakalıdır. Aksta profil 3 teki kesitte sağ sahildeki kireçtaşının 1000ohm-m ve üzeri değerlerin masif olduğu ve su içermediği söylenebilir ancak ohm m arasındaki rezistivite değerlerinde suyun etkisi görülmektedir. Yapılan jeofizik çalışmalardan baraj aksının altındaki kireçtaşının, KB-GD istikametinde faylarla kesildiği ve basamaklı bir yapı oluşturacak şekilde ötelendiği görülmektedir. Basamaklı yapı arz eden kireçtaşı bloklarının birbirleri arasındaki hidrolik iletkenliklerinin çok az veya bağımsız olduğu yapılan boya deneyleri sonucuna göre de rahatlıkla söylenebilir. Baraj aksında kil dolgu içinde de aşırı ıslak bölgesel kapanımlar görülmektedir.bu noktalarda dikkate alınmalıdır. Sol sahildeki kaçaklarda ise yamaçlardaki kil kaplamanın yetersiz geldiği, göl tabanındaki konglomeranın sol sahilde yol kenarına kadar devam eden kısımlarda, kapilarite ve tabaka eğimi nedeni ile suyun taşındığı ve kaynak çıkışı verdiği gözlenmektedir. Son olarak baraj sahasındaki faylı yapı dikkate alınarak yakın çıvardaki aktif fay hatlarında olası bir depremin baraja etkisi araştırılmalıdır. 22

23 Kaynaklar KAYNAKLAR Al-Zoubi, A.S., Use of Multi Electrodes Resistivity Imagining for Sinkholes Hazard Assessment along the Eastern Part of the Dead Sea, Jordan. American Journal of Environmental Sciences 3(4): Barker, R.D., 1981 Offsetsystemof electrical resistivity sounding and its use with a multicore cable. Geophysical Prospecting, 29 (1): Dahlin, T., D resistivity surveying for environmental and engineering applications. First Break, vol.14 (7), p Griffiths, D.H., Turnbull, J., ve Olayinka, A.I Two-dimensional resistivity mapping with a computer-controlled array. First Break, vol.8 (4), p Doğdu. M. Ş., Karaçal Barajı(BURDUR) ve 8 İzleme Deney Sonuç Raporları DSİ Genel Müd. Jeoteknik Hiz. ve YAS Daire Başkanlığı Ankara. Johansson, S. and Dahlin, T Seepage Monitoring in an Earth Embankment Dam by Repeated Resistivity Measurements, European Journal of Engineering of Environmental Geophysics, vol 1, no 3, pp Johansson, B. Jones, S. ve Flyhammar, F., 2007, Comparisons of 2D- and 3D-Inverted Resistivity Data As Well As of Resistivity- and IP-Surveys on a Landfill: Near Surface, 13th European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics, Istanbul, Turkey, 3 5 September 2007, p. 42. Noel, M. ve Walker, R., 1990, Development of an electrical resistivity tomography system for imaging archaeological structures. In: Pernicka, E. And Wagner, G.A. (eds), Archaeometry 90. Birkhauser, Basel, pp Savvaidis, A. S., Tsokas, G. N., Soupios, P., Vargemezis, G., Geophysical prospecting in the Krousovitis dam (N. Greece) by seismic and resistivity methods. Journal Of The Balkan Geophysıcal Socıety, Vol. 2, No 4, p Uyanık, O., Bozcu, M., Çakmak, O., ve Türker, E., 2004, Preliminary Results of Geological and Geophysical Studies in Eşen I HPP Dam, The 16th International Geophysical Congress and Exhibition of Turkey,Ankara/Turkey. Uyanık, O., Çakmak, O., Algül, E., Gürbüz, M., Okumuş, A., 2012, Haydarlı Baraj Alanının Elektrik Özdirenç ve Jeolojik Özellikleri. Tmmob Jeofizik Degisi, 2012, 16,