İZMİR İLİ JEOTERMAL SAHALARIN İŞLETME SORUNLARI ve SONUÇLARININ ÇEŞİTLİ KULLANIMI

Transkript

1 235 İZMİR İLİ JEOTERMAL SAHALARIN İŞLETME SORUNLARI ve SONUÇLARININ ÇEŞİTLİ KULLANIMI İsmail Hakk KARAMANDERESİ Dr. Jeoloji Yüksek Mühendisi ÖZET İzmir, jeotermal enerji kaynaklar n n say s ve niteliği bak m ndan Türkiye nin en zengin illerinden biridir. Seferihisar (Karakoç, Doğanbey, Cumal ve Tuzla), Balçova-Narl dere, Dikili (Kaynarca, Bademli, Çamur Il calar, Nebiler, Kocaoba), Bergama (Güzellik Il cas, Dübek, Paşa Il cas ), Çeşme (Il ca, Alaçat, Şifne), Aliağa (Il caburnu, Samurlu, Güzelhisar, Biçer, Helvac ), Çiğli-Menemen (Ulukent), Urla (Gülbahçe), Bay nd r (Vardar Il calar ), Menderes ve Kemalpaşa gibi 11 merkezde birçok jeotermal kaynağa sahiptir. Türkiye deki ilk jeotermal sondaj kuyusu MTA taraf ndan Balçova da delinmiştir. 40 m derinliğindeki S1 kuyusunda 124 o C s cakl kta termal su bulunmuştur. Jeotermal enerji 1963 y l nda Balçova sahas n n keşfedilmesiyle İzmir in gündemine girmiştir (Şamilgil, 1985/1986). Dikili Kaynarca jeotermal sahas İzmir ili kuzeyinde yer al r y l ndan beri aktif olarak merkezi s tma sistemi işletmeye al nm şt r. Bu süre içersinde 50 lt/sn debi ile ak şkan üretilmektedir. Bu sistemden 2011 y l içerisinde 1350 konut eşdeğeri s tma yap lmaktad r. Dikili Kaynarca mevkiindeki s cak su üretim kuyular nda ilk olarak tarihinde hareketlilik gözlenmiştir. Bu tarihten itibaren tarihinde başlay p tarihine kadar alt adet gözlem ve ölçüm yap lm şt r. Periyodik ölçümler bölgede diri bir tektonik deformasyonun olduğunu göstermiştir tarihinde başlayan ve tarihlerinde devam eden Bergama odakl 5 adet deprem kaydedilmiştir. Magnitüdleri aras nda oluşan bu depremler bölgedeki depremsellik ile zemin yükselmesinin ilişkili olduğunu göstermiştir. Bu verilerin literatürde gözlenen diri fay zonlar nda yap lacak çal şmalara, deprem bölgelerinde ve jeotermal işletme sahalar nda yap lmas gerekli çal şmalara bir örnek oluşturacağ ve yöre ile ilgili ilginç sonuçlar ç kar lmas na neden olacağ düşünülmektedir. İlk sonuçlar, hareketlerin başlang c nda dikkatli ölçülmesi gerektiğini ortaya koymuştur. Ölçüm kay tlar n n hassas ölçüm ve kay t sistemi ile yap lmas gereklidir. Bölgede yap lan jeotermal saha işletmesinde yap lan örnek gözlemlerde jeotermal sahalarda, bilhassa işletme yap lan sahalarda çok dikkatli olunmas na örnek teşkil edecek veriler elde edilmiştir. Yap lm ş olan örnek çal şmalar n tüm jeotermal sahalarda yap lmas, yap lan gözlemlerin merkezi yönetime, yerel yönetimlere ve jeotermal işletmecilere bildirilmesi elzemdir. Bu çal şmalar n sonsuz faydalar n n görülmesi kaç n lmazd r. Bu bildiride Jeotermal sahalarda yap lmas gerekli gözlemler, rasat kay tlar n n tutulmas, jeotermal sahan n işletme plan n n bu verilere göre planlanmas elzemdir. Ayr ca yerel yönetimlerin Afet senaryolar n n devaml denetim alt nda gözleniyor olmas gerekir. Anahtar Kelimeler: İzmir, Dikili, Jeotermal sistem, depremsellik, geri besleme, üretim planlamas.

2 236 GİRİŞ Dikili Kaynarca jeotermal sahas İzmir ili 90km kuzeyinde Dikili-Bergama grabeni içerisinde bat bölümünde yer al r (Şekil.1). Dikili Kaynarca Sahas MTA Genel Müdürlüğü Jeotermal enerji projeleri içersinde Öngür, (1972) taraf ndan ilk etütleri yap lm şt r Y l nda 10 adet gradyan sondaj yap lm şt r y l ndan beri aktif olarak merkezi s tma sistemi işletmeye al nm şt r. Bu süre içerisinde 50 lt/sn debi ile ak şkan üretilmektedir. Bu sistemden 2011 y l içerisinde 1350 konut eşdeğeri s tma yap lmaktad r. Dikili Kaynarca mevkiindeki s cak su üretim kuyular nda ilk olarak tarihinde hareketlilik gözlenmiştir. Hareketlilik tarihinde Karamanderesi'ne iletilmiştir. Yerinde yap lan gözlemler ve bu gözlemlerin devam edilmesi s ras nda yap lan tespitler sonucu elde edilen veriler ile bu verilerin Jeotermal enerji aramalar nda, bölgesel depremsellik ile afet senaryolar nda, ayr ca diğer bölgesel jeoloji problemleri için nas l kullan labileceği sergilenmeye çal ş lm şt r. Karamanderesi, v.d.2012, taraf ndan çözüm önerileri verilmeye çal ş lm şt r. 0 1:1,000, km Şekil 1. a) Çal şma alan na ait yer bulduru haritas. b) Kuyular n Google Earth üzerinde gösterimi. DİKİLİ BÖLGESEL JEOLOJİ ÖZETİ Dikili yöresi MTA ve JICA 1987 verilerine göre şöyle özetlenebilir. Bu çal şmalarda 1500m lik derin araşt rma sondaj da yap lm ş olduğu için bölgesel jeoloji bu verilerin bütünü olarak verilmiştir (Y lmazer, vd. 1990). Buna göre en altta Kozak Granodiyoriti, çevresinde kontakt ve düşük s cakl k metamorfitleri yer al r (Şekil.2, 3). Bunlar n üzerinde s ras yla Yuntdağ volkanitleri I (Tyu1), Soma formasyonu (Ts), Proklastik kayalar (Tp), Yuntdağ volkanitleri II (Tyu2), Yuntdağ volkanitleri 3 (Tyu3), Dededağ bazalt (Qd) ve en üstte ise alüvyonlar (Qal) yer al r.

3 237 GÖZLEMLER Burada önemli olan; Jeotermal işletmelerde çökme (Subsidans) gözlenir (Güner, A) Kozakl da olduğu gibi (Foto 1. Nevşehir-Kozakl örneğinde görülen subsidans.(fotograf Ahmet GÜNER den al nm şt r)). Burada ise tersi olan yükselme gözlenmektedir. Yükselme ise Sibson, R. (1975) de anlat ld ğ gibi zeminde oluşan hareketlilik bölgesel tektonik ile direkt ilişkilidir. Bu tip hareketler Deprem çal şmalar nda deprem öncesi hareketler olarak Şimşek, Ş. ve Y ld r m, N., (2000a, b.), Şimşek, Ş.(2003) taraf ndan gözlenmişlerdir. Fakat yazarlar n çal şmas nda deprem sonras çal ş lm şt r. Bu çal şmada ise deprem öncesi hareketin h z, zamana bağl değişimler elden takip edilmiştir. Şekil. 2. Dikili jeotermal sahas jeoloji haritas. geldiğince detayl gözlenmeye çal ş lm şt r. İmkan ve zaman bulunduğu takdirde gözlemlere devam edilmektedir. Son tarihinde üretim kuyusunda 15cm civar nda yükselme ölçülmüştür. Dikili Kaynarca Jeotermal sahas ndaki hareketler tarihinde fark ediliyor tarihinde araşt r c lara ilk gün haberi geliyor. Ayn gün birinci gözlem yap l yor. Bundan sonra vakit bulundukça Dikili'ye gidilerek kuyu başlar, vanalar ve taş ma hatlar kontrol edilmiştir. Dikili Jeotermal sahas nda yerinde yap lan gözlemler şu tarih s ras ile

4 238 verilebilir; ikinci gözlem, Üçüncü, Dördüncü gözlem, , Beşinci Alt nc gözlem, son ziyaret olmuştur. Foto.2, Foto.3, Foto.4, Foto.5 ve Foto.6. Is merkezindeki eski kuyu baş nda yükselme ve zemin betonunda parçalanman n görüntüsün de bu gözlemlerin fotoğraflar gösterilmiştir. Şekil. 3 Dikili'de en fazla hareket gözlenen kuyular n Jeolojik kesitleri gösterilmiştir. Kuyu kesitlerinde görüldüğü gibi üretim ve yüzey muhafaza borular Andezitlere set edilmiştir. Bu nedenle kuyulardaki hareketlerin esas sebebi bölgesel jeolojik yap n n bünyesindeki hareketler ile ilişkili olmas ndan dolay bölge halen aktiftir. Bu olaylar n bölgede Deprem ile ilişkisi 1939 Dikili depremi ve son olarak tarihinde 5.2 mağnitüdlü depremler Şekil.4 de gösterilmiştir. Foto 1. Nevşehir-Kozakl örneğinde görülen subsidans (Fotograf Ahmet GÜNER den al nm şt r).

5 Şekil.3. Dikili jeotermal sahas jeolojik kesiti ve hareketlerin gözlendiği kuyu loğlar (Y lmazer, den sadeleştirilmiştir.) * Bu bildiri Jeoloji Mühendisleri Odas ad na düzenlenmiştir. 239

6 DİKİLİ DEPREM ALANI ŞEMATİK İSOSEİST HARİTASI İSOSEİST SCHEMATIC MAP OF DIKILI EARTHQUAKE AREA in km K v v Kozak Ç. v v x v v Bademli v Eğrigöl v v Kumluk v AÇIKLAMA Aliağa v v v x Mercalli - Sieberg skalas na göre en fazla sars lm ş mevkiler Ok işareti - Episentr n muhtemel ikametini gösterir. Şekil Dikili deprem alan şematik isoseist haritas. Bu gözlemler yap l rken Boğaziçi Kandilli Rasathanesi ile temas kurulmuştur. Sağlanan temas s ras nda bölgede beklenen depremler veya niçin deprem bekleniyor düşüncesi aşağ daki resimde görüldüğü gibi Sakl kent'te kaynak bulan yor (Şekil.5). Şekil.5 de görüleceği gibi Jeotermal kaynaklar n ani ve vakitsiz hareketlerinin hassas gözlenmesi ve rasat kay tlar n n tutulmas önem kazanmaktad r. Ayn düşünce ve yukar da verilen referanslarda görüldüğü gibi bu tip zemin hareketleri olan özellikle jeotermal kuyulardaki hareketlilik mutlaka deprem habercisi olduğu için Dikili'de de aşağ da tablo.1 de verilen beş adet deprem oldu. Neticede zemin hareketleri durdu. Jeotermal kuyularda k ş sezonunda üretim s ras nda seviye ve s düşümleri eksiksiz gözlendi (Tablo.1).

7 da Mağnitüdü Md= 5.2 olan Marmaris depremi oluyor. Şekil.5. Marmaris depremi öncesi gazetede yakalanan jeotermal haberi. Sistem durduğu zaman ise kuyu s cakl klar artmaya hatta eski s cakl klar nda üzerinde yüzeyde 93 0 C ak şkan akmaya başlad (Foto. 3). Dikili kaynarca sahas nda halen üretim yapan 18 adet jeotermal üretim kuyusu bilinmektedir. Geri besleme kuyusu olarak kaç kuyunun kullan ld ğ bilinmemektedir. Bu durumda bölgede kesin kes çökme beklenirken zeminde yükselme olmas ve bu yükselmenin devam ediyor olmas bölgede yeni jeotermal sistemlerin oluştuğu fikrini söylemektedir. Fakat geri besleme olmad ğ takdirde sistemlerin çabuk s cakl k düşümleri ölçülecektir. TARİH /ZAMAN Tablo 1. Gözlenen jeotermal sahada oluşan depremler. KOORDİNAT (X) KOORDINAT (Y) DERİNLİK (km) MAGNITUT :19: K D BERGAMA (İZMİR) :54: K D BERGAMA (İZMİR) :31: K D BERGAMA (İZMİR) :38: K D BERGAMA (İZMİR) :06: K D BERGAMA (İZMİR) YER SONUÇ VE ÖNERİLER Tüm bu gözlem ve yorumlar n çerçevesinde öneriler olarak; 1.Bölgedeki soğuk su kaynaklar ndaki tat, koku, s cakl k ve renk değişimleri, 2.Jeotermal kaynaklarda olağan d ş s cakl k, bas nç debi değişimleri ile birlikte ak şkanda koku değişimi takip edilmelidir. S cak ve mineralli su kaynaklar ndaki değişimlerden bölgedeki jeotermal işletme sistemlerinde oluşan değişimler önceden belirlenebilmesi amac yla sağl kl olarak düzenli rasat ve kay t alt na al nmal d r. Bu rasatlar için kaynak bölgelerinin ayr nt l jeolojisi ve hidrojeolojisinin bilinmesi gereklidir. 3.Kaynarca bölgesindeki tüm jeotermal üretim kuyular ndaki s cakl k, bas nç ve debi kay tlar her gün hassasiyetle tutulmal, kuyularda olabilecek ani değişiklikler mutlaka yetkili birimlere an nda bildirilmelidir. Ayr ca bölgede s cak ve soğuk su kaynaklar ndan sistematik kimyasal analizler yap lmal, gerek sularda gerekse toprakta radon gaz ölçümleri yap lmal d r. Bu konu ile ilgili olarak gerektiğinde ilgili kamu kurumlar ndan destek al nmal d r.

8 242 Dolay s yla, jeotermal kaynaklardaki (s cak su, buhar ve gazlar) kimyasal değişimler izlenebildiği takdirde bölgesel deprem öncesi erken uyar amac yla önemli bilgiler edinilmiş olacakt r. Bu nedenle, s cak ve mineralli su kaynaklar ile soğuk yer alt sular n n seviye ve kalite değişimleri gözlenmeli ve özellikle toprak ve sularda Rn, Hg, He, H 2 S, CO 2 vd. gazlar n değişimleri izlenmelidir. 4. Jeotermal s tma sistemlerinde bölgede üretim yapan tüm işletmelerin geri besleme kuyular n mutlaka çal şt rmalar gerekmektedir. Sahada %100 reenjeksiyon hedeflenmelidir. Sahada (çökme) tasman riski incelenmelidir. Deprem kuşağ ndaki Çin ve Japonya gibi birçok ülkede bu kaynaklardaki değişimler yak ndan takip edilmektedir. Jeotermal işletmecileri mutlaka geri besleme yapmak mecburiyetindedir. Bu yap lmad ğ takdirde sistemler soğumaya başlamakta, statik su seviyeleri alçalmaktad r. 5. S cak ve mineralli su kaynaklar ndaki değişimlerden depremin önceden belirlenebilmesi amac yla sağl kl olarak kullan labilmesi için, bu kaynak bölgelerinin ayr nt l jeolojisi ve hidrojeolojisinin bilinmesi gereklidir. 6. Fay hatlar boyunca derin dolaş ml s cak ve mineralli sular n izlenmesi de dahil olmak üzere Deprem Erken Uyar Sistemleri kurulmal d r. Deprem uyar sistemleri ile ilgili yeni gelişmeler izlenerek finans, cihaz ve eğitim aç s ndan uluslararas işbirliği olanaklar araşt r lmal d r. 7. Jeotermal sular n izlenmesi ile ilgili ölçüm cihazlar n n hassas ve gözlem personelinin eğitimli olmas gereklidir. Değişimlerin yanl ş yorumlara ve paniğe neden olmamas için ölçülerin sağl kl al n p al nmad ğ n n ve diğer yetkilerle (saha yak n nda yol ve taş ocaklar ndaki patlatmalar, yoğun yağ ş, sellenme, baraj yap m gibi) ilgisi olup olmad ğ n n araşt r lmas ve değerlendirmelerin buna göre yap lmas gereklidir. 8.Kandilli rasathanesi ile teknik bilgi ak ş aral ks z devam ettirilmelidir. 9.Bölgesel stresi art ran tektonik sistemde olabilecek bir enerji boşal m (deprem) sonras nda Kaynarca bölgesindeki hareketin periyodik olarak sönümleyeceği tahmin edilmektedir. 10. Türkiye'de bilinen bütün s cak ve mineralli sularla ilgili kay tlar, analizler ve envanterler Maden Teknik ve Arama Genel Müdürlüğü'nde (MTA) bulunmaktad r. Bu nedenle s cak ve mineralli sulardaki değişimlerle ilgili olabilecek ihbarlar n k sa sürede karş laşt rmal olarak değerlendirilebilmesi için MTA'n n yurt çap ndaki Bölge Müdürlükleri arac l ğ yla veya doğrudan MTA Genel Müdürlüğü'ne yap lmas sağlanmal d r. Başka bir söylemle ilgili kamu kuruluşlar aras nda her türlü iletişim ağ kurulmal d r.

9 243 TEŞEKKÜR Bu çal şma, JEM Jeolojik Etüt Müşavirlik bürosu ve Dikili Belediyesi destekleri ve yak n işbirliği ile haz rlanm şt r. Bu nedenle her iki kuruluşa teşekkür ederiz. Bildiride kullan lan şekillerin çizim ve düzeltme işlerini yapan Jeo. Müh. Raziye ŞENGÜN ve Jeo. Müh. Ezgi YÜRÜK e ayr ayr teşekkür ederiz. DEĞİNİLEN BELGELER Akyürek, B., Soysal, Y., Biga Yar madas güneyinin (Savaştepe-K rkağaç-bergama-ayval k) temel jeoloji özellikleri. MTA Dergisi, Say :95/96, Sayfa:1-12. Akyürek, B., and Soysal, Y., K rkağaç-soma (Manisa) Savaştepe Korucu Ayval k (Bal kesir) Bergama (İzmir) civar n n Jeolojisi. MTA Rap. No:6432 Ankara. Bürküt, Y Kuzeybat Anadolu'da yer alan Plütonlar n mukayeseli jenetik etüdü. Doktora Tezi. İTÜ Maden Fakültesi. İstanbul, 272s. Ercan, T., Bat Anadolu'nun Genç Tektoniği ve volkanizmas paneli TJK Kurultay. Ankara. İzdar, E., 1968, Kozak intruzif masifi petrolojisi ve Paleozoyik çevre kayaçlar ile jeolojik bağ nt lar : Türkiye Jeol. Kur. Bült., XI, 1-2, Karamanderesi, İ. H., Şengün, R., Helvac, C., Dikili (İzmir) jeotermal sahas nda işletme sorunlar ve çözüm önerileri. 65.Türkiye Jeoloji Kurultay 2-6 Nisan/April th Geological Congress of Turkey. Bildiri özleri. Sayfa Ankara. MTA JICA, The pre-feasibility study on the Dikil- Bergama geothermal development Project final report. MTA, Ankara. Öngür, T., 1972, Dikili-Bergama jeotermal araşt rma sahas na ilişkin jeoloji raporu: Maden Tetkik ve Arama Enst. Rap., 5444 (yay mlanmam ş). Sibson, R. H., Moore, J. McM & Rankin, A. H., Seismic pumping on hydrothermal fluid transport mechanism. JL geol. Soc. London. Vol.131, pp: , 4 fig. Printed in N. Ireland. Şamilgil, E., 1985/1986. Balçova kapl calar ve Türkiye nin ilk jeotermal sondajlar. İstanbul Üniv. Müh. Fak. Yerbilimleri Dergisi. C.5 S.1-2, Y. 1985/1986 ( ). Ş msek, Ş. ve Y ld r m, N., 2000a, Izmit ve Düzce depremlerinde jeotermal değişimler. (Bilim ve Teknik Dergisi), ISSN , v. 387, p.70-73, Ankara. Ş mşek, Ş. and Y ld r m, N., 2000b, Geothermal Activity at 17 August and 12 November 1999 Eastern Marmara Earthquake Region, Turkey. International Geothermal Association, Board of Directors Meeting, 6-7 March 2000, p. 1-15, Antalya Ş mşek, Ş., Geothermal Activity at Earthquake Zones and Using of Geothermal Energy on the Earthquake Areas. International Summer School on Direct Application of Geothermal Energy and Geothermal Geochemistry. Proceedings p June 2003.Izmir. Y lmazer, S., Gevrek, A. İ., Ayd n, N., Surface and subsurface hydrothermal alteration studies of volcanic rocks in Dikili-Bergama (İzmir) area. IESCA Proceedings. Vol.II. (Edited by. Savaşç n, M.Y., Heronat, A. H.). Pg

10 244 Foto.2. Is merkezi ana dağ t m borusunun kuyu hareketi ile duvardaki tahribat (Fotoğraflar Karamanderesi vd den al nm şt r).

11 245 Foto.3. Is merkezindeki kuyu baş yükselmesinin farkl hareket eden sistemdeki vanalar n kopmas (Fotoğraflar Karamanderesi vd den al nm şt r)..

12 246 Foto.4. Is merkezi ana pompan n üretim s ras nda s cakl k ve seviye düşümü olan kuyuda mevsim sonunda yüzeyden 93 0 C ak ş (Fotoğraflar Karamanderesi vd den al nm şt r).

13 247 Foto.5. YB-1 üretim kuyusu kuyu içine doğru çökme (Collaps) olmas ndan dolay geri besleme kuyusu olarak kullan lmak istendiğinde kuyu baş h zla yükselmeye başlad (Fotoğraflar Karamanderesi vd den al nm şt r).

14 248 Foto.6. Is merkezindeki eski kuyu baş nda yükselme ve zemin betonunda parçalanman n görüntüsü (Fotoğraflar Karamanderesi vd den al nm şt r).