MÜHJEO 2015: Ulusal Mühendislik Jeolojisi Sempozyumu, 3-5 Eylül 2015, KTÜ, Trabzon

Transkript

1 Pınarbaşı Karst Kaynağı ve Çevresinin (Honaz-Denizli) Hidrojeolojik ve Hidrojeokimyasal İncelemesi Hydrogeological and Hydrogeochemical Investigation of Pınarbaşı Karst Spring and its Surrounding (Honaz-Denizli) A. Gökgöz 1,*, Ö. Demirel 1, İ. Asal 1 1 Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Denizli (*agokgoz@pau.edu.tr) ÖZ: Pınarbaşı karst kaynağı Honaz ilçesinin (Denizli) 2 km batısında yer alır. Honaz Dağı nın kuzey eteğinde, Mesozoyik yaşlı kireçtaşından boşalan kaynağın debisi 1 m 3 /s den fazladır. Kaynak boşalımının analizi, Pınarbaşı kaynağının geldiği karstik akifer için, su tablasının yanal kesitinin büyük, hidrolik iletkenlik katsayısının düşük-orta, etkin gözenekliğin yüksek ve hazne kayada bulunan su hacminin fazla olduğunu; aynı zamanda kaynak boşalımının tabaka, kırık ve çatlaklar yoluyla gerçekleştiğini göstermektedir. Pınarbaşı kaynağının sıcaklığı 18,7 C, elektriksel iletkenliği (EC) 693 µs/cm ve ph değeri 7,12 dir. Kaynak Ca-Mg-HCO 3 -SO 4 tipindedir. Suyu, yüksek As değeri nedeniyle içilemez özelliktedir. Civardaki sondaj sularından sıcaklığı 24 C olan kuyu suyunda gözlenen nispeten yüksek iletkenlik, Na, K, Li, As, B, NH 4, SiO 2 değerleri ve H 2 S gazının varlığı bir jeotermal sistemin varlığına ve soğuk yeraltısularının jeotermal akışkan ile karışımına işaret eder. Kimyasal jeotermometreler C arasında değişen rezervuar sıcaklıkları vermiştir. Anahtar Kelimeler: Denizli, Honaz, Karst Kaynağı, Hidrojeoloji, Jeotermal ABSTRACT: Pınarbaşı karst spring is located 2 km to the west of Honaz district (Denizli). Discharge of the spring, which issues from limestone, is more than 1 m 3 /sec. Spring flow analysis revealed that the lateral extension of groundwater table at the karstic aquifer is large, the hydraulic conductivity coefficient is low to moderately high, the effective porosity is high, and large volumes of water is stored in reservoir rock. In addition to that, groundwater flow occurs through the bedding planes, cracks, faults and joints. Temperature, electrical conductivity (EC) and ph values of the spring are 18.7 C, 693 µs/cm and 7.12, respectively. The spring hydrochemically is of type of Ca-Mg-HCO 3 -SO 4. The spring water is undrinkable due to high As concentration. In one of the wells, the groundwater has temperature of 24 C in the area. The existence of high conductivity, and high values of Na, K, Li, As, B, NH 4, SiO 2, and H 2 S gas in the well water indicate existence of geothermal system and mixing of spring water with the geothermal fluid. Chemical geothermometers gave the reservoir temperatures varying between C. Keywords: Denizli, Honaz, Karst Spring, Hydrogeology, Geothermal 1. GİRİŞ İçme, kullanma ve sulama suyu ihtiyacının giderek arttığı ülkemizde karstik su kaynakları önemli bir potansiyele sahiptir. Ancak, karstik suların bir bölümünün içmeye uygun olmaması, karst akiferlerin gözenek akiferlerine göre kirlenmeye daha açık ve kirlilik taşınımının hızlı olması gibi nedenler bu kaynaklardan verimli ve sürdürülebilir yararlanmayı sınırlayan faktörlerdir. Su kaynakları kısıtlı olan ülkemizde su kaynaklarının hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal yönden araştırılması, bu kaynaklardan optimum yararlanma için büyük önem taşımaktadır. İnceleme alanı Honaz (Denizli) ilçesinin 2 km batısında yer alan Pınarbaşı karstik kaynağı ve civarını kapsar. Kaynağın ve civardaki sondajların suyu sulamada kullanılmaktadır. Bu çalışmada Pınarbaşı kaynağının gerçek rejimdeki hidrodinamik özelliklerinin ortaya konması, Pınarbaşı kaynağı ve civarındaki sondaj sularının hidrojeokimyasal açıdan incelenmesi ve sahanın jeotermal enerji olanaklarına bir yaklaşım sağlanması amaçlanmıştır. Bu çalışma ile Denizli il merkezine yakın olan bu yüksek debili kaynağın içme suyu olarak kullanılabilirliği ve sahanın jeotermal açıdan geliştirilebilirliği incelenerek bu konuların gündeme alınarak tartışmaya açılması hedeflenmiştir. 428

2 2. JEOLOJİ İnceleme alanının temelinde Okay (1989) tarafından Honaz şeyli olarak adlandırılan ve çok kırıklı kumtaşı, şeyl, fillit ve kalkşist ardalanmasından oluşan Üst Paleozoyik yaşlı (Çağlayan vd. 1980) metasedimentler bulunur (Şekil 1). Bloklu, kısmen serpantinleşmiş, yer yer silisleşmiş harzburjitlerden oluşan ofiyolitik melanj Eosen-Oligosen çökelleri üzerinde tektonik dokanakla yer alır (Bozkuş vd. 2001). Gri, koyu gri renkli kireçtaşı, dolomitik kireçtaşı ve dolomitlerden oluşan karbonat kayalar alloktondur ve tektonik olarak metamorfitlerin üzerinde bulunur. Yaşları Triyas-Paleosen dir (Çağlayan vd. 1980). Geç Eosen, dolomit-evaporit (jips, anhidrit) ve Oligosen, molas çökelleri ile temsil edilir; molas çökelleri ofiyolitik melanj ve Mesozoyik karbonatların altındadır ve üzerlerine uyumsuz olarak Neojen karasal çökeller gelir (Bozkuş vd. 2001). Üst Miyosen yaşlı (Taner, 2001) karasal tortullar başlıca akarsu ve göl çökellerinden oluşur. Çökellerin alt kesiminde kumtaşı, kiltaşı, üst kesiminde ise marn, killi kireçtaşı, kumtaşı-kiltaşı bulunur. Kuvaterner, çakıltaşı, traverten, alüvyon, alüvyon yelpazesi ve yamaç molozları ile temsil edilir. Travertenler Honaz fayı ve açılma çatlaklarından boşalan kaynak sularından çökelmiştir. Şekil 1. İnceleme alanı ve yakın çevresinin jeoloji haritası (Bozkuş vd den değiştirilerek) ve su noktalarının lokasyonu. 3. HİDROJEOLOJİ 3.1. Kayaçların Hidrojeolojik Özellikleri Mesozoyik kireçtaşları, dolomitik kireçtaşları: Maruz kaldığı yoğun tektonik aktivite nedeniyle çatlaklı-kırıklı bir yapı kazanan ve dolayısıyla ikincil gözenekliği ve geçirgenliği yüksek olan Mesozoyik kireçtaşları inceleme alanındaki önemli akiferlerden biridir. Birim, çatlak ve katman yüzeyleri boyunca ilerlemiş çözünme boşluklarına sahiptir. Denizli ilindeki en yüksek debiye sahip karstik kaynaklardan biri olan Pınarbaşı kaynağı bu birimden boşalmaktadır. Honaz fayı yoluyla yüzeyleyen kaynağın debisi genellikle 1 m 3 /s'den fazladır. Pınarbaşı kaynağına yakın lokasyonda açılmış üç DSİ kuyusu da (20019, ve nolu kuyular) artezyen kuyulardır. Bu kuyuların derinlikleri m, pompa debileri l/s ve açıldıkları tarihlerdeki basınç yüzeyi kotları +0,25 ile +6,4 m arasında değişmektedir. Pompaj testleri sonundaki düşüm miktarları 20 m civarındadır ve nolu kuyularda yaklaşık m, nolu kuyuda ise 25 m kalınlıkta yamaç molozu kesilmiştir. Tüm kuyularda m arasında değişen derinliklerde çok kırıklı, çatlaklı ve karstik seviyeler içeren Mesozoyik kireçtaşlarına girilmiş ve kuyu tabanına kadar bu birim devam etmiştir. Kuyu loglarındaki litoloji tanımlamalarına göre yamaç molozunda kil boyutlu malzeme egemendir. Bu durumda, Honaz fayı önündeki yamaç molozu, güneyden kuzeye akan yeraltısuları önünde geçirimliliği düşük bir bariyer oluşturmaktadır. Bu kuyuların dışında, Pınarbaşı kaynağı çevresindeki diğer DSİ kuyuları da artezyen kuyu özelliğindedir. Traverten: DSİ sondaj verilerine göre, inceleme alanı güneyindeki alüvyonların altında çakıltaşı ara düzeyli birçok traverten katmanının yer aldığı, çakıltaşı ara düzeyleri ile birbirinden ayrılmış başlıca iki traverten düzeyinin toplam 90 m. 429

3 kalınlığa eriştiği, ancak ovanın kuzeyine doğru alüvyonların altında travertenlerin incelerek kaybolduğu anlaşılmaktadır. Çalışma alanının kuzeyinde yüzeyleyen çakıllı travertenlerde çatlakların yanı sıra çözünme boşluklarının gözlenmesi, birimin iyi bir akifer özelliğinde olduğunu göstermektedir (Önhon vd. 1988). Alüvyon ve alüvyon yelpazesi: Doğrudan yağış suları ve ayrıca Mesozoyik kireçtaşlarından boşalan sularla beslenen en önemli akiferdir. Yaklaşık 150 m. kalınlığında olan birimde açılan kuyularla, alüvyonun özellikle çakıllı ve kumlu düzeylerinden bol miktarda yeraltısuyu alınabilir. Alüvyon konilerinin alt düzeylerinde yer yer gözlenen killi seviyeler akifere yarı basınçlı bir özellik kazandırmaktadır (Önhon vd. 1988). İnceleme alanındaki ofiyolitli melanj ve metasedimentler geçirimsizdir ya da düşük geçirgenliğe sahiptir Pınarbaşı Karstik Kaynağının Boşalım Katsayısının İncelenmesi Diğer akiferler ile su alış-verişi olmayan karstik bir akiferin boşalım katsayısı hazne kayanın geçirgenliği, başlangıç debisi, etkin gözenekliği, hacmi ve su tablasının uzunluğu ile orantılıdır. Kaynakların gerçek rejimdeki boşalım grafiğinin temel eşitliği (Maillet eşitliği).( t t0 ) Q Q. e şeklindedir. (1) t 0 Burada, Q t : t zamanına karşılık gelen debi (m 3 /s), Q 0 : t o anındaki (gerçek rejimin başlangıç anındaki) debi (m 3 /s), α : boşalım katsayısı (gün -1 ), e : 2,718, t-t 0 : Boşalımın başlangıcından itibaren geçen zaman (gün) dır. Kaynağın boşalım katsayısı (α), haznenin depolama kapasitesi (V s ), t zamanda hazneden boşalan su miktarı (V d ) ve t zaman sonunda haznede kalan su miktarı (V r ) aşağıdaki bağıntılarla bulunabilir. log Q 0 log Qt Q0 (2) V t.log e s (3) a Q0. e t (4) Vr Vs Vd (5) V t d 0 Pınarbaşı kaynağının debisi DSİ tarafından aylık periyotla ölçülmektedir de başlayan ölçümler 1979 a kadar (bazı aylar eksik olmak üzere) sürmüştür yılları arasında debi kaydı yoktur yılından günümüze kadar düzenli debi ölçümü gerçekleştirilmiştir. Yukarıda verilen bağıntılar, debinin yıl boyunca birbirine yakın olduğu yıllar dışında, Pınarbaşı kaynağına uygulanmış ve sonuçlar Çizelge 1 de verilmiştir. Çekilme, tek bir doğruyla temsil edilmektedir. İncelenen yıllar için kaynağın boşalım katsayısı 8, ile 2, gün -1 arasında değişmektedir. Bu durum olasılıkla, yıllara göre, akiferin beslenme rejimi, yeraltı su seviyesi, akım yolları ve depolanma zonlarındaki farklılıktan kaynaklanmaktadır. Pınarbaşı karstik kaynağının debisi kurak dönem sonundaki debiler de dahil olmak üzere genel olarak 1 m 3 /s'nin üzerindedir. Bu nedenle kaynak fazla yüksek debili kaynaklar (10-1 m 3 /s) sınıfında yer alır. Kurak dönem başlangıç debisi ile (Q 0 ) ile kurak dönem sonu debisi (Q t ) farkının başlangıç debisine (Q 0 ) oranına kaynak debi değişim yüzdesi (Q d ) denir. Pınarbaşı kaynağının debi değişim yüzdesi %13,5 ile %22,3 arasında değişmektedir. Bu değerlere göre Pınarbaşı kaynağı debi değişimi orta kaynaklar (%6-%27) sınıfındadır. Pınarbaşı kaynağının ortalama boşalım katsayısı 0, gün -1 'dir. Bu değer ve debi değişim yüzdesi Pınarbaşı karstik kaynağını 2. Tür - boşalım katsayısı orta değişken kaynaklar sınıfına sokmaktadır. Bu tür kaynakların debi ve yıllık boşalttıkları su miktarları, uzun yıllar yağış ortalamasından yıllık eklenik sapmaların kurak ve yağışlı dönemlerdeki değerleri ile paralellik gösterir. Şekil 2'de üstteki grafik yılları arasında Denizli il merkezi için yıllık toplam yağış dağılımını, alttaki grafikler ise döneminde yıllık ortalama yağıştan eklenik sapma ve yılları arasında Pınarbaşı kaynağının yıllık ortalama debi dağılımını göstermektedir. Pınarbaşı kaynağının debi-zaman grafiği, ortalama yağıştan eklenik sapma grafiği ile uyumludur. Bu da kaynağın debisinin ortalama yağıştan eklenik sapma değerleri ile kontrol edildiğini gösterir. Yıllara göre, akiferde depolanan su hacminin %13 ile %22'si kurak dönemde Pınarbaşı kaynağından boşalmaktadır. Kaynaktan kurak dönemde boşalan su hacmi, kaynağın boşalım katsayısı ile ters orantılı olup boşalım katsayısı küçüldükçe kaynaktan zaman içinde alınacak su miktarı daha fazla olmaktadır. Boşalım katsayısı değerlerinden, Pınarbaşı kaynağının 430

4 geldiği karstik akifer için su tablasının yanal kesitinin büyük, hidrolik iletkenlik katsayısının düşükorta, etkin gözenekliliğin büyük ve hazne kayada bulunan su hacminin büyük olduğu yorumları yapılabilir. Kaynağın boşalım katsayısı genellikle 10-3 gün -1 mertebesindedir. Bu değer, kaynak boşalımının kireçtaşının karstik kanallarından çok tabaka, kırık ve çatlaklardan olduğunu göstermektedir. Çizelge 1. Pınarbaşı kaynağının boşalım katsayısı, depolama gücü ve debi değişim yüzdesinin yıllara göre değişimi. Yıl t-t 0 Q o Q t α (gün) (m 3 /s) (m 3 /s) (gün -1 ) V o (m 3 ) V d (m 3 ) V r (m 3 ) Q d ,8 1009,4 0, , ,2 941,0 0, , ,8 921,5 0, , ,6 1015,6 0, , ,0 993,0 0, , ,8 985,7 0, , ,6 1046,4 0, , ,7 974,5 0, , ,2 1025,8 0, , ,0 1011,0 0, ,8 Şekil 2. Denizli il merkezi için yılları arasındaki yağış-ortalama yağıştan eklenik sapmazaman ve Pınarbaşı kaynağının dönemindeki debi-zaman grafikleri. 4. HİDROJEOKİMYA 4.1. Suların Kimyasal Kompozisyonu İnceleme alanı ve yakın çevresinde birçok kaynak ve DSİ, Köy Hizmetleri Denizli İl Müdürlüğü, İller Bankası ve şahıslarca açılmış çok sayıda sondaj bulunmaktadır. Bu çalışma kapsamında Pınarbaşı kaynağı, ve nolu DSİ kuyularının hidrokimyasal özellikleri incelenmiştir. Pınarbaşı kaynağı ve nolu kuyudan tarihinde alınan su örneklerinin kimyasal analizleri Hacettepe Üniversitesi nde yapılmış, nolu kuyunun analizi ise Fórizs vd. (2011) den alınmıştır. Suların iyon, element ve SiO 2 analiz sonuçları Çizelge 2a ve 2b de verilmiştir. Çizelge 2a. Suların majör iyon analiz sonuçları (EC: µs/cm, iyonlar: mg/l). Suyun Adı t C EC ph Na K Ca Mg Li NH 4 Cl SO 4 HCO 3 F NO 2 NO 3 Pınarbaşı 18, ,1 5,7 1, ,008 0,23 3, ,39 0,007 2,77 kk DSİ , ,9 9,0 1, ,013 0,24 4, ,58-1,10 DSİ , ,6 15,6 2, ,033 0,84 5, ,68 0,051 0,00 Çizelge 2b. Suların ağır metal, iz element ve SiO 2 analiz sonuçları (µg/l). Suyun Adı Al As B Ba Co Cr Cs Fe Mn Ni Pb Sb Sr SiO 2 Pınarbaşı 9,9 21, ,1 0,08 1,3 0, ,6 0, DSİ ,0 26, , , DSİ ,4 69, ,8 1,49-3, ,8 7,2 4,1 0,

5 Toplam iyon miktarları Pınarbaşı kaynağında 604,8 mg/l, nolu kuyuda 697,5 mg/l ve nolu kuyuda 1024,5 mg/l dir. Uluslararası Hidrojeologlar Birliği'nin sınıflamasına göre sular Ca-Mg- HCO 3 -SO 4 sınıfına girmektedir. Tüm sularda katyon sıralanımı Ca>Mg>Na>K ve anyon sıralanımı HCO 3 >SO 4 >Cl şeklindedir. Yarı logaritmik diyagramdan, suların aynı akiferden (Mesozoyik kireçtaşı) geldikleri veya yeraltında benzer kimyasal süreçlerden geçtikleri anlaşılmaktadır (Şekil 3). Tüm majör iyonlar Pınarbaşı kaynağı, ve kuyu suları sıralaması ile artış gösterirler. Sularda Hg, Cd, Se ve Cu tespit edilememiştir. As, B, Co, Cs, Mn, Ni, Sr ve SiO 2 değerleri nolu kuyuda göreceli olarak yüksektir. Bu kuyudan boşalan suyun sıcaklığı da diğer sulara göre 4-5 C daha fazladır. Özellikle Na, K, Li, As, B, Cs, SiO 2, H 2 S ve NH 4 un suda fazla bulunması jeotermal su göstergeleridir. Bu element ve bileşenlerin (bazılarında 3-4 kat olmak üzere) nolu suda fazla olması ve H 2 S gazının varlığı, bu suda bir miktar jeotermal su katkısı olabileceğinin bir göstergesidir Suların Doygunluk Durumları Kabuklaşma, sondaj ve iletim borularında zamanla tıkanmalara yol açarak debi azalmasına ve ekonomik kayba neden olur. Bu nedenle, sondaj ve iletim borularında çökelme eğiliminde olan mineral türlerinin bilinmesi önemlidir. İnceleme alanı sularının seçilen bazı minerallere göre doygunluk durumları PhreeqC programı (Parkhurst ve Appelo, 1999) ile belirlenmiştir (Çizelge 3). Mineral doyma indeksi (SI) negatif olanlar çözünme, pozitif olanlar çökelme eğiliminde olan mineralleri gösterir. Buna göre hemen hemen tüm sular anhidrit, aragonit, dolomit, fluorit, jips, K- feldispat, kalseduan, sepiyolit ve sölestin minerallerine göre doygun değildir. SI değerleri barit, Camontmorillonit, gibsit, K-mika, kaolinit ve kuvars mineralleri için doygunluk üstü, kalsit için ise doygunluğa yakın değerler vermesine karşın sulardan başlıca kalsit ve kuvars çökelmesi beklenir. Pınarbaşı kaynağının suyunun Çürüksu Ovası na ileten açık kanalın sonunda suyun ph ının 7.1 den 8.0 a yükseldiği ve traverten çökeliminin başladığı belirlenmiştir. Şekil 3. Yarı logaritmik diyagram. Çizelge 3. Suların çeşitli minerallere göre doygunluk durumları (gri ton, çökelme eğiliminde olan mineralleri göstermektedir). Mineral Pınarbaşı DSİ DSİ Anhidrit -1,75-1,58-1,40 Aragonit -0,09-0,28-0,17 Barit 0,16-0,09 0,09 Ca-Mont. 1,86 1,03 1,33 Dolomit -0,18-0,56-0,32 Fluorit -1,62-1,27-1,09 Gibsit 1,23 0,91 1,01 Jips -1,38-1,22-1,09 K-feldispat -1,67-2,13-2,01 K-mika 6,36 5,27 5,61 Kalseduan -0,24-0,25-0,22 Kalsit 0,06-0,13-0,02 Kaolinit 3,66 3,01 3,25 Kuvars 0,20 0,19 0,13 Sepiyolit -5,31-6,28-6,90 Sölestin -1,67-1,50-1, Suların Kullanılabilme Özellikleri Pınarbaşı kaynağı ile DSİ ve nolu kuyu sularının içilebilirliği TSE 266 (2005) ve Sağlık Bakanlığı'nın İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik (İTASHY-2005) te yayımlanan standartlara göre incelenmiştir. Bu standartlara göre DSİ nolu kuyu limit değerlerin üzerinde kalan As ve amonyum değerleri ve diğer sular da yüksek As değerlerinden dolayı içilmez özelliktedir. Doğal Mineralli Sular Hakkında Yönetmelik (2004) te verilen standarda göre limitlerin üstünde yer alan As miktarı nedeniyle nolu kuyu suyu doğal ve mineralli su olarak kullanılamaz niteliktedir. İncelenen üç su noktası için, suların EC değerleri µs/cm, sodyum adsorpsiyon oranı (SAR) 432

6 değerleri 0,12-0,26 ve %Na değerleri 3,18-5,29 arasındadır. Buna göre, Pınarbaşı kaynağı C 2 S 1 sınıfında, çok iyi-iyi özellikte, diğer sular ise C 3 S 1 sınıfında ve iyi-kullanılabilir özellikte sulama suyu niteliğindedir. Bunun dışında suların Cl ve B miktarları, sulama suyu olarak kullanılmaları açısından bir sorun yaratmaz. 5. JEOTERMAL ENERJİ OLANAKLARI Büyük Menderes ve Gediz grabenlerinin kesiştiği Pamukkale-Karahayıt jeotermal alanlarından itibaren doğuya doğru uzanan Çürüksu grabeninde ılık suların varlığı (Kaklık mağarası kaynakları ve sondajları gibi) bilinmektedir. Kaklık-Honaz bölgelerindeki travertenleri oluşturan sularda jeotermal su katkısının da olduğu ortaya konmuştur (Özkul vd. 2013). Dolayısıyla inceleme alanı ve çevresinde Özler (2000) tarafından da ifade edildiği üzere, düşük entalpili bir jeotermal sistemin varlığı sözkonusudur. Çürüksu grabeninin güney kenarındaki aktif Honaz fayının üzerinde açılan DSİ nolu kuyu suyu, sıcaklığının (24,1 C) Denizli'nin yıllık hava sıcaklığı ortalamasından (16 C) 8 C daha fazla olması nedeniyle sıcak ve mineralli sular sınıfına girer. Bu suda, son 10 yılda, değişik mevsimlerde yapılan sıcaklık ölçümlerinde sıcaklığın değişmediği gözlenmiştir. Jeotermal araştırmaların en önemli bölümünü oluşturan çalışmalardan biri jeotermal sistemdeki rezervuar sıcaklığının tahmin edilmesidir. Rezervuar sıcaklığı, jeotermal sudan yararlanma alanlarını (elektrik üretimi, konut-sera ısıtması, kaplıca gibi) belirleyen en önemli faktördür. Hazne kaya sıcaklığının saptanmasında çok değişik yöntemler önerilmiştir. Araştırmalarda en çok kullanılan jeotermometreler kimyasal jeotermometrelerdir. Hazne kaya sıcaklığını belirlemek için çeşitli araştırmacılar tarafından çözünürlüğe, iyon değişimine ve iyon etkinliğine dayalı kimyasal jeotermometre bağıntıları geliştirilmiştir. Rezervuar sıcaklığını tahmin etmek için DSİ nolu kuyu suyuna bunlardan SiO 2, Na/K, Li ve Na/Li jeotermometreleri uygulanmış ve sonuçlar Çizelge 4'te verilmiştir. Çizelge 4. Çeşitli kimyasal jeotermometreler ile hesaplanan rezervuar sıcaklıkları ( C). Kalseduan a Kuvars a Kuvars a Na/K b Na/K c Na/K d Na/K e Na/Li g buhar kaybı yok buhar kaybı *a Fournier (1977), Fournier (1973), b Truesdell (1976), c Arnórsson vd. (1983), d Fournier (1979), e Tonani (1980), f Kharaka vd. (1982). Giggenbach (1988) tarafından geliştirilen Na-K-Mg diyagramı, su-kayaç ilişkisinin dengede olmadığı (ham sular), kısmen dengede olduğu ve tam dengede olduğu sular olmak üzere 3 bölümden oluşmaktadır (Şekil 4). Giggenbach (1988) ham sular bölümüne düşen suların katyon jeotermometre sonuçlarına şüpheyle bakılması gerektiğini belirtmektedir. Giggenbach diyagramında nolu kuyunun ham sular bölgesine düştüğünden katyon jeotermometreleri ile hesaplanan C aralığındaki rezervuar sıcaklıkları çok yüksektir. Daha gerçekçi rezervuar sıcaklıkları SiO 2 jeotermometreleri ile elde edilen C lik değerlerdir. Reed ve Spycher (1984) jeotermal sistemlerde yeraltı sıcaklığının tahmin edilmesi için sıcaklıkla mineral doygunluklarının değişmesi esasına dayanan bir yöntem önermişlerdir. Bu yöntem kısaca suyun kimyasal analizi sonucunda yukarıda belirtildiği gibi çeşitli mineraller ile bu minerallerin her bir sıcaklık değerinde ayrı ayrı doygunluk indekslerinin hesaplanması ve bu sıcaklık değerleri ile doygunluk indeksi değerlerinin bire bir doğrularını içeren mineral denge diyagramlarının çizilerek yorumlanması ilişkisine dayanır. DSİ kuyu suyunda Phreeq C programı (Parkhurst ve Appelo, 1999) ile çeşitli mineraller için mineral doygunlukları hesaplanmış ve elde edilen değerlerle sıcaklıkmineral denge diyagramı çizilmiştir (Şekil 5). Bu diyagramda SI=0 noktası üzerinde dolomit, aragonit ve barit minerallerinin 34 C'de kesiştiği görülmektedir. SI=0 çizgisinin altında (negatif kısımda) illit, K-feldispat, anortit ve krizotil mineralleri 74 C, K-mika, gibsit, kalseduan ve anortit mineralleri ise 84 C'de kesişmektedir. SI denge doğrusunun aşağısında (negatif kısımda) olabilecek kesişmeler farklı sıcaklıktaki akışkanların karışımını ve dolayısıyla bu akışkanların sıcaklıklarını belirtebilir. 433

7 Şekil 4. Giggenbach diyagramı. Şekil 5. Sıcaklık-mineral denge diyagramı. 6. SONUÇLAR Pınarbaşı kaynağı ve civarındaki sondaj suları Mesozoyik karstik kireçtaşlarından boşalan Ca-Mg- HCO 3 -SO 4 tipindeki sulardır. Kaynak boşalımının analizi, su tablasının yanal kesitinin büyük, hidrolik iletkenlik katsayısının düşük-orta, etkin gözenekliğin yüksek, hazne kayada bulunan su hacminin büyük olduğunu ve kaynak boşalımının karstik kanallardan çok tabaka, kırık ve çatlaklar yoluyla gerçekleştiğini göstermektedir. Mineral doygunluk hesaplamalarına göre suların çıkarılması ve iletimi sırasında çökelmesi beklenen başlıca mineraller kalsit ve kuvarstır. İncelenen sular yüksek amonyum ve As içerikleri nedeniyle içilmez özelliktedir. Ancak, sulamada kullanılabilirler nolu kuyu suyu, sıcaklığı (24.1 C), yüksek EC, Na, K, Li, As, B, NH 4, SiO 2 değerleri ve H 2 S gazının varlığı ile diğer sulardan ayrılır ve düşük entalpili bir jeotermal sistemin varlığına işaret eder. Jeotermal sistemin ısı kaynağı olarak genç tektonik aktivite sonucu gelişen olağandan yüksek jeotermal gradyan öngörülmektedir. Mesozoyik karstik kireçtaşı akiferinin beslenmesi başlıca yağmur ve daha az oranda eriyen kar sularından sağlanmaktadır. Yeraltına süzülen yağış sularının bir kısmı sığ dolaşım yaparak yüksek kotlardaki mevsimsel kaynak sularını oluştururlar. Derine süzülen sular su tablasına erişir. Honaz Dağı nın kuzey yamaçlarında, akiferdeki yeraltısuyu akımı güneyden kuzeye doğrudur. Honaz fayı önündeki yamaç molozu yeraltısuları için geçirimsiz bir zon oluşturur. Bu noktada bir kısım yeraltısuyu yüzeye çıkarak Pınarbaşı kaynağını oluşturmaktadır. Fay önünde, aktif Honaz fayı aracılığıyla derinlerden yüzeye doğru yükselen jeotermal su soğuk yeraltısuları ile karışır. Bunun sonucunda, bu kesimlerde açılan sondajlardan soğuk-sıcak su karışımı alınmaktadır. Bu sondajların sığ ve soğuk yeraltısuyu teminine uygun techizle açıldığı düşünülürse, derinlerde daha yüksek sıcaklıktaki sulara erişilmesi mümkün görünmektedir. Jeotermometreler, yeraltında farklı sıcaklıklarda (33-84 C) jeotermal suların varlığını göstermektedir. Bölgede yapılacak ayrıntılı jeolojik, hidrojeolojik, hidrojeokimya ve jeofizik çalışmaları sonunda belirlenecek lokasyonda derin jeotermal sondaj açılması ve soğuk yeraltısuyu karışımının önlenmesi halinde 33 ile 84 C arasındaki sıcaklıklarda jeotermal akışkan elde edilebilecektir. Bu gerçekleştiğinde, jeotermal akışkanın entegre kullanımı (başta sera ısıtması ve spa faaliyetleri olmak üzere) yörenin sosyoekonomik gelişimine katkı sağlayacaktır. 7. KATKI BELİRTME Bu çalışma kapsamında Pınarbaşı kaynağı ve nolu kuyu suyunun analiz bedelini karşılayan Şükrü Ceylan a (Ceysu), Pınarbaşı kaynağının debi değerleri ve kuyu loglarına ilişkin döküman sağlayan Salim Yüzereroğlu (DSİ 21. Bölge Md.) ve M. Hakan İlhan a (DSİ 212. Şube Md) katkılarından dolayı teşekkür ederiz. 434

8 8. KAYNAKLAR Arnnorsson, S., Gunnlaugsson, E., Svavarsson, H., The chemistry of geothermal waters in Iceland. III. Chemical geothermometry in geothermal investigations. Geochimica et Cosmoschimica Acta, 47, Bozkus, C., Kumsar, H., Özkul, M., Hançer, M., Seismicity of active Honaz fault under an extentional regime. International Earth Science Colloquium of the Aegean Region (IESCA), İzmir, Proceedings, Çağlayan, A., Öztürk, E.M., Öztürk, Z., Sav, H., Akat, U., Menderes masifi güneyine ait bulgular ve yapısal yorum. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 10, Doğal ve Mineralli Sular Hakkında Yönetmelik. Fórizs, I., Gökgöz, A., Kele, S., Özkul, M., Deák, J., Baykara, M.O., Alçiçek, M.C., Comparison of the isotope hydrogeological features of thermal and cold karstic waters in the Denizli Basin (Turkey) and Buda Thermal Karst (Hungary). Central European Geology, 54(1-2), Fournier, R.O., Silica in thermal waters: Laboratory and field investigation. Symposium on Hydrogeochemistry and Biogeochemistry, Tokyo, Japan. Fournier, R.O., A review of chemical and isotopic geothermometers for geothermal systems. In: Proceedings of the Symposium on Geothermal Energy, Cento Scientific Programme, Ankara. Fournier, R.O., A revised equation for the Na-K geothermometer. Geothermal Resources Council Transactions, 3, Giggenbach, WF, Geothermal solute equilibria. Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators. Geochimica et Cosmochimica Acta, 52, İTASHY, İnsani tüketim amaçlı sular hakkında yönetmelik, , sayılı resmi gazete, Ankara. Kharaka, Y.K., Lico, M.S., Law, L.M., Chemical geothermometers applied to formation waters. Gulf of Mexico and California Basins, American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 66, 558. Okay, A.İ., Denizli nin güneyinde Menderes Masifi ve Likya naplarının jeolojisi. MTA Dergisi, 109, Önhon, E., Ertan, I., Güler, S., Nazik, M., Kaplan, A., Research on the origin of the karst waters in Yukarı Çürüksu plain using isotope techniques. Özkul M., Kele, S., Gökgöz, A., Shen, C.C., Jones, B., Baykara, M.O., Fόrizs, I., Németh, T., Chang, Y.W., Alçiçek, M.C., Comparison of the Quaternary travertine sites in the Denizli Extensional Basin based on their depositional and geochemical data. Sedimentary Geology, 294, Özler, H.M., Hydrogeology and geochemistry in the Çürüksu (Denizli) hydrothermal field, western Turkey. Environmental Geology, 39(10), Parkhurst, D.L., Appelo, C.A.J., User's guide to PHREEQC (Version 2)-A computer program forspeciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report , 312 pp. Reed, M.H., Spycher, N.F., Calculation of ph and mineral equilibria in hydrothermal water with application to geothermometry and studies of boiling and dilution. Geochimica et Cosmoschimica Acta, 48, Taner, G., Denizli bölgesi Neojeni ne ait katman startigrafik konumlarında yeni düzenleme. 54. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Ankara. Tonani, F., Some remarks on the application of geochemical techniques in geothermal exploration. Proceedings of the Adv. Eur. Geoth. Res. 2nd Symposium, Strasbourg, Truesdell, A.H., Summary of section III geochemical techniques in exploration. Proceedings of the 2nd U.N. Symposium on the Development and Use of Geothermal Resources, San Francisco. TS-266, Sular-insani tüketim amaçlı sular, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 10 s. 435