ANTALYA-DÜDEN HAVZASI SU KAYNAKLARININ GELİŞTİRİLMESİ Türkay BARAN, Yıldırım DALKILIÇ, Ünal ÖZİŞ DEÜ, Müh. Fak., İnş. Müh. Böl., İzmir ÖZET Karbonatlı kayaçlar içindeki karstik boşluklarda hareket eden su kirlenmeye alüviyal yapıdaki yeraltı suyundan çok daha fazla açık olmaktadır. Türkiye'nin en hızlı gelişen kentlerinden biri olan Antalya'nın başlıca su kaynağı, 25 km Kuzeybatıda yer alan Kırkgözler pınarlarını, Düdenbaşında yüzeye çıkan yeraltı nehrini, kentin batısında denize yakın seviyelerden kaynayan ve günümüzdeki su gereksinimi karşılayan küçük pınarları besleyen, travertendeki karst boşluklarında bulunan yeraltısuyudur. Kentin atık suları ise bina temel kazılarında rastlanılan çatlaklara, dolayısıyla pınarları besleyen aynı akifere doğrudan verilmektedir. Ancak, karst ortamdaki büyük yeraltı su haznesinin dev bir septik havuz gibi mi davrandığı, yoksa Antalya körfezinin derin sularına açılan doğal deniz deşarjı niteliğinde karst kanallar sistemine mi sahip olduğu henüz açıklığa kavuşturulmuş değildir. Kırkgözler pınarları ile kent arasında kalan bölgelerdeki yoğun tarımsal ve endüstriyel gelişme, üst havza ile ilişkisi olan küçük pınarları hızla kirletebileceği gibi, Kırkgözler pınarlarının drenaj alanında olabilecek benzer gelişmeler de Antalya kentinin ve yakın yöresinin bu temel su kaynağında geri dönülmesi mümkün olmayacak kirlenme sorunları yaratabilecek niteliktedir. Ayrıca, atık suların boşaltıldığı temel çukuru çatlaklarının, yüksek binaların yoğun kullanımı sonucunda tıkandığı, asit dökülerek bu tıkanıklığın giderildiği de belirtilmektedir. Bu uygulamanın sonucunda, kayaların da asitle eriyerek temel göçmelerine yol açabileceği olasılığı da üzerinde önemle durulması gereken bir başka olgudur. Anahtar sözcükler: Karbonatlı kayaçlar, çevresel jeoteknoloji, karst.
THE DEVELOPMENT OF WATER RESOURCES OF ANTALYA-DÜDEN BASIN ABSTRACT Groundwater in karst channels of carbonate rocks is more susceptible to pollution hazards than that in alluvial formations. Such a pollution may be caused by urban and industrial wastewater, return flows of agricultural irrigation, or from seawater intrusion due to overdraft. Antalya's water resources originating mainly from carbonate rock formations are faced to such pollution hazards. The principal water resource of Antalya, one of the fastest growing cities in Turkey, is the groundwater in karst channels of the travertine formation, supplying the Kirkgozler springs group located 25 km to North-west, the underground river emerging at Dudenbasi, the small springs at elevations near sea level West of Antalya and tapped for the water supply of the city. The sewerage of the city is disposed of directly into the cracks in foundation ground of the buildings. Whether the large underground karst water reservoir acts like a giant cesspool or there is a huge karst channel acting like a natural marine outfall discharging into the deep waters of Antalya bay, is not cleared yet. Intensive agricultural and industrial development in the area between Kirkgozler and Antalya, especially those at higher elevations, may cause a rapid pollution of the downstream springs which show karst connections with the main upstream system; similar activities in the drainage area of Kirkgozler springs may also cause irrecuperable pollution damages to that principal water resource. Moreover, it is reported that the karst cracks, serving as sewage outlets, are reopened by acid spill when they get clogged due to intensive use by high buildings. The possibility that the acid may also dissolve the rock and that this practice may lead to foundation collapses should also be carefully kept in mind. Keywords: Carbonate rocks, environmental geotechnology, karst. 1. AMAÇ Antalya kentinin atıksuları, içme suyu ihtiyacının karşılandığı pınaraları da besleyen, erime boşluklu (karst) traverten ortamdaki yeraltı suyuna doğrudan boşaltılmaktadır. Yeraltında büyük bir hazneye sahip olan bu sistemin dev bir septik havuz gibi mi davrandığı, yoksa körfezin derin sularına açılan doğal deniz deşarjı niteliğinde bir boşalımın mı bulunduğu açıklığa kavuşturulmuş değildir. Yeraltı haznesinin davranışı açıklığa kavuşturulmadan atıksuların bu ortama verilmesi, Antalya kentinin ve çevresinin bu temel su kaynağında geri dönülmesi mümkün olmayacak kirlenme sorunları yaratabilecek niteliktedir.
Öziş'in V. Türk-Alman Çevre Mühendisliği Sempozyumuna, Türkman ve Baran'ın çevirisini III. Mühendislik Haftasına sundukları bildirisi (Öziş 1984, çev.: 1985), Öziş'in Uluslararası Yeraltı Su Kaynakları Yönetimi Konferansına sunduğu bir başka bildirisini (1990) esas alan, Öziş v.d.'nin 1995'te İ.M.O. 13.Teknik Kongresine (Öziş v.d. 1995) ve 1996'da Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği 6. Ulusal Kongresine (Öziş v.d. 1996) sundukları bildirilerin metnine dayanan bu bildirinin amacı, konunun önem ve ivediliğini bir kez daha vurgulayarak, gerekli araştırmaların yapılmasına ve bunların sonucunda alınması zorunlu önlemlerin belirlenmesine yardımcı olabilmektir. 2. MEVCUT ÇALIŞMALAR Erime boşluklu kayaçlarda karst hidrojeolojisi ve su kaynakları son otuz yılda, yoğun uluslararası ve ulusal çalışmalara konu olmuştur. Karst ortamda kirlilik kontrolunun çevre ile ilişkisi ve uygun nitelikte içme suyu temini 1970'li yıllarda uluslararası toplantılarda önemle ele alınırken, Türkiye'de ilk kez 1979 Antalya Kanalizasyon Sempozyumunun ana konusunu oluşturmuştur. Daha sonraki yıllarda da, gerek uluslararası, gerek ulusal toplantılarda karst ortamda kirlilik kontrolu çeşitli yayınlara konu olmuştur. Bu ve bundan sonraki altbölümlerle ilgili olarak, atıfları Öziş v.d.'nin 1995 ve 1996 bildirilerinin ilgili yayın listelerinde yeralan bütün bu çalışmalarda, karbonatlı kayaç yapıları içinde karst boşluklarında hareket eden suyun alüviyal yapı içindeki yeraltı suyundan çok daha fazla kirlenmeye açık olduğu özellikle vurgulamış olmakla birlikte, Antalya'da olduğu gibi birçok ülkenin karstik yörelerinde şehirleşme ve endüstriyel gelişme su kaynaklarının güvenle kullanılabilir niteliğini tehdit etmekte, bu tehdit bizzat kirleticiye olduğu gibi alt havzalara da yönelik bulunmaktadır. 3. ANTALYA KARST SULARININ JEOHİDROLOJİSİ 3.1. Pınarlar ve Traverten Platoların Oluşumu Devlet Su İşlerinin, Birleşmiş Milletler örgütünce desteklenen bir projesi (UNDP- TUR/77/015) çerçevesinde yapılan yoğun çalışmalar sonucunda, Antalya yöresinin temel su kaynağının kentin 25 km Kuzey Batısında yeralan Kırkgözler pınar grubu (Şekil 1) olduğu; bu pınarların Jura-Kretase yaşıtı kireçtaşı tabakasının geçirimsiz formasyona dayandığı kesimden kaynadığı belirlenmiştir.
Şekil 1 - Antalya-Düden havzası su kaynakları sisteminin genel yerleşim planı ve yeraltı karst ortamda akış yönleri (oklarla gösterilmiştir). Bu pınarlar Antalya'nın traverten platolarını oluşturmuştur. Üst tarafta bulunan Döşemealtı ovası denizden 250-300 m yükseltide, ortada bulunan Varsak ovası 50-150 m yükseltide yeralmakta olup, alt tarafta deniz seviyesi altında oluşmuş 3.plato ise Antalya körfezine uzanmaktadır.
3.2. Karst yeraltı Su Haznesi Trityum muhtevası tayinine dayalı çevresel izotop çalışmalarında Kırkgözler pınarlarını besleyen suyun yeraltında ortalama kalış süresinin 100 yıl mertebesinde olduğu, bunun da yeraltında 22 milyar m 3 'lük bir hazne hacmına karşı geldiği belirlenmiştir. 3.3. Kepez Hidroelektrik Santralları ve Varsak Sulaması DSI'nin Yeşilbayır (n.9-53) akım gözlem istasyonunda 1972-1987 süresindeki ölçümlere göre ortalama 13 m 3 /s verimi olan Kırkgözler pınarlarının suyu, doğal koşullarda Bıyıklı düdeninden (Şekil 1) tekrar yeraltına inerken, bir bağlama ile iletim kanalına çevrilip, 1961'den beri Kepez hidroelektrik santralında enerji üretimi için kullanılmaktadır. Yüksek düşülü bir çevirme santralı niteliğindeki Kepez I santralında, iletim kanalından sonra betonarme basınçlı mecra yer almakta, 57 m yüksekliğinde bir denge bacasının kontrolunda, 770 m uzunluğunda ve çapı 2.4'den 2.1 m'ye tedricen değişen teleskopik bir cebri boru ile su kurulu gücü 26 MW olan santrala iletilmekte, yılda yaklaşık 170 GWh/yıl enerji üretilmektedir (Şekil 1). Kepez I santralının iletim kanalının sonlarına doğru, küçük bir doğal düşümü değerlendirmek üzere, alçak düşülü bir kanal içi santral olan Kepez II santralı da kurulmuştur. Kepez santralının kuyruk suyu ise doğrudan 8000 ha alanı sulayan Varsak sulaması ana kanalına alınmaktadır (Şekil 1). Kırkgözler pınarlarını besleyen yeraltı su akışının bir bölümü, yüksek yeraltı su seviyelerinde Varsak çöküntü dolininde de (Şekil 1) gözlendiği üzere, yeraltı nehri olarak akmaya devam edip, Düdenbaşı mevkiinde yüzeye çıkmaktadır. 3.4. Düdenbaşı ve Kızılarık Sulaması Varsak sulama kanalındaki fazla su Düdenbaşı çağlayanını oluşturur ve burada yeryüzüne çıkan yeraltı nehri ile birleşir (Şekil 1). Bir kaç kilometre mansapta, 740 ha tarımsal arazinin sulaması için Kızılkarık bağlaması ile derlenen Düden çayının, artakalan suyu, ana drenaj kanalından gelen suların da katılmasıyla, görkemli Kayzer çağlayanı olarak Antalya Körfezine dökülmektedir (Şekil 1). 3.5. Yeraltı Nehri & Düden Çayı Travertenin altından geçen yeraltı nehri Kırkgözler pınarlarını besleyen akiferden beslenmekte, geçiş alüvyon tabakalardan veya büyük debi göz önüne alınırsa, kireçtaşı ve arasındaki temas kesiminde fay ve çatlaklardan olmaktadır. Gerçekten, Kepez iletim kanalı üzerindeki Yeşilbayır (n.9-53) ile Kızılarık bağlaması mansabındaki (Regülatör mansap olarak anılan n.9-56) akım gözlem istasyonlarının 1972-1987 süresindeki aylık ortalama akışları kıyaslandığında, yağışlı aylarda fark artı olup, yeraltı nehri etkisini belirlemekte, kurak aylardaki eksi fark ise sulama suyu kullanımından kaynaklanmaktadır
Sulama için çevrilen suların aylık ortalama niceliği için bir kestirim yapıldığında ve bu debiler 9-56 istasyonu gözlemlerinin ortlama değerlerine eklendiğinde, yeraltı nehrinin debisinin 8 m 3 /s mertebesinde olabileceği görülmektedir. 3.6. Boya Deneyleri ve Yeraltı Suyu Akış Yönleri Ayrıca, boya deneyleri ana yeraltı suyu akış istikametinin Bıyıklı-Düdenbaşı ve Yağça- Düdenbaşı doğrultusunda olduğunu göstermiştir (Şekil 1); bu sistemde Bıyıklı ve Yağca düdenleri dolu savak girişi gibi davranmakta, yüksek yeraltı su seviyelerinde Varsak çöküntü düdeninde yeraltı suyu akımı açık şekilde görülmektedir. Boya deneyleri Yağca ile Antalya'nın Batısındaki pınarlar arasında da bağlantı olduğunu göstermiştir. Bu pınarların verimleri Duraliler'de 1-3 m 3 /s, İngiliz Gölünde 0.1-0.3 m 3 /s, Arapsuyunda 0,5-1,5 m 3 /s, Mağara'da 0,3 m 3 /s ve diğer pınarlarda toplam olarak 0,1-0,5 m 3 /s mertebesindedir. Sahil kesiminde başka pınarlar da bulunmakta (Konyaaltı, İskele, Karpuzkaldıran gibi), ancak verimleri Türkiye'nin Akdeniz sahillerindeki diğer pınarlar yanında küçük kalmaktadır. 4. TOPRAK VE SU KULLANIMININ ÇEVRESEL ETKİLERİ 4.1. Kırkgözler Pınarları ve Travertenlerin Oluşum Süreci Kimyasal analizler Antalya'nın denize yakın seviyelerinden kaynayan küçük pınarların Kırkgözler pınarlarına kıyasla çok daha az erimiş karbonat, ancak çok daha fazla sülfat içerdiğini göstermiştir. Bu olgu, bir taraftan erimiş karbonatların derişiminin Döşemealtı ve Varsak Ovalarından gelen sızıntı sular ile azalmasının yanısıra, travertende bikarbonat çökelmesinin sürdüğü, diğer taraftan ise travertenin alt tabakalarında sülfatların erimesinin hala devam ettiği şeklinde yorumlanabilir. Kırkgözler pınarlarının drenaj alanlarının nereye uzandığı halen bilinmemektedir. Ancak, Kuzey Kestel havzasında drenajın geliştirilmesi sonucunda pınar debilerindeki mevsimlik değişimlerin daha belirgin hale geldiği ifade edilmekte; gidiş çizgisinden bunu doğrulamak pek kolay olmamaktadır. Pınarların drenaj alanındaki arazinin kullanım düzeninde yapılacak, tarımsal, kentsel, endüstriyel önemli değişmeler pınar sularının nitelik ve niceliğini önemli ölçüde değiştirecek etkide bulunacaktır. 4.2. Karst Yeraltı Haznesinin Davranışı Yeraltı haznesi çok büyük olduğundan, suyun niteliğinde özellikle kimyasal maddeler nedeni ile oluşacak (tarımsal ilaçlar, ağır metaller vs.) değişimin fark edilmesi çok yavaş ve geç olabilecek, dolayısıyla bozulan niteliğin yeniden düzeltilmesi mümkün olmayabilecektir. Giderilmesi daha az zorluk arzetmekle birlikte, benzeri düşünceler biyolojik kirleticiler için de geçerlidir. Bu tür kalite değişimlerinin gözlenmesi, Kırkgözler pınarları Antalya yöresinin makul yakınlıktaki tek temel su kaynağı olduğu için çok önemlidir.
4.3. Denize Yakın Pınarların Etkilenmesi Türkiye'nin en hızlı gelişen kentlerinden biri olan Antalya'nın su gereksinmesi, batısındaki Mağara pınarından sağlanmakta olup, tüketim arttıkça Duraliler gibi civardaki diğer pınarların geliştirilmesine yönelinmesi söz konusu olmaktadır. Kentik atık suları ise, yapıların temel kazısı sırasında rastlanılan yeterli büyüklükteki karstik çatlaklara verilmektedir. Yüksek binaların yoğun kullanımı sonucunda bu çatlaklar tıkanma gösterdiğinde, asit dökülerek tıkanıklığın giderilmesi yoluna gidilmektedir. Ancak bu uygulamaya ne kadar süre devam edilebileceği bilinmemekte; gerek yeraltı su kaynaklarının kirlenmesi, gerekse asitle kayaların erimesi sonucu temel göçmelerine yolaçabilmesi gibi hususlar, büyük endişe yaratması gerekirken, üzerlerinde önemle durulmamaktadır. 4.4. Atıksuların Arıtılma İhtiyacı Karst formasyonların atık suların boşaltım ortamı olarak kullanılabilme şartları üzerine yapılan çeşitli çalışmalar sağladıkları cevaplardan çok daha fazla sayıda soru ortaya koymuşlardır. Karst ortamının damlatmalı filtre gibi mi, veya büyük bir septik havuz şeklinde mi, veya atıksuları Akdenize ileten doğal bir deniz deşarjı sistemi gibi mi davrandığı henüz tam olarak anlaşılmış değildir. Bunun ötesinde, böyle bir atıksu boşaltımının biyolojik kirlenmeye yol açtığı henüz yeterince belirlenmemiş olmakla birlikte, travertedeki erime boşlukları, çatlaklar ve kırıklar birbirleri ile bağlantılı olduklarından, kentin batısında denize yakın seviyelerde yer alan pınarların bu kirlenmeden etkilenmesi kuvvetle muhtemeldir. Herhalde, gereğinde sıyırma, çökeltme, septik havuzlar içeren, küçük boyutlu arıtma tesisleri uygulaması dahi kirlilik yükünü önemli ölçüde azaltacak önlemler niteliğindedir. Ayrıca, atık suların boşaltıldığı temel çukuru çatlaklarının, yüksek binaların yoğun kullanımı sonucunda tıkandığı, asit dökülerek bu tıkanıklığın giderildiği de belirtilmektedir. Bu uygulamanın sonucunda, kayaların da asitle eriyerek temel göçmelerine yol açabileceği olasılığı da üzerinde önemle durulması gereken bir başka olgudur. Bu bağlamda : (a) pınarların ve denizin biyolojik ve kimyasal niteliğinin, karst ve yeraltı suyundaki değişiminin izlenmesi; (b) deniz altından kaynayabilecek önemli karst pınarlarının varlığının ve karst yeraltı suyundaki değişimlerin araştırılması; (c) Antalya yöresinin özelliklerine uygun biçimde kentin kanalizasyon ve yağmursuyu drenaj şebekesinin planlanıp gerçekleştirilmesi; hususları yaşamsal önem taşımaktadır.
5. SONUÇ Antalya'nın 25 km kuzey batısında yeralan Kırkgözler pınarları, yüzeye çıkmadan akışını sürdürerek yeraltı Düden nehrini ve sahildeki ikincil pınarları besleyen, Düden havzası su kaynakları olarak anılabilecek akifer, toplam 25 m 3 /s ortalama debi ile yörenin ana su kaynağıdır. Bu pınarları besleyen suların yeraltında ortalama kalma süresinin 100 yıl mertebesinde olduğu belirlenmiştir. Dolayısıyla bu pınarların drenaj alanındaki tarımsal, kentsel, endüstriyel kullanımın yol açacağı nitelik değişimleri ve kirlenmeler, çıkış kesiminde geç farkedilebilecek, giderilemez sakıncalar yaratabilecek niteliktedir. Bu nedenle, yeraltı suyu nicelik ve niteliğinde olabilecek önemli değişmeler titizlikle kontrol edilmeli, özellikle kimyasal ve biyolojik açılardan geri dönülmez kirlenmelere yol açabilecek faaliyetlere izin verilmemelidir. Kırkgözler pınarları ile sahildeki pınarlar arasındaki traverten ovalarda kirlenme doğuracak faaliyet. sahildeki pınarları ve hatta denizi de etkileyeceğinden, benzeri önlemlerin bu bölgede de uygulanması gerekir. Geriye dönüp bakıldığında, ekonomik gelişme ihtiyacı sonucunda, karstik yapının özellikleri göz önünde bulundurulmadan halen Antalya'nın atık suları travertende bulunan çatlaklara verilmekte; bölgede yoğun bir şekilde endüstriyel ve tarımsal gelişim gözlenmektedir. Ancak, Antalya'nın karst su kaynaklarının özellikleri dikkate alınmadan, acil ekonomik gelişme ihtiyacı baskısı altında, yaygın tarımsal, kentsel, endüstriyel kullanımlara yerverilmesi, Antalya atıksularının hala karst çatlaklarından doğrudan yeraltına boşaltımı süregelmektedir. Türkiye'nin en önde gelen bir turizm merkezi olan Antalya'nın karst su kaynaklarının korunması için, yeterli incelemelerin yapılması ve gerekli önlemlerin alınması ve sürdürülmesi üzerinde büyük önemle durulmalıdır. Teşekkür Yazarlar, bölgede yaptıkları arazi çalışmalarına desteklerinden dolayı Ege ve Dokuz Eylül Üniversitelerine, Devlet Su İşlerine, Kepez Elektrik A.Ş.'ne ve Antalya Belediyesine; Antalya yöresi karst sorunları konusunda bilgi ve görüş teatisinden dolayı Prof.Dr. Vujica Yevjevich'e, Prof.Dr. Gültekin Günay'a, Dr. Jasminko Karanjac'a ve Jeolog Nihat Çoşkun'a; önceki ortak çalışmaları için Prof.Dr. Ertuğrul Benzeden'e ve Prof.Dr. Ferhat Türkman'a teşekkürlerini sunar. KAYNAKÇA
T. Baran, N. Harmancıoğlu and Ü. Öziş, 1987, "Türkiye'nin akarsu havzalarında karst pınar katkıları." Ankara, İnşaat Mühendisleri Odası, IX. Teknik Kongre Bildiriler Kitabı, c.ii: Su Kaynakları Mühendisliği, s.299-311. Ü. Öziş, 1979, "Türkiye'de karst hidrolojisi çalışmalarına toplu bakış." İstanbul, İstanbul Teknik Üniversitesi, I. Ulusal Hidroloji Kongresi, s.49-63. Ü. Öziş, (Transl.: N. Harmancıoğlu), 1980, "An outlook to karst hydrology studies in Turkey." Ankara, DSİ-UNDP-TUR/77/015, International Seminar on Karst Hydrogeology, (Ed.: G. Günay), p.294-304. Ü. Öziş, 1984, "Environment and underground: Karst waters of Antalya." İzmir, Dokuz Eylül Üniversitesi, Umwelt'84, V.Deutsch-Türkisches Symposium in Umweltsingenieurwesen, Proceedings, p.f.31-33. Ü. Öziş, (Çev.: F. Türkman; T. Baran) 1985, "Yeraltı ve çevre: Antalya'nın karstik suları." Isparta, Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, III. Mühendislik Haftası Bildirileri, s.1-9. Ü. Öziş, 1990, "Intricated environmental issues of karst water resources." Bangkok, Asian Institute of Technology & International Water Resources Association, International Conference on Groundwater Resources Management, Sp. preprint, 10 p. Ü. Öziş, E. Benzeden, N. Keloğlu, N. Harmancıoğlu, 1985, "Assessment of karst water resources." Bruxelles, International Water Resources Association, IWRA V. World Congress on Water Resources Proceedings, V.1, p.95-102. Ü. Öziş, E. Benzeden, F. Türkman, T. Baran, 1995, "Antalya-Düden havzası yerüstü-yeraltı suyu ilişkileri ve kirlenme tehlikeleri." Ankara, İnşaat Mühendisleri Odası, İnşaat Mühendisliği XIII. Teknik Kongresi, s.638-653 (Engl.abst. p.637). Ü. Öziş, E. Benzeden, F. Türkman, T. Baran, 1996, "Çevre geoteknolojisi açısından Antalya'daki karbonatlı kayaçların durumu." İzmir, Dokuz Eylül Üniversitesi & Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Türk Milli Komitesi, Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Altıncı Ulusal Kongresi, C.II, s.499-510. Ü. Öziş, O. Uslu, A. Özer, N. Harmancıoğlu, 1979, "Karst ortamının kirli su sistemlerine etkisi." Antalya, Antalya Belediyesi, Antalya Kenti Kullanılmış Suları Toplama ve Uzaklaştırma Sempozyumu, s.41-59.