CBS'DE PROJE TASARIMI VE YÖNETİMİ I

Yeraltısularının incelenmesi oldukça önemli bir konudur. Yeraltısuyunun dağılımını ve hareketini inceleyen bilim dalına hidrojeoloji veya yeraltısuyu hidrolojisi denir.

Dünya yüzeyinin yaklaşık %71’i sularla kaplı olup, bu suların yaklaşık %96,5’i okyanuslarda ve denizlerde tuzlu su olarak bulunmaktadır. Yaklaşık %1’lik orana sahip olan karasal ortamlardaki tuzlu sular da çıkartıldıktan sonra geriye kalan %2,5’luk oran dünyadaki tatlı suları temsil etmektedir.

Kireçtaşı, çoğunlukla kristal formdaki kalsiyum karbonattan (CaCO3 ) oluşan tortul bir kayaçtır. En önemli özelliği ise suyla veya düşük asitli çözeltilerle temas ettiğinde çözülebilmesi ve dolayısıyla içinde derin çatlaklar, kanallar ve mağaralar oluşabilmesidir.

Basınçsız akiferlerin içinde serbest yüzeyli bir su kütlesi bulunur. Serbest su yüzeyine su tablası adı verilir ve üzerinde sıkıştıran bir katman olmadığı için tıpkı yüzeydeki su kütleleri gibi atmosfer basıncına maruzdur. Su tablasının aşağısındaki kısımda akifer içindeki boşluklar tamamen suyla dolu olduğundan buraya doygun bölge adı verilir. Su tablasının yukarısındaki kısımda ise boşluklar kısmen suyla doludur. Buraya doygun olmayan bölge veya vadoz bölge adı verilir. Bu bölgedeki doygunluk değişken olup doygunluk oranı denen bir parametre ile ifade edilir.

Basınçlı akiferde açılan bir kuyuda suyun yükseldiği noktaya piyezometrik seviye adı verilir. Farklı yerlerde kuyular açıp, bu kuyulardaki su seviyelerini doğrusal olarak birleştirerek piyezometrik yüzeyi belirlemek mümkündür. Piyezometrik yüzeyin eğimi akım yönünü gösterir.

Buna göre Darcy denklemi aşağıdaki şekilde yazılabilir; Q = KA Δh L 

Bu denklemde; Q, akımın debisini (m3 /s); K, akifer içindeki malzemenin hidrolik iletkenliğini (m/s); A, akımın geçtiği kesit alanını (m2 ); Dh, yük farkını (m); L, mesafeyi ifade etmektedir. Akımın hızını tanımlamak için aşağıdaki ifade kullanılır.

Etki alanı: Kuyunun çevresinde pompajdan etkilenen alana verilen isimdir.

Enterpolasyon: Bilinen noktalardaki değerleri kullanarak farklı noktalardaki bilinmeyen değerleri elde etmek için kullanılan bir sayısal analiz yöntemi.

Burada v, Darcy hızı veya özgül debi (m/s) olarak adlandırılır. (1) ve (2) no’lu denklemlerde geçen Dh/L ifadesi hidrolik eğim olarak adlandırılır. Dolayısıyla debi ve hız, hidrolik eğim arttıkça büyür. Akımın debisini ve hızını kontrol eden bir diğer önemli parametre K ile gösterilen hidrolik iletkenliktir. Akiferi oluşturan bazı malzemeler için ortalama hidrolik iletkenlik değerleri Tablo 8.2’de sunulmuştur.

Basınçlı ve basınçsız akiferlere ek olarak bir de tünek akifer denen yapılar bulunmaktadır. Bunlar yüzeyden çok derin olmayan bir yerde küçük bir alana yayılmış geçirimsiz bir katmanın üzerinde biriken suyun oluşturduğu akiferlerdir. Bu sebepten basınçsız akiferlerin bir alt çeşidi olarak da düşünülebilir.

Yaklaşık %1’lik orana sahip olan karasal ortamlardaki tuzlu sular da çıkartıldıktan sonra geriye
kalan %2,5’luk oran dünyadaki tatlı suları temsil etmektedir. Ancak bu tatlı suların da %69’luk bir
bölümü soğuk bölgelerde buzullar şeklinde olduğunudan, insanlar için kullanıma müsait değildir. Geriye kalan kısımda ise yüzey suları ancak %1’lik bir orana sahiptir. Yeraltısuları ise tatlı sular genelinde %30’luk bir orana sahiptir. Doğru cevap C'dir.

İnsan aktiviteleri gerek nitelik gerekse nicelik olarak yeraltı sularına etki etmektedir. Çoğunlukla olumsuz olan bu etkiler oldukça uzun bir zaman boyunca ve uzun mesafelerde hissedilebilmektedir. Bu etkileri oluşturan insan aktivitelerinin kapsamı da oldukça geniştir. Örneğin, tarım alanlarında sıkça kullanılan tarım ilaçları ile gübreler yüksek miktarlarda kimyasal madde içermekte olup sulama ile beraber yeraltı suyuna karışıp kirlenmeye yol açmaktadır. Günümüzde artan şehirleşme ve endüstriyel gelişmenin de yeralt ısularına etkisi büyüktür. Yetersiz kalan atıksu arıtma tesisleri, kanalizasyon sistemleri ve sanayi yapıları da yeraltı suyundaki kirliliği artırmaktadır. Yeraltı suyunun sanayi tesisleri tarafından pompaj yapılmak suretiyle aşırı tüketimi de su seviyesinin hızlıca alçalmasına yol açmaktadır. Eğer aşırı pompaj yapılan yerler deniz kenarlarında bulunuyorsa yeraltı su seviyesinin alçalmasından dolayı denizden yer altına doğru tuzlu su girişi meydana gelir ve suyu kullanılamaz hale getirir.Doğru cevap E'dir.

Genel olarak, içinde yeterli miktarda su bulunduran ve bunu kuyulara veya kaynaklara iletebilen formasyonlara akifer
adı verilir. Doğru cevap B'dir.

Kireçtaşı, çoğunlukla kristal formdaki kalsiyum karbonattan (CaCO3) oluşan tortul bir kayaçtır.
En önemli özelliği ise suyla veya düşük asitli çözeltilerle temas ettiğinde çözülebilmesi ve dolayısıyla
içinde derin çatlaklar, kanallar ve mağaralar oluşabilmesidir. Kireçtaşı akiferler, bu çatlaklarda ve
kanallarda yüksek miktarlarda su bulundurabilir ve bu suların yüksek hızlarda iletilmesini sağlar. Bazen
bu açıklıklar yüzeye kadar ulaşmakta ve nehirlerin bu açıklıklardan yeraltına girip gözden kaybolmasına yol açmaktadır. Yüzeydeki bir kireçtaşı açıklığından yeraltına giren nehirlere kayıp nehir adı verilir. Yine benzer şekilde bir kireçtaşı açıklığından yüzeye yüksek miktarlarda su çıkabilmektedir. Bu tür yerlere kaynak adı verilir. İçinde yüksek oranda çözünmüş kalsiyum karbonat bulunduğundan bu tür akiferlerden elde edilen yeraltı sularının sertliği oldukça yüksektir. Doğru cevap B'dir.

Başkalaşmış
Kayalar:1,90x10-4

Ayrışmış Granit 1,65x10-3

Ayrışmış Gabro 1,98x10-4

Bazalt 9,45x10-6

Kumtaşı (ince) 3,31x10-4 Doğru cevap A'dır.

Basınçsız akiferlerin içinde serbest yüzeyli bir su kütlesi bulunur. Serbest su yüzeyine
su tablası adı verilir ve üzerinde sıkıştıran bir katman olmadığı için tıpkı yüzeydeki su kütleleri gibi
atmosfer basıncına maruzdur.Doğru cevap B'dir.

Pompaj yapılmadan önce kuyuda ölçülen su seviyesine statik seviye adı verilir. Basınçsız akiferlerde yapılan pompaj, kuyudaki su seviyesini düşürmeye başladığında etrafındaki yeraltı suyu da kuyuya doğru akmaya başlar. Yeraltısuyu yerçekiminin etkisiyle yavaşça kuyuya doğru akarken su tablası da koni biçimini alır. Buna düşüm konisi adı verilir. Doğru cevap D'dir.

Enterpolasyon: Bilinen noktalardaki
değerleri kullanarak farklı noktalardaki
bilinmeyen değerleri elde etmek için kullanılan bir sayısal analiz yöntemi.Doğru cevap E'dir.

Yeraltı suyu seviyesi veya piyezometrik yüzey,
yağış ve pompaj gibi koşullara bağlı olarak sürekli değişim halinde olduğundan farklı tarihlerde alınan ölçümlerden hazırlanan kontur haritaları birbirinden farklı olabilir. Ayrıca gözlem yapılan kuyular ne kadar fazlaysa ve akifer üzerinde ne kadar
homojen dağıldıysa elde edilen kontur haritası da o
kadar doğru olacaktır. Konturların kuzeydekilere oranla daha sık oluşu
piyezometrik yüzeyin eğiminin, diğer bir deyişle hidrolik eğimin, güneyde daha dik olduğunu gösterir. Buna göre orta kısımda konturların oldukça seyrek oluşu bu bölgedeki hidrolik eğimin çok hafif olduğunu gösterir. Benzer şekilde bu konturlar
yardımıyla yeraltısuyunun akım yönü de belirlenebilir. Bunun için en yüksek değere sahip konturdan
başlayarak en düşük değerli kontura doğru aradaki konturları dik açıyla kesen kesintisiz bir çizgi çizmek yeterlidir. Akım yönü haliyle yüksek değerli konturdan düşük değerli kontura doğru olacaktır. Doğru cevap B'dir.

Bu denklemde; Q, akımın debisini (m3
/s); K, akifer içindeki malzemenin hidrolik iletkenliğini
(m/s); A, akımın geçtiği kesit alanını (m 9; Dh, yük farkını (m); L, mesafeyi ifade etmektedir. Doğru cevap A'dır.