Yeraltı Suyu Hidrolojisi Nedir? Yeraltı Suyunun Ana Kaynağı

Yeraltı suyu hidrolojisi nedir?

Yeraltı suyu hidrolojisi, yeraltında bulunan suyun kökenini, dağılımını, hareketini, kimyasal ve fiziksel özelliklerini ve su kaynakları olarak kullanımını inceleyen bir bilim dalıdır. Yer altı suları, topraklardaki gözenek boşluklarında ve kayaç oluşumlarının çatlaklarında depolanan ve akış halinde bulunan doğal bir su kaynağıdır.

 

Yeraltı suyu, toprak gözenek boşluklarında ve kaya oluşumlarının çatlaklarında Dünya yüzeyinin altında bulunan sudur. Dağıtımı ve hareket çalışması gerçekleşen ve yeraltı içinde bulunan su kısımlarının incelenmesine hidrojeoloji yada yeraltı suyu hidrolojisi olarak adlandırılır.

 

Yeraltı Suyu Hidrolojisi Kapsamları

Yeraltı Suyu Oluşumu

• Yağış: Yağmur ve kar sularının toprağa sızmasıyla yeraltı suları oluşur. Sızan suyun bir kısmı bitkiler tarafından kullanılırken, bir kısmı da yeraltı sularına katılır.
• Yeraltı suları: Yeraltı suları, gözenekli kayaç ve toprak katmanlarında depolanır. Bu katmanlar, akifer olarak adlandırılır.
• Akifer türleri: Akiferler, kum, çakıl, kireçtaşı ve kumtaşı gibi farklı kayaç türlerinden oluşabilir.
• Akifer beslenme: Akiferler, yağmur, kar, nehir ve göller gibi çeşitli kaynaklardan beslenir.

 

Yeraltı Suyu Akışı

• Yeraltı suyu akışı: Yeraltı suları, yerçekimi kuvveti ve basınç gradyanı gibi faktörlerin etkisiyle akar.
• Darcy Kanunu: Yeraltı suyu akışını Darcy Kanunu yönetir. Bu kanun, akış hızını, geçirgenlik ve basınç gradyanı gibi parametrelerle ilişkilendirir.
• Akifer türleri ve akış: Farklı akifer türlerinde, yeraltı suyu akışı hızı ve şekli de değişir.
• Yeraltı suyu seviyesi: Yeraltı suyu seviyesi, mevsimlere, yağışa ve yeraltı suyu pompalamasına göre değişebilir.

 

Yeraltı Suyu Jeokimyası

• Kimyasal bileşim: Yeraltı sularının kimyasal bileşimi, akifer kayalarının ve toprakların jeokimyasal özellikleriyle belirlenir.
• Çözünmüş mineraller: Yeraltı suları, kalsiyum, magnezyum, sodyum, klorür ve sülfat gibi çeşitli mineraller içerir.
• Antropojenik etkiler: Tarımsal faaliyetler, sanayileşme ve evsel atık sular, yeraltı sularının kimyasal bileşimini olumsuz etkileyebilir.
• Yeraltı suyu kalitesi: Yeraltı suyu kalitesi, içme suyu ve sulama gibi çeşitli kullanımlar için belirlenir.

 

Yeraltı Suyu Hidroliği

• Fiziksel özellikler: Yeraltı sularının fiziksel özellikleri arasında yoğunluk, viskozite ve geçirgenlik bulunur.
• Hidrolik iletkenlik: Hidrolik iletkenlik, akiferin su akışına izin verme kapasitesini gösterir.
• Depolama kabiliyeti: Depolama kabiliyeti, akiferin belirli bir miktarda suyu depolama kapasitesini gösterir.
• Yeraltı suyu seviyesi dalgalanmaları: Yeraltı suyu seviyesi dalgalanmaları, mevsimlere, yağışa ve yeraltı suyu pompalamasına göre değişir.

 

Yeraltı Suyu Modelleme

• Matematiksel modeller: Yeraltı suyu sistemleri, matematiksel modeller kullanılarak simüle edilir.
• Modelleme türleri: Farklı modelleme türleri, yeraltı suyu akışı, seviyesi ve kalitesini tahmin etmek için kullanılır.
• Modelleme uygulamaları: Yeraltı suyu modelleme, su kaynakları yönetimi, kirlilik kontrolü ve taşkın tahmini gibi alanlarda kullanılır.

 

Yeraltı Suyu Kirliliği

• Kirlilik kaynakları: Yeraltı suları, tarımsal faaliyetler, sanayileşme, evsel atık sular ve sızıntılar gibi çeşitli kaynaklardan kirlenebilir.
• Kirlilik türleri: Yeraltı suları, nitratlar, ağır metaller, organik maddeler ve petrol ürünleri gibi çeşitli kirleticilerle kirlenebilir.
• Kirliliğin etkileri: Yeraltı suyu kirliliği, insan sağlığı, çevre ve su kaynakları üzerinde olumsuz etkiler yaratabilir.
• Kirlilik kontrolü: Yeraltı suyu kirliliğini kontrol etmek için çeşitli yöntemler kullanılabilir. Bunlar arasında, kirlilik kaynaklarının kontrol altına alınması, arıtma tesislerinin kurulması ve yeraltı suyu koruma alanlarının belirlenmesi yer alır.

 

Yeraltı Suyu Kaynaklarının Yönetimi

• Sürdürülebilir kullanım: Yeraltı suları, sürdürülebilir bir şekilde kullanılmalıdır. Bu, yeraltı suyu pompalamasının kontrol altına alınması ve alternatif su kaynaklarının geliştirilmesi anlamına gelir.
• Yönetim planları: Yeraltı sularının korunması ve sürdürülebilir kullanımı için yönetim planları geliştirilmelidir.
• Kamu katılımı: Yeraltı suyu kaynaklarının yönetimi, tüm paydaşların katılımıyla yapılmalıdır.

 

Yeraltı suları, içme suyu, tarımsal sulama, endüstriyel kullanım ve ekosistemlerin korunması için hayati önem taşımaktadır. Bu nedenle, yeraltı suyu hidrolojisi çalışmaları, bu değerli su kaynağının sürdürülebilir şekilde yönetilmesi ve korunması için gerekli bilgi ve araçları sağlar.

 

Uygulamalar

Yeraltı suyu hidrolojisi bilgisi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok alanda uygulama bulmaktadır:

• Su kaynakları yönetimi: Yeraltı sularının mevcut ve potansiyel kullanımlarının değerlendirilmesi ve bu kaynakların sürdürülebilir şekilde yönetilmesi
• Çevresel koruma: Yeraltı sularının kirliliğinin önlenmesi ve kontrol altına alınması
• Tarımsal sulama: Sulama için yeraltı sularının kullanımı ve tarımsal sulamada su verimliliğinin artırılması
• Endüstriyel kullanım: Endüstriyel tesisler için su tedarikinin sağlanması ve atık suyun yönetilmesi
• Afet yönetimi: Kuraklık, sel ve toprak kayması gibi afetlerin etkilerinin azaltılması

 

Türkiye’de Yeraltı Suyu Hidrolojisi

Türkiye’de yeraltı suları, tarımsal sulama, içme suyu ve endüstriyel kullanım için önemli bir su kaynağıdır. Yeraltı suyu hidrolojisi çalışmaları, bu değerli su kaynağının sürdürülebilir şekilde yönetilmesi ve korunması için Türkiye’de de büyük önem taşımaktadır.

 

Yeraltı suyu ne kadar derine gider?

ABD Jeolojik Araştırmalarına (USGS) göre, yeraltı suyu Dünya yüzeyine yakın veya 30.000 fit (yaklaşık 9.144 metre) kadar derin olabilir.

 

Derinliğini Etkileyen Faktörler

Jeoloji

Jeolojik yapı, yeraltı sularının derinliğini ve dağılımını en çok etkileyen faktördür. Gözenekli ve geçirgen kayaçlar (kumtaşı, kireçtaşı) daha fazla su depolayabilir ve daha derinlere ulaşabilir. Öte yandan, gözeneksiz ve az geçirgen kayaçlar (granit, bazalt) daha az su depolayabilir ve yeraltı suları genellikle daha sığda bulunur.

 

Gözenekli ve Geçirgen Kayaç Türleri

• Kumtaşı: Kum tanelerinden oluşan ve gözenekleri suyla dolu olan kayaç türü.
• Kireçtaşı: Çökeltilerden oluşan ve karbonat içeren kayaç türü.
• Dolomit: Kireçtaşına benzeyen ancak daha sert ve daha az gözenekli olan kayaç türü.

 

Gözeneksiz ve Az Geçirgen Kayaç Türleri

• Granit: Magmatik kayaç türü, gözeneksiz ve su geçirmez.
• Bazalt: Volkanik kayaç türü, gözeneksiz ve su geçirmez.
• Şist: Metamorfik kayaç türü, tabakalı ve gözeneksiz.

 

Arazi Eğimi

Arazi eğimi de yeraltı sularının derinliğini etkileyen önemli bir faktördür. Dik yamaçlarda, yeraltı suları genellikle daha sığda bulunur ve kaynaklara daha yakın konumdadır. Düz arazilerde ise yeraltı suları daha derinlere inebilir ve akış hızı daha yavaş olabilir.

 

Dik Yamaçlarda Yeraltı Suları

• Yağmur suları yamaçlardan aşağı akarken, yeraltı sularını besler.
• Kaynaklar genellikle yamaçlarda veya vadi tabanlarında bulunur.
• Yeraltı suları genellikle sığdır ve kolayca erişilebilir.

 

Düz Arazilerde Yeraltı Suları

• Yağmur suları toprağa sızarken, yeraltı sularını besler.
• Yeraltı suları genellikle daha derinlerde bulunur ve akış hızı daha yavaş olabilir.
• Yer altı sularına erişim için kuyular veya jeotermal sondajlar gerekli olabilir.

 

Yeraltı Suyu Kaynağı

Yeraltı sularının kaynağı da derinliğini etkileyen bir faktördür. Yağmur veya kar suları gibi yüzeysel kaynaklardan beslenen yeraltı suları genellikle sığdır. Derin yeraltı suları ise magmatik veya metamorfik kayalardan beslenebilir ve binlerce metre derinliğe ulaşabilir.

 

Yüzeysel Kaynaklardan Beslenen Yeraltı Suları

• Yağmur ve kar suları toprağa sızarken, yeraltı sularını besler.
• Bu sular genellikle sığdır ve kolayca kirlenebilir.
• Kuyular ve yaylalardan elde edilen sular genellikle bu kategoridedir.

 

Derin Kaynaklardan Beslenen Yeraltı Suları

• Magmatik veya metamorfik kayalardan sızan sular.
• Bu sular genellikle daha derinlerde bulunur ve daha temizdir.
• Artezien kuyular ve jeotermal kaynaklar bu kategoridedir.

 

Maksimum Derinlik

Bu suların ne kadar derine inebileceği, jeolojik koşullara, arazi eğimlerine ve yeraltı suyunun kaynağına bağlı olarak büyük ölçüde değişir.

 

Dünyanın En Derin Kuyusu

Kola Yarımadası Bilimsel Kuyu: Rusya’da Kola Yarımadası’nda bulunan bu kuyu, 12.262 metre (yaklaşık 40.230 fit) derinliğe ulaşarak dünyanın en derin kuyusu olma unvanını kazanmıştır.

 

Kuyu Hakkında Bilgiler

• 1970 yılında araştırma amaçlı kazılmaya başlanmıştır.
• 20 yıl boyunca kazılmıştır.
• Farklı jeolojik katmanlara ve yeraltı suyu rezervuarlarına ulaşmıştır.
• Bu kuyuda yeraltı suyu bulunmuş ve jeolojik araştırmalara önemli katkılar sağlamıştır.

 

Teorik Sınır

Dünyanın Merkezine Kadar: Yeraltı sularının teorik olarak Dünya’nın merkezine kadar inebileceği düşünülmektedir.

 

Sınırlama Faktörleri

• Yüksek Sıcaklık: Yeraltı sularının derinliklere indikçe sıcaklık artar. Çok büyük derinliklerde, sıcaklık suyun kaynama noktasına ulaşabilir.
• Yüksek Basınç: Derinlik arttıkça basınç da artar. Bu aşırı basınç, suyun moleküler yapısını bozabilir ve varlığını zorlaştırabilir.
• Kayaçların Dayanıklılığı: Kayaçlar aşırı basınç ve sıcaklıklara maruz kaldıklarında çatlayabilir veya deforme olabilir. Bu durum, yeraltı sularının akışını ve depolanmasını zorlaştırabilir.

 

Gerçekçi Derinlik

Uygulamada Derinlik Sınırı: Dünyada yeraltı suyu elde etmek için kullanılan kuyular genellikle birkaç yüz metre veya bin metreden daha derin değildir.

 

Derinlik Seçimi Faktörleri

• Ekonomik Uygunluk: Derin sondajlar pahalıdır ve her zaman ekonomik olarak mantıklı olmayabilir.
• Su Kalitesi: Derin yeraltı suları her zaman içme suyu için uygun olmayabilir.
• Çevresel Etkiler: Derin sondajlar yeraltı ekosistemlerini ve jeolojik yapıları etkileyebilir.

 

Yeraltı suyunun ana kaynağı nedir?

 

Yer altı suyunun ana (ve genellikle tek) kaynağı yağışlardır. Yüzeye düşen su zemine emilir ve yavaş yavaş su tablasına süzülür. Bazı bölgelerde, dışarı pompalanan yeraltı suyu (en azından kısmen) akifere geri pompalanan su ile değiştirilir. Buna göre yeraltı suyunun ana kaynağı nedir sorusunun cevabı yağış doğru cevaptır.

 

Ana Kaynak

Yağmur ve Kar: Yeraltı suyunun ana kaynağı, yağmur ve kar sularıdır. Yağmur ve kar suları toprağa sızarken, kayaç ve toprak gözeneklerine dolup yeraltı sularına katılır. Bu süreç, infiltrasyon olarak adlandırılır.

 

Diğer Kaynaklar

Yağmur ve kar sularına ek olarak, yeraltı suları aşağıdaki kaynaklardan da beslenebilir:

• Ergen kar ve buzullar: Ergen kar ve buzullar, erime sonucu suyun toprağa sızmasına ve yeraltı sularına katılmasına neden olur.
• Nehir ve göller: Nehir ve göllerden sızan sular, yeraltı sularına katkıda bulunabilir.
• Deniz suları: Bazı kıyı bölgelerinde, deniz suları yeraltı sularına karışabilir. Bu durum, tuzlu su girişi olarak adlandırılır.
• Jeotermal kaynaklar: Yeryüzünün derinliklerinden gelen sıcak sular, yeraltı sularına karışabilir.

 

Yeraltı suyunun düşmesi ne kadar sürer?

Su toprağa çöktüğünde birkaç yerde kalabilir. Yere düşerse, bir veya iki ay boyunca orada takılır, ancak bir kısmı sığ yeraltı suyu olarak damlayacak ve burada 200 ila 300 yıl kalabilecektir. Derin yeraltı suyu 10.000 yıl yeraltında kalabilir. Bu suların yenilenmesi ve yeraltında kalma süresi, çeşitli faktörlere bağlı olarak büyük ölçüde değişir.

 

Faktörler

• Yağış miktarı ve dağılımı: Yeterli ve düzenli yağış, yeraltı sularının yenilenmesi için gereklidir. Yağış miktarı ve dağılımındaki değişiklikler, yeraltı suyu seviyesini ve akış hızını etkileyebilir.
• Akiferin türü ve geçirgenliği: Gözenekli ve geçirgen kayaçlardan oluşan akiferler, suyun daha hızlı sızmasına ve depolanmasına izin verir. Bu tip akiferlerde yeraltı suları daha kısa sürede yenilenir.
• Topografik özellikler: Dik yamaçlı arazilerde yeraltı suları daha hızlı akar ve yenilenirken, düz arazilerde daha yavaş akar ve yenilenir.
• Yeraltı suyu pompalaması: Aşırı yeraltı suyu pompalaması, yeraltı suyu seviyesinin düşmesine ve yenilenme süresinin uzamasına neden olabilir.
• İklim değişikliği: Kuraklık gibi iklim değişikliği olayları, yağış miktarını azaltabilir ve yeraltı sularının yenilenme süresini uzatabilir.

 

Yeraltı Suyunun Yeraltında Kalma Süresi

• Sığ Yeraltı Suları: Yağmur suyu toprağa sızdığında, bir kısmı sığ yeraltı suyu olarak depolanır. Sığ yeraltı sularının yenilenme süresi genellikle birkaç ay ile birkaç yıl arasında değişir.
• Derin Yeraltı Suları: Derin yeraltı suları, daha geçirgen kayaç katmanlarında depolanır ve sığ yeraltı sularına göre daha az etkilenir. Derin yeraltı sularının yenilenme süresi yüzlerce yıldan binlerce yıla kadar uzayabilir.

 

Örnekler

• Sığ Yeraltı Suyu: Bir kuyudan çekilen suyun yenilenmesi birkaç ay veya birkaç yıl sürebilir.
• Artezien Kuyu: Derin bir akiferden çekilen artezien kuyu suyu, binlerce yıl önce yağmurdan oluşmuş olabilir.
• Jeotermal Kaynaklar: Jeotermal kaynaklardan gelen su, milyonlarca yıl önce yağmurdan oluşmuş olabilir.

 

Yağmur kuyunuzu dolduruyor mu?

Evet yağmur kuyunuzu doldurur. Yağmur hemen etkileyebilecek yerel su tablasının üzerinde doğrudan etkisi vardır. Ancak konutlarda yani apartmanlarda oturuyorsanız, kuyu sığ akiferlerden tarafından sağlanır. Bu durumda tamamen kuyuyu doldurmaz, ama yarar sağlar.

 

Yağmur Suyunun Etkisi

Yağmur, yerel su tablası üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Yerel su tablası, toprağın yüzeyine yakın bölgede bulunan su seviyesidir. Yağmur yağdığında, su toprağa sızabilir ve yeraltı su seviyesini yükseltebilir. Bu durum, yağmur kuyularının dolmasına yardımcı olabilir.

 

Konutlarda Yağmur Kuyuları

Konutlarda, özellikle apartmanlarda kullanılan yağmur kuyuları genellikle sığ akiferlerden beslenir. Sığ akiferler, yeraltı sularının depolandığı gözenekli kayaç katmanlarıdır. Yağmur suyu toprağa sızdığında, sığ akiferlere ulaşabilir ve yağmur kuyularını doldurabilir.

 

Ancak, sığ akiferlerin kapasitesi sınırlıdır ve aşırı yağışlarda bile yağmur kuyularını tamamen dolduramayabilir. Ayrıca, yağmur suyunun kirlenmesi, kuyu suyunun da kirlenmesine yol açabilir. Bu nedenle, konutlarda kullanılan yağmur kuyularının suyu genellikle içme suyu olarak değil, sulama veya tuvalet sifonu çekme gibi amaçlar için kullanılır.

 

Su tablası seviyemi nasıl test ederim?

Yer altı suyu derinliği bant kullanılarak ölçülebilir. Ölçü şeklinde bir çan ile silindirik ‘plopper‘ ya da dokunduğu zaman bu kendine özgü bir ses yapar. Bağlı bulunduğu bu ses düdük sayesinde su deliğinde ve yüzeyinde duyulur. Derinlik ölçümünün alındığı her zamanı ölçmek için deliğin üstündeki aynı nokta kullanılmalıdır.

 

 

Su tablası, toprağın yüzeyine yakın bölgede bulunan su seviyesidir. Yeraltı sularının depolandığı ve akış halinde bulunduğu bu katman, çeşitli amaçlar için önemli bir bilgi kaynağıdır. Su tablası seviyesini ölçmek, kuyularda su bulunup bulunmadığını, yeraltı suyunun ne kadar erişilebilir olduğunu ve tarım arazilerinin sulama ihtiyacını belirlemek için kullanılabilir.

 

Su Tablası Seviyesini Ölçme Yöntemleri

Yeraltı Suyu Derinliği Bandı

En yaygın ve basit yöntemdir.
Malzemeler: Yeraltı suyu derinliği bandı (metre cinsinden), yardımcı (isteğe bağlı).

 

Ölçüm

• Bandı deliğe indirin.
• Islak kısmı işaretleyin.
• Islak kısmın uzunluğunu ölçün.
• Bu uzunluk, su tablasına olan derinliği gösterir.

 

Notlar

• Bandı nazikçe indirin, suya batırmadan önce durdurun.
• Her zaman aynı noktayı kullanarak ölçüm yapın.
• Bandı düzenli olarak kontrol edin ve gerekirse değiştirin.

 

Plopper Yöntemi

Daha hassas bir yöntemdir.
Malzemeler: Plopper (metal veya plastik), ip, yardımcı (isteğe bağlı).

 

Ölçüm

• Plopper’ı ipe bağlayın.
• Plopper’ı deliğe indirin.
• Su tablasına temas ettiğinde plopper bir ses çıkaracaktır.
• İpin uzunluğunu ölçün.
• Bu uzunluk, su tablasına olan derinliği gösterir.

 

Notlar

• Plopper’ı nazikçe indirin, suya batırmadan önce durdurun.
• Her zaman aynı noktayı kullanarak ölçüm yapın.
• Plopper’ı düzenli olarak kontrol edin ve gerekirse değiştirin.

 

Dip Hattı Yöntemi

Daha az yaygın bir yöntemdir.
Malzemeler: İp, kurşun ağırlık, yardımcı (isteğe bağlı).

 

Ölçüm

• İpe kurşun ağırlığı bağlayın.
• Ağırlığı deliğe indirin.
• Ağırlık su tablasına temas ettiğinde durur.
• İpin uzunluğunu ölçün.
• Bu uzunluk, su tablasına olan derinliği gösterir.

 

Notlar

• Ağırlığı nazikçe indirin, suya batırmadan önce durdurun.
• Her zaman aynı noktayı kullanarak ölçüm yapın.
• İpi düzenli olarak kontrol edin ve gerekirse değiştirin.

 

Ek Bilgiler

• Su Tablası Seviyesini Etkileyen Faktörler: Yağış miktarı, mevsim, yeraltı suyu pompalaması ve jeolojik koşullar.
• Su Tablası Seviyesinin Önemi: Kuyu sulama, sulama ihtiyacı, yeraltı suyu kirliliği ve arazi çökmesi gibi konularda bilgi edinmek için kullanılır.
• Profesyonel Yardım: Su tablası seviyesini hassas bir şekilde ölçmek veya jeolojik değerlendirme yapmak için bir hidrolog veya jeoloğa danışabilirsiniz.

 

Hidrojeoloji neden önemlidir?

Yeraltı suyu mühendisliği ve hidrojeolojinin en önemli yönlerinden biri su kuyusu tasarımı ve yapımıdır. Yeraltı suyunun ve kuyuyu kullanacak insanların sağlığının korunması için uygun kuyu tasarımı ve yapımı önemlidir. Sürekli su temini sağlayan güvenilir bir akifer olması gerekir.

 

Hidrojeoloji, yeraltı sularının ve bunların jeolojik ortamdaki dağılımının, hareketinin ve kimyasal özelliklerinin incelenmesini konu alan bir bilim dalıdır. Bu bilim dalı, yeraltı su kaynaklarının korunması ve sürdürülebilir kullanımı, su temini ve su kalitesi, arazi kullanımı ve afet yönetimi, mühendislik uygulamaları ve bilimsel araştırmalar gibi birçok alanda son derece önemlidir. Hidrojeolojik bilgiler, gelecekteki su kaynaklarının yönetimi ve korunması için gerekli stratejilerin geliştirilmesine katkıda bulunur.

 

Yeraltı suyu hidrojeolojisinin babası kimdir?

Yeraltı suyu hidrojeolojsinin babası Oscar Edward Meinzer‘dır. Oscar Edward Meinzer, 28 Kasım 1876 tarihinde ABD’de Illinois eyaletine bağlı Davis adında bir köyde doğmuştur. 14 Haziran 1948 tarihinde ise (71 yaşında) Washington’da ölmüştür. Eğitimini Chicago Üniversitesi’nde almıştır.