Yeraltı suyu sistemi, insanlık ve ekosistem için çok önemlidir. Akiferler, su tablası konumlandırmasının, yani kapalı, serbest, sızıntılı akiferler ve kırık akiferlerin olmamasına veya varlığına göre belirlenir. Yeraltı suyunun dikey dağılımı, akifer sistemi türleri, yüzey- yeraltı suyu arayüz türleri ve yüzey- yeraltı suyu etkileşimi kapsamında hem yerel hem de bölgesel ölçekte özelliklerini ve değerlendirmesi yapılmalıdır. Akiferin özellikleri, daha iyi bilgi için uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemi tarafından takip edilen özdirenç araştırmaları ve pompalama testleri gibi tekniklerle belirlenen malzemelerin fiziksel özelliklerine (gözeneklilik, geçirgenlik, belirli verim, belirli depolama ve hidrolik iletkenlikler) bağlıdır. Bu yazıda yeraltı suyu ve yüzey suyu etkileşimi ve etkileşim türleri hakkında bilgiler yer almaktadır.
Yeraltı Suyu ve Yüzey Suyu Etkileşimi
Yeraltı suyu, uzayda düzenlenmiş akış yolları boyunca hareket eder ve bir akış sistemi geliştirir. Yeraltı suyu akış sistemi yerel, ara ve bölgesel akış sistemleri olarak sınıflandırılır. Su, yerel bir akış sisteminde bitişik boşaltma alanına gider. Boşaltma ve yeniden doldurma bölgeleri arasında yer alan bir veya daha fazla topografik alçak ve yüksek, bir ara akış sistemini tanımlar. Ancak, bölgesel akı sisteminin aksine, hem havzanın dibini hem de ana topografik yüksekleri işgal etmez. Bölgesel bir akış sisteminde su yerel akış sisteminden daha uzun bir mesafeden akarken, genellikle büyük nehirlere ve göllere boşalır.
Yerel Ölçekte Yüzey- Yeraltı suyu Etkileşimlerinin Özellikleri
Yerel akış sistemindeki yeraltı suyu aralığı, bitişik akifer sistemi ile akarsu erişimi arasında 10 m ila 10 km arasındadır. Yeniden doldurma ve boşaltma bölgeleri sırasıyla yüksek ve alçak alanlar, sırasıyla alt havza sınırları ve yerel akarsularla ilişkilidir. Yerel yeraltı suyu akış sistemi, bölgenin topografyasının ve hidrojeolojisinin eğimine (yer altı kayası, akarsu yatağı-tortu özellikleri ve iklim koşulları) bağlıdır. Bu ölçekte, yerel akış sistemleri, yüksek su akışı ve kararsız akış koşulları nedeniyle yeniden doldurmaya verilen hidrolojik tepki üzerindeki mevsimsel etki yüksektir. Yerel yeraltı suyu akış sistemlerinde su tablasının dalgalanması, farklı iklim koşullarında değişiklik gösterir. Örneğin, kurak ve yarı kurak iklimlerde düşük yağış miktarı ve sızma nedeniyle düşük su seviyesi, tropikal bir ortamda daha yüksek su seviyesi daha yüksek yağış ve sızma nedeniyledir. Bu nedenle, yüzey- yeraltı suyu etkileşimi daha çok tropikal ve nemli bir iklimde bulunur.
Genel olarak, yüzey ve yeraltı suyu, bir yüzey- yeraltı suyu kafası ve akış yatağı sızıntı katsayısı tarafından kontrol edilen hidrolojik süreçlerle bir akarsu ve bitişik sığ akifer sisteminin homojen etkileşimi için uygulanabilir. Hidrolojik süreçlerde su, büyük miktarlarda besin ve akarsu tortusu ile hareket ederken, birikme ve erozyon yoluyla dünyanın yüzeyini değiştirir. Hidrolojik süreçler drenaj havzası, küçük su havzası, akarsu havzası, buharlaşma, terleme, buharlaşma-terleme, akış ve sızma hızı hakkında bilgi verir. Yeraltı ve yüzey suyu arasındaki hidrolojik değişim, aşağı doğru inme ve yukarı doğru çıkma süreçleri aracılığıyla gerçekleşir. Yukarı doğru yığılma süreçleri, yerel yeraltı suyu akışının yüzey suyuna doğru hareket ettiği süreçlerdir ve diğer yandan durum aşağı doğru yığılma süreçleri olarak adlandırılır.
Bu işlemler sırasında, uzunlamasına akarsu yatağı profilinin şekli dışbükey ise, o zaman yüzey suyu hareketi hiporheik bölgede aşağı doğru olan süreçlerden geçer. Oysa yüzey suyunun boyuna akarsu yatağı profilinin şekli içbükey ise, o zaman yüzey suyu hareketi hiporeik bölgede yukarı doğru olan süreçlerden geçer. Boyuna akarsu yatağı profillerinin şekilleri, havuz-oluk dizisi, tortul çubuklar, kumullar ve dalgalar ile ilgilidir. Akarsu suyunun oluktan havuzlara hareketi, kanalın kıvrımlılığından ve yatak yükü malzemelerinden etkilenir.
Bölgesel Ölçekte Yüzey- Yeraltı suyu Etkileşimlerinin Özellikleri
Yüzey- yeraltı suyu etkileşimi, bölgesel ölçekte 10 ila 100 km veya daha fazla değişen düşük topografik yollar ile ilgilidir. Yeraltı suyunun beslenme veya deşarj eğilimleri, bölgesel topografik, hidrolojik koşullar, esas olarak bölgesel ölçekte bölgesel yeraltı suyu akış sistemi ile karakterize edilir. Yağış, yüzey akışı, sızma, evapotranspirasyon, taban akışı, akış akışı ve kanal koşulları gibi büyük havzanın hidrolojik süreçleridir. Tüm hidrolojik süreçler, bölgesel ölçekte büyük bir havzayı ve küçük bir akarsu erişim koşulları yerel ölçekleri kapsayabilir. Yeniden doldurulan alanlara verilen yavaş hidrolojik tepki, bölgesel yeraltı suyu akış sistemi üzerinde önemsiz bir mevsimsel etkiye neden olur. Bölgesel akış sistemi, uzun mesafeli yüzey suyu akışları ve daha yüksek topografik eğimlerde düşük şarj seviyeleri ile geliştirilmiştir. Şarj ve deşarj seviyelerinin neden bölgesel seviyeden ziyade yerel seviyede daha fazla dalgalandığını açıklar. Bölgesel akış sisteminin yeniden doldurma veya boşaltma hızı araştırması, çevresel izleyici izotopları ve hidrokimyasal özellikler (büyük iyonlar ve ağır metaller) kullanılarak analiz edilebilir.
Farklı Yüzey Suyu- Yeraltı Suyu Etkileşimleri Türleri
Yeraltı ve yüzey suyu arasında çeşitli etkileşim türleri vardır. Kaybeden bir nehir, akıntı yönünde süzülerek akarken su kaybetmez, ancak buharlaşma, bitkilerin kullanımı ve insan faaliyetlerinin tüketimi yoluyla da su kaybedebilir. Bununla birlikte farklı yüzey- yeraltı suyu etkileşimleri türleri vardır ve bu türler aşağıdaki gibidir:
Akış veya atık akışı elde etme
Bu bağlamda, yeraltı suyu seviyesi nehri besleyen nehir yatağından daha yüksektir. Ayrıca, yüzey suyu taban seviyesine ulaştığında, akış bağlantısının kazanılmasıyla sonuçlanan yeraltı suyunun yüzey suyuna girmesi olarak da tanımlanabilir.
Akışı veya giriş akışını kaybetmek
Bu bağlamda, verilen yeraltı suyu seviyesi akış yatağından daha düşüktür, dolayısıyla yüzey suyu, yeraltı suyunu yeniden şarj eder. Kayıp akışlar bağlantısı, yeraltı suyu tablosuna bağlı veya bağlantısız olduğu iki türe ayrılır. Geçiş terimi, bağlı ve bağlantısız akışların durumunu tanımlamak için kullanılır. Doymamışlık bölgesi nehir yatağı arasında sığ bir yeraltı suyu tablosu ile geçiş halinde sunulur. Sığ ve derin su tablası ile bağlantısız akıntının ayırt edici etkileşimlerinin olduğuna dikkat edilmelidir.
Bağlantısı kesilen akışı kaybetme
Bu bağlamda, kanal ve bölgesel su tablası arasında tortuların doymamış bölgesi vardır, dolayısıyla sistemin hidrolik olarak bağlantısının kesilebileceği söylenebilir. Bağlantısız terimi, yeraltı suyu sisteminin şarj ve deşarj alışverişinin olmadığı bir sistemi önerebileceği için eleştirilmiştir. Bu nedenle, bağlantısı kesilmiş bir sistemin sızma hızı, maksimum kayıp koşulu veya akış boşaltma mekanizması olarak adlandırılır. Böylece, su tablası bağlantısız sistemde daha derinde ve geçiş bölgesinde sığ derinlikte oluşur.
Bağlı akışı kaybetme
Akış, aşağı doğru akarken su kaybeden bir akıştır. Su zemine nüfuz eder ve su tablası bir doymamışlık bölgesinin yokluğunda kanal seviyesinin altında yer aldığından yerel yeraltı suyu akışını yeniden doldurur.
Paralel akış
Bu etkileşim, akışın aşaması ve yeraltı suyunun yüksekliği eşit olduğunda meydana gelir.
Akış boyunca akış
Kanalın aşamasının bir kıyı tarafında yer altı suyundaki yük seviyesinden daha az ve karşı kıyı tarafında yer altı suyundaki yük seviyesinden daha büyük olduğu durumlarda, bu süreç bir akış geçişi olarak görülür. Bu etkileşim en sık olarak, akarsu düzlükleri durumunda kendi ekseni boyunca olan bölgesel yeraltı suyu akışına dik kesildiğinde meydana gelir.
Kaynakça:
waterencyclopedia.com/A-Bi/Aquifer-Characteristics.html
nationalgeographic.org/encyclopedia/aquifers/
researchgate.net/publication/326750565_Aquifer_Classification_and_Characterization
digitalatlas.cose.isu.edu/hydr/concepts/gwater/aquifer.htm
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu