2 HİDROLOJİK DÖNGÜSu, bazı doğal kuvvetler ve hava hareketleriyle atmosfer ile yer yüzündeki karalar ve sular arasında sistemli bir şekilde hareket etmektedir. Buna su döngüsü veya hidrolojik dolaşım denir. Güneş enerjisinin ısıtmasıyla ,çeşitli kaynaklardan atmosfere çıkan su buharı; yağmur, kar, dolu gibi yağış biçimleriyle yeniden yer yüzüne döner. Bu suyun bir miktarı yer altı sularına karışırken, daha büyük bir kısmı, göl ve deniz gibi kaynaklarda birikir.
3 HİDROLOJİK DÖNGÜ;Madde ve enerjinin değişim sistemidir.600 milyon yıldan beri devam etmektedirYeryüzünde içinde ve üstünde yaklaşık 1.36 milyar km3 su bulunmaktadır.Bu miktar neredeyse 1 milyar yıldır oldukça sabittir.Su döngüsü de, öteki tüm döngüler gibi süreklidir. Bitkiler de terleme ile su döngüsüne katılır. Yer yüzündeki bütün sular, su döngüsüne katılmaktadır. Yani, denizlerden buharlaşan su, yağış olarak yer yüzüne dönmekte, bir kısmı yüzeysel sularda birikip ,bir kısmı da yer altı sularına karışmaktadır. Yer altı sularının son toplanma yeri ise deniz ve okyanuslardır. Burada toplanan sular, su döngüsüne devam eder (uzun su döngüsü).
4 Deniz ve okyanuslardan buharlaşan suyun karalara geçmeden tekrar yağmur, kar, dolu, biçiminde deniz ve okyanuslara geçmesine kısa su döngüsü denir.Buharlaşma ve terleme yoluyla yükselen su, bulutlarda yoğunlaşır. Bunun sonunda da yağış oluşur. Yağış olarak geri dönen suyun bir kısmı yüzey sularında (göl ve denizlerde) depo edilir.Diğer kısmı yer altı sularına karışır. Toprağa giren su , yer altı suyu olarak tekrar denizlere akar. Bu şekilde su döngüsü tamamlanmış olur.
6 YERALTISULARI HİDROSFERİN GÖRÜNMEYEN KISMINI OLUŞTURUR Dünya sularının % sını oluştururDonmayan tatlı suların 97% sini oluştururDünya içme sularının 50% sini sağlarDünya sulama sularının 40% ını sağlarEndüstriyel kullanma Suyunun 25% ini sağlar
7 YERALTI SULARIYağışlarla yeryüzüne inen suların bir kısmı akışa geçer, bir kısmı buharlaşır, bir kısmı bitkiler tarafından tutulur ve bir kısmı ise toprağa sızar. Yeraltı sularının oluşabilmesi için yüzeysel suların yeraltına sızması gerekir. Yeraltına sızan sular geçirimsiz bir tabaka üzerinde birikir ve yeraltı sularını oluşturur. Yer altı suyu taşıyan tabakalara akifer adı verilmektedir. Yeraltı sularının kendiliğinden yeryüzüne çıktığı yerlere ise kaynak ismi verilir.Yeraltı suyu ve özellikleri ile ilgilenen bilim dalınaHidrojeoloji denir.
12 Elmalı Barajı Havzası Araştırma Sonuçları (BALCI 1956) Bitki Örtüsünün Toprağa Sızan Su Miktarına Etkisi% 18% 36% 56% 82% 64% 44OrmanÇayırÇıplak Alan
13 YERALTI SULARINI BESLEYEN KAYNAKLAR YağışlarAkarsu ve göllerEriyen kar ve buz sularıAyrıca, Sulamadaki fazlalıktan dolayı zemine sızan sulardanKanallardan sızan sulardanYeraltı suyunu beslemek için zemine verilen sulardan beslenir.Yeraltı suları kayaların çatlaklarından veya tabakaların yamaç, vadi, faylar tarafından kesildiği yerlerden, ya da çeşitli şekillerde insanların açtığı kuyulardan yeryüzüne çıkar.Yeraltı sularının kendiliğinden yüzeye çıktığı yerlere de “kaynak” (Göze, eşme, memba, pınar) denir.
14 YERALTI SUYU SEVİYESİNİN DEĞİŞİMİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER YAĞIŞYÜZEYSEL AKIŞBUHARLAŞMA-TERLEMEATMOSFER BASINCI DEĞİŞİMİGEL-GİTDEPREMİNSAN FAKTÖRÜ SONUCU OLUŞAN DEĞİŞİMLER
15 Yeraltısuları Yerüstü Suları Bileşimi değişkenDüşük mineral içeriğiBulanıklığı fazlaRenkliMikroorganizma varSertliği düşükDemir ve mangan içeriği düşükTat ve kokuBileşimi sabitYüksek mineral içeriğiBulanıklığı azRenksizMikroorganizma yok/azSertliği yüksekDemir ve mangan içeriği yüksek
16 Jeolojik unsurlara bağlı olarak yeraltı sularına karışan en önemli iyonlar Kalsiyum: yeraltısularına kalsit, aragonit, jips, anhidrit gibi silikatlı olmayan minerallerin ve anortit, piroksen ve amfibol gibi silikatlı minerallerdeki kalsiyumun erimesi ile karışır Magnezyum: Yeraltısularına çoğunlukla magnezyumlu kalker, dolomit ve serpantizasyon sonucu açığa çıkan magnezyum karbonatın eritilmesiyle karışır. Sodyum: Yeraltısularına en çok kil minerallerinin baz değişimi ve evaporitlerin bozunumu sonucu karışmaktadır Potasyum: Yeraltısularındaki potasyum miktarı potasyumlu minerallerin bozunumuna, duraylı potasyum minerallerinin oluşmasına (illit), iyon değişimine ve gözenek sularının yeraltısularını beslemesine bağlıdır Karbonat ve bikarbonat: Yeraltısularına çoğunlukla atmosfer ve topraktaki CO2 ve karbonatlı kayaçların erimesi ile karışmaktadır. CO3 ve HCO3 toplamı 500mg/l’den fazla olan ve yalnız CO3 miktarı 300mg/l’ye çıkan sular içilebilmektedir Klorür: Yeraltısularına deniz suyundan, evaporitlerden, yağmur ve kar sularından karışmaktadır. Sülfat: Yeraltısularına jips ve anhidritten karışmaktadır. Sülfür bileşikleri çeşitli reaksiyonlar sonunda oluşturdukları tat, koku, toksisite ve korozyon gibi problemleriyle önemli kirletici konumundadırlar.
17 YERALTI SULARININ SINIFLANDIRILMASI Yeraltı sularının kalitelerine göre tanımlanan sınıflar;Sınıf YAS I: Yüksek kaliteli yeraltı suları: Bunlar içme suyunda ve gıda sanayiinde kullanılabilen yeraltı sularıdır. Bu sınıfa giren yeraltı suları diğer her türlü kullanım amacına uygundur. Gerektiğinde uygun bir dezenfeksiyon işleminden sonra içme suyu olarak kullanılabilirler.Sınıf YAS II: Orta kaliteli yeraltı suları: Bir arıtma işleminden sonra içme suyu olarak kullanılabilecek sulardır. Herhangi bir arıtma işlemine gerek olmadan tarımsal su ve hayvan sulama suyu veya sanayide soğutma suyu olarak kullanılabilirler.Sınıf YAS III: Düşük kaliteli yeraltı suları:Bu suların kullanım yeri, ekonomik, teknolojik ve sağlık açısından sağlanabilecek arıtma derecesi ile belirlenmelidir.
18 Akifer;Suyun çok uzak mesafelere gitmesini sağlayan, yer altı sularını pınarlara ve kuyulara ileten gözenekli toprak ya da jeolojik oluşum.
19 Akifer “Boşlukları tamamen yeraltısuyu ile dolmuş olan, bu suyu bir noktadan diğerine iletebilen, tabanında geçirimsiz bir seviye ile sınırlanmış olan ve ekonomik değerde tatlı su verme özelliğine sahip jeolojik oluşumlar” olarak tarif edilebilir. Akifer, kısaca yerkabuğu içerisindeki su depolarıdır. Yeraltında irili ufaklı pek çok boşluk vardır. Yüzeysel sular topraktaki emilim işleminden sonra inebildiği en son noktaya yani yeraltı su tablasına kadar iner ve orada akifer denilen bu boşluklara (depolara) hapis olurlar. Eğer bu boşlukar içerisinde su sıkışık bir vaziyette bulunuyor ise yani akifer suya basınç uyguluyor ise böyle akiferlere ise basınçlı akifer denilir.
20 Akifer türleriJeolojik ortamlar yeraltısuları açısından 4 kümede toplanır 1. AKİFÜJ -(su tutmayan- geçirimsiz) 2. AKİKLÜD (su tutan fakat geçirimsiz) 3. AKİTARD Ortamlar; (düşük hızlıda olsa su iletimli) 4. AKİFER Ortamlar
21 Hidrodinamik koşullara göre akiferler üç’e ayrılır Serbest (Unconfined) akiferler Basınçlı (Confined) akiferler Tünek-Asılı (Perched) akiferler
22 Yeraltısuyu taban suyu değildir Yeraltısuyu taban suyu değildir. Ancak bazen akifer yapısı ve toprağın su ile doygun hale gelmesi halinde YAS tablası ve taban suyu birlikte çalışabilir.
28 KAYNAK ÇEŞİTLERİ VE ÖZELLİKLERİ Yamaç (Vadi) KaynağıYeraltına sızan suların bulunduğu tabakanın bir vadi tarafından kesilmesi ile oluşan kaynaktır. Genellikle vadi yamaçlarında görülür.
29 Karstik Kaynak (Voklüz) Karstik sahalarda kalker tabakaları arasındaki boşlukları doldurmuş olan yer altı sularının yüzeye çıktığı kaynaktır. Bol miktarda kireç içeren bu kaynakların suları genellikle sürekli değildir. Yağışlarla beslendikleri için karstik kaynakların suları soğuktur.
30 Fay KaynağıGeçirimli tabakalarda toplanan yeraltı sularının kırık hattını takip ederek yeryüzüne ulaşmasıyla oluşan kaynaklara fay kaynağı denir. Fay kaynaklarını suları genellikle sıcak olduğu için kaplıca ve ılıca adını alır.
31 GayzerVolkanik bölgelerde basınç altında ısınan yeraltındaki suyun, belirli aralıklarla fışkırması ile oluşan kaynaklardır . Yeni Zelanda ve İzlanda'da yaygındır.Yellowstone National Park Old Faithful geyser
32 Artezyen Kaynağıİki geçirimsiz tabaka arasında sıkışmış olan yeraltı sularının üstteki tabakanın delinmesine bağlı olarak fışkırarak yeryüzüne çıkan basınçlı yeraltı sularının oluşturduğu kaynaklardır.
34 Porozite ve Permeabilite Yeraltısuyu akım miktarı kayaçların iki özelliği ile kontrol edilirPorozite ve Permeabilite
35 Porozite (gözeneklilik) Porozite: kayaç içindeki boşlukların kayaç hacmine olan oranı olarak ifade edilebilir.Porozite, kayacın içerdiği su miktarıyla araştırılır. Sedimentler ve sedimanter kayaçlarda, prozite; tane boyuna, tanelerin şekline, boylanmaya, çimentolanmaya ve sıkılanma derecesine bağlıdır. Kaba taneli sedimanlar, ince taneli sedimanlara göre genellikle daha yüksek poroziteye sahiptir.
36 PERMEABİLİTE (Geçirimlilik): Gözenek boşluklarının içsel olarak birbirleriyle bağlantısının bir ölçüsüdür. Bir akışkanın gözenekli bir ortam içerisinden kolaylıkla nasıl geçebileceğini gösterir.Suyun bir yerden diğer bir yere iletilebilme özelliğidir. Bu da gözenekler arasındaki bağlantıyla ilişkilidir
37 Konglomera yüksek gözenekliliğe ve permeabiliteye sahiptir Granit düşük gözenekliliğe ve permeabiliteye sahiptir
38 Pek çok durumda düşük poroziteli materyaller düşük permeabiliteye de sahiptirler. Fakat yüksek poroziteli kayaçlar her zaman yüksek permeabiliteye sahip olmayabilirler. Gaz boşluklarına sahip olan Volkanik kayaçlar buna iyi bir örnektir. Bunun yanısıra, permeabilite değeri boşluk genişliğine ve boşlukların birbiriyle bağlantılı olmasına göre değişir. Geniş gözenekli ortamda sıvılar küçük olana kıyasla daha kolay geçer.
39 Yeraltı sularının neden olduğu jeolojik olaylar ÇÖKME Uzun süreli çekimin olduğu ve beslenmenin yetersiz oluğu bölgelerde yer çökmesi büyük bir problem oluşturur.Yeraltısuyu kayaçların gözenek ve boşluklarında bulunur ve destek görevi görür. Suyun gözeneklerden çekilmesi ile akiferi oluşturan taneler düzensiz bir şekilde sıklaşır.Yüzey çöktüğü zaman aynı zamanda yüzeydeki yapılarda zarar görür.
41 Yer altı suyu çekilmesi nedeniyle arazi oturmaları gerçekleşir.
42 suyu tarafından eritilmesi: Karstik yapılar Kayaçların yer altısuyu tarafından eritilmesi:Karstik yapılarSuyun bol olduğu yerlerdeözellikle karbonatlı kayaçlarkimyasal ayrışmaya uğrarlar.Karstik yapılarda karbonatlıkayaçların erimesi ve tekrardepolanması sonucu oluşurlar
49 Türkiye ‘de yeraltı kaynaklarının kullanım oranları
50 Yeraltından devamlı ve çok miktarda su çekilmesi sonucu su tablası önemli miktarlarda alçalır. Yeraltı suyu seviyesinin düşmesinde veya su tablasının alçalmasında, şehirleşme sonucu, yeraltı suyu beslenme alanlarının bina, asfalt yol vs. tesislerle kaplanması da önemli rol oynamaktadır. Örneğin, İstanbul’un batısındaki Çarpıcı artezyen havzasında, hem artan şehirleşme ile beslenme alanlarının daralması hem de endüstrinin sürekli artan su gereksiniminin karşılanması için kontrolsüz kuyu açılması sonucu yeraltı su seviyesinde önemli düşmeler meydana gelmiştir. Bu durum, daha önce de belirtildiği gibi kuyulardaki suyun seviyesinin düşmesine, hatta, onların kurumlarına yol açar. Bu arada, pompaj yoluyla su çekilen kesimlerde pompaj masrafları artar. Ayrıca bu durum, kıyı bölgelerinde, tuzlu deniz sularının akifere girmelerine, onları istilâ etmelerine neden olur. Bu gibi sorunların ortaya çıkabileceği sahalarda, yeraltından çekilen suyun belirli bir miktardan fazla olmamasına dikkat edilmesi gerekir. Herhangi bir aktiferden bu tür olumsuzluklara yol açmadan çekilebilecek maksimum su miktarına emniyetli verim denilmektedir.
51 Akiferden su kaybına etki eden faktörler Bitki kökleriyle kapiler zonun kesişmesi durumu: Su tablasının üzerinde su molekülleri kapiler kuvvetlerin etkisiyle kılcal gözenekler boyunca yükselmektedirler. Bitki kökleri ile bu kapiler zonun birleşmesi halinde bitkiler yeraltı suyunu kullanmaya başlarlar. Bazı çöl bitkilerinin kökleri yerin 10 m derinine kadar inebilmektedirler.Kapiler zonun yeryüzüne kadar uzanması durumu: Su tablasının yüzeye yakın olduğu bölgelerde kapiler zon yeryüzeyine kadar yükselebilmektedir. Bu durumda kapiler zondan doğrudan terleme ile su kaybı yaşanmaktadır.Su tablasının yeryüzü ile kesişmesi durumu: Su tablası çeşitli durumlarda yeryüzüne çıkabilmektedir.
52 Konya Havzası, kapalı bir havza olan bölgede, WWF'e göre aşırı yeraltı suyu kullanımı, 33 yılda Konya'da yeraltı su seviyesinde 14,3 metre düşürmüştür ve kuruma raporlarına göre 2008 yılında bölgede ruhsatlı kuyuya karşı, kaçak kuyu belirlenmiştir. Karapınar çevresinde son 33 yıl içinde ( ) 13’ü yılları arasında olmak üzere 19 çökme obruğu meydana gelmiştir.
53 Yeraltısularının Kirlenmesi DOĞAL NEDENLERYAPAY NEDENLER1-Evsel atıklardan deterjan, kanalizasyon vb. atıkların kimyasalları, 2-Tarımsal ilaç ile gübrelerden gelen pestisit, Azot bileşikleri vb. kimyasallar 3-Sanayi atıklarından gelen ağır metallerin kullanımı ve buzlu yollara atılan tuzlar, gübreler, lağım ve fabrika atık suları, suları dezenfekte etmek, sertliğini düşürmek, çürütmeyi ve bazı çökelmeleri önlemek (veya çökeltmeleri sağlamak) için kullanılan sodyumlu bileşiklerin yeraltısularına karışması ile yapay olarak sodyum zenginleşmesi izlenir. 4-Yeraltısuyu bulunduran havzalarda sondaj tekniğine uygun olmayan oldukça fazla kuyunun açılması ve işletilmesi ile koruma alanlarının belirlenmemiş olması1-Jeolojik formasyonlardan kirlenme: Tuzlu, jipsli, anhidritli, borlu ve turbalı formasyonlar içerdikleri yüksek miktardaki iyonlardan yeraltısularına girişim söz konusudur.2-Deniz suyu girişimi: aşırı pompaj veya yeraltısuyu işletmesi, çevre akiferlerden ve denizden akifer içerisine su girişimine neden olmaktadır.3-Kötü kaliteli akarsu, göl, bataklık etkileri: Sanayi ve evsel atıkların kontrolsüzce akarsu ve göl gibi yüzey sularına boşaltımı ile kirlenen bu suların yeraltısuyunu beslemesi halinde kirlilik oluşmaktadır4-Jeotermal alan etkileri: Jeotermal suların yeraltı suları ile girişimleri sonucu, tarımsal kullanımı da olumsuz etkileyen kirlenme ortaya çıkmaktadır.
54 YERLEŞİMSEL KAYNAKLAR Çöp depolama alanıEvsel atıksu iletim hattı ve depoma yeriMezarlıkDolgu zeminKışın tuzlanan yollarÇEVRESEL KAYNAKLARDeniz suyu girişimiKirlenmiş akarsu ve gölAçıkta yeraltı suyu akışıKirlenmiş hava ve çevreENDÜSTRİYEL KAYNAKLARFabrikaMaden kömür işletmesiTaş ocağı – petrol işletmePetrolün depolanmasıDoğalgaz üretim yeriAtık arıtma tesisleri
55 Yeraltı sularında kirlenmeye sebep olan elementler Arsenik: Genelde sülfür minerallerinin bozulması ve jeotermal alanlardan kaynaklanır Kurşun: Jeolojik unsurlardan K-feldispatlar ve mağmatik kayaçlardan, ayrıca endüstriyel atıklar vasıtasıyla da yeraltısularına ulaşabilmektedir Krom: Yeraltısularında az miktarda bulunmasına rağmen, atık sulara bağlı olarak besin zinciri ile insan vücudunda yüksek miktarlarda bulunabilmektedir. Nitrat: Doğal kökenli unsurlardan daha çok antropojen kökenli olarak (suni gübreler ve katı atıklar) karışmaktadır. İçme sularında olması gereken maximum nitrat sınırı 50mg/l’dir. Florür: Florür doğal sularda genellikle düşük konsantrasyonlarda bulunur. Ancak, volkanik kayalar, mika mineralleri (sirolit, florit, flor apatit) ve termal kaynaklar doğal sularda yüksek florür konsantrasyonlarına neden olmaktadırlar Demir: Jeolojik formasyonlardan ve demir içeren suni gübrelerden içme suyuna karışmaktadır. Mangan: Jeolojik formasyonlardan ve mangan içeren suni gübrelerden içme suyuna karışmakta
56 Yeraltısuyunun hareketi Yeraltısuyunun hareketi , direkt olarakÇeşitli boyalarİzotoplar (Carbon-14 vb)Kullanarak ölçülür.