CANSU SONDAJ
SU KAYNAKLARI VE
JEOFİZİK
1. Yeraltı Suyu, Önemi ve İstifade
Şekilleri
Yeryüzüne düşen yağmur ve eriyen kar
sularının derelerden akarak göllere veya denizlere ulaştığını
hepimiz biliriz.
Yeryüzünde buharlaşarak atmosfere çıkan ve bulutları oluşturan su daha sonra
yoğunlaşarak
tekrar yeryüzüne dönmektedir. Buna yağış diyoruz. İşte bu yağışların bir kısmı
sel olarak
göl veya
denizlere gitmekte, bir kısmı bitkiler tarafından emilmekte, bir kısmı tekrar
buharlaşmakta, bir
kısmı ise
geçirimli yer katmanlarına sızmaktadır. Bizi ilgilendiren yeraltı suyu işte
böyle geçirimli yer
katmanlarına
sızarak oluşmaktadır.
Bir sahada yeraltı suyu vardır
diyebilmek için üç ana koşulun bir arada olması gerekir:
1. Beslenme sahası, yani yağmur
sularının üzerine düşerek yeraltına bir kısmının sızacağı saha.
2. Poröz yani boşluklu bir ortam. Bu
ortam kum, çakıl gibi taneli formasyonlar veya kaya çatlakları
olabilir.
Kayalar içerisinde yeraltı suyu taşımaya en uygun olanı kireç taşlarıdır.
Atmosferden bir miktar
CO2 alan
yağmur suyu kireçtaşı üzerine düştüğünde yatay tabaka ve düşey çatlakları olan
kireçtaşına
sızmakta ve
zaman içerisinde çok büyük boşluk sistemlerini oluşturmaktadır.
Bu sistemlerde
yeraltı nehirleri, gölleri bile meydana gelebilmektedir. Bu sistemlere karstik
sistem
denilir ve
bunlar yeraltı sularının en bol bulunabileceği ortamları teşkil ederler.
3. Üçüncü ana koşul ise boşluklu veya çatlaklı
ortama sızan suların yeraltında depolanabileceği,
birikebileceği
bir yapının var olmasıdır. Bütün bu şartları en iyi anlatmanın yolu içine kum
ve çakıl
doldurulmuş
bir banyo küvetidir. Burada banyo küvetinin yüzeyi geçirimsiz tabakayı, kum ve
çakılın üst
yüzeyi
beslenme sahasını, içindeki kum-çakıl boşluklu ortamı (yani akiferi), banyo
küvetinin yapısı ise
rezervi yani
yeraltı suyu deposunu oluşturur (Şekil 2).
Bu örnek bazı ana kavramları kolayca
anlatmak için verilmiştir. Esasında olay tabiatta çok daha
karmaşıktır.
Yeraltı suları dinamik bir yapıya sahiptir, beslenir, depolanır, boşalır. Su
tablasının belli bir
eğimi vardır
ve toplanan su belli bir istikamete hareket ederek membaları beslemektedir.
Yeraltı suyu banyo küveti örneğinde
olduğu gibi her zaman serbest bir şekilde bulunmaz, genellikle
hapsedilmiş
ortamlarda bulunur. Bunlara mahpus (hapsedilmiş) yeraltı suyu denir. Yani suyu
tutan tabaka
(akifer) iki
geçirimsiz zon arasında sıkışmıştır. Şekil 3'te görüleceği gibi böyle sahalarda
açılan sondaj
kuyularında su
seviyesi yükselecektir. Suyun kuyu ağzından akması halinde artezyen, daha
aşağılarda
kalması
halinde ise semi-artezyen kuyular denir.
Kısaca bilgi verdiğimiz yeraltı suyu
kaynakları, dünya nüfusunun artması sebebi ile sulama, içme suyu,
kullanım suyu
ve sanayi suyu rezervleri olarak her geçen gün önem kazanmaktadır. Özellikle
yer üstü
sularının
kifayetli olmadığı ortamlarda her geçen gün yeraltı suları daha çok kullanılır
hale gelmektedir.
Tabii yeraltı suyu rezervleri bitmek
tükenmek bilmeyen veya yoktan var olan zenginlikler değildir. Her
havzanın
yıllık beslenmesi ve çekilebilecek emniyetli su miktarı çok yaklaşık olarak
hesaplanabilmektedir.
Bu etütler sonucunda;
1. Sahada
yeraltı suyunun bulunup bulunmadığı,
2. Suyun
çıkabileceği derinlik,
3. Yeraltında
suyu tutan tabaka,
4. Suyun
tuzluluk (NaCl), acılık (CaSO4) veya diğer kirlenmelere maruz kalıp kalmadığı,
dolayısıyla işe
yarayıp
yaramayacağı anlaşılabilmektedir.
Böylece boş yere yatırım yapılması
önlenmiş olur. Buda milli ekonomiye katkı demektir. Özellikle sahil
kesiminde
deniz suyu girişimi tehlike teşkil ettiğinden rastgele sondaj kuyuları
açılmamalıdır.
2. Kuyu Sondajı
Yeraltındaki su, maden, petrol gibi
zenginliklerden istifade amacıyla açılan dar ve derin kuyulara sondaj
kuyusu
diyoruz. Yeraltı suyundan istifade amacıyla açılan sondaj kuyuları üçe ayrılır;
1. Çakma Kuyular,
2. Darbeli sistemle
açılan kuyular,
3. Rotary
sistemle açılan kuyular;
Çakma kuyular yumuşak alüvyon arazilerde
yeraltı suyunun satıha yakın olduğu ve tek filtre ile netice
alınabilen
akiferin kum çakıl gibi temiz seviyelerden teşekkül ettiği durumlarda iyi
neticeler
verebilmektedir. Ucuz ve basit bir yöntem olup çakılan borunun içinden klapeli
beyler kovası ile
tabandaki
malzeme boşaltılarak boruyu sağa sola oynatarak istenilen seviyeye indirmek
suretiyle
açılmaktadır.
Büyük molozlar balta denilen özel aletlerle kırılmaktadır.
Darbeli sistem sondaj kuyuları kireçtaşı
gibi sağlam zeminlerde açılmaktadır. Sistem çakma
kuyulardakine
benzer ve ucuzdur. Ancak uzun sürede açılması sistemin terk edilmesine neden
olmuştur.
Çamur sirkülasyonlu
Rotary sondaj en yaygın sistemdir. Matkap, drill-collar denilen ağırlık ve
tijlerden
ibaret sistem
döndürülmekte ve çamur sirkülasyonu ile matkabın
soğutulması, kesilen parçaların dışarıya
atılması ve
kuyunun göçmemesi temin edilmektedir. Rotary sondaj makinesinin kuyu sondajına
başlamadan
yapılması gereken en önemli işlem teraziye alınmasıdır. Makine mekanik veya
hidrolik
krikolarla
kaldırılır, önden ve arkadan takozlanır ve her iki istikamette teraziye alınır
(Şekil 4). Bazı
sağlam olmayan
zeminlerde zaman içinde meydana gelebilecek oturmalara mani olmak için beton
platformlar
hazırlanmaktadır.
Eğri delinmiş kuyular üzerinde önemle
durmak gerekir, ideal olan düşeyden sapmamış kuyu olmakla
beraber,
pratikte her kuyuda bir miktar sapma vardır. Düşeyden sapmış kuyularda teçhiz
borusu hiç
inmeyebilir
veya bir tarafa sürterek iner. Bu durumda çakıl zarfı tek taraflı ve yetersiz
olmakta (Şekil 5)
ve kuyu
cidarına yaslanan filtre borusundaki delikler tıkanmakta, bu kısımdaki kil keki
atılamadığından
su girişi
azalmakta ve randıman düşmektedir. Eğri kuyularda daha teçhiz borusu
indirilirken kopmalar
meydana
gelebilir. Boru indirilse bile kuyunun silt çekmesi
önlenemez. Bu yüzden kuyuda zaman içinde
dolgular
meydana gelir, pompa aşınır, verim düşer ve randıman alınamaz. Kuyunun
sapmaması için DC
(drill-collar,
yani ağırlık) ve stabili zerler kullanılmakta dar
çaplı pilot delikler açılarak daha sonra
hole-opener
denilen tarama matkapları ile genişletilmektedir. Yukarıdan pull-down denilen
hidrolik
baskılı
makinelerde sapma çok daha fazla olmazdadır. Sert ve yumuşak formasyonların
münavebeli yer
aldığı
sahalarda, molozlu formasyonlarda ve jeolojik tabakaların yatay olmadığı
durumlarda sapmalar daha
kolay olur.
3. Sondaj Kuyularında Teçhiz
Delme işlemi bitirildiğinde kuyunun
teçhizine sıra gelmektedir. Her bir metre derinlikte alınan kırıntı
numuneler
değerlendirilerek filtre boruların konulacağı yerler kararlaştırılır. Pratik
bir ifade ile teçhiz
borusunun
rahatça indirilebilmesi ve kuyu cidarı ile boru arasındaki boşluğa yeterli
çakıl zarfı
yerleştirilebilmesi için kuyu çapı teçhiz çapının en az iki misli olmalıdır.
Örneğin kuyuya 8 5/8" teçhiz
borusu
indirilecek ise kuyu çapı en az 15" olmalıdır.
Sondaj boruları kuyu teçhizinde
kullanılan PVC veya metal kökenli borulardır. PVC borular ile genellikle
sacdan imal
edilen metal borular arasında tercih yapılırken sahanın özelliği ve yeraltı suyunun
kimyasal
analizi
dikkate alınmalıdır. Kalite bozukluğunun söz konusu olduğu sahalarda, tuzlu,
acı ve PH dengesi
bozuk olan
asit karakterli sularda sac borular problem yaratmakta ve genellikle kısa
sürelerde çürüyüp
paslanıp
kullanılmaz hale gelmektedir. Ayrıca bu borular özellikle içme suyu kuyularında
kirlenmelere de
sebep
olmaktadır. Bunun yanı sıra PVC boruların en sakıncalı özelliği kolayca
kırılması ve bükülmesidir.
Bu borularla
teçhiz edilmiş kuyularda eğrilikler meydana gelebilmektedir.
Teçhiz sırasında önemli bir konu da
borunun kuyuya ortalanmasıdır. Özellikle PVC teçhiz borularında
ortalayıcı
yayların kullanılması zorunludur. Sac teçhiz boruları daha rijit
olmakla beraber bu tip borularda
da ortalayıcı
(merkezleyici) yaylar kullanmakta büyük fayda vardır.
PVC borularla teçhiz edilecek kuyularda
özellikle şu hususlara dikkat edilmelidir:
1. PVC boru kullanımı kalitesi bozuk,
asit karakterli sahalarla sınırlı kalmalıdır.
2. Akma ve
göçme olaylarının sıkça meydana geldiği konsolide
olmamış, bağlantısız formasyonlarda yan
basınçlar çok
fazla olabileceğinden bu nevi sahalarda kullanılması sakıncalı görülmektedir.
3. Bu
boruların teçhizi sırasında mutlaka ortalayıcı yaylar (Centrelizer)
kullanılmalıdır.
4. Yıkama ve çakıllama esnasında boru askıda tutulmalıdır.
5. Pompa
montajında ve demontajında dikkatli davranılmalı
hareketler yumuşak ve yavaş olmalıdır.
6. Özellikle
pompa monte edilmiş kuyularda dışarıdan düşebilecek ufak bir somun bile
pompanın
çekilmesi
sırasında kuyu teçhiz borusunun yırtılmasına neden olabileceğinden kuyu ağızı sağlam bir
şekilde
kapatılmalıdır.
Metal borular genellikle çelik sacdan
imal edilmektedir. Bunun yanı sıra paslanmaz çelik borular da
kullanılmakta
ancak çok pahalı olduğu için tercih edilmemektedir. Sac borular manşonlu veya
kaynak
ağızlı
olabilir. Daha sağlam, daha rijit borular olup kolay kolay kopmaz, eğrilmez ve bükülmezler. Bu
boruların
teçhizde kullanılması durumunda dikkat edilecek hususlar;
1. Her şeyden önce boru imal edilecek
sac TSE standartlarına uygun olmalıdır.
2. Et
kalınlığı boru çapına uygun olarak 4-6-
3. Kaynak ağızı açılmış olmalıdır.
4. Boruda
ovallik olmamalı, kaynaklar muntazam olmalıdır.
5. Borunun uç
kısımları düzgün olmalıdır.
4. Yıkama ve Çakıllama
Kuyularda yıkama işlemi temiz su ile ve
tabandan itibaren yapılır. İdeal yıkama Şekil 6'da gösterilen
çalkalama pistonu
ile yapılır. Piston en alttaki filtre borusunun hemen üzerine kadar indirilir
ve pompa ile
su
basıldığında tabandan itibaren kuyu cidarına su gittiğine böylece emin
olunabilir. Şekil 7'de bu durum
gösterilmiştir. Yıkama işleminin sonuna doğru kuyu çakıllanır.
Pratikte, kullanılan çakıl, 5-
çapında
yuvarlak sert taşlardan oluşmuş, yıkanmış ve elenmiş olmalıdır, ayrıca suda
erimemelidir.
Çakıllamanın faydaları
aşağıda sıralanmıştır:
1. Kuyu cidarının yıkılmasını önler.
2. Silt, kum, kil gibi malzemelerin filtre yarıklarını
tıkamasına mani olur.
3. İnce
malzemelerin kuyu cidarı boyunca inerek tabandaki filtreyi tıkamasına mani
olur.
4. Yine ince
malzemelerin, filtre etrafına yığılıp su girişine mani olmasını önler.
5. Akifer
tabakalardaki ince malzemelerin inkişaf sırasında dışarıya atılması nedeniyle
meydana gelen
boşlukları
önler ve yıkıntılara mani olur.
5. İnkişaf
Sondajı tamamlanmış kuyuda yapılan
temizlik ve geliştirme işlemlerine inkişaf denir. Yaygın olarak kuyu
inkişafı için
basınçlı hava kullanılır. Ancak daha önce bahsi geçen çalkalama pistonu en
faydalı aletlerden
birisidir.
Çalkalama pistonu, kuyu çapından 1" küçük çapta 3 adet kolay kırılmayan ve
kopmayan ağaç
disk arasına,
kuyu çapında kesilmiş 2 adet köselenin konulması ile yapılır. Yapılması ve
kullanılması
kolaydır.
Takımın ucuna bağlanan piston en alttaki filtre borusunun hemen üzerindeki
kapalı boru
içerisinde
aşağı yukarı hareket ettirilerek filtre karşısındaki formasyona
tıpkı bir emme basma tulumba
gibi tesir
ederek gözlerin açılmasını sağlar. Bu işlem bütün filtrelere yukarıya doğru
uygulanır. Neticede
kuyuda
dolgular meydana geleceğinden basınçlı hava ile temizlik ve inkişafa devam
edilir.
Hava ile inkişaf Şekil 8'de görüldüğü
gibi uygun inkişaf takımı ile yapılır. Teçhiz borusunun kolon borusu
gibi
kullanılarak kuyuya sadece hava borusu indirilmesine açık inkişaf, kolon borusu
ve hava borusunun
beraber
indirilmesine kapalı inkişaf diyoruz. Her iki durumda da inkişaf takımının su
içerisinde kalan
kısmının
toplam takım uzunluğuna oranı %60 olmalıdır. Bu durumda randıman alınabilir.
İnkişaf işlemi
uygun
kompresör ile ve kuyudan temiz su alınıncaya kadar devam eder.
İnkişaf işlemi derinkuyu
pompaları ile aşırı pompaj yapılarak da olabilir. Bu yöntem ancak statik su
seviyesinin
kuyu tabanına yakın olduğu ve havalı inkişafın netice vermediği durumlarda
uygulanmalıdır.
Anlatılanların dışında, özellikle
kireçtaşı gibi formasyonlarda asit, patlayıcı madde ve
kimyasal
yöntemlerle de
inkişaf işlemi yapılabilmektedir.
6. Pompa Tecrübeleri
İnkişaf işleminden sonra sondaj
kuyularının hidrolik özelliklerini tespit amacıyla su verim deneyleri
yapılmalıdır. İnkişafta
alınan ön bilgiler ışığında uygun motopomp monte edilerek kuyudan su çekilmesi
ve izlenmesine
pompa tecrübesi diyoruz. Tecrübe iki şekilde yapılır:
1. Sabit debili pompa tecrübesi,
2. Kademeli
pompa tecrübesi,
İdeal olanı her iki şekilde de
tecrübenin yapılmasıdır. Elde edilen bilgiler neticesinde istihsal kuyusunun
azami
randımanla çalıştırılması ve uygun motopompun seçilmesi sağlanır.
7. Kuyu Logu
Kuyu logları
sondaj kuyularının açılması esnasında karşılaşılan tüm olayların ve uygulanan
tüm işlemlerin
ayrıntılı yer
aldığı bir bilgi formudur. Bir kuyu logunda; açılış
tarihi, açan makina, kuyunun yeri, çapı,
teçhiz planı,
geçilen formasyonlar, inkişaf ve pompa tecrübesi
değerleri ile kimyasal ve bakteriyolojik
analiz
neticeleri yer alır. Kuyu logları, kuyunun işletme
safhasındaki olaylar ve karar açısından büyük
önem taşır.
Kuyu logu, pompa seçiminde, zaman içinde meydana
gelebilecek dolguların, debi
azalmalarının
nedenleri ve çözümleri hakkında doğru kararlar alınmasına aynı zamanda her
türlü tahlisiye
işleminin
doğru yapılmasına yardımcı olur.
8. Pompa Montajı
Her hangi bir sondaj kuyusuna pompa
seçilmesinden önce kuyu logu dikkatli incelenmelidir.
Ancak
uygulamada
kuyu sahibine log bile verilmediğine sıkça
rastlanmaktadır. Bu nedenle sağlıklı bilgiler elde
edilememekte
ve uygun pompa sezorluklar ortaya çıkmaktadır. Bu
durumda şu hususlara dikkat
edilmelidir:
1. Kuyu çapı ve derinliği tahkik
edilmelidir. Bunun için iki ucu konik sağlam yapılmış bir mastar kuyuya
sağlam bir
iple sarkıtılabilir. Bunun çapı kuyu çapından 1" küçük olmalıdır. Böylece
kuyu çapı, kuyudaki
kaynak
çapakları veya borudaki ezilmeler tahkik edilmiş olur. Ayrıca kuyuda eğrilikler
varsa fikir
verebilir.
2. Teçhiz
borusunun yüzeyde etrafı incelenerek kuyu çapı hakkında fikir edinilebilir.
Ayrıca çakıllamaya
bakılır.
3. Kompresörle
temizlik ve inkişaf yapılıp yapılmadığı tetkik edilir.
4. Kimyasal
analizler incelenir, yoksa fikir sahibi olmaya çalışılır. Ayrıca kuyudan temiz
su alınıp
alınamayacağı,
silt sorunu bulunup bulunmadığı tetkik edilmelidir.
Yapılan bu incelemeler sonucunda yine
de sağlıklı
bilgiler alınamıyorsa yeniden kompresörle temizlik ve inkişaf yaptırılmalıdır.
Pompa tecrübesi
yok ise
inkişaf değerlerinden bir neticeye gidilebilir.
Kaynak: Abdurrahman
TAŞLI (Jeofizik Mühendisi, Ankara - Ocak 1996)
URL:
http://www.laynebowler.com.tr/yeralti.htm
TÜRKİYE'nin TOPRAK ve SU KAYNAKLARI
TOPRAK KAYNAKLARI (
milyon ha )
Türkiye'nin Yüzölçümü (İzdüşüm
Alanı)..........................................................
.77,95
Tarım Alanı........................................................................................................
28,05
Sulanabilir
Alan.................................................................................................25,75
Ekonomik
Olarak Sulanabilir
Alan....................................................................8,50
Sulamaya
Açılan Alan (1997 yılı başı brüt
alan)...............................................4,543
DSİ'ce işletmeye açılan alan( 1997 yılı başı net alan
).....................................2,072
SU KAYNAKLARI
Ortalama ( aritmetik ) Yıllık Yağış..................................................................
Türkiye'ye
düşen ortalama yıllık yağış miktarı...............................................501,0
km3
YERÜSTÜ SULARI
Yıllık yüzey akış miktarı.................................................................................186,05
km3
Yıllık
yüzey akış / Yağış
oranı........................................................................
...0,37
Yıllık
tüketilebilir su miktarı...........................................................................
.95,00 km3
Fiili
yıllık tüketim..........................................................................................
..29,55 km3
YERALTI SULARI
Yıllık çekilebilir yeraltı suyu rezervi.................................................................12,3
km3
( Yıllık
güvenilir verim)
DSİ'ce tahsis edilen yıllık
miktar.................................................................... 8,8
km3
Fiili
yıllık tüketim...............................................................................................6,0
km3
1.
1 km3 = 1 milyar m3
2.
1997 yılında yaklaşık
3.
1998 yılında yaklaşık
TÜRKİYE'DEKİ 26 NEHİR HAVZASININ YILLIK ORTALAMA VERİMLERİ
|
Havza Adı |
Havza Numarası |
Ortalama yıllık akış (km3) |
Potansiyel oranı % |
(***)Ortalama yıllık verim (1/s/km2) |
|
Fırat Havzası (*) |
21 |
31.61 |
17.0 |
8.3 |
|
Dicle Havzası (**) |
26 |
21.33 |
11.5 |
13.1 |
|
Doğu Karadeniz Havzası |
22 |
14.90 |
8.0 |
19.5 |
|
Doğu Akdeniz Havzası |
17 |
11.07 |
6.0 |
15.6 |
|
Antalya Havzası |
09 |
11.06 |
5.9 |
24.2 |
|
Batı Karadeniz Havzası |
13 |
9.93 |
5.3 |
10.6 |
|
Batı Akdeniz Havzası |
08 |
8.93 |
4.8 |
12.4 |
|
Marmara Havzası |
02 |
8.33 |
4.5 |
11.0 |
|
Seyhan Havzası |
18 |
8.01 |
4.3 |
12.3 |
|
Ceyhan Havzası |
20 |
7.18 |
3.9 |
10.7 |
|
Kızılırmak Havzası |
15 |
6.48 |
3.5 |
2.6 |
|
Sakarya Havzası |
12 |
6.40 |
3.4 |
3.6 |
|
Çoruh Havzası |
23 |
6.30 |
3.4 |
10.1 |
|
Yeşilırmak Havzası |
14 |
5.80 |
3.1 |
5.1 |
|
Susurluk Havzası |
03 |
5.43 |
2.9 |
7.2 |
|
Aras Havzası |
24 |
4.62 |
2.5 |
5.3 |
|
Konya Kapalı Havzası |
16 |
4.52 |
2.4 |
2.1 |
|
Büyük Menderes Havzası |
07 |
3.03 |
1.6 |
3.9 |
|
Van Gölü Havzası |
25 |
2.59 |
1.3 |
5.0 |
|
Kuzey Ege Havzası |
04 |
2.09 |
1.1 |
7.4 |
|
Gediz Havzası |
05 |
1.95 |
1.1 |
3.6 |
|
Meriç - Ergene Havzası |
01 |
1.33 |
0.7 |
2.9 |
|
Küçük Menderes Havzası |
06 |
1.19 |
0.6 |
5.3 |
|
Asi Havzası |
19 |
1.17 |
0.6 |
3.4 |
|
Burdur Gölleri Havzası |
10 |
0.50 |
0.3 |
1.8 |
|
Akarçay Havzası |
11 |
0.49 |
0.3 |
1.9 |
|
TOPLAM |
|
186.05 |
100.0 |
|
(*)
Fırat nehri anakol yıllık akışı 30.25km3'dür.
(**)
Dicle nehri anakol yıllık akışı 16.24km3'dür.
(***) Bu
değerler havzaların en mansabındaki baz istasyon
akışlarından elde edilmiştir.
Kaynak: DSI Genel
Müdürlüğü