Hidrojeoloji

Hidrojeoloji, yeraltındaki suyun dağılımı, hareketi ve kalitesi ile ilgilenen bir jeoloji dalıdır. Hidrojeoloji, yeraltı sularının oluşumunu, hareketini ve depolanmasını anlamakla ilgilenir. akifer, su içeren jeolojik oluşumlardır. Hidrojeologlar özelliklerini inceler kayalar ve suyun hareketini, yeraltı suyu ile yüzey suyu arasındaki etkileşimi ve insan faaliyetlerinin yeraltı suyu kaynaklarının kalitesi ve miktarı üzerindeki etkisini kontrol eden tortular. Hidrojeoloji, çok çeşitli çevresel, jeolojik ve mühendislik problemlerini ele almak için jeoloji, fizik, kimya, matematik ve mühendislikten yararlanan disiplinler arası bir alandır.

Su değerli bir doğal kaynaktır. Su olmadan Dünya'da yaşam olmazdı. Vücudumuzun üçte ikisi ağırlıkça sudan oluşur.

Su kaynakları gıda üretimi ve endüstriyel faaliyetlerin desteklenmesinde de önemlidir. Bitki örtüsünün yoğunluğunu ve dağılımını belirleyen en önemli faktör yağış miktarıdır (Fetter, 2001).

Tarım bazı çöllerde gelişebilir, ancak yalnızca yerden pompalanan veya başka bölgelerden ithal edilen suyla (Fetter, 2001).

Medeniyetler güvenilir su kaynaklarının geliştirilmesiyle gelişmiş ve daha sonra su kaynakları yetersiz kalınca çökmüştür (Fetter, 2001).

Bir kişi vücudun temel sıvılarını korumak için günde 3 litre (L) içme suyu gerektirir (Fetter, 2001).

İlkel insanlar kurak topraklarda, toplam günlük tüketimleri olarak bu miktardan biraz daha fazlası vardı.

New York'ta kişi başına günlük su kullanımı 1000 L'yi aşıyor; bunun çoğu endüstriyel, belediye ve ticari amaçlar için kullanılmaktadır (Fetter, 2001).

Kontrolsüz pompalama ile yeraltı suyunun aşırı kullanımı bazı sorunlara neden olabilir (Hiscock, 2005):

• komşu sondaj kuyuları ve kuyular üzerinde zararlı etkiler,
• toprak çökmesi,
• tuzlu su girişi,
• ve yüzey sularının ve sulak alanların kuruması.

Kimyasalların kontrolsüz kullanımı ve atıkların karada dikkatsizce bertaraf edilmesi yeraltı sularının kirlenmesine neden olmaktadır (Hiscock, 2005).

Yeraltı suyu kirliliğinin ana kaynakları:

• zirai kimyasallar,
• endüstriyel ve kentsel atıklar,
• madenlerden kaynaklanan atıklar ve proses atık suları,
• petrol sahası tuzlu su çukurları,
• sızdıran yeraltı depolama tankları,
• sızdıran boru hatları,
• lağım pisliği,
• ve septik sistemler

Hidrojeoloji Kapsamı

Hidrojeoloji, yer altı suyunun özellikleri, dağılımı ve Dünya'nın yeraltındaki hareketinin bilimsel çalışmasıdır. Jeoloji, hidroloji, kimya, fizik ve mühendislik unsurlarını birleştiren disiplinler arası bir alandır. Hidrojeolojinin kapsamı aşağıdakileri içerir:

1. Yeraltı suyu oluşumu ve mevcudiyetinin incelenmesi: Hidrojeologlar, yeraltı suyunun yeraltındaki oluşumunu, dağılımını ve mevcudiyetini inceler. Yeraltını keşfetmek için jeofizik araştırmalar, sondaj ve kuyu açma gibi çeşitli teknikler kullanırlar.
2. Yeraltı suyu akışı ve taşınması: Hidrojeologlar yer altı suyunun akışını ve taşınmasını inceler. Yeraltı suyu akışının yönünü ve hızını tahmin etmek ve kirleticilerin yeraltı suyunda taşınmasını simüle etmek için sayısal modeller kullanırlar.
3. Akifer karakterizasyonu: Hidrojeologlar, yeraltı suyunu depolayan ve ileten jeolojik oluşumlar olan akiferlerin özelliklerini karakterize eder. Hidrolik iletkenlik, geçirgenlik ve depolama katsayısı gibi akiferlerin hidrolik özelliklerini incelerler.
4. Yeraltı suyu kalitesi: Hidrojeologlar, kimyasal bileşimi ve kirleticilerin varlığı da dahil olmak üzere yeraltı suyunun kalitesini inceler. Pompalama testleri, slug testleri ve kuyu kaydı gibi yeraltı suyunu örneklemek ve analiz etmek için çeşitli teknikler kullanırlar.
5. Yeraltı suyu yönetimi: Hidrojeologlar, yeraltı suyu kaynaklarının yönetiminde önemli bir rol oynamaktadır. Sürdürülebilir kullanım ve yeraltı suyu kaynaklarının korunması için stratejiler geliştirmek için hidrojeoloji bilgilerini kullanırlar. Bu, kuyu sahalarının tasarlanmasını, yeraltı suyu yeniden şarjının yönetilmesini ve yeraltı suyu kirliliğinin kontrol edilmesini içerir.
6. Yeraltı suyunun yüzey suyuyla etkileşimi: Hidrojeologlar, yeraltı suyunun nehirler, göller ve sulak alanlar gibi yüzey suları ile etkileşimini inceler. Hidrojeoloji bilgilerini, yer altı suyunun yüzey suyu akışını sürdürmedeki rolünü anlamak ve su kaynaklarını sürdürülebilir bir şekilde yönetmek için stratejiler geliştirmek için kullanırlar.

hidrojeolojik araştırma

Hidrojeolojik inceleme, yeraltındaki suyun özelliklerini ve davranışını inceleme sürecidir. Bir bölgenin jeolojisi ve hidrolojisi, yeraltı suyunun miktarı ve kalitesi ve su kaynakları geliştirme ve yönetimi potansiyeli gibi hidrojeolojik sistem hakkında veri toplamak için çeşitli araç ve tekniklerin kullanılmasını içerir.

Hidrojeolojik araştırma, yeraltı suyu tedarik sistemlerinin planlanması ve tasarımı, madencilik veya endüstriyel faaliyetler için potansiyel su kaynaklarının belirlenmesi, yeraltı suyuyla ilgili çevresel etkilerin değerlendirilmesi ve iklim değişikliğinin potansiyel etkilerinin değerlendirilmesi gibi birçok uygulamada önemlidir. yeraltı su kaynakları hakkında

Hidrojeolojik araştırma, jeolojik haritalama, hidrolojik veri toplama, akifer testi, su kalitesi analizi ve yeraltı suyu akışının ve taşınmasının bilgisayar modellemesi gibi bir dizi faaliyeti içerebilir. Hidrojeolojik araştırmaların sonuçları, yeraltı suyu kaynaklarının sürdürülebilir kullanımı ve yönetimi hakkında bilinçli kararlar vermek için kullanılabilir.

Aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir hidrojeolojik incelemede yer alan birkaç adım vardır:

1. Çalışma alanının tanımlanması: Bir hidrojeolojik araştırmanın ilk adımı, çalışma alanının yeri ve sınırları da dahil olmak üzere çalışma alanını tanımlamaktır.
2. Veri toplama: Bir sonraki adım, çalışma alanının jeolojisi, hidrolojisi ve hidrojeolojisi hakkında bilgi toplamaktır. Bu, bölgenin jeolojisi, yüzey ve yer altı hidrolojisi ve yeraltı suyu kaynakları hakkında veri toplamayı içerebilir.
3. Verilerin Analizi: Toplanan veriler daha sonra çalışma alanındaki yeraltı suyunun oluşumunu ve hareketini anlamak için analiz edilir. Bu, jeolojik ve hidrolojik verilerin yanı sıra yeraltı suyu kaynaklarının kalitesi ve miktarına ilişkin verilerin analiz edilmesini içerebilir.
4. Kavramsal bir model geliştirme: Toplanan ve analiz edilen verilere dayanarak, çalışma alanındaki yeraltı suyu sisteminin kavramsal bir modeli geliştirilir. Bu model, yeraltı suyunun yer altında nasıl hareket ettiğini ve çeşitli faktörlerden nasıl etkilendiğini anlamaya yardımcı olur.
5. Modelin test edilmesi ve rafine edilmesi: Kavramsal model daha sonra yeraltı suyu sisteminin anlaşılmasını geliştirmek için daha fazla veri toplama ve analiz yoluyla test edilir ve rafine edilir.
6. Bulguların raporlanması: Bir hidrojeolojik araştırmanın son adımı, çalışma alanındaki yeraltı suyu kaynaklarının yönetimi ve kullanımına yönelik tavsiyeler de dahil olmak üzere, çalışmanın bulgularını rapor etmektir.

Hidrojeoloji ve İnsan İşleri

hidrojeoloji birçok yönden insan meseleleriyle yakından bağlantılıdır. İşte birkaç örnek:

1. Su temini: Hidrojeolojinin en önemli uygulamalarından biri, su temini için yeraltı su kaynaklarının değerlendirilmesi ve yönetilmesidir. Hidrojeologlar akiferleri araştırır ve karakterize eder, şarj oranlarını ve yeraltı suyu akışını tahmin eder ve akiferlerin farklı pompalama senaryolarına nasıl tepki vereceğini tahmin etmek için modeller geliştirir. Bu bilgiler su yöneticileri tarafından su tahsisi, kuyu yerleşimi ve pompalama oranları hakkında kararlar almak için kullanılır.
2. Kirletici taşınımı: Hidrojeologlar ayrıca yeraltı suyu kirliliğinin değerlendirilmesinde ve yönetilmesinde önemli bir rol oynar. Kirleticilerin yer altı sularındaki hareketini araştırır, kirleticilerin içme suyu kaynaklarına ulaşma potansiyelini değerlendirir ve kirlenmiş bölgeleri iyileştirmek için stratejiler geliştirirler. Hidrojeolojik araştırmalar genellikle endüstriyel alanlar, düzenli depolama alanları ve diğer kirlenmiş alanlar için çevresel alan değerlendirmelerinin bir parçasıdır.
3. Arazi kullanım planlaması: Hidrojeoloji, özellikle yeraltı suyu kaynaklarının kirlenmeye veya aşırı kullanıma karşı savunmasız olduğu alanlarda, arazi kullanım planlamasında önemlidir. Hidrojeolojik incelemeler, belirli gelişim türleri için uygun olan alanları (örn. konut, endüstriyel, tarımsal) ve ayrıca yeraltı su kaynaklarını korumak için imardan korunması gereken alanları belirleyebilir.
4. İklim değişikliği: Hidrojeoloji, iklim değişikliğinin yeraltı su kaynakları üzerindeki etkilerini anlamada da önemlidir. Yağış ve evapotranspirasyon kalıpları değiştikçe, yeraltı suyu şarj oranları ve yeraltı suyu akış kalıplarının etkilenmesi muhtemeldir. Hidrojeolojik araştırmalar, akiferlerin bu değişikliklere nasıl tepki vereceğini tahmin etmeye ve özellikle kuraklık veya diğer etkilere karşı hassas olan alanları belirlemeye yardımcı olabilir.

Genel olarak, hidrojeoloji, su kaynakları ve bunların insan faaliyetleri ile etkileşimi hakkındaki anlayışımıza katkıda bulunan önemli bir alandır.

Hidrojeoloji Tarihi

Hidrojeolojinin tarihi, yeraltı sularının kökeni ve hareketi ile ilgilenen Yunanlılar ve Romalılar gibi eski uygarlıklara kadar uzanır. Yeraltı sularının ilk kayıtlı bilimsel araştırması 15. yüzyılda Leonardo da Vinci tarafından yapılmıştır. Suyun Dünya'daki hareketinin güneşin ısısı ve yerçekimi tarafından yönlendirildiğini öne sürdü.

18. ve 19. yüzyıllarda hidrojeoloji alanında önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Bilim adamları, yeraltı suyu akışı ve yüzey suyu ile yeraltı suyu arasındaki ilişki hakkında teoriler geliştirmeye başladılar. Sondaj ekipmanı ve pompalar gibi yeni teknolojilerin geliştirilmesi, kuyuların inşasına ve yeraltı suyu seviyelerinin ölçülmesine olanak sağlamıştır. Bu, yeraltı su kaynaklarının nicelik ve kalitesinin daha iyi anlaşılmasına yol açmıştır.

20. yüzyılda hidrojeoloji, su kaynakları yönetimi ve çevre koruma için giderek daha önemli hale geldi. Jeofizik araştırmalar ve bilgisayar modellemesi gibi yeni tekniklerin geliştirilmesi, daha doğru ve verimli yeraltı suyu arama ve yönetimine olanak sağlamıştır. Günümüzde hidrojeologlar, yeraltı su kaynaklarının sürdürülebilirliğinin sağlanmasında ve çevrenin kirlenmeden korunmasında çok önemli bir rol oynamaktadır.

Hidrolojik döngü

Dünya gezegenimizde su katı, sıvı ve gaz olarak üç fazda bulunur.

Su döngüsü olarak da bilinen hidrolojik döngü, suyun dünya sistemlerinde hareket ettiği süreçtir. Döngü aşağıdaki adımları içerir:

1. Buharlaşma: Suyun, genellikle okyanusların, göllerin ve nehirlerin yüzeyinden veya yerden bir sıvıdan gaza dönüşme süreci.
2. Terleme: Suyun bitkiler tarafından emilip atmosfere salındığı süreç.
3. Yoğuşma: Atmosferdeki su buharının soğuyarak tekrar sıvı hale dönüşerek bulutları oluşturma süreci.
4. Yağış: Suyun atmosferden yağmur, kar, sulu kar veya dolu şeklinde düşmesi olayı.
5. Sızma: Suyun toprağa sızdığı ve toprak ve kaya tarafından emildiği süreç.
6. Akış: Toprağa sızmayan suyun dünyanın yüzeyinden aktığı ve sonunda akarsulara, nehirlere ve okyanuslara doğru yol aldığı süreç.

Hidrolojik döngü, yaşamın sürdürülmesi ve çeşitli ekosistemlerin desteklenmesi için önemli olan, dünya yüzeyindeki ve yerdeki suyun miktarının ve dağılımının düzenlenmesinde çok önemli bir rol oynar.

buharlaşma yüzey sularından (deniz, göl ve nehir) ve kara yüzeyinden gelen suyun ve terleme bitki örtüsünden üretir bulutlar.

Uygun meteorolojik koşullar oluştuğunda, yağış yağmur, kar vb. şeklinde oluşur ve karaya veya yüzeysel su kütlelerine düşer.

Bitki örtüsüyle kaplı araziye düşen yağışın bir kısmı bitkiler tarafından tutulabilir. Bu kısma denir durdurma.

Bu kısım genellikle atmosfere geri buharlaşır.

Bitkilerde tutulan suyun çok az bir miktarı yapraklardan yere düşer. Bu kısım olarak adlandırılır sonbahar boyunca.

Kara yüzeyine düşen yağış hidrolojik döngünün çeşitli yollarına girer.

Yağışın zemin yüzeyine ulaşan kısmı önce toprağı ve kayaları ıslatır.

Bizi Su geçici olabilir arazi yüzeyinde depolanan buz ve kar veya su birikintilerindeki su gibi. Bu olarak bilinir depresyon depolama.

Yağmurun veya eriyen karın bir kısmı arazi boyunca bir dere kanalına, göle veya denize akar. Bu denir kara akışı or yüzey akışı.

Yüzey toprağı veya kaya gözenekliyse, bir miktar yağmur veya eriyen kar toprağa sızacaktır. Bu süreç denir sızma.

Sızan suyun bir kısmı depolanır. Vadose Zone (Ya da havalandırma bölgesi).

Vadoz bölgedeki toprak ve kaya gözenekleri hem su hem de hava içerir.

Vadoz bölgesindeki suya denir. vadoz suyu.

Vadoz bölgenin en üstünde kuşağı bulunur. toprak suyu.

bazı bölümleri sular çöküntülerde, vadoz bölgede depolanır ve karasal akış olarak akar buharlaşır.

Bitkiler toprak suyunu kullanır ve daha sonra adı verilen bir işlemle atmosfere buhar olarak geçer. terleme.

Kara yüzeyinden, su kütlelerinden buharlaşma ve bitkiler tarafından terleme şu şekilde toplanır: bitki su tüketimi.

Toprağa veya kayaya giren su, üstteki vadoz bölgede yanal olarak hareket edebilir. yeraltı suyu tablosu daha düşük kotlara doğru.

Bu su denir iç akış or yer altı akışı.

Sızan suyun bir kısmı; ile yeraltı suyu tablasına ulaşabilir. süzülme, yeraltı suyu deposunu şarj edin.

Sonra su orada yatay olarak hareket eder ve yeraltı suyu akışı (Ya da taban akışı).

Yüzey, yer altı ve yer altı su akışları sonunda ulaşmak deniz gölü ve dere ve oradan tekrar atmosfere buharlaşır.

Belli bir derinlikte, toprağın veya kayanın gözenekleri suya doygundur.

üst doygunluk bölgesi denir su tablası (Ya da yeraltı suyu tablosu).

Doygunluk bölgesinde depolanan su olarak bilinir. yeraltı.

Yeraltı suyu hareketleri as yeraltı suyu akışı dünyanın kaya ve toprak katmanları aracılığıyla.

Yeraltı olarak boşalır bahar ya da sızıntı bir gölete, göle, dereye, nehre, denize veya okyanusa.

Şekil, ana rezervuarları ve suyun bir rezervuardan diğerine hareket edebildiği yolları göstermektedir.

magmatik su Yerkabuğunun derinliklerindeki magmalarda bulunur.

Magma yeryüzüne veya okyanus tabanına ulaşırsa, hidrolojik döngüde magmatik su suya eklenir (Fetter, 2001).

Hidrolojik süreçler nadiren insan faaliyetlerinden tamamen etkilenmeden çalışır; başka bir deyişle, insan faaliyetleri bu süreçlerde değişikliklere neden olur.

Ana değişikliklere neden olan faaliyetler hidrolojik süreçlerde;

• yapay yağış,
• bitki örtüsündeki değişiklikler (ağaçlandırma, ormansızlaşma, bitki örtüsü tipindeki değişiklik),
• kentleşme,
• akarsular üzerine baraj inşaatı,
• sulama,
• drenaj,
• yeraltı ve yüzey sularının çekilmesi.

Suyun Küresel Dağılımı

Tüm Dünya'daki su Denge halinde.Tuzlu su okyanuslarda

%97.25'ini oluşturmaktadır.Kara kütleleri ve atmosfer bu nedenle %2.75 içerir.Buzullar ve buzullar %2.05 tutunYeraltı 4 km derinliğe kadar %0.68,tatlı su gölleri 0.01,%Toprak nemi 0.005,% Nehirler % 0.0001 ve biyosfer %0.00004

Hakkımızda %75 karasal alanlardaki suyun buzul buz veya tuzlu.

Suyun kalan çeyreği karasal alanlarda, %98 is yeraltında saklanır.

Bir tek insanlar ve diğer biyota için mevcut olan çok az miktarda tatlı su.

Belirli bir rezervuardaki sabit su hacmini almak ve su ekleme (veya kaybetme) oranına bölmek, kalış süresi bu rezervuar için.

Bir su molekülünün hücrede geçirdiği süre okyanus ve deniz 4 000 yıldan fazla.

Göller, nehirler, buzullar ve sığ yeraltı suyu günler ile binlerce yıl arasında değişen ikamet sürelerine sahiptir.

Yeraltı ikamet süreleri yaklaşık 2 hafta ila 10 000 yıl arasında değişir ve daha uzundur.

için benzer bir tahmin nehirler yaklaşık 2 haftalık bir değer sağlar.

Lavabo Özellikleri

Havza özellikleri, bir havzanın veya nehir havzasının içindeki mevcut suyun miktarını ve kalitesini etkileyen fiziksel, jeolojik ve hidrolojik özelliklerini ifade eder. Bazı önemli havza özellikleri şunları içerir:

1. Boyut ve şekil: Bir leğenin boyutu ve şekli, suyun toplandığı alanı ve içinde depolanabilecek su miktarını belirler.
2. Topografya: Bir havzanın topografyası, suyun akış yönünü belirler ve yüzeysel akış oranını etkiler.
3. Jeoloji: Bir havzanın jeolojisi, mevcut olan ve yeraltı suyunun depolanmasını ve hareketini etkileyebilecek olan kaya ve toprak türlerini belirler.
4. Toprak özellikleri: Doku, yapı ve geçirgenlik gibi toprak özellikleri, suyun toprağa sızma oranını ve toprakta depolanabilecek su miktarını etkiler.
5. Bitki örtüsü: Bitki örtüsü, hidrolojik döngüde önemli süreçler olan sızma ve evapotranspirasyon oranını etkiler.
6. İklim: İklim, bir havza içindeki suyun miktarını ve dağılımını etkileyen sıcaklık, yağış ve evapotranspirasyon oranları ile hidrolojik döngüde önemli bir rol oynar.
7. Arazi kullanımı: Kentleşme veya ormansızlaşma gibi arazi kullanımı değişiklikleri, yüzey akışını, sızma oranlarını ve evapotranspirasyonu değiştirerek hidrolojik döngü üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

Referanslar

• Profesör Doktor. FİKRET KAÇAROĞLU, Ders Notu, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
• Domenico, PA, Schwartz, FW, 1990. Fiziksel ve Kimyasal Hidrojeoloji. John Wileyand Sons, ABD, 824 s.
• Fetter, CW, 2001. Uygulamalı Hidrojeoloji (Dördüncü Baskı). Prentice Hall, ABD, 598 s.
• Hiscock, K., 2005, Hidrojeoloji. Blackwell Yayıncılık, 389p.
• Younger, PL, 2007, Çevrede Yeraltı Suyu. Blackwell Yayıncılık, 318 s.
• Usul, N., Mühendislik Hidrolojisi. ODTÜ Matbaası, Ankara, 404 s.
• Newson, M., 1994. Hidroloji ve Nehir Ortamı. Oxford Üniv. Pres, Birleşik Krallık, 221 s.