Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 37

Araştırma Makalesi / Research Article

Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy () Akiferi Örneği

Stuyfzand Hydrogeochemical Modeling System: A case Study of Gümüşhaciköy (Amasya) aquifer

Arzu FIRAT ERSOY Karadeniz Teknik Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon.

Hakan ERSOY Karadeniz Teknik Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon.

Makale Geliş Tarihi: 2 Şubat 2008, Kabul Tarihi : 2 Mayıs 2008 Received: 2 February 2008, Accepted: 2 May 2008

Öz Doğada, su tiplerini belirlemek amacıyla geliştirilen yaklaşık 10 farklı sınıflama sistemi bulunmaktadır. Mevcut sınıflama sistemlerinin bir kombinasyonu olan Stuyfzand Sınıflama Sistemi, yeraltısuyu ortamının hidrojeokimyasal gelişimini belirlemede önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, Merzifon-Gümüşhacıköy Havzası sınırları içerisinde yer alan Gümüşhacıköy Akiferi'nin hidrojeokimyasal evrimini belirlemek amacıyla akiferde bulunan toplam 79 sondaj kuyusunda yapılan su kimyası analiz sonuçları değerlendirilmiş ve yeraltısuyu kimyasal gelişimi ortaya konmuştur. Akiferde yapılan yeraltısuyu örneklemesi 1951-1972 yılları arasını kapsayan 37 örnek ve 2003-2004 yıllarını kapsayan 49 örnekten oluşmaktadır. Çalışmanın sonucunda her iki örnekleme sonucunda geliştirilen hidrojeokimyasal model, Stuyfzand Sınıflama Sistemi'ne göre karşılaştırılarak yeraltısuyunun karakteristikleri ve hidrojeokimyasal gelişimi belirlenmiştir. Buna göre akiferde yıkanma NaHCO33 +'dan MgHCO +'ya doğru devam etmektedir. Gümüşhacıköy Akiferi'nin güney ve güneybatı kesimleri 1951-1972 yılları analiz sonuçlarına göre CaHCO3 su tipinden oluşurken 2003-

2004 yılları analiz sonuçlarına göre CaHCO3 + su tipindedir. Bir başka deyişle, ikinci analiz sonuçları yıkanma işleminin devam ettiğini göstermektedir. Stuyfzand Sınıflama Sistemi'nde açıklanan yıkanma işleminin Gümüşhacıköy Akiferi'nde batıdan doğuya doğru devam ettiği ve yeraltısuyu bileşiminin

CaHCO3 + su tipine doğru değiştiği belirlenmiştir.

Anahtar Sözcükler: Stuyfzand Sınıflama Sistemi, Hidrojeokimya, GümüşhacıköyAkiferi.

Abstract Approximately 10 different systems of classification of natural water types were developed. Stuyfzand Classification System combines some features of existing classifications with new, strongly diagnostic criteria for subdivision. And this classification plays very important role for determination of hydrogeochemical evolution of groundwater plain. In this study hydrochemical evolution of Gümüşhacıköy Plain was determined using Stuyfzand Classification System and totally 79 well water, 37 well water analyze results between 1951 and 1972, and 49 well water analyze results between 2003 and 2004, were compared with each other considering

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008 38 Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy (Amasya) Akiferi Örneği

this classification system. According to this classification system, the sequence concludes that freshening is going on from NaHCO33 + to MgHCO +. The south and southwest of the plain is formed

CaHCO3 water type according to the first analyses results but CaHCO3 + water type dominates the consequence of freshening to the second analyses results. Typical freshening is going on from west to east in time and the composition of the groundwater is turned into CaHCO3 + water type.

Keywords: Stuyfzand Classification System, Hydrogeochemistry, Gümüşhacıköy Aquifer.

GİRİŞ Yeraltısuyu sınıflama sistemleri kaynak Yeraltısuyu sınıflama sisteminin yönetiminde yaygın bir araç olarak Gümüşhacıköy Akiferi'nde uygulanması, kullanılmaktadır. Bu sistemden geniş ölçekte yeraltısuyunun özellikleri hakkında temel birçok farklı amaç için de yararlanılmaktadır. bilgilerin elde edilmesi ve yeraltısuyunu işletme Yeraltısularının sınıflama modeli ile ilgili takip stratejisinin belirlenmesi açısından önem edilen bir sistem yoktur ve bu nedenle sınıflama taşımaktadır. Gümüşhacıköy Akiferi'nde sistemleri kaynakların teknik özelliklerini yeraltısuyu tarımsal sulamada ve endüstride karakterize etmek veya amaç ve ihtiyaçları yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. belirlemek amacıyla geliştirilmiştir (Kreye ve Yeraltısuyuna olan gereksinimin her geçen gün diğ., 1998). artması ile onu korumak ve planlı bir işletim Sınıflama sisteminin geliştirilmesinde yönetimi oluşturmak ovada kaçınılmaz hale birçok faktör göz önünde bulundurulmak gelmiştir. Çünkü yerel ve bölgesel ölçekli akifer zorundadır. Sınıflama sistemi etkili ve çalışan sistemlerinde meydana gelen su kalitesi kuyular için avantajlı olmalı, bunun yanı sıra su problemleri günümüzde oldukça önemli bir kimyası veri seti yeni bir kuyu ve örnekleme sorun haline dönüşmüştür. Bu nedenle daha etkili programı gerektirmeyecek şekilde yeterli bir yeraltısuyu işletim programı belirlemek için olmalıdır. Teknik düzeyde, hidrojeolojide geniş yeraltısuyuna ait verilerin elde edilmesi ve etkili ölçekte fonksiyonel olmak zorundadır (Kreye ve karar verme tekniği uygulanması gerekmektedir. diğ., 1998). Günümüzde oldukça sınırlı hale gelen su Sınıflamanın en önemli amaçlarından bir kaynaklarını detaylı bir şekilde tanımlamak ve tanesi akiferin hidrojeokimyasal özelliklerinin farklı akifer tiplerini ortaya koymak için belirlenmesi ve akifere ait hidrojokimyasal sınıflandırma sistemleri ülkemizde kullanılmaya sınırların çizilebilmesidir. Sınflama var olan başlamıştır. Sistemin en önemli amaçlarından bir bilgilere dayandırıldığında, akifer sınırları kabul tanesi; akiferin haritalanması, yönetim, koruma edilebilir koşullar (yeterli bilginin olması ve iyileştirme yöntemlerinin belirlenmesidir. durumunda) ile genel yaklaşımlar (yeterli Yeraltısuyu sınıflama sistemi ile akifer gelişimi bilginin olmaması durumunda) arasında açısından farklı evreler ayrılabilmekte, varsa bulunmaktadır (Kreye ve diğ. 1998). yeraltısuyu kirlilik aşamaları belirlenebilmekte Sürekli yeraltısuyu kalitesi ve akifer hidrojeolojik açıdan ve su kullanımı araştırmalarının amacı, yeraltısuyunun açısından tanımlanabilmektedir. geçmişteki kalitesinin açık bir şeklide ortaya konması ve günümüzdeki özellikleri ile karşılaştırma imkanının bulunmasıdır (Nieto ve diğ., 2005). Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 39

Araştırma Makalesi / Research Article

MATERYALVE METOT Deresi'nin mevsimlik akış gösteren Köseler Gümüşhacıköy Akiferi'nde 2007 yılı itibarı ile Deresi ve İmirler Deresi olmak üzere iki ana tarımda sulama, içme ve kullanma suyu olarak kolu bulunmaktadır. kullanılmak üzere açılmış olan toplam 167 adet Çalışma alanı iklim özellikleri sondaj kuyusu bulunmaktadır. Bu kuyu sularının açısından Karadeniz ile İç Anadolu iklim 37 adedinde 1951-1972 yılları arasında Devlet kuşağı geçiş bölgesinde yer almaktadır. Yazlar Su İşleri tarafından kimyasal analizler sıcak ve kurak, kışlar ise soğuk ve yağışlı yapılmıştır. Bu çalışmada Stuyfzand Sınıflama geçmektedir. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Sistemi'nin uygulanmasında 1. aşamada bu ilk Müdürlüğü tarafından işletilen Merzifon analiz sonuçları kullanılmıştır. Daha sonra 2003- Meteoroloji İstasyonu'na ait 40 yıllık rasatların 2004 yılları arasında analizlerin bu makalenin ortalamasına göre; ortalama toplam yıllık yazarları tarafından yenilenmesi önerilmiş ve 49 yağış 417 mm, yıllık ortalama sıcaklık 11.33 C adet kuyuda kimyasal analizler tekrarlanmıştır. ve potansiyel buharlaşma 680 mm'dir (DSİ, 2003-2004 yılları arasında yürütülen örnekleme çalışmaları sırasında sondaj kuyularına ait su 2005). örnekleri 1000 ml'lik polietilen şişelerde pH Gümüşhacıköy Akiferi'nde 2006 yılı itibarı ile değeri 2'ye düşürülecek şekilde alınmıştır. Su toplam 167 adet sondaj kuyusu bulunmaktadır. örneklerine ait kimyasal analizler Devlet Su Bu kuyular Gümüşhacıköy Ovası'nda sulama İşleri VII. Bölge Müdürlüğü Kalite Kontrol ve suyu olarak, sanayi kuruluşlarında ve ovadaki Laboratuar Şube Müdürlüğü'nde yaptırılmıştır. yerleşim merkezlerinde içme ve kullanma Su örneklerinin sıcaklık arazide, pH ve suyu olarak kullanılmaktadır (Fırat Ersoy, Elektriksel İletkenlik değeri ise laboratuvarda 2007). ölçülmüştür. KARADENIZ ÇALIŞMAALANI Amasya SINOP Çalışma alanı Orta Karadeniz Bölümü içerisinde, Amasya İli'ne 35 km uzaklıkta ve PAZAR İli'nin 100 km güneybatısında bulunmaktadır. Havzanın beslenme alanı KARADENIZ

1/100.000 ölçekli Çorum G34 ve Çorum G35 Bafra paftaları içerisinde yer almakta ve 1060.44 2 Boyabat km 'lik bir havza alanını kapsamaktadır. Derbent Baraji Havzanın batısında yer alan Gümüşhacıköy İlçesi ve çevresindeki serbest ve basınçlı akiferden oluşan saha Gümüşhacıköy Akiferi, havzanın doğusunda yer alan Merzifon ilçesi ve Vezi rköprü Kavak yakın çevresindeki serbest akifer ise Merzifon K Merzifon Osmancik Gümüshaciköy Akiferi olarak isimlendirilmiştir. Merzifon Ladik 2 Akiferi 40.43 km Gümüşhacıköy Akiferi ise ÇALISMA ALANI 20 km 300.225 km2 'lik bir alanda yayılım AMASYA göstermektedir (Şekil 1). Havzada sürekli akış gösteren en Şekil 1. Çalışma alanının yer bulduru haritası önemli akarsu, akiferi batıdan doğuya doğru Figure 1. Location map of study area kat eden Gümüşsuyu Deresi'dir. Gümüşsuyu

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008 40 Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy (Amasya) Akiferi Örneği

JEOLOJİ Çalışma alanında yüzeylenen en yaşlı Döneminde konglomera, kumtaşı ve birim Paleozoyik yaşlı metamorfik kayaçlardır. kireçtaşlarından oluşan birim meydana Metamorfik birimler, killi şist, klorit şist, yeşil gelmiştir. Orta Eosen yaşlı birimin üzerinde Geç şist, mermer ve rekristalize kireçtaşlarından Eosen yaşlı andezit, tüf ve aglomeralar ile oluşmaktadır. Metamorfik kayaçlar üzerine Geç bunlarla arakatkılı kireçtaşı ve kumtaşı Jura-Erken Kretase yaşlı kalın tabakalı, fosilli, bulunmaktadır. Akiferde Miyosen döneminde oldukça sert ve çatlaklı kireçtaşlarından oluşan ince katmanlı kiltaşı ve mavi renkli marnlar birim gelmektedir. Erken Kretase yaşlı pembe oluşmuştur. Miyosene ait bu birimin üzerinde renkli, sert ve ince tabakalı kireçtaşları Jura Pliyosen yaşlı gevşek malzemeden oluşan kil, kireçtaşının üzerinde bulunmaktadır. Erken kum ve çakıl bulunmaktadır. Çalışma alanındaki Kretase yaşlı birimin üzerinde Geç Kretase yaşlı en genç birim Kuvaterner yaşlı alüvyonlardır. konglomera, marn arakatkılı ve fosilli kumtaşı, Altuğ ve Atalay (1974)'ten değiştirilerek kireçtaşı, tüf ve aglomara arakatkılı andezitler hazırlanan Gümüşhacıköy Akiferi'ne ait jeoloji bulunmaktadır. Çalışma alanında Orta Eosen haritası Şekil 2'de görülmektedir.

Şekil 2. Çalışma alanının jeoloji haritası Figure 2. Geological map of study area Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 41

Araştırma Makalesi / Research Article

HİDROJEOLOJİ Bu kuyulardan 154'ü ovada sulama ve sanayi Merzifon-Gümüşhacıköy Havzası'nda tesislerinde kullanılmakta, 13'ü ise yerleşim yeraltısuyu taşıyan birimler, Kuvaterner yaşlı ve yerlerinde içme suyu olarak kullanılmaktadır. ayrık şekilde bulunan blok, çakıl, kum ve kil 1951-1972 yılları arasında açılan kuyulardan 37 karışımından oluşan alüvyon ile Pliyosen yaşlı tanesine ait kimyasal analiz sonuçları gevşek ve tutturulmamış özelliğe sahip çakıl, değerlendirilerek Stuyfzand Sınıflama Sistemi kum ve kil boyutunda malzemeden oluşan oluşturulmuştur. Daha sonra 2001 yılında ovada Söğütlü Formasyonu'dur. Gümüşhacıköy revizyon çalışmaları başlamış ve akiferde yer Akiferi'nde yeraltısuyu Kuvaterner yaşlı alan 49 adet kuyuda Devlet Su İşleri VII. Bölge alüvyon ile Pliyosen yaşlı killi, kumlu ve çakıllı Müdürlüğü tarafından kimyasal analizler tekrar seviyelerde bulunmaktadır. Bu seviyeler yüksek yaptırılmıştır. 2003-2004 yıllarında yaptırılan 49 iletkenlik ve depolama özelliğine sahip olduğu adet kimyasal analiz sonucu kullanılarak için yeraltısuyunun depolanması ve iletilmesi Stuyfzand Sınıflama Sistemi tekrarlanmıştır. açısından önem taşımaktadır. Her iki sınıflama sistemi birbiri ile Gümüşhacıköy Akiferi'nin kuzey ve batı karşılaştırılarak Gümüşhacıköy Akiferi'nin kesimlerinde Pliyo-Kuvaterner yaşlı gevşek hidrojeokimyasal gelişim mekanizması yapılı malzemenin içerisinde geçirimsiz bir örtü belirlenmiştir. Çizelge'de Gümüşhacıköy tabakası bulunmadığı için akifer bu bölgede Akiferi'nde yer alan kuyulara ait kimyasal analiz serbest akifer özelliğindedir. Ovanın doğusuna sonuçlarına göre su örneklerinin pH, Elektriksel doğru gidildikçe Pliyo-Kuvaterner yaşlı İletkenlik (EC) ve Toplam Sertlik değerleri; malzemenin üzerinde geçirimliliği çok düşük Çizelge 2'de ise su örneklerinin majör anyon ve olan ve genellikle yüzeyden itibaren 210 m katyon değerleri yer almaktadır. derinliğe ulaşan kil örtünün varlığı sondajlar ile belirlenmiştir. Bu kil tabakanın kalınlığı akiferin orta kesimlerinden doğuya doğru gidildikçe artmaktadır. Gümüşhacıköy Akifer'i, İmirler Deresi, Köseler Deresi, Alıcık Deresi ve mevsimlik akış gösteren yan derelerin çevre formasyonlardan getirdikleri blok, çakıl, kum, silt ve kil boyutlu gevşek yapılı malzemeden oluşmaktadır. Gümüşhacıköy Akiferi'nde yeraltısuyu akım yönü İmirler Vadisi'nde kuzeybatıdan güneydoğuya doğru; Köseler Vadisi'nde güneybatıdan kuzeydoğuya doğru ve Gümüşsuyu Vadisi'ndebatıdan doğuya doğrudur (DSİ, 1973).

HİDROJEOKİMYA GümüşhacıköyAkiferi'nde hidrojeolojik amaçlı ilk çalışmalar Devlet Su İşleri tarafından 1951 yılında başlatılmıştır. Akiferde 2006 yılı itibarı ile 167 adet sondaj kuyusu bulunmaktadır.

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008 42 Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy (Amasya) Akiferi Örneği

Çizelge 1. Su örneklerinin pH, EC ve Toplam Sertlik değerleri (2003-2004 yıllarına ait) Table 1. pH, EC and total hardness value of the water samples (belong to 2003-2004 years)

Çizelge 2. Su örneklerinin kimyasal analiz sonuçları (2003- 2004 yıllarına ait) Table 2. Chemical analyze results of the water samples (belong to 2003-2004 years) Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 43

Araştırma Makalesi / Research Article

STUYFZAND SINIFLAMA açısından gruplandırılması verilmektedir. SİSTEMİ Stuyfzand Sınıflama Sisteminde su örneğinin Stuyfzand (1986), mevcut sınıflama ana türü belirlenirken Cl- içeriği dikkate sistemlerinin özelliklerini birleştirerek akifer alınmaktadır. Cl- (mg/l) içeriğine sular F ile H sistemlerine uygulanan hidrojeokimyasal arasında değişen farklı kodlarla tanımlanmakta sınıflama sistemi geliştirmiştir. Stuyfzand ve tatlı tipteki sulardan süper tuzlu sulara kadar Sınıflama Sistemi, bir akiferdeki farklı su isimlendirilmektedir (Çizelge 4). Sınıflama tiplerinin belirlenmesi esasına dayanmakta ve sisteminde su örneğinin türü belirlenirken yeraltısuyundaki katyon değişim prensibinin Toplam Sertlik değeri kullanılmaktadır. Su ortaya konması açısından önem taşımaktadır. Bu örneğinin sertlik değeri 5 ile 2560 (o F) arasında yöntem Stuyfzand tarafından ilk kez 1985 değişmekte ve suyun kodu X ile 9 arasında yılında kıyılardaki akiferlerde tatlı su-tuzlu su numaralandırılmaktadır. Buna göre sular çok girişimi nedeniyle katyon değişiminin meydana yumuşak su ile aşırı sert su arasında geldiği akifer sistemleri için geliştirilmiştir. Daha tanımlanmaktadır (Çizelge 5). Stuyfzand sonra 1986 yılında Stuyfzand bu sınıflama Sistemi'nde suyun alt türü belirlenirken suda sistemini tüm akifer sistemlerine uygulanabilir hakim olan anyon-katyon çifti dikkate duruma getirmiştir. alınmaktadır. Şekil 3'teki üçgen diyagramlar Bir akifer sisteminde su tipinin kullanılarak sudaki baskın anyon-katyon çifti belirlenmesi, su örneğinin başlıca ana tür, tür, alt belirlenmektedir. Sınıflama sisteminde suyun tür ve sınıf bileşenlerinin belirlenmesi esasına sınıfı katyon değişim kodu ile belirlenmektedir. dayanmaktadır. Stuyfzand Sınıflama Sistemi'nde Katyon değişim kodu hesaplanırken su 6 ana tür, 11 tür, 16 alt tür ve 3 sınıf bulunmakta örneğindeki (Na+K+Mg) için düzeltme ve su türlerinin farklı kombinasyonları ile 3168 yapılarak kodu belirlenmekte ve su örneği tür tanımlanabilmektedir. Doğada bu su (Na+K+Mg)fazla , (Na+K+Mg) eksik ve tiplerinin birçoğu bulunmamasına rağmen yine (Na+K+Mg)dengede olarak isimlendirilmektedir de karmaşık durumlarda ortaya çıkan su tipi (Çizelge 6). Stuyfzand Sınıflama Sistemi'nde yer sayısı gereksiz bir şekilde yüksek olmaktadır. Bu alan 4 sınıflama kriterine isimlendirme durumda karışıklığı önlemek için birçok su tipi yapıldıktan sonra bir su örneği için son birleştirilerek kullanılmaktadır. Çizelge 3'te bir isimlendirme Şekil 4'te görüldüğü gibi su örneğinin ana tür, tür, alt tür ve sınıf bileşenleri yapılmaktadır.

Çizelge 3. Stuyfzand Sınıflama Sistemi'nin 4 alt bölümden oluşan genel tablosu Table 3. The hierarchical structure of the classification system, with four levels of subdivision.

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008 44 Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy (Amasya) Akiferi Örneği

Çizelge 4. Cl- içeriğine göre su tipinin belirlenmesi Table 4. Determination of the first symbol for water type according to the Clcontent.

Çizelge 5. Toplam sertlik değerine göre su tipinin belirlenmesi Table 5. Determination of the second symbol for water type according to the total hardness.

Çizelge 6. Katyon değişim koduna göre su tipinin belirlenmesi Table 6. Determination of cation exchange code Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 45

Araştırma Makalesi / Research Article

(Al + H) + (Fe + Mn) SO+(NO+NO) 4 3 2

80 20 20 80 SO4 , NO 60 Al, Fe 40 40 3 60

40 60 60 40 Mix 20 Ca, Mg Na, K, 80 80 20 HCO3 Cl NH4 Ca + (Na + K) HCO3 + Cl Mg +NH CO3 80 60 40 20 4 20 40 60 80

- Ca+2 + Mg+2 Cl

Şekil 3. Su örneğindeki hakim anyon-katyon çiftinin belirlenmesi Figure 3. Subdivision of types on the basis of the proportional share of main constituents in the sum of cations (left) and anions (right) in meq/l

F 1 - C a H C O 3 +

deniz suyu düzeltmesi (Na+K+Mg) pozitif IV sinif

hakim anyon-katyon Ca - HCO3 III alt tür ayraç

toplam sertlik II (moderately hard) tür

Cl<150 mg/l I (fresh) ana tür

Şekil 4. Su tipinin kodlanması ve isimlendirilmesi Figure 4. Coding and explaining of a water type in 10 positions

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008 46 Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy (Amasya) Akiferi Örneği

STUYFZAND SINIFLAMA belirlenmiştir. Sınıflamada 2. sembol olarak SİSTEMİ'NİN GÜMÜŞHACIKÖY belirtilen Toplam Sertlik değerine akiferdeki AKİFERİ'NDE UYGULANMASI yeraltısuyunun “yumuşak” ile “çok sert” arasında değişim gösterdiği ve sertlik 1951-1972 Yılları Kimyasal değerlerinin “X” ile “3” arasında değişim Analizlerine Göre Yapılan Sınıflama gösterdiği belirlenmiştir. Stuyfzand Sistemi'nde Gümüşhacıköy Akiferi'nde ilk 3. sembol yeraltısuyundaki hakim anyon-katyon hidrojeokimyasal örneklemeler 1951-1972 çiftine göre belirlenmektedir. Buna göre yılları arasını kapsayan ve aynı zamanda ovanın yeraltısuyundaki anyon-katyon çiftinin Şekil ilk hidrojeolojik bulgularını da içeren çalışmalar 3'teki üçgen diyagramların kullanılması ile sırasında elde edilmiştir. Bu süre içerisinde CaHCO3 , NaHCO3, Na-karışım, Ca-karışım ve akiferde yer alan kuyulardan 37 adedinde NaSO4 , bileşiminde oldukları görülmektedir. örnekleme yapılarak bu örneklere kimyasal Sınıflamada kullanılan 4. sembol olan katyon analizler yapılmıştır. Kimyasal analiz değişim kodunun belirlenmesi Çizelge 6 sonuçlarında Stuyfzand Sınıflama Sistemi'nin kullanılması ile yeraltısuyunun (Na+K+Mg)fazla , gerektirdiği parametreler kullanılarak ilk verilere (Na+K+Mg)eksik ve (Na+K+Mg) dengede olduğu göre sınıflama sistemi oluşturulmuştur. belirlenmiştir. Sınıflama sisteminde kullanılan Styufzand Sınıflama Sistemi'nde ilk sembol ile bu 4 bileşen bir araya getirilerek Gümüşhacıköy - ifade edilen Cl içeriğine göre yeraltısuyunun Akiferi için Styufzand Sınıflama Sistemi tablosu “tatlı tip” su sınıfında olduğu diğer bir deyişle ve haritası elde edilmiştir (Çizelge 7, Şekil 5). tüm örneklerin “F” karakteri ile tanımlandığı

Çizelge 7. Gümüşhacıköy yeraltısuyunun 1951-1972 kimyasal analiz sonuçlarına göre hazırlanan Stuyfzand Sınıflama Sistemi tablosu Table7. Stuyfzand classification system of Gümüşhacıköy well waters according to 1951-1972 analyses results Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 47

Araştırma Makalesi / Research Article

Şekil 5. Gümüşhacıköy yeraltısuyunun 1951-1972 kimyasal analiz sonuçlarına göre hazırlanan Styufzand Sınıflama Sistemi haritası Figure 5. Stuyfzand classification system map designed according to 1951-1972 water analyses results of Gümüşhacıköy groundwater Tablo 7'de görüldüğü gibi akiferde birçok tatlı yeraltısuyunun girişi ile katyon değişimi su sınıfı bulunmaktadır. Pratikte bu sınıflamada meydana gelmiş ve akiferin orta kesimleri F1-

CaHCO3+ ve CaHCO3f tipinde olan sular iki ayrı CaHCO33 +, batısı F2-CaHCO + ve güneybatısı f su tipi olarak ve toplam sertliği 1 ve 2 numaralı F2-CaHCO3 su tipine doğru değişim olan sular tek su tipi olarak düşünülebilir. göstermiştir. Gümüşhacıköy Akiferi'nde

NaHCO3+ tipindeki sularda ise X ve 0 sertlik su yeraltısuyu akım yönünün kuzeybatıdan ve sınıfları bir sınıf olarak kabul edilebilir. güneybatıdan doğuya doğru olduğu Sınıflama böylece daha genel hale gelmektedir. düşünüldüğünde yeraltısunudaki yıkanmanın Buna göre akiferde elde edilen FX,F0- yeraltısuyu akım yönü ile uyumlu olarak geliştiği

NaHCO33 +, F1,F2-CaHCO + ve F1,F2,F3- görülmektedir. Akiferin doğu ve f CaHCO3 sınıfında bulunan su tiplerinin akiferin güneydoğusunda yeraltısuyu FX,F0-NaHCO3 + genelini oluşturduğu görülmektedir. su tipi ile karakteristiktir.

Şekil 5'te görüldüğü gibi Gümüşhacıköy 1951-1972 yılları arasını kapsayan Akiferi'nin kuzey ve kuzeybatı kesimlerinde yeraltısuyu örneklemesi ile hazırlanan Stuyfzand yeraltısuyu F2-CaHCO3 + su tipindedir. Havzaya Sınıflama Sistemi sonuçlarına Göre

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008 48 Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy (Amasya) Akiferi Örneği

GümüşhacıköyAkiferi'nde tipik bir başlamaktadır. Na++ , K ve Mg ++ gibi denizel yıkanmanın hakim olduğu ve bu yıkanmanın koşulları ifade eden katyonlar yıkanma akiferin batısından başlayarak doğusuna doğru sonucunda ortamdaki Ca++ konsantrasyonunu geliştiği görülmektedir. artması ile birlikte azalmaya başlar. Na+ iyonu Ca++ ile yerdeğiştirmesi sonucunda ortamda Na+ Kil mineralleri yüzeyinde adsorbe olan iyonu azalırken Ca++ iyonu artmaya tuzlu su koşulları ortama tatlı suyun girişi ile tatlı başlamaktadır. Katyon değişim işlemi; su koşullarına dönüşmektedir. Böylece kil f NaCl NaCl+ N a H C O33 + M g H C O + mineralinin yüzeyinde bulunan Na++ , K ve Mg ++ CaHCO +CaHCO f katyonları Ca++ katyonu ile yer değiştirmekte ve 33 Şeklinde meydana gelmektedir. Buna bunun sonucunda yeraltısuyunda NaHCO + ve 3 göre NaHCO +, MgHCO + ve CaHCO + CaHCO + su tipleri oluşmaktadır. 33 3 3 yıkanma işlemi sonucunda oluşan su tipleridir. Gümüşhacıköy Akiferi'nde NaHCO3 + ve f CaHCO3 + , su tipinin hakim olduğu ve 2003-2004 Yılları Kimyasal yeraltısuyu akım yönü de dikkate alındığında Analizlerine Göre Yapılan Sınıflama akiferde yıkanmanın doğuya gidildikçe arttığı Gümüşhacıköy Akiferi'nde yapılan ilk belirlenmiştir. Akiferde yeraltısuyu kimyasal örneklemelerin ardından ovada 2001 bileşimindeki değişim katyon değişiminin yılında ayrıntılı hidrojeoloji çalışmaları sonucunda meydana gelmektedir. Katyon başlamıştır. Bu çalışmalar sırasında, 2003-2004 değişimi ovanın batısında son aşamada yıllarında akiferde bulunan 49 adet kuyuda bulunmaktadır ve bu bölgede yeraltısuyu kimyasal analizler yenilenmiştir (Çizelge 8). f CaHCO3 +, tipindedir. Akiferin doğusunda ve Elde edilen kimyasal analiz sonuçları yeniden güneydoğusunda ise katyon değişimi henüz Stuyfzand Sınıflama Sistemi'nde devam etmektedir ve bu bölgede yeraltısuyu değerlendirilerek akifere ait hidrojeokimyasal

NaHCO3 + tipinde bulunmaktadır. gelişim aşamaları belirlenmiştir. Stuyfzand Sınıflama Sistemi'nde 1. Bir akiferde yıkanma gerçekleşebilmesi sembol olan Cl- içeriğine göre akiferdeki için başlangıç şartlarının SNaClf olduğu kabul yeraltısuyunun “tatlı tip” su sınıfında olduğu, 2. edilmektedir. Bu durumda ortam, ilksel deniz sembol olan toplam sertlik değerine göre ise suyu ile karakterize edilmekte ve deniz suyunda yeraltısuyunun “çok yumuşak” ile “çok sert” beslenmenin etkisiyle yıkanma işleminin arasında değiştiği belirlenmiştir. Sınıflamada 3. gerçekleşmesi ile deniz suyu koşulları S sembol olan baskın anyon-katyon çiftine göre ise (tuzlu)'den F(tatlı)'ye doğru değişim akiferdeki yeraltısuyunun NaHCO3, MgHCO3 göstermektedir. Deniz suyunun yıkanması; ve CaHCO3 tipinde olduğu görülmektedir. S(Tuzlu) Bs(Az tuzlu-tuzlu) B(Az tuzlu) Sınıflama sisteminde 4. sembol olan katyon Fb(Tatlı-az tuzlu) F(Tatlı) değişim koduna göre yeraltısuyu akiferin şeklinde gerçekleşmektedir. tamamında (Na+K+Mg)fazla tipinde Yıkanma işleminde ikinci aşama kil bulunmaktadır. Böylece Stuyfzand Sınıflama minerallerinin katı matriks yüzeyinde Sistemi Gümüşhacıköy Akiferi'nde yeni gerçekleşen katyon değişimi prosesidir. Kil analizler için tekrar hazırlanarak yeraltısuyunun mineralinin yüzeyi değiştirici rol oynamakta ve hidrokimyasal değişimi yeniden haritalanmıştır gözeneklerdeki tuzlu su yıkanmaya (Şekil 6). Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 49

Araştırma Makalesi / Research Article

Haritada görüldüğü gibi Gümüşhacıköy Akiferi'nin batısı tamamen F1,2,3-CaHCO3 + su tipinden oluşmakta iken, akiferin doğusunda dar bir alanda FX,0-NaHCO3 + su tipinin hakim olduğu görülmektedir.

Çizelge 8. Gümüşhacıköy yeraltısuyunun 2003-2004 kimyasal analiz sonuçlarına göre hazırlanan Stuyfzand Sınıflama Sistemi tablosu Table 8. Stuyfzand classification system of Gümüşhacıköy well waters according to 2003-2004 analyses results

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008 50 Stuyfzand Hidrojeokimyasal Modelleme Sistemi: Gümüşhaciköy (Amasya) Akiferi Örneği

Şekil 6. Gümüşhacıköy yeraltısuyunun 2003-2004 kimyasal analiz sonuçlarına göre hazırlanan Styufzand Sınıflama Sistemi haritası Figure 6. Stuyfzand classification system map designed according to 2003-2004 water analyses results Gümüşhacıköy groundwater Jeoloji Mühendisliği Dergisi 31 (2) 2007 - 32 (1) 2008 51

Araştırma Makalesi / Research Article

KARŞILAŞTIRMAVE SONUÇLAR analiz sonuçlarına göre yeraltısuyunda meydana

Merzifon-Gümüşhacıköy Havzası gelen yıkanma sonucunda CaHCO3 + su tipine içerisinde yer alan Gümüşhacıköy Akiferi'nde dönüştüğü belirlenmiştir. Her iki harita 1951-1972 yılları arasında gerçekleştirilen ilk karşılaştırıldığında akiferde yıkanmanın zaman hidrojeokimyasal örnekleme çalışmalarından içerisinde batıdan doğuya doğru yeraltısuyu elde edilen analiz sonuçları Stuyfzand Sınıflama akım yönüne uygun olarak devam ettiği ve su

Sistemi'nde değerlendirilmiş ve akifere ait tipinin CaHCO3 + su tipine doğru geliştiği ortaya hidrojeokimyasal sınıflama belirlenmiştir. Buna konmuştur. göre Gümüşhacıköy Akiferi'nin kuzey kesimlerinde yeraltısuyunun F2-CaHCO3 + su KAYNAKLAR tipinde olduğu, akiferin orta kesimlerinde F1-

CaHCO33 +, batısında F2-CaHCO + ve DSİ, 2006.Yıl Sonu Faaliyet Raporu,İşletmeBakım Şube Müdürlüğü, Samsun. güneybatısında ise F2-CaHCO3 su tipine doğru değişim gösterdiği belirlenmiştir. DSİ, 1973. Merzifon-Gümüşhacıköy Ovası Gümüşhacıköy Akiferi'nde yeraltısuyu akım Hidrojeolojik Etüt Raporu, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Jeoteknik Hizmetler yönü batıdan, kuzeybatıdan ve güneybatıdan veYeraltısularıDairesi Başkanlığı,Ankara. doğuya doğru gerçekleşmektedir. Akiferin doğu Fırat Ersoy, A., 2007. Gümüşhacıköy (AMASYA) ve güneydoğusunda yeraltısuyu FX,F0- Akiferi'nin Yeraltısuyu Akım Modeli. NaHCO + su tipinden oluştuğu düşünüldüğünde 3 Karadeniz Teknik Üniversitesi akiferdeki yıkanmanın yeraltısuyu akım yönü ile Fen Bilimleri Enstitüsü.,Doktora Tezi,182s uyumlu olduğu görülmektedir. (Yayınlanmamış). Gümüşhacıköy Akiferi'nde 2002-2003 Kreye, R., Ronneseth, K., Wei, M., 1998. An yıllarında yapılan ikinci örnekleme aquifer classification system forgroundwater çalışmalarından elde edilen kimyasal analiz management in the British Columbia, sonuçlarına göre ovada yeraltısuyu için yeniden Ministry of Environment, Lands and Parks haritalama çalışması yapılmış ve akiferdeki Water Management Division, Hydrology hidrojeokimyasal gelişim mekanizması Branch Privince of British Columbia. Stuyfzand Sınıflama Sistemi'ne göre Matthess, G., 1982. The properties of belirlenmiştir. Buna göre akiferin batısında groundwater, John Wiley & Sons, NewYork,406 pp. yeraltısuyunun F1,2,3-CaHCO3 + su tipinden oluştuğu, doğuda dar bir alanda ise FX,0- Nieto, P., Custodio, E., Manzano, M., 2005. NaHCO + su tipinin hakim olduğu belirlenmiştir. Baseline groundwater quality: a European 3 approach, Environmental Science and Policy, Gümüşhacıköy yeraltısuyu için 399-409. Stuyfzand Sınıflama Sistemi'ne göre hazırlanan Stuyfzand, P.J.,1985. Hydrochemisty and iki harita karşılaştırıldığında önceki analiz hydrology of the coastal dunes between sonuçlarına göre NaHCO + su tipinde olan 3 Egmond Wijk aan Zee, KIWA report, gölgenin sonraki analiz sonuçlarında MgHCO3 + SWE-85-012, 205 pp.Stuyfzand, P.J., su tipine dönüştüğü belirlenmiştir. Bu da akiferde 1986. New hydrochemical classification of yıkanma etkisinin NaHCO33 +'ten MgHCO +'e watertypes: principles and application to the doğru ilerlediğini göstermektedir. Yine ilk analiz coastal dunes aquifer system of the sonuçlarına göre akiferin güneyi ve güneybatısı Netherlands, Proceedings 9th Salt water

CaHCO3 su tipinden oluşmakta iken sonraki Intrusion Meeting, Delft 12-16 May 1986, 641-655

Geological Engineering 31 (2 ) 2007 - 32 (1) 2008