Büyük Menderes havzası Yukarı Göksu kesiminin hidrojeoloji incelemesi

Abstract

VI- ÖZET İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Uygulamalı Jeoloji programında doktora tezi olarak `Büyük Menderes Havzası Yukarı Çürüksu Kesiminin hidrojeoloji İncelemesi` hazırlanmıştır. Yaklaşık 2000 km2 lik bir bölgede jeolojik, hidrolojik ve hidrojeolojik amaçlı çalışmalar yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir: İnceleme alanının 1/25 000 ölçekli jeoloji haritası hazırlanmıştır. Daha sonra 1/100 000 ölçekli haritaya aktarılmıştır. Bölgede, paraotokton. allokton ve gençotokton olmak üzere üç tektonik birlik ayırdedilmiştir. Paraotokton birimleri. Paleozoyik'e ait Göktepe ve Yeniköy formasyonundan oluşmaktadır. Bu birimler üzerine Menderes masifinin örtü kayaçlar olan Mesozoyik yaşlı Karateke ve Kılıçtepe formasyonları gelir. Senoniyen-Paleosen döneminde allokton konumlu Batı Anadolu irapları (Elmalı); Honaz formasyonunun sevileri, Gereme formasyonunun dolomitleri ve Çökelez formasyonunun kireçtaşlan üzerinde Menteşe ofıyolitleri ve önünde Bozkaya melanjı olduğu halde inceleme alanına yerleşirler. Bu birimler üzerine Tersiyerdeki gençotokton, akarsu ve göl çökelleri: Eosen yaşlı İnceler formasyonu, Oligosen yaşlı Dağdere ve Çambaşı formasyonları, Pliyosendeki grabenleşmeyle birlikte Kızıldere, Sazak ve Acıdere formasyonları, Kuvaternerde Gökdere formasyonu ve alüvyon yeralırlar. Hazırlanan gölgeli kabartma haritadan, bölgesel ölçekli tektoniğin gelişimi, fayların ve graben oluşumunun inceleme alanına etkileri; jeoloji haritalarıyla da korele edilerek yorumlanmıştır; İnceleme alanım. Büyük Menderes-Gediz ve Baklan grabenlerinin kesiştiği bir bölgede yeralmaktadır. B. Menderes grabeni yaklaşık D-B, Gediz grabeni KB-GD ve Baklan grabeni KD-GB doğrultuludur. İnceleme alanındaki hakim kırık, eklem ve çatlak sistemleri de bu doğrultulara parelellik göstermektedir. Gediz ve Büyük Menderes grabenlerinin kesişmesiyle Pamukkale ve Karahayıt jeotermal sistemleri; Baklan ve B. Menderes grabenlerinin kesişmesiyle de Çürüksu jeotermal sistemi oluşmuştur. Çürüksu havzasında dorukağlannın uzanımına ve topoğrafık yükselimlere bağlı olarak iki farklı yağış tipi bulunmaktadır. Akdenizden gelen ve bol nem taşıyan cephe sistemleri, Sarayköyden Denizli-Honaz'a doğru yükseklikle artan bir yağış görülür. Daha kuzeydeki Çardak-Baklan-Çal ve Güney'e doğru tersine yükseklik arttıkça yağışta bir azalma gözlenir. Çünkü güneydeki yüksek sıradağlar boyunca yağışın çoğunu bıraktığından kuzeye çok az yağış düşmektedir. Çürüksu havzasına -164-düşen yağış miktarları, bölgedeki 12 yağış gözlem istasyonunun 1964-93 yıllan arasındaki kayıtlan kullanılarak Theissen poligon, eş yağış eğrileri, aritmetik ortalama ve yağış-yükselti ilişkisiyle hesaplanmıştır. Buna göre inceleme alanındaki yıllık ortalama yağış miktar 560 olarak hesaplanmıştır. Yıllık toplam buharlaşma değeri Denizli istasyonunda Class A pan tavasıyla 855 mm ölçülmüştür. Bölgesel ölçekli buharlaşmanın hesaplanmasında bu konuda etkin olduğu kabul edilen, Thornthwaite, Turc ve Klörür yöntemleri ile hesaplanmıştır. Bilanço hesaplamalarında Klörür yöntemiyle bulunan 444 mm buharlaşma-terleme değeri kullanılmıştır. Arazi çalışmalar sırasında yapılan gözlem ve ölçümler sonunda jeolojik birimler, 6 hidrojeolojik birime ayrılmış ve 1/100 000 ölçekli olarak haritalanmıştır. Buna göre inceleme alanında: Geçirimli taneli ortam: genellikle çakıl ve kumdan oluşan, yeraltısuyu verimlilik derecesi iyi-zengin akifer. Az geçirimli-taneli ortam: genellikle çakıltaşı, kumtaşı, kiltaşı ve silttaşından oluşan ve yeraltısuyu verimlilik derecesi orta akifer. Erimelifkarstik) kaya ortamı; mermer, dolomit ve kireçtaşından oluşan yeraltısuyu verimlilik derecesi iyi- karstik akifer. Kırıklı. çatlaklı, az erimeli kaya ortamı: genellikle kireçtaşı, marn ve travertenden oluşan yeraltısuyu verimlilik derecesi orta-az karstik akiferlerdir. Yerel geçirimli-geçirimsiz ortamlar; genellikle çakıltaşı. kumtaşı, çamurtaşı. silttaşı ve kiltaşından oluşan, yeraltısuyu verimlilik derecesi zayıf-verimsiz akiferlerdir. Geçirimsiz ortamlar; şist, şeyi, ofiyolit, melanj ve volkanitlerden oluşan, yeraltısuyu içermeyen-verimsiz kayaçlardır. Bölgede bariyer oluşturan geçirimsiz birimler, yeraltısularını konumlarına bağlı olarak yönlendirmektedirler. Göktepe formasyonunun şistleri içerisindeki kuvarsit ve mermer bantlan, Karahayıt ve Pamukkale bölgesinde KB-GD ve K-G yönlü fayların kesiştiği noktalarda kırılıp, parçalanarak, kayaçlar ikincil gözeneklilik kazandırmışlardır. Şistler, Acıpayam ovasındaki ve Ortaca dağındaki karstik birimleri tabandan sınırlayarak yeraltısularını Çürüksu ovasına yönlendirmektedir. Aynı şekilde Honaz dağında devrik ve yatık bir antiklinalin çekirdeğini oluşturan Honaz sevileri de, karstik Karateke ve Kılıçtepe formasyonlarım alttan sınırlayarak yeraltısulan Gökpınar havzasına Karateke'ye doğru yönlendirmektedir. İnceleme alanında, kırıklı, çatlaklı ve az erimeli kaya ortamım oluşturan; Sazak formasyonu ve travertendir. Birim, graben ana faylar ile kademeli olarak 400 m` den fazla çökmesi ve ova sınırında Karateke ve Çökelez formasyonlarının kireçtaşlarıyle dokanak oluşturur. Ova tabanında yaygın akiferi oluşturan birim bu konumu nedeniyle; Çökelez, Honaz ve Malıdağındaki karstik yeraltısularının -165-toplandığı bir çanak görüntüsü vermektedir. Formasyon, süreksizlikler etkisi ve değişken kalınlığı ile hemen tüm kaynakların çıkış noktasını oluşturmaktadır. Genellikle Sazak formasyonunun kireçtaşlar ile birlikte yeralan traverten, oldukça büyük bir alanda yaklaşık (150 km2) yayılım gösterir. Yoğun tektonizma etkisi ile oluşan kırık, eklem, çatlak ve faylar boyunca erime boşlukları gelişmiştir. Haydarbaba düdenleri. Kelkaya düdeni Gemili düdeni bu birimdeki karstlaşmanın güzel örnekleridir. Çekilme katsayısı değerlendirmeleri sonucunda kaynak akımlarının yıl boyunca çok az değiştiği görülmüştür. İnceleme alanının su bilançosu, basit buharlaşma-yağış-akış ilişkisiyle yapılmıştır. Hidrolojik bilanço sonucuna göre Gökpınar alt havzasından, inceleme alanına 1 m3/s lik ek beslenim olduğu tesbit edilmiştir. Gökpınar alt havzası (120 knr) 700 m yükseltisinin üzerindedir. Bu havzanının güneyindeki Taşyatak tepeyi(1965 m) kaplayan karstik kireçtaşlar Gökpınar a doğru jeolojik konumundan dolayı çanak şeklindedir. Dolaysıyla yeraltısularını 600 m yükseltisindeki Pınarbaşı ve Gökpınar kaynaklarından boşaltırlar. Su bilançosuyla bu bölgedeki yanal beslenim netlik kazanmıştır. İnceleme alanındaki jeotermal sistemler. Büyük Menderes ve Gediz grabeni ana faylarının kesişme noktasında yeralmaktadırlar. Grabenleşmenin halen devam ettiği bu bölgede magma yaklaşımı ve volkanik aktiviteler sonucu yeryüzüne büyük miktarlarda ısı transferi gerçekleşmektedir. Faylar boyunca sıcak su ve gazların yükselmesi, yeryüzüne yakın derinliklerdeki hazne kayaların kondüksiyon ve konveksiyon yoluyla ısınmasını temin etmektedir. İnceleme alanına hidrotermal suların katkısı 0.86 m3 /s dir. -166-

SUMMARY THE INVESTIGATION OF HYDROGEOLOGY OF UPPER ÇÜRÜKSU AREA IN THE BÜYÜK MENDERES BASIN Hydrogeological investigation of Upper Çürüksu area of Büyük Menderes Basin is prepared as a ph. D. thesis graduate school of Department of Geological Engineering in Istanbul University. In an area covering to 2000 km2, geological, hydrogeological studies were carried out. The results are summarized as follows. Geological map of the investigation area was prepared in 1/25 000 scale. Then, this was superimposed 1/100 000 scaled map. In this region, paraotocthonus, allocthonous and neo otocthonous unit were recognized. Paraotocthonous units comprise the Göktepe and Yeniköy formations of Paleozoic. Above these lie coverrocks of the Menderes massif that are Karateke and Kılıçtepe formations of Mesozoic. Overlying these, there are west Anatolian nappes (Elmalı); shale of the Honaz formation, dolomites of the Gereme formation and Menteşe ophiolites and the limestone of the Çökelez formation and Bozkaya melange. Above these units occur fluvial and lacustrine sediments of Tertiary, İnceler formation of Eocene, the Dağdere and Çambaşı formations of Oligocene, the Kızılburun, Sazak and Acidere formations of Pliocene, the Gökdere formation and Alluvium of Quaternary. Regional scale tectonic development, formations of fault and grabens and their effects were assessed in correlation with geological maps. The area of investigation lie at the intersection of Büyük Menderes-Gediz and Baklan grabens. The Büyük Menderes graben has a E-W orientation, The Gediz graben NW-SE and Baklan graben NE-SW. The dominant fracture joints and crack systems are in parallelism with these orientations. The Gediz and Büyük Menderes grabens cause Pamukkale and Karahayit Geothermal systems; the Baklan and B. Menderes grabens Çürüksu geothermal system. In the Çürüksu basin, there are two different types of precipitation. The weather fronts coming from Mediterranean cause rainfall increasing with altitude from Sarayköy to Denizli-Honaz. In further north. Çardak-Baklan-Çal receives rainfall decreasing with altitude because, in the south along the summit, clouds drop their load and so there is less rainfall in the North. For rainfall in the Çürüksu basin using records taken between 1964 and 1933 in twelve different weather observation stations. Theissen poligon, rainfall contours, aritmethical mean and rainfall height relationship were computed. The annual rainfall was found to be 560 mm-560 ram- 508 mm and 804 mm. The annual evaporation value for Denizli was found to be 855 mm. In the calculation of evaporation, Thornthwaite, Turc and Clor methods was used. The values are respectively 450 mm-500 mm - 444 mm. -167-Geological units were placed into six groups and distinguished in 1/100 000 scaled hydrogeological map. According to this, permeable defines groundwater containing aquifer made of pebble and sand. Low permeable detritals describes conglomerate, sandstone, claystone and is medium quality aquifers. Soluble corresponds to marble, dolomite and limestone and is good karstic aquifers. Fractured and cracked explains limestone, marn and travertine medium or low quality karstic aquifers, Locally permeable and impermeable represents generally peblestone, sandstone, mudstone, siltstone and claystone and are low quality aquifers. Impermeable consists of shist, shale ophiolite, melange and volcanites and are in lack of water. Inpermeable units direct groundwater according to their geometry. Quartsite and marble bands in the Göktepe formation, in Karahayit and Pamukkale region intersects along NW- SE and NS trending faults. Shist in the Acıpayam basin controls flow of Karstic units into Çürûksu Basin. Likewise, the Honaz formation forming overturned anticline core in Honaz mountain limits the groundwater flow of Karateke and Kılıçtepe formations into the Gökpınar basin. The Sazak formation and travertine are fractured, cracked and low grade karstic. These form contacts with the Karateke and Çökelez formation along faults with more than 400 m slip. This unit forms the most common aquifere in the area and appears to be a pool area for karstic waters of Çökelez -Honaz and Malıdağı. Discontinuities in the outlet form many springs. Travertine covers an area of 800 km2. Due to intense tectonizm, fracture joint, crack and faults cause many solution pores to form. The Haydarbaba, Kelkaya and Gemili Sinkholes are excellent examples. Evaluation of flow rates show little change. These may arise from low degree of karstic development. In highly karstic areas, high output is observed in the spring and output was reduced to low values in the summer. The water account is calculated using simple evaporation-rainfall- flow relationship. Hydrological investigation shows that there is additional feeding of 1 m3/s from Taşyatak area at the Honaz mountain. The Gökpınar subbasin (120 km2) is at 700 m height. This basin has concave shape due to position of karstic limestone at Taşyatak. Because of this, groundwater drains from Pınarbaşı and Gökpınar springs at 600 m height. The water account supports the idea of lateral feeding. Geothermal systems occur at B. Menderes and Gediz grabens. The rising of magma and volcanic activities in the region cause high amounts of heat transfer to the upper crust. Hot gases along the fault provide heat transfer in the reservoir rocks. Subsequent to Miocene as a result of extensional in regime, Denizli volcanic were formed in the east of Honaz mountain. These volcanic supports the development of geothermal system in the region. -168-