Karaduvar (Mersin) akiferinin yeraltı suyu modellemesi ve petrol kirliliğinin temizlenmesine yönelik geçirgen reaktif bariyer yeri seçimi

Abstract

Bu çalışmada, Mersin iline bağlı Akdeniz Belediyesi sınırları içindeki Karaduvar kıyı akiferinin yeraltı su seviyesi, hidrolik iletkenliği, yeraltı suyu akış yönü ve hidrolik eğimi saptanmış, yeraltı sularında çeşitli fiziksel parametrelere ait (pH, ÇO, Eh, sıcaklık ve iletkenlik) değerler ölçülmüş ve yeraltı suyuna karıştığı bilinen çeşitli kirleticilerin (petrol türevleri) konsantrasyonları ve yayılımları belirlenmiş ve bunların temizlenmesine yönelik modelleme çalışmaları yapılmıştır. Bölgede, içme-kullanma, tarımsal sulama ve sanayi için ihtiyaç duyulan suyun tamamına yakını, delta ortamı karakterindeki Karaduvar kıyı akiferinde açılan çeşitli derinliklerdeki kuyulardan sağlanmaktadır. Eylül 2008'de bölgedeki mevcut kuyulardan seçilen toplam 212 kuyuda yerinde (in-situ) fiziksel parametre ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca alınan numunelerde yeraltı suyuna karıştığı bilinen çeşitli petrol türevlerinin (BTEX) cinslerinin ve konsantrasyonlarının tespiti için GC-MS yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen tüm sonuçlar bir Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımına aktarılarak çeşitli parametrelere ait dağılım haritaları oluşturulmuş ve yorumlamalara gidilmiştir.Karaduvar kıyı akiferinde Ekim 2006 döneminde yapılan arazi çalışmaları kapsamında mevcut kuyularda su seviye ölçümleri yapılmıştır. Kıyı akiferinin bulunduğu alanlarda hidrolik eğim değerleri 0,0151 ile 0,0021 arasında değişmektedir. Karaduvar kıyı akiferinin doygun hidrolik iletkenlik (Kfs) değerleri ise 1,39×10?4 cm s?1 ve 8,30×10?3 cm s?1 arasında değişim göstermektedir. Bunların yanı sıra, bölgedeki yeraltı suyu akımı, MODFLOW matematiksel modeli aracılığıyla benzeştirilmiştir. Bu model kullanılarak, bölgedeki yeraltı suyu kirliliğinin temizlenmesi için ?Huni ve Kapı Tipi? bir geçirgen reaktif bariyer tasarımı yapılmıştır.

In this study, various hydrogeologic properties of the Karaduvar coastal aquifer (located in the Akdeniz municipality of Mersin) is characterized by in-situ measurements which include ground water levels, hydraulic conductivities, ground water flow directions, hydraulic head gradients and ground water physicochemical parameters (pH, DO, Eh, temperature and electrical conductance). Additionally, concentrations and spatial distributions of various contaminants (petroleum hydrocarbons) that are known to occur in ground water were determined and modeling studies were performed in order to remediate the existing contamination.In the region, nearly all water demand for drinking, agricultural and industrial purposes is obtained through the water wells drilled on the various depths of the Karaduvar coastal aquifer which is deltaic in character. In September 2008, in a total of 212 ground water wells selected from the existing wells in the region, in-situ measurements of ground water physicochemical parameters were performed. Additionally, collected ground water samples were analyzed by GC-MS method to determine the types and concentrations of various petroleum hydrocarbon derivatives (e.g. BTEX) that are known to occur in the region. The results obtained in this study were visualized using a Geographic Information System (GIS) software and several thematic maps were prepared showing the spatial distribution of various parameters.In the field study that was conducted on October 2006, ground water level measurements were also made in the existing wells. In the coastal aquifer, observed hydraulic head gradients range between 0.0151 and 0.0021. According to the results obtained from in-situ measurements, saturated hydraulic conductivity (Kfs) values of the Karaduvar coastal aquifer vary between 1.39×10?4 and 8.30×10?3 cm s?1. Besides of field studies, a mathematical ground water flow model of the aquifer was made using the MODFLOW software. Based on the simulation results obtained from MODFLOW model, a ?Funnel and Gate Type? permeable reactive barrier design was proposed for remediation of the existing petroleum hydrocarbon pollution.