Yeraltısuyu besleme barajlarının modellenmesi

Abstract

Bu araştırmanın amacı, Büyük Cırcıp yeraltısu besleme barajının gölünden HYDRUS-1D modeli ile sızıntı süresinin ve miktarının tahmin edilmesidir. Cırcıp Yer Altı Suyu (YAS) Besleme Bentleri, Güneydoğu Anadolu Projesinin (GAP) en önemli bölümlerinden birisini teşkil eden Mardin-Ceylanpınar Ovaları Sulama Projesi içerisinde yer alan 13 YAS Bendinden ikisini teşkil etmektedir. Söz konusu proje sahası Güneydoğu Anadolu bölgesinde Fırat behri havzasında yer almaktadır. Yağış mevsimde toplanan taşkın suları (Ekimden Mayısa kadar) 1.75 hm3 depolama hacmi ile bu küçük baraj tarafından kontrol edilmektedir. Büyük Cırcıp baraj gölünün altında kalan zeminin ilk 12 metresi alüvyon bir zemin olup alta kalan tabakalar farklı lugeon değerlerine sahip çatlaklı ortamlara sahip kireç taşı formasyonlarıdır. Bu çalışmada, besleme barajlarının haznelerindeki suyun sızarak yeraltı su tablasına doğru düşey doğrultuda (z-yönünde) hareket ettiği ve bu hareketi sırasında yarı doygun gözenekli, boşluklu ve çatlaklı karstik bir ortamdan geçtiği varsayılmıştır. Yarı doygun ortamlardaki yeraltı suyu hareketinin çatlak ve karstik ortamlarda, daha çok çatlak veya büyük boşluklara doğru hareket ettiği bilinmektedir. Bu nedenle, bu projede çatlaklı ortamlardaki yarı doygun akışı modelleyebilen bir boyutlu HYDRUS-1D modeli kullanılmıştır. HYDRUS-1D modeli değişken doygunluktaki ortamlarda su akışı ve madde taşınımı modellemesinde en çok kullanılan modellerden biridir. Model sonlu elemanlar yöntemi ile Richards akış denklemini çözmektedir. Bu çalışmada, model iki durum altında kullanılmıştır: 1) 100 yıllık taşkın debi ve 2) yıllık ortalama akımlar. yapılan araştırmada, barajın dolma süresi tamamen 100 yıllık taşkın hidrografının yükselme eğrisine bağlı iken boşalma süresi zeminin ilk 15 metresindeki alüvyon tabakanın hidrojeolojik karakterine yani hidrolik iletkenlik katsayısına bağlı olduğu gözlemlendi. Baraj gölünde hidrolik iletkenliği artırmak için düşey şaftlar inşa edilip alüvyon tabakanın bu düşey şaftlar yardımıyla hızlıca geçilmesi baraj gölünde biriken suyun ET'nin yüksek olduğu aylara kalmadan hızlıca YAS'a intikal ettirilmesi ve yeni gelecek su akımlarına yer açılması açısından önemlidir. Planlama raporuna Büyük Cırcıp besleme bendi ile 97 hm3/yıl suyun YAS'a intikal edebileceği tahmin edilmiştir. Ancak bu çalışmada, sızan suyun GAP tarafından 13 baraj projesinden biri olan 10 hm3 / yıl olarak planlandığını gösteriyor.Anahtar Kelimeler: Güneydoğu Anadolu; yeraltısuyu Besleme; HYDRUS-1D.

The purpose of this research on Büyük Cırcıp recharge dam is the estimation of stored water infiltration amount and time on the dam reservoir bed by HYDRUS-1D model. Büyük Cırcıp recharge dam is one of the southeastern Anatolia projects in Turkey located on one of minor watercourse of Euphrates River. The collected water of floods and annual rainfalls (from October to May) are controlled by this small dam with 1.75 million cubic meters volume. The recharge dam reservoir bed is concluded a 15 meters alluvium and a permeable limestone under it to groundwater-surface with about 55 meters thickness under the dam. The water seepage in Büyük Cırcıp recharge dam considered vertically in the z-direction. HYDRUS-1D software is used for modeling the water infiltration and evaluates the time of dam discharging in a different status. HYDRUS-1D model of water flow and solutes movements through the variable saturation media is one of the most widely used models. The model uses finite element method for solving the Richards flow equation in unsaturated. In addition, the model has the option to solve non-isothermal liquid-vapor flow and heat transfer functions. In this study, the model calculates amount and time of infiltration effectively with two considered situations; 1)100-years river flood and 2) annual flow. Results show that the time to fill up the dam depends on the raised hydrograph curve while the time to empty is related to the hydrogeological character of the reservoir bed materials. A sensitivity analysis used for hydraulic conductivity of the alluvium with the model. According to the results, technical recommendations suggest improving the efficiency by implementing a group of wells to accelerate water infiltration through the upper low permeability layer. The annual recharged potential groundwater of the basin was reported 97 hm3/year, however, this study shows that the infiltrated water into the ground through Büyük Cırcıp dam is about 10 hm3/year, which is one of 13 dam projects are planned to be implemented by GAP.