Demre kıyı akiferinde (Antalya) sürdürülebilir yeraltısuyu kullanımının sayısal akım modellemesi ile incelenmesi

Abstract

Çalışmanın amacı Türkiye'nin önemli seracılık merkezlerinden birisi olan Demre Ovası'nda sürdürülebilir yeraltısuyu kullanımı politikalarının olası iklim ve su kullanım senaryoları temelinde sayısal akım modellemesi aracılığıyla incelenmesidir. Bu amaç doğrultusunda öncelikle; literatürden derlenen veriler, sahada üretilen hidrolik yük dağılımı, su kimyası/kalitesi ve çevresel izotop verileri ile Demre Ovası alüvyon akiferinin kavramsal yeraltısuyu akış modeli oluşturulmuştur. Kavramsal modelin üzerine kurulan sayısal akım modeli 1983-1999 döneminde gözlenen yeraltısuyu (YAS) kotları ile kalibre edilmiş, modelin sağlaması araştırma kapsamında 2014 yılında gerçekleştirilen YAS kotu gözlemleri ile yapılmıştır. Yeraltısuyu akım modelinin 2014 yılı sonuçlarına göre yağıştan beslenim 20.9 milyon m3, karst akiferinden beslenim 15 milyon m3, Demre Çayı'ndan beslenim ise 0.2 milyon m3'tür. Akiferden kuyularla yapılan çekim 15 milyon m3, buharlaşma kaybı 14.5 milyon m3 ve denize hem akifer hem de Demre Çayı aracılığı ile boşalım 6.5 milyon m3'tür. Model bütçe sonuçları ile uzun süreli ortalama değerlerden hesaplanan hidrolojik bütçe bileşenleri uyumludur. Alüvyon akiferi için geliştirilen sayısal yeraltısuyu akım modeline 2015-2050 dönemi için çeşitli iklim değişikliği ve yeraltısuyu kullanım senaryoları uygulanmıştır. Sonuçlar, Demre Ovası ve dolayında etkili olması beklenen RCP 4.5 ve RCP 8.5 iklim senaryoları altında, ovada yetiştirilen bitki paterni değişmezse bitki sulama suyu ihtiyacının da değişmeyeceğini bu nedenle günümüzdeki yeraltısuyu kullanım koşullarının 2050 yılına değin sürdürülebileceğini göstermiştir. Buna karşın aynı iklim senaryolarında mevcut yeraltısuyu çekiminin % 30 ve % 50 düzeyinde arttırılması halinde ise deniz suyu girişimi riskinin artacağı belirlenmiştir. Model sonuçları her koşulda yıllık yeraltısuyu çekiminin 20 milyon m3'ün altında tutulması gerektiğini göstermiştir. Gelecekte mevcut modelin rafine edilmesi ve daha gerçekçi sonuçlar üretmesi açısından; kıyı akiferinde hidrolik yük dağılımının özgül elektriksel iletkenliğin düzenli olarak ölçülmesi gereklidir. Ayrıca, yeraltısuyu kalitesi üzerindeki tarım uygulamalarından kaynaklanan olası kimyasal kirlilik düzenli ölçümlerle izlenmeye devam edilmeli ve çiftçiler bu kimyasalların doğru kullanımı konusunda eğitilmelidir.

The aim of this study is to investigate the sustainable groundwater use policies for Demre Plain by means of numerical flow modeling in Demre Plain under likely climate change and water demand scenarios. In line with this objective, first, a conceptual groundwater flow model of the alluvium aquifer of Demre Plain was established based on hydraulic head distribution, water chemistry/quality and environmental isotope data derived from literature and collected from the field. The numerical groundwater flow model -constructed on the basis of conceptual model- was calibrated with the groundwater head observations conducted in 1983-1999 period and was validated with head data observed in 2014. According to the results of the flow model for 2014, annual magnitude of recharge from precipitation is 20.9 million m3, recharge from karst limestone is 15 million m3, recharge from Demre Creek is 0.2 million m3, groundwater withdrawal from wells is 15 million m3, evapotranspiration loss is 14.5 million m3 and discharge to the sea both by aquifer and Demre Creek is 6.5 million m3. Results of model budget values are in agreement with the results of hydrologic budget calculations. The groundwater flow model developed for the alluvium aquifer was applied to various climate and groundwater use scenarios for the period 2015-2050. Results showed that the present groundwater use conditions may be sustained until 2050 because the plant water consumption do not change at all under climate change scenarios RCP 4.5 and RCP 8.5. On the other hand, models indicate increasing seawater intrusion risk if the groundwater use is increased by 30 or 50 per cent under the same climate scenarios.Results of models suggest that future annual groundwater use should be kept below 20 million m3. Systematic seasonal monitoring of the hydraulic head distribution and specific conductance of groundwater in the plain should be conducted in the future in order to refine the present model to yield more realistic results. Moreover, likely groundwater quality deterioration by agro-chemicals should be monitored systematically and the farmers should be educated for the wise use of these chemicals.