Aladağlar karstik akiferi (Doğu Toroslar) boşalımlarında kloroflorokarbon esaslı yeraltı suyu geçiş zamanının belirlenmesi

Abstract

IV ÖZET Bu çalışma kapsamında Kayseri ve Adana illeri arasında yer alan Aladağ karstik akiferi boşalımlarına ait yeraltısuyu örneklerinin kloroflorokarbon (CFC) yaşları belirlenmiş, CFC yaşları ile fiziksel, kimyasal ve çevresel izotopik parametreler arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Yeraltısuyunun CFC içeriği suyun beslenim sırasında atmosferle son kez temas ettiği sırada su ve gaz fazlar arasında oluşan kimyasal denge tarafından belirlenmekte olup, belirli bir beslenim sıcaklığı için yeraltısuyunun içerebileceği CFC içeriği atmosferik CFC kısmi basıncına bağlıdır. Atmosferik CFC kısmi basıncı her yıl için farklı ve gittikçe artan bir değere sahip olduğundan, yeraltısuyu örneğinin CFC içeriğinden itibaren bu suyun dengede olduğu atmosferik CFC kısmi basıncının karşılık geldiği yıl yeraltısuyunun beslenim yılına karşılık gelmektedir. CFC içeriğinden yeraltısuyu yaşı belirleme çalışmalarında beslenim sonrasında suyun CFC içeriğinin değişmediği varsayılmaktadır. Aladağ akifer sisteminde yeraltısuyu akımının büyük bölümü Aladağlar'dan Zamantı Nehrine ulaşan bölgesel akım yolu boyunca geçirimsiz birimlerin oluşturduğu tektonik bariyerlerden yer yer boşalmaktadır. Bölgesel akım yolu boyunca yeraltısuyunun örneklenmesi için beslenim alanından, en uzak boşalım noktasına doğru dizilim gösteren Soğukpınar, Barazama, Kapuzbaşı, Göksu, Tatlar, Yerköprü I, II ve III kaynakları örneklenmiştir. Bu kaynaklarda yapılan yerinde ölçümler ve alınan örneklerin kimyasal, izotopik ve CFC analiz sonucunda, belirlenen CFC yaşları ile fiziksel, kimyasal ve izotopik değişkenler arasında anlamlı ilişkilerin varlığı saptanmıştır. Elde edilen veriler ışığında bölgesel akım yolu boyunca CFC derişiminin, pH'ın ve çözünmüş oksijen içeriğinin azaldığı buna karşın iyon ve trityum içeriği ile sıcaklığın artış gösterdiği anlaşılmıştır. Akım yolunun başlangıç ve sonuç noktalarını oluşturan Soğukpınar ve Yerköprü-lll kaynaklarında CFC derişimi 3.368 pikomol/kghbO'den 0.936 pikomol/kghfeO'ya, pH 8.12'den, 7.15'e, çözünmüş oksijen 11.3 mg/l'den, 8.49 mg/I'ye azalma göstermektedir. Buna karşın yine aynı kaynaklarda iyon içeriğinin göstergesi olan özgül elektriksel iletkenlik 92 mikroS/cm'den 656 mikroS/cm'ye, trityum içeriği 7.4TU'den, 22.1TU'e ve sıcaklık 3.09 °C'dan 14.93 °C'ye artış göstermektedir. Söz konusu paramaterelerin akım yolu boyunca artan yeraltısuyu geçiş süresi ile uyumlu bir değişim gösterdikleri belirlenmiştir. Yeraltısuyu örneklerinin CFC-12 yaşlan 1 yıl ile 26 yıl arasında değişmekte olup, en genç sular beslenme alanına yakın sığ dolaşım bölgesindeki Soğukpınar, Barazama, Kapuzbaşı ve Göksu kaynaklarında (1-8 yıl), en yaşlı sular ise beslenim alanına daha uzak olan derin dolaşım bölgesindeki Tatlar, Yerköprü-I, II ve III kaynaklarında (23-26 yıl) olarak saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: Aladağ karstik akiferi, kloroflorokarbon, yeraltısuyu yaş tayini, karst

ABSTRACT Within the scope of this study, chlorofluorocarbon (CFC) ages of the groundwaters discharging from the Aladağ karstic aquifer located in the Adana and Kayseri provinces have been determined together with the relationships among the CFC ages, physical, chemical and environmental isotopic compositions. Groundwater's CFC content is determined by the chemical equilibrium between the gaseous and liquid phases that realize at the time of last contact with atmosphere. For a given recharge or equilibrium temperature groundwater's CFC content depends on the atmopsheric CFC partial pressure. Since, the atmospheric CFC partial pressure has an inceasing trend and is characteristic for a given year, the CFC partial pressure as determined from the gorundwater's CFC content and recharge temperature indicates the time when the recharge water has last contacted with the atmosphere. Once the recharge year is known, the CFC age of groundwater can be calculated from the difference between the recharge and sampling years. Basic assumption in the CFC age-dating studies is that the initial CFC content is kept through out the flow of groundwater in the aquifer system. Substantial part of groundwater in the Aladağ aquifer system discharge via a number of tectonic barriers that intersect the regional flow path. Starting from the one most closely located to the recharge area, Soğukpınar, Barazama, Kapuzbaşı, Göksu, Tatlar, Yerköprü-I, Yerköprü-ll and Yerköprü-lll springs have been sampled to collect water samples that represent the different portions of groundwater along the regional flow path. In-situ measurements, chemical, isotopic and CFC analyses carried out in these samples reveales meaningful relationships among these parameters. Groundwater's CFC content, pH and dissolved oxygen content shows a systematic decrease along the regional groundwater flow path whereas, tritium content, temperature and ionic composition increase. Between the Soğukpınar and Yerköprü-lll springs located at the two extreme ends of flow path, investigated parameters vary as follows; CFC content from 3.368 to 0.936 picomol/kgH20, pH from 8.12 to 7.5, dissolved oxygen from 11.3 to 8.49 mg/l, specific electrical conductivity from 92 to 656 microS/cm, tritium content from 7.4 to 22.1 TU, temperature from 3.09 to 14.93 °C. Variation of these parameters along the flow path correlates well with the increasing groundwater residence time. According to CFC-12 ages that range between 1 to 26 years, youngest waters (1 to 8 years) discharge from the Soğukpınar, Barazama, Kapuzbaşı and Göksu springs of shallow flow region while older waters (23-26 years) discharge from Tatlar, Yerköprü-I, Yerköprü-ll and Yerköprü-lll springs of deep-regional flow path. KEY WORDS: Aladağ karstic aquifer, cholorofluorocarbon (CFC), groundwater age determination, karst