Niksar (Tokat) ovasının hidrojeoloji incelemesi

Abstract

ÖZET İnceleme alanı orta-iç Karadeniz bölgesinde Tokat iline bağlı Niksar ovası ve dolayını kapsar. İnceleme alanında mostra veren litoloji birimlerinin hidrojeoloji özelliklerini belirlemek için yaklaşık 655 km2 'lik bir alanın 1/25000 ölçekli jeoloji ve hidrojeoloji haritaları yapılmıştır. Çalışma alanı `Kuzey Anadolu Fay Kuşağı` üzerinde yer almaktadır. Bu kuşak inceleme alanında `Ladik-Niksar-Bereketli Fay Kuşağı`, `Hanyeri-Gökçebel Fay Kuşağı` ve `Kelkit Vadisi Fay Kuşağı` olarak üç askuşak halinde bölünmüştür. Kelkit Vadisi Fay Kuşağı, Kelkit Irmağı boyunca gelişmiştir. Bu faylar, inceleme alanının topografyası, jeolojisi, yapısı ile soğuk ve sıcak su kaynaklarının oluşumunda etkili olmuştur. Kelkit Irmağının kuzeyinde mostra veren birimler `Pontidler` ve güneyindekiler ise `Anatolitler` olarak gruplandırılmıştır. Her iki grupta temeli Paleozoyik yaşlı geçirimsiz metamorfik şistler oluşturmaktadır. Pontidler onbir birim' e ayrılmıştır. Bu birimlerden Üst Jura-Alt Kretase yaşlı türlü kireçtaşları, Üst Kretase yaşlı tüflü kireçtaşları ve Üst Kretase-Alt Paleosen'e ait detritik kireçtaşları iyi bir karstik akifer özelliğindedir. Diğer birimleri ise az geçirimli kayaçlardan oluşmaktadır. Anatolit grubu 4 birime ayrılmıştır. Bu birimlerden Alt ve Üst Lütesiyen yaşlı filiş ile volkanik breşler az geçirimli, diğerleri ise geçirimsiz kayaçlardan oluşurlar. Bu birimlerin yanısıra Niksar ovasında yer alan, sondajlar ve jeofizik yöntemlerle yüzlerce metre kalınlıkta olduğunu tesbit edilen Pliyosen ve Kuvaterner yaşlı gevşek çakıl kum ve şistlerin oluşturduğu alüvyonlar yeraltı suyu bakımından en önemli birimleridir. Bu alüvyonlarda, aralarında bulunan killi seviyeler hidrodinamik koşullarında uygun olduğu yerlerde basınçlı akiferlerde oluşmuşlardır. Akifer parametreleri `Slug test` pompaj ve yükselim yöntemleri ile belirlenmiştir. Hidrolik iletkenlik değerleri 0.32xlÖ3-6.9xlÖ-s m2 /s ve depolanma katsayısı ise 2.5xl0`2-2.5xlÖ`5 arasında değişmektedir. Ayrıca laboratuvarda porozite % 16-35 ve perme ametrelerle permiabilite 1.1x10° -2.7x10 m/s arasında hesaplanmıştır. Elek analizleri, akiferi oluşturan sedimanların düşey ve yatay doğrultuda düzenli olmadığını gösterirler. Akifer sularının genel akım yönü doğudan batıya doğrudur. Yeraltı su seviye değişiminin esas nedeni yağış ve akarsulardır. Buharlaşma Terleme yağışın % 83 'dür.-II- Litoloji bileşimi ile yapısal faktörler Karstlaşmayı önemli derecede etkilemiştir. Çalışma süresinde Kireçtaşlarının yağışla beslenme miktarı 49.99xl06 m3 ve Karstik kaynaklarla boşalım miktarı 44.28xl06 m3 olarak hesaplanmıştır. Karstik kaynakların boşalma katsayıları 0.0043-0.01 gün`' arasında değişmektedir. Buna göre kaynakların boşalma kotu üzerindeki rezervleri 0.09xl06-5. 01x10 6 m3' tür. İnceleme alanında 3 adet az debili sıcak su kaynağı vardır. Hipotermal ve meteorik kökenli olan bu sular, 450-500 m arasında değişen derinliklerden jeotermik gradyanla ısınarak faylar boyunca yer yüzüne ulaşmaktadır. Kimyasal jeotermometreler ile hazne kaya sıcaklıkları ortalama go'Ce kadar hesaplanmıştır. Karışık kökenli olan kaynak ve kuyu sularının çoğu kireç bakımından doygundur. Tüm kaynak, sondaj ve adi kuyu sularının içmeye uygun olduğu saptanmıştır. Sıcak sular dışındaki bütün sular Endüstride kullanmaya ve zirai sulamaya elverişlidir. Niksar Ovasinda 141 km2 'ye yayılan serbest akifere giren ve çıkan bütün suları hesaplanarak `yeraltı suyu bilançosu` hazırlanmıştır. Buna göre Ekim 1986 ile Eylül 1987 arasında akifere giren toplam su miktarı 265.49x10 6 m3 ve çıkan su miktarı ise 262.45x10 6 m3 'tür. Anahtar Kalimeler : Pontid, Anatolid, Hidrodinamik, Hidrolik İletkenlik, Depolama Katsayısı, Buharlaşma-Terleme, Karstlaşma, Boşalma Katsayısı, Jeotermik Gradyan, Jeotermometre, Yeraltısuyu Bilançosu.

-III- ABSTRACT The study area comprises the Niksar valley of Tokat district, located in the middle Black Sea region. To investigate hydrogeological properties of exposed lithological units, the geological and hydrogeological mapping, at a scale of 1/25000 of an area about 655 km2 were carried out. The study area lies on the `North Anatolian Fault Zone`. In the investigated area this fault zone is subdivided into `Ladik- Niksar-Bereketli Fault Zone`, `Hanyeri-GÖkçebel fault zone` and the `Kelkit Valley Fault Zone`. The Kelkit Valley Fault Zone is extended along the Kelkit river. These fault zones are controlled, the major regional and local topographic and structural features, and are also influence on the origin of cold and thermal springs. The litological units exposed on the northern and southern parts of Kelkit river are grouped as `Pontid` and `Anatolid` respectively. The impermeable schists of Paleozoic form the basement rocks in both groups. The pontid is subdivided into eleven units. Among these units the miciritic and biomiciritic limestones of Upper Jurassic-Lower Cretaceous, limestones of Upper Cretaceous and the detritic limestones of Upper Cretaceous-Lower Palaeocene are form characteristic karstik aquifers. Other litological units are composed of semipermeable rocks. Anatolid is subdivided into 4 units. Among these units, the filish and volcanic breccia of lower and Upper Lutetian are composed of semipermeable andesite, sandstone and conglomerates, while the rest are of impermeable rocks. Beside these units, the test drilling and the results of geophycial surveys show the presence of a thick sequence of Pliocene and Quarterniary loose gravel, sand and clayey materials. The presence of clay lenses in alluvium created suitable hydrodynamic. conditions for the formation of confined aquifer. Aquifer parameters are calculated with pumping and injection tests. The hydraulic conductivity- values are ranged between 0.32x10 to 6.9xlÖ6 m2/s. Storage coefficient values are from 2.5xl52 to 2.5xl<35. Porosity values varies from 16 % to 35 % and with permeameters, the calculated permeability values are from l.lxlO3 to 2.7xl06 m/s. The sieve analysis shows a random distribution of aquifer sediments both veritically and horizantally. The generel flow direction of aquifer waters are from Northeast to the Southwest. Precipitation and running waters are the major sources of fluctuation in under ground water levels. The actual evapotranspiration is 83 % of the precipitation. The karsting process is affected chiefly by chemical concentrations of limestone and structural factors. In the study period the recharged amount of karstik limestones through precipitation were 49.99xl06 m3 and.the discharged amount through karstik springs were 44.28xl06 m3. The discharge coefficient-IV- of karstik springs ranged from 0.0043 to 0.01 per day, and water stored above discharge level varied from 0. 09x10 6 m3 to 5.01xl06 m3 In the investigated area three hot water springs of low discharge are present. Hypothermal and of meteoric origin these waters due to the geothermic gradient become hot and rise to the surfase along the fault plains from a depth of about 450 to 500 meters. With chemical geothermometers the calculated mean temperature of reserve rocks are 90 C. All spring and well waters show a different origin and majority of them are lime saturated. All spring and well waters are suitable for continuous drinking. Except thermal springs all waters are suitable for industrial and irrigation purposes. The ground water budget of unconfined aquifer which spread qvdr an area of 141 km 2 was calculated. From October 1986 to September 1987 aquifer recharged 265.49xl06 m3 and discharged 262. 45x10 6 m3 of water. Key Words: Pont id, Anatolid, Hydrodynamic, Hydraulic Conductivity, Storage Coefficient, Evapotranspiration, Karstification, Discharge Coefficient, Geothermic Gradient, Geothermometer, Groundwater Budget.