Ortakent (Koyulhisar-Sivas) ve çevresinin hidrojeoloji incelemesi

Abstract

Bu çalışmada, Ortakent (Koyulhisar?Sivas) ve çevresinin hidrolojik ve hidrojeolojik özelliklerinin, su kimyası, su kalitesi ve suların izotopik özelliklerinin belirlenmesi ve değerlendirilmesi amaçlanmıştır. İnceleme alanı 390 km2 yüzölçümüne sahiptir.Bölgenin temelini Permiyen yaşlı metamorfikler oluşturmaktadır (birim çalışma alanında mostra vermemektedir). Metamorfikler, Jura ve Alt Kretase yaşlı volkanikler, volkano-sedimanterler, kireçtaşı ve ofiyolitler tarafından üzerlenmektedir (birim çalışma alanında mostra vermemektedir). Çalışma alanının en yaşlı birimini, Üst Kretase yaşlı volkanikler oluşturmaktadır. Bu birim içerisinde çevherleşmeler gözlenmektedir. Birim Üst Kretase-Paleosen yaşlı plütonik kayaçlar tarafından üzerlenmektedir. Bu birim, Eosen yaşlı plütonik, volkanik ve sedimanter kayaçlar tarafından örtülmektedir. Bu kayaçlar üzerine ise Pliyosen yaşlı volkanikler ve Kuvaterner yaşlı alüvyonlar gelmektedir.Bu çalışma kapsamında, inceleme alanının 1/100 000 ölçekli hidrojeoloji haritası hazırlanmış ve bu alanda yer alan birimlerin su taşıma (akifer) özellikleri belirlenmiştir. Çalışma alanında bulunan 31 kaynak, 7 akarsu ve 1 maden atık su noktasının arazideki yeri ve yükseltileri saptanarak haritalanmış ve debi (Q), elektriksel iletkenlik (EC), pH, toplam çözünmüş iyonlar (TDS), yükseltgenme-indirgenme potansiyeli (ORP-Eh) ve sıcaklık (T) değerleri arazide ölçülmüştür. Ayrıca kimyasal ve izotopik analizler için su örnekleri alınmıştır.Çalışma alanının yakın çevresinde bulunan yağış gözlem istasyonlarının ortalama yıllık yağışları 414-597 mm arasında değişmektedir. Çalışma alanının yıllık ortalama yağışı (1976-2009 yılları arasında) 502 mm olarak hesaplanmıştır. Çalışma alanında bulunan kaynakların debileri 0.2-60 L/s arasında değişmektedir. Kaynakların çoğunluğu volkanik kayaçlardan boşalmaktadır.İnceleme alanındaki kaynakların EC değerleri 17-668 ?S/cm arasında değişmekte, sertlikleri ise 0.7-23 Fransız sertlik derecesi (FS) arasında değişmektedir. Çalışma alanında aktif olarak çalıştırılan Pb-Zn-Cu madeni bulunmaktadır. Bölgedeki sülfür mineralleri, çalışma alanındaki yeraltısularının asidik karaktere sahip olmasına ve yüksek SO4 ve Fe içermelerine neden olmaktadır. Ayrıca düşük pH değerleri çalışma alanındaki yeraltısuları ve akarsuların bazı ağır metallerce (Al, Fe, Mn, Pb, Zn) zengin olmasına neden olmaktadır. Bunun yanısıra katı ve sıvı maden atıkları da, suların iz elementlerce kirlenmelerine katkıda bulunmaktadır. Çalışma alanındaki asidik ve düşük Eh (ORP) değerlerine sahip yeraltısuları, yüksek Fe ve Mn konsantrasyonuna sahip olan suları temsil etmekte olup, asidik suların Al, Fe ve Mn içerikleri Türk İçme Suyu Standartlarını birkaç kat aşmaktadır. Ayrıca bazı kaynakların SO4 ve Pb konsantrasyonları, içme suyu standartlarından daha yüksek değerlere sahiptir.Kaynakların büyük çoğunluğu sulama suyu açısından; ABD Tuzluluk Laboratuarı Diyagramında ?C1-S1 ve C2-S1? sınıfında, Wilcox Diyagramında ise ?Çok iyi?İyi? sınıfında yer almaktadır. Çalışma alanındaki akarsuların EC değerleri 32-403 ?S/cm arasında, sertlikleri ise 1.7-16 FS arasında değişmektedir.

This study aims to determine the hydrological and hydrogeological features, water chemistry, water quality and isotopic features of the Ortakent (Koyulhisar?Sivas) and its vicinity. The study area is 390 km2.The base rocks of region is made up of Permian metamorphics (unit not outcropped in the study area). Metamorphics are overlain by Jurrrasic and Early Cretaceous volcanics, volcano-sedimantary, limestone and ophiolite (unit not outcropped in the study area). The oldest unit of the study area is made up of Upper Cretaceous Volcanics. Ore deposits are found in the Upper Cretaceous Volcanics. This unit is overlain by Upper Cretaceous-Paleocene Plutonics. These units are covered by Eocene plutonics, volcanics and sedimantary rocks. These rocks are overlain by Pliocene Basalt and Quaternary alluviums.1/100.000 scaled hydrogeologial map of the study area was prepared and water bearing (aquifer) characteristics of the formations were determined. Locations and altitudes of 31 springs, 7 rivers and 1 mine waste water sampling points were determined and mapped, and flow rate (Q), electrical conductivity (EC), pH, total dissolved solids (TDS), oxidation-reduction potantial (ORP-Eh) and temperature (T) were measured in the field. In addition, water samples were taken for chemical and isotopical analyses.The mean annual precipitations of the precipitation gauging stations around the study area range between 414-597 mm. The mean annual precipitation of the study area (between 1976-2009 years) was calculated as 502 mm. The flow rates of the springs in the study area range between 0.2-60 L/sec. Most of the springs issue from volcanic rocks.EC and hardness values of the springs in the study area range between 17-668 ?S/cm, and 0.7-23 FS (French Hardness), respectively. The study area has active Pb-Zn-Cu mining. Sulfide minerals in the region generally contribute acidification and groundwater contain high SO4 and Fe. Low pH values are also responsible for dissolved metals (Al, Fe, Mn SO4, Pb, Zn) in the groundwater and river. Furthermore solid and liquid mine wastes contribute on the trace element contamination of the water. High Fe and Mn concentrations are found generally in the spring which have acidic and lower Eh and Al, Fe and Mn concentrations in the acidic waters exceed the limits Turkish Drinking Water Standard. In addition several springs have SO4 and Pb concentrations higher than drinking water standards.In regard of irrigation water quality, most of the spring water plot in ?C1-S1 and C2-S1? class in US Salinity Laboratory Diagram, and in ?Very good to good? class in Wilcox Diagram. EC and hardness values of the rivers range between 32-403 ?S/cm, and 1.7-16 FS, respectively.