Tecer dağı (Sivas-Ulaş) kaynaklarının hidrojeoloji incelenmesi

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi TECER DAĞI (SİVAS - ULAŞ) KAYNAKLARININ HİDROJEOLOJİ İNCELEMESİ Tülay EKEMEN Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Fikret KAÇAROĞLU Bu çalışmada, Tecer Dağı (Ulaş-Sivas) ve çevresinin hidrolojik, hidrojeolojik özelliklerinin, su kimyası ve kalitesinin ve Tecer Kireçtaşının karstik özelliklerinin belirlenmesi ve değerlendirilmesi amaçlanmıştır. İnceleme alanı 394 km2 yüzölçümüne sahiptir. Sivas ilinin güneydoğusunda bulunan inceleme alanının temelini Üst Jura-Alt Kretase yaşlı Çataldağ Kireçtaşı oluşturmaktadır. Birim Üst Kretase yaşlı Divriği Ofiyolitli Karışığı tarafından tektonik olarak üzerlenmektedir. Divriği Ofiyolitli Karışığını Maestrihtiyen- Tanesiyen yaşlı, gri-siyah renkli, masif, kalın katmanlı, sert Kireçtaşından oluşan Tecer Formasyonu uyumsuzlukla örtmektedir. Tecer Kireçtaşı oldukça yoğun şekilde karstlaşmıştır. Formasyon çalışma alanı kuzeyinde Lütesiyen yaşlı Bozbel ve Oligosen yaşlı Selimiye Formasyonu üzerine bindirmiştir. Çalışma alanındaki Tersiyer birimlerini Lütesiyen yaşlı Bozbel Formasyonu, Oligosen yaşlı Selimiye Formasyonu, Miyosen yaşlı birbirleriyle yanal ve dikey geçişli Karacaören ve Deliktaş Formasyonları, Pliyosen yaşlı Örenlice Formasyonu ve travertenler oluşturmaktadır. Bu birimler üzerine Pliyo-Kuvaterner yaşlı Soğukpınar Formasyonu gelmektedir. En genç birim ise Kuvaterner yaşlı alüvyonlardır. Bu çalışma kapsamında inceleme alanının 1/25 000 ölçekli hidrojeoloji haritası hazırlanmış ve bu alanda yer alan birimlerin su taşıma (akifer) özellikleri belirlenmiştir. Çalışma alanında bulunan 32 kaynak, 5 akarsu ve 2 göl olmak üzere 39 su noktasının arazideki yeri ve yükseltileri saptanarak haritalanmış ve debi (Q), elektriksel iletkenlik (EC), pH, toplam çözünmüş iyonlar (TDS) ve sıcaklık (T) değerleri arazide ölçülmüş ve alınan su örneklerinin kimyasal analizleri yapılmıştır. Karstlaşmayı denetleyen faktörlarden süreksizlikler (kırık izleri, eklem sistemleri, faylar) arazi ölçümleri ve hava fotoğrafları yardımıyla incelenmiş ve 1/35 000 ölçekli kırık izi haritası oluşturulmuştur. IIİnceleme alanı yakın çevresinde bulunan yağış istasyonlarının ortalama yıllık yağışları 417-547 mm. arasında değişmektedir. Çalışma alanının yıllık ortalama yağışı 500 mm. olarak hesaplanmıştır. Tecer Deresi üzerinde havza çıkışında yer alan 15-259 nolu Tecer akım istasyonunun ortalama aylık akımları 0.135^*.032 m3/s arasındadır. Çalışma alanında bulunan kaynakların debileri 0.5-398 l/s arasında değişmektedir. Kaynakların çoğunluğu karstik Tecer Kireçtaşlarından boşalmaktadır. Çalışma alanının yeraltısuyu beslenme ve boşalım hesaplan Tecer Deresi havzası ve Tecer Kireçtaşı için ayrı ayrı yapılmıştır. Tecer Deresi havzasına düşen yağış: 105 x 106 m3/yıl, havza çıkışındaki Tecer AGİ verilerine göre yüzeysel akım: 13.2x1 06 m3/yıl, yeraltısuyu boşaltımı:21xl06m3/yıl, buharlaşma-terleme:71.1xl06m3/yıl olarak hesaplanmıştır. Tecer Kireçtaşları için yeraltısuyu beslenimi ve boşalımı eşit kabul edilerek yağıştan süzülme yüzdesi % 53 olarak hesaplanmıştır. İnceleme alanındaki kaynakların EC değerleri 215-2160 us/cm arasında, sertlikleri 10-119 Fransız sertlik derecesi (FS) arasında değişmektedir. Kaynakların büyük çoğunluğu sulama suyu açısından; ABD Tuzluluk Laboratuarı Diyagramında C2-S1 sınıfında, Wilcox Diyagramında ise Çok iyi- İyi sınıfında yer almaktadır. İnceleme alanındaki akarsuların EC değerleri 630-886 us/cm arasında, sertlikleri 30-45 FS arasında değişmektedir. Aygır ve Ulaş göllerinin EC değeri sırasıyla 884 us/cm ve 12160 us/cm, sertlikleri 45 FS ve 500 FS' dir. Sulama suyu açısından; genel olarak akarsular ve Aygır Gölü ABD Tuzluluk Laboratuarı Diyagramında C3-S1 sınıfında, Wilcox Diyagramında ise İyi-Kullanılabilir sınıfında yer almaktadır. Ulaş Gölünün suyu çözünmüş toplam iyonlar (TDS) açısından zengin olduğundan (EC 12160 us/cm) diyagramlarda kullanılan sınıflama değerlerini aşmaktadır. Bu nedenle, herhangi bir sınıfta gösterilememiştir. Bölgede yer alan Tecer Kireçtaşlarında yüzey drenajı ve süreksizliklerin kontrolünde bir karstlaşma gelişmiştir. Karst şekillerinin en gelişmiş olanları karenlerdir, ayrıca çözünme ve çökme yapılan ve mağaralar az sayıda da olsa bulunmaktadır. Eklem sistemleri ve hava fotoğraflan incelemeleri; kırık izleri, eklem yoğunlaşma zonları ve faylar ile karstlaşmanın yoğunlaştığı zonlar arasında oldukça belirgin uyumluluğun bulunduğunu ortaya koymuştur. Anahtar Kelimeler: Tecer Dağı, hidrojeoloji, karst, su kimyası, su kalitesi III

SUMMARY M. Sc. Thesis HYDROGEOLOGICAL INVESTIGATION OF THE TECER MOUNTAIN SPRINGS (SİVAS - ULAŞ) Tülay EKEMEN Cumhuriyet University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering Supervisor: Doç. Dr. Fikret KAÇARO?LU This study aims to determine the hydrological, hydrogeo logical, water chemistry and quality characteristics of the Tecer Mountain and its vicinity, and karstic features of the Tecer Limestone. The study area is 394 km2. The basement rocks of the study areas which is located to southeast of Sivas, consists of Upper Jurassic-Early Cretaceous Çataldağ Limestone. This unit is tectonicaly overlain by the Upper Cretaceous Divriği Ophiolitic Melange. Divriği Ophiolitic Melange is unconformably overlain by grey-black coloured, massive, thick bedded, hard Maestrichtian- Thanetion aged Tecer Limestone. Tecer Limestone is intensively karstified. To the north of the study area the formation (Tecer Limestone) has overthrusted on Lutetian Bozbel Formation and Oligocene Selimiye Formation. The Tertiary units consist of Lutetian Bozbel Formation, Oligocene Selimiye Formation, Miocene aged, vertically and laterally transitional Karacaören and Deliktaş Formations, Pliocene Örenlice Formation and travertene. This units are overlain by Plio-Quaternary Soğukpınar Formation. The earliest unit is alluvium of Quaternary age. 1/25.000 scaled hydrogeologial map of the study area was prepared and water bearing (aquifer) characteristics of the formations were determined. Locations and altitudes of 32 springs, 5 rivers and 2 lakes sampling points were determined and mapped, and flow rate (Q), electrical conductivity (EC), pH, total dissolved solids (TDS) and temperature (T) were measured in the field, and chemical analyses of the water samples were carried out. Discontinuities (fracture traces, joint systems, faults) which are some of the factors controlling karstification were studied by field measurements and air photograps, and a 1/35.000 scales fracture trace map was prepared. IVThe mean annual precipitations of the precipitation gauging stations around the study area range between 417-547 mm. The mean annual precipitation of the study area was calculated as 500 mm. The mean mounthly output flow rates of the Tecer River range between 0.135-4.032 m3/sec. The flow rates of the springs in the study area range between 0.5-398 1/sec. Most of the springs ussue from karstic Tecer Limestone. Water budget calculation were carried out for Tecer River basin and Tecer Limestone. The precipitation into the basin, and surfaca flow, base flow, and evapotranspiration of the river basin are 105xl06 nrVyear, 13.2xl06 m3/year, 21xl06 nrVyear, and 71.1xl06 mVyear, respectively. Assuming that the recharge and discharge of the groundwater in Tecer Limestone are equal, the recharge percentage from precipitation was calculated as 53 %. EC and hardness values of the springs in the study area range between 25-2160 us/cm, and 10-1 19 FS (French Hardness), respectively. In regard of irrigation water quality, most of the spring water plot in `C2-S1` class in U.S. Salinity Laboratory Diagram, and in `Very good to good` class in Wilcox Diagram. EC and hardness values of the rivers range between 630- 886 us/cm, and 30-45 FS, respectively. EC and hardness values of the Aygır and Ulaş Lakes are 884 us/cm, 12160 us/cm, and 45 FS, 500 FS, respectively. Most of the river waters, and Aygır Lake plot in `C3-S1` class in U.S. Salinity Laboratory Diagram, and in `Good to permissible` class in Wilcox Diagram. The water of the Ulaş Lake is very rich in TDS, for this reason it can not be plotted in irrigation classification diagrams. Under the control of the surfkca drainage, joints and faults a deep karstiflcation has developed in Tecer Limestone. The most developed karst landforms are karrens. In addition there are some solution and collapse structures, and caves. Fracture, joint system, and air photograph studies has shown that a rather strong correlation is present between the fracture traces, joint concentrated zones, faults and intensively karstifled zones. Key Words: Tecer Mountain, hydrogeology, karst, hydrochemistry, water quality