Yeraltı suyu, doymuş ve doymamış bölgeler dâhil tüm yeraltı sularını kapsayan bir tanımdır. Dünya çapında 1,5 milyardan fazla insan, tarım kullanımı ve sanayileşme tüketimi için yeraltı suyunu kullanmaktadır. Bununla birlikte, kirlilikler, yeraltı suyunun geri çekilmesini engelleyen en büyük zorluklardan biri olarak tanımlanmıştır. Sudaki kimyasal ve fiziksel özelliklerin değiş tokuşu, yeraltı suyu kaynaklarının kalitesini etkileyerek, nicelik olarak insanların varlığına yol açar.
Yeraltı suyu, kaya/toprakların gözenek boşlukları, çatlaklar, eklemler ve kırıklar ile çeşitli jeolojik oluşumlar arasında birikmektedir. Yeraltı suyunun toprak ve kayalardaki hareketi, boşlukların şeklinin ve boyutunun hidrolik özelliklerine bağlıdır. Su, belirli kayaların içinden toprak yoluyla yer altı akifer sistemine kolayca akabilir, ancak su tipik olarak çatlaklar ve diğer bazı jeolojik oluşumlardan nüfuz eder. Genel olarak, yeraltı suyu kaynağının mevcudiyetini belirleyen, akiferler, akitard ve akiklüd olmak üzere üç farklı jeolojik yeraltı suyu oluşumu türü vardır.
Bir akifer, yalnızca su depolamakla kalmayıp aynı zamanda yeterli miktarda su sağlayan ve bu nedenle önemli yeraltı suyu olarak kabul edilen, oldukça geçirgen veya gözenekli doymuş bir oluşumdur. Kaynaklar arasında çakıltaşı, kumtaşı, kireçtaşı, konsolide olmayan kum, çakıllar, kırık kireçtaşı ve kırık bazalt vb bulunur. Akitard, suyun içinden geçmesine izin veren ancak akiferden yeterli kullanılabilir su sağlamayan kısmen doymuş bir oluşumdur (şeyl veya kil). Bir akilud, geçirimsiz bir tabakadır (kil), yüksek gözenekliliği nedeniyle önemli miktarda su üretir, ancak önemli miktarda su sağlamaz.
Yeraltı suyu, besleme bölgelerinden boşaltma bölgelerine değişen uzunluklardaki akış yolları boyunca geçer ve esas olarak alçak yüksek alanlarda yüzey suyu ile temas eder. Yüzey suyu kaynakları çoğunlukla bölgesel yağışa bağlıdır ve akarsu yatağı, toprak-nem tabakası ve çatlaklar veya kırıklar yoluyla yeraltı suyu sistemi ve her ikisinin de hiporeik bölge olarak bilinen karışım alanı ile etkileşime girmesi yoluyla sızarak kaybolabilir. Yüzey suyu ve yeraltı suyunun etkileşimi, yüzey suyu yeraltı suyu sistemine doğru hareket ederse, kaybedilen bir akış olarak adlandırılırken, tersi yönde kazanan akış olarak adlandırılan çeşitli biçimler alır.
Hiporeik zondaki yüzey suyu ve yeraltı suyu etkileşimleri, hidrolik-potansiyel kuvvetlerine ve yatak geometrisine bağlı olarak birkaç ölçekte yakın akarsu yatağı çökelleri içinde gerçekleşir. Daha önceki çalışmalarda GB- yeraltı suyu etkileşimlerinde ve hiporheik değiş tokuşta, tortu ölçeği (<1 m), yerel ölçek (1–1 km) ve su toplama ölçeği (>1 km) gibi üç tür ölçek kullanılmıştır. Ancak Todd ve Mays sırasıyla küçük havza ve büyük havza ile ilişkili yerel ölçek ve bölgesel ölçek gibi sadece iki ölçeği sınıflandırmıştır. Burada, yüzey- yeraltı suyu etkileşimi, akarsu akışının yönü, sığ yeraltı suyu akifer özelliği ve yerel yeraltı suyu akış sistemi ile ilişkilidir. Bu yazıda, yer altı sularının hem yerel hem de bölgesel ölçekte dağılımı hakkında bilgiler yer almaktadır.
Yeraltı Suyu Dağılımı
Yeraltı suyunun dağılımı, su tablasına göre doymamış bölge ve doyma bölgesi olmak üzere iki bölgeye ayrılır. Akifer sistemi temel olarak sınırlı ve serbest akiferlere ayrılır ve özellikleri gözeneklilik, geçirgenlik, spesifik verim, spesifik depolama ve hidrolik iletkenlik gibi ana fiziksel parametrelere bağlıdır.
Yeraltı suyunun dikey dağılımı
Yeraltı suyu oluşumu tipik olarak su tablasına dayalı olarak doymamış bölge ve doyma bölgesi olmak üzere iki ana bölgeye ayrılır. Doymamışlık bölgesi ayrıca toprak nemi bölgesi, ara vadoz bölgesi ve kılcal bölge olarak alt sınıflara ayrılan havalandırma bölgesi (vadoz bölgesi) olarak da bilinir. Doymamışlık bölgesi, kısmen su ve hava ile doldurulmuş boşluklardan veya çatlaklardan oluşur. Tüm boşluklar, su tablasının altındaki doymuş bölgede hidrostatik basınç altında suyla tamamen doyurulur.
Toprak-nem bölgesi
Toprak-nem bölgesi, toprak yüzeyinin altındaki ana kök bölgesi boyunca oluşur, ancak kalınlığı toprak ve bitki örtüsü türlerine göre değişir. Bu bölge hidrolojik süreçlerin tanınmasında önemli bir rol oynar ve kara-yüzey atmosferinin etkileşimi için de önemlidir. Tarım ile sulama uygulamaları, özellikle kurak ve yarı kurak alanlarda, öncelikle, toprak neminin sağlık durumu, ürün üretimi ve tuzlanma üzerindeki etkisinin bir sonucu olarak kök bölgesindeki uzamsal ve zamansal toprak nemi dalgalanmalarının zamanında karakterizasyonuna bağlıdır. Suyun fizikokimyasal özellikleri, yüzey eğimi ve pürüzlülüğü, toprak hidrolik iletkenliği, toprağın gözenekliliği ve önceden var olan toprak gözenek nem içeriği gibi çeşitli çevresel faktörler, toprak matrisinin infiltrasyon sürecini etkileyen suyu transfer etme kapasitesini kontrol etmektedir.
Ara vadoz bölgesi
Ara vadoz bölgesi, toprak nem bölgesinin altında ve kılcal bölgenin üst kısmında bulunur. Bu bölgeye düşen su, moleküler çekim yoluyla geçiş alanının kılcal boşluklarına veya aşağı doğru, bitişik doymuş bölgeye çekilebilir.
Kılcal bölge
Bölge, havalandırma bölgesinin en alt kısmıdır ve kılcal hareketin bir bileşeni olarak suyun kendisine doğru geri çekilebildiği su tablasının hemen üzerindedir. 0,0005 mm gözenekli yarıçaplı bir kılcal kil bölgesi için, tipik yükseklik 3 m olabilir, bunun aksine, 0,02 mm gözenekli yarıçapa sahip 10 cm’den küçük ince kumdur. Kapiler su, doymamış veya doymuş maddelerin kapiler açıklıklarında su tablasının bir yüzeyinin üzerinde depolanan sudur.
Doygunluk bölgesi
Doyma bölgesi, genellikle su seviyesi veya akifer sistemi olarak adlandırılan su tablasının üzerindedir. Vadoz bölgesinden derinlemesine sızan su, doyma bölgesine girer ve tüm gözenek boşluklarını suyla doldurur. Doygunluk bölgesinin kalınlığı, dünya yüzeyinin birkaç metre altından sayısız yüz metreye kadar değişir. Bu zonun kalınlığını belirleyen faktörler, yerel jeolojiye, kaya oluşumundaki açıklıkların veya gözeneklerin erişilebilirliğine ve zon içinde yeniden şarjdan deşarj noktalarına kadar su akışına bağlıdır.
Bu doygunluk süresi birkaç gün veya haftadan aylara kadar değişebilir. Yeraltı suyu miktarı ve yağış yoğunluğu, sıcaklık, kaya gözenekliliği ve geçirgenliği, havanın kuruluğu, yağışlı mevsimde buharlaşma yoğunluğu, arazi eğimi, arazi eğimi, bitki örtüsü ve toprak için su emme yeteneğidir. Ayrıca, kırıklar ve eklem yapıları içinde önemli miktarda su bulunabilir. Kayada bulunan tipik açıklık türleri vardır ve bu açıklık türleri aşağıdaki gibidir:
• Bireysel parçacıklar içeren çakıl ve kumtaşı oluşumlarındaki açıklıklar,
• Dolomit ve kireçtaşı kayalarında boşluklar, oyuklar ve çözelti kanalları,
• Metamorfik kayaçlar ve magmatik oluşumlardaki eklemler, yarıklar, gaz delikleri ve faylar,
Yeraltı suyu çalışmalarının sayısı küresel olarak artmaya devam etmektedir. Yeraltı araştırmalarını (direnç), yeraltı suyunun hidrolik yönlerini (pompalama testi) ve haritalamayı (RS ve GIS) kapsayan uygun değerlendirme metodolojileri ile GB- Yeraltı suyu etkileşimlerini ve yeraltı suyu karakteristiği önemlidir.
Ayrıca, mevcut yöntemlerle (sızıntı ölçer, ısı izleyici ve çevresel izleyici) yüzey ve yeraltı suyu etkileşimlerini anlamak, su havzası yönetiminde, yani risk yönetimi ve akifer sisteminin değerlendirilmesinde faydalıdır. Bununla birlikte çevresel izleyici yöntemi, hidrolojik sürecin, suyun kaynağının, suyun yaşının ve bağlantısız ve bağlantılı akarsu koşullarının kazanılması ve kaybedilmesinin değerlendirilmesi için de yararlıdır.
Kaynakça:
waterencyclopedia.com/A-Bi/Aquifer-Characteristics.html
nationalgeographic.org/encyclopedia/aquifers/
researchgate.net/publication/326750565_Aquifer_Classification_and_Characterization
digitalatlas.cose.isu.edu/hydr/concepts/gwater/aquifer.htm
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu