KÖPRÜÖREN HAVZASI (KÜTAHYA) SU KAYNAKLARININ ÇEVRESEL İZOTOPLAR İLE İNCELEMESİ

Bu çalışmada Kütahya Köprüören Havzası'nda bulunan su kaynaklarının izotopik özellikleri ortaya konulmuştur. İncelenen örneklerin ?18O ve ?D içerikleri sırasıyla kurak dönemde -10.84? ile -7.09? ve -73. 6? ile -53.3? arasında, yağışlı dönemde ise -10.81? ile -4.71? ve -73.3? ile -41.5? arasında değişmektedir. Örneklerin çoğu Küresel Meteorik Su Doğrusu üzerinde olduğu halde bazıları bu doğrudan sapma göstermektedir. Bu sapmanın nedeni söz konusu örneklerin ?18O ve ?D imzalarının buharlaşma ile değişmiş olmasına bağlanmıştır. Termal su örnekleri için su-kayaç etkileşiminin örneklerin ?18O içeriğinde değişikliğe neden olmadığı belirlenmiştir. Bunun nedeni sıcak su örneklerinin kuyubaşı ve rezervuar sıcaklıklarının düşük olmasına bağlanmıştır. Örneklerde belirlenmiş trityum içerikleri yağışlı dönemde ~0 ile 6 TU, kurak dönemde ise ~0 ile 8 TU arasında değişmektedir. Buna göre, yeraltısuyu örneklerinin bazıları güncel yağışlar ile beslenmiş, akiferde uzun süre kalmamış, sığ dolaşımlı sulardır. Bunun yanı sıra, düşük trityum içeriğine sahip örnekler (sıcak sular ve iki adet yeraltısuyu örneği) akifere nükleer denemeler öncesinde girmiş, nispeten uzun dolaşımlı sulardır. Bu örneklerin yeraltında kalış süresi ile ilgili daha detaylı bilgiye sahip olunabilmesi için ?C ve 14C'den yararlanılmıştır. 5 örnekte belirlenmiş ?C ve modern karbon içerikleri sırasıyla -5? ile -14.6? ve 8.2 ile 78 pmc arasında değişmektedir. Bu örnekler için karbonat çözünmesine karşı düzeltilmiş 14C yaşlarına göre suların yeraltında kalış süreleri günümüzden 11500 yıl öncesine kadar uzanmaktadır. Dolayısıyla, havzada derin dolaşımlı ve yaşlı suların (paleo su) varlığından bahsedilebilir. ?13C verilerine göre sıcak suların 14C konsantrasyonları su-kayaç etkileşimi sonucunda seyrelmiştir.

INVESTIGATION OF THE WATER RESOURCES IN KÖPRÜÖREN BASIN (KÜTAHYA) WITH ENVIRONMENTAL ISOTOPES

In this study, the isotopic properties of the water resources located in Köprüören Basin are determined. ?18O and ?D contents of the samples respectively ranged from -10.84? to -7.09? and from -73.6? to -53.3? in dry season and ranged from -10.81? to -4.71? and -73.3? to -41.5? in wet season. Majority of the samples plotted along Global Meteoric Water Line although some of them show deviations from this line. The reason for the deviations are attributed to evaporative enrichment, modifying the original ?18O and ?D signatures of the samples. ?18O content of the thermal samples are not modified as a result of water-rock interaction due to low wellhead and reservoir temperatures. Tritium concentrations for all samples range from ~0 to 6 TU in wet season and from ~0 to 8 TU in dry season. Accordingly, some of the groundwater samples are recharged from modern precipitation, their groundwater residence times are short and they have shallow circulation. Besides, samples with tritium concentrations close to detection limits (thermal water samples and two of the groundwater samples) were recharged before tritium from nuclear weapon tests and have relatively higher residence times. These samples were also analysed for ?13C and 14C to get information about the residence times. ?13C and percent modern carbon contents of five samples range from -5? to -14.6? and from 8.2 to 78 pmc, respectively. The corrected 14C ages for these samples are up to 11500 years before present, thereby indicating the presence of paleowaters in the basin. ?13C data indicate that 14C contents of the thermal waters were diluted as a result of water-rock interaction.

PDF

___

Akdeniz, N. Konak, N. 1979. Simav-Emet-Tavşanlı- Dursunbey-Demirci Yörelerinin Jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Rapor No: 6547, 108 s. Ankara (yayımlanmamış).
Arık, F. 2002. Gümüşköy (Kütahya) gümüş yatağının jeokimyasal modellenmesi. Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 318 s. Konya (yayımlanmamış).
Arslan, Ş., Çelik, M. 2013. Köprüören Havzası (Kütahya) yüzey ve yeraltısularında arsenik kirliliğinin hidrojeokimya ve çevresel izotoplarla incelenmesi. TÜBİTAK proje raporu No: 110Y225, 149 s. Ankara (yayımlanmamış).
Arslan, Ş., Çelik, M., Dokuz, U.E., Berhe, B.A. 2013. Köprüören Havzasında (Kütahya) insan kaynaklı su kirliliği. 2. Tıbbi Jeoloji Çalıştayı, 4-6 Aralık 2013, Antalya, 213-219.
Arslan, Ş., Çelik, M. 2015. Assessment of the Pollutants in Soils and Surface Waters around Gümüşköy Silver Mine (Kütahya, Turkey). Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 95, 499-506.
Arslan, Ş., Yazıcıgil, H., Stute, M., Schlosser, P., Smethie, W.M. 2015. Analysis of groundwater dynamics in the complex aquifer system of Kazan Trona, Turkey, using environmental tracers and noble gases. Hydrogeology Journal 23, 175-194.
Baş, H. 1983. Domaniç-Tavşanlı-Kütahya-Gediz Yörelerinin Tersiyer Jeolojisi ve Volkanitlerin Petrolojisi. Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Rapor No. 7293, Ankara (yayımlanmamış)
Baş, H. 1986. Domaniç-Tavşanlı-Kütahya-Gediz Yörelerinin Tersiyer Jeolojisi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi 27, 11-18.
Baş, H. 1987. Tavşanlı- Domaniç (Kütahya) Volkanitlerinin Özellikleri ve Batı Anadolu Senozoyik Volkanizmasındaki Önemi. Türkiye Jeoloji Bülteni 30, 67-80.
Bayarı, C.S., Özyurt, N.N., Kilani, S. 2009 Radiocarbon age distribution of groundwater in the Konya Closed Basin, central Anatolia, Turkey. Hydrogeology Journal 17, 347-365.
Clark, I., Fritz, P. 1997. Environmental Isotopes in Hydrogeology. CRC Press, 342 s.
Clark, J.F., Stute, M., Schlosser, P., Drenkard, S. 1997. A tracer study of the Floridan aquifer in southeastern Georgia: implications for groundwater flow and paleoclimate. Water Resources Research 33, 281- 289.
Çelik, M., Dokuz, U.E., Türköz, P.E., Güllü, Ö., Arslan, Ş. 2013. Nasrettin Hoca kaynağının (Sivrihisar, Eskişehir) hidrojeokimyasal ve izotopik incelemesi. Maden Tetkik ve Arama Dergisi 146, 93-104.
Çelik, Y., Kerey, İ.E. 1999. Domaniç Neojen Havzası Kömür İçerikli Çökellerin Litofasiyeleri ve Depolanma Ortamları. 52. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildirileri Kitabı, 10-12 Mayıs 1999, Ankara, 318-325.
Çifter, C., Sayın, M. 2002. İzotopların hidrolojide kullanılması, Hidrolojide İzotop tekniklerinin kullanılması sempozyumu. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, 21-25 Ekim 2002, Adana, 1-14.
DSİ. 1981. Kütahya ve Köprüören Ovaları Hidrojeolojik Etüt Raporu, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, 64 s, Ankara (yayımlanmamış).
Fournier, R.O. 1977. Chemical geothermometers and mixing models for geothermal systems. Geothermics 5, 41- 50.
Güleç, N., Mutlu, H. 2002. Jeotermal Alanlarda İzotop Jeokimyası. Jeotermalde Yerbilimsel Uygulamalar, Yaz Okulu Ders Kitabı. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları No. 306, 64-88 s. İzmir
Ingebritsen, S.E., Sanford, W.E. 1998. Groundwater in Geologic Processes. Cambridge University Press,564 p.
Konak, N. 1979. Simav grabeni ve getirdiği kentleşme sorunları. Türkiye Jeoloji Mühendisliği 1. Bilimsel ve Teknik Kongresi Bildirileri, 157-164.
Mazor, E. 1991. Applied chemical and isotopic groundwater hydrology. Wiley, 256 p.
Pearson, F.J. 1965. Use of C-13/C-12 Ratios to Correct Radiocarbon Ages of Material Initially Diluted by Limestone. Chatters R.M., Olsen, E.A. (Eds.)
Proceedings of the 6th International Conference on Radiocarbon and Tritium Dating. US Atomic Energy Commission, CONF-650652. Washington, 357-366.
Pearson, F.J., Hanshaw, B.B. 1970. Sources of dissolved carbonate species in groundwater and their effects on carbon-14 dating. International Atomic Energy Agency Symposium on Use of Isotopes in Hydrology, 1970, Vienna, 271-285 p.
Schlosser, P., Stute, M., Horr, C., Sonntag, C., Munnich, K.O. 1988. Tritium/3 He Dating of Shallow Groundwater. Earth and Planetary Science Letters 89, 352-363.
Vogel, J.C. 1993. Variability of carbon isotope fractionation during photosynthesis. Ehleringer, J.R., Hall, A.E., Farquhar, G.D. (Eds.). Stable Isotopes and Plant Carbon-Water Relations. Academic Press. San Diego, 29-45.