Investigation of safe and sustainable yields for the sandy complex aquifer system in the Ergene River Basin, Thrace Region, Turkey

Bu çalışmanın amacı Türkiye'nin kuzeybatısındaki Ergene havzası Kumlu Kompleks akifer sisteminin emniyetli ve sürdürülebilir verimlerinin belirlenmesidir. Havzadaki en yaygın ve en verimli akifer olan Kumlu Kompleks akiferin sayısal yeraltısuyu modeli oluşturulmuştur. Sonlu farklar yeraltısuyu modeli akiferdeki kararlı ve kararsız akımı benzeştirmesi için kullanılmıştır. Model kalibrasyonu 1970 yılının Ocak ayında saha koşullarında gözlenen su seviyeleri ile yapılan kararlı akım koşullarında kalibrasyon ve bunu izleyen Ocak 1970-Aralık 2000 döneminde gözlenen su seviyeleri ile yapılan kararsız akım koşullarında kalibrasyon olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Ortaya çıkan model Ocak 2001 ve Aralık 2030 yılları arasını kapsayacak şekilde 30 yıllık bir planlama dönemi göz önüne alınarak akifer sisteminin çeşitli pompaj koşulları altındaki tepkisini belirlemek ve alternatif yeraltısuyu yönetim senaryoları kurulması için kullanılmıştır. Planlama dönemi için toplam sekiz yönetim senaryosu kararsız akım koşullan altında kurulmuş ve sonuçlar akiferin emniyetli ve sürdürülebilir verimlerinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Değiş-tokuş eğrisi şeklinde sunulmuş olan sonuçlar, günümüzdeki pompaj koşullarının akiferin emniyetli ve sürdürülebilir verimlerinin üstünde olduğunu göstermiştir. Akifer sisteminin sürdürelebilir gelişmesini teşvik edecek bir dizi uygun yönetim politikaları ve planları önerilmiştir.

Ergene Havzası kumlu kompleks akifer sisteminin emniyetli ve sürdürülebilir verimlerinin araştırılması, Trakya Bölgesi, Türkiye

This study aims to determine the safe and sustainable yields for the Sandy Complex aquifer system in Ergene River basin in northwestern Turkey. A numerical ground-water flow model was developed for the Sandy Complex aquifer, which is the most productive and the most widespread aquifer in the basin. The finite difference ground-water model was used to simulate steady and unsteady flow in the aquifer. The model was calibrated in two steps: a steady-state calibration, by using the observed ground-water levels of January 1970; then a transient calibration, by using the observed ground-water levels for the period of January 1970 and December 2000. The resulting model was used to develop ground-water pumping scenarios in order to predict the changes in the aquifer system under a set of different pumpage conditions for a planning period of 30 years between January 2001 and December 2030. A total of eight pumping scenarios were developed under transient-flow conditions for the planning period, and the results were evaluated to determine the safe and sustainable yields of the aquifer. The results, presented in the form of a trade-off curve, demonstrate that both the safe and the sustainable yield values are exceeded if pumping continues at the present rate. An appropriate suite of management policies and plans are provided that will promote the sustainable development of the aquifer system.

___

  • BREDEHOEFT, J.D. 1997. Safe yield and the water budget myth. Ground Water 35, 929.
  • DOUST, H. & ARIKAN, Y. 1974. The geology of the Thrace Basin. Proceedings of the 2nd Petroleum Congress of Turkey, 119-131.
  • DSİ 2001. Ergene Havzası Hidrojeoloji Raporu [Hydrogelogy of Ergene Basin]. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı, Edirne [unpublished, in Turkish].
  • EKMEKÇİ, M. 2005. Karst in Turkish Thrace: compatibilty between geological history and karst type. Turkish Journal of Earth Sciences 14, 73-90.
  • GÖRÜR, N. & OKAY, A.İ. 1996. A fore-arc origin for the Thrace Basin, NW Turkey. Geologische Rundschau 85, 622-668.
  • ITALCONSULT 1970. Ergene River Basin Groundwater Development Project. Master Plan Report: Volume 1: General Report, Volume 2: Outline of Hydrology and Meteorology, Volume 3: Geohydrology and Groundwater Resources, Rome.
  • KEMPER, K.E. 2004. Groundwater from development to management. Hydrogeology Journal 12, 3-5.
  • KESKİN, C. 1974. The stratigraphy of the northern Ergene Basin. Proceedings of the 2nd Petroleum Congress of Turkey, 137-153 [in Turkish with English abstract].
  • MCDONALD, M.G. & HARBAUGH, A.W. 1984. A Modular Three-Dimensional Finite-Difference Groundwater Flow Model, U.S. Geological Survey Open-File Report, 83-875, USA.
  • OKAY, A.İ., SATIR, M., TÜYSÜZ, O., AKYÜZ, S. & CHEN, F. 2001. The tectonics of the Strandja Massif: late-Variscan and mid-Mesozoic deformation and metamorphism in the northern Aegean. International Journal of Earth Sciences 90, 217-233
  • ÖKTEN, Ş. 2004. Investigation of the Safe and Sustainable Yields for the Sandy Complex Aquifer System in Ergene River Basin. MSc Thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkey [unpublished].
  • PERİNÇEK, D. 1987. Seismic characteristics of wrench fault zone in Thrace Basin. Proceedings of the 7th Biannual Petroleum Congress of Turkey, 11-21 [in Turkish with English abstract].
  • PERİNÇEK, D. 1991. Possible strand of the North Anatolian Fault in the Thrace Basin, Turkey Ð an interpretation. Turkish Association of Petroleum Geologists Bulletin 75, 241-257.
  • SAKINÇ, M., YALTIRAK, C. & OKTAY F.Y. 1999. Paleogeographical evolution of the Thrace Neogene Basin and the Tethys-Paratethys relations at northwestern Turkey (Thrace) Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 153, 17-40.
  • SOPHOCLEOUS, M. 1997. Managing water resources systems: Why safe yield is not sustainable. Ground Water 35, 561.
  • SOPHOCLEOUS, M. 1998. Perspectives on Sustainable Development of Water Resources in Kansas. Kansas Geological Survey Bulletin 239, Lawrence, Kansas, USA.
  • SOPHOCLEOUS, M. 2000. From safe yield to sustainable development of water resources: the Kansas experience. Journal of Hydrology 235, 27-43.
  • ŞAKIYAN, J. & YAZICIGİL, H. 2004. Sustainable development and management of an aquifer system in western Turkey. Hydrogeology Journal 12, 66-80.
  • TAPIRDAMAZ, C. & YALTIRAK C. 1997. Trakya'nın Senozoyik volkaniklerinin paleomanyetik özellikleri ve tektonik konumu [Palaeomganetic characteristics of Cenozoic volcanics in Thrace region and their tectonic significance]. MTA Bulletin 119, 27-42 [in Turkish with English abstract].
  • TURGUT, S. & ESELLER, G. 2000. Sequence stratigraphy, tectonics and depositional history in eastern Thrace Basin, NW Turkey. Marine and Petroleum Geology 17, 61-100.
  • TURGUT, S., TÜRKASLAN, M. & PERİNÇEK, D. 1991. Evolution of the Thrace sedimentary basin and its hydrocarbon prospectivity. In: SPENCER, A.M. (Ed), Generation, Accumulation and Production of Europe's Hydrocarbons. Special Publication of the European Association of Petroleum Geoscientists 1, 415-437.
  • YALTIRAK, C. 1996. Tectonic history of Ganos fault system. Turkish Association of Petroleum Geologists Bulletin 8, 137-156 [in Turkish with English abstract].
  • YAZICIGİL, H. & EKMEKÇİ M. 2003. Perspectives on Turkish ground water resources. Ground Water 41, 290-291.