Hydrogeochemical conceptual modelling of Lake Salda (Turkey) by using in-situ measurements, water and sediment sample analysis results
Yersel ölçümler, su ve sediman örnek analiz sonuçları kullanarak, Salda Gölü'nün (Türkiye) hidrojeokimyasal kavramsal modellemesi
- Tez No: 394460
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BEDRİ KURTULUŞ, DOÇ. DR. EVREN TUNCA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu çalışma, Salda Gölü'nün güncel hidrojeokimyasını, yerinde ve laboratuvar ölçümleri ile belirlemeyi hedeflemiştir. Yüzer platform kullanılarak, göl çevresindeki kaynak, yüzey ve dip noktaları gibi belirlenen lokasyonlardan, su ve sediman örneklemeleri yapılmıştır. Bu örnekler, major iyon (F-, Cl-, NO2-, Br-, NO3-, PO43-, S042-, Li, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, CO32-, HCO3-) ve ağır metaller (Ni, As, Cu, Pb, Cr, Cd, Co, V, Fe, Mn, Zn) miktarlarını belirlemek üzere analiz ettirilmiştir. Yerinde ölçümler (özgül elektriksel iletkenlik ve sıcaklık) ortak istasyonlarla eş zamanlı olarak yüksek çözünürlüklü İletkenlik-Sıcaklık-Derinlik (CTD) cihazı ile, gölün fizikokimyasal dinamiğini haritalamak için yapılmıştır. Gölün taban geometrisini gözlemlemek için sismik çalışma yapılmıştır. Ayrıca, drenaj alanının su bütçesini belirlemek için yıllık yağış ve aylık ortalama sıcaklık verileri Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden alınmıştır. Ek olarak ise, diğer çalışmaları desteklemek için uzaktan algılama metodları uygulanmıştır. Su ve sediman örneklerinin major iyon ve ağır metal konsantrasyonları Ion Chromatography (IC), Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GF-AAS), Flame Atomic Absorption Spectroscopy (F-AAS) kullanılarak analiz ettirilmişlerdir. Güncel hidrojeokimya, 27 farklı su örneğinin major iyonları ile belirlenmeye çalışılmıştır ve hidromanyezit oluşumu hakkında bazı yaklaşımlar yapılmıştır. Ayrıca, Salda Gölünde (Burdur, Turkey), 11 farklı istasyondan alınan sediment örneklerinde, 8 farklı metal (Cu, Pb, Zn, Ni, Mn, Fe, Cd, Cr) ve metalloidin (As) birikim profilini, istatistiksel analizler ve sediment değerlendirme yöntemleri ile ortaya koymuştur. Ayrıca gölde, derin bölge istasyonları ile sığ bölge istasyonları da karşılaştırılmış, istasyon bazlı andropojenik etki ortaya konmuş, sedimentin durumu çalışılan elementler için ayrı ayrı ele alınmıştır. Bunun yanı sıra, Landsat 7 ETM+ and Landsat 8 termal band görüntüleri kullanılarak, gölün yüzey termal dağılımı haritalanmıştır ve yerinde ölçümlerle ilişkilendirilmiştir. Diğer yandan ise, yersel veriler ve uzaktan algılama metodları kullanılarak Salda Gölü su bütçesi değerlendirilmiştir. Alansal haritalar ile geçmişten günümüze Landsat uydu görüntüleri haritalanmıştır ve Thornthwaite yöntemi ile Burdur alt havzasında bulunan Salda Gölü'nün son 5 yıllık su bütçesi hesaplanmıştır. Sonuçlara göre, major iyonlar, elektro-nötralite değerlerinin çoğunun %5'in üzerinde olmasından dolayı değerlendirilememiştir ve böylelikle major iyonlar yanlış analiz ettirilmiş veya muhafaza edilmiş olabileceği belirlenmiştir. Buna rağmen, major katyonlar, gölün Manezyumca zengin-yüksek alkalin olduğunu ve hidromanyezit çökeliminin devam ettiğini sunmuştur. Sonuçlara göre kirlilik faktörü, zenginleştirme faktörü, jeoakümülasyon indeksi, potansiyel ekolojik risk faktörü ve toksik birim oranı en yüksek değerleri Ni için vermiştir. Bununla beraber bu yöntemlerin sonuçlarına göre Pb sonuçlarıda bazı istasyonlarda oldukça ciddidir. Kirlilik derecesi, düzenlenmiş kirlilik derecesi ve toksik birim toplamı en yüksek değerleri SS01 ve G14T istasyonları için vermiş polution load index ise göl genelini baseline ve perfection olarak bulmuştur. Bu yöntemlerle beraber sonuçların değerlendirilmesinde korelasyon analizi, cluster analiz ve Mann Whitney-U analizi kullanılmış, tüm metallerin değerleri PEL (probable effect level), ERM (effect range median), TEL (threshold effect level), ERL (effect range low) sınır değerleri ile karşılaştırılmıştır. korelasyon ve cluster analizlerine göre en yüksek ilişki gösteren metaller Cu-Mn, Cu-Zn, Fe-Ni ve Fe-Cr olarak tespit edilmiştir. Diğer metaller ile ilişkileri en zayıf olan metaller ise Pb ve As olarak tespit edilmiştir. EBK interpolasyon haritalarının sonucu olarak ise, termal ve özgül elektriksel iletkenlik haritalarının her ikisinde de fayın yanında, gölün güneybatı kısmında olası su girişleri gözlemlenmiştir. Ayrıca, gölün güney tarafında su çıkışları hakkında olasılıklar bulunmaktadır. Landsat 7 ETM+ ve Landsat 8 kullanılarak oluşturulan termal band görüntüleri sonuçlarıda ayrıca yüzeyden fay etkisi ile olası bir beslenme olabileceğini ortaya koymaktadır. Diğer yandan ise, her 8 yılda yıllık yağış için istatiksel olarak uygun artan ve azalan trend gözlemlenmiştir ve Thornthwaite yöntemi ile son 5 yıl için azalan bir trend hesaplanmıştır. Su fazlası için 2013-2014 su yılı Thornthwaite ve uzaktan algılama yöntemleri açısından en uygun olduğu için seçilmiştir. Son olarak, sismik sonuçlar, gölün tabanında olası çözünme zonlarının olabileceğini ve sediment sonuçları ise alüvyal birimin altında peridodit varlığını işaret etmektedir. Sonuçlar ayrıca, drenaj alanını çevreleyen yüksek rakımlardan dolayı olan hidrostatik basınç farklılığından dolayı, sedimanter birim vasıtasıyla çeşitli su çıkışlarının gözlemlenebileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study focued on current hydrogeochemistry by using in-situ and laboratory measurements for Lake Salda. Using a floating platform, the water and sediment samples were taken from the determined locations around the lake such as spring points, streams and some deepest points of the lake. These samples were analyzed for determining both major ions (F-, Cl-, NO2-, Br-, NO3-, PO43-, S042-, Li, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, CO32-, HCO3-) and heavy metals (Ni, As, Cu, Pb, Cr, Cd, Co, V, Fe, Mn, Zn). In-situ measurements (specific conductance and temperature values) were done simultaneously at mostly common stations with samples by using high resolution Conductivity-Temperature-Depth (CTD) device to map physicochemical dynamic of the lake. Seismic study was also carried out to observe the geometry of the lake floor. Furthermore, annual precipitation and monthly average temperature values were taken from General Directorate of Meteorology for determinig the budget of catchment area. In addition, remote sensing methods were applied for supporting the other measurements. The major ions and heavy metal concentrations of water and sediment samples were analyzed using Ion Chromatography (IC), Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GF-AAS), Flame Atomic Absorption Spectroscopy (F-AAS). Current hydrogeochemistry was tried to determined on 27 different water samples by major ions and some approaches about hydromagnesite precipitation were done. It was also revealed accumulation profiles of 8 different metals (Cu, Pb, Zn, Ni, Mn, Fe, Cd, Cr) and metalloid (As) on sediment samples, which were taken from 11 different stations, by statistical analysis and sediment assessment methods for Lake Salda, Burdur, Turkey. In addition, deep and shallow station regions were compared, station-based anthropogenic effects have been demonstrated, the status of the sediments were considered separately for the studied elements. Besides, thermal distribution on the surface of the lake was mapped by using thermal band of Landsat 7 ETM+ and Landsat 8 satellite images and correlated with in-situ measurement. On the other hand, the water budget of Lake Salda was evaluated by using in-situ measurements and remote sensing data. Spatial maps were mapped from past to peresent with Landsat satellite images and water budget of Lake Salda, located in Burdur sub-basin, was calculated with Thornthwaite Mather for last 5 years. According to the results, major ions couldn't be evaluated because of electrolyte-neutrality values to be mostly over %5 and so major anions were determined as wrong analyzed or preserved. However, the major cations presented the lake to be Mg rich-highly alkaline and also hydromagnesite precipitation continuation. On the other hand, contamination factor, enrichment factor, geoaccumulation index, potential ecological risk factor ve quotient toksik unit have showed the highest values for Ni in sediment. However, Pb results are quite serious on some stations according to the results of this method. The highest values for degree of contamination, modified degree of contamination and sum of toxic unit have been observed on SS01 and G14T stations. Pollution load index has been found out baseline and perfection for throughout the lake. The correlation analysis cluster analysis and Mann Whitney-U analysis have been used for the the evaluation of results with these methods, the values of all metals have been compared with the limit values of PEL (probable effect level), ERM (effect range median), TEL (threshold effect level), ERL (effect range low). According to the correlation and cluster analysis, metals showing the highest correlation between Cu-Mn, Cu-Zn, Fe-Ni and Fe-Cr have been determined. The weakest relationships with other metals have been identified as Pb and As. As a result of EBK interpolation maps, both thermal and specific conductance, possible water inputs were observed near the fault on the southeastern part of the lake. There are also some possibility about water outputs on the southern part of the lake. The results of thermal band images by using Landsat 7 ETM+ and Landsat 8 reveal also the probability of the fault effect to the recharge on the surface. Also, statistically significant increasing and decreasing trends was observed for annual precipitation in every 8 years and a decreasing trend was calculated for last 5 years by Thornthwaite Mather. 2013-2014 water year has also been choosen for the most appropriate result about water excess for both Thornthwaite and remote sensing methods. Finally, seismic results present some possible dissolution zones on the floor of the lake and sediment results indicate that there should be peridotite occurrence bellow the alluvium unit. The results also show that several water outputs, through the alluvium unit, could be observed due to the hydrostatic head difference caused by high altitudes in the catchment area.
Benzer Tezler
- İzmit havzasının hidrojeoloji incelemesi ve yeraltısuyu akım modellemesi
An examination of the hydrogeology of the İzmit basin, and modelling of the groundwater flow
MERAL ERDOĞAN TOPÇUOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ KARAGÜZEL
- Kayseri volkanik akifer sisteminde yeraltısuyu akımının modellenmesi
Modelling of groundwater flow in the Kayseri volcanic aquifer system
OTGONBAYAR NAMKHAI
Doktora
Türkçe
2022
Jeoloji MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiJeoloji (Hidrejeoloji) Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EKMEKÇİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT TEZCAN
- Hydrogeochemical conceptual model of Denizli umut geothermal field
Denizli umut jeotermal sahasının hidrojeokimyasal kavramsal modeli
GÖKTUĞ ALTUNTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Jeoloji MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR AVŞAR
- Bayatçık jeotermal alanının (Afyonkarahisar) hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal olarak incelenmesi
Hydrogeological and hydrogeochemical investigation of the bayatçik geothermal field (Afyonkarahisar)
SERAY DUYSAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Jeoloji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YILDIZ
- Ilıca (Şavşat-Artvin) jeotermal sularının hidrojeokimyasal ve izotopik incelenmesi
Hydrogeochemical and isotopic investigation of Ilica (Savsat-Artvin) geothermal water
BURHAN MELİH SUBAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Jeoloji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA GÜLTEKİN