Akifer

Ekonomik olarak önemli miktarda suyu depolayabilen (yüksek permeabiliteli) ve yeterince hızlı taşıyabilen (iletken) geçirimli jeolojik birimlerdir. Akiferler, yer altı sularını tutması ve çekilebilmesi için, yüksek porozite (gözeneklilik) ve permeabiliteye (geçirgenlik) sahip olmalıdır. Pekişmemiş kumlar ve çakıllar, kum taşları, konglomeralar, kireç taşları, dolomitler, bazalt akıntıları, çatlaklı plütonik ve metamorfik kayaçlar[1] akifer olarak nitelendirilen kayaçlardır.

Derinlik

Akiferler yüzeye yakın yerden 9.000 metreden (30.000 ft) daha derine doğru meydana gelir.[2] Yüzeye yakın olanların sadece su temini ve sulama için kullanılması daha olası değil, aynı zamanda yerel yağışlarla yenilenme olasılığı da daha yüksek. Birçok çöl bölgesinin içinde veya yakınında yeraltı suyu kaynakları olarak kullanılabilecek kireçtaşı tepeleri veya dağları vardır. Kuzey Afrika'daki Atlas Dağları'nın bir kısmı, Lübnan ve Lübnan Karşıtı, Suriye ile Lübnan arasında, Umman'daki Jebel Akhdar, Sierra Nevada'nın bazı kısımları ve Amerika Birleşik Devletleri'nin güneybatısındaki komşu sıradağlar, kendileri için sömürülen sığ akiferlere sahiptir. Su. Aşırı kullanım, pratik sürdürülebilir verimin aşılmasına yol açabilir; yani, doldurulabilecek olandan daha fazla su alınır. Libya ve İsrail gibi bazı ülkelerin kıyı şeridinde, nüfus artışıyla ilişkili artan su kullanımı, su seviyesinin düşmesine ve ardından yeraltı suyunun denizden gelen tuzlu su ile kirlenmesine neden olmuştur. Bir plaj, bir akiferi görselleştirmeye yardımcı olacak bir model sağlar. Kuma bir delik açılırsa, çok ıslak veya doymuş kum sığ bir derinliğe yerleştirilecektir. Bu delik ham bir kuyu, ıslak kum bir akiferi temsil ediyor ve bu delikteki suyun yükseldiği seviye su tablasını temsil ediyor.2013 yılında Avustralya, Çin, Kuzey Amerika ve Güney Afrika açıklarındaki kıta sahanlıklarının altında büyük tatlı su akiferleri keşfedildi. Ekonomik olarak işlenebilir içme suyuna dönüştürülebilecek tahmini yarım milyon kübik kilometre "düşük tuzlu" su içerirler. Rezervler, okyanus seviyeleri düştüğünde ve 20.000 yıl önce buzul çağı sona erene kadar su altında olmayan kara alanlarında yağmur suyu toprağa girdi. Hacmin, 1900'den beri diğer akiferlerden çıkarılan su miktarının 100 katı olduğu tahmin edilmektedir.[3][4]

Sınıflandırma

Bir Akitard başka bir Akiferden yeraltı suyunun akışını kısıtlar Dünya içindeki bir bölgesidir. Bir aquitard bazen, tamamen geçirimsiz ise, su havuzu veya su füjü olarak adlandırılabilir. Akitardlar, düşük hidrolik iletkenliğe sahip kil veya gözeneksiz kaya katmanlarından oluşur .

Doymuş ve doymamış

Yer altı suyu, Dünya'nın sığ yeraltının hemen hemen her noktasında bir dereceye kadar bulunabilir, ancak akiferlerin mutlaka tatlı su içermesi gerekmez. Yer kabuğunun iki bölgeye ayrılabilir: doymuş bölge veya altı suyu bölge tüm alanlarda su ile doldurulur (örneğin, su havzası akitardlar, vs.), ve doymamış bölge (aynı zamanda vadoz bölgesi), orada Hala biraz su içeren, ancak daha fazla suyla doldurulabilen hava cepleridir.

Doymuş, suyun basınç yüksekliğinin atmosferik basınçtan daha yüksek olduğu anlamına gelir (gösterge basıncı> 0'dır). Su tablasının tanımı, basınç yüksekliğinin atmosferik basınca eşit olduğu yüzeydir (burada gösterge basıncı = 0).

Basınç yüksekliğinin negatif olduğu su tablasının üzerinde doymamış koşullar oluşur (mutlak basınç asla negatif olamaz, ancak gösterge basıncı olabilir) ve akifer malzemesinin gözeneklerini tam olarak doldurmayan su emilir. Su içeriği doymamış bölge yüzeyi tarafından yerinde tutulur yapışma kuvvetlerinin ve su tablasının (sıfır üzerinde yükselir göstergesi basınç izobar ile) kapiler etki altı suyu yüzeyi üzerinde küçük bir bölge doyurulması için (kılcal saçak) atmosferik basınçtan daha düşük. Bu, gerilim doygunluğu olarak adlandırılır ve su içeriği temelinde doygunluk ile aynı değildir. Kılcal bir saçaktaki su içeriği, serbest yüzeyden uzaklaştıkça azalır. Kılcal başlık, toprak gözenek boyutuna bağlıdır. Daha büyük gözenekli kumlu topraklarda baş, çok küçük gözenekli killi topraklarda olduğundan daha az olacaktır. Killi bir topraktaki normal kılcal yükselme 1,8 m'den (6 ft) daha azdır ancak 0,3 ila 10 m (1 ila 33 ft) arasında değişebilir.[5]

Küçük çaplı bir tüpteki suyun kılcal yükselmesi aynı fiziksel süreci içerir. Su tablası, akifere inen ve atmosfere açık olan büyük çaplı bir boruda (örneğin bir kuyu) suyun yükseleceği seviyedir.

Akiferler ve akikartlar

Akiferler, tipik olarak iyi veya su, ekonomik bir miktar üretmek yeraltı bölgelerini doymuş yay (örneğin, kum ve çakıl veya kırık kaya genellikle iyi aquifer malzemeleri olun).

Akitart, yeraltı suyunun bir akiferden diğerine akışını kısıtlayan Dünya içinde bir bölgedir. Tamamen geçirimsiz bir aquitard, su birikintisi veya su akışı olarak adlandırılır. Akitardlar, düşük hidrolik iletkenliğe sahip kil veya gözeneksiz kaya katmanlarından oluşur .

Dağlık alanlarda (veya dağlık bölgelerdeki nehirlerin yakınında), ana akiferler tipik olarak konsolide olmayan alüvyonlardır. Enine kesit olarak (akiferin iki boyutlu bir dilimine bakıldığında) değişen kaba ve ince malzeme katmanları gibi görünen, su süreçleri (nehirler ve akarsular) tarafından çökeltilen çoğunlukla yatay malzeme katmanlarından oluşur. Kaba malzemeler, onları hareket ettirmek için gereken yüksek enerji nedeniyle, kaynağa daha yakın (dağ cepheleri veya nehirler) bulunma eğilimindeyken, ince taneli malzeme onu kaynaktan (havzanın daha düz kısımlarına veya üst kıyıya) daha uzak hale getirecektir. alanlar - bazen basınç alanı olarak adlandırılır). Kaynağın yakınında daha az ince taneli birikintiler olduğundan, burası akiferlerin genellikle serbest olduğu (bazen yükleme havuzu alanı olarak adlandırılır) veya kara yüzeyi ile hidrolik iletişim içinde olduğu bir yerdir.

Sınırlı ve sınırsız

Akifer türleri spektrumunda iki uç üye vardır; sınırlı ve sınırsız (arada yarı sınırlı olmak üzere). Sınırsız akiferlere bazen su tablası veya yeraltı akiferleri de denir, çünkü bunların üst sınırları su tablası veya yeraltı suyu yüzeyidir. (Bakınız Biscayne Aquifer.) Tipik olarak (ancak her zaman değil), belirli bir konumdaki en sığ akifer serbesttir, yani kendisiyle yüzey arasında sınırlayıcı bir katman (akikard veya akuikül) yoktur. "Tünemiş" terimi, kil tabakası gibi düşük geçirgenliğe sahip bir birim veya tabakanın üzerinde biriken yer altı suyunu ifade eder. Bu terim genellikle, bölgesel olarak geniş bir akiferden daha yüksek bir yükseklikte meydana gelen küçük bir yerel yeraltı suyu alanını ifade etmek için kullanılır. Tünemiş ve serbest akiferler arasındaki fark, büyüklükleridir (tünemiş daha küçüktür). Sıkışmış akiferler, genellikle kilden oluşan, sınırlayıcı bir katman tarafından üstlenen akiferlerdir. Sınırlayıcı katman, yüzey kontaminasyonuna karşı bir miktar koruma sağlayabilir.

Sınırlı ve sınırsız arasındaki ayrım jeolojik olarak net değilse (yani, açık bir sınırlayıcı katmanın olup olmadığı bilinmiyorsa veya jeoloji daha karmaşıksa, örneğin çatlaklı bir ana kaya akiferi), bir akiferden geri dönen depolama değerinin değeri testi belirlemek için kullanılabilir (her ne kadar serbest akiferlerdeki akifer testleri, kapalı akiferlerden farklı şekilde yorumlanmalıdır). Kapalı akiferler çok düşük depolama değerlerine sahiptir (0.01'den çok daha az ve 10 - 5 kadar az), bu da akiferin, akifer matrisi genişleme mekanizmalarını ve her ikisi de oldukça küçük miktarlarda olan suyun sıkıştırılabilirliğini kullanarak su depoladığı anlamına gelir.. Sınırsız akiferlerin depolama alanları vardır (tipik olarak daha sonraspesifik verim) 0.01'den (yığın hacmin% 1'i) fazla; akiferin gözeneklerini fiilen boşaltma mekanizması ile suyu depodan salarlar, nispeten büyük miktarlarda su salarlar (akifer malzemesinin boşaltılabilir gözenekliliğine veya minimum hacimsel su içeriğine kadar).

İzotropik ve anizotropik

Olarak izotropik ise akiferlerden veya tabakaların aquifer hidrolik iletkenliği (K) her yönde akışı için eşit olan anizotropik koşullar bu özellikle yatay (Kh) ve dikey (kV) anlamda farklılık göstermektedir.

Bir veya daha fazla akitardlı yarı sınırlı akiferler, ayrı katmanlar izotropik olduğunda bile anizotropik bir sistem olarak çalışır, çünkü bileşik Kh ve Kv değerleri farklıdır (bkz. Hidrolik geçirgenlik ve hidrolik direnç).

Bir akiferdeki drenajlara [6] veya kuyulara[7]  akışı hesaplarken, drenaj sisteminin ortaya çıkan tasarımı hatalı olabileceğinden anizotropi dikkate alınmalıdır.

Gözenekli, karstik veya çatlak

Bir akiferi düzgün bir şekilde yönetmek için özelliklerinin anlaşılması gerekir. Bir akiferin yağışa, kuraklığa, pompalamaya ve kirlenmeye nasıl tepki vereceğini tahmin etmek için birçok özelliğin bilinmesi gerekir. Yağış ve kar erimesinden yeraltı suyuna nereden ve ne kadar su girer? Yeraltı suyu ne kadar hızlı ve hangi yöne hareket eder? Yerden kaynak olarak ne kadar su ayrılır? Sürdürülebilir bir şekilde ne kadar su pompalanabilir? Bir kontaminasyon olayı ne kadar çabuk bir kuyuya veya kaynağa ulaşır? Akifer özelliklerinin anlaşılmasının gerçek akifer performansıyla ne kadar doğru eşleştiğini test etmek için bilgisayar modelleri kullanılabilir.  [8] Çevresel düzenlemeler, potansiyel kontaminasyon kaynaklarına sahip alanlarınhidrolojik edilmiştir, özelliği .[8]

Gözenekli
[2] Gözenekli akiferlerdeki su, kum taneleri arasındaki boşluklardan yavaşça sızar.

Gözenekli akiferler tipik olarak kum ve kumtaşında oluşur. Gözenekli akifer özellikleri, çökelme tortul ortamına ve daha sonra kum tanelerinin doğal sementasyonuna bağlıdır. Bir kum kütlesinin biriktirildiği ortam, kum tanelerinin yönünü, yatay ve dikey değişimleri ve şeyl katmanlarının dağılımını kontrol eder. İnce şeyl tabakaları bile yeraltı suyu akışının önündeki önemli engellerdir. Tüm bu faktörler, kumlu akiferlerin gözenekliliğini ve geçirgenliğini etkiler [9]. Sığ deniz ortamlarında ve rüzgârla savrulan kumul ortamlarında oluşan  kumlu yataklarnehir ortamlarında oluşan kumlu tortular düşük ila orta derecede geçirgenliğe sahipken, orta ila yüksek geçirgenliğe sahiptir.[9]  Yağış ve kar erimesi, akiferin yüzeye yakın olduğu yerde yeraltı suyuna girer. Yeraltı suyu akış yönleri, kuyulardaki ve kaynaklardaki su seviyelerinin potansiyometrik yüzey haritalarından belirlenebilir. Akifer testleri ve kuyu testleri, gözenekli bir akiferin suyu taşıma yeteneğini belirlemek için Darcy kanunu akış denklemleriyle birlikte kullanılabilir [8].  alan üzerinde bu tip bilgiler analiz olmadan pompalanabilir ne kadar su bir göstergesidir overdraftingve kirlenmenin nasıl geçeceği.[8]  Gözenekli akiferlerde yeraltı suyu, kum taneleri arasındaki gözeneklerden yavaş sızıntı olarak akar. Soldaki eşlik eden resimde kumtaşından yavaşça sızan suyun gösterdiği gibi, günde 1 fitlik (0.3 m/d) bir yeraltı suyu akış hızı gözenekli akiferler için yüksek bir hız olarak kabul edilir [10] .

Gözeneklilik önemlidir, ancak tek başına bir kayanın akifer gibi davranma yeteneğini belirlemez. Alanları Deccan Tuzakları (bir bazalt merkezi batı Hindistan'da lav) onlara kötü aküferlerini yapar yüksek porozite ama düşük geçirgenlik ile kaya formasyonlarının iyi örneklerdir. Benzer şekilde, İngiltere'nin güneydoğusundaki mikro gözenekli (Üst Kretase) Tebeşir Grubu, oldukça yüksek bir gözenekliliğe sahip olmasına rağmen, çoğunlukla mikro kırılma ve yarılmaya bağlı olarak iyi su verme özellikleri ile düşük bir tane-taneye geçirgenliğe sahiptir.

Karst
Karst akiferlerindeki su, suyun yer altı akarsuları olarak aktığı açık kanallardan akar.

Karst akiferleri tipik olarak kireçtaşında gelişir. Doğal karbonik asit içeren yüzey suyu, kalkerdeki küçük çatlaklara doğru hareket eder. Bu karbonik asit kireçtaşını kademeli olarak çözerek çatlakları genişletir. Genişlemiş çatlaklar, daha büyük miktarda suyun girmesine izin verir ve bu da açıklıkların giderek genişlemesine yol açar. Bol küçük açıklıklar büyük miktarda su depolar. Daha büyük açıklıklar, akiferi kaynaklara boşaltan bir kanal sistemi oluşturur.  [11] Karst akiferlerinin karakterizasyonu, jeolojik haritaların incelenmesine ek olarak, düdenler, swalletler, batan dereler ve su kaynakları bulmak için saha araştırması yapılmasını gerektirir .[12] Akifer testleri ve potansiyometrik haritalama gibi geleneksel hidrojeolojik yöntemler, karst akiferlerinin karmaşıklığını karakterize etmek için yetersizdir. Bu geleneksel araştırma yöntemlerinin, boya izleri, yay deşarjlarının ölçümü ve su kimyası analiziile desteklenmesi gerekir.[13] US Geological Survey boya izleme, tekdüze bir gözeneklilik dağılımını varsayan geleneksel yeraltı suyu modellerinin karst akiferleri için geçerli olmadığını belirlemiştir.  [14] Düz akış segmentleri ve düdenler gibi yüzey özelliklerinin doğrusal hizalanması, kırılma izleri boyunca gelişir. Bir çatlak izi veya kırık izlerinin kesişme noktasında bir kuyunun bulunması, iyi su üretimiyle karşılaşma olasılığını artırır.  [15] Karst akiferlerindeki boşluklar, yıkıcı bir çöküşe veya zemin yüzeyinin çökmesine neden olacak kadar büyük olabilir ve bu da kirletici maddelerin feci bir şekilde salınmasına neden olabilir.  Karst akiferlerindeki yeraltı suyu akış hızı, soldaki ekteki resimde gösterildiği gibi gözenekli akiferlerden çok daha hızlıdır. Örneğin, Barton Springs Edwards akiferinde boya izleri, karst yeraltı suyu akış oranlarını günde 0,5 ila 7 mil (0,8 ila 11,3 km/gün) arasında ölçtü.  [16] Hızlı yeraltı suyu akış oranları, karst akiferlerini çok daha hassas hale getiriyorgözenekli akiferlere göre yeraltı suyu kirliliğine neden olur.

En uç durumda, yeraltı nehirlerinde yeraltı suyu bulunabilir (örneğin, karst topoğrafyasının altında yatan mağaralar) .

Kırık

Düşük gözenekliliğe sahip bir kaya birimi yüksek derecede kırılırsa, kayanın suyun hareketini kolaylaştırmak için yeterli bir hidrolik iletkenliğe sahip olması koşuluyla, iyi bir akifer de (çatlak akışı yoluyla) oluşturabilir.

Sınıraşan akifer

Bir akifer uluslararası sınırları aştığında, sınıraşan akifer terimi geçerlidir.[17]

Sınıraşma, ilk olarak 2017'de tanıtılan bir kavram, ölçü ve yaklaşımdır.[18]

Bu yaklaşımın önemi, akiferlerin fiziksel özelliklerinin, bir akiferin sınıraşan doğasının geniş yelpazesi içinde yalnızca ek değişkenler haline gelmesidir:

  • sosyal (nüfus);
  • ekonomik (yeraltı suyu verimliliği);
  • siyasi (sınır ötesi olarak);
  • mevcut araştırma veya veriler;
  • su kalitesi ve miktarı;
  • gündemi yöneten diğer konular (güvenlik, ticaret, göç vb.).

Tartışma, geleneksel “akifer sınıraşıyor mu?” Sorusundan farklılaşıyor. “akifer ne kadar sınıraşıyor?”.

Sosyo-ekonomik ve politik bağlamlar, akiferin fiziksel özelliklerini etkili bir şekilde etkiliyor ve buna karşılık gelen jeostratejik değerini (sınır ötesi) ekliyor[19]

Bu yaklaşımla önerilen kriterler, bir akiferin sınır ötesi doğasını ve çok boyutlu sınırlarını tanımlamada rol oynayan tüm potansiyel değişkenleri kapsama ve ölçmeye çalışır.

Yeraltı sularına insan bağımlılığı

Dünya üzerindeki çoğu kara alanının altında, bazen önemli derinliklerde bir tür akifer bulunur. Bazı durumlarda, bu akiferler insan nüfusu tarafından hızla tükenmektedir.

Tatlı su akiferleri, özellikle kar veya yağmurla sınırlı yeniden şarjlı olanlar, meteorik su olarak da bilinir, aşırı kullanılabilir ve yerel hidrojeolojiye bağlı olarak, hidrolik olarak bağlı akiferlerden veya yüzey suyundan içilemez su veya tuzlu su girişine neden olabilir. bedenler. Bu, özellikle kıyı bölgelerinde ve akifer pompalamasının aşırı olduğu diğer alanlarda ciddi bir sorun olabilir. Bazı bölgelerde, yeraltı suyu arsenik ve diğer mineral zehirlerle kirlenebilir .

Akiferler, insan yerleşimi ve tarımda kritik öneme sahiptir. Kurak bölgelerdeki derin akiferler uzun süredir sulama için su kaynağı olmuştur (aşağıdaki Ogallala'ya bakınız). Pek çok köy ve hatta büyük şehirler su kaynaklarını akiferlerdeki kuyulardan almaktadır.

Belediye, sulama ve endüstriyel su kaynakları büyük kuyulardan sağlanmaktadır. Bir su kaynağı kaynağı için birden fazla kuyu, sınırlı veya serbest akiferlerden suyu çekebilen "kuyu alanları" olarak adlandırılır. Derin, kapalı akiferlerden yeraltı suyunun kullanılması, yüzey suyu kirliliğine karşı daha fazla koruma sağlar. "Toplayıcı kuyuları" olarak adlandırılan bazı kuyular, yüzey (genellikle nehir) suyunun sızmasını sağlamak için özel olarak tasarlanmıştır.

Kentsel alanlara ve tarımsal sulama için sürdürülebilir tatlı yeraltı suyu sağlayan akiferler tipik olarak yer yüzeyine yakındır (birkaç yüz metre içinde) ve tatlı su ile bir miktar yeniden doldurulur. Bu yeniden yükleme, tipik olarak, üstte bulunan doymamış malzemeler yoluyla akifere süzülen nehirlerden veya meteorik sudan (çökelme) kaynaklanır.

Bazen, kentsel alanlara sulama ve içme suyu sağlamak için tortul veya "fosil" akiferler kullanılır. Örneğin Libya'da Muammer Kaddafi'nin Büyük İnsan Yapımı Nehir projesi, Sahra'nın altındaki akiferlerden kıyıya yakın kalabalık bölgelere büyük miktarda yeraltı suyu pompaladı[20].  Bu, Libya'ya alternatif tuzdan arındırma yerine para tasarrufu sağlasa da, akiferlerin 60 ila 100 yıl içinde kuruması muhtemel[20].  Akifer tükenmesi, 2011 yılında gıda fiyatlarındaki artışların nedenlerinden biri olarak gösterildi.

İkamet

Birleştirilmemiş akiferlerde yeraltı suyu, çakıl, kum ve silt parçacıkları arasındaki boşluklardan üretilir. Akifer düşük geçirgenliğe sahip katmanlarla sınırlandırılmışsa, kum ve çakıldaki azalan su basıncı, bitişik sınırlayıcı katmanlardan suyun yavaş akmasına neden olur. Bu sınırlayıcı katmanlar sıkıştırılabilir silt veya kilden oluşuyorsa, akiferde su kaybı, sınırlayıcı katmandaki su basıncını düşürerek, üstteki jeolojik malzemelerin ağırlığından sıkıştırılmasına neden olur. Ağır vakalarda, bu sıkıştırma zemin yüzeyinde çökme olarak gözlemlenebilir.. Ne yazık ki, yeraltı suyu çıkarımından kaynaklanan çökmelerin çoğu kalıcıdır (elastik geri tepme küçüktür). Bu nedenle, çökme sadece kalıcı değildir, aynı zamanda sıkıştırılmış akifer kalıcı olarak azaltılmış su tutma kapasitesine sahiptir.

Tuzlu su saldırısı

Kıyıya yakın akiferler, yüzeye yakın bir tatlı su merceğine ve tatlı su altında daha yoğun deniz suyuna sahiptir. Deniz suyu, okyanustan yayılan akifere nüfuz eder ve tatlı sudan daha yoğundur. Kıyıya yakın gözenekli (yani kumlu) akiferler için, tuzlu su üzerindeki tatlı su kalınlığı, deniz seviyesinden her 0,3 m (1 ft) tatlı su yüksekliği için yaklaşık 12 metredir (40 ft). Bu ilişkiye Ghyben-Herzberg denklemi denir. Kıyıya çok fazla yeraltı suyu pompalanırsa, tuzlu su tatlı su akiferlerine girebilir ve içilebilir tatlı su kaynaklarının kirlenmesine neden olabilir. Biscayne Aquifer gibi birçok kıyı akifer Miami ve New Jersey Sahil Ovası akiferinin yakınında, aşırı pompalama ve deniz seviyesinin yükselmesi nedeniyle tuzlu su girişi sorunları var.

Tuzlanma

Yarı kurak bölgelerdeki yüzey sulanan alanlardaki akiferler, kuyulardan ek sulama ile yeraltına süzülen kaçınılmaz sulama suyu kayıplarının yeniden kullanılmasıyla tuzlanma riskini taşır[21] .

Yüzey sulama suyu normalde sırasıyla tuzlar içerir. 0,5 g/l veya daha fazla ve yıllık sulama ihtiyacı sırasıyla10.000 m 3/ha veya daha fazla olduğu için yıllık tuz ithalatı şu sıradadır:5.000 kg/ha veya daha fazla[22].

Sürekli buharlaşmanın etkisi altında, akifer suyunun tuz konsantrasyonu sürekli artabilir ve sonunda bir çevre sorununa neden olabilir .

Bu tür bir durumda tuzluluk kontrolü için, her yıl bir miktar drenaj suyu yer altı drenaj sistemi aracılığıyla akiferden tahliye edilecek ve güvenli bir çıkıştan atılacaktır. Drenaj sistemi yatay (yani borular, kiremit drenajları veya hendekleri kullanarak) veya dikey (kuyularla drenaj) olabilir. Drenaj ihtiyacını tahmin etmek için, bir agro-hidro-tuzluluk bileşenine sahip bir yeraltı suyu modelinin kullanılması, örneğin SahysMod gibi araçsal olabilir .

Örnekler

Büyük Artezyen Havzası yer Avustralya'da tartışmasız dünyanın en büyük yeraltı akiferdir [23] (üzerinde 1,7 milyon km 2 veya 0660000 sq mi). Queensland için su kaynaklarında ve Güney Avustralya'nın bazı uzak bölgelerinde büyük rol oynar.

Guarani Akifer yüzeyinin altında bulunan, Arjantin, Brezilya, Paraguay ve Uruguay'da, dünyanın en büyük akifer sistemlerinden biridir ve önemli bir kaynağıdır tatlı su[24].  Adını Guarani halkından alan, 1.200.000 km 2 (460.000 sq mi), yaklaşık 40.000 km 3 (9.600 cu mi) hacim, 50 ila 800 m (160 ve 2.620 ft) arasında bir kalınlık ve bir yaklaşık 1.800 m (5.900 ft) maksimum derinlik.Akifer tükenmesi bazı bölgelerde bir sorundur ve özellikle Kuzey Afrika'da, örneğin Libya'nın Büyük İnsan Yapımı Nehir projesi için kritiktir. Bununla birlikte, mevsimsel ıslak dönemlerde yüzey sularının yapay olarak yeniden doldurulması ve enjeksiyonu gibi yeni yeraltı suyu yönetimi yöntemleri, özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde birçok tatlı su akiferinin ömrünü uzatmıştır.

Ogallala Akifer merkezi ABD'nin dünyanın en büyük akiferlerden biridir ama bazı yerlerde hızla ediliyor tükenmiş belediye kullanımını büyüyen ve tarımsal kullanım devam ederek. Sekiz eyaletin bir kısmının altında yatan bu devasa akifer, öncelikle son buzullaşma zamanından kalma fosil suyu içerir. Akiferin daha kurak kısımlarındaki yıllık yenilenmenin, yıllık geri çekilmenin yalnızca yaklaşık yüzde 10'unu oluşturduğu tahmin edilmektedir. Araştırma Subilimcisi Leonard F. Konikow tarafından 2013 raporuna göre [25] de Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmalar(USGS), yani 2001 ve 2008 arasındaki tükenme, 20. yüzyılın tamamı boyunca biriken tükenmenin yaklaşık yüzde 32'sidir (Konikow 2013: 22).[25] "  Amerika Birleşik Devletleri'nde, akiferlerden en büyük su kullanıcıları tarımsal sulama ve petrol ve kömür çıkarımı[26].  "Birleşik Devletler'deki kümülatif toplam yeraltı suyu tükenmesi 1940'ların sonlarında hızlandı ve yüzyılın sonuna kadar neredeyse sabit bir doğrusal hızda devam etti. Yaygın olarak kabul edilen çevresel sonuçlara ek olarak, yeraltı suyunun tükenmesi, ülkenin su ihtiyacının karşılanmasına yardımcı olmak için yeraltı suyu kaynaklarının uzun vadeli sürdürülebilirliğini de olumsuz yönde etkiliyor. "[25]

Önemli ve sürdürülebilir bir karbonat akifer örneği, Teksas'ın merkezindeki Edwards Akiferi'dir[27]  . Bu karbonat akiferi, tarihsel olarak yaklaşık 2 milyon insana yüksek kaliteli su sağlıyor ve bugün bile, bir dizi akarsu, nehir ve gölün muazzam yeniden yüklemesi nedeniyle dolu. Bu kaynak için birincil risk, yeniden şarj alanları üzerindeki insani gelişmedir.

Tabanında süreksiz kum organları McMurray formasyonu içinde Athabasca Oil Sands kuzey bölgesi Alberta, Kanada, genel olarak ifade edilir Bazal Su kumu (BWS) akiferlerden [28].  Su ile doyurulmuş, sentetik ham petrol üretimi için bitümün geri kazanılması için kullanılan geçirimsiz bitümlü doymuş kumların altında hapsolmuşlardır. Derinlerde yattıkları ve yeniden şarj olduklarında, alttaki Devoniyen oluşumlarından kaynaklanırlar, tuzludurlar ve sığ oldukları ve yüzey suyu ile yeniden dolduruldukları yerlerde tuzlu değillerdir. BWS, ister açık ocak madenciliği ile ister buhar destekli yerçekimi drenajı (SAGD) gibi yerinde yöntemlerle bitümün geri kazanımı için tipik olarak problemler ortaya çıkarır ve bazı alanlarda atık su enjeksiyonu için hedeflerdir.[29][30][31]

Akitard (yarı geçirimsiz)

Su taşır ve yavaş iletir. Gözenekli ancak yarı geçirimlidir. Örn. siltli kum, killi ince kum.

Akifüj (su tutmayan-geçirimsiz)

Boşluksuz olan ya da kısmen boşluklu olduğu halde bu boşlukların su taşıyacak nitelikte olmamasından su bulundurmayan kütlelere akifüj denir. Örneğin; granit, kristalen kayaçlar.

Akiklüd (su tutan fakat geçirimsiz)

Geniş gözeneklilik kapasitesine sahip ve su içeren, fakat suyu bırakmayıp tutan birimlere ise akiklüd denir. Bu birimler akiferleri üstten ve alttan sınırlayarak akifere çeşitli nitelikler (serbest, basınçlı ya da sızdıran) kazandırır. Örneğin; kil-silt

Hidrodinamik koşullara göre akiferler üç’e ayrılır
  • Serbest (unconfined) akiferler
  • Basınçlı (confined) akiferler
  • Tünek-asılı (perched) akiferler

Serbest (unconfined) akifer

Üzerinde geçirimsiz bir örtü bulunmayan akifere serbest akifer denir. Serbest akifer üst kısmını sınırlayan suyun yüzeyine ise su tablası denir. Bu tip akiferlerde beslenme üstteki tüm yüzey kesimlerden meydana gelir.

Basınçlı (confined) akifer (artezyen)

Bir akifer üstten ve alttan geçirimsiz bir katman (akiklüd) tarafından sınırlanıyorsa artezyen (basınçlı akifer) olarak nitelendirilir. Bu tip akiferlerde beslenme sadece üstteki geçirimsiz birimin olmadığı ya da aşındığı kesimlerden meydana gelir.

Akiferin beslenme alanı üstteki geçirimsiz katmandan daha yüksekte olduğu zaman, beslenme alanındaki su tablası da daha yüksekte olur ve akifer basınç altında kalır. Bu tip akiferlerde açılan sondaj kuyuları içerisinde akiferin beslenme alanı yükseltisine bağlı olarak, yer altısuyu kuyu içerisinde yükselir, bazen de kendi basıncı ile yüzeye fışkırır. Bu tür akifere artezyen akifer, kuyu da artezyen kuyusu olarak tanımlanır.

Bir basınçlı akiferin (artezyen sistemi) gelişmesi için üç jeolojik koşulun bulunması gerekir;

  • Akifer alttan ve üstten suyun kaçmasını önleyen geçirimsiz birimlerle (akiklüdler) sınırlanmış olmalıdır.
  • Kayaç istifi, akiferin beslenmesini sağlayacak biçimde genellikle eğimli ve yüzeye çıkmıştır;
  • Beslenme alanında akiferi doldurmaya yetecek kadar yağış olmalıdır.

Artezyene kaptif naplar da denilir. Yer altı suyunun iki geçirimsiz birim arasındaki geçirimli birimde oluşturduğu düzeye piezometrik veya potansiyometrik seviye denilir.[32]

Kayaçların içerisinde basınçlı akifer oluşabilmesi için ;

  1. Yeterli yağış ve beslenme alanının olması
  2. Gözenek ve çatlakların doğrudan veya dolaylı beslenme alması,
  3. Akiferin altında ve üstünde bulunan geçirimsiz tabakaların permeabilitesinin çok küçük değerlerde olması,
  4. Yer altı jeolojik özelliklerinin (eğim, kıvrım, kırık vb.) biriken suya basınç oluşturabilmesi gibi özellikler gereklidir..[32]

Beslenme alanındaki su tablası yüksekliği ile kuyunun beslenme alanına olan uzaklığı, bir kuyuda artezyen (basınçlı) suyun çıkacağı düzeyi belirler. Akiferde sürtünme olmaz ise, artezyen akiferden gelen kuyu suyu artezyen basınç yüzeyine kadar yükselecektir. Bununla beraber sürtünme, akifer suyunun basıncını bir miktar düşürür ve sonuçta su düzeyi yükselir. Bu olay basınç yüzeyinin eğimli olmasından kaynaklanır.

Dünyada görülen artezyen kaynakları

ABD'de en iyi bilinen artezyen sistemlerinden biri Güney Dakota'dan güneye doğru orta Teksas'a kadar uzanır. Bu sistemdeki suyun büyük kısmından sulamada yararlanılır. Bu artezyen sisteminin akiferi Dakota Kumtaşıdır. Basınçlı akifere örnek olarak Florida akifer sistemini örnek verebiliriz. Burada erime etkisi ile genişlemiş ve birbiriyle bağlantılı olan çok sayıda mağara, kırık yapıları ve diğer açıklıklar barındıran Tersiyer yaşlı karbonat kayaçları bulunur. Bu karbonatlar, beslendikleri eyaletin kuzeybatı ve orta kesimlerinde yüzeye çıkmakta olup daha genç çökellerle üzerlendiği Atlantik ve Körfez kıyılarına doğru eğimlidir. Şeyllerle ara tabakalı olan karbonatlar birlikte basınçlı akifer ve akiklüd serisi oluştururlar. Ayrıca çöllerdeki vahalar da yaygın artezyen kaynaklarıdır

Yarı basınçlı akifer

Alttan ve üstten yarı geçirimli birimle sınırlanan akiferlerdir. Yer altı suyu basıncı atmosferik basınçtan daha yüksektir. O nedenle su tablası yerine piyozometrik düzeyden söz edilir.

Asılı veya tünek (perched) akifer

Serbest akiferin üzerinde doygun olmayan kuşakta mercek şeklindeki geçirimsiz seviyeler üzerindeki gözenekli kısımda yer altı suyunun toplanarak oluşturduğu akifer türüdür.

Üzerindeki su tablasına ise tünek su tablası denir

Akiferin yer altı suyu bilançosu

1. Beslenme unsurları

  • Yağıştan sızma
  • Akıştan sızma
  • Kar erimesi-sızma
  • Buzul erimesi-sızma
  • Göl tabanlanlarından sızma
  • Yapay beslenme

2. Boşalma unsurları

  • Buharlaşma (evaporasyon)
  • Terleme (transpirasyon)
  • Kaynaklar ile boşalma
  • Su çekme ile boşalma
  • Akarsu tabanlarına olan kaçaklar
  • Göl tabanlarına olan kaçaklar

Kaynakça
  1. YİĞİT, Yasin (4 Ağustos 2018). "DİN ÖĞRETİMİ'NDE PROBLEM ÇÖZME BECERİSİ KAZANMA AMACINA ERİŞİM DÜZEYİ ÖLÇEĞİ: GEÇERLİK GÜVENİLİRLİK ÇALIŞMASI". Dokuz Eylül Ünivesitesi İlahiyat Fakültesi Dergisi: 347-371. doi:10.21054/deuifd.450962. ISSN 1303-3344.
  2. Basmaci, Yakup. Groundwater flow in double porosity media: Carbonate rocks (Tez). Iowa State University.
  3. "Ocean Shipping Container Availability Report. December 11, 2013". 11 Aralık 2013.
  4. Post, Vincent E.A.; Groen, Jacobus; Kooi, Henk; Person, Mark; Ge, Shemin; Edmunds, W. Mike (Aralık 2013). "Offshore fresh groundwater reserves as a global phenomenon". Nature. 504 (7478): 71-78. doi:10.1038/nature12858. ISSN 0028-0836.
  5. SARIŞAMAN, Sadık (1992). "SAMSUN VE TRABZON MINTIKASI TİCARET KONGRELERİ (AĞUSTOS - EYLÜL 1926)". Ankara Üniversitesi Türk İnkılap Tarihi Enstitüsü Atatürk Yolu Dergisi: 457-464. doi:10.1501/tite_0000000154. ISSN 1303-5290.
  6. Proceedings of the International Conference on Hydrology and Water Resources, New Delhi, India, December 1993. Singh, V. P. (Vijay P.), Kumar, Bhishm. Dordrecht: Kluwer Academic. 1996. ISBN 0-7923-3654-2. OCLC 35027171.
  7. Güzel, Abdulmenap (13 Aralık 2018). "Epidural Anestezide Kullanılan Levobupivakain veya Bupivakain Hemoreoloji ve Koagülasyon Faktörlerini Etkiler Mi?". Dicle Tıp Dergisi. doi:10.5798/dicletip.468043. ISSN 1300-2945.
  8. Assaad, Fakhry A. (2004). Field Methods for Geologists and Hydrogeologists. LaMoreaux, Philip E., 1920-2008., Hughes, Travis H. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-662-05438-3. OCLC 851387660.
  9. Pettijohn, F. J. (Francis John), 1904-1999. (1987). Sand and sandstone. 2nd ed. Potter, Paul Edwin., Siever, Raymond. New York: Springer-Verlag. ISBN 978-1-4612-1066-5. OCLC 648640885.
  10. Alley, William M. (1999). Sustainability of ground-water resources. Reilly, Thomas E., Franke, O. Lehn. Denver, CO: U.S. Dept. of the Interior, U.S. Geological Survey. ISBN 0-607-93040-3. OCLC 42389508.
  11. Dreybrodt, Wolfgang. (1988). Processes in Karst systems : physics, chemistry, and geology. Berlin: Springer-Verlag. ISBN 978-3-642-83352-6. OCLC 631758578.
  12. Nazifi, Hafiz Mohammed; Gülen, Levent; Karavul, Can (1 Ağustos 2016). "Gana'da bazı topluluklarında elektromanyetik ve elektrik rezistivite yöntemlerle kullunılarak yeraltı su kaynakları araştırması". SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 20 (2): 133. doi:10.16984/saufenbilder.67558. ISSN 2147-835X.
  13. DİŞLİ, Erkan (15 Mart 2018). "Murgul Bakır Madeni-Damar Atık Barajı (Artvin) Alanındaki Yeraltı ve Yüzey Suyu Kaynaklarının Hidrojeolojik Özellikleri ve Boya Deneyi". Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi. 33 (1): 163-178. doi:10.21605/cukurovaummfd.420703. ISSN 1019-1011.
  14. Şimşek, Celalettin; Taşkın, Nurcihan; Özdayı, Murat Ozan; Özacar, Vehbi; Özyol, Feride (20 Eylül 2019). "Çevresel Kirleticilere Karşı Kuyu Koruma Alanının Parçacık Taşınımı ile Değerlendirilmesi: Menderes (İzmir) Örneği". Deu Muhendislik Fakultesi Fen ve Muhendislik. 21 (63): 979-991. doi:10.21205/deufmd.2019216326. ISSN 1302-9304.
  15. Fetter, C. W. (Charles Willard), 1942- (1988). Applied hydrogeology. 2nd ed. Columbus: Merrill Pub. Co. ISBN 0-675-20887-4. OCLC 17303689.
  16. Scanlon, Bridget R; Mace, Robert E; Barrett, Michael E; Smith, Brian (Mayıs 2003). "Can we simulate regional groundwater flow in a karst system using equivalent porous media models? Case study, Barton Springs Edwards aquifer, USA". Journal of Hydrology. 276 (1-4): 137-158. doi:10.1016/s0022-1694(03)00064-7. ISSN 0022-1694.
  17. KOÇ, Yunus (1 Mart 2020). "İNŞACILIK VE İNGİLİZ OKULU PERSPEKTİFİYLE ULUSLARARASI TOPLUM TARTIŞMASI: BİRLEŞMİŞ MİLLETLER-MİLLETLER CEMİYETİ ÖRNEĞİ". Karadeniz Uluslararası Bilimsel Dergi. 1 (45): 143-159. doi:10.17498/kdeniz.677169. ISSN 1308-6200.
  18. Sanchez, Rosario; Eckstein, Gabriel (10 Mayıs 2017). "Aquifers Shared Between Mexico and the United States: Management Perspectives and Their Transboundary Nature". Groundwater. 55 (4): 495-505. doi:10.1111/gwat.12533. ISSN 0017-467X.
  19. KAYNARCA, Mustafa; DEMİR, Nusret; SAN, Bekir Taner (1 Aralık 2020). "Yeraltı Suyu Kaynaklarının Uzaktan Algılama ve CBS Teknikleri Kullanarak Modellenmesine Yönelik bir Yaklaşım: Kırkgöz Havzası (Antalya)". Geomatik. doi:10.29128/geomatik.649221. ISSN 2564-6761.
  20. Kurak Açıcı, Funda; Konakoğlu, Zeynep Nilsun (11 Eylül 2019). "TARİHİ YAPILARIN YENİDEN İŞLEVLENDİRİLMESİ: TRABZON MİMARLAR ODASI ÖRNEĞİ". Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi. doi:10.35379/cusosbil.587899. ISSN 1304-8880.
  21. ORTAKCI, Altuğ (17 Aralık 2017). "BEŞ YILLIK KALKINMA PLANLARINDA KÜLTÜR VE KÜLTÜRÜN KORUNMASI ÜZERİNE BİR İNCELEME". Hitit Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi. 10 (2): 103-104. doi:10.17218/hititsosbil.360764. ISSN 1308-5107.
  22. Erdemir, Doğan (31 Ocak 2020). "Düşey Mantolu Sıcak Su Tanklarının Isıl Performanslarının Enerji Yükleme ve Boşaltma Periyotlarında Deneysel Olarak İncelenmesi". Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi: 73-82. doi:10.29137/umagd.573683. ISSN 1308-5514.
  23. SARAY, Mehmet (12 Mart 2020). "Ermenilerin İddiaları ve Tarihî Gerçekler". Atatürk Araştırma Merkezi Dergisi: 325-334. doi:10.33419/aamd.702770. ISSN 1011-727X.
  24. Karaman, Kasım (15 Haziran 2019). "Bilim-Toplum İlişkileri Bağlamında Bilim Merkezleri ve Etkileri Üzerine Bir Değerlendirme". Uluslararası Sosyal ve Eğitim Bilimleri Dergisi. doi:10.20860/ijoses.571367. ISSN 2148-8673.
  25. Yusuf, AKSAR (2003). "ULUSLARARASI CEZA MAHKEMESİ VE AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ (ABD)". Ankara Üniversitesi Hukuk Fakültesi Dergisi. 52 (2): 1. doi:10.1501/hukfak_0000000534. ISSN 1301-1308.
  26. Deborah R. Hutchinson (1 Nisan 2006). "USGS science for a changing world".
  27. AYDIN, Mesut (1989). "HAMZA GRUBU (23 Eylül 1920-15 Aralık 1920)". Ankara Üniversitesi Türk İnkılap Tarihi Enstitüsü Atatürk Yolu Dergisi: 371-394. doi:10.1501/tite_0000000192. ISSN 1303-5290.
  28. SAYGILI, Abdurrahman (2004). "AVRUPA BİRLİĞİ'NİN ÇEVRESEL ETKİ DEĞERLENDİRMESİ YÖNERGESİNE KISA BİR BAKIŞ". Ankara Avrupa Calismalari Dergisi: 001-015. doi:10.1501/avraras_0000000013. ISSN 1303-2518.
  29. Demirarslan, Kazım Onur; Akıncı, Halil (2 Mart 2016). "Doğu Karadeniz Bölgesindeki Partikül Madde Dağılımlarının Coğrafi Bilgi Sistemleri Yardımıyla Belirlenmesi". Doğal Afetler ve Çevre Dergisi. 2 (1): 30. doi:10.21324/dacd.29373. ISSN 2528-9640.
  30. ATAŞ, Hüseyin; GÜLER, Hüseyin (21 Temmuz 2020). "TÜRKİYE'NİN DOĞAL GAZ, PETROL VE KÖMÜR TÜKETİMİNİN BÜYÜMEYE ETKİSİ: EKONOMETRİK BİR ANALİZ". Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi. doi:10.35379/cusosbil.748775. ISSN 1304-8880.
  31. Buffalo, K; Jones, Carol; MacLean, Matthew (2011). "Fort McKay First Nation's involvement in reclamation of Alberta's oil sands development". Proceedings of the Sixth International Conference on Mine Closure. Australian Centre for Geomechanics, Perth. doi:10.36487/acg_rep/1152_28_jones. ISBN 978-0-9870937-1-4.
  32. Dumlu, Orhan; Yalçın, H. Tolga; Bozkurtoğlu, Erkan. Yeraltısuyu Jeolojisi ve Hidroliği. İstanbul: Literatür Yayıncılık. ISBN 975-04-0370-3.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.