Evaluation of the Groundwater Recharge Capacity of Alaşehir Sub-Basin (Gediz Basin, Western Anatolia) via Soil Moisture Variation Method

Abstract

Gediz basin is one of the most important basins in the Aegean Region of Turkey. The related study area, Alaşehir, is a sub-basin of Gediz basin. In this respect, many investigations and/or monitoring wells in the Alaşehir alluvial aquifer had been drilled, soil characterization was done and groundwater recharge was calculated by using soil moisture sensors. The groundwater recharge can be calculated by using soil moisture variation for soils located in the vadose zone by recording the soil moisture changes after rainfall. Thus, soil moistures, temperature, and salinity measurements were recorded in 5 selected wells at varying depths of 5, 10 and 15 m via soil moisture sensors. In this study, the measurements of volumetric water contents of selected wells at varying depths of the vadose zone were obtained and presented, the assessment of the variation of the data with seasonal changes was done and recharge values were determined. Based on the recorded data, the groundwater recharge of the study area was calculated to vary between 40.81 and 77.12 mm with an average of 56.83 mm. In addition, the operating method of the soil moisture sensors, the process of locating the sensors in the wells and the limitations of the method were explained.

Keywords

• Recharge
• Moisture Sensors
• Groundwater
• Vadose Zone

Alaşehir Alt Havzasının (Gediz Havzası, Batı Anadolu) Nem Değişimi Yöntemine Göre Yeraltısuyu Besleniminin Değerlendirilmesi

Abstract

Gediz havzası Ege Bölgesinin en önemli havzalarından biridir. Çalışma alanı Gediz havzası içerisinde bulunan Alaşehir alt havzasıdır. Bu çalışma kapsamında Alaşehir alüvyon akifere çok sayıda araştırma kuyusu açılmış olup, araştırma kuyularında zemin karakterizasyonu belirlenmiş ve bazı kuyulara da zemin nem sensörleri konumlandırılarak yeraltısuyu beslenimi hesaplanmıştır. Doygun olmayan bölgedeki zeminlerde nem değişim yöntemi ile yağıştan sonra zemin nem değişimleri belirlenerek yağıştan beslenme miktarı tespit edilebilmektedir. Bu kapsamda alüvyon akifere 5 farklı noktada özel açılan kuyularda 5, 10 ve 15 m derinliklerde nem sensörleri vasıtası ile zemin nemi, sıcaklığı ve tuzluluğu ölçülmüştür. Çalışma alanında seçilen kuyularda zeminin suya doygun olmayan bölgesinde gerçekleştirilen hacimsel su içeriklerine göre mevsimsel değişiklikleri ortaya konulmuş ve yağıştan kaynaklanan beslenme miktarı belirlenmiştir. Elde edilen ölçümler sonucunda, çalışma alanındaki alüvyon akiferdeki yeraltısuyu beslenimi en az 40,81 ile en çok 77,12 mm olacak şekilde, ortalama olarak da 56,83 mm hesaplanmıştır. Ayrıca, ilk kez derin kuyular vasıtası ile yeraltısuyu besleniminde kullanılan zemin nem değişim yönteminin limitasyonları da bu çalışma kapsamında tartışılmıştır.

Keywords

• Beslenim
• Nem Sensörleri
• Yeraltısuyu
• Vadoz zon

References

1. Margat, J., Gun V.D.J. 2013. "Groundwater Around The World", CRC Press/Balkema.
2. Custodio, E. 2002. "Aquifer overexploitation: what does it mean?" Hydrogeology Journal. 10:254-277.
3. Zektserr, S.I, Everett, L.G. 2004. "IHP-VI, SERIES ON GROUNDWATER NO. 6. Layout and typesetting by Marina Rubio", 93200 Saint-Denis
4. Salameh E. 2008. "Over-exploitation of groundwater resources and their environmental and socio-economic implications: the case of Jordan". Water International. 33:1.
5. Günay, G. 2011. "Türkiye’nin Yüzey Suları ve YeraltıSuları Potansiyeli, Bilim ve Aklın Aydınlığında Eğitim", S. 132, ss. 56-60.
6. DSİ, 2000. " Revize Hidrojeolojik Etüdler Kapsamında Küçük Menderes Havzası Yeraltısularının İncelenmesi ve Yönetimi, Devlet Su İşler Genel Müdürlüğü, Ankara
7. DSİ 2014. DSİ 02 Bölge Gediz Havzası Yeraltısuyu Planlaması Hidrojeolojik Etüd Raporu, DSİ Ankara
8. Gündüz, O., Şimşek, C. 2011. "Influence of Climate Change on Shallow Groundwater Resources: The Link Between Precipitation and Groundwater Levels in Alluvial Systems" Climate Change and its Effects on Water Resources, NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security 3,

9. SYGM, 2015. Yeraltısuyu Kütlelerinin Belirlenmesi, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü Rehber Dökümanı, Ankara
10. TÜBİTAK-MAM, 2013. "Havza Koruma Eylem Planlarının Hazırlanması Projesi, Gediz Havzası Proje Taslak Raporu", Proje No: 5118601, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu Marmara Araştırma Merkezi Çevre ve Temiz Üretim Enstitüsü, Gebze, Kocaeli, 449s.
11. YASKBKY, 2012. "Yeraltısularının Kirlenmeye Bozunmaya Karşı Korunması Hakkındaki Yönetmelik". 28257 Nolu Resmi Gazete, Ankara.
12. İTASHY, 2013. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik Hakkında Değişiklik Yapılmasına Dair Yönetmelik. 2858 Nolu Resmi Gazete.
13. Healy, R.W. 2010. "Estimating of Groundwater. Cambridge University Press. The Edinburg Building", Cambridge, UK.
14. Scanlon, B. R., Healy, R. W., & Cook, P. G. 2002. Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater recharge. Hydrogeology Journal, 10(1), 18-39.
15. Weight, W.D. 2008 "Hydrogeology Field Manual". Second Edition. Mc Graw Hill Companies. USA.
16. Leaney, F., Crosbie, R., O’Grady, A., Jolly, L., Gow, L., Davies, P., Wilford J., Kilgour. P. 2011. " Recharge and Discharge Estimation in Data Poor Areas Scientific Reference Guide, Avustralian Goverment. National Water Comission. CSIRO": Water for a Healthy Country National Research Flagship. 61 pp.
17. Şimşek, C., Baba, A., Aksoy, N., Demirkıran, Z., Hasözbek, A., Tayfur, G., Kumanlıoğlu, A., Durukan, S., Demirkesen, A.C., Murathan, A., Çağıran, Ö., Akdeğirmen, Ö., Tonkul, S. 2017. Investigation of Groundwater Recharge Mechanism in Alaşehir Plain: From Physical Characterization to Modelling. 2nd Regional IWA Symposium on Water, Wastewater and environment, Çeşme, İzmir
18. Uytun, A., Pekey, B., Kalemci, M. 2013. Toprak Nemi Ölçümleri, 8. Ulusal Ölçübilim Kongresi, 26-28 Eylül, Gebze
19. Kumar S. 2013. "Estimation of Groundwater Recharge Using Soil Moisture Modelling: Experiments in Berambadi Catchment". Department of Civil Engineering Indian Institute of Science. Bangalore
20. Oliver C.O, Smetten K, Kranz M, Mayer K. 2004. Field Testing a Wireless Sensor Network for Reactive Environmental Monitoring. Technical Report UWA-CSSE-04-003. Available at http://www.csse.uwa.edu.au/research/Technical Reports/UWA-CSSE-04-003/Report-04-003.pdf.
21. Durukan, S., Sarıkaya, E., Şimşek, C., Demirkesen, A. 2018. Alaşehir (MANİSA) Havzası Zemin Karakterizasyonunun Belirlenmesi /The Soil Profile Characterization of Alaşehir Basin (Manisa). Uluslar arası Katılımlı 71. Jeoloji Kurultayı, Ankara
22. Sophocleous, M.A. 1991. Combining The Soilwater Balance And Water-Level Fluctuation Methods To Estımate Natural Groundwater Recharge: Practıcal Aspects. Journal of Hydrology, 124: 229-241.
23. Delin G.N, Herkelraht . 2005. Use Of Soil Moisture Probes To Estimate Ground Water Recharge At An Oıl Spıll Sıte. Journal Of The Amerıcan Water Resources Assocıatıon
24. Herkelrath, W. N., Delin, G. N. 2001. Long-term monitoring of soil-moisture in a harsh climate using reflectometer and TDR probes. US Geol. Surv., Menlo Park, CA.