Hydrogeochemical Properties of Granular Aquifer Between Izmit Gulf and Sapanca Lake

Year 2022, Volume: 24 Issue: 71, 529 - 540, 16.05.2022

Meral Erdoğan Topçuoğlu Remzi Karagüzel

https://doi.org/10.21205/deufmd.2022247117

Abstract

In this study, hydrogeochemical characteristics of the Quaternary aged granular aquifer between Izmit Gulf and Sapanca Lake have been investigated. In order to determine the quality of the groundwater in the granular aquifer, groundwater samples were taken from 14 wells and springs which were representative, and pH, Electrical Conductivity (EC: μS/cm) and T(°C) were measured. The Izmit Basin is divided into two subbasins as Körfez Subbasin and Sapanca Lake Subbasin. The EC values in the Körfez Subbasin vary between 479-2870 μS/cm and in the Sapanca Lake Subbasin vary between 385-560 μS/cm. Relatively high EC values measured in the west of the Izmit Basin are thought to be associated with salt water intrusion and anthropogenic origin. In the Izmit Basin, Ca-HCO3 ions were dominant in the groundwater samples taken from the granular aquifer and Na-Cl ions were dominant in the coastal part. In the study area, heavy metal concentrations are generally below the limit values specified in the Regulation on Waters for Human Consumption. Above the limit value concentrations of As (44,2 ppb), B (111,0 ppb) and Mn (421,4 ppb) were identified at sample locations M33 and above the limit value concentrations of As (17,9 ppb) and Mn (344,4 ppb) were identified at sample locations M30 in the Körfez Subbasin. High concentrations of boron, manganese and arsenic in groundwater is considered as a sign of pollution. In the western part of the Izmit Basin, high boron values are found in the groundwater which is influenced by the Northern Anatolian Fault. NO3 values in the study area vary between 0,10-13,45 mg/l.

Keywords

Izmit Basin, Hydrogeochemistry, Hydrogeochemical facies, Groundwater pollution

İzmit Körfezi İle Sapanca Gölü Arasindaki Taneli Akiferin Hidrojeokimyasal Özellikleri

Abstract

Bu çalışmada; İzmit Körfezi ile Sapanca Gölü arasındaki Kuvaterner yaşlı taneli akiferin hidrojeokimyasal özellikleri incelenmiştir. Taneli akiferdeki yeraltı suyunun kalitesini belirlemek amacıyla 14 adet kuyu-kaynak seçilerek, örnekler alınmış ve arazide pH, Özgül Elektriksel İletkenlik (EC: µS/cm) ve T (°C) değerleri ölçülmüştür. İzmit Havzası, Körfez Alt Havzası ve Sapanca Gölü Alt Havzası olmak üzere iki ayrı alt havzaya ayrılmıştır. Körfez Alt Havzasında EC değerleri 479-2870 µS/cm, Sapanca Gölü Alt Havzasında ise EC değerleri 385-560 µS/cm arasında değişim göstermektedir. İzmit Havzası’nın batısında ölçülen göreceli yüksek EC değerlerinin tuzlu su girişimi ve antropojen kökenli olduğu düşünülmektedir. İzmit Havzası’nda taneli akiferden alınan yeraltı suyu örneklerinde genel olarak Ca-HCO3 ve kıyı kesimde ise Na-Cl iyonlarının baskın olduğu tespit edilmiştir. Ağır metal derişimleri genel olarak İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik’te belirtilen sınır değerlerin altında kalmaktadır. Ancak alınan örnekler arasından M33 nolu önekte sınır değerinin üzerinde As (44,2 ppb), B (111,0 ppb) ve Mn (421,4 ppb); M30 nolu örnekte sınır değerinin üzerinde As (17,9 ppb) ve Mn (344,4 ppb) derişimleri tespit edilmiştir. Yeraltı sularında yüksek derişimli bor, mangan ve arsenik bulunması kirlilik belirtisi olarak değerlendirilmektedir. İzmit Havzası’nın batısında, Kuzey Anadolu Fayı etkisi alanındaki yeraltı sularında yüksek bor değerine rastlanılmaktadır. İnceleme alanında NO3 değerleri 0,10-13,45 mg/l arasında değişmektedir.

Keywords

İzmit Havzası, Hidrojeokimya, Su Fasiyesleri, Yeraltısuyu Kirliliği, Tuzlusu Girişimi.

References

• Abdüsselamoğlu, Ş. 1963. Kocaeli Yarımadasının Jeolojisi, MTA Raporu, No:3249 (Yayınlanmamış).
• Bulut, A. 1963. İzmit-Sapanca-Gölcük Civarının Hidrojeolojik Etüt Raporu, DSİ Raporu, No:202/4-HJ (Yayınlanmamış).
• Göncüoğlu, M.C., Erendil, M., Tekeli, O., Ürgün, B.M., Aksay, A., Kuşçu, İ. 1986. Armutlu Yarımadasının Doğu Kesiminin Jeolojisi: MTA Raporu, No:7786 (Yayımlanmamış).
• Erendil, M., Aksay, A., Oral, A., Tunay, G., Temren, A., Kuşçu, İ. 1991. Bolu Masifi Ve Çevresinin Jeolojisi, MTA Raporu, No: 9425, 55s (Yayımlanmamış).
• Çakır, Ş. 2000. Demirciler-Sadıklar-Gündoğdu-Tütünçiftlik (Kocaeli) Bölgesinin Jeolojisi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Anabilim Dalı: Jeoloji, Doktora tezi, Kocaeli (Yayımlanmamış).
• Bayrak, Y., Öztürk, S. 2005. 1999 İzmit ve Düzce Depremlerinin Artçı Şok Dizilerinin Zamanla Azalma Oranlarının Bölgesel Jeoloji ve Topoğrafya İle İlişkisi, Deprem Sempozyumu, 23-25 Mart, Kocaeli, s. 1450-1455.
• Dikbaş, A. 2009. Kuzey Anadolu Fay Zonunun İzmit-Gölyaka (Düzce) Arasındaki Segmentlerinin Paleosismolojisi ve Morfolojik Özellikleri, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Avrasya Yerbilimleri Enstitüsü, Katı Yer Bilimleri Anabilim Dalı, Yer Sistem Bilimi Bilim Dalı, 288s, İstanbul.
• Kurtuluş, C., Bozkurt, A, 2010. Başiskele-Kocaeli Civarında Yeraltısuyu Akiferlerinin Tespiti Jeofizik ve Sondaj Araştırmaları, Uygulamalı Yerbilimleri Dergisi, Cilt 9, Sayı 2, s. 1-9.
• Mutlu, Y.E. 2014. Kirazdere Havzası (Kocaeli) ve Çevresinin Jeomorfolojisi, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Coğrafya Anabilim Dalı, 96s. Kocaeli.
• Başol, E. 2016. Sapanca (Sakarya) Yöresinin Jeolojisi, Yüksek Lisans Tezi, Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı, 69s. Sivas.
• Barka, A. A., Akyüz, H. S., Altunel, E., Sunal, G., Çakir, Z., Dikbaş, A., Yerli, B., Armijo, R., Meyer, B., De Chabalier, J. B., Rockwell, T., Dolan, J. R., Hartleb, R., Dawson, T., Christofferson, S., Tucker, A., Fumal, T., Langridge, R., Stenner, H., Lettis, W., Bachhuber, J., Page, W. 2002. The Surface rupture and slip distribution of the 17 August 1999 İzmit earthquake (M 7.4), North Anatolian Fault. Bulletin of the Seismological Society of America, 92, s. 43–60.
• Özmen, B. 2000. 17 Ağustos 1999 İzmit Körfezi Depreminin Hasar Durumu (Rakamsal Verilerle). Türkiye Deprem Vakfı, 132s, İstanbul.
• Burak, S., Duranyıldız, İ., Yetiş, Ü. 1997. Ulusal Çevre Eylem Planı: Su Kaynaklarının Yönetimi, Odak Noktası Kuruluş: Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü.
• Yıldırım, S., Algan, M., Alkaranlı, T.F. 2004. Yeraltı Sulamaları. I. Yeraltısuları Ulusal Sempozyumu. s. 23-24 Aralık, s. 3-8, Konya.
• Akman, Y., Ketencioğlu, O., Kurt, L., Düzenli, S., Güney, K., Kurt, F. 2004. Çevre Kirliliği (Çevre Biyolojisi) Ankara: Palme Yayıncılık.
• Mansuroğlu, S. 2004. Kentleşmeden Kaynaklanan Çevre Sorunlarının Yeraltısularına Etkileri. Yeraltısuları Ulusal Sempozyumu, s. 323-331, Konya.
• Yüksel, S., Nalbantçılar, M.T., Balkaya, N., Onar, A.N. 1997. Samsun İli İçmesuyu Kuyularındaki Çevresel Kirliliğin Araştırılması. 50. Jeoloji Kurultayı Etkinlikleri, Yeraltısuyu Sempozyumu Bildiri Özleri, 2-4 Nisan, Ankara.
• Açıkgöz, S. 2008. Sapanca Gölünü Besleyen Derelerin Hidrojeokimyasal İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 46s. Kocaeli.
• DSİ, 1983. Sapanca Gölü Hidrolojisi, T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Devlet Su İşleri III. Bölge Müdürlüğü, s. 1-20.
• DSİ, 1984. Sapanca Gölü Kirlilik Araştırması, T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, s. 2-7.
• Ceylan, M.A. 1990. Sapanca Gölü’nün Hidrolojik Etüdü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul (Yayımlanmamış).
• Esenli, V. 1995. Sapanca Gölü ve Havzasının Hidrojeokimyası ile Dip Sedimanlarının Mineralojik ve Jeokimyasal İncelenmesi, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 146s. İstanbul.
• Oktaş, Ş., İyigün, E., Gündüz, B., Koçbuğ, Z. 2002. Sapanca Havzasında 1986 ve 1999 Yılı Su Kalite Değerlendirmeleri, T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, s. 2-34.
• Sandalcı, M., Sünbül, F., Sandalcı, M., Saltabaş, L. 2005. KAF Üzerinde Arifiye-Sapanca İzmit Körfezi Kolunda 1955-1995 Yılları Arası Meydana Gelen Depremlerin Sapanca Gölüne Etkisi, Deprem Sempozyumu, 23-25 Mart, Kocaeli. s. 91-93.
• Bayrak, A. 2008. Sapanca Gölünün Hidrojeolojik, Hidrolojik ve Hidrolik Özelliklerinin Belirlenmesi ve Su Bütçesinin Tespiti, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 38s. Kocaeli.
• Ay, M., 2012. Sapanca Gölü Havzası’nın Coğrafi Etüdü, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Coğrafya Anabilim Dalı, Coğrafya Bilim Dalı, 381s. İstanbul.
• Gündüz, Ö. 2015. Sapanca (Sakarya) Göl Havzasının Hidrojeoloji İncelemesi ve Kavramsal Yer Altı Suyu Modellemesi, Doktora Tezi, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, 228s. Kocaeli.
• Türk Standartları Enstitüsü, (TS266) 2013. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkındaki Yönetmelik, Resmi Gazete. Sayı:28580, Standart. Ankara.
• Varol, S. 2019. Kocaeli İlindeki İçme Suyu Kaynak Sularının İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, 75s. Nevşehir.
• Kahveci, E. 2015. Sapanca Gölü Su Bütçesi, Uzmanlık Tezi, Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü, 74s. Ankara.
• Şimşek, E. 2011. Yazlıkköy (Gölcük-Kocaeli) Sıcak ve Mineralli Sularının Hidrojeokimyasal İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji (Hidrojeoloji) Mühendisliği Anabilim Dalı, 99s. Ankara.
• Karaman, N.S. 2010. Gebze ve Dilovası'nın (Kocaeli) hidrojeolojik incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, 161s. İstanbul.
• Coruk, Ö., 2009a. İzmit Havzasının Hidrojeolojisi, Su Tüketimi, Arıtma, Yeniden Kullanım Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 3-5 Eylül, Bursa.
• Coruk, Ö. 2009b. Kocaeli Bölgesinin Yeraltısuyu Potansiyeli, Su Tüketimi, Arıtma, Yeniden Kullanım Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 3-5 Eylül, Bursa.
• Maden Teknik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA), 2002. 1/100 000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, No:31, Adapazarı G24 Paftası, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara.
• Maden Teknik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA), 2005. 1/50 000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, No:17, Bursa G23b Paftası, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara.
• TÜBİTAK, 2008. Kocaeli İli için Zemin Sınıflaması ve Sismik Tehlike Değerlendirme Projesi. 190s. Kocaeli.
• Jäckli, H. 1970. Kriterien zur Klassifikation von Grundwasservorkommen. Ecologae Geologicae Helvetiae, 63, s. 389-434.
• Babu M.M., Viswanadh G.K., Rao S.V. 2013. Assessment of Saltwater Intrusion Along Coastal Areas of Nellore District, A.P. International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 4, Issue 7, July-2013. ISSN 2229-5518.
• Şahinci A. 1991. Doğalsuların jeokimyası, Reform Matbaası, İzmir, s.548.
• Piper, A.M. 1944. A Graphic Procedure in the Geochemical İnterpretation of Water Analysis, Trans.Amer.Geophys. Union, 25, s. 914-923.
• Schoeller, H. 1962. Les eauv souterrailnes. Mason, Paris.
• Smedley, P.L., Kinniburgh, D.G. 2002. A Review of the Source, Behavior and Distribution of Arsenic in Natural Waters. Applied Geochemistry, 17, s. 517-568. DOI:10.1016/S0883-2927 (02) 00018.
• Choonga, T.S.Y., Chuaha, T.G., Robiaha, Y., Koaya, F.L.G., Aznib, I. 2007. Arsenic toxicity, health hazards and removal techniques from water: an overview. Desalination, 217, s. 139-166.
• MAM, 2019. Melen Havzası Özel Hüküm Belirleme Projesi, İTÜ Maden Vakfı (Yayımlanmamış rapor).
• USEPA, 1999. National Primary Drinking Water Regulations, https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations (Erişim Tarihi: 27.03.2022)