Using a Geographic Information System (GIS) to Mapping Groundwater Hardness in Bucak Basin and Interpretation of Rock-Water Interaction

Abstract

Bucak Basin, located in the south of Burdur in the Western Mediterranean Region, is located on the Taurus Karst Belt, one of the most important karstic areas of our country. The Taurus Karst Belt, which is composed of different tectonic units, is divided into two different regions as West Taurus and Middle Taurus Karst areas. The Bucak Basin is located within the Western Taurus Karst area, where internal and superficial karstification develops well. In the north, west and middle part of the basin, there is an allochthonous Akdağ limestone and in the south, the autochthonous Davraz limestone. These two units have the characteristics of karstic aquifer due to their fracture-cracked and melt-capped structures. At the same time, the hydrodynamic connection of the Bucak Basin to the neighboring Antalya Basin is provided by this aquifer, which is generally located at the alluvial floor through the feeding area. Burdur-Antalya in southwest Turkey late in the basin Çeltikçi highway districts and residential areas and there are many villages. The drinking water requirement of the district of Bucak is met from the groundwater by means of two wells in the basin and drilling wells in the plain. CaCO3 and French water hardness values of groundwater samples taken from 20 wells in Bucak basin in 2011-2012 were determined. Hardness values were processed into Geographical Information Systems, analyzed using Kriging interpolation method and thematic maps were prepared. Hardness values were compared by using national and international limit values and it was found that groundwater in the basin was classified as hard-very hard water. According to CaCO3 and French water hardness values; hardness values increase from west to east of the study area. Significant hardness anomalies were detected especially at the points of Davraz limestones located to the east of the basin. It was concluded that the rock-water interaction between groundwater and the formations forming the karstic Davraz limestone aquifer is the reason for the high hardness values.

Keywords

• Bucak Basin
• Groundwater
• Hardness
• GIS
• Rock-water interaction

Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Kullanılarak Bucak Havzası Yeraltısuyu Sertlik Haritasının Hazırlanması

Abstract

Batı Akdeniz Bölgesi’nde Burdur İli güneyinde bulunan Bucak Havzası, ülkemizin en önemli karstik alanlarından biri olan Toros Karst Kuşağı üzerine konumlanmıştır. Farklı tektonik birliklerin bir araya gelmesinden oluşan Toros Karst Kuşağı, Batı Toros ve Orta Toros karst alanı olmak üzere iki farklı bölgeye ayrılmaktadır. Bucak Havzası, iç ve yüzeysel karstlaşmanın iyi geliştiği Batı Toros Karst alanı içinde yer almaktadır. Havzanın kuzey, batı ve orta bölümünde allokton Akdağ kiretaşı ve güneyinde ise otokton Davraz kireçtaşı bulunur. Bu iki birim kırıklı-çatlaklı ve erime boşluklu yapılarından dolayı karstik akiferi özelliği taşımaktadır. Aynı zamanda Bucak Havzasının komşu Antalya Havzası ile olan hidrodinamik bağlantısı, beslenme alanı içinden ve genellikle alüvyon tabanında bulunan bu akifer ile sağlanmaktadır. Türkiye’nin güneybatısında Burdur-Antalya karayolunun içerisinden geçtiği havzada Bucak ve Çeltikçi yerleşim alanları ve çok sayıda köy bulunmaktadır. Bucak ilçesi içme suyu ihtiyacı, havza içerisindeki iki kaynak ile ovada açılmış sondaj kuyuları aracılığıyla yeraltısuyundan karşılanmaktadır. Bucak havzası içerisinde yer alan 20 adet kuyudan 2011-2012 yıllarında alınan yeraltısuyu örneklerinde CaCO3 ve Fransız su sertlik değerleri tespit edilmiştir. Sertlik değerleri Coğrafi Bilgi Sistemleri ortamına işlenmiş, Kriging interpolasyon yöntemi kullanılarak analiz edilmiş ve tematik haritalar hazırlanmıştır. Ulusal ve uluslararası sınır değerleri kullanılarak sertlik değerleri karşılaştırılmış ve havzadaki yeraltısularının sert-çok sert su sınıfında yer aldığı görülmüştür. Analizi gerçekleştirilen CaCO3 ve Fransız su sertlik değerlerine göre; çalışma alanının batısından doğusuna doğru sertlik değerleri artmaktadır. Özellikle Havzanın doğusunda yer alan Davraz kireçtaşlarının bulunduğu noktalarda belirgin sertlik anomalileri tespit edilmiştir. Yüksek sertlik değerlerinin sebebinin karstik Davraz kireçtaşı akiferini oluşturan formasyonlar ile yeraltısuları arasındaki kayaç-su etkileşimi olduğu sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Bucak Havzası
• Yeraltısuyu
• Sertlik
• CBS
• Kaya-su etkileşimi

References

1. Adnan, S., & Iqbal, J. (2014). Spatial analysis of the groundwater quality in the Peshawar district, Pakistan. Procedia Engineering, 14-22.
2. Anderson, T. W., Neri, L. C., Schreiber, G. B., Talbot, F. D., & Letter, Z. A. (1975). Ischemic heart disease, water hardness and myocardial magnesium. Canadian Medical Association Journal, 113, 199-203.
3. Blumenthal, M. M. (1951). Batı Toroslarda Alanya ard ülkesinde jeolojik araşatırmalar. Ankara: Maden Tetkik Arama Enstitüsü Yayın No:5.
4. Bozcu, M. (1996). Kasımlar (Sütçüler-Isparta) yöresinde yeralan Mesozoyik yaşlı denizel tortulların jeolojisi, petrografisi ve organik jeokimyasal yöntemlerle incelenmesi. Isparta: Süleyman Demirel Ünvierisitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi (yayımlanmamış).
5. Brunn, J. H., Argyriadis, I., Marcoux, J., Monod, O., Poisson, A., & Ricou, L. (1971). Antalya'nın ofiyolit naplarının orijini lehinde ve alehindeki kanıtlar. Cumhuriyetin 50. Yılı Yerbilimleri Kongresi (s. 58-70). Ankara: MTA Genel Müdürlüğü Özel Baım.
6. Çemek, B., Güler , M., & Arslan, H. (2005). Bafra Ovası Sağ Sahil Sulama Alanındaki Tuzluluk Dağılımının Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS)Kullanılarak Belirlenmesi,. Atatürk Üniversitesi. Ziraat Fakültesi Dergisi, 37(1), 63-72.
7. Dinç, O. (2000). Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Teknolojisi ve Veri Analiz Yöntemleri. Adana: Çukurova Ünviersitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yayın No:FBE-2000-1.
8. EPA. (2018). 2018 Edition of the drinking water standards and health advisories tables. Washington, DC: United States Environmental Protection Agency.

9. Ersoy, Ş. (1990). Batı Toros (Likya) naplarının yapısal öğelerinin ve evriminin analizi. TMMOB JMO Jeo. Müh. Dergisi, 5-16.
10. ES. (2019, 11 25). Hardness in Drinking Water. New Hampsire Department of Environmental Sevice: https://www.des.nh.gov/organization/commissioner/pip/factsheets/dwgb/documents/dwgb-3-6.pdf adresinden alındı
11. George, G. K., Akhilasree, D. G., Chandran, M. L., Reshma, P. R., & Siga, G. (2015). Study of ground water pollution around an ındustry using GIS. International Journal of Civil and Structural Engineering Research, 2(2), 145-150.
12. Gölhan, M., & Aksoğan, S. (1968). Sert suların yumuşatılması ve Ankara şehri içme ve kullanma kuyunun yumuşatılmasından sağlanacak faydalar. Türkiye İnşaat Mühendisliği IV. Teknik Kongresi, Rapor No:21 (s. 1-24). Ankara: İnşaat Mühendisleri Odası.
13. Güler, Ç. (1997). Su Kalitesi. Ankara: Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi No:43.
14. Hançer, M. (1996). Isparta güneği, Ağlasun-Bucak civarının jeolojik ve tektonik özellikleri. Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi (yayımlanmamış).
15. İleri, B., Gündüz, O., Elçi, A., Şimşek , C., & Alparslan, M. N. (2007). Tahtalı Havzası Yeraltı Suyu Kalitesinin Coğrafi Bilgi Sistemi Destekli Değerlendirilmesi,. 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, Yaşam Çevre Teknoloji, (s. 880-888). 24-27 Ekim İzmir.
16. Jeihouni, M., Toomanian, A., Shahabi, M., & Alavipanah, S. K. (2014). Groundwater quality assessment for drinking purposes using GIS modelling (case study: city of Tabriz. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL-2/W3, 163-168. doi:doi:10.5194/isprsarchives-XL-2-W3-163-2014
17. Karagüzel, R., Taşdelen, S., Özkul, M., & Bilgin, A. (1995). Investigation of waste water discharge of Bucak (Burdur) and its effects on aquifer. International Earth Sciences Colloquium on the Aegean Region, (s. 693-700). İzmir.
18. Kavurmacı, M., Altaş, L., Kurmaç, Y., Işık, M., & Elhatip, H. (2010). Tuz Gölü'nün Aksaray İli yeraltı sularına etkisinin Coğrafi Bilgi Sistemleri kullanılarak değerlendirilmesi. Ekoloji Dergisi, 19(77), 29-34.
19. Koçyiğit, A. (1981). Isparta Büklümünün (Batı Toroslar) Toros Karbonat Platformunun evrimi. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 24, 15-23.
20. Mane, A. V., Dhanani, K. S., Joshi, K., & Dhanani, C. S. (2015). Groundwater quality assessment and GIS based mapping of selected areas of Mangrol Coast, Gujarat (India). Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 7(5), 649-660.
21. Mantzafleri, N., Psilovikos, A., & Blanta, A. (2009). Water Quality Monitoring and Modelling in Lake Kastoria, Using GIS. Assessment and Management of Pollution Sources. Water Resour. Manage, 3221-3354. doi:DOI 10.1007/s11269-009-9431-4
22. McNally, N. J., Williams, H. C., Philips, D. R., Smallman-Raynor, M., Lewis, M., Venn, A., & Britton, J. (1998). Atopic eczema and domestic water hardness. The Lancet, 352, 527-531.
23. Nas, B., & Berktay, A. (2001). Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) kullanılarak Konya kenti yeraltısıyu sertlik haritasının oluşturulması. Coğrafi Bilgi Sistemleri Bilişim Günleri, 13-14 Kasım (s. 135-140). İstanbul: Fatih Üniversitesi.
24. Oroji, B. (2018). Groundwater vulnerability assessment using GIS-based DRASTIC and GOD in the Asadabad plain. Journal of Materials and Environmental Sciences, 1809-1816. doi:https://doi.org/10.26872/jmes.2018.9.6.201
25. Öztürk, M., & Çelik, R. (2008). Diyarbakır Ovasının Yeraltı Su Seviye Haritalarının Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ile Tesbiti,. 2. Su Politikaları Kongresi, Bildiriler kitabı (s. 125-137). 20-22 Mart Ankara: TMMOB.
26. Prepas, E. E., Pinel-Alloul, B., Chambers, P. A., Murphy, T. P., Reedyk, S., Sandland, G., & Serediak, M. (2001). Lime treatment and its effects on the chemistry and biota of hardwater eutrophic lakes. Freshwater Biology, 46(8), 1046-1060. doi:https://doi.org/10.1046/j.1365-2427.2001.00788.x
27. Sengupta, P. (2012). Challenge of infertility: How protective the yoga therapy is? Ancient Science of Life, 32(1), 61-62. doi:DOI: 10.4103/0257-7941.113796
28. Sengupta, P. (2013). Potential health impacts of hard water. International Journal of Preventive Medicine, 4(8), 866-875.
29. Singh, P., & Khan, I. (2011). Ground water quality assessment of Dhankawadi ward of Pune by using GIS. International Journal of Geomatics and Geosciences, 688-703.
30. Şengül, F., & Küçükgül, E. Y. (1995). Çevre mühendiliğinde fiziksel-kimyasal temel işlemler ve süreçlar. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Yayınları, No:153 (3.Baskı).
31. TSE. (1997). Sular-içme ve kullanma suları, TSE 266. Ankara: Türk Standartları Enstitüsü.
32. WHO. (1996). Guidlines for Drinking Water-Second Edition- Volume 2 Health Criteria and Other Supporting information. Geneva: World Health Organization.
33. Woodcook, N. H., & Robertson, A. H. (1977). Imbricate thrush belt tectonics and sedimantation as a guide to emplacement of part of the Antalya complex SW Turkey. 6. Colloguium Geology of the Aegean Region (s. 661-671). İsmir: (Seceond Edition,1985).
34. Yelekçi, S., Acemioğlu, B., & Avcı, H. (2012). Kilis il merkezi içme sularının kullanılabilirliğinin araştırılması. Biyoloji Bilimleri Araştırma Dergisi, 5(2), 77-81.
35. Yılmaz, P. O., Maxwell, J. C., & Muehlberger, W. R. (1981). Antalya kompleksinin yapısal evrimi ve doğu Akdeniz'deki yeri. Yerbilimleri HÜ. Yerbilimleri Enstitüsü Bülteni , 119-127.
36. Yomralıoğlu, T. (2000). Coğrafi Bilgi Sistemleri Temel Kavramlar ve Uygulamalar. İstanbul: Seçil Ofset.