A new problem in the coastal aquifer of Ahlat County (Bitlis): The groundwater salinization

Abstract

In this study, groundwater of coastal plains of Ahlat were investigated. Irrigation has started extensively in the coastal area by groundwater since 2002. The study aims to determine physical and chemical characteristics of groundwater in survey area and research possible mixing of salty lake water to fresh water aquifers near by Lake Van. Five wells has been choosen for geographical data to represent the survey area. Samples has been analyzed from choosen wells in June and September, 2017 in accordance with procedures of Harran University Aplication and Research Center for Science and Technology. Geographic Information Systems (GIS) were utilized in order to evaluate spatial distribution of groundwater data. Some physical and chemical characteristics of groundwater has been anlayzed in the field studies. Chloride (Cl⁻) concentrations and hydrochemical facies change of groundwater were interpreted for the assessment of salinization processes. Accordingly, chemical change related to the lake water was determined in groundwater around well 1. This is clearly seen in the Piper diagram of water samples. In addition to the hydrochemical processes, other factors that have the potential to affect salinization of groundwater such as change of the level of Lake Van, changes in land use and opening of deep wells were also evaluated. Significant changes in the chemical composition of freshwater occur as a result of the interaction of groundwater with salty lake water. It was observed that pH, EC, Na%, Cl⁻ and SAR value were higher than the value collecting from the other wells in both of survey periods in the well where the groundwater interacted with lake water. It is remarkable that the lake water interacted with the groundwater in the south of survey area, near by coast of Lake Van but it didn’t interact in the other parts of survey area.

Keywords

• Groundwater Salinization
• Piper Diagram
• Lake Van
• Ahlat

Ahlat İlçesi (Bitlis) kıyı akiferinde yeni bir problem: Yeraltı suyu tuzlulaşması

Öz

Bu çalışmada Ahlat kıyı ovasındaki yeraltı suları araştırılmıştır. Bu arazilerde 2002 yılından sonra açılan çok sayıda kuyu aracılığıyla sulamalı tarım yaygın biçimde yapılmaya başlamıştır. Bu çalışmayla araştırma sahasındaki yeraltı suyunun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi, bu özelliklere dayanarak Van Gölü kıyısına yakın tatlı su akiferlerine olası tuzlu göl suyu karışımının araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma alanını temsil edebilecek coğrafi verilerin üretilmesi için beş kuyu seçilmiştir. Su örnekleri, Harran Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (HÜBTAM) prosedürlerine uygun olarak, 2017 yılı içerisinde Haziran ve Eylül aylarında seçilen kuyulardan alınarak test edilmiştir. Yeraltı suyu verilerinin alansal dağılışının değerlendirmesini yapmak amacı ile Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) yazılımlarından faydalanılmıştır. Kuyu sularının bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri arazi çalışmalarında test edilmiştir. Yeraltı sularının Klorür (Cl⁻) konsantrasyonları ve hidrokimyasal fasiyes değişimi tuzlulaşma süreçlerinin değerlendirilmesi için yorumlanmıştır. Buna göre 1 no’lu kuyu civarındaki yeraltı sularında göl suyuyla bağlantılı kimyasal değişim saptanmıştır. Bu durum su örneklerine ait Piper diyagramında da açıkça görülmektedir. Hidrokimyasal süreçlerin yanında yeraltı suyundaki değişimi etkileme potansiyeli olan Van Gölü’nün seviye değişiklikleri, arazi kullanımındaki değişiklikler ve derin sondaj kuyularının açılması gibi etkenler de değerlendirilmiştir. Yeraltı suyunun tuzlu göl suyu ile etkileşime girmesi sonucunda tatlı suyun kimyasal bileşiminde önemli değişiklikler meydana gelir. Yeraltı suyuna göl suyunun karıştığı kısımlardaki kuyu sularında (1. kuyu civarı) her iki ölçüm döneminde de diğer tüm kuyulardan daha yüksek pH, EC, %Na, Cl⁻ ve SAR değerleri gözlenmiştir. Bu gözlemlere göre araştırma alanının sadece en güneyinde, kıyıya yakın kısımlarda göl suyunun yeraltı suyuna karıştığı, diğer kıyı kısımlarında karışmadığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Yeraltı suyu
• Piper diyagramı
• Van Gölü
• Ahlat

References

1. Arslan, H. (2010). Bafra Ovasında Deniz Suyu Girişiminin Belirlenmesi ve Su-Toprak Kaynakları Üzerine Etkisi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi.
2. Atalay, İ. (1986). Uygulamalı Hidrografya. Ege Üniv. Edebiyat Fakültesi Yay. No: 38, İzmir.
3. Baird, R., & Bridgewater, L. (2017). Standard methods for the examination of water and wastewater. 23rd edition. Washington, D.C.: American Public Health Association.
4. Custodio, E. (1987). Groundwater problems in coastal areas. Published by the United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, 7, place de Fontenoy, 75700 Paris. Printed by Imprimerie Bietlot Frères, Fleurus, Belgique ISBN 92-3-10241 5-9.
5. Dong, L., Fu, C., Liu, J. and Wang, Y. (2018). Disturbances of Temperature- Depth Profiles by Surface Warming and Groundwater Flow Convection in Kumamoto Plain, Japan. Hindawi Geofluids Volume 2018, Article ID 8451276, https://doi. org/10.1155/2018/8451276
6. Drabbe, J. and Badon Ghyben, W. (1889). Nota in verband met de voorgenomen putboring nabij Amsterdam (Notes on the probable results of the proposed well drilling near Amsterdam). Tijdschrift van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs 8–22.
7. Essink, G.O. (2001). Improving fresh groundwater supply—problems and solutions. Ocean & Coastal Management Volume 44, Issues 5-6 , Pages 429-449.
8. Giménez-Forcada, E. (2014). Space/time development of seawater intrusion: a study case in Vinaroz coastal plain (Eastern Spain) using HFE-Diagram, and spatial distribution of hydrochemical facies. Journal of Hydrology 517, 617–627.

9. Görür, N., Çağatay, M.N., Zabcı, C., Sakınç, M., Akkök, R., Şile, H. ve Örçen, S. (2015). Van Gölü’nün Geç Kuvaterner Tektono-Stratigrafik Evrimi. MTA Dergisi 151: 1-47.
10. Kelly, F. (2005). Seawater Intrusion Topic Paper. Island Country Health Department. (https://fortress.wa.gov/ecy/publications/documents/ 1203271.pdf) Son erişim 20 Ekim 2019.
11. Kempe, S., Khoo F. ve Gürleyik Y. (1978). Hydrography of Lake Van, The Geology of Lake Van , E. T. Degens and F. Kutman Eds, MTA Yayınları, No: 169 s.30 -43, Ankara.
12. Kurttaş, T. (2002). Karışım Sularında Kökensel Katkıların Belirlenmesi. Hidrolojide İzotop Tekniklerinin Kullanılması Sempozyumu. DSİ Genel Müdürlüğü, Adana.
13. Liu, J., Dorjderem, A., Fu, J., Lei, X., Lui, H., Macer, D., Qiao, Q., Sun, A., Tachiyama, K., Yu, L., Zheng, Y. (2011). Water ethics and water resource management. Ethics and Climate Change in Asia and the Pacific (ECCAP) Project, Working Group 14 Report. UNESCO Bangkok.
14. Macdonald, R., Sumita, M., Schmincke, H-U., Bagiński, B., White, J.C., Ilnicki, S.S. (2015). Peralkaline felsic magmatism at the Nemrut volcano, Turkey: impact of volcanism on the evolution of Lake Van (Anatolia) IV. Contrib Mineral Petrol (2015) 169:34 DOI 10.1007/s00410-015-1127-6, Springer,
15. Öztürk, H. (2004). Van Gölü Bahar Dönemi Hidrografisi ve Göl Suyu Homojenizasyonuna Ait Bulgular, Ulusal Su Günleri Sempozyumu, 16-18 Mayıs 2004, ss.205-219, İstanbul.
16. Piper, A. M. (1944). A graphic procedure in the geochemical interpretation of water-analyses. Transactions, American Geophysical Union Volume 25, Issue 6, p. 914-928.
17. Tomonaga, Y., Bernnwald, M.S., Livingstone, D.M., Kwiecien, O., Randlett, M.É., Stockhecke, M., Unwin, K., Anselmetti, F.S., Beer, J., Haug, G.H., Schubert, C.J., Sturm, M. and Kipfer, R. (2017). Porewater salinity reveals past lake-level changes in Lake Van, the Earth’s largest soda lake. Available at: https://www.nature. com/articles/s41598-017-00371-w. Scientific Reports 7, Article number: 313 (2017).
18. World Health Organization (2004). Guidelines for drinking water quality, Vol. 1. Recommendations (3rd edn). World Health Organization, Geneva.