Yer Altı Su Seviyelerinin Trend Analizi ve Efektif Zemin Gerilmesi Değişimine Etkisi: Konya Kapalı Havzası Örneği

Öz

Hidrolojik çevrim parametrelerinden biri olan Yeraltı su seviyesinin değişiminin belirlenmesi su kaynaklarının planlanması, yönetilmesi ve ekonomik kalkınma için oldukça önemlidir. Hidrolojik parametrelerin zaman içinde değişimini belirlemek için parametrik ve parametrik olmayan trend analizleri yapılmaktadır. Bu çalışmada Konya Kapalı Havza’sında yer alan 10 adet (181, 182, 8185, 9431, 9434, 10472, 13314, 17171, 52258, 52564) YSS gözlem istasyonunun (1978-2020 yılları arası), aylık ortalama su seviyelerinin (mm) trend analizi yapılmıştır. Analizlerde parametrik yöntemlerden Lineer trend yöntemi ve parametrik olmayan Mann-Kendall yöntemi kullanılmıştır. Güven aralığının %95’lik kısmında gerçekleştirilen çalışmada, tüm istasyonlarda su seviyelerinin istatistiksel olarak azalan yönde eğilim gösterdiği, bu eğilimin son yıllarda giderek attığı tespit edilmiştir. Maksimum ve minimum yeraltı suyu seviyesi arasındaki farkın en belirgin olduğu istasyonda yeraltı suyu seviyesindeki değişimin etkin zemin basıncı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Belli yıllar arasında yılın tüm aylarında meydana gelen kademeli yeraltı su seviyesi değişiminin zemin ortamındaki efektif gerilmesi dengesini etkilendiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Efektif Zemin Basıncı
• Konya Kapalı Havzası
• Lineer Trend
• Mann-Kendall
• Trend Analizi
• Yeraltı Su Seviyesi.

Trend Analysis of Ground-Water Levels and The Effect of Effective Soil Stress Change: The Case Study of Konya Closed Basin

Abstract

Determining the change of the groundwater level, which is one of the hydrological cycle parameters, is very important for the planning, the management of water resources, and economic development. The parametric and the non-parametric trend analyzes are performed to designate the alteration of the hydrological parameters in time. This study focused on trend analyses of the monthly average water levels (mm) of 10 observation stations (181, 182, 8185, 9431, 9434, 10472, 13314, 17171, 52258, 52564) in Konya Closed Basin (between 1978-2020). The parametric Linear Trend method and the non-parametric Mann-Kendall method were utilized in the analyses. In the study carried out at 95% of the confidence interval, it was found that the groundwater levels at all stations showed a statistically decreasing trend, and this trend gradually increased in recent years. At the station where the difference between the maximum and the minimum groundwater level is most noticeable, the effect of change of the groundwater level on the effective earth pressure was investigated. It has been observed that the gradual change of groundwater level occurring in all months of the year between certain years affects the effective stress balance in the soil environment.

Keywords

• Effective Sail Pressure
• Konya Closed Basin
• Linear Trend
• Mann-Kendall
• Trend Analysis
• Groundwater Level.

Kaynakça

1. Bayazıt, M., Önöz, B. (2008). Taşkın ve Kuraklık Hidrolojisi. Ankara, Türkiye: Nobel Basımevi.
2. Bayazıt, M. (1981). Hidrolojide İstatistik Yöntemler. İstanbul Teknik Üniversitesi matbaası, İstanbul.
3. Bhattacharya, R. K., Chatterjee, N. Das, & Das, K. (2020). An integrated GIS approach to analyze the impact of land use change and land cover alteration on ground water potential level: A study in Kangsabati Basin, India. Groundwater for Sustainable Development, 11(April), 100399. doi: 10.1016/j.gsd.2020.100399
4. Bulduk, A., Horasan, Ö. R., Tekdere, M., & Solak, N. (2008). Konya Kapalı Havzasın Alt Havzasında Yeraltı Suyu ve Seviye Değişmeleri. Konya Kapalı Havzası Yeraltı Suyu ve Kuraklık Konferansı, 125–134.
5. Çelik, M. A., Doğantürk, İ. H., & Güney, İ. (2016). Şanlıurfa’ nın Güneyindeki Ovalarda Yer Altı Su Algılama ve CBS Kullanılarak İncelenmesi. 6. Uzaktan Algılama-CBS Sempozyumu, 5–7.
6. Chen, Z., Grasby, S. E., & Osadetz, K. G. (2004). Relation between climate variability and groundwater levels in the upper carbonate aquifer, southern Manitoba, Canada. Journal of Hydrology, 290(1–2), 43–62. doi: 10.1016/j.jhydrol.2003.11.029
7. Chia, Y., Wang, Y. S., Chiu, J. J., & Liu, C. W. (2001). Changes of groundwater level due to the 1999 Chi-Chi earthquake in the Choshui River alluvial fan in Taiwan. Bulletin of the Seismological Society of America, 91(5), 1062–1068. doi: 10.1785/0120000726
8. Das, B. M. (2019). Advanced Soil Mechanics, Third edition. Retrieved from https://books.google.com/books?hl=tr&lr=&id=0cySDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP15&dq=advanced+soil+mechanics+das&ots=6i3cnUrDcR&sig=w9yrLoDh_2xUXjkM3OfE35UFd28

9. Demir, S., & Kılıç, K. (2012). Erbaa Ovası Yeraltı Suyunun Tuzluluğunun Değerlendirilmesi Salinity Assessment of Groundwater in Erbaa Plain. Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der., 2(4), 79–86.
10. Demir, V. (2018). Karadeniz Bölgesi yağışlarının trend analizi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi , Fen Bilimleri Enstitüsü.
11. Demir, V., & Keskin, A. Ü. (2020). Water level change of lakes and sinkholes in Central Turkey under anthropogenic effects. Theoretical and Applied Climatology, 142(3–4), 929–943. doi: 10.1007/s00704-020-03347-5
12. Dinka, M. O., Loiskandl, W., Fürst, J., & Ndambuki, J. M. (2013). Seasonal behavior and spatial fluctuations of groundwater levels in long-term irrigated agriculture: The case of a sugar estate. Polish Journal of Environmental Studies, 22(5), 1325–1334.
13. Doğdu, M. Ş., Toklu, M. M., & Sağnak, C. (2007). Konya Kapalı Havzası’nda Yağış ve Yeraltı Suyu Değerlerinin İrdelenmesi. I. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, 394–402.
14. Erguvanlı, K., & Erdoğan, Y. (1987). Yeraltısuları Jeolojisi (Hidrojeoloji). İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Fakültesi Ofset Matbaası.
15. Göçmez, G., Dıvrak, B., & Galena, İ. (2008). Konya Kapalı Havzası’nda Yeraltı Suyu Seviyesinin Değişiminin Tespiti Özet Raporu. WWF.
16. Göçmez, G., Genç, A., & Karakoca, A. (2008). Konya Kapalı Havzası Yeraltısuyu Seviye Değişiminin İstatistiksel Değerlendirilmesi. Konya Kapalı Havzası Yeraltı Suyu ve Kuraklık Konferansı, 98–107.
17. Hoque, M. A., Hoque, M. M., & Ahmed, K. M. (2007). Declining groundwater level and aquifer dewatering in Dhaka metropolitan area, Bangladesh: Causes and quantification. Hydrogeology Journal, 15(8), 1523–1534. doi: 10.1007/s10040-007-0226-5
18. Jakeman, A. J., Barreteau, O., & Rinaudo, R. J. H. J. (2016). Integrated Groundwater Management. In Integrated Groundwater Management. doi: 10.1007/978-3-319-23576-9
19. Kara, T., & Arslan, H. (2004). Bafra Ovası sulama alanında taban suyu ve tuzluluk araştırması. Bafra Ovası Sulama Alanında Taban Suyu ve Tuzluluk Araştırması., 89–96.
20. Karabulut, M., & Cosun, F. (2009). Kahramanmaraş İlinde Yağışların Trend Analizi. Coğrafi Bi̇li̇mler Dergi̇si̇, 7(1), 65–83.
21. Karatas, B. S., Camoglu, G., & Olgen, M. K. (2013). Spatio-temporal trend analysis of the depth and salinity of the groundwater, using geostatistics integrated with GIS, of the menemen irrigation system, Western Turkey. Ekoloji, 47(86), 36–47. doi: 10.5053/ekoloji.2013.865
22. Kavurmaci, M., Altaş, L., Kurmaç, Y., Işik, M., & Elhatip, H. (2010). Evaluation of the Salt Lake effect on the ground waters of Aksaray-Turkey using geographic information system. Ekoloji, 77, 29–34. doi: 10.5053/ekoloji.2010.775
23. Kendall, M. G. (1975). Rank Correlation Methods. London: Chtirles Griffin.
24. Kendirli, B., Cakmak, B., & Ucar, Y. (2005). Salinity in the southeastern anatolia project (GAP), Turkey: Issues and options. Irrigation and Drainage, 54(1), 115–122. doi: 10.1002/ird.157
25. Konikow, L. F. (2011). Contribution of global groundwater depletion since 1900 to sea-level rise. Geophysical Research Letters, 38(17), 1–5. doi: 10.1029/2011GL048604
26. Ma, J. Z., Wang, X. S., & Edmunds, W. M. (2005). The characteristics of ground-water resources and their changes under the impacts of human activity in the arid Northwest China - A case study of the Shiyang River Basin. Journal of Arid Environments, 61(2), 277–295. doi: 10.1016/j.jaridenv.2004.07.014
27. Mann H B. (1945). “Non-parametric tests against trend.” Econometrica, 13(3), 245–259.
28. Orhan, O. (2021). Monitoring of land subsidence due to excessive groundwater extraction using small baseline subset technique in Konya, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment. (in press) DOI : 10.1007/s10661-021-08962-x
29. Scibek, J., & Allen, D. M. (2006). Modeled impacts of predicted climate change on recharge and groundwater levels. Water Resources Research, 42(11), 1–18. doi: 10.1029/2005WR004742
30. URL1. (2021). https://www.movea.com.tr/zeminde-sivilasma-nedir/#:~:text=Zemin%20s%C4%B1v%C4%B1la%C5%9Fmas%C4%B1%2C%20yeralt%C4%B1%20su%20seviyesi,siltli%20zeminler)%20g%C3%B6r%C3%BClen%20bir%20olayd%C4%B1r. Retrieved from https://www.movea.com.tr/zeminde-sivilasma-nedir/#:%7B~%7D:text=Zemin
31. URL2. (2021). https://www.haberturk.com/misir-ve-yonca-gibi-su-tuketen-urunler-obruk-olusumunu-hizlandiriyor-2156941.
32. Ustun, A., Tusat, E., & Yalvac, S. (2010). Preliminary results of land subsidence monitoring project in Konya Closed Basin between 2006-2009 by means of GNSS observations. Natural Hazards and Earth System Science, 10(6), 1151–1157. doi: 10.5194/nhess-10-1151-2010
33. Yagbasan, O., Demir, V., & Yazicigil, H. (2020). Trend Analyses of Meteorological Variables and Lake Levels for Two Shallow Lakes in Central Turkey. Water, 12(2), 414. doi: 10.3390/w12020414
34. Yılmaz, C. B., Demir, V., & Sevimli, M. F. (2020). Trend analysis of maximum flow values of Konya closed basin. 2nd International Eurasian Conference on Science, Engineering and Technology (EurasianSciEnTech 2020), 594–607.
35. Yılmaz, M. (2010). Karapınar Çevresinde Yeraltı Suyu Seviye Değişimlerinin Yaratmış Olduğu Çevre Sorunları. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi, 2(2), 145–163. doi: 10.1501/Csaum
36. Yu, Y.-S., Zou, S., & Whittemore, D. (1993). Non-parametric trend analysis of water quality data of rivers in Kansas. Journal of Hydrology, 150(1), 61–80. doi: 10.1016/0022-1694(93)90156-4