3.Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu - DSİ Genel ...

T.C. 

ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI 

DEVLET SU İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ 

Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi Başkanlığı 

III. HİDROLOJİDE İZOTOP 

TEKNİKLERİ SEMPOZYUMU 

13-17 EKİM 2008 İSTANBUL

III. HİDROLOJİDE İZOTOP 

TEKNİKLERİ SEMPOZYUMU 

13-17 EKİM 2008/İSTANBUL 

DSİ Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi Başkanlığı 

06100 Yücetepe/ANKARA 

Tel: 0 312 399 27 96 

Fax: 0 312 399 27 95 

e-posta: 

takk@dsi.gov.tr 

izotop@dsi.gov.tr 

Copyright © Bu kitabın Türkiye’deki yayın hakları DSİ’ye aittir. Her hakkı saklıdır. Hiçbir bölümü ve paragrafı 

kısmen veya tamamen özet halinde, fotokopi, fax veya başka herhangi bir şekilde çoğaltılamaz, dağıtılamaz. Normal 

ölçüyü aşan iktibaslar yapılamaz. Normal veya kanuni iktibaslara kaynak gösterilmesi zorunludur. 

Bu kitapta yayınlanan bildiriler bir kurum veya kuruluşun resmi görüşü olmayıp tamamıyla yazarların kendi 

görüşleridir.

Dünyada herşey için, medeniyet için, hayat için, 

başarı için, en hakiki mürşit bilimdir, fendir. 

1924

HAKEMLER 

Doç.Dr.Alper BABA Çanakkale 18 Mart Üniversitesi 

Prof.Dr.Serdar BAYARI Hacettepe Üniversitesi 

Prof.Dr.Zeki ÇAMUR Orta Doğu Teknik Üniversitesi 

Prof.Dr.Mehmet ÇELİK Ankara Üniversitesi 

Prof.Dr.Mehmet EKMEKÇİ Hacettepe Üniversitesi 

Prof.Dr.Nilgün GÜLEÇ Orta Doğu Teknik Üniversitesi 

Prof.Dr.İbrahim GÜRER Gazi Üniversitesi 

Prof.Dr.Ünsal GEMİCİ Dokuz Eylül Üniversitesi 

Doç.Dr.Türker KURTTAŞ IAEA 

Prof.Dr.Halim MUTLU Eskişehir Osmangazi Üniversitesi 

Doç.Dr.Suzan PASVANOĞLU Kocaeli Üniversitesi 

Uğur SÜRAL Devlet Su İşleri 

Prof.Dr.Şakir ŞİMŞEK Hacettepe Üniversitesi 

Prof.Dr.Gültekin TARCAN Dokuz Eylül Üniversitesi 

Doç.Dr.Levent TEZCAN Hacettepe Üniversitesi 

DÜZENLEME KURULU: 

Haydar KOÇAKER DSİ Genel Müdür 

Yusuf BALCI DSİ Genel Md. Yrd. 

Rahmi Sencer ÇELİK DSİ TAKK Daire Bşk. 

Vehbi ÖZAYDIN DSİ TAKK Daire Bşk. Yrd. 

Alime TEMEL DİLAVER İzotop Lab.Şb.Md. 

Sabahat ÖZCAN EYÜPOĞLU İzotop Lab. 

İclal KALEYCİ İzotop Lab. 

Nermin DOĞAN İzotop Lab. 

Hasan DENİZ İzotop Lab. 

Murat KASAP İzotop Lab.

ÖNSÖZ 

İzotop tekniklerinin hidrolojik ve hidrojeolojik amaçlı çalışmalarda kullanımı büyük önem 

kazanmıştır. Ülkemizde gerek üniversiteler gerekse kamu kurum ve kuruluşları, araştırma ve proje 

çalışmalarında izotop tekniklerini uygulamaya yönelmişlerdir. 

DSİ Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi (TAKK) İzotop Laboratuvarı Şube Müdürlüğü 

1960’lı yılların başında faaliyete geçmiş ve UNESCO tarafından desteklenmiştir. 2002 yılında IHP 

(UNESCO, Uluslararası Hidroloji Programı) organizasyonu içerisinde İzotop Hidrolojisi birimi 

(JIIHP) kurulmuş ve DSİ TAKK Dairesi İzotop Laboratuvarı Şube Müdürlüğü Türkiye odak 

noktası kabul edilmiştir 

İzotop Laboratuvarı Şube Müdürlüğü DSİ’ nin dışında Kamu Kurum ve Kuruluşlarına, 

Üniversitelere ve özel sektöre gerek eğitici anlamda gerek analiz bazında destek vererek ve 

uygulamalı çalışmalara katkıda bulunmaktadır. Ülkemizde İzotop Hidrolojisi konusunda ilk seminer 

Kasım 1987 yılında “Hidrolojide İzotoplar ve Nükleer Teknikler” adı altında Adana’da 

yapılmıştır. Yine 2002 yılı 21-25 Ekim tarihleri arasında Adana’da “Hidrolojide İzotop 

Tekniklerinin Kullanılması” Sempozyumu düzenlenmiştir. Sempozyumda konunun önemi 

vurgulanmış ve uygulama alanlarına yönelik teorik ve uygulamalı çalışmalar ile yeni gelişmeleri de 

kapsayacak şekilde sürekli olarak düzenlenmesi gerekliliği ortaya konmuştur. Bu doğrultuda, 

uygulamaya yönelik teorik ve uygulamalı çalışmalarla hidroloji ve hidrojeoloji alanında izotop 

tekniklerini kullanacak olan araştırmacıların bilgi düzeylerini arttırmak amacı ile 20-24 Ekim 2003 

tarihleri arasında “Hidrolojide İzotop Tekniklerinin Kullanılması Semineri-I ve Çevresel 

İzotop Uygulamaları” konulu bir seminer düzenlenmiştir. 

2003 yılında kamu kurum ve kuruluşları ile üniversitelerin de davet edildiği İzotop Hidrolojisi 

tematik grubu toplantısı yapılmıştır. Bu toplantıda kamu kurum ve kuruluşları ile üniversitelerin bir 

araya gelerek yapılacak bilgi alışverişlerinde bulunabilmeleri amacıyla Hidrolojide İzotop 

Teknikleri Sempozyumu’nun üç yılda bir yapılması kararı alınmıştır. Bu doğrultuda 26–30 Eylül 

2005 tarihinde ‘’II. Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri ’’Sempozyumu düzenlenmiştir. 

Çeşitli kamu kurum ve kuruluşları ile üniversitelerin bir araya gelerek bilgi alışverişlerini 

amaçlayan sempozyuma bildirileri ile katkıda bulunan katılımcılara, sempozyumun 

düzenlenmesindeki katkılarından dolayı UNESCO‘nun IHP (Uluslararası Hidroloji 

Programı)/Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) uluslararası organizasyonlarına, imkanlarını 

sunan İstanbul XIV. Bölge Müdürlüğü’ne teşekkür ederim. Sempozyum esnasında sunulan 

bildirileri içeren bu kitabın, izotop tekniklerinin hidroloji ve hidrojeoloji alanındaki uygulamaları 

esnasında bir kaynak kitap olacağını umarım. 

i 

Rahmi Sencer ÇELİK 

DSİ Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol 

Dairesi Başkanı

İÇİNDEKİLER 

KAZDAĞLARI KUZEY DOĞUSUNDA BULUNAN SOĞUK SU 

KAYNAKLARININ İZOTOPİK ÖZELLİKLERİ 

Alper BABA, Ozan DENİZ , Deniz ŞANLIYÜKSEL 

TARIMSAL HİDROLOJİ UYGULAMALARINDA NÜKLEER TEKNİKLERİN 

KULLANIMI 

Süer ANAÇ, Emrah ÖZÇAKAL, Yasemin S. KUKUL 

DEVELİ KAPALI HAVZASI’NDA YERALTI SUYU VE YÜZEY SUYU 

İLİŞKİSİNİN DOĞAL İZOTOPLARLA BELİRLENMESİ 1 

F.Ebru YILDIZ, Alime Temel DİLAVER, İbrahim GÜRER, Nail ÜNSAL, Serdar 

BAYARI, Selami TÜRKİLERİ, Sedat ÇELENK 

KÜTAHYA-TAVŞANLI-TUNÇBİLEK KÖMÜR SAHASININ ÇEVRESEL İZOTOP 

ÖZELLİKLERİ 

İ. Noyan GÜNER, Cahit ÖZGÜR, Barbaros ERDURAN, Dr. Nilgün DOĞDU, Levent 

İLDEŞ, Tolga ÖZBİLGE, Osman GÖKMENOĞLU, H. İbrahim ERDOĞAN 

BİRİM HİDROGRAF ÇIKARILMASINDA KARARLI İZOTOPLARIN 

KULLANILMASI 

Y.İnci TEKELİ 

ULUDAĞ GÜNEYİNDEKİ YERALTISULARININ HİDROJEOKİMYASAL 

DEĞİŞİMLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ 

Füsun S. TUT HAKLIDIR 

KONYA-CİHANBEYLİ SICAK VE MİNERALLİ SULARININ 

HİDROJEOKİMYASAL VE İZOTOPİK ÖZELLİKLERİ 

İsmail KARA, Mustafa DURDU, M. Fatih ÖZİÇLİ 

ANKARA, KAZAN DOĞAL SODA (TRONA) SAHASI DERİN AKİFER 

SİSTEMİNDEKİ PALEO SULAR VE PALEO İKLİM 

Şebnem ARSLAN, Hasan YAZICIGİL, Martin STUTE, Peter SCHLOSSER, 

BEYPAZARI GRANİTOYİDİ DOLAYINDAKİ (AYAŞ-BEYPAZARI) 

JEOTERMAL KAYNAKLARIN OLUŞUMUNUN ÇEVRESEL İZOTOP VE 

HİDROKİMYASAL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ 

Oktay ÇELMEN, Mehmet ÇELİK 

KONYA İLİ TATLI SU KAYNAKLARININ HİDROJEOKİMYASAL 

İNCELEMESİ 

Güler GÖÇMEZ , Bayram Kahveci , Nuri Güven 

NEVŞEHİR (KOZAKLI) SICAK VE MİNERALLİ SULARININ KÖKENİNİN 

İZOTOPLARLA İNCELENMESİ 

Suzan PASVANOĞLU, Fatma GÜLTEKİN 

HİDROLOJİDE İZOTOP TEKNİKLERİ UYGULAMALARINDA RADYASYON 

GÜVENLİĞİ 

Berna ATAKSOR, Cevdet ÖZÜAĞ, Eylem İ. KEKEÇ 

ii 

1 

13 

25 

37 

55 

67 

77 

95 

108 

121 

133 

151

ZAMANTI REGÜLATÖRÜ VE DERİVASYON (GICIK) TÜNELİ YERALTISUYU 

DURUMU VE İZOTOP HİDROLOJİSİ 

Nurettin Pelen , Uğur Akdeniz, A. Uğur Süral, Nihal Başaran, Selami Türkileri 

YERALTISUYU YAŞI NEDİR NASIL BELİRLENİR? 

N. Nur ÖZYURT, C. Serdar BAYARI 

YERALTISUYUNDA RADYOKARBON YAŞ TAYİNİ 

C. Serdar BAYARI, N. Nur ÖZYURT 

EDREMİT HAVZASI YERALTISULARININ İNCELENMESİ VE YÖNETİMİ 

PROJE ÇALIŞMALARI 

Zeynep AKTUNA, Tolga YALÇIN, Alime T. DİLAVER ,M. T. SAFA 4 , Cengiz 

SAĞNAK 5 

KIRKGÖZE HAVZASI (YUKARI FIRAT, ERZURUM) YAĞIŞ - AKIŞ 

DİNAMİĞİNİN KARARLI İZOTOPLAR KULLANILARAK İNCELENMESİ 

Emrah PEKKAN, Serdar BAYARI, Aynur ŞENSOY, Arda ŞORMAN, Alparslan 

ARIKAN 

SALİHLİ (MANİSA) JEOTERMAL ALANLARININ HİDROJEOKİMYASAL 

ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ 

Tuğbanur ÖZEN, Gültekin TARCAN 

BALIKESİR ILICABOĞAZI (KEPEKLER) KAPLICA SULARININ 

İZOTOPLARLA (O -18 ,H 2 , ve H 3 ) İNCELENMESI 

Suzan PASVANOĞLU, İsmail ÖNEN, Serkan VURAL 

İZOTOP ORANLAYICI KÜTLE SPEKTROMETRESİ (IRMS DUAL INLET) 

KULLANILARAK SULARDA OKSİJEN-18 VE DÖTERYUM İZOTOPLARININ 

BELİRLENMESİ 

Hasan DENİZ, Nermin DOĞAN, Alime TEMEL DİLAVER 

URGANLI (TURGUTLU) SICAK VE MİNERALLİ SULARININ İZOTOPLARLA 

İNCELENMESİ 

Serkan VURAL, Suzan PASVANOĞLU, Servet YILMAZER, Ali YAKABAĞ 

KAYSERİ KENTİ İÇME SUYU HAVZASINDAKİ AKİFERLERİN 

ÖZELLİKLERİNİN İZOTOP TEKNİKLERİ KULLANILARAK BELİRLENMESİ 

Mustafa DEĞİRMENCİ, Mehmet EKMEKÇİ, Eyüp ATMACA, Ahmet ALTIN 

TUZLUSU GİRİŞİMİ PROBLEMLERİNDE İZOTOP TEKNİKLERİNİN 

KULLANILMASI 

Mehmet Ekmekçi 

BEŞİNCİ DÜNYA SU FORUMU“FARKLILIKLARIN SUDA YAKINLAŞMASI” 

Hamza ÖZGÜLER 

GÖKOVA (MUĞLA) KIYI KARST KAYNAKLARINDA DENİZ SUYU 

KARIŞIMININ HİDROKİMYASAL VE DURAYLI ÇEVRESEL İZOTOP 

YÖNTEMLERİYLE İNCELENMESİ 

Mehmet EKMEKÇİ, Levent TEZCAN, Türker KURTTAŞ, Salim YÜZEREROĞLU, 

Şükran AÇIKEL 

iii 

155 

165 

177 

191 

205 

215 

229 

241 

255 

271 

285 

291 

295

CONTENTS 

ISOTOPIC PROPERTIES OF COLD WATER SOURCE IN SOUTH EAST OF 

KAZDAĞLARI 

Alper BABA, Ozan DENİZ , Deniz ŞANLIYÜKSEL 

APPLICATION OF NUCLEAR TECHNIQUES IN HYDROLOGIC STUDIES 


DETERMINATION OF GROUNWATER-SURFACE WATER RELATION IN 

DEVELİ CLOSED BASIN BY USING ENVIRONMENTAL ISOTOPES 

F.Ebru YILDIZ, Alime Temel DİLAVER, İbrahim GÜRER, Nail ÜNSAL, Serdar 

BAYARI, Selami TÜRKİLERİ, Sedat ÇELENK 

ENVIRONMENTAL ISOTOPIC INVESTIGATION OF TUNÇBILEK COAL MINE 

AREA (TAVŞANLI-KÜTAHYA) 

İ. Noyan GÜNER, Cahit ÖZGÜR, Barbaros ERDURAN, Dr. Nilgün DOĞDU, Levent 

İLDEŞ, Tolga ÖZBİLGE, Osman GÖKMENOĞLU, H. İbrahim ERDOĞAN 

THE USE OF STABLE ISOTOPE TO DERIVE UNIT HYDROGRAPH 


EVALUATION OF HYDROGEOCHEMICAL CHANGES OF GROUNWATERS IN 

SOUTH ULUDAĞ 

Füsun S. TUT HAKLIDIR 

HYDROGEOCHEMICAL AND ISOTOPIC PROPERTIES OF HOT AND 

MINERAL WATERS IN KONYA-CİHANBEYLİ 

İsmail KARA, Mustafa DURDU, M. Fatih ÖZİÇLİ 

PALEOWATERS IN THE DEEP AQUIFER SYSTEM OF KAZAN SODA-ASH 

(TRONA) ORE FIELD AND LINKS TO PALEOCLIMATE 

Şebnem ARSLAN, Hasan YAZICIGİL, Martin STUTE, Peter SCHLOSSER, 

EVALUATION OF THE ORIGIN OF THE GEOTHERMAL WATERS AROUND 

BEYPAZARI GRANITOIDS (AYAŞ-BEYPAZARI) BY HYDROCHEMISTRY AND 

ENVIRONMENTAL ISOTOPES 

Oktay ÇELMEN, Mehmet ÇELİK 

HYDROGEOCHEMICAL INVESTIGATION OF FRESH WATERS IN KONYA 

Güler GÖÇMEZ , Bayram Kahveci , Nuri Güven 

EVALUATION OF ORIGIN OF THE NEVŞEHİR (KOZAKLI) THERMAL AND 

MINERALIZED WATERS WITH ISOTOPES 

Suzan PASVANOĞLU, Fatma GÜLTEKİN 

RADIATION PROTECTION FOR ISOTOPE TECHNIQUE APPLICATIONS IN 

HYDROLOGY 


iv 

1 

13 

25 

37 

55 

67 

77 

95 

108 

121 

133 

151

GROUNDWATER DISCHARGE AND ISOTOPE HYDROLOGY OF ZAMANTI 

DERIVATION TUNNEL 

Nurettin Pelen , Uğur Akdeniz, A. Uğur Süral, Nihal Başaran, Selami Türkileri 

WHAT IS THE GROUNDWATER AGE AND HOW IS IT DETERMINED? 

N. Nur ÖZYURT, C. Serdar BAYARI 

RADIOCARBON AGE-DATING OF GROUNDWATER 

C. Serdar BAYARI, N. Nur ÖZYURT 

GROUNDWATER INVESTIGATION AND MANAGEMENT PROJECT STUDIES 

IN EDREMİT BASIN 

Zeynep AKTUNA, Tolga YALÇIN, Alime T. DİLAVER ,M. T. SAFA 4 , Cengiz 

SAĞNAK 5 

INVESTIGATION OF THE PRECIPITATION-DISCHARGE DYNAMICS OF 

KIRKGOZE BASIN (UPPER EUPRATES, ERZURUM-TURKEY) BY USING 

STABLE ISOTOPES 

Emrah PEKKAN, Serdar BAYARI, Aynur ŞENSOY, Arda ŞORMAN, Alparslan 

ARIKAN 

HYDROGEOCHEMISTRY STUDIES OF THE SALİHLİ (MANİSA) 

GEOTHERMAL FIELDS 


EVALUATION OF THE BALIKESİR ILICABOĞAZI (KEPEKLER) SPA 

WATERS WITH (O -18 , H 2 and H 3 ) ISOTOPES 


MEASURING OXYGEN-18 AND DEUTERIUM ISOTOPES IN WATERS BY 

USING ISOTOPE RATIO MASS SPEKTROMETER DUAL INLET SYSTEM 

Hasan DENİZ, Nermin DOĞAN, Alime TEMEL DİLAVER 

ISOTOPIC EVALUATION OF THERMAL AND MINERALIZED WATERS OF 

URGANLI(TURGUTLU) WITH ISOTOPS 

Serkan VURAL, Suzan PASVANOĞLU, Servet YILMAZER, Ali YAKABAĞ 

CHARACTERIZATION OF AQUIFERS OF KAYSERİ BASIN BY MEANS OF 

ISOTOPE TECHNIQUES 

Mustafa DEĞİRMENCİ, Mehmet EKMEKÇİ, Eyüp ATMACA, Ahmet ALTIN 

USE OF ISOTOPE TECHNIQUES IN SEA WATER INTRUSION PROBLEMS 

Mehmet EKMEKÇİ 

5.th WORLD WATER FORUM 


HYDROCHEMICAL AND ISOTOPIC ASSESMENT OF SEA WATER MIXING 

IN GOKOVA (MUGLA) COASTAL KARSTIC SPRINGS 

Mehmet EKMEKÇİ, Levent TEZCAN, Türker KURTTAŞ, Salim YÜZEREROĞLU, 

Şükran AÇIKEL 

v 

155 

165 

177 

191 

205 

215 

229 

241 

255 

271 

285 

291 

295

Özet 

KAZDAĞLARI KUZEY DOĞUSUNDA BULUNAN SOĞUK SU 

KAYNAKLARININ İZOTOPİK ÖZELLİKLERİ 

Doç.Dr.Alper BABA, Araş.Gör.Ozan DENİZ ve Araş.Gör.Deniz ŞANLIYÜKSEL 

Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, 

Jeoloji Mühendisliği Bölümü 17020-ÇANAKKALE 

e-mail: alperbaba@comu.edu.tr 

Çevresel izotoplardan sudaki hidrojen ve oksijen izotopları, hidrolojik döngüde su ile birlikte 

hareket ettiklerinden ve kimyasal süreçlerden çoğunlukla etkilenmediklerinden, ideal birer 

izleyicidirler. Yeraltısuyunun kökeni, yaşı ve beslenme alanının belirlenmesi ile yüzey-yeraltısuyu 

arasındaki ilişkiler gibi birçok hidrojeolojik problemin çözümünde izotoplardan yararlanılmaktadır. 

Bu çalışma kapsamında yeraltısularının çevresel izotop içerikleri ve fiziksel özellikleri birlikte 

değerlendirilerek Kazdağları kuzey doğusunda bulunan soğuk su kaynaklarının birbirleri ile 

ilişkileri araştırılmıştır. Çevresel izotoplarla [trityum (T), oksijen–18 ( 18 O), döteryum (D)] yapılan 

analizler sonucu soğuk su kaynaklarının beslenme kotlarının ve yeraltında kalış sürelerinin farklı 

olduğu ortaya konulmuştur. 

Anahtar sözcükler: Çevresel izotoplar, Kazdağları, su kaynakları, yeraltısuyu 

ISOTOPIC PROPERTIES OF COLD WATER SOURCE IN SOUTH EAST OF 

KAZDAĞLARI 

Abstract 

Environmental isotopes such as hydrogen and oxygen in water is an ideal tracer because its move in 

hydrological circle with water and generally not effected by chemical process. Isotopes uses for 

determination of groundwater source age and recharge area. Also it can be used for determination of 

many hydrogeological problems such as relation between surface and groundwater. In this study, it 

was investigated the relationship among cold water resources in northeast of Kazdaglari using the 

contents of environmental isotopes and physical properties of groundwater resources. 

Environmental isotopes [Tritium (T), Oxygen 18 ( 18 O), and Deuterium (D)] analysis results showed 

that recharge codes of cold water resource and period of staying in underground were different. 

. 

Keywords: Environmental isotopes, Kazdağları, water resource, groundwater 

1. Giriş 

İnceleme alanı Kuzeybatı Anadolu’da yer alan Biga Yarımadası ve Edremit Körfezi ve ovası 

arasında doğal bir sınır konumundaki Kazdağları’nı ve kuzeydoğusundaki alanı kapsar. Bu bölge 

konumu, jeolojisi, morfolojik özellikleri, iklimi, bitki örtüsü ve biyolojik çeşitliliği ile tarih boyunca 

ilgi odağı olmuştur. Tarih öncesi dönemlerden beri yerleşim yeri olarak kullanılması ve dünyaca 

bilinen doğal güzelliğinin yanı sıra yeraltı ve yüzey su kaynaklarının zenginliği ile de ayrı bir 

öneme sahiptir. En güzel tanımını Homeros’un İlyada’sında “Kaynağı bol İDA” olarak bulan 

Kazdağları ülkemizin su zengini olan bir yöresidir (Yüzer, 2001; Baba, 2006), (Şekil 1). 

1

2. Jeoloji 

Kazdağları’nın çekirdeğinde ileri derecede metamorfik şist, gnays ve amfibolit türü kayaçlar ile 

ofiyolit topluluğu kayaçları gözlenir. Metamorfik topluluğu kesen granitik plütonlar kontak 

metamorfizma oluşturmuştur. Düşük dereceli metamorfizmaya uğramış Triyas yaşlı fillat-sleyt türü 

iyi yapraklanmalı, ince taneli kayaçlar ofiyolit topluluğunu bir zarf halinde sararlar (Okay ve diğ., 

1990). İnceleme alanı çevresinde Kazdağı grubunun en üst birimini kumlu mermer, çört yumrulu 

mermer ve dolomitik mermerlerden oluşur. Kazdağı grubu üzerine tektonik bir dokanakla Triyas 

yaşlı metabazit, metatüf, rekristalize kireçtaşlarından oluşan Karakaya formasyonu (Bingöl ve 

diğ.,1973) gelir. 

Volkanik kayaçlar, Karakaya formasyonu birimlerini bazen keserek, bazen de örterek oldukça geniş 

bir alana yayılmıştır. Volkanizmanın dayk ürünleri çoğunlukla andezit, seyrek olarak dasit, yüzey 

ürünleri ise andezitik tüf, aglomera ve daha bazik lav akıntılarından meydana gelmiştir. 

Volkanitlerin üst kesimlerinde ve yamaçlarda gri, kahverengi silisleşmiş volkanik seviyeler 

gözlenmektedir. Silisleşmiş volkanitler genellikle bir şapka gibi volkanik kayaçların üzerinde yer 

almaktadır. Tüf ve aglomeraların kısmen ya da tamamen silişleşmesi ile oluşmuşlardır. Yer yer 

altere olmuş Çan volkanitleri ile iç içe olarak gözlenirler (Ercan ve diğ., 1995). 

Bölgede nispeten dar bir alanda gözlenen Neojen yaşlı Çanakkale formasyonuna ait birimler 

inceleme sahasının kuzeydoğusunda, Çan İlçesi ve çevresinde görülmektedir. Linyitli seviye içeren 

bu formasyonda linyitli seviyenin alt kısmındaki taban konglomerasından itibaren üst aglomeralara 

kadar genellikle ince kum, silt ve killi bir litoloji görülmektedir. Dere yataklarında gözlenen ve tüm 

birimleri uyumsuzlukla örten Kuvaterner yaşlı alüvyon tüm zemin türlerinin gözlendiği kötü 

boylanmış bileşenlerden oluşmuştur. 

Şekil 1. İnceleme alanının konumu 

2

3. Hidrojeoloji 

Yılda ortalama 800–1000 mm yağış düşen, jeolojik birimler açısından çeşitlilik sergileyen ve 

tektonizma etkisi ile kırıklı ve çatlaklı bir yapı kazanmış olan bölge yüzey suları bakımından zengin 

olduğundan, birçok kesiminde yeraltısularının depolanması için uygun akiferler barındırmaktadır. 

Bu alanda gözlenen Kazdağı grubuna ait metamorfik kayaçlar, Karakaya formasyonuna ait birimler, 

volkanik kayaçlar, tortul kayaçlar ve alüvyonun hidrojeolojik özellikleri genel olarak aşağıda 

verilmiştir. 

Kazdağları’nda gözlenen etkili tektonizma sonucunda kıvrımlı ve kırıklı bir yapı kazanmış karstik 

mermerlerde çok sayıda kaynak bulunmaktadır. Bu kaynakların debileri 1 l/sn ile 100 l/sn arasında 

değişir. Erimeli-çatlaklı kayaç kaynakları olarak nitelendirilen bu kaynaklar özellikle inceleme 

alanının güney ve güney doğu kesimlerinde topoğrafyanın yüksek olduğu Kazdağı (1774 m) ve 

çevresinde görülmektedir. 

Karakaya formasyonu kireçtaşları karstik boşluklu olup, düşük debili sular alınabilmektedir. 

Formasyonun diğer birimlerinde ise kaynaklar sızıntılar şeklinde çok küçük debilidir (Q < 0.1 l/sn). 

Genel olarak bloklu karstik kireçtaşları hariç diğer birimler akifer özelliği taşımamaktadır. 

Silisleşmiş volkanitler çatlaklı akifer özelliği taşımaktadır. Bu birimdeki çatlakların eğimleri 70– 

90 arasında değişmektedir. Çatlaklı akifer konumundaki bu birimlerin altında altere olmuş ve 

geçirimsiz olan killer gözlenir. Bu birimler çatlaklı akiferlerin altında geçirimsiz bir bariyer görevi 

yaparlar. Bölgedeki kaynakların çoğu çatlaklı akifer ile kil dokanağının bulunduğu alanda yüzeye 

çıkar. Bu alandaki kaynakların debileri 0.01 ile 10 lt/sn arasında değişmektedir. Ancak Çan 

volkanitleri içerisinde yer alan tüfler ve aglomeralarda fazla su alınamamaktadır. Çan Termik 

Santrali’ne ait Çan volkanitlerinde açılmış 144 m derinliğindeki bir sondajdan 1 l/sn debide su 

alınabilmiştir. Yine bu birim üzerinde Çan–Biga yolu üzerindeki bir mandıranın 104 metrelik 

sondajından 1 lt/sn debide su alınmıştır. DSİ Genel Müdürlüğü tarafından Mallıköy Köyü’nün su 

ihtiyacını karşılamak için açılan 120 metrelik kuyudan 7.75 l/sn’lik su alınabilmiştir. 

Çanakkale formasyonuna ait tortullarda iletkenlik nispeten azdır. İnce taneli tortullardan oluşan 

kesimlerinde bu formasyon akifer özelliği taşımamaktadır. Ancak daha gözenekli olan kumtaşı 

düzeylerinde yer yer düşük debili sular alınabilir. Ancak bu formasyondaki kömür seviyesi geçirgen 

özellikte değildir. Linyitli seviyenin üstündeki üst aglomera seviyesi gevşek bir çimento ile 

bağlandığından dolayı bir miktar yeraltısuyu içermektedir. Kömürün faylı ve çatlaklı seviyeleri de 

yer yer yeraltısuyu içermektedir. 

Alüvyon verimli akifer özelliğini taşımaktadır. Çan Belediyesi’nin ve Çanakkale Seramik 

fabrikalarının da şu anda kullandığı su alüvyon içerisinde açılmış bulunan sondajlardan 

karşılanmaktadır. Bu sondajların derinliği 32–40 metre arasında olup debileri ise 8–40 lt/sn arasında 

değişmektedir. Çan Ovası’nda tarla ve bahçe sulamak amacı ile açılan keson kuyuların derinliği 3– 

12 metre arasında değişmekte olup bu kuyulardan farklı debilerde su alınabilmektedir. Alüvyon 

akifer Kocaçay ve bağlantılı olan dereler tarafından beslenmektedir 

4. İzotop Verilerinin Değerlendirilmesi 

Kazdağları kuzey doğusunda bulunan soğuk su kaynaklarının hidrojeokimyasal özelliklerini 

belirlemek amacıyla arazide fiziksel parametre ölçümleri yapılmış ve inceleme alanındaki su 

kaynaklarının özelliklerini temsil edecek toplam 32 adet numune alınmıştır (Şekil 2). Su 

örneklemesi Nisan ve Temmuz 2007 dönemlerinde yapılmıştır (Tablo 1 ve Tablo 2). Oksijen–18 

3

( 18 O), Döteryum ( 2 H) ve Trityum ( 3 H) izotopları Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü Teknik 

Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi İzotop Laboratuarları’nda yaptırılmıştır. 

Suların yüzey sıcaklığı değerleri Nisan döneminde 9.6 ile 18.9 o C arasında, Temmuz döneminde 

12.6 o C ile 28.5 o C arasında değişim göstermiştir. Sıcaklık değerlerindeki bu farklılık mevsimsel 

değişimden kaynaklanmaktadır (Şekil 3). Suların pH değerleri genellikle asidik ve nötr karakter 

sergilemekte ve mevsimsel olarak büyük farklılıklar gözlenmemektedir (Şekil 4). Keçiağılı 

Köyü’ndeki 13 no’lu kaynak ve Söğütalan yolu üzerindeki 53 no’lu kaynağın elektriksel iletkenlik 

(EC) değerleri diğer soğuk su kaynaklarının oldukça üzerindedir (Şekil 5). 

Beslenme alanları aynı olan ya da aynı tür yağışlardan beslenen akifere ait örnekler oksijen-18döteryum 

grafiği üzerinde birbirine yakın konumda bulunurlar (Ünsal ve diğ., 1996). Nisan–2007 

tarihli su örneklemesinde 13, 43, 50, 53, 55, 59, 69 no’lu örneklerin Dünya Meteorik Su Doğrusu 

ile Eisenlohr (1997)’nin Armutlu Yarımadası civarında yaptığı çalışmada Marmara Bölgesi için 

belirlediği meteorik su doğrusu olan Marmara Meteorik Su Doğrusu arasında yer aldıkları 

gözlenmektedir (Şekil 6). Diğer su örnekleri Dünya Meteorik Su Doğrusu’nun sağ kısmında yer 

almaktadır. Bu durum suların diğer örneklere göre daha çok yöredeki kayaçlar ile temas halinde 

kaldıkları şeklinde açıklanabilir. 

Şekil 2. Su örnekleme lokasyonları 

4

Sıcaklık ( o C) 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

Nis.07 

Tem.07 

8 13 18 19 23 28 34 43 50 53 55 56 57 59 61 66 67 68 69 70 84 

Numune Adı 

Şekil 3. Örnekleme dönemlerindeki sıcaklık değişimleri 

Tablo 1. Su örneklerinin fiziksel parametre [T ( o C), pH, EC (S/cm)] değerleri 

Numunenin Adı 

T ( o C) 

Nis.07 Tem.07 

pH 

Nis.07 Tem.07 

EC (S/cm) 

Nis.07 Tem.07 

8 - 28.5 - 7.12 - 1065 

13 14.9 23.4 4.43 3.97 2300 2780 

18 14.1 24.8 7.79 8.09 649 628 

19 14 19.7 7.09 7.72 876 709 

23 17.4 18.9 7.21 7.26 767 655 

28 - 25.1 - 5.7 - 602 

34 16.2 17 8.05 7.21 690 688 

43 14.5 - 7.09 - 870 - 

50 15.2 19.9 3.32 3.31 834 813 

53 14.8 19 7.13 7.2 1878 1820 

55 12.7 17 5.77 4.29 154.6 116 

56 - 18.5 - 6.07 - 197 

57 - 21.6 - 3.91 - 315 

59 12.7 23 6.96 7.47 614 683 

61 14.1 26.6 7.81 7.95 483 499 

66 14.8 - 6.18 - 560 - 

67 - 23.5 - 6.84 - 520 

68 12.3 - 6.69 - 682 - 

69 18.9 24.2 7.72 7.78 286 296 

70 9.6 - 8.7 - 215.5 - 

84 - 12.6 - 4.1 - 105 

5

EC (S/cm) 

pH 

10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

3000 

2500 

2000 

1500 

1000 

500 

0 

Nis.07 

Tem.07 

8 13 18 19 23 28 34 43 50 53 55 56 57 59 61 66 67 68 69 70 84 

Numune Adı 

Şekil 4. Örnekleme dönemlerindeki pH değişimleri 

Nis.07 

Tem.07 

8 13 18 19 23 28 34 43 50 53 55 56 57 59 61 66 67 68 69 70 84 

Numune Adı 

Şekil 5. Örnekleme dönemlerindeki elektriksel iletkenlik değişimleri 

6

Tablo 2. Su örneklerinin izotop ( 18 O, D, T) analiz sonuçları 

Numunenin Adı 

18 O 

Nis.07 Tem.07 

D 

Nis.07 Tem.07 

T (TU) 

Nis.07 Tem.07 

8 - -7.78 - -49.66 - 2.95 

13 -7.29 -7.43 -49.1 -47.05 5.05 4.8 

18 -7.29 -7.45 -51.67 -47.66 6.1 6.1 

19 -7.84 -7.91 -55.37 -49.07 5.65 5.2 

23 -7.24 -7.83 -52.44 -49.5 5.4 5.75 

28 - -8.31 - -50.88 - 2.9 

34 -7.16 -7.3 -51.75 -46.08 5.65 6.65 

43 -8.69 - -54.46 - 5.85 - 

50 -7.36 -7.46 -49.34 -47.3 3 3.05 

53 -8.54 -8.71 -56.67 -54.81 0.45 0.5 

55 -9.03 -9.27 -58.88 -59.77 3.3 4.75 

56 - -9.16 - -56 - 4 

57 - -8.67 - -53.13 - 6.7 

59 -8.26 -8.47 -54.04 -53.25 5.85 4.1 

61 -7.63 -7.69 -54.63 -51.21 5.8 5.2 

66 -6.9 - -48.04 - 4.65 - 

67 - -6.43 - -43.88 - 3.35 

68 -6.1 -42 4.6 

69 -7.34 -7.63 -45.63 -47.04 2.3 1.55 

70 -7.57 - -55.52 - 6.3 - 

84 - -9.05 - -58.34 - 2.5 

Şekil 6. Nisan–2007 dönemi örnekleme sonuçlarınca oluşturulan 18 O- 2 H grafiği 

7

Trityum ( 3 H) hidrojen elementinin kısa-ömürlü radyoaktif izotopudur. Yarı ömrü 12,32 yıl olan ve 

beta bozunması veren trityum, atmosferin üst tabakalarındaki azot atomlarıyla kozmik nötronların 

etkileşmesinden doğal olarak oluştuğu gibi, termonükleer denemeler sonucunda da oluşmaktadır. 

Radyoaktif olan trityum sürekli bozunmaya uğraması nedeniyle belirli bir bölgede yeraltısuyunu 

besleyen yağışın trityum içeriğinin bilinmesi durumunda, yeraltısuyunun ağırlıklı ortalama yaşının 

belirlenmesi ve/veya farklı yeraltısularının karışımına ilişkin öngörülerde bulunulması mümkün 

olmaktadır (Tezcan, 1992). Nisan 2007 trityum izotopu analiz sonuçlarına göre 50, 53, 55 ve 69 

no’lu örnekler diğer sulara oranla daha yaşlı ve daha derin dolaşımlıdır (Şekil 7). 

Oksijen–18 ( 18 O)-trityum ilişkisi, suların beslenme kotları ile akifer içersindeki kalış süreleri 

arasındaki ilişkiyi yansıtmaktadır. 50, 53, 55 ve 69 no’lu örnekler diğer su örneklerine göre akifer 

ile daha uzun süre temas eden, yaşlı sulardır (Şekil 8). Yaşlı sular beslenmenin zayıf, genç sular ise 

güçlü olduğunun göstergesidir (Aksoy ve Filiz, 2001). 

Hidrolojik şartlara bağlı olarak meteorik kökenli yeraltısuyu girdisi buharlaşmadan daha baskın 

olduğundan Temmuz 2007 döneminde sular (61 ve 67 no’lu örnekler hariç) Dünya Meteorik Su 

Doğrusu ile Marmara Meteorik Su Doğrusu arasında yer almaktadırlar (Şekil 9). Şekil 10 ve Şekil 

11’e göre 8, 28, 50, 53, 69, 84 no’lu örnekler diğer su örneklerine göre daha yaşlı ve daha derin 

dolaşıma sahiptir. 55 no’lu örneğin dönemsel olarak trityum değerlerinde artış gözlenmiştir. 

İzotop hidrolojisi konusunda geçmişte yürütülen çalışmalar sonucunda oksijen–18 içeriğinin, 

coğrafi konum, enlem vb. parametrelerin yanı sıra, esas olarak yükselti ile ters orantılı biçimde 

azaldığı gösterilmiştir (Payne ve Dinçer, 1965). Her 100 m kot artışına karşılık 18 O içeriğindeki 

azalma ‰ 0.15 ile ‰ 0.50 arasındadır (Yurtsever ve Gat, 1981; Clark ve Fritz, 1997). Kot 

yükseldikçe sıcaklığın ve buna bağlı olarak buharlaşmanın azalması, bu negatifleşme oranını 

arttırmaktadır. Şekil 12’de yükseklik ile 18 O değerleri arasında ters orantı gözlenmektedir. Azalan 

δ 18 O’nin değerleri, yüksek kotlardan beslenmeyi ifade etmektedir. 

T (TU) 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 

D 

Şekil 7. Nisan 2007 dönemine ait D-T (TU) grafiği 

8 

13 

18 

19 

23 

34 

43 

50 

53 

55 

59 

61 

66 

68 

69 

70

T (TU) 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

-10 -8 -6 -4 -2 0 

18 O 

Şekil 8. Nisan 2007 dönemine ait 18 O-T (TU) grafiği 

Şekil 9. Temmuz 2007 dönemi örneklerine ait 18 O- 2 H grafiği 

9 

13 

18 

19 

23 

34 

43 

50 

53 

55 

59 

61 

66 

68 

69 

70

T (TU) 

T (TU) 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 

D 

Şekil 10. Temmuz 2007 dönemi örneklerine ait D-T (TU) grafiği 

0 

-10 -8 -6 -4 -2 0 

18 O 

Şekil 11. Temmuz 2007 dönemi örneklerine ait 18 O-T (TU) grafiği 

10 

8 

13 

18 

19 

23 

28 

34 

50 

53 

55 

56 

57 

59 

61 

67 

69 

84 

8 

13 

18 

19 

23 

28 

34 

50 

53 

55 

56 

57 

59 

61 

67 

69 

84

5- Sonuçlar 

18 O 

0 

-1 

-2 

-3 

-4 

-5 

-6 

-7 

-8 

-9 

11 

y = -0.0025x - 7.0995 

-10 

0 100 200 300 400 500 600 700 

Yükseklik (m) 

Şekil 12. Ortalama 18 O ile yükseklik (m) arasındaki ilişki 

Suların sıcaklık değerleri mevsimsel olarak farklılık gösterirken, pH ve elektriksel iletkenlik 

değerlerinde büyük farklılık gözlenmemiştir. İnceleme alanındaki tüm soğuk su kaynakları meteorik 

kökenli yağışlarla beslenir. δ 18 O değerinde gözlenen sapmanın nedeni ise su kayaç etkileşimidir. 

İzotop analizleri ile bölgede bulunan sular bölgesel yeraltısuyu sistemi de göz önüne alınarak sığ ve 

derin dolaşım olarak ayırtlanmıştır. Sığ dolaşıma giren sular güncel sulardır. Buna göre 8, 28, 50, 

53, 55, 69, 84 no’lu lokasyonlardaki sular derin dolaşıma giren sularıdır. Söğütalan yolu üzerindeki 

53 no’lu kaynağı yüksek elektriksel iletkenlik (1820–1878 S/cm) değerleri ve düşük trityum 

(0.45–0.5 TU) değerleri ile diğer soğuk su kaynaklarına göre daha yaşlı ve daha derin dolaşımlıdır. 

Yükseklik arttıkça sıcaklığın ve buna bağlı olarak buharlaşmanın azalması nedeniyle sularda 

genellikle yükseklik ile 18 O değerleri arasında ters orantı gözlenmektedir. 

Teşekkür 

Bu calışma TÜBİTAK 106Y041 nolu proje kapsamında gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, katkılarından 

dolayı TÜBA `ya da tessekkür ederiz. 

Kaynaklar 

Aksoy, N. ve Filiz, Ş., 2001. Balçova-Narlıdere Jeotermal Sahasının Çevresel İzotoplarla 

İncelenmesi. 1. Çevre ve Jeoloji Sempozyumu. Yeraltısuları ve Çevre Sempozyumu, Bildiriler, say. 

289–295, İzmir. 

Baba, A., 2006. Kazdağları Soğuk ve Sıcak Su Kaynaklarının Hidrojeokimyasal Özellikleri. 

Kazdağları 2. Ulusal Sempozyumu, say.48-50. Çanakkale. 

Bingöl, E., Akyürek, B. ve Korkmazer, B., 1973. Biga Yarımadası’nın Jeolojisi ve Karakaya 

Formasyonunun Bazı Özellikleri. Cumhuriyetin 50. Yılı Yerbilimleri Kongresi, Tebliğler, MTA, 

say. 70–76, Ankara.

Clark, I.D. and Fritz, P., 1997. Environmental Isotopes in Hydrogeology. Lewis Publishers, New 

York, 328p. 

Eisenlohr, T., 1997. The Thermal Springs of The Armutlu Peninsula (NW Turkey) and Their 

Relationship to Geology and Tectonics in Active tectonics of Northwestern Anatolia. The Marmara 

Poly Project. Schindler C. and Pfister, M (eds.), vdf Hochschulverlag-AG an der ETH Zürich. p. 

197–228. 

Ercan, T., Satır, M., Steinitz, G., Dora, A., Sarıfakioğlu, E., Adis, C., Valter, H.J. ve Yıldırım, T., 

1995. Biga Yarımadası ile Gökçeada, Bozcaada ve Tavşan adalarındaki (KB Anadolu) Tersiyer 

volkanizmasının özellikleri, MTA Dergisi, 117, 55-86. 

Okay, A.İ., Siyako, M. ve Bürkan, K.A., 1990. Biga Yarımadası’nın Jeolojisi ve Tektonik Evrimi. 

TPJD bülteni. Cilt:2/1, 83–121. 

Payne, B. and Dinçer, T., 1965. Isotope Survey of Karst Region of Southern Turkey, Proc. of Sixth 

Int. Conference of Radiocarbon and Tritium Dating, IAEA, Publ. 

Tezcan, L., 1992, Karst Akifer Sistemlerinin Trityum İzotopu Yardımıyla Matematiksel 

Modellemesi, Doktora tezi, H.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Beytepe, Ankara, 121 s. 

Ünsal, N., Çelik, M. ve Afşin, M., 1996. Seyfe Kaynağı (Kırşehir) Dolayındaki Yeraltısularının 

Kimyasal ve İzotopik Özellikleriyle Kökeninin Araştırılması. 30. Yıl Sempozyumu Bildirileri, say. 

491–503, KTÜ-Trabzon. 

Yurtsever, Y. and Gat, J.R., 1981. Stable Isotope Hydrology. Technical Report Series No:210, 

IAEA, Vienna. 

Yüzer, E., 2001. Kazdağları ve Su Kaynakları, Kazdağları 1.Ulusal Sempozyumu, say. 69-83., 

Edremit. 

12

ÖZET 

TARIMSAL HİDROLOJİ UYGULAMALARINDA NÜKLEER 

TEKNİKLERİN KULLANIMI 


E.Ü. Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü, 35100 Bornova, İzmir 

suer.anac@ege.edu.tr; emrah.ozcakal@ege.edu.tr; senem.kukul@ege.edu.tr 

Artan nüfus ve sanayi karşısında giderek kısıtlı hale gelen su kaynaklarının tarımda akılcı biçimde 

kullanılması ve üretimde artış sağlanması amacıyla, uygulanan su miktarına karşılık alınan verimi 

(su kullanım randımanını) artırmaya yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Kısıtlı su kaynakları ile 

gerçekleştirilen sulama uygulamalarından yüksek sulama randımanlarının sağlanması, toprak nem 

değişimi-su kullanım ölçümlerinin sağlam temellere dayalı bir yöntemle yapılmasına bağlıdır. 

Tarımsal hidroloji çalışmalarında en çok kullanılan tekniklerden biri olan nötronmetre ile toprak 

nemi çok duyarlı ve istenen sıklıkta ölçülebilmektedir. Nötronmetre ile belirli bir toprak derinliği 

içinde tutulan su miktarı ölçülebilir; farklı zamanlarda nem ölçümleri yapılarak toprak nem değişimi 

izlenebilir. Böylece zamana bağlı olarak toprakta tutulan su miktarında yağış veya sulama nedeniyle 

meydana gelen artış, bitki su tüketimi (evapotranspirasyon) veya drenaj nedeniyle azalma miktarları 

saptanabilir. 

Nükleer teknikler hidroloji çalışmalarında sürdürülebilir bir çevre ve gıda güvenliği sağlamak 

amacıyla toprak-su-bitki besin maddeleri yönetimi için uygun çözümler yaratmakta önemli rol 

oynamaktadır. Bu çalışmada, toprak-su-bitki ilişkilerinin belirlenmesinde kullanılan nükleer 

tekniklerden nötron ve nötron/gama metrelerin kullanım ilkeleri ve bazı uygulama örnekleri 

sunulmuştur. 

ABSTRACT 

APPLICATION OF NUCLEAR TECHNIQUES IN HYDROLOGIC STUDIES 

The increasing global demand for limited water resources calls for urgent measures to increase 

water use efficiency in agriculture. In the application of irrigation water to agricultural crops, 

determination of soil water content and movement by reliable and proper techniques is a 

prerequisite for high water use efficiencies. 

The determination of soil hydrodynamic characteristics, i.e. infiltration, drainage, hydraulic 

conductivity in saturated and unsaturated soils, is one of the prime objectives of the studies in 

agricultural hydrology. Nuclear techniques are also very important in water management for 

sustainable environment and food security in the world. 

Neutron gauges are particularly suitable for measurement of soil water under different conditions 

since they can measure moisture changes repeatedly and precisely. 

In this paper, the basic principles of neutron gauges and some examples of application on soilwater-crop 

management studies are presented. 

13

1. GİRİŞ 

Tarımsal hidroloji, bitkisel üretim yapılan alanlarda su kaynaklarının etkin yönetimini, ve çevre ve 

gıda güvenliğini sağlamak amacıyla hidrolojik süreçleri inceleyen bir bilim dalıdır. Radyoaktif ve 

kararlı izotopların kullanıldığı nükleer teknikler tarımsal hidroloji uygulamalarında verimliliğin 

arttırılması, çevresel kirleticilerin tanınması, izlenmesi ve zararlarından korunma, ve kaynak 

geliştirme çalışmalarında kullanılmaktadır. Tarımsal verimlilik için uygun bitki besin maddelerinin 

ve bitki koruma önlemlerinin uygulanması yanında toprakta optimum düzeyde bir su dengesinin 

sağlanması gerekir. Yeterli miktarlarda bitki besin maddesi bulunduran topraklarda bitkilerin 

gelişmesi ve verim artışında en önemli etmen sudur. Toprakta suyun fazlalığı bitki gelişimi için 

zararlı olmakta, yetersizliği ise verimde önemli azalmalara neden olmaktadır. Bu nedenle topraktaki 

su miktarı ölçülerek izlenmelidir. Sulu tarımda toprağa verilecek su miktarı ile sulama zamanının 

belirlenmesine dayanan uygun sulama programlarının uygulanması ve kuru tarımda ise toprakta 

bulunan sudan en iyi şekilde yararlanılabilmesi, toprak suyunun sürekli olarak kontrol edilmesi ve 

su miktarının doğru olarak belirlenmesi ile mümkündür. 

Nükleer teknikler toprak nemi ( 18 O, 2 H, nötronmetre ile) ölçümü yanında tarımsal hidroloji ile 

ilişkili diğer birçok alanda da kullanılmaktadır. Bu çalışmalar; gübre kullanım etkinliğinin 

belirlenmesi ( 15 N, 32 P izotopları ile), biyolojik nitrojen fiksasyonu, bitki kalıntıları, fosfat kayaçları 

gibi farklı kaynaklardan besin sağlanması, tarımsal kirleticilerin su kaynaklarına karışma yolları, 

süreçlerinin belirlenmesi ve gerekli önlemlerin alınması ( 18 O, 2 H, 15 N izotopları ile), pestisit 

kalıntılarının analizi ( 14 C izotopu ile), toprak erozyonunun belirlenmesi ( 137 Cs, 210 Pb, 7 Be izotopları 

ile), tuz ve kuraklığa dayanıklı bitkilerin seçilmesi ( 13 C izotopu ile), bitki kalıntılarının toprak 

stabilizasyonuna katılım etkisi ve verimliliğin arttırılması ( 13 C ve 15 N izotopları ile), iklim ve yağış 

farklılık ve değişimlerinin belirlenmesi ( 18 O ve 36 Cl) ile ilgili çalışmalar olarak sıralanabilir (IAEA, 

1976; Nguyen, 2006). 

Tarımsal hidroloji çalışmaları kapsamında toprak-su-bitki ilişkilerinin belirlenmesinde yaygın 

olarak kullanılan nükleer teknikler, nötron ve nötron/gama metrelerdir. Başlıca kullanım alanları 

toprak su içeriğinin ölçülmesi, toprak-su karakteristik eğrilerinin çıkarılması, toprak hidrolik 

iletkenliğin belirlenmesi, toprak su bütçesinin belirlenmesi, toprak su içeriğindeki mekansal 

değişimlerin izlenmesi, toprak derinliği boyunca bitki köklerinin su alma durumunun incelenmesi, 

sulama programlarının uygulanması ve kontrol edilmesi olarak sıralanabilir. 

2. NÖTRON VE NÖTRON/GAMA METRENİN GENEL ÖZELLİKLERİ 

Nötronmetre genel olarak hızlı nötron yayan radyoaktif kaynak, yavaş nötron detektörü ve 

yavaşlamış nötronları sayan elektronik bir sayaçtan oluşmaktadır. Nötron kaynağı ve detektör tek 

parça halindeki sonda içinde yeralmakta; toprak içerisinde ölçüm yapılacak derinliklere bir giriş 

tüpü aracılığıyla iletilmektedir (Şekil 1). Nötron kaynağı olarak, alfa partikülleri yayıcı (örneğin 

amerisyum ve radyum) ve ince berilyum tozları karışımı kullanılmaktadır. Alfa partikülleri 

berilyumun atom çekirdekleri ile çarpıştığında yüksek enerjili hızlı nötronlar meydana gelir. 

Ölçümler sırasında sonda, giriş tüpünde belirlenen derinliğe indirilir ve hızlı nötronlar toprak içinde 

nötron kaynağı tarafından saçılırlar. Nötronlar, toprak suyundaki hidrojen atomları ile etkileşime 

girer ve enerjilerini kaybederek yavaşlarlar. Yavaş nötron detektörü aracılığıyla belirlenen yavaş 

nötron çarpmaları önce sonda içinde yükseltilir. Yükseltilmiş çarpmalar, elektronik sayıcı sisteme 

gönderilir. Bir yavaş nötronun detektöre ulaşmasından gelen çarpma ile her bir sayım birbirine 

eşittir ve mikro işlemciler ham sayım verilerini bir dakikadaki sayıma (cpm) veya bir saniyedeki 

sayıma (cps) çevirirler. Sonda, giriş tüpü içerisine indirildiğinde, yavaş nötronların yaklaşık 30 cm 

çaplı sabit küresel bir “bulutu” kaynak etrafında hızlıca gelişir. Bu yavaş nötron bulutu, “etki 

küresi” olarak adlandırılır. Teorik çalışmalar, etki küresi çapının toprak su içeriğinin bir fonksiyonu 

olduğunu göstermektedir. Saf su içerisinde etki küresinin çapı yaklaşık olarak 5-8 cm’dir. Çok kuru 

topraklarda, bu değer 20 cm veya daha fazla olabilir. Bu nedenle, toprak nemi ölçümlerinde 

14

sondanın yüzeyden itibaren yerleştirileceği ilk toprak derinliği, nötronların atmosfere kaçmalarını 

önleyecek derinlikte olmalıdır. 

Şekil 1. Çalışma durumunda nötronmetrenin görünüşü 

Giriş tüpü materyali olarak alüminyum, nötronlar için geçirgen ve aşınmaya karşı dirençli 

olduğundan çoğunlukla tercih edilmektedir. Çelik, demir, prinç, polietilen ve diğer plastikler gibi 

materyallerin nötron etkileşimleri farklıdır. Çelik ve pirinç, demir ve bakır nötronların 

absorbsiyonuna neden olduklarından, sonda hassasiyetini etkilemektedir. Polietilen ve diğer plastik 

materyalden üretilen giriş tüpleri kullanıldığında, plastikteki hidrojen yüzünden sayım oranı artış 

gösterir. 

Toprak profili içinde istenilen derinlikte nem ölçümü için kullanılan nötronmetreden başka, 

nötron/gama metreler toprak hacim ağırlığı ve su içeriğinin eş zamanlı ölçümüne olanak sağlarlar. 

Nöron/gama metreler, yavaş nötron detektörlü ( 3 He odası) hızlı bir nötron kaynağına (genellikle 

241 Am + 9 Be) ve Geiger-Mueller tipi detektörlü bir gama ışın kaynağına (genellikle 137 Cs) sahiptir. 

Derin ve yüzey sondaları bulunmaktadır. Yüzey sondada, nötron ve gama ışını kaynağı ile detektör 

nötron/gama metre koruma kalkanı içinde sabittir. Derin sondalar, giriş tüpleri aracılığıyla toprak alt 

katmanlarında ölçüm sağlarken, yüzey sondalar yüzey katmanının (0-15 cm) ortalama su içeriğini 

ve sonda modeline bağlı olarak 2,5-30 cm kalınlıktaki değişik katmanların hacim ağırlığını ölçmek 

için kullanılmaktadır. Hacim ağırlığı ölçümleri ile ilgili olarak, yüzey sondaları gama ışınlarının 

geri saçılması ve zayıflaması ilkesine dayanırken, derin sondalar sadece gama ışınımının geri 

saçılmasına dayanırlar (IAEA, 1983; IAEA, 2002). 

Nötron/gama metre yüzey sondalarında gama ışını kaynağı Şekil 2a ve 2b’deki gibi iki çalışma 

pozisyonunda kullanılmaktadır. Şekil 2a’da toprak yüzey katmanında sadece nötron ve gama ışını 

geri saçılması ile nem ve hacim ağırlık ölçümü; Şekil 2b’de toprak yüzey katmanı için (0-15 cm) 

nem ölçümü ve 0-30 cm toprak katmanında belirli bir derinlikte gama ışını geri saçılma ve 

zayıflama ile hacim ağırlık ölçümü görülmektedir. 

15

2a 2b 

Şekil 2a. Toprak yüzey katmanında nem ve hacim ağırlık ölçümü 

Şekil 2b. Toprak yüzey katmanı için nem ve belirli bir derinlik için hacim ağırlık ölçümü. 

3. NÖTRON VE NÖTRON/GAMA METRELERİN KULLANIM ALANLARI 

3.1. Toprak Su İçeriğinin ve Hacim Ağırlığının Ölçülmesi 

Nötronmetreler ile topraktaki su miktarının güvenilir bir şekilde belirlenmesi, her şeyden önce, söz 

konusu toprak için nötronmetrenin kalibre edilmesine bağlıdır. Kalibrasyon yöntemlerinden 

özellikle tarla kalibrasyon yöntemi (yerinde kalibrasyon) kullanılmaktadır. Yerinde kalibrasyonda, 

tarlada seçilen bir noktaya giriş tüpü çakılarak belirlenen derinliklerden hem nötronmetre sayım 

değeri okunur hem de nötronmetrenin etki küresi içinden toprak örnekleri alınarak gravimetrik 

yöntemle nem içeriği belirlenir (Ul, 1994). 

Nötronmetre kalibrasyonu, nötronmetre sayımı (cpm) ile toprak su içeriği (θ) arasındaki ilişkinin 

belirlenmesidir (Şekil 3). Ölçüm noktalarında mümkün olan en iyi veri seti elde edilerek (cpm, θ), 

kalibrasyon eğrileri oluşturulur. Sondayı etkileyen sıcaklık ve diğer faktörlerden meydana gelen 

elektronik sürüklenme etkisinden kaçınmak için, doğrudan toprakta ölçülen sayım değeri (cpm) 

yerine sayım oranı (CR) kullanılır; 

topraktaki sayım değeri 

CR (1) 

standart sayım değeri 

Standart sayım değeri, hava-nötronmetre koruma kalkanı- içinde ya da su gibi standart materyalde 

ölçülen sayım değeridir, (cpm). 

Toprak nemi ile sayım oranı (CR) genellikle doğrusal ilişkilidir; 

θ = a+b(CR) (2) 

θ, toprak nem içeriği (cm 3 .cm -3 ); a, CR sıfıra eşit iken θ değeri; b, kalibrasyon doğrusunun eğimidir. 

Eşitlikte a ve b sabiteleri doğrusal regresyon analizi ile saptanmaktadır (IAEA, 1976; IAEA, 2002). 

Nötron/gama metreler ile toprak su içeriği ölçümü ve kalibrasyonu nötronmetre ile aynıdır. Ancak, 

yüzey sonda ile nötron kaynağı ve detektör cihaz üzerinde sabit olduğundan alt toprak 

katmanlarında ölçüm yapılamaz. Hacim ağırlık ölçümü için kalibrasyonun karmaşıklığı nedeniyle, 

çoğu nötron/gama metreler, işlemcilerinde depolanmış fabrika ayarlarına sahiptir. Kalibrasyon 

farklı yoğunluklardaki özel materyallerin standartlaştırılmış bloklarının kullanımını gerektirir ve 

matematiksel model parametrelerinin elde edilmesi zordur. Fabrika kalibrasyonları uzman kişiler 

tarafından değiştirilebilir veya kullanıcı tarafından tekrar hesaplanabilir. Böyle bir kalibrasyon için, 

16

en az üç farklı (düşük, orta, yüksek) yoğunluktaki ve iki farklı (düşük ve yüksek) eşdeğer su 

içeriğine sahip bloklara gereksinim duyulmaktadır. 

CR (Hacim %) 

1,51 30,73 

1,51 32,87 

1,47 28,49 

1,37 28,03 

1,29 24,84 

1,26 23,63 

1,22 23,01 

1,19 21,22 

1,11 17,78 

1,08 17,57 

0,95 17,38 

Şekil 3. 30-60 cm toprak derinliği için nötronmetre kalibrasyon eğrisi (Can, 2007). 

Şekil 4. Hacim ağırlığı ölçümlerinden elde edilen kalibrasyon eğrileri (IAEA, 2002). 

Şekil 2a’daki gibi gama kaynağının yüzeyde olduğu durumda, ortamın hacim ağırlığı (d’b) ve geri 

saçılan ışınların sayım oranı (CR) arasındaki ilişki aşağıdaki modele göre oluşur. 

A 

db Bln 

 

(3) 

CR C 

A, B ve C, yoğunluğu bilinen materyaller kullanılarak deneysel olarak belirlenen parametrelerdir. 

Sayım oranı toprakta geri dönen ışınların sayım değerinin, standart yoğunluk sayım değerine 

oranıdır. Toprak ortamı nemli ise geri saçılan gama ışınlarının bir kısmı sudan kaynaklanmaktadır. 

Kuru toprak hacim ağırlığı db (g.cm -3 ), nemli toprak hacim ağırlığı ve toprak nem içeriğinden 

saptanır; db = db - w. Burada, suyun özgül ağırlığı w = 1 g.cm -3 alınarak kuru toprak için hacim 

ağırlık db = db - olarak belirlenir. 

Hacim ağırlık Şekil 2b’deki gibi ölçüldüğünde ise detektör hem belli bir toprak kalınlığını geçerek 

zayıflayan hem de geri saçılan gama ışınları saymaktadır. Bu nedenle, toprak hacim ağırlığı Beer- 

Lambert zayıflama yasasına göre saptanmaktadır. 

I 0 

w s b 

I exp[ ( 

d ) X] 

(4) 

17

I, X kalınlığındaki toprak örneğinden geçerek birim zamanda detektöre ulaşan ışınların sayısı; I0, 

kaynak ve detektör arasındaki aynı X mesafesi için toprağın bulunmadığı koşulda birim zamanda 

detektöre ulaşan ışınların sayısı; w ve s, sırasıyla su ve toprak ortamında gama ışınları zayıflama 

katsayısı; db, toprak hacim ağırlığı; , toprak nem içeriğidir (cm 3 .cm -3 ) (Şekil 4). 

3.2. Toprak-Su Karakteristik Eğrilerinin Çıkarılması 

Toprak-su karakteristik eğrileri, aynı zaman ve derinlikte nötronmetre ile belirlenen toprak su 

içeriği ve tansiyometre ile okunan matrik potansiyel (toprak su potansiyeli) değerlerinin 

kombinasyonu ile oluşturulurlar (Şekil 5). Tansiyometreler, giriş tüplerine yakın ancak sondanın 

etki küresinin biraz dışarısında kurulmalıdır. Eğer giriş tüpüne çok yakın kurulursa, tansiyometre 

kabı içerisindeki su, sondanın işlevini önemli oranda engeller. Bunun için 20-30 cm’lik bir mesafe 

yeterlidir (IAEA, 2002). 

Şekil 5. Nötronmetreler ve tansiyometreler ile elde edilen ortalama bir toprak-su karakteristik eğrisi 

(IAEA, 2002). 

3.3. Toprak Hidrolik İletkenliğinin Belirlenmesi 

Toprak hidrolik iletkenliği (K), toprağın suyu iletme yeteneğini gösteren bir parametredir. K, 

toprağın su içeriğine (θ) bağlı olduğundan, her toprak için ayrı K(θ) fonksiyonu tanımlanır. K(θ) 

fonksiyonunu deneysel olarak belirlemek için, nötronmetre giriş tüpleri ve tansiyometreler, tarla 

deneme parselinde (9m 2 - 100m 2

IAEA (2002)’ye göre, K(θ)’nın hesaplanması için, Richards ve ark. (1956), Libardi ve ark. (1980) 

ve Sisson ve ark. (1980) tarafından belirtilen yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır. 

Richards ve ark. (1956) tarafından ileri sürülen drenaj-akış yöntemi daha da geliştirilmiştir ve 

günümüzde anlık-profil yöntemi olarak tanınmaktadır. Yöntem, drenajı iyi topraklarda hidrolik 

iletkenliğin belirlenmesi için kullanılmaktadır. Bu yöntem, Darcy yasasına göre 

evapotranspirasyonun olmadığı koşullarda 0 = z = L için bir toprak profilinde depolanan sudaki 

azalma oranı, L (0-30, 0-60, 0-90, 0-120 cm) toprak derinliğindeki toprak suyunun akışına (qL) 

eşittir varsayımına dayanmaktadır. 

 

 

(6) 

( L) 

 

T 

q L K 

 

z 

L 

Toprakta depolanan su içeriğindeki değişim; 

S( 

L, 

t) 

L 

L ( 

z, 

t) 

( 

z, 

t) 

dz dz 

t 

t 

0 

(7) 

0 t 

Eşitlik (6) ve (7)’dan yararlanarak Richards yöntemi varsayımına göre hidrolik iletkenlik eşitliği; 

K 

( L) 

 

 

 

0 

L 

( 

z, 

t) 

S( 

L, 

t) 

dz 

t 

 

t 

T 

T 

z 

z 

Eşitlikte, Kθ(L), hidrolik iletkenlik (mm.gün -1 ); S(L,t)/t, toprakta depolanan su miktarındaki 

değişim (mm.gün -1 ); T/z, hidrolik eğim (cm.cm -1 )’dir. 

Libardi ve ark. (1980) yöntemi, ek olarak toplam su potansiyeli eğiminin, ‘bir’ değerinden farklı 

olmayacağı hipotezine dayanır: ψT/ z 

1 

. Bu nedenle, tansiyometre verilerine gereksinim 

olmayacağından eşitlik (8) ile verilen hidrolik iletkenlik eşitliği basit hale gelir. Basitleştirilmiş 

eşitlik (8) ve eşitlik (5) birleştirildiğinde; 

1 1 γK 0 

θ 

θ 0 lnt 

 

(9) 

γ γ L 

Eşitlik (5)’deki K0 ve γ parametreleri, L toprak derinliği için oluşturulan lnt’ye karşılık (θ-θ0) 

değerleri grafiklerinden hesaplanan doğrusal regresyon eşitliklerinden belirlenir. Regresyon eşitliği 

parametrelerinin eşitlik (9)’da karşılıkları, b= γ -1 ve a= γ -1 .ln(γ K0L -1 )’ dir. 

Sisson ve ark. (1980) yönteminde de, toplam toprak su potansiyeli eğiminin 1’den farklı olmayacağı 

varsayımı nedeniyle, tansiyometre verileri gereksizdir. Eşitlik (5)’deki K0 ve γ değerleri, herhangi 

bir L toprak derinliği için (θ-θ0)’a karşı ln(zt -1 ) grafiğinden elde edilir. Buna göre, 

1 

ln(zt ) ln(γn 0) 

γ(θ θ0 

) 

Yapılan çalışmalarda, hidrolik eğim değeri için benzer hipotezi kullanan Libardi ve ark. (1980) ve 

Sisson ve ark. (1980) yöntemleri ile benzer K0 ve γ tahminleri yapılırken, hidrolik eğimi toprak su 

potansiyeli ölçümlerinden hesaplayan Richards yöntemiyle farklı tahminler elde edildiği 

belirtilmektedir (IAEA, 1983; IAEA, 2002). 

19 

(8) 

(10)

3.4. Su Bütçesi Çalışmaları 

Su bütçesi, belirli bir toprak katmanı için ∆t zaman aralığı boyunca bir agro-ekosistemde kazanılan 

veya kaybedilen suyun hesaplanmasıdır. Zaman aralığı [∆t: (tson-tilk)] ve toprak katmanının 

kalınlığı-derinliği, L, (z toprak derinliğinde ölçüm yapılır) araştırmanın hedeflerine bağlıdır. ∆t için 

günlük, haftalık, aylık, yıllık v.b. değerler kullanılmaktadır. L’nin değeri, bitki köklerinin 

bulunduğu, genellikle kök sisteminin % 95-100’ünü içeren derinlik ile sınırlıdır. Belirlenen bir 

bölge için, su bütçesi aşağıdaki eşitlikle verilmekte ve Şekil 6’da olduğu gibi gösterilmektedir. 

P + I – ET – RO – QL = ∆SL (11) 

P, ∆t zamanı boyunca düşen yağış; I, ∆t zamanı boyunca yapılan sulama; ET, ∆t zamanı boyunca 

gerçekleşen evapotranspirasyon; RO, ∆t zamanı boyunca akışa geçen su; QL, ∆t zamanı boyunca L 

derinliğindeki topraktan drene olan su; ∆SL, ∆t zamanı boyunca (0, L) toprak katmanında depolanan 

su miktarında meydana gelen değişimdir. Değerlerin tümünde su miktarı derinlik (mm) cinsinden 

tanımlanmaktadır. ∆SL>0, dengenin pozitif olduğunu ve toprak profilinde (0, L) depolanan suyun 

arttığını; ∆SL

qL; Darcy eşitliği [eşitlik (6)] ile verilen L derinliğinde drene olan sudur. 

Toprakta depolanan su miktarındaki (∆SL) değişimin belirlenebilmesi için, öncelikle t zamanında ve 

z1 ve z2 toprak derinlikleri arasında depolanan su miktarı (S) hesaplanır; 

Z 

 

2 

S Z2 

Z 

( t) 

( z, 

t) 

dz 

(13) 

1 

Z 

1 

θ; eşitlik (2) ile belirlenen toprak su içeriğidir (cm 3 .cm -3 ) ve z; yüzeyden olan düşey konum 

koordinatıdır (cm) (IAEA,2002). 

Nötronmetre, su bütçesi çalışmaları için oldukça uygundur. Toprak profili içinde çeşitli 

derinliklerde depolanan su miktarının (SL) ve değişiminin (∆SL) hesaplanmasını kolaylaştırırlar. 

Toprağa zarar vermeden, belirlenen ölçüm noktasında çok sayıda ölçüm yapılabilir (IAEA, 1973; 

IAEA, 1976; IAEA, 1983; Anaç ve ark., 1999). 

Can (2007) tarafından yapılan bir çalışma sonuçlarından yararlanılarak bitki su tüketimi ve toprak 

nem değişimine ilişin bir örnek Tablo 1’de sunulmuştur. 

Tablo 1. Nötronmetre ile bitki su tüketimi ve toprak nem değişiminin belirlenmesi. 

Derinlikler ve 

Kalibrasyon Eğrileri 

05.07.2005 

Sulama Sonrası 

07.07.2005 

Sulama Öncesi 

ET (mm/3 gün) 

(0-30 cm) 

y = 24,272x -11,782 

R 2 CR = 1,49 CR = 1,42 

θ (%) = 24,44 θ (%) = 22,73 5,2 

** = 0,9655 73,3 mm 68,1 mm 

(30-60 cm) 

y = 28,565x -12,111 

R 2 CR = 1,48 CR = 1,41 

θ (%) = 30,17 θ (%) = 28,17 6,0 

** = 0,9413 90,5 mm 84,5 mm 

(60-90 cm) 

y = 15,784x -1,8292 

R 2 CR = 1,05 CR = 1,00 

θ (%) = 18,52 θ (%) = 17,67 2,5 

** = 0,8942 55,5 mm 53,0 mm 

(90-120 cm) 

y = 20,929x -5,8308 

R 2 CR = 1,16 CR = 1,12 

θ (%) = 18,52 θ (%) = 17,78 2,2 

** = 0,9484 55,5 mm 53,3 mm 

0-120 cm için toplam 274,8 mm 258,9 mm 15,9 mm/3 gün 

Çalışmada, 4.7.2005 tarihinde damla sulama sistemiyle 15,96 mm sulama suyu uygulanmıştır. 

Toprak nemi sulama sonrasında ve bir sonraki sulamadan hemen önce belirlenmiştir. Bu iki okuma 

arasında 0,3 mm yağış düştüğü, yüzey akış ve derine sızım yoluyla kayıpların meydana gelmediği 

bilinmektedir. Bitki su tüketimi (Eşitlik 13) ve toprak nem içeriğindeki değişimi (Eşitlik 11), 0-120 

cm toprak derinliği için hesapladığımızda; 

ET = 274,8 - 258,9 = 15,9 mm/3 gün 

∆SL = 0,3 + 15,96 – 15,9 – 0 

∆SL = 0,36 mm olarak bulunur. 

3.5. Toprak Su İçeriğinin Mekansal Değişkenliğinin Belirlenmesi 

Tarla veya havza bazında su içeriğinin dağılımı ve mekansal değişkenliğinin analizinde 

nötronmetreler oldukça uygundur. Yüksek sayıda örnekleme noktası kullanarak ve bölgesel 

değişkenler teorisi ile mekansal ve zamansal varyans analizleri yaparak, toprak suyunun hareketiyle 

ilgili süreçlerin daha iyi anlaşılması sağlanabilir. Nötronmetre ölçümleri, belirli büyüklükte arazi 

21

parçaları (grid) içinde eşit veya tesadüfi olarak belirlenen aralıklardaki örnekleme noktalarında 

yapılabilir (Şekil 7) (IAEA, 2002). 

Şekil 7. Üç farklı tarihte 125 m mesafede 5’er m arayla ölçülen toprak su içeriği. 

3.6. Bitki Köklerince Su Alımının Belirlenmesi 

Nötronmetreler ile bitki köklerinin topraktan su alma deseni duyarlı olarak belirlenebilmektedir. 

Şekil 8 ve 9’da, bir kauçuk ağacı kök sistemi tarafından alınan suyun saptanması için Mendes ve 

ark. (1992) tarafından yapılan çalışmadan elde edilen sonuçlar görülmektedir (IAEA, 2002). Farklı 

noktalardaki nötronmetre ve tansiyometre ölçümleriyle sırasıyla, toprak su içeriği (θ) ve toplam su 

potansiyeli (ψT) belirlenmiştir. θ ve ψT eşdeğer eğrileri oluşturularak toprak su durumu 

haritalanmıştır. Toplam su potansiyeline dik olan su akım çizgilerinden, su akışının toplam su 

potansiyelinin azalan değerlerine doğru olduğu gözlenmektedir. Bu tür akışların ölçümü güç 

olmakla birlikte, ağaç kökleri ile su alımının karakteristiği ve sezonluk değişiminin izlenmesi bu tip 

haritalama yöntemleri ile sağlanmaktadır (IAEA, 2002). 

Şekil 8. Kauçuk ağacı kök bölgesi toprak su içeriği eşdeğer eğrileri. 

Şekil 9. Kauçuk ağacı kök bölgesi toplam toprak su potansiyeli eşdeğer eğrileri ve 

akım yönü çizgileri. 

22

4. SONUÇ 

Tarımsal hidroloji çalışmalarında toprak-su-bitki ilişkilerinin belirlenmesine yönelik olarak en çok 

kullanılan nükleer teknik nötronmetredir. Diğer toprak nemi ölçüm tekniklerine kıyasla nötronmetre 

ile toprak nemi belirlemenin sağladığı temel avantaj, daha geniş bir toprak hacmi içindeki nemin 

belirli ve sabit bir ölçüm noktasında toprak yapısı bozulmadan istenen sıklıkta ve hızlı olarak 

ölçülebilmesidir. Toprak örnekleri alınarak nem belirlemesi yapıldığında toprak örneklerinin nem 

içeriğinde mekansal farklılıklardan kaynaklanan ölçüm hataları, nötronmetre ile büyük oranda 

azaltılmaktadır. Ayrıca, yöntem tuzluluğa duyarlı olmadığı için gübre uygulamaları ve tuzluluk 

farklılıklarından kaynaklanan ölçüm hatası söz konusu olmamaktadır (IAEA, 1975). 

Nötronmetre ile toprak su içeriği ölçülerek; belirli bir toprak derinliğinde depolanan su miktarı 

tahmin edilmekte ve derine sızım miktarına ilişkin çıkarımlarda bulunulabilmektedir. Periyodik 

toprak nem ölçümlerinden yaralanarak toprak-su karakteristik eğrileri, toprak hidrolik iletkenliği, 

toprak su bütçesi belirlenmektedir. Bunlara ek olarak, nötronmetre toprak su içeriğindeki mekansal 

değişimlerin, toprak derinliği boyunca bitki köklerinin su alma durumunun izlenmesi, sulama 

programlarının uygulanması ve kontrol edilmesi, sulama yöntemiyle elde edilen sulama randımanın 

ve su dağıtım yeknesaklığının saptanması çalışmalarında da kullanılmaktadır. 

Su kaynaklarının kısıtlılığı, tarımsal sulama uygulamalarında sudan en etkin biçimde yararlanmayı 

ve kullanılan birim su miktarına karşılık elde edilen verimde artış sağlanmasını zorunlu kılmaktadır. 

Bu amaçla yürütülen tarımsal sulama çalışmalarında kullanılan nükleer teknikler, su tüketimi, su 

kullanım randımanı, verim tepki faktörü, gübre kullanım etkinliği gibi parametrelerin ve su bütçesi 

hesaplamalarının daha kısa süre ve az işgücü ile duyarlı olarak belirlenmesine olanak sağlamaktadır 

(Anaç ve ark., 1999; Anaç ve Kukul, 2005). 

5. KAYNAKLAR 

Anaç, S., M.A. Ul, İ.H. Tüzel, D. Anaç, B. Okur, H. Hakerlerler, 1999. Optimum Irrigation 

Schedules for Cotton under Deficit Irrigation Conditions. In: Crop Yield Response to Deficit 

Irrigation. Kluwer Academic Publ., Developments in Plant and Soil Sciences, V. 84. 

Anaç, S., Kukul, Y.S., 2005. Su ve Gübre Kullanım Etkinliği Çalışmalarında Nükleer Tekniklerin 

Uygulanması. II. Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu Bildiriler Kitabı. Devlet Su 

İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara, s 25-30. 

Can, O., 2007. Tuzlu Koşullarda Satsuma Mandarini Bitki Su Tüketiminin Belirlenmesi Üzerine 

Bir Araştırma. Yüksek Lisans Tezi, E.Ü. Fen Bilimleri Enst., Bornova-İzmir. 80 s. 

IAEA, 1973. Soil-Moisture and Irrigaiton Studies II. Proc. of a Panel on the Use of Nuclear 

Techniques in the Soil Physics and Irrigation Studies International Atomic Energy Agency, Vienna. 

189 p. 

IAEA, 1975. Radiation Techniques for Water-Use Efficiency Studies. Technical Report Series No. 

168, International Atomic Energy Agency, Vienna. 127 p. 

IAEA, 1976. Tracer Manual on Crops and Soils. Technical Report Series No. 171, International 

Atomic Energy Agency, Vienna. 277 p. 

IAEA, 1983. Isotope and Radiation Techniques in Soil Physics and Irrigaiton Studies. Proc. of Int. 

Sym. on Isotope and Radiation Techniques in Soil Physics and Irrigation Studies. International 

Atomic Energy Agency, Vienna. 597 p. 

IAEA, 2002. Neutron and Gamma Probes: Their Use in Agronomy. Training Course Series No. 16, 

International Atomic Energy Agency, Vienna. 73 p. 

Nguyen, L., 2006. Integrated Soil-Water-Plant-Nutrient Management. Presentation Notes, 

Workshop on The Use of Nuclear and Related Techniques in Soil-Plant-Water Relations, 27-30 

November, 2006, Ankara-Turkey. 

Ul, M.A., 1994. Nötronmetreler ve Sulama Uygulamalarında Kullanım Olanakları. Ege Üniversitesi 

Ziraat Fakültesi Dergisi, Cilt 31, No: 1, s. 143-150. 

23

DEVELİ KAPALI HAVZASI’NDA YERALTI SUYU VE YÜZEY SUYU 

İLİŞKİSİNİN DOĞAL İZOTOPLARLA BELİRLENMESİ(*) 2 

F.Ebru YILDIZ 1 , Alime Temel DİLAVER 2 , İbrahim GÜRER 3 , Nail ÜNSAL 4 , Serdar BAYARI 5 , 

Selami TÜRKİLERİ 6 , Sedat ÇELENK 7 

ÖZET 

1 Dr.İnş.Y.Müh. İller Bankası Gn.Md.Etüd Plan ve Yol Dai.Bşk., eyildiz@ilbank.gov.tr 

2 Fiz.Y.Müh.,Şube Müd. DSİ TAKK Dairesi, alimet@dsi.gov.tr 

3 Prof.Dr.Gazi Üniversitesi Müh.Mim.Fak.İnş.Müh.Böl., gurer@gazi.edu.tr 

4 Prof.Dr.Gazi Üniversitesi Müh.Mim.Fak.İnş.Müh.Böl., nünsal@gazi.edu.tr 

5 Prof.Dr. Hacettepe Ün.Hidrojeoloji Müh. Bölümü, serdar@hacettepe.edu.tr 

6 Jeo.Müh.DSI XII.Bölge Müd.Kayseri, selamiturkileri@hotmail.com 

7 Jeo.Y.Müh.,Şube Müd. DSI XII.Bölge Müd.Kayseri, celenks1@hotmail.com 

Sultansazlığı Sulak Alanı Kayseri ili sınırları içerisinde olup Türkiye’nin en önemli kuş 

cennetlerinden birisidir ve 1994 yılından beri uluslararası Ramsar Sözleşmesi ile koruma altına 

alınmıştır. Develi Kapalı Havzası’nda bulunan Sultansazlığı Sulak Alanı’da su sıkıntısı ve su 

kirliliği sorunları mevcuttur. Bu çalışma kapsamında Sultansazlığı’ndaki su sıkıntısının sebepleri 

araştırılmış ve doğal izotoplar (Oksijen 18, Döteryum ve trityum) kullanılarak Sultansazlığı’ndaki 

yüzey suyunun Develi Kapalı Havzası’nda mevcut olan akifer ile bir ilişkisinin olup olmadığı 

araştırılmıştır. İzotop analiz sonuçlarına göre yeraltı suyu ile Sultansazlığı’nın yüzey suyu arasında 

direkt bir ilişki olmadığı ancak çok uzun zaman içinde yeraltı suyunun Sultansazlığı’nın yüzey 

suyunu besleyebileceği belirlenmiştir. Buna göre Develi Kapalı Havzası’nda kuyulardan çekilen 

yeraltı suyunun Sultansazlığı’nın su sıkıntısı üzerinde bir etkisi yoktur. 

Anahtar Kelimeler: Çevresel izotop, Sultansazlığı, yeraltı – yüzey suyu ilişkisi 

DETERMINATION OF GROUNWATER-SURFACE WATER RELATION IN DEVELİ 

CLOSED BASIN BY USING ENVIRONMENTAL ISOTOPES 

ABSTRACT 

Sultansazlığı Wetland which is one of the most important bird paradises of Turkey is located at 

Kayseri City and it is being protected by International Ramsar Agreement. There are water scarcity 

and water pollution problems Sultansazlığı Wetland which is placed at Develi Closed Basin. Water 

scarcity reasons are investigated at Sultansazlığı and environmental isotopes (Oxygen 18, deuterium 

and tritium) are used in order to determine the relationship between the surface water of 

Sultansazlığı and groundwater. According to the isotope analysis; it is determined that there is no 

direct relationship between the groundwater and surface water of Sultansazlığı according to the 

isotope analysis but groundwater can feed Sultansazlığı in the very long time. So groundwater 

abstraction from the wells at Develi Closed Basin doesn’t affect the water scarcity of Sultansazlığı. 

Keywords: Environmental isotopes, Sultansazlığı, groundwater-surface water relationship 

(*) Bu çalışma Dr.F.Ebru YILDIZ’ın doktora tezinin bir bölümünü kapsamaktadır. 

25

GİRİŞ 

Sultansazlığı Sulak Alanı, 15 no’lu Kızılırmak Havzası’nın alt havzası olan ve Kayseri ili sınırları 

içinde bulunan Develi Kapalı Havzası’nda, Yahyalı, Yeşilhisar ve Develi ilçelerinin oluşturduğu 

üçgenin içerisinde yer almaktadır. Sultansazlığı Türkiye’nin önemli kuş cennetlerinden birisi olması 

sebebiyle 1994 tarihinde Uluslararası RAMSAR Sözleşmesi’nin “A Sınıfı Sulak Alanlar” listesine 

alınarak koruma altına alınmıştır. Sultansazlığı Sulak Alanı çok tuzlu sığ bir göl olan Çöl 

Gölü’nden, yarı tuzlu sığ bir göl olan Yay Gölü’nden ve tatlı su içeren Kuzey ve Güney 

Sazlıkları’ndan oluşmaktadır. 

Develi Kapalı Havzası’nda 400*10 6 sulama suyuna ihtiyaç vardır (Gürer ve ark., 2005; Yıldız, 

2007), yüzey suyu kaynaklarının yeterli olmamasından dolayı Develi Kapalı Havzası’nda aşırı 

yeraltı suyu çekimi yapılmaktadır. Develi Kapalı Havzası’nda DSI tarafından açılmış olan derin 

sondaj kuyularının yeraltı suyu seviyeleri incelendiğinde Yeşilhisar tarafında yeraltı suyunun her 

sene 55-60 cm düştüğü belirlenmiştir (Yıldız, 2007). Sultansazlığı Sulak Alanı’nda özellikle son 

yıllarda su sıkıntısı mevcuttur. Bu çalışma kapsamında; Develi Kapalı Havzası’nda mevcut olan çok 

sayıdaki derin kuyudan çekilen yeraltı suyunun Sultansazlığı’nın kurumasına bir etkisinin olup 

olmadığının belirlenmesine çalışılmıştır. Bu amaçla doğal izotoplar kullanılarak Sultansazlığı’nın 

yüzey suyunun yeraltı suyu ile bir ilişkisinin olup olmadığı araştırılmıştır. Bu araştırma kapsamında 

Oksijen 18, Döteryum ve Trityum izotop analizleri yapılmıştır. Sultansazlığı Sulak Alanı Şekil 1’de 

gösterilmiştir. 

Şekil 1. Sultansazlığı Sulak Alanı (Milli Parklar, 2002’den uyarlanmıştır). 

DEVELİ KAPALI HAVZASI’NIN JEOLOJİSİ ve HİDROJEOLOJİSİ 

Develi Kapalı Havzası’nın kuzeyinde ve kuzey batısında, Erciyes Dağı’nın volkanik 

faaliyetlerinden kaynaklanan bazalt, andezit ve tüf, havzanın orta kesiminde, sulak alana doğru 

26

yaklaştıkça dane çapı incelen alüvyon, güneyde ise gri, masif, kalın tabakalı kireçtaşları mevcuttur. 

Tortul kayaçlardan oluşan formasyonlar Develi Kapalı Havzasında doğu-batı yönünde uzanmakta 

olup, mağmatik kayaçlar ise kuzey- güney doğrultusunda dar bir şerit şeklinde uzanmaktadır (DSİ, 

1995). 

Develi Kapalı Havzası’nda Paleozoyik’den başlamak üzere Kuvaterner’e kadar değişik jeolojik 

zamanlara ait formasyonlar bulunmaktadır. Develi Tüfü, Tahar İgnimbrit Üyesi, Susuzdağ 

Volkaniti, Salur Kireçtaşı, Dündarlı Formasyonu, Sarıca Formasyonu ve Yeşilhisar Formasyonu 

Develi Kapalı Havzası’nda görülen başlıca formasyonlardır (Yıldız, 2007). Develi Kapalı 

Havzası’nın güneyinde Aladağ kireçtaşları ile bunlar arasında yer alan ofiyolitik melanj içeren bir 

jeolojik yapı görülmektedir. Batıda, kuzey ve doğuda ise Kapadokya volkanik bölgesine ait 

volkanik ve volkano-tortul birimler yaygındır. Develi Kapalı Havzası’nın batı ve doğu kesimlerinde 

ignimbiritler daha yaygındırlar. Kuzeyde Erciyes ve batıda Deveci Dağı’nda volkanik kayaçlar 

yaygın olarak gözlenmektedir. Sultansazlığı Sulak Alanı’nın da bulunduğu Develi Ovası, çek-ayır 

tipi tektonik çöküntü havzasıdır. Develi Ovası bu yapıya bağlı olarak Pliyo-kuvaterner boyunca 

civar yükseltilerden türeyen kırıntılı malzeme ile dolmuştur. Develi Kapalı Havzası’na ait genel 

jeoloji haritası Şekil 2’de görülmektedir. 

N 

Çakıl, 

kum, kil 

YEŞİLHİSAR 

Kumtaşı, 

çakıltaşı 

Çöl 

Gölü 

Volkanik 

Kayaçlar 

Yay 

Kuvaterner Gölü 

yaşlı çökeller 

Volkanik 

Kayaçlar 

Kireçtaşı 

Kuvars, 

0 4 8 12 km şist YAHYALI 

Volkanik 

Kayaçlar 

DEVELİ 

Çakıl, 

kum, kil 

Şekil 2. Develi Kapalı Havzası’nın jeoloji haritası (MTA, 2005’den alınarak değiştirilmiştir). 

Develi Kapalı Havzası’nın güneybatısında 100 -150 m kalınlığında olan tek bir akifer mevcuttur. 

Kuyu logları incelendiğinde Kovalı Köyü vadisinde 20-25 m kalınlığında siltli, kumlu çakıllı, killi 

bir birimin mevcut olduğu görülmektedir. Bu birimin altında fliş bulunmaktadır, Güney Sazlığı 

kenarında bulunan Ovaçiftlik Köyü’ne yaklaşıldıkça bu akiferin malzemesinin dane çapı incelerek 

kile dönüşmektedir. Kuzeyde bulunan mağmatik kayaçlar kireçtaşlarına oranla daha az su 

27

taşımaktadırlar. Develi Kapalı Havzası’nın batısında ise Yeşilhisar çevresinde bulunan flişler, su 

taşıyan birimlerdir (ENCON, 1999). 

DEVELİ KAPALI HAVZASI’NDA YAPILAN DOĞAL İZOTOP ÇALIŞMALARI 

Gazi Üniversitesi, DSI TAKK Dairesi, DSİ 12.Bölge Müdürlüğü ve Hacettepe Üniversitesi 

tarafından 2004-2007 yılları arasında yürütülen ortak araştırma projesi kapsamında; Develi Kapalı 

Havzası’nda yeraltı suları ile Sultansazlığı Sulak Alanı’nın yüzey suyu arasında bir ilişkinin olup 

olmadığının belirlenmesi amacıyla Oksijen 18, Döteryum ve Trityum izotopları izleyici olarak 

kullanılmıştır. Bu amaçla 4-5 Kasım 2004, 19-20-21 Nisan 2005, 9-10 Haziran 2005 ve 14 Kasım 

2005 tarihlerinde Develi Kapalı Havzası’nda 21 adet derin sondaj kuyusundan ve 15 adet kaynaktan 

su örnekleri toplanmış ve bu su örneklerinin izotop analizleri DSI TAKK Dairesi İzotop Şubesi’nde 

yapılmıştır. Bu su örneklerinin izotop analiz sonuçları Milli Parklar Genel Müdürlüğü ile Gazi 

Üniversitesi tarafından imzalanan protokolle ortak olarak yürütülmüş olan GEF II Projesi 

kapsamında 2003 yılında Sultansazlığı’nın yüzey suyunu temsilen Güney Sazlığı’nda bulunan Eğri 

Göl ve Sap Göl’den alınmış olan yüzeysel sazlık suyu örneklerinin izotop analiz sonuçları ile 

karşılaştırılmıştır. (4-5 Kasım 2004, 19-20-21 Nisan 2005, 9-10 Haziran 2005 ve 14 Kasım 2005 

tarihlerinde ulaşımda yaşanan sıkıntılar nedeniyle Sultansazlığı’nın yüzey suyundan su örnekleri 

alınamadığı için 2003 yılına ait yüzeysel sazlık suyu örneklerinin izotop analizlerinden 

yararlanılmıştır). Şekil 3’de Develi Kapalı Havzası’nda yüzey suyu, kuyu suyu ve kaynak suyu 

örneklerinin alındığı bazı yerler görülmektedir. Develi Kapalı Havzası’ndan 2004 ve 2005 yılları 

arasında toplanan su örneklerinin yerleri ise Şekil 4’de verilmiştir. 

a) b) 

c) d) 

Şekil 3. Develi Kapalı Havzası’nda su örneklerinin alındığı yerler: a)Zamantı Kaynağı, 

b) Soysallı Kaynağı, c) Başköy Kaynağı, d) DSI tarafından açılmış derin sondaj kuyusu 

28

Başköy Ka. 

K2 

YEŞİLHİSAR 

SK-8 

Y3 

Y4 

Sap Göl 

Eğri Göl 

Çalbalma Pompa 

istasyonu 

SK-23 

Ilıpınar 

SK-4 

K-17 

Çayırözü Kaynağı 

SK-25 

Şekil 4. Develi Kapalı Havzası’ndan 2004 ve 2005 yılları arasında toplanan su örneklerinin 

yerleri (Yıldız ve ark., 2005 ; Çelenk ve ark., 2005) 

Develi Kapalı Havzası’ndan toplanmış olan su örneklerinin döteryum ve oksijen 18 izotop içerikleri 

Global Meteorik Su Doğrusu üzerinde Şekil 5’de gösterilmiştir. 

29 

SK-22 

YAHYALI 

Derebağ Şelalesi 

K4 

K15 

Kurpak Kaynağı 

SK-24 

Gözbaşı pınarı 

K-13 

K-14 

Dündalı Ka. Karaboğa Ka. 

K-18 

Camız Pompa 

İstasyonu 

KAYSERİ 

DEVELİ 

Yüzey suyu 

Karayolu 

Yerleşim yeri 

Pompa 

istasyonu 

0 3 6 9 km

SK 2 

SK 6 

SK 

25 

Şekil 5. Su örneklerinin Döteryum ve Oksijen 18 izotop içeriklerinin küresel meteorik su doğrusu 

üzerinde gösterimi 

(Yıldız, 2007). 

30

Şekil 5 incelendiğinde derin sondaj kuyusundan ve kaynak sularından alınan su örneklerinin 

döteryum ve oksijen 18 izotop içeriklerinin Sultansazlığı’nın yüzey suyunu temsil eden Eğri ve Sap 

Göllere ait yüzey suyu örneklerinin döteryum ve oksijen 18 izotop içeriklerinden farklı oldukları 

görülmektedir. Küresel meteorik su doğrusuna ait olan denklem ile Sap Göl ve Eğri Göl’den alınan 

su örneklerinin izotop içeriklerinin üzerinde bulunduğu buharlaşma doğrusunun denklemi birbirine 

eşitlenerek bu iki doğrunun çakışma noktasında bulunan “İlksel Su Noktası”nın koordinatları: D 

=‰ -71,82 ve O 18 = ‰ -10,23 olarak tespit edilmiştir. Şekil 5 incelendiğinde SK 2, SK 6 ve SK 7, 

SK 8, SK23 ve SK25 no’lu su örneklerinin Oksijen 18 ve Döteryum izotop içeriklerinin Küresel 

Meteorik Su Doğrusu üzerinde ve “İlksel Su Noktası” çevresinde bulunduğu görülmektedir. Buna 

göre bu kuyulardan alınmış olan su örneklerinin Oksijen 18 ve Döteryum izotop içerikleri Eğri Göl 

ve Sap Göl’ün buharlaşmaya uğramadan önceki Oksijen 18 ve Döteryum izotop içeriğine yakındır. 

2004-2005 yılları arasında Develi Kapalı Havzası’na yapılmış olan arazi etüdlerine göre SK 2 ve 

SK 23 no’lu su örneklerinin alındığı şahıs kuyuları Çalbalma Pompa İstasyonu’na yakındır (bkz. 

Şekil 4). Çalbalma Pompa İstasyonu’nun bulunduğu zeminin geçirimli yapısından dolayı bu pompa 

istasyonu önünde biriken drenaj suyu düden oluşturarak zeminde kaybolmaktadır [DSİ, 1995]. 

Çalbalma Pompa İstasyonu’nda bulunan birikinti su aşırı buharlaşmış drenaj suyudur, bu suyun 

yeraltına sızarak SK 2 ve SK 23 no’lu su örneklerinin alındığı şahıs kuyularını kirlettiği, bu yüzden 

her iki su örneğinin Eğri Göl ve Sap Göl’e ait İlksel Su Noktası’na yakın izotopik içeriğe sahip 

oldukları düşünülmektedir. Buna göre SK 2 ve SK 23 no’lu su örneklerinin alınmış olduğu şahıs 

kuyularının Sultansazlığı’nın yüzey suyu ile bir ilişkisinin olmadığı düşünülmektedir(Yıldız, 2007). 

Arazi etütlerine göre Yenihayat Köyü’nde açılmış olan şahsa ait sığ kuyu Güney Sazlığı’na yakındır 

(bkz. Şekil 4). SK 25 no’lu su örneklerinin Oksijen 18 ve Döteryum izotop içerikleri Şekil 5’de 

görüldüğü gibi İlksel Su Noktasına yakın değerler almıştır. Diğer taraftan bu su örneklerinin trityum 

izotopu içerikleri 2,30±1,90 TU, 1,60±2,05 TU ve 1,1±1,85 TU olup bu değerlere göre bu su 

örnekleri yaşlı ile modern suyun karışımından oluşmaktadır. (Genel olarak trityum içeriği 6 TU 

veya 6 TU’dan büyük olan sular “Güncel Yağış suyu”, 1,5-2 ile 6 TU arasında olan sular güncel 

yağış suyu ve yaşlı su karışımı, 0,5 ile 1,5-2 TU arasında olan sular orta yaşlı sular, 0,5-0 TU arası 

sular çok yaşlı sular olarak sınıflandırılabilir). Ek olarak bu sığ kuyudan alınmış olan su örneğine 

yapılan su kimyası analizinde su örneğinin EC değeri 8240 microohms/cm, klorür değeri ise 54,3 

meq/lt bulunmuştur. SK 25 no’lu su örneğinin klorür ve EC değerlerinin yüksek olması bu sığ 

kuyunun Güney Sazlığının suyu ile beslenebileceğini düşündürmektedir (Yıldız, 2007). 

SK6, SK 7 ve SK 8 no’lu örneklerin alındığı kuyuların Sultansazlığı’nın yüzey suyunu temsil eden 

Eğri Göl ve Sap Göl ile ilişkilerinin olup olmadığının belirlenmesi için bu kuyulardan alınmış olan 

su örneklerinin izotop ve su kimyası içerikleri Eğri Göl ve Sap Göl’den alınmış olan su örneklerinin 

izotop ve su kimyası içerikleri ile karşılaştırılmıştır. 

2003 yılında Develi Kapalı Havzasında Eğri Göl ve Sap Göl’den izotop analizi için su örnekleri 

toplanmış ancak bu sulara su kimyası analizi yaptırılamamıştır. Ancak DSI ‘nin geçmiş yıllarda 

Eğri Göl ve Sap Göl’den almış olduğu su örneklerine yapmış olduğu su kimyası analizleri 

mevcuttur. Haziran 2000’de Sap Göl’den DSI tarafından alınmış olan su örneğinde EC değeri 1752 

microohms/cm, klorür değeri ise 6,99 meq/lt olarak ölçülmüştür. Haziran 2003’de Eğri Göl’den 

DSI tarafından alınmış olan su örneğinde EC değeri 2898 microohms/cm, klorür değeri ise 10,28 

meq/lt olarak ölçülmüştür. Eğri Göl ve Sap Göl’ün, Camız Pompa İstasyonu’ndan (bkz. Şekil 4) 

Camız Gölü’ne boşaltılan tuzlu drenaj sularıyla kirletildikleri düşünülürse 2004 ve 2005 yıllarında 

Eğri Göl ve Sap Göl sularının 2000 ve 2003 yılı ölçümlerinden daha büyük değerde EC ve klorür 

değerlerine sahip olacakları düşünülebilir. 

SK 6 no’lu su örneklerinin Oksijen 18 ve Döteryum izotop içerikleri Şekil 5’de görüldüğü gibi 

İlksel Su Noktasının Oksijen 18 ve Döteryum izotop içeriklerine yakın değerler almıştır. Ayrıca bu 

su örneklerinin trityum içeriklerine (13,50±2,35 TU ve 7,85±1,90 TU) göre bu kuyunun suyunun 6 

31

TU ‘dan yüksek trityum içeriğine sahip modern su olduğu görülmektedir. Diğer taraftan SK 6 no’lu 

su örneklerinin klorür ve EC değerlerinin Eğri Göl ve Sap Göl’ün sularının klorür değerlerinden 

düşük olması bu kuyunun sürekli olarak yağış sularıyla beslendiğini düşündürmektedir. SK 6 su 

örnekleri yağış suyu ile beslendiği için Oksijen 18 ve Döteryum içeriklerinin İlksel Su Noktasının 

Oksijen 18 ve Döteryum izotop içeriklerine yakın değerler aldığı tahmin edilmektedir (Yıldız, 

2007). 

SK7 no’lu su örneklerinin Oksijen 18 ve Döteryum izotop içerikleri Şekil 3.14’de görüldüğü gibi 

İlksel Su Noktasının Oksijen 18 ve Döteryum izotop içeriklerine yakın değerler almıştır ayrıca bu 

su örneklerinin trityum içerikleri incelendiğinde (1,4±2,05 TU, 0,25±1,50 TU, 0±1,05 TU, 

2,45±2,00 TU ve 2,70±1,80 TU) bu su örneklerinin 6 TU ‘dan daha düşük trityum içeriğine sahip 

yaşlı ve modern su karışımı olduğu görülmektedir. SK 7 no’lu su örnekleriin klorür ve EC değerleri 

Eğri Göl ile Sap Göl’ün sularının klorür ve EC değerlerinden düşük değerlerdedir. Sonuç olarak SK 

7 su örneklerinin izotop içeriklerine göre bu su örneklerinin alındığı kuyunun sularının alçak 

kotlardan beslenen modern ve yaşlı su karışımı olduğu tahmin edilmektedir (Yıldız, 2007). 

SK 8 no’lu su örneklerinin trityum içerikleri incelendiğinde (0±1,80 TU ve 1±2,0 TU) bu örneklerin 

6 TU ‘dan çok daha düşük trityum içeriğine sahip yaşlı su olduğu belirlenmiştir. Ancak SK 8 no’lu 

su örneklerinin Oksijen 18 ve Döteryum izotop içerikleri İlksel Su Noktasının Oksijen 18 ve 

Döteryum izotop içeriklerine yakın olduğu için SK 8 no’lu su örneklerinin düşük kotlara yağan 

yağış suyu ile beslenmiş yaşlı su olduğu söylenebilir. SK 8 ve SK 7 no’lu su örneklerinin Oksijen 

18 ve Döteryum değerleri birbirine yakın değerler almıştır, buna göre bu iki kuyunun suyunun 

beslenim kotlarının birbirlerine yakın olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca SK 8 no’lu su 

örneklerinin klorür ve EC değerleri Eğri Göl ve Sap Göl’ün sularının klorür ve EC değerlerinden 

düşük değerlerdedir. 19 Nisan 2004’de alınan SK 8 no’lu su örneklerinde klorür değerinin SK 6 ve 

SK 7 no’lu su örneklerinin klorür değerlerinden daha yüksek değerde olması su örneklerinin derin 

dolaşım suyu olduğunu düşündürmektedir. SK 8 no’lu su örneklerinin Trityum, klorür ve EC 

analizlerine göre bu su örneklerinin alındığı derin kuyunun, Yay Gölü’nün tuzlu suyu ile beslenme 

ihtimalinin oldukça zayıf olduğu tahmin edilmektedir. SK 6, SK7 ve SK 8 no’lu su örneklerinin 

alındığı derin sondaj kuyularının beslenimi ile ilgili kavramsal model Şekil 6’da verilmiştir. 

Beslenim kotu 

-- Kil 

Kum 

Çakıl 

Yağış 

(Ölçeksizdir 

) 

13,50±2,35 TU 

7,85±1,90 TU 

SK6 (Modern Su) 

1112 m 

Yüzeysel 

akış 

1,40±2,05 TU 

0,25±1,50 TU 

0,00±1,05 TU 

2,45±2,00 TU 

2,70±1,80 TU 0,00±1,80 TU 

(Modern + yaşlı su) 1,00±2,00 TU 

SK7 (Yaşlı su) 

1090 m SK 8 

1085 m 

kil kil 

Yay Gölü 

1070 

m 

Uzun zaman 

içinde 

oluşan 

dolaşım 

derin 

kil 

7 km 3,1 km 8 km 

Şekil 6. SK 6, SK 7 ve SK 8 no’lu su örneklerinin alındığı kuyuların beslenimi ile 

ilgili kavramsal model (Yıldız, 2007). 

32

Sultansazlığı Sulak Alanı’na en yakın noktalarda bulunan kuyu ve kaynak sularından su örnekleri: 

Güneybatı yönünde Ovaçitlik’te bulunan şahıs kuyusundan alınmış olan su örnekleri (SK21), 

Doğuda yönünde Develi Sindelhöyük’te bulunan 46538 no’lu kuyudan alınmış olan su örnekleri 

(SK15), Güneydoğu yönünde Kopçu Köyü’nde bulunan 58253 no’lu kuyudan alınmış olan su 

örneği (SK 22), batı yönünde Halil Çinitaş Obası’nda açılmış olan şahıs kuyusundan alınmış su 

örnekleri (SK8) ve Kuzey yönünde ise Çayırözü Kaynağı’ndan alınmış olan su örnekleridir (K17) 

(bkz. Şekil 4). 

SK 8, SK 15, SK 21, SK 22 ve K 17 no’lu su örneklerinin trityum sonuçları Tablo 1’de verilmiştir. 

Tablo 1 incelendiğinde bu su örneklerinin yaşlı derin dolaşım suları olduğu belirlenmiştir. Buna 

göre bu su örneklerinin Sultansazlığı’nın yüzey suyu ile direkt bir ilişkilerinin olmadığı 

düşünülmektedir. 

Tablo 1. SK 8, SK 15, SK 21, SK 22 ve K 17 no’lu su örneklerinin trityum içerikleri 

SONUÇLAR 

Numune Kodu, 

Suyun Alındığı Yer 

SK22 Kopçu Köyü, 

Kuyu no:58253 

SK21 Ovaçiftlik’de 

şahıs kuyusu 

SK-15 Sindelhöyük 

Kuyu no=46538 

SK-8 Yeşilhisar Halil 

ÇinitaşObası’nda 

kuyu 

K17 Çayırözü 

Kaynağı 

T (TU) T (TU) T (TU) 

0,65 ±1,0 - - 

0,90±2,05 0±2,00 0,25±0,20 

0,00±2,00 0,12±0,24 0,00±2,00 

0,00±1,80 1,00±2,00 - 

0,00±1,70 0,00±2,00 - 

Develi Kapalı Havzası’ndan toplanmış olan kuyu ve kaynak suyu örneklerinin büyük bir kısmının 

Oksijen 18 ve Döteryum içeriklerinin Sultansazlığı’nın yüzey suyunu temsil eden Sap Göl ve Eğri 

Göl’ün buharlaşmadan önceki Oksijen 18 ve Döteryum içeriklerini gösteren İlksel Su Noktasından 

farklı olduğu görülmektedir. İlksel Su Noktasının Oksijen 18 ve Döteryum içeriklerine yakın izotop 

içeriğine sahip su örneklerinin (SK2, SK6, SK7, SK8 ve SK23) alındığı kuyuların logları ve 

konumları incelendiğinde bu kuyuların aşırı buharlaşmış drenaj sularıyla kirlendiği ve/veya modern 

yağış sularıyla beslendikleri için İlksel Su Noktasının Oksijen 18 ve Döteryum içeriklerine yakın 

izotop içeriklerine sahip oldukları belirlenmiştir. Buna göre bu su örneklerinin Sultansazlığı’nın 

yüzey suyu ile direkt bir ilişkilerinin olmadığı söylenebilir. Ayrıca İlksel Su Noktasının Oksijen 18 

ve Döteryum içeriklerine yakın izotop içerikleine sahip SK 25 no’lu su örneği Yenihayat’ta açılmış 

olan sığ kuyudan alınmıştır ve bu sığ kuyunun Güney Sazlığı’nın suyu ile beslendiği tahmin 

edilmektedir 

Trityum analizleri sonucunda, Sultansazlığı’na en yakın noktalardan alınmış olan kuyu ve kaynak 

suyu örneklerinin yaşlı derin dolaşım suyu olduğu ve bu suların Sultansazlığı’nın yüzey suyu ile 

beslenmediği belirlenmiştir. Genel olarak Develi Kapalı Havzası’ndan toplanmış olan su 

örneklerinin trityum içeriklerine göre genellikle kaynak sularının güncel yağışlarla beslenmiş 

modern sular olduğu ve bazı kuyu ile kaynak sularının ise güncel yağışlarla beslenmiş derin dolaşım 

suları oldukları (modern ve yaşlı su karışımı) belirlenmiştir. 

Su kimyası analizleri kapsamında Sultansazlığı’na yakın konumda açılmış olan derin kuyuların 

kimyasal özelliklerinin Sultansazlığı’nın yüzey suyunun kimyasal özelliklerinden farklı olduğu 

33

elirlenmiştir. Buna göre bu kuyuların Sultansazlığı’nın yüzey suyu ile beslenmediği 


Sonuç olarak kısa vadede Sultansazlığı’nın yüzey suyu ile yeraltı suyu arasında doğrudan bir ilişki 

olmadığı belirlenmiştir. Ancak yeraltı suyunun Sultansazlığı’nın tabanında bulunan kil tabakasına 

sızarak uzun dönem içinde dolaylı olarak Sultansazlığı’nı besleyebileceği düşünülmektedir. 

Sultansazlığı yüzeysel su kaynakları ile yeteri kadar beslenemediği için kurumaktadır ve derin 

kuyulardan çekilen yeraltı suyunun Sultansazlığı’nın kurumasında direkt olarak bir etkisinin 

olmadığı düşünülmektedir. Develi Kapalı Havzasındaki su akışını modelleyen kavramsal model 

Şekil 7’de verilmiştir. 

Bulut 

Çakıl 

P 

Yeşilhisar 

Kuyu 

Şekil 7. Develi Kapalı Havzasındaki su akışını modelleyen kavramsal model (Yıldız, 2007). 

KAYNAKLAR 

ET 

E 

P 

kaynak 

Sulak alan 

Çelenk, S., Darama, Y., Dilaver, A.T., Gürer, İ., Kırmızıtaş, H., Sayın, M., Türkileri, S., Ünsal, N., 

Yıldız, F.E., (Soyadı sırasına göre), “Kayseri İli Develi-Yeşilhisar-Yahyalı Kapalı Havzasında 

Çevresel İzotoplar İle Yeraltı Suyu – Yüzey Suyu İlişkisinin Belirlenmesi”DSI-Gazi Üniversitesi 

Ortak Araştırma Projesi 1.Ara Rapor, s:22 (2005). 

DSİ, “Kayseri Develi-Yeşilhisar Ovası Revize Hidrojeolojik Etüd Raporu”, DSİ XII.Bölge 

Müdürlüğü, Kayseri, s: 1-19 (1995). 

ENCON, “Uluslararası Önemi Olan Sulak Alanların Biyolojik ve Ekolojik Yönden Araştırılması 

Projesi, Alt Proje II.Nihai Rapor”, Ankara, Çevre Bakanlığı, s: 7-23 (1999). 

Gürer, İ., Yıldız, F.E., Ünsal, N., “Kayseri – Develi Ovasının Klasik Su Bütçesi Hesabı”, II.Ulusal 

Su Mühendisliği Sempozyumu, İzmir- Gümüldür, s: 95-105 (2005). 

Milli Parklar, “Biyolojik Çeşitlilik ve Doğal Kaynak Yönetimi Projesi (GEF II) Broşürü”, Milli 

Parklar Kayseri GEF II Proje Koordinatörlüğü, Kayseri, s: 1-5 (2002). 

MTA, “Kayseri L-34 Paftası genel jeoloji haritası”, MTA Yayınları, Ankara (2005). 

R 

34 

Kuyu 

Develi 

Çakıl 

YAS 

Kum 

Kil 

Kum 

Killi kum 

Yüzey suyu akışı 

Ana kaya 

Buharlaşan yüzey 

Yeraltı suyu 

Çok suyu uzun zaman içinde sulak alanı 

besleyen sızıntı yeraltı suyu 

Kaynak 

Yan havzadan suyu 

YAS:Yeraltı akım suyu 

gelen 

Kil içine sızan sazlık suyu 

Rüzgar Yönü 

Buharlaşma-terleme 

P: Yağış , R: Akış, E:Buharlaşma ET:Buharlaşmaterleme 

(Ölçeksizdir 

) 

ET 

P 

Tüf

Yıldız, F.E., “Kayseri- Sultansazlığı Sulak Alanı’nda Yeraltı Ve Yerüstü Suları İlişkisinin 

Belirlenmesi”, Doktora tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, s: 121-159 (2007). 

Yıldız, F.E., Dilaver , A.T., Sayın, M., Bayarı, S., Gürer, İ., Kırmızıtaş, H., Türkileri, S., Ünsal, N., 

Çelenk, S., Darama,Y., “Kayseri İli Develi-Yeşilhisar-Yahyalı Kapalı Havzasında Çevresel 

İzotoplar İle Yeraltı Suyu – Yüzey Suyu İlişkisinin Belirlenmesi”, II Ulusal Hidrolojide İzotop 

Teknikleri Sempozyumu, İzmir-Gümüldür, s: 257-268 (2005). 

35

KÜTAHYA-TAVŞANLI-TUNÇBİLEK KÖMÜR SAHASININ 

ÇEVRESEL İZOTOP ÖZELLİKLERİ 

İ. Noyan GÜNER, Cahit ÖZGÜR, Barbaros ERDURAN, Dr. Nilgün DOĞDU, Levent İLDEŞ, 

ÖZET 

Tolga ÖZBİLGE, Osman GÖKMENOĞLU, H. İbrahim ERDOĞAN 

Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü 

e-mail: n.guner@mta.gov.tr 

noyan_guner@yahoo.com 

Bu çalışma, Garp Linyitleri İşletmesi Müdürlüğü (GLİ) tarafından işletilen Tunçbilek Kömür 

Sahası’nın, Ömerler kapalı işletmesindeki yeraltısuyu sorununun çözümüne yönelik olarak yapılan 

hidrojeolojik etüt çalışmasının bir bölümünü kapsamaktadır. Söz konusu çalışma Maden Tetkik 

Arama Genel Müdürlüğü (MTA) tarafından Türkiye Kömür İşletmeleri (TKİ) adına yapılmıştır. 

İnceleme alanında Paleozoyik’ten Kuvaterner’e kadar farklı litolojik birimler yüzeylenmektedir. 

Paleozoyik yaşlı kayaçlar metamorfik, Üst Kretase yaşlı kayaçlar ise ultramafik kayaçlar ve 

melanjdan oluşmuştur. Tersiyer yaşlı birimler ise granit, bazalt, kireçtaşı, kil, marn, silt, kumtaşı, 

konglomera ve kömür ile temsil edilmektedir. Paleozoyik yaşlı mermerler ile Paleosen yaşlı 

granitler geçirimli özelliktedir. Tersiyer yaşlı çökeller içindeki kumtaşı, konglomera ve kireçtaşı 

seviyeleri ile alüvyon geçirimlidir. Kömürlü Miyosen yaşlı çökeller içindeki marnlar yarı 

geçirimlidir. 

Çalışma sahasındaki kömür galerisi, kaynak, göl ve yağış sularından δ 2 H, δ 18 O, 3 H, kömür galerisi 

ve göl sularından δ 34 S-SO4 ve δ 18 O-SO4 izotop analizleri yaptırılmıştır. Analiz sonuçlarına göre 

bölgesel meteorik doğru denklemi δ 2 H=8*δ 18 O+15.8 olarak hesaplanmıştır. Drenaj alanında 

bulunan sularda, büyük oranda buharlaşma etkisi görülmektedir. Kömür galerilerindeki sular, 

günümüzden daha soğuk iklim koşullarının hüküm sürdüğü yağışlar sonucunda oluşan jeotermal 

sular ile eski dekapaj göletlerinden yeraltına sızan suların karışması sonucu oluşmuştur. 

Anahtar Kelimeler: Tunçbilek kömürleri, çevresel izotop, paleosu 

37

ENVIRONMENTAL ISOTOPIC INVESTIGATION OF TUNÇBILEK COAL MINE AREA 

ABSTRACT 

(TAVŞANLI-KÜTAHYA) 

This study is as a part of hydrogeological investigation to drain groundwater into the Ömerler 

underground coal mine which is operated by Western Lignite Corp. (GLİ). The hydrogeological 

investigation was performed for General Directorate of Mineral Research and Exploration in the 

name of Turkish Coal Corp. between 2004 to 2006. 

Different lithologic units from Paleozoic to Quaternary age are cropped out in the study area. The 

Paleozoic is represented by metamorphic rocks and Upper Cretaceous units are characterized by 

ultramafic rocks and mélange. Tertiary units are granite, basalt, limestone, marl, silt, sandstone, 

conglomerate and coal. Sandstone, conglomerate and limestone layers in Tertiary rocks are 

permeable, marls between coal layers are semi-permeable. 

δ 2 H, δ 18 O and 3 H isotope analyses were performed on samples collected from springs, monthly 

basis precipitation, stripped lakes and underground coal mine and only δ 34 S-SO4 and δ 18 O-SO4 

samples were collected high sulfate content underground coal mine, springs and stripped lakes. 

Local meteoric line was determined to have an equation of δ 2 H=8*δ 18 O+15.8. Most of the 

groundwater samples indicate that evaporation process has a dominant effect on the fresh 

groundwater in the basin. The groundwater emerging during the excavation in the underground coal 

mine was formed with mixture between the recent precipitation and thermal waters which were 

infiltrated under climate conditions colder than today. 

Key Words: Tunçbilek coals, environmental isotope, paleowater. 

1. GİRİŞ 

İnceleme alanı, kuzeyde Gürgenyayla tepe ve Eğridere tepe, batıda Sarıot ve Bozbelen, güneyde 

Hamitabat köyü, doğuda ise Domaniçkozluca ve Domaniçkaraköy köyleri ile sınırlanmaktadır. 

Çalışma alanı yaklaşık 280 km 2 ‘dir. Tunçbilek, Kütahya’ya 60 km, Tavşanlı’ya ise 10 km 

uzaklıktadır (Şekil 1). 

Türkiye Kömür İşletmeleri Genel Müdürlüğü’ne bağlı Garp Linyitleri İşletme Müdürlüğü 

Tunçbilek kömür sahasında yeraltı işletmeciliği yapılmaktadır. İşletme bölgesi içinde, Ömerler A 

38

sahasında 30.361.000 ton, derin sahalarda 90.978.000 ton, Ömerler B sahasında 37.167.000 ton, 

İğdekuzu sahasında ise 84.45.000 ton işletilebilir kömür rezervi bulunmaktadır. 

Şekil 1. Çalışma alanına ait yer bulduru haritası. 

Bu çalışma, TKİ Genel Müdürlüğü’nün MTA Genel Müdürlüğü’ne başvurusu üzerine, Tunçbilek 

Kömür Sahası’nın yeraltı işletmesi yapılan Ömerler bölümündeki yeraltısuyu sorununun çözümüne 

yönelik olarak yapılmıştır. 

2. JEOLOJİ 

İnceleme alanında farklı kişi ve kurumlar tarafından jeolojik çalışmalar yapılmıştır. Stratigrafik 

isimlendirmede Baş, (1983) ile Çetin vd., (1985) çalışmaları esas alınmış ve çalışma alanına ait 

hidrojeoloji haritası oluşturulmuştur (Şekil 2). 

İnceleme alanında en yaşlı birim Paleozoyik yaşlı şist ve kristalize kireçtaşlarıdır. Şistler kuzeyde 

Gürgenyayla tepe dolayında görülmektedirler. Genellikle kuvars-albit-muskovit-serizit şist ve 

kalkşist karakterindedirler. Yeşilimsi gri, kahverengimsi gri renktedirler (Çetin vd., 1985). 

Kristalize kireçtaşları ve mermerler sahanın kuzeyinde, Firanlar-Sarıot arasında ve Ortaca köyü 

kuzeyinde vadi boyunca yüzeylemektedirler. 

39

Çalışma sahasının GD, KB ve B bölümlerinde yüzeylenen Üst Kretase yaşlı ultrabazik kayaçlar 

harzburjit ve dünitlerden meydana gelmişlerdir. Serpantinleşme oldukça yaygındır. Kırık ve çatlak 

zonları manyezit damarlarlıdır. Grimsi, yeşilimsi ve siyah renktedirler. 

Senozoyik, Paleosen yaşlı granit sokulumu ile başlamaktadır. Miyosen yaşlı (Beke ve Tunçbilek 

Formasyonları) ve Pliyosen yaşlı (Saruhanlar, Karaköy, Çokköy ve Emet Formasyonları) gölsel 

çökeller ve Kuvaterner yaşlı alüvyon ile temsil edilmiştir. Magmatik kayaçlar inceleme alanının 

kuzeyinde Gürgenyayla tepe dolayında görülmektedir. Bunlar granodiyorit karakterli olup Uludağ 

granitleri ile ilişkilidirler. 

Beke Formasyonu (Tb) kumtaşı ve konglomeralardan oluşmuştur. Orta derecede boylanmış olup 

çakılları yuvarlak, yarı yuvarlak ve köşelidir. Tunçbilek formasyonu üç değişik seviyeden 

oluşmuştur. Alt seviyeler (Ttd) marn, killi marn, siltli marn, silttaşı ve kiltaşı ardalanmalıdır. 

Kahvemsi-grimsi krem renkli ince-orta tabakalanmalıdır. Bu birimin alt seviyelerine yakın 

bölümünde toplam kalınlığı 3-10 metre arasında değişen kömür damarları tespit edilmiştir. Orta 

seviyeler (Ttg) kireçtaşı ve silisifiye kireçtaşından oluşmuştur. Genellikle beyazımsı-sarımsı krem, 

silisifiye kısımları pembemsi krem renklidir. Tabakalanmalı ve bol kırıklı olup kırıklarda ikincil 

silika dolgu görülmektedir. Üst seviyeler (Tty) gevşek, yer yer sıkı tutturulmuş kumtaşı- 

konglomera ve kil ara katkılarından oluşmuştur. Yer yer 3-5 metre kalınlığında marn-kireçtaşı ile 

birkaç santimetre kalınlığında linyit ara katkıları gözlenmektedir. 

Saruhanlar Formasyonu (Ts) tüflerden oluşmaktadır. Genellikle açık beyazımsı gri renkli olup bol 

biyotitlidir. Yer yer çakıllı tüfit ve aglomera karakterindedir. İçinde ara katkılı olarak, kireçtaşı 

seviyeleri mevcuttur. Saruhanlar Formasyonu üzerindeki Karaköy Formasyonu (Tkv) bazaltik 

özellikteki volkaniklerden oluşmuştur. Çokköy Formasyonu (Tç), marn, kil, kumtaşı, konglomera 

ve tüflü seviyelerden meydana gelmiştir. Kireçtaşı ve çört arabantları seviyelerine de 

rastlanmaktadır. Emet Formasyonu (Te) genellikle beyazımsı-krem, silikalı olan kısımlarda ise açık 

kahve-krem renkli kireçtaşından, temele yakın kesimlerde ise kumlu ve çakıllıdır. 

40

Şekil 2. Çalışma alanının hidrojeoloji haritası (Özgür vd., 2006). 

41

3. HİDROJEOLOJİ 

İnceleme alanında bulunan litolojik birimler, arazide yapılan gözlemler ve su boşalımları dikkate 

alınarak geçirimli, yarı geçirimli ve geçirimsiz birimler olarak üç ana grup altında 

sınıflandırılmıştır. 

Paleozoyik yaşlı metamorfitler, Kretase yaşlı serpantinler, dunit ve harzburjitler ile Tersiyer yaşlı 

çökeller içerisindeki killi ve siltli seviyeler geçirimsiz özelliktedir. Kretase yaşlı melanj içindeki 

kireçtaşları alttan ve üstten geçirimsiz birimlerle sınırlı olmaları nedeniyle, pratik açıdan geçirimli 

sayılamazlar. 

Paleozoyik yaşlı kireçtaşları ile Paleosen yaşlı granitler geçirimli özelliktedir. Tersiyer yaşlı 

çökeller içindeki kumtaşı, konglomera ve kireçtaşı seviyeleri ile Kuvaterner yaşlı alüvyon 

geçirimlidir. 

Hidrolojik havza sınırının güneyinden kuzeydeki Kocasu çayına kadar olan alan (doğuda 

Domaniçkaraköy batıda Saruhanlar eşelleri arasında kalan alan) genelde açık ve kapalı işletme 

sahasında yapılan patlatmalardan dolayı oluşan deformasyon nedeniyle, Miyosen yaşlı çökeller 

içinde yaklaşık 200 metre kalınlık gösteren orta sert-sert özellik gösteren marnlar yarı geçirimli 

özelliktedir. 

Hidrojeolojik etüt kapsamında havzaya giren ve havzadan çıkan dereler üzerine Hamitabat 

(Qort=3.48 m 3 /s), Kırık (Qort=0.83 m 3 /s), Domaniçkaraköy (Qort=2.91 m 3 /s), Böçen (Qort=8.42 m 3 /s) 

ve Saruhanlar (Qort=0.04 m 3 /s) eşelleri kurulmuştur (Özgür vd., 2006). 

Somaklı Tepe’ye kurulan ve proje süresince ölçüm yapan meteoroloji istasyonuna ait yağış değeri 

yıllık toplam 504.4 mm, sıcaklık değeri ise 11.6°C’dir. Çalışma sahasındaki akiferlerin hidrolik 

özelliklerinin belirlenmesi için kömür seviyesinin üzerine 1 adet (KÜP), altında ise 3 adet (KAP1, 

KAP2 ve KAP3) pompaj kuyu grubu açılmıştır. 

Yeraltısuyunun akım hızını ve yönünü belirlemek için ayrıca boya deneyleri yapılmıştır. İki farklı 

noktadan eosin ve rodamin-B verilmiştir. Galeri ve kuyulardan alınan örneklerde boyaya 

rastlanmıştır (Özgür vd., 2006). 

42

4. HİDROJEOKİMYA 

Hidrojeokimyasal çalışmalar kapsamında, inceleme alanında bulunan su noktalarından, beş dönem 

örnekleme yapılmıştır. Hidrojeokimya çalışmaları sırasında yüzeyden ve yeraltından 71 noktadan 

toplam 163 adet su örneklenmiş ve bunların kimyasal analizi yapılmış ve yerinde ölçümler 

gerçekleştirilmiştir. İki dönem analiz MTA Genel Müdürlüğü laboratuarlarında, diğer dönemlerde 

alınan örnekler ise H.Ü. Jeoloji Mühendisliği Bölümü Su kimyası Laboratuarındaki İyon Analizörü 

(ORION Model 407A) kullanılarak yapılmıştır. 

4.1. Piper Grafiği Değerlendirmesi 

Çalışma alanı ve çevresinden alınan su örneklerine ait Piper diyagramı Şekil 3’de verilmiştir. 

Çalışma alanında 9 farklı hidrokimyasal tipte yeraltısuyu yer almaktadır. 

Şekil 3. Çalışma alanı ve çevresinde yer alan sulara ait Piper diyagramı. 

Havzadaki karakteristik su tipleri, akifer matriksi ile kimyasal olarak etkileşime girerek iyon 

değişimi sonucu oluşmuş Mg-SO4’lı kömür galerisi ve dekapaj gölet suları, Ca-HCO3’lı kireçtaşı 

suları ve Na-HCO3 tipinde, granitlerden sondaj yolu ile elde edilen termal akışkandır. Diğer sular 

ise bu 3 değişik tipte suyun karışımından meydana gelmişlerdir. Şekil 3’deki grafikte kömür galeri 

43

suları ile dekapaj göl suları birlikte yer almıştır. Bu durum dekapaj göletlerinden galerilere doğru 

bir yeraltısuyu akımının olduğunu işaret etmektedir (Özgür vd., 2006). 

5. ÇEVRESEL İZOTOPLAR 

5.1. δ 18 O-δ 2 H 

İnceleme alanındaki su noktalarından ve proje kapsamında açık işletme sahasındaki Somaklı 

Tepe’de kurulan meteoroloji istasyonundan toplanan yağış örneklerine ait δ 18 O-δ 2 H grafiği Şekil 

4’de izotop analiz sonuçları ise Tablo 2’de verilmiştir. 

Yüksek kot kaynakları ve yağış örnekleri kullanılarak bulunan yerel meteorik su doğrusunun 

denklemi δ 2 H=8*δ 18 O+15.8 olarak hesaplanmıştır. Bu hesaplamada buharlaşma etkisi altında kalan 

örnekler göz önüne alınmamıştır (Özgür vd., 2006). 

Oylat kaynağına ait δ 18 O ve δ 2 H değerleri bu kaynakların yerel güncel yağışlardan beslendiğine 

işaret etmektedir. Bu durum 3 H değerleri ile de desteklenmektedir. Diğer termal sulardan Yoncalı, 

Göbel ve KAP1 suları ise δ 2 H fazlası +11.5 ‰, Hamitabat termal suları ise δ 2 H fazlası +8.5 ‰ olan 

bir meteorik doğru üzerinde bulunmaktadırlar. Bu durum yüksek sıcaklık koşullarında meydana 

gelen “izotopik değişim”i işaret etmektedir. Ancak bu sürecin gerçekleşme olasılığı, su kimyası 

değerleride dikkate alındığında, oldukça düşüktür. 

Ancak; bölgede Yoncalı, Göbel ve KAP1 termal suları için ısıtıcı kayaç olabilecek formasyon 

aktivitesini kaybeden ve soğuyan Paleosen granitleri, Üst Kretase yaşlı ofiyolitik seriden boşalan 

düşük mineral içerikli Hamitabat termal kaynakları için ise ısıtıcı olabilecek kayaç Pliyosen 

bazaltlardır. Trityum içerikleri göz önüne alındığında, bu suların özellikle de Hamitabat kaynağının, 

günümüzdeki ılıman iklim koşullarının oluşturduğu güncel yağışlardan değil, yakın jeolojik 

geçmişteki soğuk iklim koşullarının hüküm sürdüğü yağışlardan beslendiği söylenebilir (örneğin, 

Pliyo-Kuvaterner dönemindeki soğuk iklim rejimi). Düşük 3H içeriğine sahip klasik panolardan 

toplanan suların grafik üzerinde bu kaynaklarla birlikte bulunması, bu suların termal kaynaklarla 

aynı dönemde rezervuara girdiğini, yüksek sıcaklık koşullarında meydana gelen izotopik değişimin 

olmadığı sonucunu vermektedir. Klasik panolarda su probleminin çok az olması da bunu destekler 

niteliktedir. 

KAP 2 suları ise, KAP 1 ve mekanize kömür galerisi sularının karışımından meydana gelmiştir. 

Ancak bu karışımda soğuk suların etkisi mekanize galeri sularına göre daha fazladır. 

44

-12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 

18 O (‰ VSMOW) 

Doğu Akdeniz Meteorik Doğrusu (Gat ve Carmi, 1970) D = 8 * 18 O + 22 

Yerel Meteorik Doğru 2 H = 8 * 18 O + 15.8 

Dünya Meteorik Doğrusu (Craig, 1961) D = 8 * 18 O + 10 

Oylat K 

Oylat Y 

KAP1 K 

14K 

Göbel 

Yoncalı K 

Yoncalı Y 

H.abat K 

Yerel Buharlaşma Doğrusu (YBD) D = 18 O * 4.57 - 22.4 

12Y H.abat Y 

12K 

KAP2 K 

45 

6K 

6Y 

KAP2 Y 

35Y 

2K 

2Y 

13Y 

3K 

5Y 

2 H (‰ VSMOW) 

5K 

5K 

20 

0 

-20 

-40 

-60 

-80 

Yağışlar 

Yüksek kot 

Karışım Suları 

Klasik Pano 

Mekanize 

Gölet 

Mesozoyik (K) 

Mesozoyik (Y) 

Böcen-B.belen 

Ply kçt (K) 

Ply kçt (Y) 

Tülce T 

Ebeana 

Sıcaksu 

Termal Sular 

-12 -11 -10 -9 -8 -7 

 

-50 


DAMD 

YMD 

DMD 

Yağışlar Yüksek kot Karışım Suları Klasik Pano Mekanize Gölet Mesozoyik (K) 

Mesozoyik (Y) Böcen-B.belen Ply kçt Tülce T Ebeana Sıcaksu Termal Sular 

Şekil 4. Çalışma alanı ve çevresinde yer alan sulara ait δ 18 O-δ 2 H diyagramı (Özgür vd., 2006). 

Mesozoyik kireçtaşlarından boşalan yüksek kot kaynaklarının buharlaşma etkisinde olduğu 

görülmektedir. Ayrıca eski açık işletme sahalarındaki dekapaj alanlarında oluşan göllerden alınan 

örneklerin de aynı etki altında kaldıkları belirlenmiştir. Bu örneklerin oksijen-hidrojen izotop 

YBD 

2 H (‰ VSMOW) 

-60 

-70 

-80

ileşimleri kullanılarak yerel buharlaşma doğrusu oluşturulmuştur (Şekil 4). Mekanize kömür 

panolarından alınan örneklerin söz konusu buharlaşma doğrusu etrafında yada biraz üzerinde yer 

aldıkları görülmektedir. Bu da mekanize kömür panolarından gelen suların buharlaşmaya uğradığını 

göstermektedir. Sonuç olarak, mekanize kömür galerilerindeki sular, eski dekapaj sahalarından 

yeraltına süzülen sular ile yakından ilişkilidir (Özgür vd., 2006). 

Yüzeye fay hattı boyunca yükselen sıcak suyun izotop bileşimi ise; KAP1 suları, soğuk sular ve 

gölet sularının karışımını yansıtmaktadır. Şekillerde “karışım suları” olarak adlandırılan 2, 3, 5, 6 ve 

35 no’lu örneklerde de maden sularının etkisi görülmektedir. 

Kocaçay deresinin kuzeyinde bulunan Pliyosen kireçtaşlarından boşalan 9, 10, 11 ve 28 no’lu 

örnekler Küresel Meteorik Doğrusu üzerinde yer almıştır. Ancak drenaj alanının orta kesimlerindeki 

bu kaynaklar, gerek yağış örneklerinin izotop içerikleri, gerekse yerel buharlaşma doğrusu göz 

önüne alındığında, buharlaşma etkisinde kaldığı ortaya çıkmaktadır. Genel olarak, 1300 m kotunun 

altındaki bütün kaynak sularının hem kurak hem de yağışlı dönem örnekleri yüksek derecede 

buharlaşma etkisi göstermektedirler (Özgür vd., 2006). 

5.2. 3 H-SO4 İlişkisi 

Somaklı tepede kurulan meteoroloji istasyonunda aylık olarak toplanan yağış örneklerinden trityum 

analizleri yaptırılmıştır. Yağışlardaki 3 H değerleri 3-10 TU, dekapaj gölet sularının içeriği 3.5-8 TU, 

yüksek kot kaynaklarının trityum içeriği ise 6.5-8 TU arasında değişmektedir. Trityum aralıklarının 

birbirine yakın olması, çalışma alanındaki akifer suyunun atmosferden beslendiğine işaret 

etmektedir (Özgür vd., 2006). 

Mekanize panolardaki sular ile klasik panolardan tulumba örneğine ait suların trityum içerikleri 4-5 

TU arasındadır. Mekanize panolardaki sular ile gölet suları arasında bir etkileşim olduğu 

görülmektedir. Klasik pano sularından 13 numaralı olan tulumba örneği hariç diğerlerinin trityum 

içeriği 1 TU’nun altındadır. Bu panolardaki sular 1952 yılı öncesi beslenimi göstermektedir (Şekil 

5). 

46

SO4 (mek/l) 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

Sıcaksu 

KAP2 

Sıcaksu 

B pano tulumba 

KAP2 

MTA Kuyusu 

MTA Kuyusu 

0 2 4 6 8 

Trityum (TU) 

10 12 14 

Mekanize Panolar Klasik Panolar Karışım Suları Göletler Mesozoyik Kçt. 

Sıcaksu Böcen-Bozbelen Termal sular Yağış 

Şekil 5. Çalışma alanı içinde kömür madeni, termal, dekapaj göleti ve karışım suları ile yağışlara ait 

3 H-SO4 grafiği (Özgür vd., 2006). 

5.2. Çözünmüş SO4 İçindeki δ 34 S ve δ 18 O İzotopları 

Çalışma alanında göl ve galeri sularındaki yüksek SO4 iyonunun kökenini tespit etmek için 

çözünmüş SO4 iyonuna yönelik kükürt ve oksijen izotop analizleri yapılmıştır. Şekil 6’da, 

çözünmüş SO4-δ 34 S grafiği verilmiştir. 

Örneklerin çoğunun δ 34 S değerleri dar bir aralık içinde yer alırken SO4 değerleri geniş bir aralıkta 

değişmektedir (Şekil 6). Bu durum, farklı seviyelerdeki yeraltısuyunun farklı miktarlarda SO4 

iyonunu bünyesine almasından kaynaklanmış olmalıdır. Çalışma alanındaki çoğu kömür galerisi, 

karışım suları ve gölet sularının bünyesindeki kükürdün benzer kökene sahiptir (Şekil 6). Ancak 

klasik panolardan alınan 1B pano giriş örneklerine ait δ 34 S değerleri, diğer örneklere göre daha 

yüksektir (Özgür vd., 2006). 

47

SO4 (mek/l) 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

Sıcaksu 

Sıcaksu 

48 

MTA Kuyusu 

MTA Kuyusu 

1B pano girişi 

0 2 4 6 8 

δ34S (‰ VCDT) 

10 12 14 16 

Karışım Suları Mekanize Panolar Klasik Panolar Göletler Sıcaksu 

Şekil 6. Çalışma alanı içinde kömür madeni, dekapaj göleti ve karışım sularına ait δ 34 S-SO4 grafiği 

(Özgür vd., 2006). 

Şekil 7. Çalışma alanı içinde kömür madeni, dekapaj göleti ve karışım sularına ait çözünmüş SO4 

içindeki δ 34 S-δ 18 O grafiği (Özgür vd., 2006).

Şekil 7’de değişik zamanlarda çökelmiş evaporitlere ait δ 34 S ve δ 18 O değerleri gösterilmektedir 

(Clark ve Fritz, 1997). Bu grafikte karasal evaporitler, atmosferik SO4 ve Devoniyen-Alt Triyas 

evaporitlerinin geniş bir değer aralığına sahip olduğu görülmektedir. 

Grafikte, birbirleri ile etkileşimde bulunan galeri ve göl sularındaki SO4 iyonunun kaynağı karasal 

evaporitler olarak görülmektedir. Kömürün oluştuğu göl ortamındaki evaporitlerin ince tabakalı 

olması nedeni ile aşınması veya eski açık işletme sahasının hemen hemen her yerinin harman 

döküm sahası olarak kullanılmasından dolayı mostraların örtülmüş olması nedeniyle önceki 

çalışmalarda evaporitler ile ilgili herhangi bir bilgi bulunmamaktadır. İstifteki kumtaşı, kiltaşı veya 

marnların bünyesindeki SO4 içeren minerallerin katkısı da muhtemeldir. Fakat kömürdeki toplam S 

oranının %1.5-2 arasında değişmektedir (Destanoğlu vd., 2000). Buna göre SO4 iyonu kömür 

içindeki S’ün oksidayonu sonucu ortaya çıkmaktadır. 

Klasik panolardan alınan 13 numaralı 1-B pano girişi örnekleri diğer örneklere oranla daha yüksek 

δ 34 S ve δ 18 O değerine sahiptir. Bu noktalar grafik üzerinde, Devoniyen-Alt Triyas grubu ile Alt 

Paleozoyik grubuna doğru bir uzanım göstermektedir. Bozbelen ve Eski Beke arasında Paleozoyik 

yaşlı mermerler yüzeylenmiştir. 13 numaralı 1 B pano girişi örneklerinin bu formasyon içindeki 

sülfatlı mineraller nedeni ile diğer örneklerden ayrıldığı ve Devoniyen-Alt Triyas ile Alt Paleozoyik 

gruplarına doğru uzanım gösterdiği düşünülmektedir (Özgür vd., 2006). 

Hem atmosferik hem de sudaki oksitlenme süreci içinde yer aldığından. SO4 içindeki δ 18 O 

izotopunun oluşumu oldukça karmaşıktır. SO4 içindeki δ 18 O içeriği bu iki farklı kaynağın 

karışımına bağlı olduğu gibi, herhangi bir izotopik farklılaşmanın etkisi ile de oluşabilir. 

Şekil 8’de kömür madeni, dekapaj göleti ve karışım sularına ait δ 18 O-H2O/δ 34 S-SO4 grafiği 

verilmiştir. (Van Everdingen ve Krouse, 1985) tarafından ortaya konulan matematiksel yaklaşım 

kullanılarak suyun içinde yeni oluşan SO4 iyonundaki δ 18 O izotop içeriğini etkileyen O2 ve H2O 

katılım oranları hesaplanmış ve bu oranlar Tablo 1’de sunulmuştur. Şekil 8’deki diyagramda gölet 

örnekleri ile sıcak su kaynağı karışım doğrularının dışında kalmaktadır. Bu da muhtemelen gölet 

örnekleri ile bunlarla ilişkide olan sıcak su kaynağının aşırı buharlaşma etkisinde kalmış olmasından 

kaynaklanmaktadır. 

49

18 O SO4 (‰ VSMOW) 

20 

10 

0 

-10 

-20 

-30 

H O = % 0 

2 

% 25 

% 50 

% 75 

% 100 

-30 -20 -10 0 


H2O 

Karışım Suları Mekanize Panolar Klasik Panolar Göletler Sıcaksu 

Şekil 8. Çalışma alanı içinde kömür madeni, dekapaj göleti ve karışım sularına ait δ 18 OH2O/δ 34 S- 

SO4 grafiği. 

Tablo 1. Galeri suları ile karışım sularının oksidasyon yüzdeleri. 

No Adı % 

Oksidasyon 

50 

No Adı % 

1 Tahta köprü çeşmesi 93.0 8 M5 ayak girişi 90.4 

2 Çamaşırlık 91.3 12 1B pano girişi 53.0 

2 Çamaşırlık 97.7 12 1B pano girişi 49.4 

3 İnkaya artezyeni 83.0 13 1B tulumba 74.9 

3 İnkaya artezyeni 87.8 14 1B pano taban 73.2 

5 MTA kuyusu 98.9 16 Girişten 80. m 74.6 

6 GLİ kuyusu 85.0 16 Girişten 80. m 79.0 

7 Mekanize 3. bant 

550 m 

7 Mekanize 3. bant 

550 m 

89.8 35 KAG 7 84.7 

96.6 43 M4 kuyruk yolu 

girişi 

Oksidasyon 

99.5

6. SONUÇLAR 

Hidrokimyasal çalışmalar sonucunda toplam 9 değişik su tipi belirlenmiştir. Havzadaki başlıca su 

tipleri, Mg-SO4’lı kömür galerisi ve dekapaj gölet suları, Ca-HCO3’lı kireçtaşı suları ve Na-HCO3 

tipinde, granitlerden sondaj yolu ile elde edilen termal akışkandır. 

Yerel meteorik doğru denklemi δ 2 H=8*δ 18 O+15.8 olarak hesaplanmıştır. Mekanize kömür 

galerilerindeki sular, günümüzden daha soğuk iklim koşullarının hüküm sürdüğü yağışlarla oluşan 

jeotermal sular ile eski dekapaj göletlerinden yeraltına sızan suların karışması sonucu oluşmuştur. 

Drenaj alanında içinde bulunan yeraltısularında büyük oranda buharlaşma etkisi görülmektedir. 

Yağışların ve yüksek kot kaynaklarının 3 H içerikleri, dekapaj göllerinin ve mekanize kömür 

galerilerindeki yeraltısularının 3 H içeriği ile aynıdır. Dolayısı ile karışım sürecine giren güncel 

sular, ağırlıklı olarak dekapaj gölet sularıdır. 

Kömür galerilerindeki yeraltısularının içinde çözünmüş olarak bulunan SO 4 iyonunun kökeni, 

kömür içinde bulunan kükürdün oksidasyonu ile kömür damarlarının çevre kayaçları içinde SO 4 

içeren minerallerdir. 

8. KAYNAKÇA 

Baş, H., 1983, Domaniç-Tavşanlı-Gediz-Kütahya Tersiyer Jeolojisi ve Volkaniklerinin Petrolojisi, 

Derleme No: 7293, MTA, Ankara 

Clark, I.D. And Fritz, P., (1999), Environmental isotopes in hydrogeology, 2nd Edition, 328 pp, 

Lewis Publishers. 

Çetin, A., Bayraktar, C., Altınay, A., 1985, Karamanlar-Ömerler-Çamlıca (Kütahya, Domaniç) 

Kömür yatağı Jeoloji Raporu, Derleme No: 7872, MTA, Ankara 

Destanoğlu, N., Taşkın, F.B., Taştepe, M., Öğretmen, S., 2000, GLİ Tunçbilek-Ömerler Yeraltı 

Mekanizasyon Uygulaması, 211 s., TKİ, Ankara 

Özgür, C., Erduran B., Doğdu N., Güner İ.N., İldeş L., Özbilge T., 2006, Kütahya-Tavşanlı- 

Tunçbilek Kömür Sahası Hidrojeoloji Etüdü Raporu, MTA, Ankara 

Van Everdingen, R.O and Krouse, H.R., 1985, “Isotope composition of sulphates generated by 

bacterial and abiological oxidation”, Nature, 315, 395-396. 

51

Tablo 2. Çalışma alanı ve çevresinden alınan su örneklerine ait izotop analiz sonuçları. δ 18 O, δ 2 H, δ 34 S-SO4 ve δ 18 O- 

SO4 analizleri Reno Üni. İzotop Lab. (Nevada-ABD), 3 H analizleri ise Hacettepe Üni. Jeoloji Müh. Böl. Trityum 

Lab.’nda yaptırılmıştır. 

No Adı Tarih δ18O (H2O) δ 2 H (H2O) δ 34 S δ 18 O (SO4) 3 H (± 1σ) Kot (m) 

1 Ömerler tahta köprü Eylül-2004 -7.89 -57.2 8.39 -2.78 4.9 0.21 750 

2 

2 

Çamaşırlık 

Çamaşırlık 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-8.76 

-8.76 

-61.2 

-62.7 

11.68 

11.57 

-3.35 

-4.32 

5.04 

5.53 

0.23 

0.31 

720 

3 

3 

İnkaya artezyeni 

İnkaya artezyeni 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-8.46 

-8.49 

-60.4 

-59.8 

10.15 

9.98 

-1.83 

-2.58 

6 

6.97 

0.22 

0.34 

710 

4 

4 

Gölet (2. grup sondaj) 

Gölet (2. grup sondaj) 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-7.37 

-7.52 

-56 

-56.9 

8.6 

9 

-3.76 

-4.9 

3.81 

5.58 

0.26 

0.3 

650 

5 MTA kuyusu Eylül-2004 -7.63 -58 8.97 -3.38 4.92 0.28 

5 MTA kuyusu Nisan-2005 -8.04 -59.1 8.66 -4.74 4.78 0.3 650 

5 MTA kuyusu Ekim-2005 -7.63 -56.8 - - - - 

6 

6 

GLİ kuyusu 

GLİ kuyusu 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-9 

-9.14 

-62.5 

-62.3 

- 

8.34 

- 

-2.73 

4.8 

4.99 

0.22 

0.3 

655 

7 Mekanize 3. bant 550 m levhası Eylül-2004 -8.32 -59.7 6.95 -2.72 4.69 0.26 

7 Mekanize 3. bant 550 m levhası Nisan-2005 -8.22 -61.1 7.1 -3.62 4.87 0.32 

7 Mekanize 3. bant 550 m levhası Ekim-2005 -8.34 -59.9 - - - - 

8 M5 ayak girişi Eylül-2004 -8.8 -63.7 8.43 -3.24 2.42 0.24 

9 

9 

Ada tepe 

Ada tepe 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-8.73 

-8.84 

-60.8 

-61.2 

- 

- - 

6.6 

5.79 

0.23 

0.34 

980 

10 Işıkoğlu 

10 Işıkoğlu 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-8.44 

-8.48 

-60.4 

-61.2 

- 

- 

- 

- 

7.18 

7.91 

0.24 

0.36 

920 

11 İncez 

11 İncez 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-8.44 

-8.64 

-61.8 

-60.1 

- 

- 

- 

- 

7.41 

7.39 

0.24 

0.36 

805 

12 1B pano girişi Eylül-2004 -9.61 -68.4 15.1 2.51 0.19 0.21 

12 1B pano girişi Nisan-2005 -9.68 -68.2 14.72 1.9 0.96 0.26 

13 1B tulumba Eylül-2004 -8.5 -60.8 5.89 -0.67 4.87 0.27 

14 403 ayak kuyruk Eylül-2004 -10.31 -76 6.58 -1.8 0.25 0.21 

16 Girişten 80. m Ekim-2005 -8.46 -60 - - - - 

16 Girişten 80. m Eylül-2004 -8.39 -59.7 5.95 -0.53 5 0.27 

16 Girişten 80. m Nisan-2005 -8.64 -60.5 6.27 -1.39 4.27 0.31 

17 Ebeana Nisan-2005 -8.57 -59.7 - - 8.39 0.38 755 

18 Gölet (açık işletme) 

18 Gölet (açık işletme) 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-4.77 

-5.78 

-44.3 

-48.6 

7.21 

7.14 

-2.42 

-3.88 

5.35 

5 

0.28 

0.33 

835 

19 Sıcaksu 

19 Sıcaksu 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-8.29 

-8.54 

-62.3 

-63.6 

6.4 

6.49 

-4.89 

-5.24 

3.35 

2.47 

0.28 

0.28 

970 

20 Bozbelen yolu Eylül-2004 -8.63 -60.1 - - 5.31 0.3 915 

20 Bozbelen yolu Nisan-2005 -8.9 -60.7 - - 4.45 0.32 915 

21 Böcen 

21 Böcen 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-7.6 

-7.82 

-56 

-56.4 

- 

- 

- 

- 

11.26 0.29 

11.84 0.4 

655 

22 Kanolduk 

22 Kanolduk 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-8.26 

-8.44 

-58.5 

-60.3 

- 

- 

- 

- 

7.27 

7.25 

0.25 

0.33 

880 

23 A.g.yayla 

23 A.g.yayla 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-10.92 

-11.38 

-70.7 

-74.3 

- 

- 

- 

- 

6.97 

6.57 

0.32 

0.31 

1635 

24 Tayyelesi 

24 Tayyelesi 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-10.55 

-11.22 

-70.2 

-73.1 

- 

- 

- 

- 

6.25 

7.17 

0.32 

0.34 

1050 

25 Ahlatlıgedik 1 Eylül-2004 -10.67 -71.2 - - 6.09 0.31 975 

25 Ahlatlıgedik 1 Nisan-2005 -10.8 -71.2 - - 6.56 0.32 

26 Asarloru 

26 Asarloru 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-10.6 

-11.05 

-71.2 

-73 

- 

- 

- 

- 

7.28 

6.46 

0.33 

0.32 

940 

27 Ahlatlıgedik 2 Eylül-2004 -10.46 -70.3 - - 6.25 0.31 950 

27 Ahlatlıgedik 2 Nisan-2005 -10.62 -70.7 - - 6.35 0.32 

28 Çinili çeşme 

28 Çinili çeşme 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-7.78 

-7.88 

-56.4 

-57.5 

- 

- 

- 

- 

5.59 

4.76 

0.31 

0.29 

850 

29 Sıcaksu göleti Eylül-2004 -6.67 -55 6.86 -4.54 3.78 0.28 970 

30 Marion gölet 

30 Marion gölet 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-2.76 

-5.88 

-35.2 

-51.4 

7.07 

7.19 

-4.57 

-5.61 

4.73 

3.77 

0.29 

0.28 

810 

31 Çarşamba d. kyn Eylül-2004 -10.74 -69.6 - - 8.05 0.37 1270 

31 Çarşamba d. kyn Nisan-2005 -10.92 -70.9 - - 7.12 0.33 

32 Dikencik tepe 

32 Dikencik tepe 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-10.88 

-11.2 

-70.3 

-71.6 

- 

- 

- 

- 

6.6 

6.74 

0.35 

0.33 

1625 

33 Kütüklükuyu 

33 Kütüklükuyu 

Eylül-2004 

Nisan-2005 

-11.29 

-11.63 

-72.9 

-76.9 

- 

- 

- 

- 

6.18 

6.9 

0.35 

0.33 

1480 

52

Tablo 2. Devam ediyor 

No Adı Tarih δ 18 O (H2O) δ 2 H (H2O) δ 34 S δ 18 O (SO4) 3 H (± 1σ) Kot (m) 

34 Tülce tepe çeşme Nisan-2005 -8.54 -58.5 - - 4.3 0.28 680 

35 KAG 7 Nisan-2005 -8.7 -59.4 9.28 -2.3 4.85 0.3 725 

36 Bozbelen Nisan-2005 -8.51 -59.4 - - 8.8 0.36 1020 

38 Gölet (18 no. doğusu) Nisan-2005 -6.4 -55.5 8.23 -3.38 4.3 0.29 840 

40 Gölet (Kışlatepe) Nisan-2005 -5.08 -44.8 5.69 -0.48 7.82 0.35 1025 

41 Gölet (ağaçlandırma) Nisan-2005 -3.4 -34.4 6.19 3.11 7.96 0.36 910 

42 M5 kuyruk 1. sondaj Nisan-2005 -8.29 -60.3 8.93 -4.52 4.24 0.3 

43 M4 kuyruk yolu girişi Nisan-2005 -8.16 -59.5 7.33 -3.99 4.67 0.29 

43 M4 kuyruk yolu girişi Ekim-2005 -8.33 -59.8 - - - - 

44 Terzitarla tepe kuzeyi Nisan-2005 -11.24 -73.1 - - 6.86 0.33 1140 

45 Karanlıkdere Nisan-2005 -11.11 -73 - - 6.98 0.32 1410 

46 Arapdede Nisan-2005 -10.69 -71.1 - - 6 0.32 1355 

47 Arapdede KB'sı Nisan-2005 -10.87 -70.7 - - 6.52 0.32 1405 

48 Kumluk T. Nisan-2005 -11.66 -77.3 - - 6.83 0.32 1430 

49 Omcalık T. Kuzeyi1 Nisan-2005 -11.1 -72.8 - - 7.01 0.33 1205 

50 Omcalık T. Kuzeyi2 Nisan-2005 -11 -73.1 - - 6.79 0.32 1165 

51 Asar sırtı Nisan-2005 -9.94 -66.8 - - 6.47 0.32 1025 

52 Çardakyayla Nisan-2005 -11.23 -68.7 - - 8.11 0.34 1070 

53 Yirce d. Nisan-2005 -10.17 -69.2 - - 5.4 0.31 1030 

54 Ekilce T. Nisan-2005 -10.22 -67.5 - - 6.09 0.32 1170 

55 Koyunpınarı Nisan-2005 -11.55 -74.7 - - 8.06 0.34 1880 

56 Bozkulakyayla Nisan-2005 -12.17 -79.3 - - 7.17 0.34 1790 

57 Sarıpınar sırıtı Nisan-2005 -11.79 -76.2 - - 4.64 0.29 1780 

60 M5 ayak içi (santrifüj) Ekim-2005 -8.43 -60.8 - - - - 

61 Girişten 230. Metre Ekim-2005 -8.52 -59.8 - - - - 

62 Oylat kaplıcası Ekim-2005 -10.85 -69.4 - - 4.41 0.31 710 

62 Oylat kaplıcası Nisan-2006 -10.85 -68.2 - - 5.1 0.31 

63 Hamitabat Ekim-2005 -9.87 -70.4 - - 0.13 0.22 720 

63 Hamitabat Nisan-2006 -9.54 -68 - - 1.86 0.26 

64 Göbel Ekim-2005 -9.88 -66.4 - - 1.28 0.25 

64 Göbel Nisan-2006 -9.86 -66.4 - - 2.27 0.26 

65 KAP-1 Ekim-2005 -10.82 -74.3 - - 0 0.22 939.42 

66 KAP-2 Ekim-2005 -9.38 -65.8 - - 2.85 0.28 724.91 

66 KAP-2 Nisan-2006 -9.02 -62.7 - - 4.18 0.27 

67 Yoncalı Ekim-2005 -10.02 -67.9 - - 0.43 0.23 

67 Yoncalı Nisan-2006 -10.03 -68.5 - - 0.67 0.2 

Yağış Kasım-2004 Eylül-2004 -10.06 -64.9 - - 4.82 0.21 

Yağış Aralık-2004 Eylül-2004 -10.73 -70.3 - - 3.2 0.18 

Yağış Ocak-2005 Eylül-2004 -10.34 -70.5 - - 3.11 0.18 

Yağış Şubat-2005 Eylül-2004 -12.18 -80.9 - - 4.59 0.31 

Yağış Nisan-2005 Nisan-2005 -10.55 -74.7 - - 10.8 0.38 

Yağış Mart-2005 Nisan-2005 -9.4 -61.8 - - - - 

Yağış Temmuz-2005 Nisan-2005 -5.55 -37.5 - - - - 

Yağış Ekim-2005 Nisan-2005 -10.2 -66 - - - - 

Yağış Aralık-2005 Nisan-2005 -9.31 -59.6 - - - - 

Yağış Mart-2006 Nisan-2005 -9.79 -64.6 - - - - 

Yağış Eylül-2005 Nisan-2005 -6.67 -43.4 - - - - 

53

BİRİM HİDROGRAF ÇIKARILMASINDA KARARLI İZOTOPLARIN 

KULLANILMASI 


Toprak Gübre ve Su Kaynakları Merkez Araştırma Enstitüsü 

itekeli@lycos.com 

ÖZET 

Bu çalışmada; alanı 16.125 km 2 olan Ankara-Güvenç Havzasında yağış, akım, kaynak (yüzeyaltı 

suları) ve kuyu (yeraltı suları) dan alınan su örnekleri ile kararlı izotop çalışması yapılmış ve havza 

için yağış-akış ilişkisi araştırılmıştır. Bireysel olaylardan iki adet tek pikli akım hidrografları hem 

izotop hem de grafik (klasik) yöntemle bileşenlerine ayrılmış ve birim hidrografları çıkartılarak 

hidrograf pik değerleri karşılaştırılmıştır. Havzanın izotop yöntemi ile bulunan 10 dakika ve 20 

dakikalık birim hidrograf pik değerleri Qp= 1322 1/s ve Qp= 1327 1/s, grafik yöntem ile bulunan 

değerleri ise sırası ile Qp= 1656 1/s ve Qp= 1250 1/s olmuştur. 

Anahtar Kelimeler: Hidrograf ayrımı, kararlı izotoplar, grafik metot, birim hidrograf 

ABSTRACT 

THE USE OF STABLE ISOTOPE TO DERIVE UNIT HYDROGRAPH 

In this research, a stable environmental isotope study was carried out from analysis of water 

samples collected from rainfall, runoff (total discharge), springs (subsurface flows), and wells 

(ground waters) in Ankara-Güvenç basin having a drainage area of about 16.125 km 2 . From 

individual samples, unit hydrographs from two one-peak storm hydrographs were derived using 

both isotope and graphical methods, and the derived unit hydrographs values including peaks were 

compared. Peak values of 10 and 20 minutes unit hydrographs of the basin derived by using 

isotope method (Qp= 1322 1/s and Qp= 1327 l/s) are compared with those of graphical method (Qp= 

1656 1/s, and Qp= 1250 1/s) using Barnes semi-log approach. 

Keywords: Hydrograph separation, stable isotopes, graphical method, unit hydrograph. 

GİRİŞ 

Bir havzadan gelebilecek akım miktarlarının tahmin edilmesinde değişik yöntemler 

kullanılmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı amprik modellerdir. Ancak bu modeller havzaların 

üniform (homojen) olmaması durumunda büyük yanılgılara yol açabilmektedir. Bu nedenle akım 

karakteristiklerinin belirlenmesinde klasik metotlara alternatif olarak özel tekniklerin uygulanmaya 

başlanılmıştır. Bunlardan birisi de kararlı izotop analiz teknikleridir. Bir havzada akarsuyun kararlı 

izotop değerleri havzaya düşen yağışların izotop değerleri ile yakından ilişkilidir. Küçük havzalarda 

yüzey akımın δ 18 O değeri bölgesel yağışın δ 18 O değeri ile aynıdır. Büyük ölçekli havzalarda ise 

su çok uzun yol kat ettiği için ortalama yağış ile akarsuyun izotop değeri arasında önemli 

farklılıklar olabilmektedir ( IHP, 2001). Bu çalışmada Güvenç havzasında yağış- akım ilişkileri ve 

birim hidrograflar kararlı izotop yöntemleri ile çalışılmış ve sonuçlar klasik hidrograf bileşenlerine 

ayırma yöntemi (Barnes - Yarı Logaritmik Grafik Yöntem) ile karşılaştırılmıştır. 

55

MATERYAL 

Araştırma Alanı 

Güvenç Havzası Ankara-Yenimahalle-Güvenç Köyünde Kayaönü Deresi üzerinde yapılan Güvenç 

Göleti su toplama havzasıdır. Havza Ankara-İstanbul karayolunun 35. Km’sinden 6.5 km. doğuda, 

gölet de köyün 2.5 km. kuzeydoğusunda yer almaktadır. Kuzeybatıda Dedeçam Tepesi (1198 m), 

kuzeyde Sarıkaya Tepesi, doğuda Çayırınkafa Tepesi ve Karatepe, güneyde Tabyabayır ve Akpınar 

Tepeleri, güneybatıda Karyağdı Tepesi (1459 m), batıda Dikbayır sırtları ve Kartalkaya Tepesiyle 

çevrilmiş olan Güvenç Havzası içerisinde Sarıbeyler (Lezgi) köyü yer almaktadır. Araştırma 

Havzası içerisinde doğan sular, Kayaönü deresinde toplanarak Ova Çayına dökülür. Ova Çayı da 

Sakarya Nehrinin bir kolu olan Ankara Çayına kavuşmaktadır. Havza yağış alanı 16.125 km 2 ’dir. 

Havza çıkış yerinin deniz seviyesine göre yükseltisi 1053 metre, enlemi 40 0 08’ 00’’ N, boylamı 32 0 

45’ 15’’ E’dur. 

Ölçüm Ağı ve Yağış-Akım İlişkileri 

Havzada yağış ve akım ölçümleri için beş adet yağış istasyonu ve üçgen akım savağı yer almaktadır. 

Akım ve yağış ölçümleri 1984 yılından günümüze kadar sürekli olarak ölçülerek kaydedilmektedir 

(Şekil 1). 

Araştırma havzası yazları sıcak ve kurak, kışları soğuk ve yağışlı olan İç Anadolu iklim özelliği 

göstermektedir. Yağış ve akım ölçümlerine 1987 yılında başlanılmış ve 1987-2001 döneminde 

ortalama 496.4 mm lik yağışa karşılık 119.32 mm değerleri gözlenmiştir. Yağışların mevsimlere 

göre dağılımında en yüksek % 33.3 ile ilkbahar mevsimi olmuş ve ikinci sırada , % 28.5 kış, % 

23.4 ile sonbahar ve % 14.8 ile yaz izlemiştir. Ortalama olarak en çok yağış 62.2 mm ile Nisan 

ayında görülmüştür. Ölçüm süresince en yağışlı yıllar 474.3 mm ile 1984 ve 1998 yılları, en az ise 

289.5 mm ile 2001 yılı olmuştur ( Tekeli ve Babayiğit, 2001). 

Toprak ve Jeolojik Özellikleri 

Araştırma alanında yer alan toprakların rutubet rejimleri Xeric ve sıcaklık rejimleri ise Mesictir. 

Toprakların oluşum süreci sonrası oluşan bazı yüzey üstü ve yüzey altı tanı horizonları saptanmış ve 

bunlar Entisol, Inceptisol, ve Vertisol ordolarına yerleştirilmiştir. Bu ordolar içerisinde % 59,9 ile 

Entisoller en fazla alan kaplarken bunu sırasıyla % 34,2 ile Inceptisol ve % 1,7 ile Vertisol 

izlemiştir. Yukarıda da belirtildiği gibi havzanın % 12.6'sı (2.031 km 2 ) orta meyilde, orta erozyonlu; 

% 36.2'si (5.837 km 2 ) dik meyilde, şiddetli erozyonlu; % 4.5'i (0.731 km 2 ) çok dik meyilde, şiddetli 

erozyonlu; % 46.7'si’de (7.526 km 2 ) sarp meyilde, çok şiddetli erozyonludur. Havza topraklarının 

% 8.9'u orta derin, % 44.4'ü sığ ve % 46.7'si de çok sığdır. 

Havza alanının büyük bir kısmını (Batı ve Orta kesimde) Paleosen yaşlı kil ve kireçtaşı ara 

katmanları ile az geçirimli olarak Sarıbeyler formasyonu kaplamaktadır (9.01 km 2 ). Bu birimlerin 

yeraltısuyu verimlilik dereceleri zayıftır. Havzanın memba (yukarı su toplama alanları) kısımlarında 

ise kireçtaşları ile ortalanmış, yeraltısuyu verimliliği bakımından oldukça zayıf marn tabakaları 

bulunmaktadır . Havzanın güney batısı ile kuzey doğusunda bulunan Orhaniye formasyonu orta 

derecede yeraltısuyu verimliliğine sahip olup Sarıbeyler formasyonu üzerinde yer almaktadır. Her 

iki formasyonun dokanak halinde bulunduğu bölgelerde kaynaklar bulunmaktadır. Güney doğuda 

bulunan ve siltli kumtaşı ile zayıf akifer olma özelliği gösteren Dikmendere formasyonu da yer yer 

yüzeylenmektedir. Dikmendere formasyonunun Sarıbeyler formasyonu ile dokanak halinde 

bulunduğu bölgelerde de yer yer kaynaklar bulunmaktadır. Havzada yüzeyaltı suyunun, toplam 

akımlarda etkili olduğu, kuyu verdileri ile de belirlenmiştir (DSİ, 1968). 

56

Arazi Kullanma ve Bitki Örtüsü 

Araştırma havzasında Landsat uydu görüntüsü ile detaylı bitki örtüsü ve arazi kullanım analizi 

yapılmıştır. Çalışma alanının % 43,42 ünde kuru tarım yapıldığı, % 2,8 bağ-bahçe, % 47,3 mera 

alanı, % 4.1 orman - fundalık ve % 2,4 terkedilmiş alan ile kaplı olduğu belirlenmiştir (Tekeli ve 

ark, 2007). 

METOT 

Su Örneklerinin Toplanması 

Şekil 1. Güvenç Havzası Ölçüm Ağı Haritası 

Kararlı izotopların (Oksijen-18, Döteryum) analizleri için su örnekleri yağmur, çeşme, kuyu 

suyu ve dereden toplanmıştır. Akımları oluşturan yağışların kararlı izotop konsantrasyonlarının 

belirlenmesi amacı ile akım savağı yakınında bulunan R-24 yağış istasyonundan yağmur 

örnekleri toplanmıştır (Şekil 1). Çeşme ve kuyu suyundan (Şekil 2) ayda bir defa, yağmur 

suyundan anlık bireysel olaylarda yağışı temsil etmek üzere bir defa, dereden ise olaylar 

sırasında hidrografın yükselmesi ve çekilmesine rastlaması sağlanmaya çalışılarak (30 ar dakika 

aralıkla) su örnekleri alınmıştır. Polietilen şişelere alınan ve hava almayacak şekilde sıkıca 

57

tıpalanıp etiketlenen örneklerin analizleri D.S.İ. Ankara Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol 

Dairesi Başkanlığı (TAKK) İzotop Analiz Laboratuvarında yapılmıştır. 

İzotop Yöntemi 

Şekil 2. Kuyudan Su Örneklemesi 

Amaca uygun olarak alınan su örneklerinin kararlı izotop Oksijen-18 ve Döteryum miktarları 

D.S.İ. İzotop Laboratuvarlarında Kütle Spektrometre cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Cihaz gaz 

haline dönüştürülmüş su numunelerinin bir referansa (SMOW) göre izotopik oranlarını (D/H), 

O 18 /O 10 gibi) ölçecek şekilde tasarlanmıştır (DSİ, 1987). 

Elde edilen sonuçlar izotopların gerçek değerini değil fakat bir referansa göre olan oranlarını 

belirlemektedir. Sonuçlar notasyonu kullanılarak gösterilmekte ve 

Rörnek 

Rreferans 

 

x1000 

(1) 

R 

referans 

eşitliği ile ifade edilmektedir. Yöntemde kullanılan referans okyanus suyunun ortalama izotopik 

kompozisyonu temsil eden standard ortalama okyanus suyu (SMOW) dur. Ölçümlerde hassasiyet 

Oksijen 18 ( 18 O) için % 0.1 ve Döteryum (D) için % 1’dir (DSİ, 1987). 

Yüzeye ulaşan yağmur havzanın özelliklerine bağlı olarak yüzey ve yüzeyaltı akışlarını 

oluşturmaktadır. Bu iki bileşen ve havzanın yeraltı suyu katkısı ile havza çıkışında akımlar 

toplam debi olarak ölçülmektedir. Toplam debinin zamana bağlı olarak değişimini veren akım 

hidrografını yüzey akış (Qy), yüzeyaltı (Qya) ve yeraltı akışı (Qye) oluşturmaktadır. Bu durumda 

toplam akım; 

Qt= Qy + Qya + Qye (2) 

bağıntısı ile gösterilebilir. Bu eşitlikte Qy, Qya ve Qye bilinmeyen değerlerdir. İzotopların sakınımı 

prensibinden 

Qt.Ct = Qy . Cy +QyaCya + Qye.Cye (3) 

şeklinde formüle edilirler. Burada C su kütlelerinin izotop konsantrasyonları olup, Oksijen-18 ve 

Döteryum için yukarıda 1 nolu eşitlikte C (R) verilmektedir. 

Döteryum ve Oksijen-18 konsantrasyonları sırası ile D ve O ile gösterilerek 3 nolu denklem 

yerine 

Qt. Dt = Qy. Dy + Qya.Dya + Qye. Dye (4) 

58

Qt.Ot = Qy.Oy + Qya .Oya + Qye . Oye (5) 

Denklemlerden görüldüğü gibi 3 bilinmeyenli 2 denklem ile çözüm arandığı için yüzeyaltı ve 

yeraltı suyu birlikte taban suyu olarak ele alınmış ve denklem 2 bilinmeyenli iki denkleme 

indirgenmiştir. 

Qt = Qy + Qta (6) 

Kararlı izotoplardan Döteryum kullanılarak bağıntı 6’ya ek olarak aşağıdaki denklemler 

yazılarak taban akım (yüzeyalt+yeraltı) ve (Qta) yüzey akım (Qy) hesaplamaları yapılmış ve 

sonuçlar Oksijen-18 ile tekrarlanarak doğrulanmıştır. 

veya 

Qt.Dt = Qy.Dy + QtaDta (7) 

Qta = Qt (Dt – Dy) : (Dta – Dy) (8) 

Qy = Qt (1 – (Dt – Dy) : (Dta – Dy) (9) 

Toplam hidrografın üç ayrı bileşenci olarak ayrıldığı bireysel olaylarda ise çözüm için denemeyanılma 

metodu uygulanmıştır. Oksijen 18 değerleri uygulanıp deneme yanılma ile bulunan 

akım bileşeni miktarlarının Döteryum ile sağlaması yapılmıştır. 

Barnes Yöntemi (Y.Logaritmik grafik yöntem) 

Akım hidrografının bileşenlerine ayrılmasında kullanılan yöntemlerden bir diğeri grafik ayırım 

yöntemidir. Bu yöntem bir takım kabullere dayanmaktadır. Grafik yönteminde her bileşen akım 

için; 

Qi = Qo . K t (10) 

bağıntı verilmektedir. Burada Qo debinin görüldüğü an, Qi ise t zaman kadar sonra görülen 

debiyi göstermektedir. K çekilme katsayısıdır ve 1 den küçük olmak üzere her bileşen için farklı 

değerler almaktadır (Usul, 2001). 

Birim Hidrograf Yöntemi 

Havzada ölçülen yağış ve akım değerleri ile hem izotop hem de grafik yöntem ile belirlenen 

hidrograf bileşenleri (yüzey akım ve ana akım) kullanılarak iki bireysel olayın birim hidrograf 

değerleri hesaplanmıştır ( Özer, 1991). Elde edilen sonuçlar havzanın uzun yıllık verilerden 

çıkarılan ortalama birim hidrograf değerleri ile de karşılaştırılmıştır. 

BULGULAR ve TARTIŞMA 

Çalışma havzasından toplam 159 adet su örneği toplanılmış ve analizler yapılmıştır. İzotop 

Laboratuvarından alınan örneklerin Oksijen-18 ( 

59 

18 O) ve Döteryum (D) analiz sonuçları 

Ankara-Güvenç Havzasında Akım Hidrograflarının Bileşenlere Ayırımında İzotop Tekniklerinin 

Kullanımı isimli araştırma raporunda verilmiştir (Tekeli ve Şorman, 2001). Toplanan yağış, 

toplam akım, yüzeyaltı ve yeraltı sularının Oksijen-18 ve Döteryum sonuçları kuzey yarım küresi 

yağış ortalamasını veren doğruya göre konumlandırılmış ve grafiksel olarak incelenmiştir. R24 

istasyonundan toplanılan yağış örneklerinin tarih, miktar, şiddet, süre değerleri Çizelge 1’ de 

verilmiştir. Seçilen beş adet tek pikli bireysel olayın iki adetinde birim hidrograf çalışması 

yapılmıştır. Bireysel olaylardan üç adedinde hidrograf bileşenlerinin analizi yapılmış ve Şekil 3’ 

de verilmiştir. Beş adet bireysel olayın grafik ve izotop yöntemi ile belirlenmiş akım 

bileşenlerinin yüzde miktarları ve dereden alınan su örneklerinin grafik yöntemi ile 

karşılaştırılmış izotop yöntemi akım bileşenleri sonuçları ise Çizelge 2’ de verilmiştir.

İzotop yöntemi ve akım bileşenlerinin hesaplanmasında yüzeyaltı akımın özellikle (fast 

subsurface flow) hızlı yüzey altı akım olarak adlandırılan önemli bir miktarının o günkü yağıştan 

geldiği gerçeğinden hareketle direkt yüzey akışla birlikte toplam akışa katkısı olduğu 

düşünülmüştür. Yeraltısuyu (Qye) ile önceki bireysel olaylardan gelen gecikmeli yüzeyaltı akış 

(slow subsurface flow Oya) ise toplam akıma etki eden ikinci kısım akım olarak hesaplanmıştır. 

Araştırma havzasında yüzeyaltı sularının bireysel olaylara olan katkılarını daha ayrıntılı 

belirlemek amacı ile tek pikli olayların çekilme eğrileri ayrı ayrı analize tabi tutulmuşlardır. 

Belirlenen çekilme eğrilerinden eğim (m) ve debi (q) değerleri hesaplanmış bulunan q 

değerlerinden havzaya ait depolama miktarları Çizelge 3.’de verilmiştir. İzotop yöntemi ile 

hesaplanan akım bileşenlerinden birim hidrografları çıkarılmış ve bu hidrograflar grafik yöntem 

ile karşılaştırılmıştır (Çizelge 4 ve 5). İzotop analizi yapılan yağmur örneğinin yağış miktarları 

9.5 mm ile 22.3 mm arasında değişmektedir (Çizelge 1). Havzada uzun süreli ölçümler sonucu 

yağış-akım verilerinden çıkarılan havza yüzey akış sınır eğrisine göre araştırma alanında; iki 

yağış arasındaki süre ve şiddetleri ne olursa olsun 19 mm’nin üzerindeki tüm yağışlar yüzey akış 

oluşturmakta, 2.4 10.0 mm arasındaki yağışların yüzey akışı verebilmeleri ise şiddetlerine ve 

önceki yağışla arasındaki zamana bağlı olmaktadır. 19.5.1998 tarihli olay 9.5 mm değer ile 

yağış en düşük görülmüştür. Ancak bu tarihte düşen toplam yağış incelendiğinde örnek toplama 

anında toprağın nem bakımından doygun durumda olduğu belirlenmiştir. Dolayısı ile 9.5 mm’lik 

bir yağış havzada yüzey akımına neden olmuştur. 

Çizelge 1. Bireysel olayların yağış, şiddet ve süre değerleri 

Tarih 

Toplam Yağış 

Miktarı (mm) 

Şiddet 

(mm/h) 

60 

Süre 

(dak) 

Toplam süre 

19.05.1998 9.5 7.1 20 420 

27.05.1998 21.0 64.8 10 50 

13.04.2000 11.7 6.6 10 240 

24.05.2000 22.3 53.9 10 235 

02.06.2000 10.1 27.4 10 200 

Çizelge 2.Bireysel olaylarda akım bileşenlerinin grafik ve izotop yöntemi ile karşılaştırılması 

Tarih 19.5.1998 27.5.1998 13.4.2000 24.5.2000 2.6.2000 

Akım 

Bileşenleri 

Qy 

(mm) 

Qya+Qye 

(mm) 

Qtop 

(mm) 

Qy/Top. 

(%) 

(dak) 

Grafik İzotop Grafik İzotop Grafik İzotop Grafik İzotop Grafik İzotop 

0.112 0.098 0.654 1.055 0.122 0.096 0.238 0.547 0.066 0.184 

1.076 1.09 1.338 0.918 1.577 1.603 0.599 0.290 0.510 0.392 

1.188 1.188 1.992 1.992 1.699 1.699 0.837 0.837 0.576 0.576 

9.4 8.2 32 53 7.2 5.7 28 65 11 32

Çizelge 3. Bireysel akımların çekilme eğrisi analizleri 

Tarih qp 

(l/s) 

mc 

(sa) 

q1 

(l/s) 

m1 

(sa) 

19.5.1998 580 111 353 30.5 * 

q2 

(l/s) 

m2 

(sa) 

62 

q3 

(l/s) 

m3 

(sa) 

q4 

(l/s) 

m4 

(sa) 

320 - - - - - - 

27.5.1998 6337 0.6 1320 1.5 952 3.6 620 8.6 520 41.5 459 

13.4.2000 707 7.2 436 32.1 * 

373 53.4 * 

q5 

(l/s) 

334 - - - - 

24.5.2000 2170 1.0 530 1.9 316 3.4 204 8.0 141 - - 

2.6.2000 1241 0.8 678 1.3 316 2.7 184 10.6 115 - - 

Çizelge 4. 19.05.1998 tarihli bireysel olayın grafik ve izotop yöntemleri ile hesaplanmış 

Zaman Toplam 

Akım 

birim hidrograf değerleri 

(1/s) 

Yeraltı Akım 

(l/s) 

Yüzeyaltı 

(l/s) 

Yüzey Akım 

(l/s) 

BH20 

Grafik İzotop Grafik İzotop Grafik İzotop Grafik İzotop 

14 50 320 320 0 0 0 0 0 0 0 

15 10 

15 30 

15 50 

16 10 

16 30 

16 50 

17 10 

17 30 

17 50 

18 10 

18 30 

18 50 

19 10 

19 30 

19 50 

20 10 

20 30 

20 50 

21 10 

338 320 330 2 1.5 13 3.5 116 36 

365 320 340 4 4 41 21 366 214 

410 320 345 8 4.5 82 60.5 732 617 

445 320 350 15 9 110 86 982 878 

480 320 360 40 16 120 104 1071 1061 

500 320 370 55 22 125 108 1116 1102 

550 320 375 95 55 135 120 1205 1224 

580 320 380 120 70 140 130 1250 1327 

570 320 375 115 75 135 120 1205 1224 

540 320 370 110 70 120 100 1071 1020 

520 320 365 100 65 100 90 893 918 

500 320 360 98 62 82 78 732 796 

480 320 355 90 58 70 67 643 637 

460 320 350 85 55 55 55 491 561 

450 320 345 80 52 50 53 446 541 

430 320 342 72 47 38 41 339 418 

415 320 340 65 45 30 30 268 306 

400 320 338 58 42 22 20 196 204 

390 320 336 52 39 18 15 161 153 

21 30 380 320 332 48 37 12 11 107 112 

21 50 

22 10 

375 320 330 42 35 8 10 71 102 

360 320 328 40 32 0 0 0 0 

(l/s)

Çizelge 5. 13.04.2000 tarihli bireysel olayın grafik ve izotop yöntemleri ile hesaplanmış birim 

hidrograf değerleri 

Zaman Toplam 

Akım 

(lt/sn) 

16 oo 

16 30 

17 00 

17 30 

18 oo 

18 30 

19 oo 

19 30 

20 oo 

20 30 

21 oo 

21 30 

22 oo 

22 30 

23 oo 

Yeraltı 

Akım 

Yüzeyaltı + 

Yüzey Akım 

Yüzeyaltı + 

Yeraltı 

Akım 

63 

Yüzey Akım (l/s) BH10 (l/s) 

Grafik Grafik İzotop Grafik İzotop Grafik İzotop 

233 233 0 233 0 0 0 0 

260 240 20 240 5 20 41 208 

298 252 46 270 24 28 197 292 

330 270 60 300 27 30 221 313 

374 280 94 330 47 44 385 458 

460 300 160 350 90 40 738 1146 

881 320 261 450 151 121 1238 1260 

707 345 362 580 202 127 1656 1322 

680 345 335 560 185 120 1516 1250 

620 345 280 520 140 100 1148 1042 

581 345 241 500 111 81 910 844 

520 345 180 480 60 40 496 416 

490 345 150 460 35 30 286 313 

460 345 120 450 15 10 123 104 

437 345 97 437 0 0 0 0 

Akım bileşenlerinin hesaplanmasında toplam hidrograf yüzey akım ve taban akım olmak üzere iki 

bileşenli olarak ele alınabilir. Toplam hidrografın üç ayrı bileşenli olarak ayrıldığı bireysel 

olaylarda ise çözüm için deneme yanılma metodu uygulanmıştır. Deneme-yanılma ile bulunan 

bileşenlerin miktarlarına Döteryum denklemleri ile sağlaması yapılmıştır. 19.5.98 tarihli akımda 

toplam akımın tüm bileşenleri ayrı ayrı diğer dört adedinde (27.5.98, 13.4.00, 24.5.00, 2.6.00) ise 

yüzey ve yüzeyaltı-yeraltısuyu birleştirilerek iki bileşenli olarak hesaplanmıştır. Bu olaylardan 

sadece ikisinde (19.5.98, 13.4.00) izotop yöntemi ile grafik yönteminde yüzeyaltı katmanlarından 

gelen su ayrımı çakışmış diğer üçünde (27.5.98, 24.5.00, 2.6.00) ise çakışmadığı gözlenmiştir. Bu 

üç olayda kaynaktan (çeşmeden) alınan su örnekleri araştırma havzasında sadece en alt jeolojik 

katmandan gelen ve toplam akıma katkısı olan yüzeyaltı suyu hakkında bilgi vermiştir. Beş adet 

bireysel olayın çekilme eğrileri çizilmiş ve yüzeyaltı katmanlarına ait m ve q değerleri 

hesaplanmıştır (Çizelge .3). Buna göre yukarıda bahsedilen üç olayda izotop analizleri ile bulunan 

yüzeyaltı su miktarı sadece q3 veya q4 katmanlarından gelen su miktarını gösterdiği belirlenmiştir. 

Dolayısı ile diğer (q1, q2) katmanlarından gelen yüzeyaltı su miktarları izotop yöntemi ile 

belirlenememiştir. Sonuçta izotop yöntemi ile bulunan yüzey akım miktarı grafik yöntemi ile 

bulunan yüzey akım miktarından fazla olmuştur. Bunun nedeni de izotop yönteminde ki yüzey akım 

yüzde değerleri içersinde yöntem sırasında ayrılamayan ve q1, q2 katmanlarından gelen yüzeyaltı 

akımın da bulunmasıdır. Bu sonuçlar Güvenç havzasında akım hidrograflarının çekilme eğrisi 

analizinde hidrograf pikinden sonra bir ve ikinci kırılma noktalarındaki hızlı yüzeyaltı akım olarak 

adlandırılan (rapid subsurface flow) suyun bitki kök bölgesi derinliğinde hareket edip daha sonra 

yine yüzeye çıkan akım olarak düşünülebileceğini de ortaya koymaktadır. 

Yeraltı suyu üzerinde sadece tek bir katmanın olduğu ve böylece her iki yöntemde de yüzeyaltı 

ayrımlarının birbiri ile uygunluk gösterdiği iki adet bireysel olayda (19.5.98, 13.4.00) grafik ve 

izotop yöntemlerindeki yüzey akım miktarlarının (yüzde olarak) az bir farkla birbirine yakın olduğu

elirlenmiştir. Dolayısı ile izotop yöntemi, grafik yöntemi ile yapılan hidrograf akım bileşenlerine 

ayırım olayını çok yakın değerler ile doğrulamıştır. 

Her iki yöntemde (Grafik ve İzotop yöntemi) de yüzeyaltı katmanları aynı olduğu belirlenen iki 

olayın BH10 ve BH20 hidrografları hem Barnes Grafik Yöntemi hem de İzotop Yöntemi sonuçları ile 

ayrı ayrı çıkarılmıştır. 1998 tarihli olayın 20 dakikalık birim hidrograf piki (BH20) grafik yöntemde 

1250 l/s, izotop yönteminde ise 1327 l/s bulunmuştur (Çizelge 4). İkinci olaydaki birim hidrograf 

(BH10) piki grafik yöntemde 1656 l/s, izotop yönteminde ise 1322 1/s olmuştur (Çizelge 5). 

Görüldüğü gibi her iki yöntemde de ulaşılan pik değerlerde çok önemli bir farklılık olmadığı, buna 

karşılık havzada uzun yıllık araştırma sonuçlarından (1987-2001) çıkarılan ortalama birim hidrograf 

değeri (BH10, Qp= 7121.3 1/s) ile karşılaştırıldığında ise önemli farklılıklar olduğu gözlenmiştir. 

Grafik yöntemi ile yapılan hidrograf ayrımlarında genelde toplam akımdan taban akım çıkarılmış ve 

taban akımda çoğu zaman yüzey altı akımı dikkate alınmadan sadece yeraltı suyu olarak ele 

alınmıştır. Halbuki özellikle araştırmanın yapıldığı Güvenç havzası örneğinde olduğu gibi bir kaç 

tane katmanlı jeolojik formasyon gösteren havzalarda yeraltı suyunun üzerindeki katmanlar 

gecikmeli yüzeyaltı suyu denilen (slow subsurface flow) ve taban yeraltı su akımına ilave edilmesi 

gereken depolama alanları olarak düşünülmesi gerekir. Hidrografın en üst noktasındaki ilk kırık ise 

hızlı yüzeyaltı akım olarak kabul edilip (rapid subsurface flow) yüzey akıma ilave edilebilir. 

SONUÇLAR VE ÖNERİLER 

Güvenç araştırma havzasında akım hidrograflarının bileşenleri grafik metot ve izotop metodu ile 

detaylı olarak olay bazında incelenmiştir. 

Beş adet bireysel olayın hidrograf ayırımları izotop yöntemi ile yapılmış ve grafik yöntemi ile 

karşılaştırılmıştır. Bireysel hidrograflardan ikisi akım bileşenlerine ayrım bakımından grafik 

yöntemi ile yakın sonuçlar vermiştir. Diğer üç adet olayda ise yüzeyaltı akım bileşenlerine ayırımı 

bakımından izotop yöntemi ile grafik yöntemi arasında farklılıklar gözlenmiştir. Bunun yanında 

izotop yöntemi ile elde edilen birim hidrograflar, havzada uzun yıllar grafik yöntemle bulunan birim 

hidrograflar ile karşılaştırıldığında toplam akımın bileşenlerine ayırımında özellikle yüzeyaltı 

akımlar için değişik jeolojik katmanların önemli olduğunu göstermiştir. 

Toplam akıma yüzey akım katkısı daha çok ilkbahar dönemlerinde sağnak yağışlar ile olmuştur. 

Diğer dönemlerde yeraltı suyu ve özellikle yüzeyaltı suyu katkısı önemli bulunmuştur. 

Yağış izotop değerleri anlık olaylarda alınan tek bir yağış örneği ile temsil edilmiştir. Toplam 

akımda yağışın katkısının daha sağlıklı hesaplanması için yağıştan olay sırasında birden fazla örnek 

alınması gerektiği bu çalışma ile ortaya çıkmıştır. Araştırma alanında daha detaylı bir yüzeyaltı ve 

yeraltı akımının toplam alandan ayrılmasına yönelik çalışmaları için gelecekte bu alanda 

belirlenecek noktalarda açılacak logları ile hidrograflardaki hangi katmanlardan ne miktar suyun 

geldiği ile ilgili detaylı bir çalışma kuvvetle önerilmektedir. 

KAYNAKLAR 

Devlet Su İşleri (DSİ), 1987. Hidrolojide izotoplar ve nükleer teknikler. D.S.İ. Genel Müdürlüğü 

Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi Başkanlığı, Adana. 

Devlet Su İşleri, 1968. Türkiye Hidroloji Haritası. DSİ Yeraltısuları Daire Başkanlığı Yayınları. 

Ankara 

IHP. (2001). Environmental isotopes in the hydrological cycle. Vol.III. Surface Water. Technical 

Documants in Hydrology .No:39. Vienna. 

64

Tekeli, İ., ve Şorman, Ü., Gürleşen, N. 2001. Ankara-Güvenç havzasında akım hidrografının 

bileşenlerine ayırımında izotop tekniklerinin kullanımı. Toplu Sonuç Raporu. 2000-Köy Hizmetleri 

Araştırma Enstitüsü, Ankara. 

Tekeli, İ., Babayiğit, G. , 2001. Güvenç Havzası Yağış ve Akım Karakteristikleri (Ara Rapor- 1984- 

2007). Topraksu Araştırma Yıllığı. Ankara 

Tekeli, İ., Akgül, S., Dengiz, O. Başkan, O. 2007. Taşkın Debilerinin Hesaplanmasında Kullanılan 

Yüzey Akış eğri Numarası Parametrelerinin Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemi ile 

Belirlenmesi. Genel Yayın No: 240, Rapor Seri No: R-152. Ankara 

Usul, N. 2001. Engineering Hydrology. METU Pres. Ankara 

Özer. Z. 1991. Su Yapıları Projelendirilmesinde Hidrolojik ve Hidrolik Esaslar.(Teknik Rehber). 

Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Yayınları. 

65

ULUDAĞ GÜNEYİNDEKİ YERALTISULARININ HİDROJEOKİMYASAL 

DEĞİŞİMLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ 

Özet 

Dr. Füsun S. TUT HAKLIDIR 

Dokuz Eylül Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Buca -İzmir 

e-posta:fusuntut@gmail.com 

Uludağ Batı Anadolu’daki en önemli yükselti olup, Kuzey Anadolu Fayı ve Ege Açılma Sisteminin 

sınırı olarak ta değerlendirilebilen, tektonik açıdan hareketli bir alanda yer almaktadır. 

Bulunduğu tektonik aktivitenin de etkisiyle Uludağ’ın kuzey eteklerinde çok sayıda sıcak su çıkışı 

bulunmaktadır. Bölgedeki sıcak su çıkışlarının yanı sıra Bursa Ovasından Uludağ zirvesine dek 

farklı yüksekliklerde soğuk su kaynakları bulunmaktadır. Uludağ’ın güneyinde ise soğuk su 

çıkışları ve Nilüfer çayına paralel bir vadi boyunca ise yaklaşık 3.5 km boyunca maden suyu 

çıkışları gözlenmektedir. Maden suyu çıkışları oldukça lokal bir bölgede yüzeye ulaşmakta olup, 

farklı maden suyu firmalarınca değerlendirilmektedir. Doğal maden suyu çıkışları açılan sondajlarla 

beslenerek, maden suyu firmalarının kapasiteleri arttırılmaktadır. Ancak yapılan ölçüm, analizler 

sonucunda bu sondajların birbirlerini etkilediği ve farklı derinliklerden gelen suların 

fiziksel/kimyasal ve izotopik karakterlerinin de birbirlerinden farklı olabildiği, bölgenin oldukça 

hassas bir dengeye sahip olduğu gözlenmiştir. 

Farklı yüksekliklerden alınan su örneklerinin δ 18 O - δ D izotop değerleri incelenmiş olup, Uludağ 

bölgesinin güneyindeki soğuk su, maden sularına ait izotop değerlerinin birbirlerinden oldukça 

farklı değerler verdiği ortaya konulmuştur. Maden suyu ile sıcak su çıkışları arasındaki ilişki 

irdelenmiştir. Buna göre Uludağ’ın kuzeyinde gözlenen sıcak su çıkışlarının güneyde de sığ 

sondajlarla elde edilebileceği gözlenmiştir. 

EVALUATION OF HYDROGEOCHEMICAL CHANGES OF GROUNWATERS IN 

SOUTH ULUDAĞ 

Abstract 

Uludağ, the highest mountain of Western Anatolia which can be evaluated as the border between 

the North Anatolian Fault Zone and the Aegean Extension System and has developed by tectonic 

uplift. 

Cold waters are generally located in the higher land from plain to Mount Uludağ, whereas thermal 

water discharges are observed in low lands , especially near the city center. Mineral waters are 

located along a 3.5 km long valley near the Nilufer river in south of Uludağ. Mineral water 

companies have been drilling new wells to increase their capacities in the region. However results 

of water analyses, revealed that the wells influence each other and there is a sensitive balance 

between mineral water springs and drillings. 

Isotopic compositions of water samples, which are taken from different altitudes in the region, also 

have been evaluated and the result has shown that thermal, mineral and cold water isotopic 

compositions are very different from each other. Mineral and thermal water has a relationship in 

this region which may suggest thermal water can be abstracted by drilling shallow boreholes at the 

southern area such as the north part of Bursa city. 

67

1. Giriş 

Bursa ili jeotermal potansiyelinin değerlendirilmesine yönelik TÜBİTAK-JULICH tarafından 

desteklenen 102Y156 nolu proje kapsamında, bölgenin merkezinde yüzeye çıkan jeotermal 

kaynakların yanı sıra yüzey suları, yeraltı suları ve kar örnekleri ile birlikte Uludağ çevresindeki 

farklı karakterli sular ve Uludağ güneyindeki bazı maden suları incelenmiştir. Bu çalışmada ise 

çalışma alanının güney kısmında Uludağ’ın güneyinde gözlenen maden suları ve yeraltısuları 

hidrojeokimyasal olarak değerlendirilmiş ve bölgedeki su-su ve su-kaya etkileşimi ortaya 

konulmaya çalışılmıştır. 

2. Çalışma Yöntemleri 

Çalışma alanında bulunan soğuk su ve maden suyu kaynaklarından kış ve yaz dönemleri örnekleme 

yapılmıştır.. Proje kapsamında Bursa bölgesinin jeotermal kapasitesinin değerlendirilmesi amacıyla 

belirlenen ve uzun süreli gözlem yapılan su lokasyonlarından maden suyu kaynaklarından günlük 

(Cl - , SO4 -2 ), / haftalık ( δ 18 O, δD izotopları) /aylık anyon/katyon (Ca +2 , Mg +2 , Na + , K + , Cl - , SO4 -2 ), 

izotop örnekleri alınmış olup, Uludağ çevresindeki soğuk su kaynaklarından ise farklı periyotlarda 

izotop örneklemeleri yapılmıştır. Anyon/katyon analizlerinde DX 100 İyon Kromotografi, izotop 

analizlerinde Finnigan IRMS yöntem ve cihazları kullanılmıştır. Analizler Berlin Freie Üniversitesi 

Hidrojeoloji Laboratuvarı, Potsdam Alfred Wegener Enstitüsü Okyanus ve Kutup Araştırmaları 

Merkezi İzotop Laboratuvarı ile TÜBİTAK Bursa Test Teknik - Çevre ile Laboratuvarlarında 

gerçekleştirilmiştir. Bu kimyasal ve izotop analizleri yanı sıra arazide lokasyonlarda pH, sıcaklık 

(T), elektriksel iletkenlik (EC), suda çözünmüş madde (TDS), suda çözünmüş oksijen, bikarbonat 

(HCO3) analizleri yapılarak bölge için kapsamlı bir veri bankası oluşturulmuştur. 

3. Uludağ ve Çevresinin Jeolojisi 

Marmara Bölgesinin en yüksek dağı olan Uludağ (2543 m), Bursa Ovasının güneyinde yer alan 

asidik bir plütonun yerleşimidir ve tektonik yükselme ile gelişmiştir. Zirvenin kuzeye bakan 

yamacında skarn tabakaları (Van der Kaaden 1958) içinde volfram içeren damarlar bulunmakta ve 

volfram madeni çıkarılmaktadır (İnan,1980). 

Uludağ temelde Paleozoyik yaşlı metamorfik kayalardan oluşmaktadır (Şekil 1) (Ketin, 1947). 

Dağın merkezinde yer alan yüksek dereceli bölgesel metamorfizma kayaları, tektonik sınırlarla 

düşük dereceli metamorfik kayalardan ayrılır. Oligosen yaşlı, açık renkli granitik ürünler, yüksek 

dereceli metamorfizma birimiyle Uludağ platosu içinde yer almaktadır (Bingöl ve diğ. 1982). Bursa 

Ovasının doğusunda kristalin temel üzerinde Paleozoyik yaşlı sedimanter örtü gözlenmektedir. 

Burada kırılgan, deforme olmuş bazaltlar, kumtaşları, marn ve Erken Permiyen yaşlı, fusilina içeren 

kireçtaşları yer almaktadır. Uludağ batısında, sıcak su kaynaklarına yakın bölgede Orta ve Geç 

Miyosen yaşlı volkanik kayalar ve Neojen sedimantler, düşük dereceli metamorfik kayalar üzerinde 

yer alırlar (Imbach, 1997). 

Büyük bir tektonik yükselme zonu olan Uludağ’da fay düzlükleri boyunca yapraklanmalı Neojen 

sedimentlerin varlığı, Miyosen sonrası süreçte de tektonik yükselmenin devam etmiş olabileceğini 

düşündürmektedir. Uludağ üzerindeki ana fayların yönelimleri KD-GB açılma ve KB-GD sıkışma 

olarak değerlendirilmektedir (Imbach, 1992). Eskişehir Fayı’nın uzantısı görünümündeki KB yönlü 

faya paralel derin vadiler açılmış olup, Nilüfer Çayı da böyle bir doğrultuda yerini almıştır. Bu 

durumda KB yönlü uzanımlar Batı Anadolu’daki esas genleşmenin uzantısı olarak da düşünülebilir 

(Doglioni ve diğ. 2002). Nitekim maden suları da, Nilüfer Çayı kenarında ve KB yönlü bir dizilim 

gösterirler (Şekil 2) (Tut Haklıdır ve Savaşçın, 2007). 

68

Şekil 1. Uludağ-Bursa bölgesinin jeolojisi ve örnekleme yapılan farklı su kaynaklarının lokasyon 

haritası (Tut Haklıdır ve Savaşçın, 2007) 

Şekil 2.Uludağ’ın güneybatısında bir vadi boyunca çıkışları gözlenen maden sularının dizilimleri 

(Şekilde Uludağ Maden Suları kaynakları, incelemesi yapılan TR317 nolu kaynak ve TR319 nolu 

sondaj ile temsil edilmektedir) 

4. Hidrojeokimyasal Değerlendirmeler 

Bursa ili yeraltısuyu yanı sıra sıcak ve mineralli su bakımından da oldukça zengin bir bölgede 

bulunmaktadır. Bölgede soğuk sular yüksek kotlarda (420-1800 m) yoğun olarak bulunurken, sıcak 

ve mineralli kaynaklar şehir merkezinde, düşük kotlarda (115-120m), maden suları olarak 

değerlendirilen kaynaklar Şekil 2’de görüldüğü gibi (TR317, TR318, TR319) güney batı uzanımlı 

derin bir tektonik vadi içinde yer almaktadırlar. Ancak bu coğrafi kopukluk termal sular ile maden 

sularının farklı sistemleri yansıttıkları anlamında değerlendirilemez. 

Bu çalışmanın kapsamında Uludağ’ın güneyindeki su kaynakları incelenmekte olduğundan (Şekil 

1), şehir merkezindeki ve Uludağ’ın kuzeyindeki sıcak ve soğuk sular sadece su kaynaklarının 

ilişkilendirilmesinde kullanılacaktır. 

69 

K

Çizelge 1. Uludağ Güneybatısındaki Maden Sularının Analizleri 

Maden Suyu/ 

(mg/l) Ca +2 Mg +2 

K + 

Na + SiO2 Fe +2 NH4 + Cl - HCO3 - NO3 NO2 - 

SO4 -2 EC 

pH (µS/cm) δ 18 O δD 

TR317 a 

-8,38 -66,7 

(Eski kaynak) 168 74 21 178 29,9 0,085 0.2 79 1154 0,0025 B 7,9 6,26 1479 

TR318 c 

-8,33 -63.1 

(Yeni kaynak) 150 98 22 152 38,7 2 B 83 1204 B B 22 5,9 1916 

TR319 a -6,82 -66,7 

Sondaj 420 95 75 557 32,1 0,2 B 300 2964 B 0,005 4 6,4 4460 

Sırma b 304 106 40 407 36 0,02 B 202 2196 1,947 B 16 -7,83 -64,8 

Özkaynak b 96 87 8,21 51 35 0,10 0,12 21 834 B B 9,25 6,5 - - - 

Çınar c 

Maden Suyu/ 

204 106 41 302 24 0,03 B 67 1879 2 B 14,7 6 2580 - - 

(meq/l) Ca +2 Mg +2 

K + 

Na + Cl - HCO3 - 

SO4 -2 

TR317 a 

(Eski kaynak) 

TR318 

6,12 5,18 0,42 4,04 1,03 14,16 0,64 

c 

(Yeni kaynak) 7,47 8,06 0,56 6,61 2,34 19,73 0,45 

TR319 a Sondaj 22,52 8,96 2,1 28,97 7,75 48,58 0,09 

Sırma b 15,16 8,72 1,07 17,7 5,69 35,99 0,33 

Özkaynak b 4,78 8,72 0,21 2,21 0,59 13,67 0,19 

Çınar c 

10,17 7,15 1,04 13,14 1,89 30,79 0,30 

(Kimyasal analizler a Tut Haklıdır, 2007, b İzmir Hıfzısıhha 2006, c Özgül, 2005, izotop analizleri Tut Haklıdır, 2007 

B:belirlenmedi) 

70

Şekil 1’de çalışma alanında maden suları ve soğuk sular göze çarpmaktadır. Bu alanda maden suyu 

fabrikaları bulunmakta ve vadi boyunca çıkan maden suları şişelenerek piyasaya sürülmektedir. 

Çalışma kapsamında Uludağ Maden Suyu bölgesi ön plana çıkarılmıştır. Sürekli izleme yapılan 

eski kaynak olarak bilinen maden suyu kaynağı (TR317), acı su olarak tanımlanan sondajdan gelen 

su (TR319) ve sürekli izlenmemesine karşın dönemsel olarak incelenen yeni kaynak olarak 

adlandırılan (TR318) maden suyu çıkışı bu çalışma konusu içinde yer almaktadır. Bölgede Uludağ 

maden suları dışında yer alan Çınar ve Sırma maden sularından da farklı dönemlerde örnekleme ve 

analizler yapılmış olup, bu maden suları dışında bölgede Özkaynak ile yeni kurulan Sodaş maden 

suları da bulunmaktadır (Tut Haklıdır ve Savaşçın, 2007). 

Maden suyu çıkışları bölgede KB-GD doğrultuda yaklaşık 3.5 km boyunca gözlenmektedir. Bu su 

kaynaklarından alınan örneklerin analizleri Çizelge 2’de verilmiştir. Şekil 3a ve Şekil 3b’den 

görüldüğü gibi, bu sular aynı akiferden beslenen benzer tipte sulardır.. Şekil 4’te bölgedeki suların 

ham yani su-kaya etkileşiminde dengeye ulaşmamış sular oldukları anlaşılmaktadır (Tut Haklıdır ve 

Savaşçın, 2007). 

Şekil 3a İnceleme alanı ve yakın çevresindeki diğer maden sularının Schoeller diyagramıyla 

değerlendirilmesi (Tut Haklıdır, 2007) 

Şekil 3b. İnceleme alanı ve yakın çevresindeki diğer maden sularının Piper diyagramıyla 

değerlendirilmesi (Tut Haklıdır, 2007) 

71

Şekil 4. İnceleme alanındaki maden sularının Gigenbach diyagramıyla bölgedeki diğer karakterdeki 

sularla karşılaştırılmalı olarak değerlendirilmesi (Tut Haklıdır ve Savaşçın, 2007) 

Uludağ Maden Suyunun çıktığı bölgedeki değişik kaynak ve sondajlar bulunmaktadır. Bu dar 

alandaki sondaj ve kaynaklar birbirleriyle etkileşim halindedirler. Bu etkileşimi 8 numaralı kuyunun 

açılmasının ardından TR 318 kaynaktaki debinin azalması ile arazide gözlenmiştir. Çizelge 2’de 

sayısal olarak konumları verilen bu kaynak ve sondajların sıcaklık değerleri ile sondaj derinlikleri 

belirtilmektedir. 

Çizelge 2. Uludağ Maden Suları Bölgesindeki Su Çıkışları ve Sıcaklıkları 

Sondaj/ 

Kaynak 

ID 

TR317 

Doğu 

(WGS 

84) 

Kuzey 

(WGS 

84) 

*Sıcaklık değerleri Mart 2006 tarihine aittir. 

Yükseklik 

(m) 

TR317 ve TR318 numaralı örnekler eski ve yeni kaynak olarak tanımlanan doğal çıkışlardır. Maden 

suları değişik boyutlardaki konglomeratik bir dizi çakıllı ve bloklardan oluşan bir katmandan 

süzülmekte ve yüzeye tümü ile ulaşamadıklarından zemine inşa edilmiş hijyenik depolarda 

toplanmaktadır. Bu birim Bursa-Keles yolu üzerinde yer yer yüzlenmekte olup, eski bir nehir 

yatağını yansıtmaktadır. Nilüfer Çayı’nın, tektonik yükselmeler ve bugünkü vadinin derinleşmesi 

ile daha alt kotlardan aktığı günümüzde, söz konusu birim paleo-nehir yatağının kalıntılarına işaret 

etmektedir (Tut Haklıdır ve Savaşçın, 2007). 

Bu kaynaklardan eski kaynak (TR317); işletmenin devreye girmesinden önceki mevcut maden suyu 

olup, paleo-nehir yatağı konglomeralarından süzülerek boşalmaktadır. 

Yeni kaynak (TR318); İşletmenin uzun süre kullandığı ve TR317 ile aynı konumdaki kaynaktır. 

72 

Sıcaklık 

(ºC)* 

Elektriksel 

İletkenlik 

(μS/cm) 

Derinlik 

(m) 

564 17.7 1479 Doğal 

29.07858 40.03988 

çıkış 

TR318 

556 20 2100 Doğal 

29.07930 40.03976 

çıkış 

TR319 29.08083 40.03983 565 34.7 4460 64 

TR3 29.07830 40.03983 543 22.7 48 

TR4 29.07818 40.04008 543 17 34 

TR5 29.07793 40.04018 560 18 32 

TR7 29.07922 40.04030 580 19 28 

TR8 29.08080 40.04002 582 18 2260 28

Acı Su (TR319); İşletme tarafından yapılmış olan bir sondajdan artezyen yükselme ile yüzeye çıkan 

ve daha sonra kapatılan 64 m derinliğindeki bu sondaj, derinlerdeki hidrojeolojik-dinamik yapıyı 

yansıtması açısından ilginç bir örnektir. Zira bu koyunun yakınındaki diğer sondajlardan farklı 

olarak sıcak su alınması ve kimyasal bileşiminin bölgede kimyasal analizleri yapılan sulardan 

farklılık göstermesi (yüksek klorür ve bikarbonat içeriği ve sodyum içeriği gibi) dikkat çekicidir. 

Kimyasal analizleri yapılan TR317 nolu kaynak ve TR319 nolu sondaj kuyusu suyu, birbirlerine 

çok yakın yerde bulunmalarına karşın oldukça farklı iyon değişimleri gözlenmektedir. Özellikle Cl - 

ve HCO3 - ‘da gözlenen farklılıkların (TR 319 nolu sondajda gözlenen Cl - ve HCO3 - değerlerinin, 

yakın mesafedeki TR317 nolu kaynağa oranla oldukça yüksek olması sondaj derinliğine bağlı 

olarak geliştiğini düşündürtmektedir. TR319 numaralı sondaj suyunun kimyasına ilişkin gözlenen 

yüksek Na + ve HCO3 - değerleri, granitik-metamorfik akiferlerde gerçekleşen sodik plajiyoklas 

çözünmesi reaksiyonuna bağlanarak (Albu ve diğ. 1997), bölgedeki Uludağ batoliti ile 

açıklanmaktadır. 

Şekil 5 Uludağ maden suyu bölgesindeki sondajların ve mineralli suların konumu (Tut Haklıdır 

2007) 

Şekil 5’de gözlenen Uludağ Maden Suları bölgesindeki kaynak ve sondajlar, bölgede birbirlerine 

çok yakın derinliklerde fiziksel parametreleri birbirinden farklı suları göstermektedir (Çizelge 2).Bu 

suların birbirleriyle etkileşimleri ile su-gaz etkileşimi maden sularının oluşumunda belirli ölçüde 

rol oynamaktadır. 

Kimyasal analizlerden TR317, TR318 nolu maden suyunun Ca-Mg-Na-HCO3 su tipinde, TR 319 

sondaj suyunun ise Na-Ca-HCO3 tipinde olduğu belirlenmiştir. Bu sular karşılaştırıldığında TR319 

sondajındaki Na + ve HCO3 - iyonlarının baskınlığı göze çarpmaktadır. Bölgede yer alan Çınar, Sırma 

ve Özkaynak firmalarına ait maden sularının da aynı akiferden geldiği gözlenmektedir. 

Bölgedeki suların izotop analiz sonuçları değerlendirildiğinde; bu çalışmayı da kapsayan söz 

konusu uluslararası proje çerçevesinde; termal suların 1000–2000 m yüksekliklerdeki faylardan 

yeraltına girerek, fazla δ 18 O değişimine uğramadığını ve çok derin dolaşımlı bir ısınma 

yaşadıklarını göstermektedir (Tut Haklıdır 2007). Maden sularının ise belirgin bir su-kaya 

etkileşimini yansıttığı Şekil 6’ta da göze çarpmaktadır. 

73

Sonuçlar 

d 

-13 -11 -9 -7 

18 O 

AMSD (δ D=8δ 18 O+ 22) 

TR317 

Sırma 

KMSD (δ D=8δ 18 O+ 10) 

TR318 

74 

TR319 

-50 

-55 

-60 

-65 

dD 

-70 

-75 

-80 

KMSD: Küresel 

Meteorik Su Doğrusu 

AMSD: Akdeniz 


Sıcak su 

Soğuk su 

Maden suyu 

+ Acı su 

Şekil 6 Geniş bir bölgede incelenmiş olan değişik karakterde suların 

δ 18 O – δ D ilişkisi (Tut Haklıdır ve Savaşçın 2007) 

Uludağ Maden Suyu ve çevresinde farklı kaynak ve sondajlardan elde edilen değişik özelliklerdeki 

suların birbirlerine çok yakın kotlarda, neredeyse bir arada varlıklarını sürdürdüklerini ve bu değişik 

suların bir oluşum ilişkisi içinde bulunmaktadırlar. Bu çok dar ve sığ alanda, birbirlerine çok yakın 

kotlarda, üç ayrı tür su söz konusudur. Bunlar; 

Acı Su : Su-kaya etkileşimi ile (büyük olasılıkla sülfatlı cevherleşmeler veya skarn) derinlerde 

gelişmiş ve daha sonraki buharlaşmalarla yoğunlaşmış olup sürekli gaz çıkışını sağlayan en 

derindeki sudur. KB ‘daki jeotermal sulardan farklı izotopik ve jeokimyasal değerler vermesi daha 

etkin bir tektonik bölgede yer almasının ve farklı su kaya etkileşiminin sonucu olmalıdır (Tut 

Haklıdır ve Savaşçın, 2007). 

Maden Suları: Uludağ Maden Suyu kaynaklarının jeokimyasal verileri çevredeki diğer maden suları 

ile yakın benzerlik göstermesi (Çizelge 1) beklenen bir olgudur. Bu kaynaklar birbirlerine oldukça 

yakın mesafelerde yeryüzüne çıkmakta ve akışkan aynı kayalarla etkileşimde bulunmaktadır. 

Diğerlerinden farklı olarak Uludağ maden suları bölgesinde yer alan TR 319 numaralı sondaj ile 

daha derinden gelen acı suyun da incelenebilmesi gerçekleşebilmiştir. 

Normal Yeraltı Suları: Doğal olarak bölgede en üst kotlarda yer almaktadırlar ve su kaya etkileşimi 

ve diğer kimyasal işlevler neticesinde acı suyu oluşturdukları düşünülmektedir. 

Bölgede maden suları ve sıcak suların etkileşimi ve sondaj verileri dikkate alınarak (Çizelge 2’de 

gözlenen TR319 nolu sondaj verileri) Uludağ’ın güneyinde de kuzeyinde olduğu gibi jeotermal bir 

potansiyel bulunabileceğine işaret edilmek istenmektedir. 

Özellikle Uludağ Maden Suları bölgesinde yoğunlaşılan çalışmada gözlenildiği üzere yeni 

sondajların açılmasıyla değişen kaynak debileri, birbirlerine yakın mesafede dar alanda açılan 

kaynaklar

Kaynakça 

ALBU, M., Banks, D., Nash, H., 1997. Mineral and Thermal Groundwater Resources. Chapman & 

Hall Press. London, 447. 

BİNGÖL E., Delaloye, M., Ataman, G., 1982. Granitic intrusions in Western Anatolia:A 

contribution of the geodynamic study of this area, Eclogae Geol. Helv., 75, 437-446. 

DOGLIONI, C., Agostini, S., Crespi, M., Innocenti, F., Manetti, P., Riguzzi, F., Savaşçın, M.Y., 

2002. On the Extension in Western Anatolia and the Aegean Sea. Journal Virtual Explorer,117- 

131. 

IMBACH, T., 1992. Thermalwasser von Bursa. Geologische und hydrogeologische 

Untersuchungen am Berg Uludağ (NW-Türkei). Ph.D. thesis, ETC Zurich, 178. 

IMBACH, T., 1997. Deep Groundwater Circulation in the Tectonically Active Area of Bursa, 

Northwest Anatolia, Turkey. Geothermics, 26, 251-278. 

İNAN, K.,1980. Uludağ Skarn Kuşağının Petrojenez ve Jeokimyası. Teknik Rapor. İTÜ Maden 

Fakültesi. 131. 

KETİN, İ., 1947. Uludağ Masifinin Tektoniği Hakkında (Über die Tektonik des Uludag-Massivs). 

Bull. Geol. Soc. Turk, 1, 61-88. 

TUT HAKLIDIR F.S., 2007. Bursa ve Çevresi Termal, Maden ve Yeraltısularının Jeokimyasal 

İncelenmesi. Doktora Tezi, DEÜ, İzmir, 320 S. 

TUT HAKLIDIR F.S., Savaşçın, M.Y., 2007. Uludağ (Bursa) Güneyindeki Maden Sularının 

Oluşumuna İlişkin Bir Yaklaşım. Geosound, 50-51; 27-45. 

VAN DER KAADEN, G. 1958. Bursa Uludağ Volfram Madeninin Jönez ve Mineralizasyonu 

Hakkında, MTA Dergisi, 50, 36-47. 

75

KONYA-CİHANBEYLİ SICAK VE MİNERALLİ SULARININ 

HİDROJEOKİMYASAL VE İZOTOPİK ÖZELLİKLERİ 

İsmail KARA*, Mustafa DURDU**, M. Fatih ÖZİÇLİ* 

* MTA Genel Müdürlüğü, Enerji Hammadde Etüt ve Arama Dairesi, Ankara, 

e-mail:ikara@mta.gov.tr 

** MTA Genel Müdürlüğü, Orta Anadolu II. Bölge Müdürlüğü, Konya, 

ÖZ 

İç Anadolu Bölgesi sıcak ve mineralli su kaynakları açısından önemli bölgelerimizdendir. Konya ve 

çevresinde de önemli jeotermal sahalar vardır. Konya’nın kuzeyinde Cihanbeyli (49 0 C), doğusunda 

İsmil-Karapınar-Ereğli (25-43 0 C), batısında ise Beyşehir-Seydişehir (35-43 0 C) ile Ilgın (41.6 0 C) 

ve Tuzlukçu (46.5 0 C), sahaları Konya’yı kuşatır şekildedir. 

İnceleme alanında temelde, değişik boyutlarda bloklar içeren Üst Kretase yaşlı Koçyaka 

Formasyonu yer almaktadır. Temel birimin üzerine ise uyumsuz olarak Orta-Üst Eosen yaşlı Çayraz 

Formasyonu gelmektedir. Bu Formasyonun üzerinde ise yine uyumsuz olarak Üst Miyosen- 

Pliyosen yaşlı İnsuyu Formasyonu ile Çataltepe Andezitleri bulunmaktadır. Tüm birimleri Pliyo- 

Kuvaterner yaşlı Cihanbeyli ve Tuz gölü Formasyonları ile Travertenler uyumsuz olarak 

örtmektedir. 

Cihanbeyli Jeotermal sahasında, Bolluk Gölü, Bozdağ ve çevresindeki toplam 105 adet kuyu ile 3 

adet kaynaktan ölçümler yapılmıştır. Kuyuların derinlikleri 30-220 m arasında olup sıcaklıkları 

13.7-47.7 °C dir. Sahada birbirinden farklı kimyasal özellikler gösteren soğuk, sıcak ve mineralli 

suların toplam mineralizasyonları 901.5 mg/l ile 4788.1 mg/l arasında değişmektedir. Cihanbeyli 

sahasındaki sıcak sular, Ca-Mg-Na, SO4-HCO3-Cl lu sular sınıfındadır. 

Cihanbeyli jeotermal sahasında yapılan etüt çalışmaları ile sahanın tektonik yapısı aydınlatılmış, 

jeotermal akışkan içerebilecek Formasyonların derinlikleri ve jeotermal anomali sınırları 

belirlenmiştir. 

Konya-Cihanbeyli sahasındaki sıcak ve mineralli sular, δ 18 O, δ 2 H, δ 3 H izotop verilerine göre genel 

olarak meteorik kökenli olup, derin dolaşımlı ve yeraltında uzun kalış süresine sahiptirler. 

Anahtar Kelimeler: Cihanbeyli, izotop, sıcak su, mineralli su, hidrojeokimya. 

HYDROGEOCHEMICAL AND ISOTOPIC PROPERTIES OF HOT AND MINERAL 

WATERS IN KONYA-CİHANBEYLİ 

ABSTRACT 

Central Anatolia is one of the important hot and mineral water region in Turkey. There are 

important geothermal fields in Konya and surroundings. Cihanbeyli (49 o C) at the north, İsmil- 

Karapınar-Ereğli at the south (25-43 o C), Beyşehir-Seydişehir (35-43 o C), Ilgın (41.6 o C) and 

Tuzlukçu (46.5 o C) fields enclose Konya. 

In the study area, Upper Cretaceous ophiolitic melange, Koçyaka Formation, containing blocks of 

different size, forms the basement. Middle-Upper Eocene Çayraz Formation unconformably 

overlies the basement. İnsuyu Formation and Çataltepe Andesites of Upper Miocene-Pliocene, 

unconformably overlies the Çayraz Formation. Plio-Quaternary Cihanbeyli and Tuzgölü formations 

and travertines cover all of these units. 

77

In Bolluk Lake, Bozdağ and its surroundings, measurements have been taken from 105 wells and 3 

springs. Depths of the wells varies in between 30-220 m and temperatures 13.7-47.7 o C. Hot and 

mineral waters showing different chemical charecters have TDS of 901.5-4788.1 mg/l. Character of 

hot waters in Cihanbeyli field is Ca-Mg-Na, SO4-HCO3-Cl . 

With the studies that have been performed in Cihanbeyli field, tectonic structures, the depths of 

formations possibly containing geothermal fluids and boundaries of anomalies have been 

determined. 

According to the δ 18 O, δ 2 H and δ 3 H isotope data, the hot and mineral waters in Cihanbeyli are 

meteoric origin. These are deep circulating waters and have long circulation time in underground. 

Key Words: Cihanbeyli, isotope, hot water, mineral water, hydrochemistry. 

1. GİRİŞ 

İnceleme alanı olan Konya-Cihanbeyli jeotermal sahası Konya ilinin 90 km kuzeyinde yer 

almaktadır (Şekil 1). Sahanın uydu görünümü ise Şekil 2 dedir. Bölge ile ilgili yapılan çalışmalar; 

Çemen ve diğ., (1999), Tuzgölü'nün batı kenarının Yeniceoba ve Cihanbeyli fay zonları ile 

sınırlandığını, Yeniceoba fay zonunun muhtemelen Sultanhanı fay zonu ile birleştiğini ileri 

sürmüşlerdir. Canik (1987), Yapalı çevresindeki sıcak ve mineralli sular ile Bolluk Gölü 

çevresindeki traverten konilerini incelemiştir. Dirik ve Erol (2000), Cihanbeyli'den geçen fayı 

Eskişehir-Sultanhanı fay sistemi içinde değerlendirmişler ve KB-GD doğrultulu bu fayın yüksek 

açılı normal fay bileşenli sağ-yanal doğrultu atımlı faylardan oluştuğunu ileri sürmüşlerdir. Koçyiğit 

(2000), Orta Anadolu'nun genel neotektonik özelliklerini ve depremselliğini inceleyerek Orta 

Anadolu'yu iki alt neotektonik bölgeye ayırmıştır. İnönü-Eskişehir Fay Zonu'nun doğu kesimini 

oluşturan, Cihanbeyli'den geçen KB gidişli fayı, önemli sağ yanal doğrultu atım bileşeni olan verev 

atımlı normal bir fay zonu olarak değerlendirmiştir. Aydemir ve Ateş (2005), Bölgedeki manyetik 

anomaliyi inceleyerek, KB-GD doğrultulu anomaliyi Sülüklü-Cihanbeyli-Gölören anomalisi olarak 

isimlendirmişlerdir. Gündoğan (1994), Bolluk Gölü ve çevresini jeolojik, mineralojik ve 

jeokimyasal açıdan incelemiştir. Yazar, Bolluk Gölü suyunun SO4 açısından zengin olduğunu, 

Bolluk Gölü'nden Tersakan ve Tuz Gölü'ne doğru gidildikçe göl suları ve diğer sülfatlı kaynakların 

SO4 değerinde belirgin bir azalma olduğunu, buna karşılık her üç göldeki ve kaynak sularındaki 

Na + /Cl - değerinin yaklaşık 0.60 gibi bir değerde sabitleştiğini, Bolluk Gölü çevresindeki 

volkanizmanın halen aktif olduğunu ve yeraltısuyuna SO4 iyonları verdiğini belirtmiştir. Ulu ve 

diğ. (1994), Cihanbeyli çevresinde yüzeyleyen temel kayalarını 'Bolkardağ Birliği' içerisine alarak 

değerlendirmişlerdir. Righi ve Cortesini (1959), Tuz Gölü havzasının stratigrafisi ve yapısal 

konumunu ayrıntılı olarak değerlendirmişlerdir. Erol (1969), Tuz Gölü havzasının 1/100.000 

ölçekte jeomorfoloji haritasını hazırlamıştır. 

Bu çalışma da, Cihanbeyli jeotermal sahasının geliştirilmesi ve potansiyelinin belirlenmesine 

yönelik çalışmalar yapılması amaçlanmıştır. Bu nedenle sahada 2006 ve 2007 yılları içersinde, 

detay jeotermal jeoloji etüt, hidrojeokimyasal incelemeler ve izotop çalışmaları yapılmıştır. Tüm 

çalışmaların sonucunda da sahada bir adet jeotermal araştırma sondajı yapılmıştır. 

2. YÖNTEM 

İnceleme alanının ayrıntılı jeolojik haritası yapılmış, sıcak ve soğuk su kaynak ve kuyularından 

izotop ve su kimyası numuneleri alınmıştır. Sıcaklık ve EC değerleri çıkış yerlerinde ölçülmüştür. 

Kimyasal analizler, MTA genel Müdürlüğü laboratuarlarında, izotop analizleri ise DSİ Teknik 

Araştırma ve Kalite Kontrol dairesi İzotop laboratuarlarında yapılmıştır. 

78

Hidrokimyasal analiz sonuçları çeşitli diyagramlar ile değerlendirilmiş olup sular köken ve 

rezervuar sıcaklıkları açısından yorumlanmıştır. Doğal (çevresel) izotoplardan trityum (δ 3 H) ile 

yeraltısuyunun akiferde dolaşım süreleri, oksijen-18 (δ 18 O) ve döteryum (δ 2 H) arasındaki ilişki ile 

kaynak sularının meteorik su çizgisine uyumlulukları, yüzey ve yeraltındaki buharlaşma durumları 

araştırılmıştır. 

3. İNCELEME ALANININ JEOLOJİSİ VE HİDROJEOLOJİSİ 

İnceleme alanında jeolojik olarak Mesozoyik ve Senozoyik yaşlı birimler bulunmaktadır. Temelde 

değişik boyutlarda bloklar içeren Üst Kretase yaşlı Koçyaka Formasyonu yer almaktadır. Temel 

birimin üzerine uyumsuz olarak Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı İnsuyu Formasyonu ile Çataltepe 

Andezitleri bulunmaktadır. Tüm birimleri Pliyo-Kuvaterner yaşlı Cihanbeyli ve Tuz gölü 

Formasyonları ile Travertenler uyumsuz olarak örterler (Şekil 3, 4). Sahada jeolojik olarak 600 km 2 

detay jeotermal etüt çalışması yapılmıştır. 

Şekil 1. İnceleme alanının yer bulduru haritaları. 

79

Şekil 2. İnceleme alanının uydu görünümü 

3.1. MESOZOYİK 

3.1.1. Koçyaka Formasyonu (Krük) 

Çeşitli tür ve boyutta bloklar içeren ofiyolitik birime Ulu ve diğ. (1994), Koçyaka Formasyonu ismi 

vermişlerdir. Birim, Kızılağıl Tepe (K29-c3) çevresinde yüzeyler. Çeşitli tür ve büyüklükte 

kuvarsit, serpantinit, çört, dunit, diyabaz, ince taneli gabro ve kireçtaşı blokları içerir. Blokların 

boyutu birkaç metreden birkaç kilometreye kadar değişir. Bloklar arasında matriks olabilecek bir 

seviye gözlenememektedir. Kızılağıl Tepe'nin yaklaşık 1 km KD'sundaki 1058 rakımlı tepede, 

kahverengi, kırmızımsı renklerdeki kuvarsit blokları, sert dişler oluşturacak şekilde oldukça 

belirgindir. Bu tepenin hemen güney yamacındaki serpantinit, diyabaz-gabro, radyolarit ve kireçtaşı 

bloklarının boyutları fazla değildir. Diyabaz-gabrolar, yeşil, yeşilimsi siyah, siyah; radyolaritler 

kırmızı; kireçtaşları ise beyaz, bej ve açık gri renklidir. Yer yer çok küçük alanlarda opalleşmeler 

gözlenir. Buradaki bir kireçtaşı bloğu içinde beyaz renkli kuvars çatlak dolgusu vardır. Bu dolgu 

yaklaşık olarak K60B doğrultuludur. Birim içerisindeki ayırtlanabilen bloklar, haritada 

gösterilmiştir ve Formasyon isimleri daha önceki isimler korunarak alınmıştır. 

Ulu ve diğ. (1994) görünür kalınlığını 500-1000 m olarak verdikleri birimin yaşını, önceki 

çalışmaları da değerlendirerek, Maestrihtiyen olarak belirtmişlerdir. Koçyaka Formasyonu, Özcan 

ve diğ.(1990)'nin Hatip Formasyonu ve Koçyaka Metamorfik ofiyolitli Karmaşığı, Droop ve diğ. 

(2005)'nin Altınekin Metamorfik Kompleksi ile deneştirilebilir. 

3.1.1.1. Ballıktepe Bloğu (TRJb) 

İlk kez Ulu ve diğ., (1994), Mesozoyik yaşlı kireçtaşı, mermer, dolomitik kireçtaşından oluşan bu 

birime Ballıktepe Formasyonu ismini vermişlerdir. Cihanbeyli'nin güneyindeki Bozdağ (K29-c3) ile 

Boluk Gölü'nün doğu kenarındaki Tütün ve Küçüktütün Tepelerde (K29-c3) yüzeylemektedir. 

Birim genel olarak beyaz, bej, açık gri renkli kireçtaşı, mermer ve koyu gri renkli dolomitik 

kireçtaşlarından oluşmaktadır. Bozdağ'ın kuzey eteklerinde pembe renkli kireçtaşlarında güzel 

klivajlar oluşturur. Bu tepe, ofiyolit içerisindeki büyük bir karbonat bloğu olarak 

değerlendirilmektedir. Birim Neojen yaşlı çökel kayalarla örtülür. Ulu ve diğ., (1994) Formasyonun 

kalınlığını 800 m olarak vermiştir. Özcan ve diğ. (1990), Ballıktepe Bloğu'nun metamorfik olmayan 

eşdeğeri Loras Formasyonu içinden derledikleri örneklerde Alt Anisiyen-Üst Jura (Malm) yaş 

80

aralığını veren fosiller bulmuşlardır. Ulu ve diğ. (1994)'de birimin yaşını Orta Triyas-Üst Jura 

olarak kabul etmişlerdir. Ballıktepe Formasyonu Özcan ve diğ. (1990)'nin 'Loras Kireçtaşı' ile, Eren 

(2000)'nin Nuras fomasyonu ile deneştirilebilir. 

3.1.1.2. Andıklıktepe Kireçtaşı Bloğu (Ka) 

İlk olarak Ulu ve diğ., (1994) bu ismi kullanmışlardır. Cihanbeyli ilçesinin güneyindeki Bozdağ'ın 

(K29-c3) eteklerinde, Bozdağ'ın batısındaki Kızılağıl Tepe'den başlayarak batıya doğru devam 

eden tepelerde yüzeylemektedir. 

Birim, kırmızı-pembe renkli pelajik rekristalize kireçtaşı, yeşilimsi renkli şeyl, meta silttaşı, çört 

yumrulu ve arabantlı kireçtaşları ile sarı-şarabi renkli pelajik kristalize kireçtaşlarından meydana 

gelmektedir. 

Bozdağ'ın kuzey yamaçlarında, en altta gri renkli kireçtaşı, dolomitik kireçtaşı, onun üzerinde çört 

yumruları içeren, pembe-kırmızı renkli mikritik kireçtaşı ve en üstte de sarı, kırmızı renkli 

kalkşistlerden oluşmuştur. Alttaki çörtler beyaz renklidir. Kırmızı renkli kireçtaşları içerisinde, çok 

sınırlı bir alanda, Ballıktepe Bloğu’na ait, beyaz, bej renkli çakıllar gözlenmektedir. Bu seviyeler 

pembe renkli çört yumruları da içerir. Kalkşistlerin ise yanal olarak devamlılığı yoktur. Batıya 

doğru incelerek kaybolur. Kalkşistlerin olmadığı yerlerde kırmızı renkli kireçtaşının üzerine 

Ballıktepe Bloğu'na ait birimler gelir. Tabaka eğimleri güneye doğru olduğundan, Ballıktepe 

Bloğu’nun altındaymış gibi görünür. Birim orta-kalın-çok kalın tabakalı olup görünür kalınlığı 30- 

40 m civarlarındadır. 

Ulu ve diğ.,(1994)'nin 200 metre kalınlıkta olduğunu belirttiği birimin, altındaki Ballıktepe ve 

üstündeki Koçyaka Formasyonu ile geçişli olduğunu belirtir. Ancak bu çalışmada, Formasyonun 

ofiyolit içerisindeki büyük bloklar olduğu gösterilmiştir.Üzeri Neojen yaşlı çökel kayalarla örtülür. 

Özcan ve diğ., (1990), bu Formasyonun metamorfik olmayan eşdeğeri olan Midostepe Formasyonu' 

içinde buldukları fosillere göre birimin yaşı Berriasiyen'den Üst Kampaniyen-Alt Meastrihtiyen'e 

kadar devam etmektedir. Ulu ve diğ., (1994) de birimin yaşını Berriasiyen-Alt Maestrihtiyen olarak 

vermişlerdir. Andıklıktepe Formasyonu, Özcan ve diğ., (1990)'nin Midostepe Formasyonu ve Eren 

(2000)'nin Karasivri Formasyonu ile deneştirilebilir. 

81

Şekil 3. İnceleme alanının jeoloji haritası 

82

Şekil 4. İnceleme alanının stratigrafik dikme kesiti 

3.2. Senozoyik 

3.2.1. Çayraz Formasyonu (Teç) 

Birim, inceleme alanı dışında Kırkışla köyünün yaklaşık 7 km GB'sında (L29-b1), 3 km 2 lik bir 

alanda yüzeylemektedir. Formasyon, genel olarak kireçtaşı, kil ve karbonatlı killerden oluşur. 

Kireçtaşı sarımsı, pembemsi, beyaz, açık gri renkli, yer yer çörtlü, bolca nummulit fosillidir. Büyük 

lamelli parçaları da vardır. Bazen orta-kalın tabakalı, bazen de masif görünümlüdür. Karbonatlı 

killer ise, yeşilimsi renkli olup, kolayca dağılır. Elle kolaylıkla ufalanabilir. Bu kesimlerde yüzeyde 

bol miktarda nummulit dağılmış halde görülür. 

Çalışma alanı içerisinde tabanı görülmeyan birim, temel kayalar üzerine uyumsuzlukla oturur (Ulu 

ve diğ., 1994). Formasyon, İnsuyu Formasyonu tarafından uyumsuzlukla örtülür. Birimin yaşı Ulu 

ve diğ. (1994) tarafından Orta-Üst Lütesiyen (Eosen) olarak verilmiştir. 

3.2.2. İnsuyu Formasyonu (Tmi) 

İlk olarak Ulu ve diğ.(1994), İnsuyu Deresi'ne atfen bu ismi kullanmışlardır. İnsuyu deresi 

çevresinde, Boluk Gölü'nün etrafında ve Karadağ'ın güney kesimlerinde, yaklaşık olarak 60 km 

83 

2 lik 

bir alanda yüzeyler. Birim, taban kesimlerinde, kahverengi, kırmızı renkli alüvyal çökellerle başlar, 

üste doğru gölsel kırıntılı çökeller ve kireçtaşları ile devam eder. Bu birimler yanal ve düşey yönde

geçişlidir. Kireçtaşları, beyaz, bej, krem renkli, orta kalın tabakalı, erime boşluklu ve mikritik olup 

erime boşlukları yer yer kalsit dolguludur. Zaman zaman da gastropod fosillerine rastlanır. 

Tabakalar, yatay veya yataya yakındır. İnsuyu Dere'si çevresinde kırmızı renkli kırıntılılar 

hakimdir. Bunların üzerine ise karbonatlar gelir. Daha güneyde Boluk Gölü'nün doğu ve batı 

kenarında ise yeşilimsi beyaz renkli jipsli killer yer alır. Bunlar oldukça yumuşak olup bazen el ile 

dağılabilir. Bu seviyenin üzerinde ise kireçtaşı, kumlu kireçtaşı seviyeleri bulunur. İnsuyu 

Formasyonu, altındaki Çayraz Formasyonu ve daha yaşlı birimler üzerine uyumsuzlukla gelmekte 

olup Cihanbeyli Formasyonu tarafından uyumsuzlukla örtülür. 

Ulu ve diğ. (1994), birimin yaşını Orta Miyosen sonu-Alt Pliyosen olarak kabul etmiştir. 

Formasyon, değişik araştırmacılar tarafından farklı isimler altında incelenmiştir. İnsuyu 

Formasyonu, Özcan ve diğ. (1990)'nin Dilekçi Formasyonu ile deneştirilebilir. 

3.2.3. Çataltepe Andeziti (Tplç) 

Çalışma alanı içerisinde Karadağ (K29-c3), Çatal Tepe (L30-a1) ve Sivri Tepe'de (L30-a1), 

yaklaşık 1 km 2 lik bir alanda yüzeyleyen birim, Ulu ve diğ. (1994) tarafından bu isimle 

adlandırılmıştır. Andezitler, kahverengi, kırmızımsı kahverengi olup, porfirik doku özelliği gösterir. 

Hamur içerisinde plajiyoklas kristalleri fenokristaller olarak bulunur. Çalışma alanı içerisinde 

volkanik dom şeklinde görülürler. 

İnsuyu Formasyonu'nu kesen bu volkanitler, Tuz Gölü Formasyonu tarafından uyumsuzlukla 

örtülmüşlerdir. Ulu ve diğ. (1994) birime, Üst Miyosen-Pliyosen yaşını vermiştir. 

3.3. Pliyo-Kuvaterner 

3.3.1. Cihanbeyli Formasyonu (Pl-Qc) 

Kahverengi kırıntılılar ile çakıltaşı ve çakıllı kireçtaşından oluşan birim Ulu ve diğ. (1994) 

tarafından Cihanbeyli Formasyonu adı altında incelenmiştir. Genelde çalışma alanının batı 

kesimlerinde olmak üzere, yaklaşık olarak 100 km 2 lik bir alanda yüzeyler. 

Çakıllar polijenetik kökenli olup matriks kumtaşı ve karbonatdan oluşur. Yer yer tane destekli 

görünüm sunar. Taneler iyi yuvarlaklaşmış olup mermer, kireçtaşı, ofiyolit ve İnsuyu 

Formasyonu’na aittir. Çakıl boyutu nadiren 10 cm’yi aşar. Birim, yatay veya yataya yakın, ortakalın 

tabakalıdır. Çapraz tabakalanmalar da gözlenir. Çakıltaşları, yanal ve dikey olarak kumtaşına 

geçer. Kumtaşları içeririnde de çakıl boyutlu malzemeler yer alabilir. Genelde boz renkli olan 

kumtaşları, İnsuyu Deresi çevresinde kahverenklidir. İnsuyu Deresi ve Cihanbeyli ilçesinin hemen 

batısındaki alanda çok gevşek tutturulmuş olup elle dağılabilir. Birimin üst seviyelerini, çakıllı 

kireçtaşı oluşturur. İçerisindeki çakıllar polijenetik kökenli olup, ofiyolitik çakıllar, matrikse göre 

daha dayanıklı olduğundan, küçük çıkıntılar yaparlar. 

Cihanbeyli Formasyonu, altındaki İnsuyu Formasyonu üzerine uyumsuzlukla gelir. Birim yanal ve 

düşey olarak Kuvaterner yaşlı Tuzgölü Formasyonuna geçer. Birim, çalışma alanının güney 

kesimlerinde ince iken, kuzey kesimlerinde ise daha kalındır.Ulu ve diğ. (1994), birimin yaşını 

Pliyo-Kuvaterner olarak vermişlerdir. 

3.3.2. Tuzgölü Formasyonu (Qtu) 

Ulu ve diğ. (1994), İnceleme sahası içindeki Kuvaterner birimlerini Tuzgölü Formasyonu adı 

altında incelemişlerdir. Birim, çalışma alanının genellikle doğu kesimlerinde, geniş bir alanda 

yüzeyler. 

Birim,çakıl, kum, silt, CO3'lı kum ve siltler, CO3 seviyeleri ile jipsli killerden oluşur. Jipsler beyaz 

ve sarı renklerde merceksi yaygılar olarak görülür. Birim, İnsuyu Formasyonu ve diğer yaşlı 

birimler üzerinde uyumsuz olarak yer alır. Tuzgölü Formasyonu, Cihanbeyli Formasyonu ile yanal 

84

ve düşey yönde geçişlidir. Birim içinden yaş verecek herhangi bir fosil bulunamamış olup, yaşı 

Pliyo-Kuvaterner olarak kabul edilebilir (Ulu ve diğ., 1994). 

3.3.3. Travertenler (Qtr) 

Çalışma alanında, Bolluk Gölü'nün doğu ve kuzey kesimlerinde koni şeklinde gözlenir. Traverten 

konilerinin doğu kenarındakilerin doğrultusu göle paralel olup birkaç tanesi de göl içerisinde 

bulunmaktadır. Üst tarafları dairesel veya elipsoidal kesik koni şeklindedir. Bu traverten konilerinin 

içi çoğunlukla toprakla, çok az bir kısmı ise suyla doludur. Boyutları birkaç metreden, birkaç yüz 

metreye kadar değişir. Daha önceki araştırmacılar tarafından sayılarının 60 kadar olduğu belirtilen 

(Gündoğan, 1994) konilerden yaklaşık olarak kırk kadarının yeri (Şekil 5) tarafımızdan belirlenip 

haritalanmıştır. Traverten konileri Kuvaterner-Güncel yaşlıdır. 

3.2. Tektonik 

Neotektonik dönemde bölgede değişik karakterlerde tektonik yapılar gelişmiştir. Bunlar, normal ve 

doğrultu atımlı faylar şeklindedir. 

Çalışma alanı ve çevresinde jeotermal açıdan en önemli fay kabaca KB-GD doğrultulu Bollukgölü 

fayıdır. Bu fay Bozdağ’ın kuzey etekleri, Bolluk Gölü, Küçüktütün Tepe ve Karadağ’ın kuzey 

kenarı boyunca uzanmakta olup eğim atımlı normal fay karakterindedir. Bollukgölü fayının KD 

bloğu, diğer bloğa göre düşmüştür. Bölgedeki sıcak suların çoğunluğu ile Bolluk Gölü kuzey 

kenarında gözlenen traverten konilerinin oluşumunun bu fayla ilişkili olduğu düşünülmektedir. 

Sahada ayrıca Bolluk Gölü’nün doğu ve batı kenarında da yaklaşık KKD-GGB doğrultulu eğim 

atımlı normal faylar bulunmaktadır. Bolluk Gölü, bu fayların oluşturduğu graben içerisinde 

gelişmiştir. Özellikle doğu kenarındaki sıcak sular ve traverten konilerinin oluşumu, Gölün 

doğusunu sınırlayan fayla ilişkilidir. 

Yine Karadağ çevresinde K-G ve KD-GB doğrultulu muhtemel faylar bulunmaktadır. Bunlar da 

eğim atımlı normal fay karakterinde olup, doğudaki bloklar düşmüştür. Karadağ güneyi ve 

batısındaki sondajlardan çıkan sıcak suların da bu faylarla ilişkili olduğunu söyleyebiliriz. 

Bunların dışında sıcak suların gelişiminde fazla etkisi olmayan ancak bölgenin önemli yapısal 

unsurları olduğu için, jeolojik gelişimini etkileyen üç önemli fay daha vardır. Bunlar, İnsuyu fayı, 

Karatepeyayla fayı ve Tersakangölü fayıdır. Adını, çalışma alanı dışındaki İnsuyu Köyü’nden alan 

İnsuyu fayı KBB-GDD doğrultulu olup, güney bloğu düşen, eğim atımlı normal fay karakterindedir. 

İnsuyu deresi boyunca Cihanbeyli ilçesinin içine kadar uzanan ve burada Karatepeyayla fayı ile 

kuzeye doğru atılan fayın Tersakangölü fayı olarak devam ettiği düşünülmektedir. Karatepeyayla 

fayı Cihanbeyli ilçesinden başlayarak KD yönünde devam eder ve sol yönlü doğrultu atımlı fay 

özelliğindedir. Tersakangölü fayı, Tersakangölü’nün D-KD kenarını sınırlayan ve KB-GD 

doğrultusu boyunca uzanan bir faydır. Eğim atımlı normal fay özelliğinde olup, batı bloğu 

düşmüştür. 

4. KAYAÇLARIN HİDROJEOLOJİK ÖZELLİKLERİ 

Çalışma sahası ve çevresinde yer alan birimlerden Koçyaka Formasyonuna ait serpantinitler 

geçirimsiz, Ballıktepe ve Andıklıtepe Bloğu’na ait kireçtaşı seviyeleri ile kuvarsitler çatlaklı ve 

kırıklı yapılarından dolayı geçirimlidirler. Temel birimlerin üzerine uyumsuzlukla gelen Eosen yaşlı 

Çayraz Formasyonu, Miyosen-Pliyosen yaşlı İnsuyu Formasyonu’na ait birimlerden gevşek 

tutturulmuş çakıltaşı, kumtaşı ve killi kireçtaşı seviyeleri geçirimli, siltli seviyeler yarı geçirimli, 

killi seviyeleri ise geçirimsizdir. Çataltepe Andezitleri de kırıklı yapılarından dolayı geçirimlidirler. 

Pliyo-Kuvaterner yaşlı Cihanbeyli Formasyonunu ile Tuzgölü Formasyonunun kireçtaşı ve çakıllıkumlu 

seviyeleri geçirimli, siltli ve killi seviyeleri ise geçirimsizdir. Kuvaterner yaşlı yamaç 

85

molozu, alüvyonlar ve travertenler de geçirimli olup alüvyonlar, soğuk sular için akifer 

özelliğindedir. 

5. HİDROJEOKİMYASAL DEĞERLENDİRME 

Cihanbeyli Jeotermal sahasında, Bolluk Gölü, Bozdağ ve çevresinde tespit edilebilen sıcaklıkları 

13.7-47.7 °C arasında değişen toplam 105 adet kuyu, sıcaklıkları 21-47.7 °C arasında değişen 

toplam 55 adet kuyu (Şekil 6) ile 3 adet kaynak vardır. Kuyuların derinlikleri 30-220 m arasındadır. 

Kuyuların çoğunluğu yöre halkı tarafından pancar sulama amaçlı açılmıştır. Alkim A.Ş. ye ait 8 

adet kuyu artezyen olup diğer kuyuların tümü pompayla üretim yapmaktadır. 

İnceleme alanındaki sıcak su, kaynak ve kuyuların yerleri ve fiziksel parametreleri (Sıcaklık, EC, 

debi) kuyu ve kaynak başında tespit edilmiş olup analizler için gerekli numuneler (su kimyası, 

izotop, petrografik) alınmıştır. Kimyasal analiz sonuçları Tablo 1’ de verilmiştir. 

Cihanbeyli jeotermal alanında bulunan sulardan; sığ derinlikli(30m) soğuk su kuyusunun (G-1K) 

toplam mineralizasyon değeri 1117.9 mg/l olup, Ca-Mg, HCO3-SO4 lı sular sınıfındadır. Derin olan 

(170m) soğuk su kuyusunun (CB-7K) toplam mineralizasyon değeri ise 901.5 mg/l olup, Ca-Mg, 

Cl-HCO3-SO4 lı sular sınıfındadır. Sıcak su kuyularının toplam mineralizasyon değerleri 3136- 

4496.4 mg/l arasında olup, Ca-Mg-Na, SO4-HCO3-Cl lu sular sınıfındadırlar. Mineralli su 

kaynaklarının ise toplam mineralizasyon değerleri 4550.1-4788.1 mg/l arasında olup, Ca-Mg-Na, 

SO4-Cl-HCO3 lı sular sınıfındadırlar. 

Tablo 1. Cihanbeyli sahasından alınan numunelerin kimyasal analiz sonuçları. 

RUMUZ AD K + Na + NH4 + Ca 2+ Mg 2+ B Li + SiO2 HCO3 - CO3 2- SO4 2- Cl - F - Br - pH 

86 

EC 

(µS/cm) 

T.Sertlik 

(oA) 

CK-1K S.Sarı 20.7 201 >0.1 433 217 1.0 0.3 22 692

4280000 

4275000 

4270000 

4265000 

4260000 

Sigircik 

Ziyaret T. 

Kirkisla 

Kizilagil T. 

CIHANBEYLI 

Bozdag 

Topkale T. 

Karadag 

Yapali 

Hüyükkuyu 

4255000 

36485000 36490000 36495000 36500000 

Karatas T. 

Günyuzu 

4280000 

4275000 

4270000 

4265000 

4260000 

Hüyükkuyu 

4255000 

Şekil 5. İnceleme alanındaki traverten koni yerleri Şekil 6. İnceleme alanındaki kuyu yerleri 

Cihanbeyli jeotermal alanında bulunan suların kalsiyum denge diyagramı değerlendirmesine göre, 

sığ soğuk su kuyusu hariç hemen hemen tüm sular kabuklaştırıcı özelliğindedir. 

Cihanbeyli jeotermal sahasındaki sıcak ve soğuk suların kimyasal özelliklerinin belirlenmesi 

amacıyla Schoeller diyagramıyla değerlendirmeler yapılmıştır. Yarı logaritmik Schoeller 

diyagramına göre (Şekil 7), Cihanbeyli sahasındaki sıcak suların iyon dizilimi katyonlarda rCa > 

rMg >r(Na + K)> ; anyonlarda rSO4>r(HCO3+CO3)>rCl dur. 

Soğuk su kuyularının iyon dizilimi ise, sığ kuyuda katyonlarda rCa > rMg >r(Na + K); anyonlarda 

r(HCO3+CO3)> rSO4>rCl dur. Derin kuyuda ise r(Na + K)> rMg> rCa ; anyonlarda rCl> 

rSO4>r(HCO3+CO3) dır. Derin soğuk su kuyusunda bulunan yüksek değerdeki Cl iyonu muhtemel 

sahadaki evaporitik ortamla ilişkilidir. Mineralli su kaynaklarının iyon dizilimi katyonlarda rCa > 

rMg >r(Na + K)> ; anyonlarda rSO4> rCl >r(HCO3+CO3) dır. 

Yine yarı logaritmik Schoeller diyagramına göre, Cihanbeyli sahasında bulunan sulardan soğuk su 

kuyuları dışındaki sular aynı kimyasal karekterleri göstermekte olup ayni kökenlidir. Soğuk sular 

ise derinliklerine bağlı olarak farklı kimyasal özellik göstermektedir. 

Klorür izokontur haritasına göre (Şekil 8), alanda bulunan yeraltı sularının akış yönü kuzey ve 

güney-batıdan doğuya doğru olmakta, klorür ve toplam mineralizasyonca büyük ölçüde 

zenginleşmektedir. Bu saptama sahanın besleme bölgesinin kuzey ve güney batı olduğunu ortaya 

koymaktadır. Yine sahadaki suların sıcaklık değerlerindeki artışına bağlı olarak EC ve SiO2 

değerlerinde de artış olduğu EC ve SiO2 dağılım haritalarından (Şekil 9) görülmektedir. Şekiller 

incelendiğinde sahada sıcaklık değerlerinin yüksek olduğu yerlerde, Cl, EC ve SiO2 değerlerinin de 

yüksek olduğu görülmektedir. 

Cihanbeyli sahasındaki suların jeotermometre kullanımına uygunlukları Na-K-Mg üçgen 

diyagramında incelenmiş (Giggenbach, 1991) ve olgun olmayan sular grubunda yer aldıkları 

belirlenmiştir. Jeotermometrelerden kuvars jeotermometreleri uygun rezervuar sıcaklıkları 

vermiştir. Buna göre yapılan hesaplamalarda rezervuar sıcaklığı 60-70 o C arasında bulunmuştur 

(Şekil 10). 

87 

Sigircik 

Ziyaret T. 

104 

105 

Kirkisla 

58 

2 

53 

48 

106 

1 59 

Kizilagil T. 

107 47 

70 

68 

91 

29 17 

56 

60 57 92 

86 

108 

6289 

49 

5 

30 

75 

CIHANBEYLI 

79 

90 81 

Bozdag 

41 

6 

9 

7 

8 

1011 

12 

13 

43 

42 

1514 

16 

84 

80 

19 27 

21 

28 

25 

18 85 

Karadag 

32 

69 35 

9552 

5436 

26 

78 

46 

24 

4 

34 23 

96 6765 

37 51 

33 

103 

83 

82 

45 44 

93 

Topkale T. 

Yapali 

39 

6420 

97 

101 

63 

3 31 

38 

22 

72 

73 

66 55 

50 

6171 

40 

76 77 

94 

87 

102 98 

99 

88 

100 

36485000 36490000 36495000 36500000 

Karatas T. 

Günyuzu

4274000 

4272000 

4270000 

4268000 

4266000 

4264000 

4262000 

4260000 

meq/l 

100 

10 

1 

Ca 

Mg 

Na+K 

Şekil 7. Sahadaki suların Yarı-Logaritmik Schoeller Diyagramı. 

Kizilagil T. 

Bozdag 

36492000 36494000 36496000 36498000 

SO4 

Karadag 

88 

Cl 

HCO3+CO3 

H.BAYHAN 

M.KARACA 

A.KAYA 

S.SARI 

K.TEMİZKAN 

N.KILIÇ 

H.M.BOZDAĞ 

H.YILDIRIM 

R.KORKUSUZ 

S.KOÇYİĞİT 

M.ABAY 

İ.ALTUNTAŞ 

H.YAPALI 

K.ERASLAN 

Alkim 

Kaynak 

Traverten konisi 

M.GÜZEL 

KC-1 

Şekil 8. Sahadaki suların Klorür(Cl) dağılım haritası(Değerler mg/l cinsindendir). 

580 

560 

540 

520 

500 

480 

460 

440 

420 

400 

380 

360 

340 

320 

300 

280 

260 

240 

220 

200 

180 

160 

140 

120 

100 

80 

60

4274000 

4272000 

4270000 

4268000 

4266000 

4264000 

4262000 

4260000 

4258000 

Ziyaret T. 

Kirkisla 

Kizilagil T. 

Bozdag 

(a) (b) (c) 

Şekil 9. Sahadaki suların EC (a), Sıcaklık (b) ve SiO2 (c) dağılım haritalarının karşılaştırılması 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

-20 

-40 

-60 

Karadag 

Yapali 

36486000 36488000 36490000 36492000 36494000 36496000 36498000 36500000 

4274000 

4272000 

2400 

Ziyaret T. 

2300 

4270000 

2200 

2100 

20004268000 

1900 

1800 

17004266000 

1600 

1500 

14004264000 

Kirkisla 

1300 

1200 

1100 

4262000 

1000 

900 

4260000 

800 

700 

600 4258000 

500 

400 

4256000 

4254000 

Kizilagil T. 

36486000 36490000 36494000 36498000 36502000 

1 2 3 4 5 6 

1- Amorf silika, Fournier, 1977 

2- Alfa Kristobalit, Fournier, 1977. 

3- Beta Kristobalit, Fournier, 1977. 

4- Kalsedon, Fournier, 1977. 

5- Kuvars, Fournier, 1977. 

6- Kuvars buhar kaybı, Fournier, 1977. 

Şekil 10. Sahadaki suların jeotermometre grafiği 

Bozdag 

Topkale T. 

Karadag 

Yapali 

89 

4274000 

4272000 

48 

46 Kizilagil T. 

44 

424270000 

40 

38 

36 

344268000 

32 

30 

28 

264266000 

24 

22 

20 

184264000 

16 

14 

12 

104262000 

8 

6 

4260000 

Bozdag 

Karadag 

36492000 36494000 36496000 36498000 

ALKİM 

H.BAYHAN 

H.M.BOZDAĞ 

H.YAPALI 

H.YILDIRIM 

İ.ALTUNTAŞ 

K.ERASLAN 

K.TEMİZKAN 

KAYNAK SUYU 

M.ABAY 

M.KARACA 

N.KILIÇ 

R.KORKUSUZ 

S.KOÇYİĞİT 

S.SARI 

80 

76 

72 

68 

64 

60 

56 

52 

48 

44 

40 

36 

32 

28 

24 

20

5.1. İzotop Verilerinin Değerlendirilmesi 

Cihanbeyli sahasında bulunan sıcak suların kökeninin lokal meteorik çizgiye olan konumlarının 

ortaya konulması ve geçirdiği proseslerin saptanması amacıyla alanda izotop örneklemeleri 

yapılmıştır. İzotop analizi yaptırılan kaynaklar koordinatları ile birlikte Tablo 2’de görülmektedir. 

Tablo 2. Seçilen su noktalarına ait izotop değerleri. 

Örnekleme 

Tarihi 

Örnek 

Adı 

Pafta 

Sağa 

(Y) 

Yukarı 

(X) 

90 

Kot 

(Z) 

EC 

(µS/ 

cm) 

δ 18O 

(‰,SMOW) 

Döteryum Trityum 

(‰,SMOW) (T.U.) 

07.09.2006 CNK-1 K29-c3 3691524 4272026 1000 1573 -10.45 -75.39 1.1±0.7 

13.09.2006 CT-1 K29-c3 3696200 4268065 945 933 -9.42 -68.45 0.6 ±0.75 

14.09.2006 AKÇ-1 3690081 4233221 1129 623 -11.4 -84.50 8.1 ±1 

15.09.2006 CMK-1 K29-c3 3693234 4270424 980 1079 -10.35 -74.25 0 ±0.7 

15.09.2006 CKT-1 K29-c3 3693624 4268295 958 1165 -10.22 -73.74 1.55 ±0.8 

15.09.2006 CA-1 K29-c3 3694511 4264339 943 1311 -10.26 -72.54 0 ±0.7 

15.09.2006 CMA-1 K29-c3 3695946 4261438 973 1353 -10.18 -75.73 2.2 ±0.8 

15.09.2006 CHB-1 K29-c3 3697641 4260729 981 1484 -10.23 -76.80 0 ±0.85 

16.09.2006 CHY-1 K29-c3 3697811 4264967 965 1436 -10.18 -77.83 1.85 ±0.8 

19.09.2006 CMG-1 K29-c3 3690659 4274501 1010 680 -11.63 -89.84 0 ±0.7 

Cihanbeyli sahasındaki suların δ 18 O-δD diyagramı üzerindeki dünya meteorik su doğrusu ile Doğu 

Akdeniz meteorik su doğrusuna göre konumları, meteorik kökenli olduklarını göstermektedir (Şekil 

11). Ayrıca suların duraylı izotoplarından Oksijen-18 bakımından zenginleşme görülmemektedir. 

δ 2 D (% o S MOW) 

40 

20 

0 

-20 

-40 

-60 

-80 

-100 

-120 

-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 

δ 18 O (% o S MOW) 

Şekil 11. Sahadaki suların δ 18 O-δD diyagramı 

C NK -1 

C T-1 

AK Ç -1 

C MA-1 

C HB -1 

C K T-1 

C MK -1 

C A-1 

C HY -1 

C MG -1 

G MWL 

DAMWL

Cihanbeyli sahasındaki suların beslenme yükseltileri ve akifer içinde kalış süreleri arasındaki 

ilişkiyi yansıtan δ 18 O- 3 H diyagramına göre (Şekil 12) ise, sahadaki soğuksu ve sıcaksu kuyuları ile 

mineralli kaynakların Trityum değerleri aralıklarının 0-2.2 TU arasında olması bu suların genel 

olarak derin dolaşımlı ve yeraltında uzun kalış süresine sahip olduklarını gösterir. Bu da bize sıcak 

ve soğuk mineralli suların nükleer denemeler öncesi (1952 öncesi) yağışlardan beslenen sular ve 50 

yıldan daha yaşlı olduğunu göstermektedir. AKÇ-1 nolu çeşme kaynağı ise, trityum değerinin 8.1 

TU. olması nedeniyle diğer sulara göre sığ dolaşımlı ve yeraltında kalış süreleri kısa olan sular olup 

genç yağış sularından oluşan 5-10 yıllık güncel sulardır. 

Yeraltısuyu dolaşım derinliği 

Kalış süresi 

Beslenme alanı yükseltisi 

δ 18 O (%o SMOW) 

Şekil 12. Sahadaki suların δ 18 O-δ 3 H diyagramı 

6. JEOTERMAL KAYNAKLARIN OLUŞUM MODELİ 

Cihanbeyli Jeotermal sahasında, Bolluk Gölü, Bozdağ ve çevrelerinde tespit edilebilen toplam 105 

adet kuyu ile 3 adet kaynak vardır. Kuyuların derinlikleri 30-220 m arasında olup sıcaklıkları 13.7- 

47.7 o C dir. Kuyuların çoğunluğu yöre halkı tarafından sulama amaçlı açılmıştır. Alkim A.Ş. ye ait 

8 adet kuyu artezyen olup diğer kuyuların tümü pompayla üretim yapmaktadır. 

Sahada yapılan jeoloji, hidrojeokimya ve jeofizik çalışmaların sonucunda olumlu jeotermal veriler 

elde edilmiştir. Cihanbeyli jeotermal sahasında 2007 yılı içersinde de potansiyeli belirlemeye 

yönelik bir adet araştırma sondajı yapılmıştır. 

Cihanbeyli jeotermal sahasında ortaya çıkarılan jeotermal bulgular, sahada jeotermal sistemin ısı 

kaynağı olduğu düşünülen Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı volkanizmanın (Karadağ andezit 

volkanizması) (ana baca ve tali bacaları olan, yayılım alanı yaklaşık 12 km çapında olan küçük 

ölçekli polijenetik bir asidik volkanizma) magma köklerinin veya magma odalarının sıcaklığını 

koruduğunu göstermektedir. 

Sistemin ana rezervuarını Koçyaka Formasyonu içersindeki fay zonu oluşturmaktadır. Ayrıca 

Koçyaka Formasyonu’na ait erime boşluklu kireçtaşı blokları, kuvarsitlerin çatlaklı seviyeleri, 

İnsuyu Formasyonuna ait kireçtaşları ile volkanitler de rezervuar kaya özelliğindedir. Jeotermal 

91

sistemin örtü kayasını ise İnsuyu, Cihanbeyli ve Tuzgölü Formasyonunun killi seviyeleri 

oluşturmaktadır (Şekil 13). Sahanın beslenme yönü ise bölgenin G ve KB kesimlerinden olduğu 


Şekil 13. Cihanbeyli jeotermal sahası şematik jeotermal modeli. 

7. SONUÇLAR 

Cihanbeyli jeotermal sahasında, jeolojik çalışma olarak 600 km 2 detay jeotermal etüt çalışması 

yapılmıştır. 

Cihanbeyli jeotermal sahasında yapılan etütlerin yanı sıra hidrojeokimyasal numuneler alınarak 

jeokimyasal değerlendirmeler yapılmıştır. 

Jeoloji çalışmalarında, sahanın genel litostratigrafik istifi çıkarılmış, tektonik özellikleri belirlenmiş 

ve jeotermal oluşum modeli ortaya konmuştur. 

Cihanbeyli Jeotermal sahasında birbirinden farklı kimyasal özellikler gösteren soğuk, sıcak ve 

mineralli suların toplam mineralizasyonları 901.5 mg/l ile 4788.1 mg/l arasında değişmektedir. 

Sahadaki sıcak sular, Ca-Mg-Na, SO4-HCO3-Cl lu sular sınıfındadır. 

92

Alınan numunelerin analiz sonuçlarına göre yapılan jeotermometre hesapları, rezervuar sıcaklığının 

60-70 °C arasında olabileceğini göstermektedir. Sahada yapılan sondajda da bu sıcaklık değerlerine 

yakın sıcaklık elde edilmiştir. 

Cihanbeyli jeotermal sahasındaki sular izotop sonuçlarına göre meteorik kökenli olup sıcak ve 

mineralli sular genel olarak derin dolaşımlı ve yeraltında uzun kalış süresine sahiptirler. Soğuk 

çeşme kaynağı ise diğer sulara göre sığ dolaşımlı ve yeraltında kalış süreleri kısa olan güncel 

sulardır. 

Sahada yapılan çalışmalar sonucunda belirlenen noktada 2007 yılında Cihanbeyli KC-1 jeotermal 

araştırma sondajı yapılmıştır. KC-1 kuyusunun derinliği 425 m dir. Kuyuda kompresörle 12 saat 

süreyle yapılan üretim testi sonucunda 49°C sıcaklığında ve 38 l/s debide sıcak akışkan elde 

edilmiştir. Pompa testi yapılması durumunda kuyuda sıcaklık ve debinin artması mümkündür. 

Cihanbeyli KC-1 kuyusundan 2.23 MWt enerji elde edilmiştir. 

Konya-Cihanbeyli jeotermal sahasında, yapılacak yatırımlara bağlı olarak sahanın geliştirilmesi ve 

potansiyelin belirlenmesine yönelik yeni sondaj lokasyon noktaları da belirlenmiştir. 

KATKI BELİRTME 

Bu çalışma, MTA Genel Müdürlüğü-Enerji Hammadde Etüt ve Arama Dairesinin 2006-2007 yılı iş 

programında yer alan jeotermal enerji aramaları projeleri kapsamında yapılmıştır. Yazarlar, arazi ve 

laboratuvar çalışmaları ile projenin yürütülmesinde emeği geçen tüm arkadaşlara teşekkür ederler. 

93

8. DEĞİNİLEN BELGELER 

Aydemir, A. ve Ateş, A., 2005. Preliminary evolution of Central Anatolian basins in Turkey by 

using gravity and magnetic data. Journal of Balkan geophysical society vol. 8, no.1, 7- 

19. 

Canik, B., 1987. Bozdağ-Yapalı Toprakkale dolayındaki (Cihanbeyli) sıcak ve mineralli sular ve 

oluşumları. 111-123. 

Çemen, İ., Göncüoğlu, M. C., ve Dirik, K., 1999, Structural evolution of the Tuzgölü Basin in 

Central Anatolia, Turkey. The Journal of Geology, 107, 693-706. 

Dirik, K. ve Erol, O., 2000, Tuzgölü ve civarının tektonomorfolojik evrimi Orta Anadolu-Türkiye. 

Haymana-Tuzgölü-Ulukışla Basenleri Uygulamalı Çalışma (Workshop). Editörler: 

Derman, S. ve Tekin, T. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Özel Sayı 5, 27-45. 

Droop, G. T.R., Karakaya M. Ç., Eren, Y. ve Karakaya, N., 2005, Metamorphic evolution of 

blueschists of the Altınekin Complex Konya area, south central Turkey. Geological 

Journal, 40, 127-153. 

Eren, Y., 2000. Tuzgölü Havzası Güneybatısındaki (Altınekin-Konya) temel kayaçlarının jeolojisi. 

Haymana-Tuzgölü-Ulukışla Basenleri Uygulamalı Çalışma (Workshop). Editörler: 

Derman, S. ve Tekin, T. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Özel Sayı 5, 113-126. 

Erol, O., 1969. Tuzgölü Havzasının Jeolojisi ve Jeomorfolojisi. MTA Rap. No:4220 

(yayınlanmamış). 

Fournier, R. O., 1977. Chemical geothermometers and mixing models for geothermal systems. 

Geothermics, 5, 41-50. 

Gündoğan, İ., 1994. Geology, mineralogy, geochemistry and economic potential of the Bolluk Lake 

and the adjacent area, Cihanbeyli-Konya. Master tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir. 

Koçyiğit, A., 2000. Orta Anadolu'nun Genel Neotektonik Özellikleri ve Depremselliği. Haymana- 

Tuzgölü-Ulukışla Basenleri Uygulamalı Çalışma (Workshop). Editörler: Derman, S. ve 

Tekin, T. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Özel Sayı 5, 1-26. 

Özcan, A., Göncüoğlu, M.C., Turhan, N., Şentürk, K., Uysal, Ş. ve Işık, A., 1990. Konya- 

Kadınhanı-Ilgın Dolayının Temel Jeolojisi. MTA Der. Rap. No:9535. 

Rigo De Righi, M. ve Cortesini, A., 1959. Regional studies of the Central Anatolian basin. Progress 

report 1, Pet. İşl. Gn. Md. arşivi (yayınlanmamış). 

Ulu, Ü., Bulduk, A., Saçlı, L., Ekmekçi, E., Taşkıran, M. A., Karakaş, M., Adır, M., Öcal, H., 

Sözeri, Ş., Arbas, A.ve Karabıyıkoğlu, M., 1994. İnlice-Akkise ve Cihanbeyli-Karapınar 

Alanının Jeolojisi. MTA Der. Rap. No:9720 (yayınlanmamış). 

94

ANKARA, KAZAN DOĞAL SODA (TRONA) SAHASI DERİN AKİFER 

SİSTEMİNDEKİ PALEO SULAR VE PALEO İKLİM 

Dr. Şebnem ARSLAN, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 06531 

Ankara, Türkiye. e-mail: sebnem_okten@yahoo.com 

Prof. Dr. Hasan YAZICIGİL, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 

06531 Ankara, Türkiye. e-mail: hyazici@metu.edu.tr 

Prof. Dr. Martin STUTE, Barnard College, Environmental Science Department, 3009 Broadway, 

New York, NY 10027, USA, e-mail: martins@ldeo.columbia.edu 

Prof. Dr. Peter SCHLOSSER, Columbia University, Department of Earth and Environmental 

Science, Lamont-Doherty Earth Observatory, 61 Route 9W Palisades, NY 10964, USA. e-mail: 

schlosser@ldeo.columbia.edu 

ÖZET 

Bu çalışmanın amacı Kazan Havzasında bulunan doğal soda (trona) rezervi üzerinde oluşmuş derin 

ve çatlaklı bir akifer sistemindeki paleo suların oksijen, hidrojen ve karbon elementlerinin çevresel 

izotopları ve asal gazlar (Neon, Ksenon) kullanılarak belirlenmesidir. 

Derin akifer sistemindeki yeraltısuyu kalış süresini belirlemek amacıyla farklı derinliklerden 

toplanmış örnekler birçok parametre için analiz edilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde ortaya 

çıkan sonuçlar, akifer sistemi içinde paleo suların varlığına işaret etmektedir. Oksijen-18 ve 

döteryum sonuçları sistemde serbest ve basınçlı bölgeler arasında bir izotopik zıtlık olduğunu ortaya 

koymuştur. Ortalama izotopik fakirleşme oksijen-18 için -2.5 ‰, döteryum için -20 ‰ civarındadır. 

Çalışma alanı için oksijen-18 ve yükseklik ilişkisi göz önüne alındığında, sistemde oksijen-18 

açısından oldukça fakir olan bazı bölgelerde, bu fakirleşmenin alandaki mevcut yükseklik hesaba 

katıldığında, yükseklik etkisi ile açıklanamayacağı görülmüştür. Suda ölçülmüş Ksenon ve Neon 

konsantrasyonlarıyla oluşturulan asal gaz termometresinden iki farklı örnek için hesaplanan 

beslenim sıcaklıkları günümüz ortalama yıllık hava sıcaklıklarından 4 °C daha düşüktür. Bu durum 

sisteme günümüz koşullarından daha düşük sıcaklıklarda beslenim olma olasılığına işaret 

etmektedir. Bu sonuç, çok düşük olan radyokarbon aktiviteleriyle de desteklenmektedir. Suda 

çözünmüş inorganik karbon içindeki karbon-13 sonuçları ortamda su-kayaç etkileşimi olduğunu ve 

radyokarbon aktivitelerinin bu etkileşimden fazlasıyla etkilendiğini göstermektedir. Dolayısıyla, 

ölçülmüş radyokarbon aktiviteleri karbon-13 ile düzeltilmiş ve suların radyokarbon yaşı 

belirlenmeye çalışılmıştır. Bu sonuçlara göre alandaki suların akifere girmelerinin günümüzden 

10000 yıl ile 35000 yıl önce gerçekleştiği görülmektedir. 

Derin akifer sisteminden alınmış örneklerde yürütülmüş analizler sistemde günümüz koşullarından 

farklı iklim koşullarında, hava sıcaklığının daha düşük olduğu bir ortamda, muhtemelen geç 

Pleistosen’de beslenim olduğunu göstermektedir. 

Anahtar Sözcükler: Kazan Havzası, kompleks akifer sistemi, paleo su, çevresel izotoplar, asal 

gazlar. 

95

PALEOWATERS IN THE DEEP AQUIFER SYSTEM OF KAZAN SODA-ASH (TRONA) 

ORE FIELD AND LINKS TO PALEOCLIMATE 

ABSTRACT 

The aim of this study is to identify the paleowaters in an intensely fractured deep aquifer system 

located above the trona deposit in the Kazan trona ore field using the environmental isotopes of 

oxygen, hydrogen and carbon and the noble gas (Xe and Ne) concentrations dissolved in 

groundwater. 

In order to determine the groundwater residence times in this deep aquifer system, the samples 

collected from different depths were analyzed for a wide set of parameters. Oxygen-18 and 

deuterium results showed that there is a strong isotopic contrast between the confined and 

unconfined parts of the deep aquifer. The average isotopic depletion is about -2.5 ‰ in oxygen-18 

values and – 20 ‰ in deuterium values. When the relationship between oxygen-18 and elevation is 

considered for the study area, it is impossible to explain this depletion with the elevation effect. The 

noble gas temperatures calculated for two different samples from the system were about 4 °C lower 

than today’s mean annual air temperatures indicating recharge during colder climate conditions. 

This finding is also supported by the radiocarbon activities being close to the detection limits in 

these two samples. Carbon-13 and extremely high dissolved inorganic carbon content data showed 

that there is extensive water-rock interaction in the deep aquifer. Carbon-13 data were utilized to 

correct the radiocarbon ages affected by this interaction. The adjusted ages were calculated to be 

between 10000 - 35000 years BP in this system. 

The results of various analyses carried out in the samples from the deep aquifer system point out the 

existence of paleowaters in this system. Recharge to the deep aquifer system likely occurred under 

colder climate conditions during the late Pleistocene. 

Keywords: Kazan Basin, complex aquifer system, paleowater, environmental isotopes, noble gases. 

1. GİRİŞ 

Çevresel izotop teknikleri geleneksel metodlar kullanılarak çözülemeyen hidrojeolojik problemleri 

çözmek amacıyla özellikle son 30 yıldır dünyada ve Türkiye’de oldukça yaygın olarak 

kullanılmaktadır (Özyurt ve Bayarı (1998), Plummer ve diğ. (2001), Özyurt (2005)). Clark ve Fritz 

(1997) tarafından belirtildiği ve yapılan bir çok uygulama ile kanıtlandığı üzere çevresel izotoplar 

yeraltısuyunun kökeni, yenilenebilirliği ve yeraltısuyunun kalitesini etkileyen süreçler hakkında 

yapılan araştırmalara katkı sağlamaktadırlar. Çevresel izotoplara ek olarak, yeraltısuyu içerisindeki 

asal gaz konsantrasyonları yeraltısuyu geçiş zamanı ile ilgili bilgi verdiği gibi, geçmiş hava 

sıcaklıklarının belirlenmesi için de kullanılmaktadırlar (Stute ve Schlosser (1993)). 

Bu çalışmada Kazan Havzasında bulunan trona rezervi üzerinde oluşmuş Eosen yaşlı, derin ve 

çatlaklı bir akifer sistemindeki paleo suların oksijen, hidrojen ve karbon elementlerinin çevresel 

izotopları ve asal gazlar (Neon, Ksenon) kullanılarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Trona doğada az 

rastlanan bir mineral olduğu halde Türkiye’de keşfedilmiş iki farklı cevher alanı bulunmaktadır. 

Bunlar Beypazarı ve Kazan’dadır. 

Maden sahasında yeraltı suları ile ilgili, Çevresel Etki Değerlendirme (ÇED) çalışmaları 

kapsamında, 2000 yılından bu yana hidrojeolojik karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu 

bağlamda madencilik faaliyetlerinin su kaynakları üzerinde olabilecek etkileri de detaylı bir şekilde 

araştırılmıştır (Yazıcıgil ve diğ. (2001), SRK (2001, 2004). Bu detaylı çalışmalara ek olarak alanda 

izotop tekniklerinin uygulanmasıyla sistemdeki suların yeraltısuyu kalış sürelerinin belirlenmesi 

mümkün olmuştur. 

96

2. İNCELEME ALANI 

İnceleme alanı Ankara’nın 35 km kuzeybatısında yer almaktadır (Şekil 1). Alanın içinde bulunduğu 

İç Anadolu Bölgesinde yarı-kurak karasal iklim hakimdir. Yazları sıcak ve kurak, kışlar yağışlı ve 

soğuktur. Ankara Meteoroloji İstasyonunda Devlet Meteoroloji İşleri tarafından 1930 yılından bu 

yana günümüze kadar ölçülmüş sıcaklıklara göre aylık ortalama sıcaklık 11.8 °C olmakla beraber 

Ocak ayında 0.1 °C Temmuz ayında 23.3 °C arasında değişir. 

İnceleme alanında dağlık ve ovalık iki morfolojik birim bulunmaktadır. Ovanın kotu 950 metre ile 

800 metre arasında değişirken dağlık kesimlerde artmakta ve 1408 metreye ulaşmaktadır. Ova çayı 

bu havzada sürekli akan en önemli yüzey sularından biri olup, kuzeydoğu-güneybatı yönünde 

akmaktadır. 

Şekil 1. Çalışma alanına ait yer bulduru haritası 

3. JEOLOJİ VE HİDROJEOLOJİ 

Kazan Havzasının batı kısmında yer alan çalışma alanının detaylı jeolojik araştırması Toprak ve 

Rojay tarafından 2000 ve 2001 yıllarında ve Rojay tarafından 2002 yılında gerçekleştirilmiştir. 

Çalışma alanında başlıca dört kayaç serisi bulunmaktadır. Bunlar, aşağıdan yukarıya doğru 

Paleozoik yaşlı metamorfikler, Eosen yaşlı dizilim (Mülk formasyonu ve Akpınar kireçtaşı), Neojen 

birimleri ve Plio-Kuvaterner çökellerdir. Alandaki stratigrafik dizilim Şekil 2’de verilen 

genelleştirilmiş dikme kesitde gösterilmiştir. Bunun yanı sıra, Şekil 3’te alandaki birimlerin 

yüzeysel dağılımını gösteren jeolojik harita verilmiştir. 

Şekil 2’de görülebileceği üzere alanda mevcut su içeren birimler sığ (alüvyon), orta (Neojen) ve 

derin (Eosen) yeraltısuyu sistemleri olarak gruplanmıştır. Orta ve derin sistemler arasında bulunan 

Akpınar formasyonu akitard özelliği taşımaktadır (SRK, 2004). Derin yeraltısuyu sistemi Fethiye, 

97

Asmalıdere ve İncirlik üyelerinin çatlaklı kısımlarında bulunmaktadır. Bu sistemin kalınlığı depozit 

alanının batısında 400 metreye ulaşmakta ve doğuya doğru azalarak 100- 150 metreye inmektedir 

(SRK, 2004). Sistemin içinde bulunduğu İncirlik üyesi koyu kahverengi, ince katmanlı marnlardan, 

sarımsı kahverengi, ince katmanlı killi kireçtaşları ve marnlardan ve siyah, karbonatlı, organik 

açıdan zengin dolomitli kil taşı yataklarından oluşmaktadır (Toprak ve Rojay, 2000). Asmalıdere 

üyesi altta sarı, sarımsı kahverengi, gri, ortayla kalın arası katmanlı, oldukça geçirgen kumtaşı- 

konglomera- kil taşı ardalanması ve ince katmanlı marnlardan oluşur. Bu üye, üstte açık kahverengi, 

ince katmanlı marnlardan ve kil taşlarından oluşmuştur. Fethiye üyesi yeşil marnlardan ve az 

miktarda pembemsi killi kireçtaşı yataklarından meydana gelmiştir (Toprak ve Rojay, 2000). 

Alandaki hidrojeolojik ortamın karakterizasyonu amacıyla derinlikleri 7 ile 850 metre arasında 

değişen 58 adet gözlem kuyusu açılmış ve su içeren birimlerin hidrolik iletkenliği ve depolama 

özelliklerini belirleyebilmek için akifer testleri yapılmıştır (Yazıcıgil ve diğ., 2001, SRK, 2004). 

Derin yeraltısuyu sisteminde açılan 22 adet gözlem kuyusu mostra alanındaki bazı kuyular dışında 

Şekil 2. Alandaki stratigrafik dizilimi gösteren genelleştirilmiş dikme kesiti. 

98

99 

Şekil 3. Alandaki birimlerin yüzeysel dağılımını gösteren jeolojik harita.

sistemin basınçlı olduğunu göstermiştir. Akiferin yüzeylendiği bölgede yer alan kuyuların su 

seviyeleri, yağışlara tepki göstermiş ve bu durum SRK (2004) tarafından belirtildiği üzere bu 

bölgelerde yağışlardan beslenime işaret etmiştir. SRK (2004) tarafından hazırlanmış eş su seviye 

haritası Şekil 4’te verilmiştir. Bu haritada görülen trona depozit alanının kuzey tarafında yeraltısuyu 

seviyelerinde tümsek şeklinde uzanan bir yükselti bulunur. Yeraltısuyu akım yönü bu yükseltiden 

kuzeydoğu ve güneydoğu yönündedir. Aynı lokasyonda farklı akifer birimlerinde filtrelenmiş 

kuyuların su seviye hidrografları derin sistem ile onu örten birimler arasında yukarı doğru, dikey 

yönde bir hidrolik gradyan olduğunu göstermektedir (SRK, 2004). Bu sistemdeki kuyuların çoğu 

farklı debilerde serbest akış sergilerler. 

Şekil 4. Derin akifer sistemi yeraltısuyu seviye haritası (SRK, 2004) 

Yazıcıgil ve diğ. (2001) tarafından yapılan paker, sabit düşüm-değişken debi ve yükselim testi 

sonuçlarına göre hidrolik iletkenlik katsayısının matriks kayada 2x10 -10 m/s ile çok kırıklı zonlarda 

3x10 -4 m/s arasında değiştiğini göstermektedir. Yine Yazıcıgil ve diğ. (2001) tarafından hesaplanan 

depolama katsayılarının çok düşük olması (10 -6 ile 10 -9 arasında) derin sistemin çok basınçlı bir 

yapıya sahip olduğuna işaret eder. 

Bu sistemde yeraltısuyu kalitesinin belirlenmesi için alınan örneklerin analiz sonuçları 

konsantrasyonlarda önemli mevsimsel değişimlerin olmadığını göstermiştir (SRK, 2004). SRK 

(2004) bu sistemde yeraltısuyu kalitesinin jeolojik yapılar, beslenim alanlarına uzaklık ve soda 

mineralleri tarafından doldurulan damarların (tuzlu zon) varlığına göre değişmekte olduğunu 

belirtmiştir. Derin akifer sistemi yeraltısuyunda belirlenen Toplam Çözünmüş Katı Miktarı 

(TÇKM) dağılımı su seviyelerinde yükseltinin bulunduğu bölgede düşük olduğu halde (500-800 

mg/l) yükselti dışında kalan bölgelerde TÇKM miktarının akış yönünde arttığı ve 15000 mg/l’ye 

kadar çıktığı gözlenmiştir (SRK, 2004). Trona sahasında mevcut olan tuzlu zonun tavanının trona 

sahası güneyinde derin akifer sistemi içine uzanarak yeraltısuyu kalitesini etkilediği ve serlisit, 

northupit ve şortit gibi minerallerin çözünmesinin yeraltısuyundaki bor, sodyum, klorür ve 

bikarbonat iyonlarının konsantrasyonlarını arttırdığı belirlenmiştir (SRK, 2004). Buna göre derin 

sistem için SRK (2004) tarafından hazırlanan üçgen diyagramında 3 farklı tip su ortaya çıkmıştır. 

100

Akiferin yüzeylendiği bölgede sular karışık-bikarbonat tipindedir. Doğuya doğru sodyumbikarbonat 

tipi, mansapta yer alan kuyularda ise sodyum klorür tipine dönüşmektedir. 

SRK (2004) tarafından sahadaki akiferlerin beslenim ve boşalım miktarlarıyla yeraltısuyu bütçesini 

belirlemek üzere 3 boyutlu sayısal bir yeraltısuyu akım modeli kurulmuştur. Bu modelden elde 

edilen sonuçlara göre derin akifer sistemi yağıştan ve içe akışla beslenir. Boşalımın %80’i üst ve 

orta akifer sistemlerine, kalanı kuyularla, yüzeysel akış olarak mostra alanındaki dere yataklarına, 

ayrıca alt ve üst akitard birimlerine olmaktadır (Yazıcıgil ve diğ., 2008). İnceleme alanının SRK 

(2004) tarafından oluşturulmuş kavramsal modeli Şekil 5’te görülmektedir. 

Şekil 5. İnceleme alanının kavramsal akım modeli (SRK, 2004). 

4. BULGULAR 

4.1. Oksijen-18 ve Döteryum 

Derin akifer sistemindeki paleo suların belirlenebilmesi için gerekli oksijen-18, döteryum, karbon- 

13 ve karbon-14 ölçümleri TÜBİTAK desteğiyle ÇAYDAĞ 106Y310 No.lu proje kapsamında 

yaptırılmıştır. Asal gaz ölçümleri Columbia Üniversitesi Lamont-Doherty Earth Observatory 

Laboratuarlarında gerçekleştirilmiştir. Çalışma alanındaki farklı akiferler ve kaynaklar için 

toplanmış örneklerde oksijen-18 ve döteryum arasındaki ilişkiyi anlamak için tüm sonuçlar Global 

Meteorik Su Doğrusu ve Ankara Lokal Meteorik Su Doğrusu ile birlikte Şekil 6’da sunulmuştur. Bu 

şekile göre δ 2 H ve δ 18 O sonuçları bütün sistem için geniş bir aralığa yayılmıştır. Ayrıca sığ ve derin 

akifer sistemleri için bir izotopik zıtlık olduğu görülmektedir. Bu tezat aynı akifer içerisinde serbest 

ve basınçlı kısımlarda da görülmektedir. Orta ve derin akifer sisteminden alınan örneklerde δ 18 O 

değerleri -9 ile -13 per mil arasındaki bölgede, δ 2 H değerleri -65 ile -95 per mil arasında, hafif 

izotoplarca zengin değerlere doğru olan bölgede bulunurlar (Arslan, 2008). Clark ve Fritz (1997) 

tarafından belirtildiği üzere bölgesel yağışlarla beslenen yeraltısuları modern beslenimin izotopik 

imzasını taşırlar. Çalışma alanı için derin yeraltısuları, sığ yeraltısuları ile karşılaştırıldığında δ 18 O 

değerleri açısından 3 per mil, δ 2 H değerleri açısından 25 per mil daha fakirdir (Arslan, 2008). Bu 

fakirleşme derin akifer sisteminin beslenim yüksekliğinin sığ akifer sisteme oranla daha yüksek 

101

olmasından kaynaklanmış olabilirler. Bu konuyu aydınlatmak için bölgedeki yağışlarda oksijen-18 

ve yükseklik ilişkisinin çıkartılması gerekmektedir. 

Döteryum (‰, VSMOW) 

-13.5 -12.5 -11.5 -10.5 -9.5 -8.5 -7.5 

Oksijen-18 (‰, VSMOW) 

Akpınar Akitard 

Derin Akifer Sistemi 

Orta Akifer Sistemi 

Sığ Akifer Sistemi 

Kaynak 

İncirlik Akitard 

Global Meteorik Su Doğrusu 

Ankara Meteorik Su Doğrusu 

Şekil 6. Çalışma alanında kaynaklar ve gözlem kuyuları için Döteryum ve Oksijen-18 ilişkisini 

gösteren grafik (Global Meteorik Su Doğrusu denklemi 2H=8*18O+10 (Craig, 1961b), Ankara 

Lokal Meteorik Su Doğrusu denklemi (2H=8*18O+11.42) IAEA/ WMO (2004) verileriyle 

oluşturulmuştur) (Arslan, 2008). 

Çalışma alanı göz önüne alındığında yağışı temsil eden ve değişik yüksekliklerden alınmış herhangi 

bir veri bulunmamaktadır. Normalde farklı yüksekliklerden çıkan ve debilerinde mevsimsel 

değişiklikler (yazın kuru, kışın debi artışı) gösteren kaynaklar da oksijen-18 ve yükseklik ilişkisini 

belirlemede kullanılabilirler. Fakat çalışma alanı için Şekil 6’da görüldüğü üzere kaynaklardan 

alınmış örnekler global meteorik su doğrusundan sapma göstermektedir. Bu sapma buharlaşma 

etkisine işaret ettiğinden dolayı oksijen-18 ve yükseklik ilişkisini ortaya çıkarmak için kullanmak 

doğru olmayacaktır. Bu nedenle sözü geçen ilişkinin belirlenmesi için başka bir çalışmadan 

yararlanılmıştır. Çalışma alanının 50 km batısında bulunan Beypazarı trona sahasında Apaydın 

(2004) tarafından yapılan çalışmaya göre δ 18 O’de azalma 100 metrede -0.44 per mildir ve 2000 

yılının Mayıs ayı için oksijen-18 ile yükseklik ilişkisi Denklem 1’te verildiği gibidir. 

Asal gazların suda çözünmeleri sıcaklık ve tuzluluk oranının bir fonksiyonudur ve asal gaz 

çözünürlüğü atom ağırlığı arttıkça artar ve sıcaklıkla azalır (Stute ve Schlosser, 2000). Ağırlıkla 

beraber sıcaklığa olan duyarlılık da artmaktadır (Benson ve Krause, 1976). 

102 

-55 

-60 

-65 

-70 

-75 

-80 

-85 

-90 

-95 

-100 

-105 

δ 18 O = -0.0044* (Yükseklik) – 4.811 (1) 

Denklem 1 kullanılarak orta ve derin akifer sistemlerinden alınan örneklerin beslenim yükseklikleri 

hesaplanmıştır (Şekil 7). Çalışma alanında günümüz topografyasına göre maksimum topografik 

yükseklik 1408 metredir. Buna göre beslenim yüksekliği en fazla 1400 m olabilir. Fakat beslenim 

yükseklikleri orta ve derin sistemler için 800 m ile 1842 m arasında hesaplanmıştır (Arslan, 2008). 

Bu hesaba göre hafif izotoplarca zengin değerlerin yükseklik etkisiyle hesaplanmasının mümkün 

olmadığı görülmektedir. Derin akifer sistemindeki çoğu örnek için bu durum günümüz 

koşullarından çok daha farklı koşullarda beslenime işaret edebilir. Fakat bir sonuca varmadan önce 

diğer veriler de değerlendirilmelidir. 

4.2. Asal Gaz Verisiyle Beslenim Sıcaklıklarının Belirlenmesi

Beslenim Yüksekliği (m) . 

2000 

1800 

1600 

1400 

1200 

1000 

800 

-14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 

Oksijen-18 (‰ ,V-SMOW) 

103 

Akpınar Akitard 

Derin Akifer Sistemi 

Orta Akifer Sistemi 

İncirlik Akitard 

Şekil 7. Orta ve derin akifer sistemleri için beslenim yüksekliği (m) ile oksijen-18 (‰, V-SMOW) 

grafiği (Beslenim yükseklikleri δ 18 O = -0.0044* (Yükseklik) – 4.811 (Apaydın, 2004). denklemi 

kullanılarak hesaplanmıştır) (Arslan, 2008). 

Birçok beslenim alanı için, yeraltısuyunda çözünen asal gazların beslenim anında yüzey sıcaklığını 

yansıttığı kabul edilebilir (Herzberg ve Mazor, 1979; Phillips, 1981; Stute ve Schlosser, 1993). Asal 

gas termometresi basit bir fiziksel prensibe dayanmaktadır: asal gazların suda çözünmelerindeki 

sıcaklık ilişkileri. Beslenim sıcaklıklarını asal gazlardan temin etmek için değişik yöntemler 

kullanılabilir (Stute ve Schlosser, 2000). Bu teknikler, grafik metodu, tekrarlamalı metod (iterative 

schemes) ve ters modelleme (inverse modeling) metodlarıdır. Bu çalışmada, Heaton ve Vogel 

(1981) tarafından önerilen grafik metodu kullanılmıştır. Bu teknikte, fazla havanın bölünmediği ve 

sıcaklığın belirlenebildiği farz edilerek veri noktaları denge çizgisine göre hesaplanmaktadır. 

Tablo 1’de grafik metoduyla hesaplanmış beslenim yükseklikleri ölçülmüş neon ve ksenon 

konsantrasyonları ile birlikte verilmiştir (Arslan, 2008). Gerçekte, derin akifer sistemindeki bazı 

kuyular için doğru beslenim yüksekliği hesaplanması mümkün değildir. Bu nedenle Tablo 1’de 

görülebileceği üzere farklı beslenim yükseklikleri için farklı sıcaklıklar hesaplanmıştır. Tablo 1’de 

belirtilen asal gaz sıcaklıkları incelendiğinde sığ su kuyusu S-16 için asal gaz sıcaklıklığının 

Ankara’nın ortalama yıllık hava sıcaklığı olan 11.8 ºC olduğu görülür. Derin akifer sisteminden 

alınmış örnekler (D-8 ve D-47) için hesaplanan düşük sıcaklıklar bu örnekleri besleyen 

yeraltısuyunun akifer sistemine daha soğuk bir ortamda girdiğinin göstergesi olabilir. 

4.3. Radyokarbon Metoduyla Yeraltı Sularının Yaşlarının Belirlenmesi 

Derin yeraltısuyu sistemindeki suların yeraltında kalış süreleri hakkında bilgi sahibi olabilmek için 

günümüzden 40000 yıl öncesine kadar yaşlandırma yapmayı mümkün kılan standart bir metod 

kullanılmıştır. Bu metod yeraltısuyunda çözünmüş inorganik karbonda (ÇİK) (ÇİK =CO2(aq)+HCO3 - 

+ CO3 -2 ) karbonun radyoaktif izotopu olan karbon-14’ün azalma miktarının ölçümü esasına dayanır. 

Atmosferde bulunan 14 C yeraltısu seviyesine ulaşana kadar çözülür ve yeraltısuyu sisteminde 

nitrojene dönüşür. Bu metodun uygulanabilmesi ilk aktivitenin, A0, bilinmesine bağlıdır. 

t 

A A0e 

denkleminde A örneğin ölçülen aktivitesini, λ bozulma katsayısını ve t beslenimden 

sonra geçen zamanı ifade etmektedir. Bununla birlikte ÇİK havuzuna karbon ekleyen, havuzdan 

karbon çıkmasına neden olan her işlem karbon-13 konsantrasyonlarını etkiler ve bir alanda 

yeraltısularında ÇİK’un değişimi karbon-14 konsantrasyonlarını ölü karbon katkısıyla ne derece 

etkilediğini gösterebilir (Clark ve Fritz, 1997). Karbon-14 konsantrasyonlarını etkileyen faktörlerin

Tablo 1. Ölçülmüş Ksenon ve Neon konsantrasyonları, beslenim yükseklikleri (m), ve grafik 

metoduyla hesaplanmış beslenim sıcaklıkları (°C) (Arslan, 2008). 

Örnek 

adı 

Neon 

[ccSTP/g] 

Ksenon 

[ccSTP/g] 

Beslenim 

Yüksekliği (m) 

104 

Grafik Metoduyla Beslenim 

Sıcaklığı (°C) 

1800 5 

D-8 3.06E-07 1.41E-08 

1600 

1400 

5.3 

5.5 

1300 5.8 

1800 8 

D-47 2.84E-07 1.80E-08 

1600 

1400 

8.2 

8.4 

1300 8.5 

S-16 2.08E-07 1.12E-08 1152 12 

yaş hesaplamalarında yanlış sonuçlara yol açmaması için Denklem 2’de verilen seyrelme faktörü 

(q) olarak hesaplanabilecek bir sayı kullanılır (Pearson ve Hanshaw, 1970). 

C C 

(2) 

13 

13 

Çİİ 

karb 

q 13 

13 

Ctoprak 

Ccarb 

Bu çalışmada derin yealtısuyu sisteminde farklı derinliklerdeki üç örnekten alınmış karbon-13 

örneklerinin ölçüm sonuçlarına göre ÇİK miktarının artmasıyla çok büyük boyutta δ 13 CÇİK değişimi 

olmaktadır. Şekil 8’de bu değişim açık olarak görülmekte ve alanda ölçülmüş radyokarbon 

konsantrasyonlarıyla hesaplanacak yeraltısuyu yaşlarında çok büyük düzeltmelere ihtiyaç 

duyulduğunu ortaya koymaktadır. Bu düzeltmeler için kullanılabilecek denklem 2’de verilmiştir. Bu 

denklemde δ 13 CÇİK suda çözünmüş inorganik karbondan ölçülmüş 13 C; δ 13 Ctoprak topraktaki CO2’in 

δ 13 C’i (bitki örtüsüne bağlıdır, C3 bitkileri -27‰, C4 bitkileri yaklaşık -12.5‰); ve δ 13 Ckarb 

çözünmüş kalsitin δ 13 C’dür (genellikle 0 ‰’e çok yakın, denizel karbonatlar için 2 ‰). Yukarıda 

verilmiş q değerini hesaplayabilmek için gerekli olan δ 13 Ckarb değerleriyle ilgili alanda hiç bir bilgi 

yoktur. Bu nedenle Konya Kapalı Havzasında Bayarı ve diğ. (2005) tarafından yapılmış çalışmada 

Mezozoik yaşta denizel dolomitik kireçtaşı için +4.21 ‰ olarak ölçülen δ 13 Ckarb değeri göz önüne 

alınarak alandaki karbonatlar için bu değerin +4 ‰ olarak varsayılması bu değerde belirsizlik 

olduğu ihtimali göz önüne alınmak suretiyle mümkündür. Böylelikle, Şekil 8’de görülebileceği gibi 

bir örnekte ölçülmüş pozitif δ 13 Ckarb değeri (+3.5 ‰) açıklanabilir. 

Denklem 2’de kullanılacak olan δ 13 Ctoprak değerinin belirlenebilmesi için alandaki bitki örtüsü 

hakkında geniş bilgi sahibi olunması gereklidir. Gerek çalışma alanı çevresinde arazi çalışmaları 

sırasında, gerekse Ankara çevresinde yapılmış çalışmalara göre (Çetin ve diğ., 2002, Elçi ve diğ., 

2005) günümüz bitki türleri fotosentez yaparken baskın olarak C3 döngüsünü izlemektedirler. Bu 

nedenle günümüz için δ 13 Ctoprak değeri -27‰ civarında olmalıdır. Bu değer geçmişten günümüze 

kadar sabit kalmamıştır ve 50,000 yıl öncesinden günümüze kadar alandaki bitki örtüsünün ne 

olduğunu tahmin etmek oldukça güçtür. Radyokarbon aktivitelerinin düşük olması nedeniyle 

beslenim alanında bitki örtüsü sadece bugün için değil geçmiş için de düşünülmelidir. Bu durum 

birden fazla δ 13 Ctoprak değeri kullanılarak farklı yaşlar hesaplanmasının gerekliliğini göstermektedir. 

Tahmini karbon-14 yaşları hesabı için a0 14 C değeriyle ilgili de bilgi sahibi olmak gerekmektedir. Bu 

değerin belirlenebilmesi için modern olduğu ispatlanmış bir örnekten ölçülmüş radyokarbon 

verisine ihtiyaç vardır. Alanda modern suyu temsil edilen bir kaynakta Yazıcıgil ve diğ. (2001) 

tarafından ölçülmüş karbon-14 aktivitesi 68 pmc olarak bulunmuş ve bu değer mevcut çalışmada 

a0 14 C değeri olarak kabul edilmiştir. Yukarıda açıklanan değerlerle hesaplanmış karbon-14 

yaşlarının oksijen-18 ile ilişkisi Şekil 9’da verilmiştir. Bu şekilde verilmiş değerler (15000 ile 

35000 yıl arası) azımsanmayacak miktarda belirsizlik içermektedir ve bu nedenle bu yaşlar mutlak 

yaş olarak algılanmamalıdır. Mevcut belirsizlikler de göz önüne alınarak elde edilen tüm sonuçlar

ir bütün olarak değerlendirildiğinde derin akifer sisteminde paleo suların olabileceğine işaret 

ederler. 

Karbon-13 (‰, VPDB) 

5 

3 

1 

-1 

-3 

-5 

-7 

-9 

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 

1/ÇİK (1/mmol/l) 

Şekil 8. Karbon-13 ile Çözünmüş İnorganik Karbon (ÇİK) ilişkisini ve alandaki yeraltısularında 

ÇİK değişimini gösteren grafik (Arslan, 2008). 

Oksijen-18 (‰, VSMOW) 

-9 

-9.5 

-10 

-10.5 

-11 

-11.5 

-12 

-12.5 

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 

Radyokarbon yaşı (yıl) 

105 

Düzeltilmemiş Yaş 

Düzeltilmiş Yaş (δ13Ctoprak=-27‰) 

Düzeltilmiş Yaş (δ13Ctoprak=-20‰) 

Şekil 9. İnceleme alanındaki derin akifer sisteminde oksijen-18 ile radyokarbon yaşları ilişkisi ve 

modern yağışın oksijen-18 içeriği (δ 18 O=-9.65 ‰) (Arslan, 2008). 

Katkı Belirtme 

Bu çalışma ‘Çoklu Akifer Sistemlerinde Beslenim ve Boşalım Mekanizmalarının Çevresel 

İzotoplar ve Asal Gazlar Kullanılarak Araştırılması’ adlı TÜBİTAK ÇAYDAĞ 106Y310 kod 

nolu Hızlı Destek Projesi tarafından desteklenmiştir. Arazi çalışmalarındaki yardımlarından dolayı 

Faruk Suluki, Ömer Kahraman, Uğur Öztürk ve Lütfü Şimşek’e teşekkür ederiz. Saha ile ilgili 

hidrojeolojik ve hidrokimyasal verilerin projede kullanılmasına olanak sağladıkları için Riotur 

Madencilik A.Ş.’ne teşekkürü bir borç biliriz. 

Değinilen Belgeler 

Modern Yağış 

ÇİK DEĞİŞİMİ 

Apaydın, A., Çakıloba- Karadoruk Akifer Sisteminin (Beypazarı Batısı- Ankara) Beslenme 

Koşullarının Araştırılması, (Doktora Tezi), Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (2004). 

Arslan, Ş., Investigation of the Recharge and Discharge Mechanisms of a Complex Aquifer System 

by Using Environmental Isotopes and Noble Gases, (Doktora Tezi), Orta Doğu Teknik Üniversitesi 

Fen Bilimleri Enstitüsü, (2008).

Bayarı, C.S., Özyurt, N.N., Kilani, S., Konya Kapalı Havzası Yeraltısularında Karbon-14 Yaş 

Dağılımı, II. Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu Bildiri Kitabı, İzmir, .147-164 

(2005). 

Benson B.B., ve Krause D., Jr., Empirical Laws for Dilute Aqueous Solutions of Nonpolar Gases, 

Journal of Chemical Physics, 64, 689- 709, (1976). 

Clark, I., and Fritz, P., Environmental Isotopes in Hydrogeology, Lewis Publishers, CRC Press, 

Florida, p 328, (1997). 

Çetin B., Unç, E., Uyar, G., The Moss Flora of Ankara- Kızılcahamam- Çamkoru and Çamlıdere 

Districts, Turkish Journal of Botany, 26, 91- 101, (2002). 

Elçi B, Erik, S: Flora of Kirmir Valley (Güdül, Ankara), Turkish Journal of Botany, 29, 435- 461, 

(2005). 

Heaton T.H.E., ve Vogel, J.C., Excess Air’ in Groundwater, Journal of Hydrology, 50, 201- 216, 

(1981). 

Herzberg, O. ve Mazor, E., Hydrological Applications of Noble Gases and Temperatures 

Measurements in Underground Water Systems: Examples from Israel, Journal of Hydrology, 41, 

217- 231, (1979). 

IAEA/WMO, Global Network of Isotopes in Precipitation, The GNIP Database (Online), 

http://isohis.iaea.org (2004). 

Özyurt, N.N., Aladağ (Kayseri- Adana) Karstik Akiferinde Yeraltısuyu Geçiş Zamanı Dağılımının 

İncelenmesi, (Doktora Tezi) Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2005). 

Özyurt, N.N., ve Bayarı, C.S., Kloroflorokarbonlar ile Yeraltısuyu Yaşının Belirlenmesi: 2- 

Aladağlar Karstik Akiferi Kaynakları, Yerbilimleri, Hacettepe Üniversitesi, Yerbilimleri Uygulama 

ve Araştırma Merkezi Yayını, 20, 139-154, (1998). 

Pearson , F.J., and Hanshaw, B.B., Sources of Dissolved Carbonate Species in Groundwater and 

Their Effects on Carbon-14 Dating, Isotope Hydrology 1970, IAEA Symposium 129, Vienna, 271- 

286, (1970). 

Phillips, F.M., Noble Gases in Ground Water as Palaeoclimatic Indicators, (Doktora Tezi) 

University of Arizona, (1981). 

Plummer, L.N., Busenberg, E., Bohlke, J.K., Nelms, D.L., Michel, R.L., ve Schlosser, P., 

Groundwater Residence Times in Shenandoah National Park, Blue Ridge Mountains, Virginia, 

USA: A Multi-Tracer Approach. Chemical Geology, 179, 93-111, (2001). 

Rojay, B., Toprak, V., ve Bozkurt, E., Core Sample Analysis in Kazan soda project area, Ankara, 

Turkey, Middle East Technical University (2002). 

SRK, Hydrogeology, Conceptual Understanding, Kazan Trona Project Ankara, Turkey, (2001). 

SRK, Hydrogeological Modeling Kazan Trona Project, Ankara, Turkey, (2004). 

Stute, M., ve Schlosser, P., Principles and Applications of the Noble Gas Paleothermometer, AGU 

Monograph on Climate Change in Continental Isotopic Records, Geophysical Monograph, 78, 89- 

100, (1993). 

Stute, M and Schlosser, P., Atmospheric Noble Gases, In Environmental Tracers in Subsurface 

Hydrology, Ed: Cook, P.G., and Herczeg A., Kluwer Academic Publishers, Boston, 349-377, 

(2000). 

Toprak, V., ve Rojay, B., Geology Baseline Study for the Kazan Soda Project Area, Ankara, 

Turkey, Middle East Technical University (2000). 

Toprak, V., ve Rojay, B., Geological Investigation in Kazan Soda Project Area, Ankara, Turkey, 

Middle East Technical University (2001). 

Yazıcıgil, H., Doyuran, V., Çamur, M.Z., Duru, U., Şakıyan, J., Yılmaz, K.K., Toprak, F.Ö., 

Pusatlı, T., Hydrogeology-Hydrogeochemistry Baseline Study of the Kazan Trona Project Area, 

Ankara, Turkey, Middle East Technical University, Project No: 00-0309-02-00-08, (2001), p 355. 

Yazıcıgil, H., Er, C., Sakiyan Ates, J., Camur, M.Z., Effects of Solution Mining on Groundwater 

Quality in the Kazan Trona Field, Ankara-Turkey: Model Predictions, Environmental Geology, In 

Press, 2008. 

106

BEYPAZARI GRANİTOYİDİ DOLAYINDAKİ (AYAŞ-BEYPAZARI) 

JEOTERMAL KAYNAKLARIN OLUŞUMUNUN ÇEVRESEL İZOTOP VE 

HİDROKİMYASAL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ 

Oktay ÇELMEN * , Mehmet ÇELİK ** 

* Dr.; MTA Genel Müdürlüğü, Enerji Hammaddeleri Etüd ve Arama Dairesi Başkanlığı, 06520 

Ankara, celmen@mta.gov.tr 

ÖZET 

** Prof. Dr.; Ankara Üniversitesi, Müh. Fak. Jeoloji Müh. Bölümü, 06100 Tandoğan, Ankara, 

celikm@eng.ankara.edu.tr 

İnceleme alanı Ankara’nın yaklaşık 90 km batısında yer alan Ayaş ve Beypazarı yerleşim 

merkezleri dolayı ve özellikle de güneyini kapsamaktadır. Bu alan içinde Kirmir ve Sakarya 

nehirleri Beypazarı granitoyidlerini çevreleyerek batıda Sarıyar Baraj Gölü’ne ulaşmaktadırlar. 

Alanda 8 adet sıcak su kaynağı, 12 adet de soğuk su kaynağı belirlenmiştir. 

Temelde Permiyen-Triyas yaşlı Gökçekaya metamorfikleri, üzerinde Bilecik kireçtaşları yer 

almaktadır. Bilecik kireçtaşları alanın sadece doğusunda yüzeylenirken, temeldeki şistler doğuda, 

batıda ve kısmen kuzeyde yüzeylenmiştir. Beypazarı granitoyidleri Kirmir çayının güneyinde ve 

Sakarya nehrinin daha çok kuzeyinde yüzeylemekte olup Üst Kretase’de temel birimleri kesmiştir. 

Granitoyidlerin üzerinde Alt Eosen-Üst Miyosen sedimanter birimleri yer almaktadır. Miyosen- 

Pliyosen aralığında Tekke volkanikleri, İncedoruk ve Kirmir Formasyonları yer almaktadır. 

Kuvaterner’de ise traverten ve alüvyon gözlenmiştir. 

Dutlu kaplıcası (BT-1), Ayaş İçmeceleri (BT-2), Çobanhamamı kuyusu (BT-3) , Kapullu kaplıcası 

(BT-5) ve Çağlayık hamamı (BT-7) sularının Na + -SO4 2- -Cl - , Ilıcakoy sıcak su kaynağının Mg-Ca- 

HCO3 (BT-4) , Ayaş-Karakaya kaplıcası sularının (AK-1) ve Beypazarı Karakoca Maden suyunun 

(BT-6) Na-HCO3 - fasiyesinde, soğuk su kaynaklarının ise genellikle Ca 2+ -SO4 2- ; Ca 2+ -HCO3 - ve 

Mg 2+ -HCO3 - fasiyesinde oldukları belirlenmiştir. Suların oksijen-18, döteryum ve trityum 

içeriklerinden; sıcak ve/veya mineralli suların derin dolaşımlı olduğu belirlenmiş, BT-1, BT-2, BT- 

3 ve BT-5 nolu sıcak ve mineralli su kaynaklarının beslenme yüksekliklerinin 950-1150 metre 

dolayında olduğu hesaplanmıştır. Kükürt izotopu verilerine göre, BT-1, BT-2; BT-3 ile BS-5 

kaynaklarındaki sülfatın birincil kökeninin Kirmir Formasyonu jipsleri olduğu belirlenmiştir. Sıcak 

ve mineralli sulara uygulanan silis jeotermometresine gore rezervuar sıcaklıkları en fazla 114 o C, 

SO4-H2O jeotermometresine göre ise en fazla 73 o C bulunmuştur. 

Anahtar Kelimeler: Sıcak ve mineralli su kaynağı, Beypazarı granitoyidi, hidrokimya, çevresel 

izotop, jeotermometre, Ayaş-Beypazarı, Ankara 

107

EVALUATION OF THE ORIGIN OF THE GEOTHERMAL WATERS AROUND 

BEYPAZARI GRANITOIDS (AYAŞ-BEYPAZARI) BY HYDROCHEMISTRY AND 

ENVIRONMENTAL ISOTOPES 

ABSTRACT 

Study area is located in the vicinity (particularly at the south) of Beypazarı and Ayaş residential 

areas, at a distance of about 90 km to the west of Ankara. Kirmir River and Sakarya River surround 

Beypazarı granitoids and reach Sarıyar Dam Lake at the west of the study area. 8 hot springs and 12 

cold water springs are detected in the study area. 

The basement in the study area is comprised by Permian-Triassic aged Gokcekaya metamorphics 

which are overlain by Bilecik limestone. The outcrops of the Bilecik limestone are confined to the 

east, while those of metamorphic rocks are seen in the west, east and north of the study area. 

Beypazarı granitoids are exposed in the south of the Kirmir and north of the Sakarya rivers and 

intrude the basement rocks. Lower Eocene-Upper Miocene sedimentary rocks overlie the 

Beypazarı granitoids and are overlain by Tekke volcanics, İncedoruk and Kirmir formations of 

Miocene-Pliocene age. Quaternary travertine and alluvium are the youngest units in the study area. 

Dutlu bath (BT-1), Ayaş bath (BT-2), Çobanhamamı well (BT-3), Kapullu bath (BT-5) and 

Çağlayık hamamı waters are of Na + -SO4 2- -Cl - type, Ilıcakoy hot springs (BT-4) have Mg-Ca-HCO3 

character, Ayaş-Karakaya hot spring waters (AK-1) and Beypazarı Karakoca mineral waters (BT-6) 

are Na-HCO3 - type in nature. Cold waters are Ca 2+ -SO4 2- ; Ca 2+ -HCO3 - and Mg 2+ -HCO3 - type. 

According to the oxygen-18, deuterium and tritium isotopic determinations, hot and/or mineralized 

springs are found to be deeply circulating waters and the recharge area of BT-1, BT-2, BT-3 and 

BT-5 springs have 950-1150 meter elevation. Sulphur isotope analyses reveal that the SO -2 4 at BT- 

1, BT-2, BT-3 and BT-5 springs are originated from the gypsum layers of the Kirmir formation. 

According to silica geothermometer 114 o C temperature and to SO4-H2O geothermometer, 73 o C 

maximum reservoir temperatures have been calculated. 

Key words: Hot and mineralized springs, Beypazarı granitoids, hydrochemistry, environmental 

isotopes, geothermometer, Ayaş-Beypazarı, Ankara 

GİRİŞ 

Bilindiği üzere jeotermal enerji, fosil yakıtların göreceli bir dönemde tükenme tehlikesi ile karşı 

karşıya olduğundan yenilenebilir ulusal enerji kaynaklarından biri olarak gittikçe önem taşımaya 

başlamıştır. Bu nedenle jeotermal kaynakların oluşumlarının, korunmasının ve geliştirilmesinin 

bilimsel yöntemlerle ortaya konmasının önemi gittikçe artmaktadır. Bu kapsamda Ankara’nın 

yaklaşık 90 km batısında yer alan Ayaş-Beypazarı ve civarında yer alan 8 adet sıcak su kaynağı ve 

12 adet soğuk su kaynağının hidrokimyasal ve izotopik özellikleri ve oluşumları, çevresel izotop ve 

hidrokimyasal yöntemlerle ortaya konmuş ve çeşitli jeotermometrelerle rezervuar sıcaklıkları 

hesaplanmıştır. 

Bu sıcak su kaynakları, BT-1 (Dutlu kaplıcası), BT-2 (Ayaş İçmeceleri), BT-3 (Çobanhamamı 

kaynağı), BT-4 (Ilıcaköy sıcak su kaynağı), BT-5 (Kapullu hamamı), BT-6 (Beypazarı Karakoca 

Maden suyu) ve BT-7 (Çağlayık hamamı) ve AK-1 (Ayaş Karakaya Kaplıcası) dir. Kuzeyde İlhan, 

Kirmir, Sızma ve Uğur çayları önemli akarsuları oluşturmakla birlikte, güneyinde, Ovaçay, Ankara 

Çayı ve Sakarya Nehri bulumaktadır (Şekil 1). 

108

Şekil 1. İnceleme alanı yer bulduru haritaları 

Bu çalışmadan once, bölgede yer alan Kapullu hamamı (Diker vd. 2006), Dutlu kaplıcası (Özbek, 

1984), Çoban hamamı (Canik, 1970), Ilıcaköy sıcak su kaynağı (Şahinci, 1970) ve Ayaş 

İçmecelerinde (Canik, 1970) münferit çalışmalar yer almıştır. Bu çalışmalarda suların 

hidrokimyasal özellikleri ile kısmen izotopik özellikleri çalışılmıştır. Bu çalışmada ise bölge bir 

bütün olarak ele alınmış, daha once belirlenmemiş olan beslenme yükseklikleri gibi parametreler 

belirlenmiştir. Bu çalışma ile kaynakların birbiriyle kıyaslanması da yapılmıştır. 

JEOLOJİ VE HİDROJEOLOJİ 

İnceleme alanında, Permiyen-Triyas metamorfik temel, Üst Kretase granitik kayaçlar, Jura 

kireçtaşları, Miyosen ve Neojen volkanik fasiyes ile Miyosen-Pliyosen evaporitik örtü birimleri yer 

almaktadır (Şekil 2). 

Bu bölgede Paleozoyik yaşlı metamorfik temel (PTRg) üzerine bindirme ile gelen Jura yaşlı 

kireçtaşları Ayaş ve güneyinde görülür. Daha batıya gidildikçe Beypazarı Granitoyidi (KBg) olarak 

isimlendirilmiş olan intrüzif kayaçlar, Miyosen-Pliyosen yaşlı volkanik fasiyes (Tt) ve İncedoruk 

(TPi) ile Kirmir Formasyon’larından (TKi) oluşan evaporitik örtü birimleri gözlenir. 

Metamorfik şistler (PTRg): Temelde görülen ve önceki çalışmalarda Gökçekaya metamorfitleri 

olarak isimlendirilmiş olan bu kayaçlar genellikle killeşmiş olduklarından geçirimsizdirler. Killi 

şistlerin içlerinde mercek halinde gözlenen kireçtaşı bloklarının formasyona yerel olarak kısmen 

geçirimlilik sağladığı, ancak bu merceksi yerleşimlerin yeraltındaki suların iletilmesinde etkili 

olmayacağı ve bir kaynak ya da kuyuyu besleyemeyeceği düşünülmektedir. Ancak metamorfik 

temel birimlerin faylarla kesilmesi özellikle jeotermal kaynakların oluşumu üzerinde etkili 

olabilecektir. Dutlu kaplıcası kaynağının, granitoyid-metamorfik temel arasındaki Dutlu fayından 

çıkması, temeli kesen fayların da derin suların sirkülasyonunda etkili olabileceğini göstermektedir. 

109

Şekil 2. İnceleme alanının yer bulduru ve jeoloji haritaları 

Bilecik kireçtaşları (JKb): Ayaş mevkiinde mostra veren Bilecik kireçtaşları, Ayaş Karakaya 

kaplıcasının akifer kayacı durumundadır (Çetin, 2006). Birimin arazi çalışmaları sırasında, Çaltepe 

ve Kuşkonmaz tepe mevkiinde gözlenen karstik yapılar nedeniyle karstlaşmaya uğradığı 

görülmektedir. Bu özelliklerinden dolayı Bilecik kireçtaşının geçirimli olduğu söylenebilir. 

Beypazarı Granitoyidi (KBg): Beypazarı granitoyidi Beypazarı-Ayaş bölgesinde yer alan Dutlu 

kaplıcası, Ayaş İçmeceleri, Çobanhamamı, Kapullu hamamı ve Çağlayık hamamının oluşumunda 

birincil etkili olduğu düşünülen kayaçlardır. Granitoyidlerde yapılan süreksizlik ölçümlerinde 5 

farklı çatlak sistemi tesbit edilmiştir (Diker, 2005). 

Ayrıca Kapullu hamamından geçen K55 o -72 o D doğrultusunda ve ortalama 78 o C eğiminde Kapullu 

Fayı belirlenmiştir (Diker vd. 2006). Ayaş İçmecelerinin KD-GB doğrultusundaki süreksizlik 

düzleminden çıktığı ifade edilmiştir (Canik, 1970). Dutlu kaplıcası ise Dutlu fayından 

boşalmaktadır (Özbek, 1984). 

İnceleme alanının Beypazarı-Ayaş bölgesinde açılan sondaj kuyularında, Çobanhamamı mevkii ve 

Çağlayık Hamamı mevkiinde örtü birimlerden sonra granitik kayaçlara girilmiş olup Çağlayık’da 

15 l/s debide sıcak yeraltı suyu alınmıştır. Sakarya Nehri dolayında, özellikle Kapullu köyü 

dolayında granitik kayaçların granit kumu ve çuval yapıları oluşturacak şekilde bozuşmaya uğradığı 

görülmüştür. Bu alanlarda düşük debili bir çok soğuk su kaynağı (BS-7, BS-8, BS-11, BS-12) 

oluşmuştur. Granitik kayaçlar üst zonlarda, bozuşmuş kuşakta geçirimlilik kazanarak soğuk su 

kaynaklarını beslemektedir. Soğuk su kaynaklarının hidrokimyasal özellikleri derin dolaşımlı sıcak 

su kaynaklarının su tipinin oluşumunda etkin olmuşlardır. 

Granitik kayaçlar, birincil dokuları gözönüne alındığında geçirimsizdirler. Ancak alandaki granitik 

kayaçların çok çatlaklı ve yer yer de faylı olması nedeniyle süzülen sular bu süreksizlik düzlemleri 

110

oyunca kendilerine hareket yolu bulmuş ve fay kuşakları boyunca jeotermal kaynakları 

beslemişlerdir. 

Formasyon genel olarak geçirimli olmamasına rağmen, ikincil geçirimlilikle fay kuşaklarında 

rezervuar (akifer) oluşturdukları düşünülmektedir. 

İncedoruk ve Kirmir Formasyonları (TPi, TKi) : 

İncedoruk Formasyonu inceleme alanının önemli bir kısmında örtü kayacı olarak yer almaktadır. 

Birim konglomera, marn, tüf, kireçtaşı, kiltaşı, jips ve kumtaşlarından oluşmaktadır ve birbirleriyle 

yanal geçişlidir. Marn ve kiltaşı seviyeleri ise geçirimsizdir. 

Kuru ve çatlaklı olan kalın marn tabakalarının çatlakları jips çökelleriyle ikincil olarak 

doldurulmuştur. Bu durum, marnlar içerisine üstteki örtü birimlerinden süzülme sonucunda 

geçirimsizliklerin giderek bir kat daha arttığını göstermektedir. 

Formasyonun taban seviyelere yakın olarak görülen konglomera seviyelerindeki jips dolguları da, 

üst seviyelerdeki marn tabakalarındaki rekristalize olarak oluşmuş jipsler nedeniyledir. Çakıltaşları 

ise geçirimlidir. Çobanhamamı mevkiindeki BS-2 kaynağı da bu formasyonun çakıltaşlarından 

boşalmaktadır. Genel olarak formasyon az geçirimli olarak tanımlanabilir. 

Kirmir Formasyonu, örtü birimlerin en üst seviyesinde görülmekte olup Canik (1970) tarafından 

Üst Pliyosen yaşı verilmiştir. Formasyon en üst seviyelerde jips kornişleri ile başlar ve çamurtaşı 

ara bantları ile kiltaşı ve marnlı seviyeye geçiş yapar. Bu formasyon bölgedeki sıcak su kaynakları 

ile bazı acı su kaynaklarının beslenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. 

Bölgede BS-5, BS-9 ve BS-10 no’lu soğuk su kaynakları bulunmaktadır Bu su kaynaklarındaki 

yüksek sülfat içeriği de birimin geçirimliliği konusundaki görüşü doğrulamaktadır. 

Marn ve kiltaşı geçirimsiz, jips kornişleri ve çamurtaşları ise az geçirimli olarak kaynakları 

beslemektedirler. Formasyon bu genel özellikleriyle az geçirimli olarak tanımlanmıştır. 

Kuvaterner yaşlı traverten, alüvyon ve taraçalar genel özellikleri itibariyle geçirimli olup, yeraltı 

suyu için önemli bir potansiyele sahip olmadıkları düşünülmektedir. 

HİDROKİMYA ÇALIŞMALARI 

İnceleme alanında belirlenen sıcak ve soğuk su kaynaklarında ana anyon ve katyon analizleri 

yapılmıştır. Elde edilen analiz sonuçlarına göre inceleme alanındaki su kaynakları için toplam 4 su 

tipi gruplandırılmıştır (Tablo 1). Burada sıcak ve mineralli su kaynaklarından BT-1, BT-2, BT-3, 

BT-5 ve BT-7, Na-SO4-Cl su tipinde, BT-4 sıcak su kaynağı Mg-Ca-HCO3, BT-6 sıcak su kaynağı 

Na-HCO3 su tipindedir. Sıcak su kaynağı olan AK-1 ise Na-HCO3 su tipindedir. İnceleme 

alanındaki soğuk sulardan acı suları oluşturan BS-2, BS-5, BS-6, BS-9 ve BS-10 soğuk su 

kaynaklarından, BS-2, BS-5 ve BS-6 CaSO4 su tipinde olup, BS-9 ve BS-10 sırasıyla Mg-Ca-SO4 

ve Mg-Na-SO4 su tipindedir. İnceleme alanındaki tatlı soğuk su kaynaklarından BS-1 soğuk su 

kaynağının Ca-Mg-HCO3, BS-3 soğuk su kaynağının Na-HCO3, BS-4, BS-7 ve BS-8 soğuk su 

kaynaklarının ise Ca-HCO3 su tipinde olduğu belirlenmiştir. İnceleme alanındaki suların Piper 

(1944) diyagramı ise Şekil 3’de görülmektedir. 

111

Tablo 1. İnceleme alanındaki kaynakların su tipleri 

Su kaynakları 

Sıcak ve mineralli 

sular 

Katyonlar Anyonlar Formasyon Su tipi Fasiyes 

numarası 

BT-1, BT-2, BT-3, 

BT-5, BT-7 

(Na + +K + )>Ca +2 >Mg +2 

-2 - - 

SO4 > Cl > HCO3 KBg, TKi, 

TPi 

Na-SO4-Cl IV 

BT-6 (Na + +K + )> Mg +2 > Ca +2 Sıcak sular 

- -2 - 

HCO3 > SO4 >Cl TPi Na-HCO3 III 

AK-1 (Na + +K + )>Ca +2 >Mg +2 BT-4 

> 

Mg 

- -2 - 

HCO3 >SO4 > Cl JKb, TPi Na-HCO3 III 

+2 > Ca +2 >(Na + +K + Soğuk acı sular 

) 

- -2 - 

HCO3 > SO4 > Cl JKb(?), Tt, 

TPi 

Mg-Ca- 

HCO3 I 

BS-2, BS-5, BS-6 Ca +2 >Mg +2 >(Na + +K + ) 

-2 - 

SO4 > HCO3 >Cl - BS-9 Mg 

TKi Ca-SO4 II 

+2 > Ca +2 >(Na + +K + ) 

-2 - 

SO4 > HCO3 >Cl - BS-10 Mg 

TKi Mg-Ca-SO4 II 

+2 >(Na + +K + Soğuk tatlı sular 

) >Ca 

-2 - - 

SO4 > Cl > HCO3 TKi Mg-Na-SO4 II 

BS-1 Ca +2 BS-3 

>Mg>(Na+K) 

(Na 

- -2 - 

HCO3 > SO4 > Cl TPi Ca-Mg-HCO3 I 

+ +K + )>Mg +2 > Ca +2 BS-4, BS-7, BS-8, 

BS-11 

Ca 

- -2 - 

HCO3 > SO4 >Cl Tt, TPi Na-HCO3 III 

+2 >Mg +2 >(Na + +K + ) 

- -2 - 

HCO3 > SO4 >Cl KBg Ca-HCO3 I 

Şekil 3. İnceleme alanındaki suların Piper (1944) diyagramı 

Sıcak su kaynaklarından Na-SO4-Cl su tipinde (IV) olan BT-1, BT-2, BT-3, BT-5 ve BT-7 sıcak ve 

mineralli su kaynakları Beypazarı granitoyidi (KBg) ve İncedoruk ile Kirmir formasyonlarından 

beslenmektedir (TPi, TKi). Na-HCO3 su tipinde (III) olan BT-6 sıcak ve mineralli su kaynağının 

beslenme alanı inceleme alanı dışında bulunmakta olup Mg-Ca-HCO3 su tipinde (I) olan BT-4 sıcak 

su kaynağı Tekke volkanitlerinden (Tt), İncedoruk Formasyonu’ndan (TPi) ve muhtemelen Bilecik 

kireçtaşlarından (JKb) beslenmektedir. İnceleme alanındaki bir diğer sıcak su kaynağı olan, Na- 

HCO3 su tipindeki (III) AK-1 kaynağı ise İncedoruk formasyonu (TPi) ve Bilecik kireçtaşlarından 

(JKb) beslenmektedir. İnceleme alanındaki acı soğuk su kaynaklarından Ca-SO4 su tipinde (II) olan 

BS-2, BS-5 ve BS-6 su kaynakları ile Mg-Ca-SO4, Mg-Na-SO4 su tipinde olan (II) BS-9 ve BS-10 

112

soğuk su kaynakları Kirmir formasyonunun (TKi) evaporitik seviyelerinden beslenmektedir. Tatlı 

soğuk su kaynaklarından Ca-Mg-HCO3 su tipinde (I) olan BS-1 soğuk su kaynağı İncedoruk 

formasyonundan (TPi), Ca-HCO3 su tipinde (I) olan BS-4, BS-7, BS-8 ve BS-11 su kaynakları 

Beypazarı granitoyidinin (KBg) kırıklı çatlaklı ve bozuşmuş üst kuşaklarından beslenmektedir. Na- 

HCO3 su tipindeki (III) BS-3 soğuk su kaynağı ise İncedoruk formasyonundan (TPi) ve Tekke 

volkanitlerinden (Tt) beslenmektedir. 

İZOTOP ÇALIŞMALARI 

İnceleme alanındaki tüm su noktalarından seçilen örneklerin izotopik özelliklerini saptamak 

amacıyla, yağışlı (Haziran-2006) ve kurak dönemlerde (Aralık-2006) alınan numunelerin analizleri 

yaptırılmıştır. İzotop analizleri D.S.İ. Teknik Araştırma Kalite Kontrol (T.A.K.K) dairesinde 

yapılmış olup, analiz sonuçları çeşitli diyagramlarla değerlendirilmiştir. 

Oksijen-18-Döteryum İlişkisi 

Suların kurak ve yağışlı dönem olmak üzere oksijen-18-döteryum ilişkisi Şekil 4’de görülmektedir. 

Şekil 4. İnceleme alanındaki su kaynaklarının Oksijen-18-Döteryum grafiği 

Beypazarı bölgesi sıcak ve mineralli suları (BT-1, 2, 3 ve 5) meteorik su doğrusunun en altında 

çıkmaktadır. Bu noktaların, meteorik su doğrusunun altında ve üzerinde dağılım göstermesi 

örnekleme şartlarıyla ilişkilendirilebilir. 

Beypazarı bölgesi sularından BT-4 numaralı örnek, buharlaşma doğrusu üzerinde, en fazla 

buharlaşmaya maruz kalan sıcak su olarak görülmektedir. Bu kaynağın örnekleme döneminde, 

kaynak doğrudan havuza boşalmaktaydı. Bu kaynakta PO4 değeri yapılan kirlilik analizi 

araştırmasında ortaya konduğundan hem buharlaşma hem de yüzey sularından kirlenmeye maruz 

kaldığı tesbit edilmiştir. BT-6 kaynağı da az miktarda buharlaşmaya maruz kalmış olup, BT-1, 2, 3 

ve 5’e göre daha sığ dolaşımlıdır. AK-1 kuyu suları da BT-6 gibi sıcak sular içinde daha sığ 

dolaşımlıdır. İzotop çalışmalarından elde edilen buharlaşma doğrusu incelendiğinde, özellikle vadoz 

kuşaktan beslenen ve buharlaşmaya maruz kalmış sığ soğuk su kaynakları görülmektedir. 

113

Beypazarı bölgesindeki granitik kayaçların bozuşmuş üst kuşaklarından beslenen soğuk su 

kaynakları (BS-8, BS-11 ve BS-12) buharlaşma doğrusunun en üst seviyesinde görülmektedir. BS-2 

acı su kaynağı ise İncedoruk Formasyonu’nun jipsli birimlerinden etkilenmekte ve buharlaşma 

etkisi ile tuzluluğu artmıştır. 

Oksijen-18 / Sıcaklık İlişkisi 

İnceleme alanındaki sıcak ve soğuk su noktalarından Oksijen-18-sıcaklık ilişkisi Şekil 3’de 

görülmektedir. Şekilde, suların oksijen-18 izotop içeriği ile sıcaklık ilişkisinin kıyaslanması ile sığ 

ve derin dolaşımlı iki grup ayırt edilebilmektedir. 

Şekil 3. Oksijen-18/sıcaklık ilişkisi 

Trityum – Klorür İlişkisi 

Suların derin-sığ dolaşım ilişkisini gösteren diyagramlardan biri olan trityum – klorür ilişkisini 

araştırmak için, suların mg/l cinsinden klorür değerleri ve trityum içerikleri baz alınmış ve grafiğe 

aktarılmıştır (Şekil 5). 

Şekil 5. Trityum-Cl ilişkisi 

114

Topoğrafik Kot-Oksijen-18 İlişkisi 

Kaynakların beslenme alanlarının kotlarının ortaya konması, kaynakların korunma alanlarının 

belirlenmesinde son derece önemlidir. Ayrıca, kaynakların oluşum mekanizması ve hidrolojik 

sistemin aydınlatılması bakımından da önemlidir. Sıcak su kaynaklarının yağışlardan beslenme 

alanlarının belirlenmesinde yağışların oksijen-18 izotopları kullanılmaktadır (Mazor, 1991). 

İnceleme alanında, yağışın oksijen-18 içeriği bilinmediğinden, yağışların kısa süreli süzülmesi 

sonucu oluşan soğuk su kaynaklarının, oksijen-18 verileri de kullanılabilmektedir. Bu çalışmada 

inceleme alanındaki soğuk su kaynaklarının oksijen-18 verileri bu bölgenin sıcak su kaynaklarının 

beslenme alanı yükseltilerinin hesaplanmasında kullanılmıştır. 

İnceleme alanı için üç adet soğuk su kaynağı kullanılmıştır. Bu su noktaları BS-3 (Ilıcakpınar 

kaynağı), BS-4 (Dikmen kaynağı) ve BS-5 (Tahirler acı su) kaynağıdır. Buna göre, BT-1, 2, 3 ve 5 

nolu sıcak su kaynaklarının 950-1150 m arasında bir beslenim alanı yüksekliğine sahip olduğu 

belirlenmiştir (Şekil 6). Bu yükseklikler bölgede Kirmir Formasyonu ile Beypazarı granitoidlerinin 

yüzeylendiği alanlara karşılık gelmektedir. 

Şekil 6 İnceleme alanı sıcak su kaynakları için Oksijen18-kot grafiği 

Kükürt izotopu 

Şekil 7. Oksijen-18 (SO4) - Kükürt-34 (SO4) diagramı (Clark and Fritz, 1997) 

115

Bölgedeki su kaynakları ile jips mineralleri ve Sakarya Nehri (SR) numunelerinde yapılan izotop 

analiz sonuçlarına göre oksijen-18 (SO4) ve kükürt-34 (SO4) içeriği esas alınarak kaynaklardaki 

sülfatın kökeni de araştırılmıştır (Şekil 7 ve 8) 

Şekil 8 Kükürt-34 (SO4) - Oksijen-18 (SO4) diyagramı 

Şekillerden görüleceği gibi, Beypazarı bölgesinde BS-3 ve BS-5 soğuk su kaynaklarının δ 34 S (SO4) 

izotop içerikleri jips mineralleri ile aynı aralıkta olup, bu soğuk suların SO4’ının aynı bölgedeki BT- 

1, BT-2 ve BT-3 kaynaklarının sülfatının kökenini oluşturduğu görülmektedir. 

Bununla birlikte, izotopik özelliklerden yola çıkarak, inceleme alanında Kirmir Formasyonundan 

alınan jipsler ile, öceki çalışmalarda alınan jips numunelerinin izotopik özellikleri aynı bölgeye 

düşmüştür. 

BS-5 suları jips mineraline doygun acı sulardır. Şekil 7’de bu acı su kaynakları ile sıcak su 

kaynaklarının SO4 izotopu verileri, SO4’ın kökeni olarak Tersiyer bölgesini vermektedir. Bu bölge 

yukarıda değinildiği üzere bölgedeki Kirmir ve İncedoruk Formasyonu jipslerine karşılık 

gelmektedir. Bunun yanında, Kapullu kaynağı (BT-5) sülfat içeriğinin ise bir karışım sunduğu 

görülmektedir. 

JEOTERMOMETRE UYGULAMALARI 

Bilindiği üzere jeotermometreler, akifer içerisindeki akışkan sıcaklığının tahmin edilmesi amacıyla 

kaynak veya kuyu başından alınan numunelerde yapılan kimyasal veya izotopik verilerle 

hesaplanan denklemlere verilen isimdir. İnceleme alanındaki sıcak su kaynakları Giggenbach 

(1988) diyagramına göre, kısmen olgun ve olgun olmayan sular bölgesinde yer almaktadır (Şekil 9). 

Bu nedenle sıcak su kaynaklarına silis jeotermometreleri ve kükürt jeotermometreleri uygulanmış 

olup elde edilen sonuçlar Tablo 2’de verilmiştir. 

116

Şekil 9. İnceleme alanındaki sıcak su kaynaklarının Giggenbach (1988) diyagramı 

Tablo 2. İnceleme alanındaki sıcak su kaynaklarında silis ve kükürt jeotermometre uygulamaları 

Num. 

No 

BT-1 

Kaynak 

Sıc. 

( o C) 

I 

Kuvars 

II 

Kuvars 

(buhar 

kaybı 

yok) 

III 

Kuvars 

(100 o C de 

mak. 

buhar 

kaybı) 

IV 

Kalsedon 

(buhar 

kaybı yok) 

117 

V 

Kalsedon 

(buhar kaybı 

yok) 

VI 

kalsedon 

(100 o C de 

mak. buhar 

kaybı) 

VII 

SO4-H2O 

47 93 96 98 66 91 72 54 42 

BT-2 52 102 105 105 75 96 80 58 47 

BT-3 53 105 111 111 82 100 86 63 52 

BT-4 20 73 75 79 43 52 51 - - 

BT-5 41 110 114 113 85 102 88 73 62 

BT-7 38 110 114 113 85 102 88 - - 

AK-1 30 54 54 61 - - 33.6 - - 

I. Fournier and Potter (1982), II., III. ve IV. Fournier (1977), V. ve VI. Arnorsson et al. (1983), VII. Lloyd (1968), 

VIII. Mizutani and Rafter (1969). 

Tablo 2’den görüleceği üzere, silis jeotermometreleri bölgedeki sıcak su kaynakları için 43 o -114 o C 

arasında rezervuar sıcaklıkları vermektedir. δ 18 O (SO4-H2O) jeotermometresi ise oksijen izotop 

değişimi reaksiyonuna göre sonuç vermektedir. Buradaki eşitliklerden inceleme alanındaki sıcak 

suların 42 o C-73 o C aralığında sıcaklık verdikleri görülmektedir. Mizutani ve Rafter (1969) 

eşitliğinden elde edilen üç sonuç kuyu veya kaynak sıcaklığından düşük olduğundan uygun değildir. 

Ancak, Lloyd (1968) eşitlikleri bölgedeki sıcak suların rezervuar sıcaklığının 54 o C-73 o C arasında 

olduğunu göstermektedir. Kapullu kaplıcası kaynağı (BT-5), diğer sıcak su kaynaklarına (BT-1,2,3) 

göre düşük kaynak sıcaklığına sahip olmasına rağmen daha yüksek jeotermometre sonucu 

vermektedir. Kapullu kaplıcasının Sakarya Nehri’ne olan yakınlığı nedeniyle nehrin soğutucu etki 

yapabileceği ve bu nedenle rezervuar sıcaklığının daha yüksek olabileceği düşünülebilir. İnceleme 

alanındaki sıcak su kaynaklarının SO4 içeriği Kirmir formasyonu ve İncedoruk formasyonundaki 

jipslerden gelmektedir. SO4’ın kaynağının birincil derecede jipsler olduğu sıcak su kaynaklarında 

VIII 

SO4- 

H2O

kükürt jeotermometresinin bölgede açılmış olan kuyulardan elde edilen sıcaklık verileri baz 

alındığında daha iyi sonuç verdiği gözlenmiştir. . 

SONUÇLAR 

Yapılan bu çalışmadan elde edilen sonuçlar aşağıda verilmiştir: 

İnceleme alanının temelini oluşturan metamorfik şistlerin Beypazarı granitoyidleri ile kesilmiş 

olması bir çok fayın oluşmasına ve özellikle sıcak ve mineralli suların dolaşımına uygun ortamların, 

akiferin oluşmasına neden olmuştur. Soğuk su kaynakları düşük debili ve sığ dolaşımlıdır. 

Dutlu kaplıcası (BT-1), Ayaş İçmeceleri (BT-2), Çobanhamamı kuyusu (BT-3) ve Kapullu kaplıcası 

(BT-5) sularının Na + -SO4 2- -Cl - , Ilıcakoy sıcak su kaynağının (BT-4) Mg-Ca-HCO3, Ayaş-Karakaya 

kaplıcası sularının (AK-1) ve Beypazarı Karakoca Maden suyunun (BT-6) Na-HCO3 - , soğuk su 

kaynaklarının ise genellikle Ca 2+ -SO4 2- ; Ca 2+ -HCO3 - ve Mg 2+ -HCO3 - tipinde oldukları 

belirlenmiştir. 

Suların oksijen-18, döteryum ve trityum içeriklerinden; sıcak ve/veya mineralli suların derin 

dolaşımlı oldukları belirlenmiştir. BT-4 ve BT-6 kaynaklarında buharlaşma etkisi gözlenmiş, BT- 

4’de aynı zamanda yüzey sularından kirlenme de tespit edilmiştir. 

BT-1, BT-2, BT-3 ve BT-5 nolu sıcak ve mineralli su kaynaklarının beslenme yüksekliklerinin 950- 

1150 metre dolayında olduğu, bu yüksekliklerin Kirmir Formasyonu ve granitik kayaçların 

yüzeylendiği alanlara karşılık geldiği belirlenmiştir. 

Kükürt izotopu verilerine göre, BT-1, BT-2; BT-3 ile BS-5 kaynaklarındaki sülfatın birincil 

kökeninin Kirmir Formasyonu jipsleri olduğu ortaya konulmuştur. 

Sıcak ve mineralli sulara uygulanan silis jeotermometresine gore rezervuar sıcaklıkları en fazla 

114 o C, SO4-H2O jeotermometresine göre ise en fazla 73 o C bulunmuştur. SO4-H2O 

jeotermometresinin ise bölgede rezervuara inerek açılmış olan kuyulardan elde edilen sıcaklık 

rakamları gözönüne alındığında gerçeğe daha yakın değerler verdiği sonucuna varılmıştır. 

KAYNAKLAR 

Arnorsson S, Gunnlaugsson E and Svavarsson H (1983) The chemistry of geothermal waters in 

Iceland III, Chemical Geothermometry in geothermal investigations, Geochim. Cosmochim. 

Acta, 47: 567-577. 

Canik B (1970) Ayaş İçmeceleri ve Kaplıcası Hidrojeoloji Etrüdü..MTA Dergisi No:.80, Ankara 

Clark I and Fritz P (1997) Environmental isotopes in hydrogeology. Lewis Publishers, 328pp. 

Çetin A (2006) Ayaş karakaya ve Ilıcaköy sıcak sularının hidrojeolojisi Fen Bilimleri Enst., Yüksek 

Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara. 

Diker S (2005) Kapullu hamamı ve dolayının hidrojeolojisi, Fen Bilimleri Enst. Yüksek Lisans tezi. 

Ankara Üniversitesi, , 147s, Ankara 

Diker S, Çelik M, Kadıoğlu Y K (2006) Fingerprints of the formation of geothermal springs on the 

granitoids: Beypazarı-Ankara, Turkey. Environmental Geology, 51(3): 365-376. 

Fournier R O and Potter R W (1982) A revised and expanded silica (quartz) geothermometer. 

Geoth. Res. Council Bull., 11-10, 3-12. 

Giggenbach W F (1988) Geothermal solute equilibria, derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators. 

Geochim.. Cosmochim. Acta, 52: 2749-2765. 

Lloyd, R.M. (1968). Oxygen isotope behavior in the sulfate-water system. Journal of Geohhysical 

Research, 73 (18), 6099-6110. 

118

Mazor E (1991) Applied chemical and isotopic groundwater hydrology, First Published, 

Edmundsbury Press, 264pp, Buckingham. 

Mizutani, Y. and Rafter, T A, (1969). Oxygen isotopic composition of sulfates-3. oxygen isotopic 

fractionation in the bisulfate ion-water system. New Zeeland Journal of Science, 12 54-59. 

Orti F, Gündoğan İ, Helvacı C (2002) Sodium sulphate deposits of Neogene age: the Kirmir 

Formation, Beypazarı Basin, Turkey. Sedimentary Geology, Elsevier, 146, 305-333. 

Özbek, T. (1984) Dutlu-Tahtalı kaplıcası ve dolayının hidrojeoloji etüdü. A.Ü. Fen Bilimleri Enst. 

Doktora Tezi. 150 s.Ankara. 

Palmer M R, Helvacı C, Fallick A E (2004) Sulphur, sulphate oxygen and strontium isotope 

composition of Cenozoic Turkish evaporites. Chemical Geology, Elsevier, 209, 341-356. 

Piper, A.M (1944) A graphic procedure in geochemical interpretation of water analyses. Trans. 

Am.Gephys. Union 25:914-923 

Şahinci, A. (1970). Karakaya (Ayaş) Kaplıcası ve Ilıcaköy sıcak sularının Hidrojeoloji Etüdü. MTA 

Derleme Rapor No : 4369, 60s. 

119

ÖZET 

KONYA İLİ TATLI SU KAYNAKLARININ HİDROJEOKİMYASAL 

İNCELEMESİ 

Güler GÖÇMEZ * Bayram Kahveci ** Nuri Güven** 

* S.Ü.Müh–Mim. Fak. Jeoloji Müh. Böl.42090 Selçuklu/KONYA 

gulergocmez@selcuk.edu.tr 

**KOSKİ Genel Müd. Su Tesisleri Daire Başkanlığı 42100 Selçuklu/KONYA 

b.kahveci@koski.gov.tr 

Tatlı su kaynakları Konya şehir merkezinin batı-güneybatısında olup önemli bir su potansiyeline 

sahiptir. Kaynaklar dolayında yaşlıdan gence doğru Üst Permiyen - Üst Triyas yaşlı Kızılören 

formasyonu, Üst Triyas - Üst Kretase yaşlı Lorasdağı formasyonu, Üst Kretase yaşlı Midostepe 

formasyonu gelmektedir. Kretase yaşlı Hatip Ofiyolitli Karışığı ve içerisindeki İkisivritepe 

olistolitleri tektonik dokanakla bu birimleri üzerlemiştir. Bu birimlerin üzerine açılı diskordansla 

Üst Miyosen Pliyosen yaşlı Sille, Ulumuhsine, Küçükmuhsine formasyonu gelmektedir. En üstte 

ise Üst Pliyosen – Kuvaterner yaşlı Topraklı formasyonu ve güncel alüvyonlar yer alır. 

Beypınarı kaynağı, Mukbil kaynağı ve Çayırbağı kaynakları Çayırbağı ofiyolitleri içinden Dutlukırı 

kaynağı ise Hatip ofiyolit karışığı içindeki kireçtaşlarından boşalmaktadır. Kaynak sıcaklıkları 15- 

16 o C, debileri 1,5 - 45 l/s arasındadır. Sular AIH’ a HCO3’lı, Ca’lu, Mg’lu sular sınıfındadır. 

Kaynakların akiferlerini oluşturan kireçtaşlarında karstlaşma oldukça gelişmiştir. Kaynaklar çevresi 

olumsuz özellikte sahalar grubuna girmektedir. 

Sularının kökenini araştırmada izotop analizlerinden yararlanılmıştır. Oksijen-18 ve döteryum 

analiz sonuçlarına göre kaynakların oluştuğu akiferlerin alçak kotlu alanlardan beslendiği ve kaynak 

sularının meteorik kökenli sular olduğu belirlenmiştir. 

Anahtar kelimeler: Hidrojeokimya, Trityum, Tatlı su kaynağı 

HYDROGEOCHEMICAL INVESTIGATION OF FRESH WATERS IN KONYA 

SUMMARY 

Fresh waters are in the west-southwest of Konya town center and have considerable water potential. 

Older to younger Upper Permian – Upper Trias aged Kızılören formation, Upper Trias – Upper 

Cretase aged Lorasdağı formation, Upper Cretase aged Midostepe formation are present around of 

the sources. Cretase aged Hatip Ofiolitic Complex and İkisivritepe Olistolits in it unconformably 

overlie these formations . Upper Miocene – Pliocene aged Sille, Ulumuhsine and Küçükmuhsine 

formations overlie the previous formations with angular unconformity . Upper Pliocene – 

Quaternary aged Topraklı formation and alluviums are the youngest units in the area. 

Beypınarı spring, Mukbil spring and Çayırbağı spring are discharged from Çayırbağı ofiolits, 

Dutlukırı spring is discharged from limestones in Hatip ofiolitic complex. These spring 

temperatures are 15-16 o C, discharges are 1,5 - 45 l/s. According to the AIH, waters are HCO3, Ca 

and Mg types. Limestones which are aquifers of the springs exhibit well developed karstic futures . 

Vicinity of the springs is open to adverse external effects. 

121

In the investigation of the origin of waters isotope analyses were evaluated. According to Oxygen – 

18 and tritium analyses results, aquifers are fed from lower altitude areas and spring waters are in 

meteoric origin. 

Keywords: Hydrogeochemistry, Tritium, Fresh spring 

1.GİRİŞ 

Tatlı su kaynakları Konya ilinin 7 km batısında olup yaklaşık 50 km 2 lik bir alanda 5 ayrı noktadan 

boşalmaktadır. Alandaki yükseltiler doğu- batı yönünde uzanmakta ve batı- kuzeybatı yönünde 

yoğunluk göstermektedir. Konya meteoroloji İstasyonu 2007 yılı verilerine göre ortalama sıcaklık 

12,6 o C, yıllık toplam yağış ise 261,7 mm dir. 2007 yılına ait deneştirmeli nem bilançosunda yağış 

169,9 mm, gerçek buharlaşma-terleme 214 mm dir. Buharlaşma-terleme yağışın % 125’ine karşılık 

gelmektedir (P=125 mm Etpc). Alanın iklim formülü Thorthwaite (1948)’e göre D B2 d a’ dır. 

Harflerin belirlediği iklim tipi yarı kurak (D), mezotermal (B2), su fazlası olmayan veya çok az olan 

(d) ve oseanik (a’) iklim tipini göstermektedir. Konya Meteoroloji İstasyonu'nun 20 yıllık ortalama 

sıcaklık ve yağış değerlerine göre hazırlanan klimogramda Haziran, Temmuz, Ağustos, Eylül, Ekim 

ayları kurak ayları diğer ayların ise yağışlı geçiş ayları olarak belirlenmiştir. Bölgede Üst Permiyen- 

Kuaterner yaş aralığın da kayaçlar yüzeylemektedir. Tatlı su kaynakları Çayırbağı ofiyolitleri ve 

Hatip ofiyolitli karışığı içinden boşalmaktadır. Kaynakların sıcaklıkları 14-16 o C, debileri 0,75-49 

l/s arasında değişmektedir. 

2. JEOLOJİ 

İnceleme alanında yaşlıdan gence doğru, Üst Permiyen-Üst Triyas yaşlı karbonat kayaçlardan yapılı 

Kızılören formasyonu, Üst Triyas-Üst Kretase yaşlı, sığ ve duraylı bir karbonat platformunda 

çökelmiş olan Lorasdağı formasyonu ve Üst Kretase yaşlı radyolarit ve çört aratabakalı 

kireçtaşlarından oluşan Midostepe formasyonu ile başlamaktadır. Tüm bu birimler Üst Kretase yaşlı 

Hatip ofıyolitli karışığı ve içerisinde haritalanabilir İkisivritepe olistolitleri tarafından tektonik 

olarak üzerlenmiştir. Bunun üzerinde üst manto ürünü Çayırbağı ofiyolit karmaşığı tektonik bir 

dokanakla yer almaktadır (Aydın 2002). Bu birimleri açılı bir diskordans ile örten Geç Miyosen- 

Pliyosen zaman aralığında birbirleriyle yanal ve düşey geçişli olarak gelişmiş karasal kırıntılılar 

şeklindeki Sille formasyonu, gölsel kireçtaşı ve kırıntılılardan yapılı Ulumuhsine formasyonu ve 

Konya Neojen volkanizmasının ürünü volkano-klastiklerden oluşmuş Küçükmuhsine formasyonu 

ile devam eder. Alttaki tüm birimlerden malzeme almış ve dolayısıyla hepsini açılı uyumsuz olarak 

örten alüvyal yelpaze ve karasal karbonat yığışımları şeklindeki Üst Pliyosen-Kuvaterner yaşlı 

Topraklı formasyonu ve Güncel alüvyonlar en üstte bulunmaktadır (Şekil 1). 

122

Şekil 1. İnceleme alanının jeoloji - hidrojeoloji haritası (Göçmez,2008). 


İnceleme alanında Kızılören formasyonunu oluşturan dolomitik kireçtaşlarının karstik, çatlaklı ve 

kırıklı kesimleri ile Lorasdağı formasyonunun bol kırıklı çatlaklı ve karstik kireçtaşları akifer kaya 

özelliğindedir. Bununla birlikte Midostepe formasyonunun çakıltaşı, kumtaşı seviyeleri ve Hatip 

ofiyolit karışığı'nın kireçtaşı olistolitleri su bulunduran ve geçirimliliği yüksek birimler arasındadır. 

Çayırbağı ofîyolitlerinde çatlaklı seviyeler ve ağsal manyezit damarları su taşımaktadır. Beypınarı 

ve Mukbil kaynak çıkışları da bunun kanıtıdır. Bu tür su çıkışlarına fayların da hidrolik oluk 

oluşturarak yardımcı olmasının yanı sıra masif ve geçirimsiz kayaçlardaki ikincil tektonik 

oluşumlar kaynak sularını beslemektedir. Sille formasyonunun çamurtaşı seviyeleri ile Ulumuhsine 

formasyonu'nun marn ve çamurtaşı sevileri ve bu formasyonlarla yanal/düşey geçişlilik arz eden 

Küçükmuhsine formasyonunun tüf ve tüfitten oluşan birimleri bu formasyonlara geçirimsiz özellik 

kazandırırken çakıltaşı ve kumtaşı seviyeleri geçirimlilik ve su bulundurma özellikleri bakımından 

oldukça iyidir. Yakın dolaşımlı süzülme sularına yataklık eden güncel oluşuklardan Topraklı 

formasyonu ve alüvyon su bulundurma ve geçirimlilik açısından oldukça iyi özelliğe sahiptir. 

İnceleme alanında gözlenen ofiyolitler ve ince kırıntılı sedimanter kayaçlar geçirimsiz özelliktedir. 

Buna karşılık; çalışma sahasındaki kireçtaşlarının, ikincil gözeneklilik ile birlikte geçirimlilik 

özelliği artmaktadır. Ayrıca Çayırbağı ofiyolit karmaşığının manyezit damarlı düzeyleri su 

bulundurma ve iletme özelliği açısından olumlu özellik taşımaktadır 

İnceleme alanında bulunan sondaj kuyularında elektrikli seviye ölçü aleti ile su seviyesi ölçümleri 

yapılmış ve eş derinlik haritası işlenmiştir. Buna göre ölçüm yapılan kuyularda yeraltısu seviyesi 

123

yüzeyden itibaren 14–25 m arasında değişmektedir. Surfer bilgisayar programı yardımıyla ve 

kriking yöntemi kullanılarak yeraltısuyu eş derinlik eğrileri çizilmiştir (Şekil 1). Bu eğrilerden de 

anlaşılacağı gibi yeraltısuyu akım yönü inceleme alanının kuzeyinde kuzeybatıdan güneydoğuya 

doğru, batısında batıdan doğuya doğru, güneyinde ise güneyden kuzeye doğrudur. Tüm alan 

değerlendirildiğinde yeraltısuyu akım yönleri Krom Magnezit, Dutlukırı mevkiine doğru 

odaklanmaktadır. 

4. TATLI SU KAYNAKLARI 

Beypınarı Kaynağı 

Beypınar deresinin batı yamacında, Mesozoyik yaşlı Çayırbağı ofiyolitleri içinden boşalmaktadır. 

Birim bol kırıklı çatlaklıdır. Çatlaklar yer yer manyezit damarlı olup lisfenitleşmiştir. Çayırbağı 

ofiyolitleri içine açılan galeriler ile kaynak suyunun debisi artırılmıştır. 

Kaynak suyunun sıcaklığı 14 o C, ortalama debisi 0,75 l/s dir. 2002–2008 yılları arasındaki kaynağın 

debisi periyodik olarak ölçülmüştür. Bu dönmede kaynağın minimum debisi 0,65 l/s maksimum 

debisi 17,68 l/s’dir. Kaynağın debisi mevsimlik yağışlara bağlı olarak değişmektedir. 

Mukbil Kaynağı 

Mukbil kaynağı Beypınarı deresinin batısında Meram çayı güneyinde Çayırbağı ofiyolitleri içinden 

boşalmaktadır. Kaynak çevresinde alttan üste doğru Mesozoyik yaşlı Çayırbağı ofiyoliti ve 

Kuvaterner yaşlı alüvyonlar yüzeylemektedir. Çayırbağı ofiyolitleri çok az manyezit damarları 

içermektedir. Birim tektonik hareketler nedeniyle kırıklı, çatlaklı bir yapı kazanmıştır. Kırık ve 

çatlaklar yer yer lifsi serpantinle doldurulmuştur. Kaynak suyu Çayırbağı ofiyolitleri içerisine açılan 

galeri ile alınmaktadır 

Mukbil kaynak suyunun sıcaklığı 14 °C, ortalama debisi 6 l/s’dir. . 2001-2008 yılları arasındaki 

kaynağın debisi periyodik olarak ölçülmüştür. Bu dönmede kaynağın minimum debisi 5 l/s 

maksimum debisi 10,66 l/s dir. Kaynağın debisi mevsimlik yağışlara bağlı olarak değişmektedir. 

Çayırbağı Kaynağı 

Çayırbağı kaynağı, incelenen alanın güneybatısında, Çayırbağı yerleşim merkezinin batısındaki 

dere yatağı içinde, serpantinlerden boşalmaktadır Kaynak sıcaklığı 15 o C, kaynağın ortalama debisi 

ise 12 l/s dir. 2001-2008 yılları arasındaki kaynağın debisi peryodik olarak ölçülmüştür. Bu 

dönmede kaynağın minimum debisi 11,70 l/s maksimum debisi 35,50 l/s dir. Kaynağın debisi 

mevsimlik yağışlara bağlı olarak değişmektedir. 

Dutlukırı Kaynağı 

Dutlu kaynağı Hatip ofiyolitli karışığı içindeki karstik kireçtaşlarından boşalmaktadır. Kaynağın 

suyu kireç ocağı doğusundaki dere yatağı içinde yapılan kaptajla alınmaktadır 

Kaynağın sıcaklığı 15 C, ortalama debisi 49 l/s dir. 2001-2008 yılları arasındaki kaynağın debisi 

peryodik olarak ölçülmüştür. Bu dönmede kaynağın minimum debisi 36,0 l/s maksimum debisi 

69,30 l/s dir. Kaynağın debisi mevsimlik yağışlara bağlı olarak değişmektedir. 

Hatip Kaynağı 

Hatip kaynağı, Hatip ofiyolitli karışığına ait iki sivri tepe olistolitlerinden boşalmaktadır Kaynak 

sıcaklığı 16 C, ortalama debisi 20 l/s dir. 2001-2008 yılları arasındaki kaynağın debisi periyodik 

olarak ölçülmüştür. Bu dönmede kaynağın minimum debisi 10 l/s maksimum debisi 28 l/s dir. 

Kaynağın debisi mevsimlik yağışlara bağlı olarak değişmektedir. 

124

6. HİDROJEOKİMYA 

İnceleme alanındaki tatlı su kaynaklarının sıcaklıkları 14 – 16 0 C, ortalama debileri 0,75 - 49 l/s, 

pH’ları 7,8 – 8,1, Fransız sertlikleri 18 – 30 Fs arasındadır. Tatlı su kaynaklarının elektriksel 

iletkenlik değerleri oldukça düşük olup 281 – 511 µS/cm’dir. Sularda Ca, Mg ve HCO3 iyonları 

hakimdir. Hatip kaynağının suyunun sertliği 23–32 arasında olduğundan “Sert su” sınıfındadır. 

Diğer kaynakların suları ise11–22 arasında olduğundan “Tatlı su” sınıfında yer almaktadır. Sular 

IAH’a göre sınıflandırıldığında; Beypınarı kaynağı, HCO3’lı, Mg'lu, Ca'lu soğuk su, Mukbil 

kaynağı, HCO3’lı, Ca'lu soğuk su Dutlu kaynağı, HCO3’lı, Mg'lu, Ca'lu soğuk su, Hatip kaynağı, 

HCO3’lı, Mg'lu soğuk su, Çayırbağı kaynağı, HCO3’lı, Mg'lu soğuk su olarak belirlenmiştir. 

Kaynakların birbirleri arasındaki kökensel ilişkileri Schoeller diyagramı (Şekil 2a) ile 

incelendiğinde iyonları birleştiren doğrular birbirine yaklaşık paralel geçmekte olup, aynı 

kökenlidir. Kaynakların kimyasal bileşimindeki benzerlik, benzer akifer litolojilerine sahip 

olduklarını göstermektedir (Tablo 1). Piper diyagramına göre sular 5. bölgede gruplanmakta olup 

CaCO3 ve MgCO3’lı sular grubuna girmektedir. Wilcox diyagramına göre çok iyi – iyi, ABD 

Tuzluluk Laboratuarı diyagramına göre ise C2 - S1 sular sınıfındadırlar (Şekil 2a, 2b, 2c, 2d). 

Kaynak sularından bakteriyolojik analizler için özel örnekler alınarak İl Sağlık Müdürlüğü 

laboratuarlarında analizleri yaptırılmıştır. Buna göre sadece Haziran–2001 döneminde Beypınarı. 

Dutlu ve Çayırbağı kaynaklarında. Temmuz–2001 döneminde ise Beypınarı kaynağında bakteriye 

rastlanmıştır. Bu kaynaklarda bakterilerin ortaya çıkması kaynak çevrelerinde gerçekleştirilen 

besicilik faaliyetleri ve ağılların aktif olmasına bağlanabilir. 2002 – 2008 yılları arasında yapılan 

analizlerde herhangi bir bakteri görülmemiştir. 

125

126

Tablo 1. İnceleme alanındaki suların fiziko-kimyasal analiz sonuçları 

Parametreler 

Beypınarı Mukbil 

2007 Ekim 

Dutlukırı Hatip Çayırbağı 

Ca mg/l 19 15 37 51 19 

Mg mg/l 36 47 25 41 41 

Na mg/l 3,9 2,9 6,1 12,2 4,2 

K mg/l 2,4 2,9 3,9 7,9 3,4 

Cl mg/l 8,5 11 15 15,6 9 

SO4 mg/l 5,2 6,1 4,9 5,5 7,7 

HCO3 mg/l 196 171 206 299 191 

NO2 mg/l 0 0 0 0 0 

NO3 mg/l 4,3 4,1 5,1 3,7 3,9 

NH3 mg/l 0 0 0 0 0 

Zn mg/l - - - - - 

Fe mg/l 0 0 0 0 0 

EC μmho/cm 281 290 355 511 303 

pH 8,1 7,9 7,9 7,8 8,1 

Bulanıklılık NTU 0,7 0,67 0,79 0,56 0,7 

Bakteri 100 ml’de 

koloni 

Yok Yok Yok Yok Yok 

Sertlik Fr 18 18 20 30 21 

Debi(ort) l/s 0,75 6 49 20 12 

Sıcaklık 

0 

C 14 14 15 16 15 

7. İZOTOP HİDROLOJİSİ 

İnceleme alanında yer alan tatlı su kaynaklarının çevresel izotop içerikleri incelenerek akiferlerin 

kökenleri, beslenme alanları, su – kayaç etkileşim süreleri aydınlatılmaya çalışılmıştır. İzotop 

analizleri DSİ TAK dairesinde yaptırılmıştır (Tablo 2). 

Tablo 2. Kaynaklara ait izotop analiz sonuçları 

Sıra Numune Adı Alınma Tarihi 18 

0 

2 

H 

3 

H 

1 Dutlu 03.09.2002 -10.32 -73,62 7.70 ±2.20 

2 Mukbil 03.09.2002 -10.33 -73,96 11.10 ±2.40 

Çayırbağı 03.09.2002 -9.99 -76.7 5,20 ±2.20 

4 Çayırbağı 03.09.2002 -10.06 -72,97 5,90 ±2.20 

5 Beypınarı 03.09.2002 -10,82 -76,75 2.30+2.10 

6 Hatip 03.09.2002 -9.59 -73.44 3.35±2.10 

18 O – Döteryum ilişkisi 

İnceleme alanı için yerel meteorik su doğrusu (YMSD +16) baz alınmıştır. Şekil 3’te verilen 18 O – 

Döteryum grafiğinde tatlı su kaynaklarına ait noktaların yerel meteorik su doğrusunun yakınında 

yer almaları bölgedeki tatlı su kaynaklarının akiferlerinin meteorik kökenli yağışlardan beslendiğini 

ve yağışların buharlaşma etkisine girmeden akiferi beslediğini göstermektedir (Şekil 3). 

127

Cl – Trityum ilişkisi 

Cl – Trityum grafiğine göre (Şekil 4) bölgede üç ayrı dolaşım sistemi bulunmaktadır. Tatlı su 

kaynakları yüksek trityum ve düşük Cl içerikleri bakımından bölgedeki ara yeraltısuyu sistemini 

yansıtmaktadırlar. Düşük trityum içeriği kaynağın temsil ettiği akiferin göreceli olarak uzun süreli 

geçiş zamanına sahip yeraltı suları ile beslendiğini göstermektedir. Mukbil kaynak suyu düşük Cl, 

yüksek trityum içeriği bakımından diyagramda genç sular grubuna düşmektedir. Dutlukırı kaynağı 

doğrusal karışım çizgisi üzerinde yer almaktadır. Diğer sular düşük Cl, yüksek trityum içerikleri 

bakımından bölgedeki ara yerltısu sistemini yansıtmaktadırlar. 

18 O – Trityum ilişkisi 

Trityum hidrojeninin yarılanma ömrü kısa ve 12,43 yıl olan radyoaktif bir izotoptur (Clark and 

Fritz, 1997). Kozmik radyasyonla hem doğal hem de yapay olarak üretilen trityum hidrolik sisteme 

yağış ile girer. Suyun molekül yapısında yer alan hidrojenin radyoaktif bir izotopu olduğu için 

yeraltısuyu geçiş süresinin belirlenmesinde doğrudan kullanılmaktadır (Şimşek, 2005). 18 O – 

Trityum grafiğinde görüleceği gibi Mukbil kaynak suyu alçak kotlardan güncel yağış sularıyla 

beslenmiştir. Diğer kaynak suları ise alçak kotlardan beslenmiş derin dolaşımlı sulardır (Şekil 5). 

Dutlukırı, Çayırbağı, Beypınarı ve Hatip kaynaklarının Trityum içerikleri yaklaşık 5 TU civarında 

değişmektedir. Bu değerler kaynakların, yeni yağışlar ile nükleer denemeler öncesi (1952 yılı 

öncesi) yağışların belirli oranlarda ki karışımı ile beslendiğini göstermektedir. 

Döteryum – Trityum ilişkisi 

Trityum izotopu radyoaktif olduğu için yer altı suyunun akiferde kalış süresine bağlı olarak 

radyoaktif bozunmaya uğramaktadır. Yeraltısularının bağıl yaşının belirlenmesinde önemli bir 

parametredir. Kökeni meteorik olan suların yeraltında dolaşım yolu uzadıkça trityum izotopunun 

radyoaktif bozunmaya uğraması nedeniyle trityum değeri düşmektedir. Dolaşım süresi az olan 

sudan çok olan suya doğru kaynakları sıralarsak; Mukbil, Dutlukırı, Çayırbağı, Beypınarı, Hatip 

kaynağı şeklindedir. Mukbil ve Dutlukırı kaynağının dışındakilerin dolaşım süresi daha uzundur 

(Şekil 6). 

Eİ – Trityum ilişkisi 

Yüksek trityum düşük Eİ geçiş süresinin kısa, düşük trityum yüksek Eİ geçiş süresinin uzun 

olmasına işaret eder. Akiferle temas süresi arttıkça kayaç-su arasındaki etkileşimle iyon açığa çıkar. 

Ttiryum verilerine göre Mukbil ve Dutlukırı kaynağının suları akifer ile daha kısa süre temas etmiş, 

diğer kaynak sularının akiferle temas süreleri daha uzundur (Şekil 7). 

128

18 

Şekil 3. O - Döteryum grafiği 

Dola m Süresi 

Beslenme alan yüksekli i 

Şekil 4. Klor -Trityum grafiği 

18 

Şekil 5. O -Trityum grafiği Şekil 6. Döteryum -Trityum grafiği 

Şekil 7. Eİ- Trityum grafiği 

129

8. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 

-20 yıllık ortalama sıcaklık ve yağış değerlerine göre hazırlanan klimogramda Haziran, Temmuz, 

Ağustos. Eylül, Ekim ayları kurak ayları diğer ayların ise yağışlı geçiş ayları olarak belirlenmiştir. 

-Beypınarı kaynağının sıcaklığı 14 °C, debisi 0.75 l/s, mukbil kaynağının sıcaklığı 14°C, debisi 7,06 

l/s, Çayırbağı kaynağının sıcaklığı , 15°C, debisi 15.50 l/s ,dutlu kırı kaynağının sıcaklığı 15 °C 

debisi 49 I/s ,hatip kaynağının sıcaklığı 16 °C, debisi 20 l/s. dir. Tatlı su kaynaklarında yapılan 

periyodik debi ölçümlerinde kaynak debilerinin mevsimlik yağışlara bağlı olarak arttığı tespit 

edilmiştir 

-İnceleme alanında gözlenen ofiyolitler (Çayırbağı Ofiyoliti. Hatip Ofiyolit Karışığı) ve ince 

kırıntılı sedimanter kayaçlar (Midostepe ve Ulumuhsine formasyonu) geçirimsiz nitelikli, buna 

karşılık; çalışma sahasındaki kireçtaşlarının (Kızılören ve Lorasdağı formasyonu), ikincil 

gözeneklilik ile birlikte geçirimlilik özelliği artmaktadır. Ayrıca Çayırbağı ofiyolit karmaşığının 

manyezit damarlı düzeyleri su bulundurma ve iletme özelliği açısından olumlu özellik taşımaktadır. 

Ayrıca Topraklı formasyonu ve alüvyonlarında iyi derecede su bulundurma ve iletme özelliğine 

sahip oldukları söylenebilir. Lorasdağı kireçtaşları Hatip ofiyolitli karışığına ait kireçtaşlarında su 

taşımakta olup bu birimler içine açılacak sondajlardan su temin etmek mümkündür. 

-Birimlerin hidrojeolojik özelliklerinin ve mostra alanlarının değerlendirilmesi ile yüzeyleyen 

formasyon alanlarının % 34' ünün geçirimli özellikte, % 66’ sının ise geçirimsiz nitelikte olduğu 

anlaşılmaktadır. 

-Tatlı su kaynaklarının akiferlerini oluşturan kireçtaşlarındaki kırık , çatlak ve karstik boşluklardan 

kolayca süzülen yağmur suları , boşluklarda depolanarak kaynakların akiferlerini 

oluşturmaktadırlar. Bu nedenle, kireçtaşlarının işletilmemesi, koruma altına alınması gereklidir. 

-Beypınarı ve Mukbil tatlı su kaynaklarının akiferlerini Çayırbağı ofiyolitleri , Hatip, ve Dutlukırı 

kaynaklarının akiferlerini ise hatip ofiyolitli karışığı içindeki kireçtaşları oluşturmaktadır. 

- Schoeller diyagramına göre suların aynı kökenli olduğu ve benzer akifer litolojilerine sahip 

oldukları belirlenmiştir. Piper diyagramına göre sular 5. bölgede gruplanmakta olup CaCO3 ve 

MgCO3’lı sular grubuna girmektedir. Wilcox diyagramına göre çok iyi – iyi, ABD Tuzluluk 

Laboratuarı diyagramına göre ise C2 - S1 sular sınıfındadırlar 

-18 O – Döteryum grafiğine göre tatlı su kaynaklarının akiferlerinin meteorik kökenli yağışlardan 

beslendiğini ve yağışların buharlaşma etkisine girmeden akiferi beslediği belirlenmiştir. 

-18 O – Trityum grafiğine göre Mukbil kaynak suyu alçak kotlardan güncel yağış sularıyla 

beslenmiştir. Diğer kaynak suları ise alçak kotlardan beslenmiş derin dolaşımlı sulardır . Dutlukırı, 

Çayırbağı, Beypınarı ve Hatip kaynaklarının Trityum içerikleri yaklaşık 5 TU civarında 

değişmektedir. Bu değerler kaynakların, yeni yağışlar ile nükleer denemeler öncesi (1952 yılı 

öncesi) yağışların belirli oranlarda ki karışımı ile beslendiği söylenebilir. 

-Cl – Trityum grafiğine göre Mukbil kaynak suyu düşük Cl, yüksek trityum içeriği bakımından 

diyagramda genç sular grubuna düşmektedir. Dutlukırı kaynağı doğrusal karışım çizgisi üzerinde 

yer almaktadır. Diğer sular düşük Cl, yüksek trityum içerikleri bakımından bölgedeki ara 

yeraltısuyu sistemini yansıtmaktadır. 

- pH – EC değerlerine göre kaynak suları derin dolaşımlı eski sulardır 

130

-Döteryum-Trityum grafiğine göre dolaşım süresi az olan sudan çok olan suya doğru kaynakları 

sıralarsak; Mukbil, Dutlukırı, Çayırbağı, Beypınarı, Hatip kaynağı şeklindedir. Mukbil ve Dutlukırı 

kaynağının dışındakilerin dolaşım süresi daha uzundur. 

- EC – Trityum grafiğine göre Mukbil ve Dutlukırı kaynağının suları akifer ile daha kısa süre temas 

etmiş, diğer kaynak sularının akiferle temas süreleri daha uzundur. 

-Tatlı su kaynaklarının çevresindeki birimlerin geçirimliliklerinin yüksek olması akifer tabakanın 

üzerinde örtü tabakasının bulunmaması nedeniyle kaynaklar çevresinde oluşacak her türlü kirletici 

unsur kaynak sularını doğrudan etkileyecek ve kirlenmesine neden olacaktır. 

-İnceleme alanındaki tüm su çıkışlarının kaptajı çok iyi yapılarak, suların boşa akması önlenmelidir. 

-Lorasdağı eteklerinde bulunan debileri 0.5 - 2 l/s arasında olan ve şu anda boşa akan kaynak suları 

kapte edilerek kullanılabilir. 

9. KAYNAKLAR 

Ardel, A., Kurter, A., Dönmez, Y.,1969, Klimatoloji tatbikatı. İ.Ü.Edebiyat Fak. Coğrafya Ens. 

Yayın. No:40.İstanbul 

Aydın, Y., 2002, Çayırbağı – Dutlukırı – Mukbil – Beypınarı ve Hatip Tatlı Su Kaynakları 

Çevresinin Jeoloji İncelemesi Raporu, Müh. Mim. Fak. Döner Sermaye İşl. 2002. Konya 

Bögli, A., 1980, Karst Hydrology and physical speleology springer, verlag.New York. 

Clark, I.D and Fritz, p. 1997, Environmental Isotopes in Hydrogeology, Lewis Public. 328 p., New 

York 

DemireI, Z., 1988, Koruma alanlarının belirlenmesinde hidrojeoloji kriterleri. Ulusal I. Hidrojeoloji 

Sempozyumu, 257,267. Ankara. 

Faure, G., 1986, Principles of isotope geoiogy; John Wiley &Sons. Second Edition, NewYork, 589 

pp. 

Folk, R.L., 1980, Petrology of Sedimentary Rocks, Hemphil! Publishing Company, Austin. 184 p. 

Ford,D.C., Williams P,W.,1989, Karst Geomophology and Hydrology.Unvvın Hyman,London. 

Freeze,R,A., and Cheerry, J. A., 1979, Groundwater, s.553, Prentice Hail. Englevvood Cliff, .Ne\v 

Jersey. 

Göçmez, G., 2008, Tatlı Su Kaynakları Ve Çevresinin Jeoloji –Hidrojeoloji-Koruma Alanları 

Raporu. s: 102, Konya. 

Göğer, E. Ve Kıral, K., 1969, Kızılören Dolayının Jeolojisi; MTA Derleme Rap. No: 5204, Ankara. 

Göğer, E- Ve Kıral, K., 1973, Kızılören Dolayının Genel Stratigrafisi; MTA Derleme Rap. No: 

27818, Ankara. 

Görmüş, M., 1984, Kızılören Çevresi Jeolojisi İncelemesi; S.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek 

Lisans Tesi, 67 s., Konya. 

Güzel, A., Göçmez G., 1989, Çayırbağı, Hatip, Beybes, Kozağaç (Konya) Yöresinin Hidrojeoloji 

İncelemesi.Ahmet Acar Jeoloji Sempozyumu, s. 125-134. Adana. 

Herak, M., Strıngfield, V.T., 1976, Karst, ımportant Karst Regions of the Northern Hemishere. 

Elsevier. 

IAH (International Association of Hydrogeologists) 1979., Map of Mineral and Thermal Water of 

Europe. Scale 1:500000. International Association of Hydrogeologists, United Kingdom 

Karakuş, H., Şimşek, Ş., İnan, S., Efteni (Düzce) Sıcak ve Mineralli Su Kaynaklarının 

Hidrojeokimyasal ve İzotopik İncelemesi, II. Ulusal Hidrojeolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu, 

s. 45-58 

Mazor, E., 1991, Applied chemical and isotopic groundwater hydrology; Burns& Smith Ltd., 

Buckingham, 274 pp. 

Okay A., II, 1986, High - Pressure Low Temparature Metamorfic Rocks Of Turkey, İnbiesuschists 

And Eclogites, The Geal Sos. Men, 164, 338-348. 

131

Özcan, A., Göncüoğlu, M.C., Turhan, N., Uysal, Ş., Şentürk, K. Ve Işık, A., 1988, Late Paleozoic 

Evoluation of The Hütahya Bolkardağı Belt, METU Journal of Püre and Appl, Sci., 21 1/3, 211- 

220. 

Özgül, N., 1976, Torosların Bazı Temel Jeolojik Özellikleri, TJK Bült., 19, 65-78 s. 

Roberts, N., 1982, Age Paleoenvironments And Climatic Sigrificance Of Late Pleistocene Konya 

Lake, Turkey, Quaternary Research. 19. p. 154-171. 

Schoeller, H., 1962, Les eaux souterraines masson et cie Paris (Çeviren,Karadağ, K.,1973) 

Yeraltısulan matbaası) istanbul. 

Sılar, J., 1972, General Protection of mineral waters. (AIH) International Svmposium of propertion 

of mineral water Karlow Vary (Carlsbad), 13-21. 

Şahinci, A. 1991, Karst. Reform matbaası, İzmir. 

Thorntwaite , C.W. 1944., Report Of The Committee On Transpiration And Evaporation. 1943-44. 

Transactions, American Geophysical Union 25: 687 

132

NEVŞEHİR (KOZAKLI) SICAK VE MİNERALLİ SULARININ KÖKENİNİN 


ÖZET 

Suzan PASVANOĞLU 1 ve Fatma GÜLTEKİN 2 

1 Kocaeli Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü,Kocaeli 

2 Karadeniz Teknik Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Trabzon 

suzan@kocaeli.edu.tr 

Kırşehir doğusunda ve 75 km uzaklıkta yer alan, Kozaklı-Nevşehir jeotermal alanı, Kozaklı 

ilçe merkezinin güney doğusunda KB-GD uzanımlı bir hat boyunca uzanmaktadır. Alan fazla 

engebeli olmayıp ortalama yükseklik 1000 m dolayındadır. Yaklaşık 1.5 km uzunlukta ve 200 

m genişliğindeki Nevşehir Kozaklı kaplıca alanında bir vadi boyunca sıcak su kaynakları 

yüzeye çıkmaktadır. Suların bir kısmı açıktan boşa akmakta, MTA tarafından açılmış sondaj 

kuyularından sıcak su sağlanmakta, ayrıca Özel idare, Belediye ve şahıslara ait çok sayıda 

hamam, otel ve moteller de sıcak suyu kullanmaktadır. Kozaklı sularının sıcaklıkları; 

kaynaklarda 43–50C, sondajlarda ise 80-98C arasında değişmektedir. Sıcak sular bataklık ve 

sazlık görünümü sunan oldukça geniş bir kaynak alanında, muhtemelen gömülü faylar boyunca 

yükselen küçük kaynaklar şeklinde çıkmaktadır. 

Kozaklı dolayında Kırşehir masifini daha kalın olarak Oligosen yaşlı tuzlu ve jipsli evaporitik 

kayaçlar örtmektedir. Bu nedenle sular daha çok Na, Ca, Cl, SO4, SiO2 li veya Na, Cl, SO4, 

SiO2 lidir. Çevresel izotop ( 18 O, 2 H, 3 H) sonuçlarına göre sıcak sular meteorik veya magmatik 

sokulum olan bir kupolden yayılan sıcaklık ile ısınan meteorik kökenlidir. Meteorik sular, 

yerin altına çatlak, kırık ve faylar boyunca süzülmekte ve bu süreçte jeotermal gradyanla da 

ısınarak kendisine hidrotermal kanal ödevi gören fay veya etkili çatlaklar boyunca yükselerek 

yeryüzüne döndüğü anlaşılmıştır. İnceleme alanında ölçülen sulardaki 13 CDIC değerleri 

incelendiğinde, Kozaklı soğuk sularında 13 CDIC değerleri topraktaki veya yeraltındaki 

gözeneklerde birikmiş olan CO2 tarafından kontrol edilmektedir. Sıcaklıkları yüksek olan 

sulardaki karbonun denizel karbonatların çözünmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir. 

Buna karşın, düşük sıcaklıktaki sulardaki karbon ise organik bir köken sunmaktadır. Kozaklı 

jeotermal sahasında bulunan sıcak suların 34 S izotop içeriği 23,9 ile 12 arasında değişmektedir 

Soğuk sularda ise 34 S hiç bulunmamıştır. Burada termal suların kükürt izotop kompoziyonları 

karasal evaporitlerle kireçtaşlarına karşılık gelmektedir. Ancak 2 nolu Kozaklı sazlık 

çamurundan alınan sıcak su kaynağının 34 S izotop içeriği alanda bulunan diğer sıcak sulara 

nazaran azalmış olarak görülmektedir. Çalışma sahası Neojen’de faaliyete başlayan Erciyes 

volkanizmasının etkisi altında kalmıştır. Bu araştırma Tübitak tarafından 104Y167 nolu proje 

kapsamında desteklenmiştir. 

Anahtar kelimeler: Kozaklı, sıcak ve mineralli su, izotop 

EVALUATION OF ORIGIN OF THE NEVŞEHİR (KOZAKLI) THERMAL AND 

MINERALIZED WATERS WITH ISOTOPES 

ABSTRACT 

The Kozaklı-Nevşehir geothermal area 75 km east of Kırşehir city extends along NW-SE structural 

line at the east of Kozaklı center. The area is not rugged and average elevation is 1000 m. In the 

Kozaklı thermal resort area with a length of 1.5 km and 200 m width, thermal waters are 

manifested along a valley. Some hot waters are discharged with no use and thermal waters used in 

133

the resort are from wells drilled by MTA. In addition, these waters are also utilized by hotels, baths 

and motels belonging to City Private Management, Municipality and private sector. Temperature 

of Kozaklı waters is measured as 43–50C in springs and 80-98C in wells. Waters are issued in a 

wide swampy area as a small group of springs through buried faults. Around Kozaklı, the Kırşehir 

massive is overlain by thick salty and gypsiferous evaporitic rocks of Oligocene age. In this 

respect, waters are mostly of Na-Ca-Cl-SO4- SiO2 or Na-Cl-SO4-SiO2 type waters. The study area 

is affected from the Erciyes volcanism which was started in the Miocene and ceased in Pliocene. 

According to results of environmental isotopes ( 18 O, 2 H, 3 H), thermal waters are of meteoric origin 

and heated by an intrusive-cupola or some of rainwater is infiltrated downward through fractures 

and fault systems and heated with the geothermic gradient and rise to the surface along fault and 

effective fractures that act as hydrothermal conduits. 13 CDIC values indicate that carbon in the 

Kozaklı cold waters are controlled by CO2 accumulated in soil or pores in the underground. Carbon 

in thermal waters is believed to originate from dissolution of marine carbonate rocks. However, 

carbon in low-temperature waters is derived from an organic source. 34 S ratios in thermal waters 

range from 12 to 23.9‰. 34 S ratio of cold waters could not be determined. Sulfur isotope contents 

of thermal waters correspond to those of terrestrial evaporates and limestones. 34 S ratio of sample 

2 that is collected from swampy mud is depleted in comparison to other thermal waters. . The 

Erciyes volcanism which was started in the Neogene time was very effective in formation thermal 

and mineral waters in the study area. This study comprises a part of project founded by the Turkish 

National Scientific Council (TUBITAK) under grant no 104Y167. 

Key words: Kozaklı, thermal and mineralized water, isotope. 

1. GİRİŞ 

Kozaklı-Nevşehir jeotermal alanı, Kozaklı ilçe merkezinin güney doğusunda KB-GD uzanımlı bir 

hat boyunca uzanmaktadır (Şekil 1). Alan fazla engebeli olmayıp ortalama yükseklik 1000 m 

dolayındadır. Alanın kuzey doğusundan Kozanözü Çayı geçmektedir. Yaklaşık 1.5 km uzunlukta ve 

200 m genişliğindeki Nevşehir Kozaklı kaplıca alanında bir vadi boyunca sıcak su kaynakları 

yüzeye çıkmaktadır. Suların bir kısmı açıktan boşa akmakta, MTA tarafından açılmış sondaj 

kuyularından sıcak su sağlanmakta, ayrıca Özel idare, Belediye ve şahıslara ait çok sayıda hamam, 

otel ve moteller de sıcak suyu kullanmaktadır. Kozaklı sularının sıcaklıkları; kaynaklarda 43–50C, 

sondajlarda ise 80-98C arasında değişmektedir. Sıcak sular bataklık ve sazlık görünümü sunan 

oldukça geniş bir kaynak alanında, küçük kaynaklar şeklinde çıkmaktadır. 

Şekil 1. İnceleme alanının yer belirleme haritası 

134

2. ÖRNEKLEME VE ANALİZ YÖNTEMLERİ 

Kozaklı alanında üretim yapan kuyular genellikle Kozaklı ve kuzeyinde yer alır. Bu alanda kaplıca 

ve ısıtma amaçlı olarak MTA ve özel şahıslara ait 20 den fazla sıcak su sondajı bulunmaktadır. 

Örnekleme bu kuyuların halen ısıtmada ve kaplıca amaçlı olarak kullanılanlarında yapılmıştır. Bu 

yöreden 2 sıcak su kaynağından, bölgedeki yeraltı suyunu karakterize edeceği düşünülen 1 soğuk su 

kaynağından ve 7 adet sıcak su sondajından olmak üzere toplam 10 adet örnek alınmıştır. Kimyasal 

ve ağır metal analizleri Hacettepe Üniversitesi Su Kimyası Laboratuarında yaptırılmıştır. İzotop 

analizleri için Kozaklı yöresinde kimyasal analizler için örnekleme yapılan noktalardan aynı tarihte 

Oksijen–18 ( 18 O), Döteryum ( 2 H), Trityum ( 3 H), Karbon- 13 ( 13 C) ve Kükürt–34 ( 34 S) analizleri 

için de örnekleme yapılmıştır. Trityum izotop analizleri Hacettepe Üniversitesi Su Kimyası 

Laboratuarında, Oksijen–18 ( 18 O), Döteryum ( 2 H), Karbon- 13 ( 13 C) ve Kükürt–34 ( 34 S) analizleri 

ise Canada Ottawa Üniversitesi G.G. Hatch Stable ISOTOPE laboratuarında yaptırılmıştır. Analiz 

hassasiyetleri oksijen-18 ( 18 O) için 0,15 permil, Döteryum( 2 H)için 2 permil, karbon–13 ( 13 C) 

için 0,2 ve Kükürt–34 ( 34 S) için de 0,2 permil dir. 

3. JEOLOJİ 

Kozaklı jeotermal sahası birçok araştırmacıya konu olmuştur (Serruya, 1963; Tezcan, 1963; Niehof, 

1965; Şamilgil, 1965; Erişen, 1967; Domingo, 1967; Hamut ve diğ., 1992; Erişen ve diğ. ,1993; 

Göçtü ve diğ, 1995; Koçak, 1997; Kara 1997; Özgür ve diğ., 1997; Erişen ve diğ., 1999). İnceleme 

alanın jeolojisi daha önce yapılan çalışmaların arazide revize edilmesi sonucu hazırlanmıştır (Şekil 

2). Bölgede temeli oluşturan metamorfik şistler Kozaklı kaplıca alanı ve çevresinde 

yüzeylenmemekle birlikte, topografik olarak bölgenin en yüksek kotlarında yüzeylenme 

vermektedir. Çalışma sahasında yüzeylenen en eski birimler Oligosen-Miyosen yaşlıdır. Komşu 

bölgelerde görülen Lütesiyen ve daha yaşlı formasyonların üzerine oturmuş olan ve Neojen 

kireçtaşı örtüsünün tamamıyla aşınıp taşındığı yerlerde yüzeylenen Oligosen-Miyosen yaşlı birim, 

sahanın K-KB bölümünü kapsamaktadır. Ayrıca Bağlıca Deresinde, Bozoğlan Sırtı batısında da 

yüzeylenme vermektedir. Oligosen- Miyosen yaşlı formasyonlarının kalınlığı 500–600 m olup 

(Şamilgil, 1965) alt seviyelerinde kırmızı renkli kiltaşı, çakıltaşı ve kumtaşları, üst seviyelerinde 

türlü renkli killer ve marnlarla jips ve tuzlu oluşuklar yer almaktadır. Bu birimin üzerine uyumsuz 

olarak Miyosen yaşlı tüfit, mikro konglomera, kumlu marn, üstte stratigrafik dizilime göre yaşı 

Pliyosen olarak kabul edilen kireçtaşı ve gölsel kireçtaşı marn, tüfit ve killi kireçtaşından oluşan 

birim gelmektedir. Tabakalar değişik yönlere 10- 30° eğimlidirler. Kalınlığı 80 ile 115 m olan bu 

göl formasyonu içinde bol miktarda Gastropoda fosilleri bulunur (Şamilgil,1965). En üstte 

Kuvaterner yaşlı alüvyon ve travertenler yer almaktadır. Kaplıcanın güneyinden başlayan 

alüvyonların kalınlığı 18 m olup Bağlıca ve Eşe dereleri vadilerini takiben kuzeye doğru 

uzanmaktadır. Kaplıca dolayında, Taşlıbayır sırtını tamamiyle örten sıcak ve mineralli kaynakların 

oluşturduğu travertenler, oldukça sert olup bölgede yapı taşı olarak kullanılmaktadır. Oluşumları 

halen devam eden travertenler bej, kırmızı ve açık kahve renkli olup kalınlıkları 50 – 60 m 

dolayındadır. Kaplıca yakın çevresinde Pliyosen yaşlı birimleri de etkileyen KB-GD, KD-GB 

uzanımlı çekim fayları ve bu faylara bağlı olarak tali fay sistemleri gelişmiştir. Çalışma sahasında 

Neojen’de faaliyete başlayan Erciyes volkanizması etkili olmuştur. Volkanizma muhtemelen 

Miyosen sonlarında başlayıp Pliyosen’de de devam etmiştir (Şengör ve Yılmaz, 1983). 


Kozaklı kaplıca çevresinde yüzeylenen Paleozoik yaşlı metamorfitler içindeki mermerler ve 

üzerlerindeki Eosen yaşlı kireçtaşları kırık ve çatlakların sağladığı ikincil gözeneklilik nedeniyle 

akifer özelliğindedir (Canik ve Pasvanoğlu,1993). Kireçtaşları aynı zamanda Kozaklı sıcak su 

kaynaklarının rezervuarını oluşturmaktadır. Oligosen yaşlı killi marnlı seviyelerin permeabilite 

değerleri düşüktür. Bu seviyeler serbest akım yeteneğine sahip olmadıklarından iyi bir akifer 

135

özelliğinde olmayıp örtü kaya niteliğindedir. Pliyosen yaşlı çakıltaşı ve kireçtaşı seviyeleri ikincil 

gözenekliliğe bağlı olarak akifer özelliğindedir. 

Taşlıbayır sırtı ile Bozoğlan sırtı arasındaki bir vadi boyunca yüzeye çıkan Kozaklı sıcak su 

kaynakları bir kaynak grubu şeklindedir. Sıcak suların yüzeye çıkışını Eşe Deresi ile Bağlıca Dere 

vadilerinden geçen Pliyosen yaşlı birimleri de etkileyen KB-GD, KD-GB uzanımlı çekim fayları ve 

bu faylara bağlı olarak gelişen tali fay sistemleri sağlamaktadır (Şekil 2). Kozaklı kaplıca alanında 

bugüne kadar MTA, kamu ve özel kuruluşlarca 20 den fazla sondaj yapılmış olup, bunların 

derinlikleri 50- 205 m arasında değişmektedir(Özkan ve Koçak, 2006). Bu kuyulardan çoğu fışkıran 

artezyen suyu özelliğindedir. İşletmenin yoğun olduğu yaz döneminde kuyulardan pompa ile su 

çekilmektedir. Kuyuların debisi 2-40 l/s arasında değişirken, suların sıcaklıkları ise 80–98C 

arasında değişmektedir. 

136

137

5. SU KİMYASI 

Kozaklı jeotermal alanındaki suların kimyasal özelliklerini belirlemek amacıyla, rezervuarı temsilen 

sondaj kuyularından (1,3,5,6,7,8 ve 10), sıcak kaynaklardan (9), sazlık çamurundan (2) ve Kozaklı 

altın su içme suyundan (4) olmak üzere üç ayrı su grubundan örnekleme yapılmıştır. Haziran 2006 

tarihinde yapılan örneklemelere ait kimyasal analiz sonuçları tablo 1’de verilmiştir. Sıcak kaynak ve 

sondaj sularının elektriksel iletkenlik değerleri 3197- 3595 S/cm, pH değerleri ise 6.72- 7.36 

arasında değişmektedir. Kozaklı soğuk suyunun elektriksel iletkenlik değeri 450 S/cm, pH değeri 

ise 7.56 dır. 

Sıcak sularının hepsinde katyon olarak Na + , anyon olarak Cl - ve SO4 iyonları en yüksek değere 

sahiptir. Kozaklı soğuk suyunda katyon olarak Ca +2 , anyon olarak HCO3 - iyonları en yüksek 

değerlerdedir. Kimyasal analiz sonuçlarından inceleme alanındaki suların hidrokimyasal fasiyesleri 

belirlenmiştir. Hidrokimyasal fasiyes kavramı ilk olarak suların üçgen diyagramlardaki izdüşüm 

yerine göre Back (1966) tarafından geliştirilmiştir. Suda çözünen başlıca iyonlardan anyonlar ve 

katyonlar ayrı ayrı olmak üzere litrede eşdeğer gram cinsinden toplam çözünmüşlerin %50’sinden 

fazla olan iyonlar hidrokimyasal fasiyes tipini belirtmektedir. İyonların hiçbirisi miktar olarak % 

50’yi geçmiyorsa karışık su tipini belirtmektedir. Uluslararası Hidrojeologlar Birliği (IAH) Sıcak ve 

Mineralli Sular Komisyonu Çalışma Raporu’nda belirtilen sınıflamada ise; suda çözünmüş başlıca 

iyonlar, anyon ve katyonlar ayrı ayrı olmak üzere yine litrede eşdeğer gram olarak %20’sinden fazla 

çözünmüş bulunan iyonlara göre (önce katyonlar sonra anyonlar sırasıyla yazılarak) su tipi 

belirlenmektedir (Başkan ve Canik, 1983). Bu çalışmada, yüzey ve sıcak yeraltı sularını sınıflamak 

ve hidrojeokimyasal işlevlerini tanımlamak için Chadha Diyagramı (1999) kullanılmıştır (Şekil 3). 

Bu diyagram, Piper Diyagramının (1944) değiştirilmiş ve Durov Diyagramının (1948) ise 

genişletilmiş halidir. Farkı ise, iki eşkenar üçgenin çıkarılmış olmasıdır. Chadha Diyagramına göre 

Kozaklı yöresi sıcak suları genellikle Na-Cl/Na-SO4 su tipindedir.10 nolu Şehir hamamı dağ 

kaynağı Na-HCO3, soğuk kaynak suyu ise (4 nolu) Ca-Mg-HCO3 tipinde özellik sunmaktadır. Bu 

su sedimenter kayaçlar içinde dolaşan yer altı suyunu karakterize etmektedir. (Şekil 3).Bu nedenle 

diyagramda yer alan Kozaklı su örneklerinin Alkalı CL-SO4 türü suların Ca-HCO3 türü yeraltı suları 

ile karışım yönünü göstermektedir. Kozaklı suların oldukça Yüksek SO4 içeriklerine rağmen pH 

değerleri asit karakterli suları temsil etmemektedir. Jeotermal akışkan içersindeki yüksek HCO3, 

derinlerdeki rezervuardan gelen uçucu buharların oluşturduğu H2S gazının ya yeraltı suyunda ya da 

derinlerden yükselmekte olan sıcak ve mineralli sular içerisinde oksitlenmesiyle oluşan veya 

yeraltına süzülen ve ısınan yer altı suyunun, sülfid içeren sıcak kayalarla teması sonucu oluşan SO4’ 

karşı tampon rolu oynamaktadır ( Koçak, 1997). 

Buna ilave olarak Kozaklı sıcak ve mineralli suları besleyen meteorik kökenli yağış suları, sığ 

derinlikte toprak alkalı karakterinde olup, derinlere süzüldükçe sıcaklık artışına bağlı olarak Ca ve 

Mg ‘un Na ve K’ la, HCO3’ ise Cl ve SO4 ile baz değişimine uğradığını göstermektedir. 

Kozaklı suların mineral doygunluk indekslerine bağlı olarak 6 nolu Hastane sondaj suyu dışındaki 

tüm sıcak ve mineralli sular kalsit, Flourit, kuvars, kısmende dolomit, anhidrit ve Microklin 

minerali ile dengede veya denge durumuna oldukça yakın olarak bulunmuştur. Ancak jips, silis, ve 

dolomite doygun durumda değildir. Anlaşıldığı gibi Ca iyonu taşıyan minerallerin ağırlıkta oluşu bu 

suların veya akışkanın derine inmemiş, ya da sıcaklığa bağımlı minerallerle dengeye ulaşacak 

yeterli süreyi bulamamış olduğu düşüncesini doğurmaktadır. Bu durum, akışkanın rezervuarda 

çatlaklar arasından hızlı bir akımla dolaştığını da gösterebilmektedir. Kozaklı jeotermal sahasındaki 

bu sular kabuklaşma sorunu yaratabileceği dikkatte alınmalıdır(Şimşek ve Demir; 1991). Kozaklı da 

yer alan 14 nolu soğuk su kaynağı ise kalsite Flourit, ve kuvars doygun olup, ancak Dolomit ve 

Jipse doygun durumda değildir. 

138

(CO3+HCO3)-(Cl+SO4) mek/l 

(Ca+Mg)-(Na+K) mek/l 

Şekil 3. İnceleme alanındaki sulara ait Chadha Diyagramı 

Su yapısının bileşimini tanımlayan işlevler ve mekanizmalar; Gibbs Diyagramı gibi iyonik oranların 

kullanıldığı diyagramlar ile bulunabilinir. Gibbs Diyagramında, Kozaklı sıcak sularının tamamı 

“Evaporasyon-Kristalizasyon Baskın” bölgesine düşmektedir (Şekil 4). Bu sular, genellikle 

jeotermal kökenli sulardır ve çözünmüş toplam iyon miktarları da yüksek değerlere ulaşmaktadır. 

Soğuk su ise “Kayaç Baskın” bölgesine düşmektedir. Bu da, su kimyasını kontrol eden ana 

mekanizmanın, kayaç yapıcı minerallerin kimyasal ayrışması olduğunu göstermektedir. 

Toplam Ýyon (mg/l) 

100000 

10000 

1000 

100 

10 

1 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

10 

Na-HCO3 

Na-Cl 

Na-SO4 

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 

Na/(Na+Ca) 

Şekil 4. İnceleme alanındaki sulara ait Gibbs Diyagramı 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

10 

Ayrıca gerek sıcak sularda gerekse soğuk su kaynağında F değeri normal sulara oranla biraz 

yüksektir. Doğal sularda florun kaynağı; florit, apatit, mika ve amfibol gibi minerallerdir. Genellikle 

anyon değişimi sonucunda kaolinitlerin adsorbsiyonu ile oluşur. Alkalin sular genel olarak yüksek F 

içerir. Deniz sularının F içeriği

kaolinitten adsorbsiyon sonucunda bazı alkali suların F içeriği >1 mg/l’dir. Jeotermal 

akışkanlardaki F içeriği, genellikle 10 mg/l’den düşüktür. F - kayaç-su etkileşimi sonucu farklı 

mineral fazlarında (iz olarak mikaların yapısında) bulunabilir. CO2 basıncı yüksek ise kalsiyum, 

ortamda bulunan F ile bileşik oluşturur (Nicholson, 1993). Ender olarak yüksek F değerleri 

meteorik sular içinde volkanik gazların (HF-) yoğunlaşması ile üretilebilir. Bu durumda F çok 

yüksek Cl ve SO4 değerleri ile birlikte oluşur (Nicholson, 1993). Yüksek F konsantrasyonları, 

sedimanter kayaçlara göre, riyolit, pomza, ve obsidiyen gibi volkanik kayaçların su-kayaç 

etkileşimindeki önemini gösterir (Mahon,1964). 

As, B, Ba, Cs, Cu, Fe, Li, Mn, Pb, Rb, Sb, Sr, Zn, gibi normal sularda az bulunan elementler sıcak 

- mineralli ve mineralli sularda daha fazla miktarlarda bulunabilirler. İncelenen sulardaki ağır metal 

ve iz elementler tablo 1’de verilmiştir. Sularda nadir alkaliler olarak adlandırılan Li, Rb, Cs 

elementleri sıcak sularda soğuk su kaynağına göre daha yüksek değerdedir. Li, Rb, Cs elementleri 

yüzeyde artan hareket (migration) ve yanal akış ile azalır. Tipik konsantrasyon seviyeleri Li

Tablo 1. Kozaklı Jeotermal alanındaki suların kimyasal analiz sonuçları (07 Haziran 2006) 

Örnek No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

MTA 

sondajı 

Sazlık 

çamuru 

kaynağı 

Yapısel 

sondajı 

Soğuk 

Su 

GüneçTermal 

sondajı 

141 

Hastane 

sondajı 

H-Açık 

sondaj 

Nevşehirliler 

Sondajı 

Şehir 

Hamamı 

Dağ Kay 

Şehir 

Hamamı 

Sondaj 

EC 

(S/cm) 

3276 3594 3197 450 3438 3211 3595 3145 3200 

pH 6.89 7.36 7.11 7.56 7.27 6.78 7.12 7.23 6.72 

Ca (mg/l) 237,43 236,64 221,58 57,87 241,51 218,54 230,75 219,93 251,78 247,769 

Mg 26,76 30,67 25,52 12,30 27,60 25,36 28,10 25,40 27,55 25,658 

Na 436,79 443,81 383,73 16,97 447,10 408,29 466,41 380,38 390,39 463,55 

K 22,90 21,14 16,85 2,01 22,82 21,82 19,97 17,76 18,76 20,574 

Cl 696,18 699,58 609,10 8,62 740,54 635,60 731,18 586,64 624,75 494,4 

SO4 538,66 652,14 512,35 12,39 547,0 499,76 512,05 499,64 512,14 411,20 

HCO3 327,80 222,33 324,95 176,72 313,55 353,45 370,56 324,95 384,81 775,60 

SiO2 

17.05 16.97 16.96 167.35 16.97 7.09 15.73 16.64 14.75 

F 4,27 3,62 2,86 4,64 3,01 2,89 3,15 2,89 2,51 

NO3 11,05 0,92 0,34 69,06 4,63 0,78 3,77 0,87 1,09 

PO4 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 

As (ppb) 45.23 93.98 48.52 36.78 40.24 40.73 37.31 42.55 29.29 

B 226.8 240.1 211.9 739.5 206.6 207.9 198.1 193.8 178.6 

Ba 16.55 20.12 17.34 725.7 16.8 17.98 16.36 18.13 10.06 

Cs 3.768 4.89 3.98 2.95 4.01 3.81 3.87 3.74 2.68 

Cu 7.95 8.06 6.51 21.54 7.08 7.97 7.07 8.20 6.95 

Fe 56.4 23.02 18.16 52.16 48.17 54.61 53.22 64.13 7.45 

Li 0,1408 0,0664 0,1415 0,001 0,0944 0,0684 0,1605 0,1321 0.1355 

Mn 4.095 40.53 2.585 0.209 4.482 4.054 4.93 2.757 14.19 

Pb

6. ÇEVRESEL İZOTOP HİDROLOJİSİ 

Son yıllarda hidrolojik ve hidrojeolojik araştırmalarda sudaki doğal izotoplar kullanılmaktadır. Bu 

çalışmalarda genellikle radyoizotop olarak trityum ( 3 H) ve karbon–14 ( 14 C), kararlı (duraylı) izotop 

olarak da oksijen–18 ( 18 O) ve döteryum ( 2 H) izotoplarından yararlanılmaktadır. Trityum ve karbon– 

14 yeraltı suyunun yaşının belirlenmesinde kullanılırken, oksijen–18 ve döteryum ise yeraltı 

suyunun beslenme alanını belirlemede ve yüzey su kütlelerinde buharlaşma göstergesi olarak 

kullanılmaktadır. Oksijen ve hidrojen su molekülünü oluşturan iki element olduklarından dolayı 

oksijen–18, döteryum ve trityum izotopları hidrolojik çevrimin çeşitli kesimlerindeki su 

hareketlerinin incelenmesi için izleyici olarak kullanılırlar. Bu doğal izotoplar, hidrolojik 

sistemlerle ilgili statik ve dinamik parametrelerin belirlenmesini sağlar. Duraylı izotoplardan 

oksijen–18 ve döteryumdan suların olası beslenme yükseltilerinin hesaplanmasında, trityumdan ise 

bağıl yaş ve geçiş sürelerinin belirlenmesi amacıyla yararlanılmıştır. Karbon–13 ve kükürt–34 

izotopları ise su kalitesini ve kirleticilerin kaynağını belirlemek, sulardaki karbonun ve kükürtün 

orijinini araştırmak için kullanılmıştır. 

Tablo 2. İnceleme alanındaki su örneklerine ait izotop değerleri (Haziran 2006) 

N 

o Örnek Adı TU - Hata 2 H 18 O 13 Cvpdb 

142 

34 S Scdt 

1 MTA Sondajı Kozaklı 0.240.2 -65.3 -10.12 2.29 17.3 

2 Kozaklı Sazlık Çamuru 0.140.22 -59.2 -9.97 -2.27 12 

3 Kozaklı Yap-Sel 0.40.21 -70.1 -10.26 1.83 18.6 

4 Kozaklı Soğuk Su 8.870.37 -68.9 -8.91 -10.43 0 

5 Güneç Termal 0.490.23 -69.7 -10.16 2.05 17.5 

6 Hastane Sondajı 0.560.23 -69.1 -10.34 2.62 23.9 

7 Kozaklı H-Açık Sondaj 0.30.23 -74 -10.37 2.26 19.6 

8 Nevşehirliler Sondaj 0.350.22 -62.5 -10.21 1.75 21.1 

9 Şehir Hamamı Dağ Kay 0.620.2 -61.6 -10.13 20.2 

10 Şehir Hamamı Sondaj - - - 2.75 19.3 

İnceleme alanındaki δ 18 O değerleri sıcak sularda -10.37 ile -9.97 arasında değişmekte, soğuk suda 

ise -8.91’dir. δ 2 H değerleri sıcak sularda -74 ile -59.2 arasında, soğuk suda ise - 68.9’dur. Sulara ait 

δ 18 O – δ 2 H grafiği incelendiğinde sıcak sular, dünya meteorik yağış doğrusu olarak bilinen 

δ 2 H=8xδ 18 O+ 10 (Craig,1961) doğru üzerinde yer almaktadır (Şekil 5). Bu sonuca göre sıcak sular 

meteorik kökenli olup, yağış sularının yerin altına çatlak, kırık ve faylar boyunca süzülerek ve bu 

süreçte ısınarak kendisine hidrotermal kanal ödevi gören fay veya etkili çatlaklar boyunca 

yükselerek yeryüzüne ulaşmışlardır( Pasvanoğlu ve Gültekin, 2007).

Trityum (TU) 

2H (‰SMOW) 

40 

0 

-40 

-80 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

GMWL 

-15 -10 -5 0 5 10 

18O (‰SMOW) 

0 1000 2000 3000 4000 

EC (S/cm) 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

Trityum (TU) 

Trityum (TU) 

Şekil 5. Kozaklı jeotermal alanındaki sularda δ 18 O – δ 2 H; δ 18 O-TU; EC-TU ve Cl-TU ilişkileri 

Kozaklı jeotermal sahasındaki suların trityum konsantrasyonları çok düşüktür. Bu durumda sıcak su 

kaynaklarını besleyen suların 1950 li yıllardan daha önce yer yüzüne düşmüş olduğunu söylemek 

mümkündür (Şekil 5). Ayrıca bu sular yüksek EC ve CL değerleri ile derin dolaşımlı ve yer altında 

uzun süre kalan sıcak ve mineralli sular olarak nitelendirilebilir. 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

143 

-12 -11 -10 -9 -8 

18O (‰SMOW) 

0 200 400 600 800 

Cl (mg/l) 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9

İnceleme alanındaki sularda ölçülen δ 13 CVPDB değerleri sıcak sularda 1,75 ile 2,75 arasında 

değişmekte, soğuk suda -10,43, sazlık çamurunda ise -2,27’dir. Yeraltına süzülen su topraktaki CO2 

yi çözerken HCO3 ve CO3 türlerine ayrışır Çözünmüş İnorganik Karbon Türleri (DIC)’nin dağılımı 

pH’a bağlı olarak değişir. pH değerine bağlı olarak DIC ve 13 CVPDB’ nin değişimi de farklıdır 

(Clark and Fritz, 1997). Yeraltı suyundaki DIC ve 13 CVPDB akiferlerde ayrışma reaksiyonları 

sırasında yüksek değerlere ulaşır. Kapalı ya da açık sistem şartlarına ve akifer malzemesinin silikat 

veya karbonat oluşuna bağlı olarak reaksiyonlar gelişir. Tamamen silikatlı akiferlerde DIC 

gelişmez, ancak karbonatlı akiferlerde kalsit veya dolomit çözünerek DIC gelişir. Bu tür karbonatlar 

genellikle 13 C bakımından zengindir ve 13 CVPDB ın gelişiminde etkilidir (Clark and Fritz, 1997). 

Yeraltı sularında çözünmüş inorganik karbon CDIC ve 13 CVPDB akiferdeki veya topraktaki ayrışma 

reaksiyonları sonucu gelişir. Farklı ortamlardaki 13 CVPDB değerinin değişimi şekil 6’da verilmiştir. 

CAM 

-50 

-40 

-30 

-20 

-10 

0 

10 

20 

13C‰ VPDB 

Şekil 6. Farklı ortamlardaki 13 CVPDB değerinin değişimi ve Kozaklı yöresi sularının konumları 

Kozaklı jeotermal alanında sıcak sulardaki 13 C nin kökeni soğuk sulardan farklıdır (Şekil6). Sıcak 

sularda denizel karbonatlar ve bir miktar metamorfik köken gözlenirken, soğuk suda tatlı su 

karbonatları ve yer altı suyunda çözünen inorganik karbon etkilidir (Pasvanoğlu ve Gültekin, 2007). 

İnceleme alanındaki sularda HCO3 - 13 Cvpdb ilişkisi incelenmiştir (Şekil 7). Şekil 7’den de 

görüldüğü gibi soğuk su düşük HCO3 konsantrasyonuna karşılık düşük 13 Cvpdb değeri sergiler. 

Sıcak sulardaki HCO3 konsantrasyonu arttıkça 13 Cvpdb değeri de artmaktadır. 

144 

Atmosferik CO2 

Bitkiler C3 C4 Zemin CO2 

Yeraltýsuyu çöz. 

Ýnorganik karbon 

Tatlýsu Karbonatlarý 

-80‰ 

Atmosferik CH4 

Biyojenik CH4 

Okyanusal DIC 

Denizel Kireçtaþlarý 

Metamorfik CO2 

Kömür 

Petrol 

Termojenik CH4 

Manto CO2 

Soðuk su 

Sazlýk çamuru 

Sýcak sular

HCO3 (mg/l) 

800 

600 

400 

200 

0 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

10 

-12 -8 -4 0 4 

13C VPDB 

Şekil 7. İnceleme alandaki sularda 13 Cvpdb-HCO3 ve 34 SCDT-SO4 ilişkileri 

SO 4 (mg/l) 

0 5 10 15 20 25 

34 S CDT 

-50 -30 -10 10 30 

-40 -20 0 20 40 

Şekil 8. Farklı ortamlardaki 34 SCDT değerleri (Krouse, 1980) ve Kozaklı yöresi sularının konumları 

İnceleme alanında δ 

145 

34 SCDT değerleri sıcak sularda 17.3 ile 23.9 arasında değişmekte, soğuk suda 0, 

sazlık çamurunda ise 12’dir (Şekil 8). Burada termal suların kükürt izotop kompoziyonları karasal 

evaporitler ve kireçtaşlarına karşılık gelirken, soğuk sudaki karbon farklı kökenlerden gelmektedir 

(Şekil 8). İncelenen sulara ait SO4 - 34 SCDT grafiği incelendiğinde bütün sıcak sularda bulunan 

çözünmüş sülfat (SO4) iyonunun kökenlerinin aynı olduğu görülmektedir (Şekil 7). Ancak 2 nolu 

800 

600 

400 

200 

-40 -20 0 20 40 

M e t e o r i t ( D e m i r ) 

M a g m a t i k K a y a ç l a r 

V o l k a n i k s ü l f ü r 

P e t r o l v e k ö m ü r 

D e n i z s u y u ( S O 4 2 - ) 

T e r s i y e r C a S O 4 

S e n e z o y i k C a S O 

S O 

4 

4 

E r k e n P a l e o z o y i k C a S O 

D e v o n i y e n - P e r m i 4 y e n C a 

Þ e y l 

K i r e ç t a þ ý 

S ü l f i t 

0 

S O 2 

S O 4 

- 2 

B i y o j e n i k p i r i t 

C a S O 4 

S ‰ C D T 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

10 

S o ð u k s u 

S a z l ý k ç a m u r u 

S ý c a k s u l a r

Kozaklı sazlık çamurundan (bataklık ortamından) alınan sıcak su kaynağının 34 S değeri alanda 

bulunan diğer sıcak sulara nazaran azalmış olarak görülmektedir (Şekil 7). Bu ortamlarda çürüyen 

bitkilerin oluşturduğu organik karbon türü maddeler bulunmaktadır (Yıldırım vd, 2002). Bu 

maddeler ile birlikte “Desulfovibribrio desulfuricans” türü gibi çeşitli bakteriler ortamdaki SO4 

iyonunu kullanarak HCO3 iyonunu ve çözünmüş H2S gazını oluşturur (Clark and Fritz, 1997). 

2CH2O + SO4 -2 2 HCO3 - + H2S (Karbonun oksidasyonu) 

veya, 

CH4 + SO4 -2 HCO3 - + HS - + H2O (Azalmış Karbonun oksidasyonu) 

Yukardaki reaksiyonlar sırasında 32 S izotopunun tepkimeye girmesi 34 S izotopundan daha hızlı ve 

daha kolay olacaktır. Nedeni 34 S –O arasındaki bağın kırılması 32 S –O bağından daha kolaydır. 

Reaksiyonun ilerlemesi devam ettikçe SO4 iyonun bünyesinde 34 S birikecektir. Bu arada çözünmüş 

H2S gazında bulunan döteryum izotopu nedeniyle su molekülünde bulunan döteryum izotopunda bir 

zenginleşme meydana gelmiştir (Clark and Fritz, 1997) 

7. SONUÇLAR 

Kozaklı jeotermal alanı, çalışmaların 1963 yılından beri devam ettiği ülkemizdeki önemli 

alanlardan biridir. Düşük sıcaklıklı olduğu tespit edilen alanda, jeotermal akışkan konut ısıtmacılığı, 

sera ısıtmacılığı ve termal turizm amaçlı kullanılmaktadır. 

Kozaklı kaplıca çevresinde yüzeylenen Paleozoik yaşlı metamorfitler içindeki mermerler ve 

üzerlerindeki Eosen yaşlı kireçtaşları Kozaklı sıcak su kaynaklarının rezervuarını oluşturmaktadır. 

Pliyosen yaşlı birimleri de etkileyen KB-GD, KD-GB uzanımlı çekim fayları ve bu faylara bağlı 

olarak gelişen tali fay sistemleri sıcak su kaynaklarının oluşumunu sağlamıştır. 

Kozaklı jeotermal alanındaki sıcak kaynak ve sondaj sularının elektriksel iletkenlik değerleri 3197- 

3595 S/cm, pH değerleri ise 6.72- 7.36 arasında değişmektedir. Kozaklı soğuk suyunun elektriksel 

iletkenlik değeri 450 S/cm, pH değeri ise 7.56’dır. Kozaklı yöresi sıcak suları genellikle Na- 

Cl/Na-SO4, Şehir hamamı dağ kaynağı (9) Na-HCO3, soğuk kaynak suyu ise (4) Ca-Mg-HCO3 

tipinde özellik sunmaktadır. Sıcak sular çözünmüş toplam iyon miktarları da yüksek olan meteorik 

kökenli sulardır. Soğuk suyun kimyasını kontrol eden ana mekanizma kayaç yapıcı minerallerin 

kimyasal ayrışmasıdır. Gerek sıcak sularda gerekse soğuk su kaynağında F değeri normal sulara 

oranla biraz yüksektir. Jeotermal sularda önemli olan B, incelenen sıcak su kaynaklarında 178.6- 

240.1 ppb gibi düşük değerlerdedir. Sıcak sulardaki Fe konsantrasyonu 7.45- 64.13 ppb arasında 

değişir. As konsantrasyonu 93.98 ppb, Sb değeri 10.14 ppb değeri ile Kozaklı Sazlık çamurunda en 

yüksek değerdedir. Cu konsantrasyonu sıcak sularda 6.51-8.2 ppb arasında değişirken soğuk su 

kaynağında 21.54 ppb dir. Düşük pH değerine sahip 6 nolu hastane sondaj suyunda Zn 21.52 ppb 

ile en yüksek değerdedir. Sıcak sulardaki Sr konsantrasyonu 743.5-868.1 ppb arasında değişirken, 

soğuk suda 2845 ppb gibi daha yüksek bir değerdedir. Pb konsantrasyonu tüm sularda 0.1 ppb den 

daha küçük değerdedir. 

Sıcak kaynaklar yağış sularının yeraltında ısınarak tekrar fay veya etkili çatlaklar boyunca 

yükselerek yeryüzüne ulaşmasıyla oluşmuştur. Kozaklı jeotermal sahasındaki sıcak suların çok 

düşük trityum değerleri ve yüksek EC ve CL değerleri derin dolaşımlı sıcak ve mineralli sular 

olduğunu göstermektedir. Sularda ölçülen δ 13 CVPDB değerleri sıcak sularda 1,75 ile 2,75 arasında 

değişmekte, soğuk suda -10,43, sazlık çamurunda ise -2,27’dir. Bu değerlere göre Kozaklı jeotermal 

alanında sıcak sulardaki 13 C nin kökeni soğuk sulardan farklıdır. Sıcak sularda denizel karbonatlar 

ve bir miktar metamorfik köken gözlenirken, soğuk suda tatlı su karbonatları ve yer altı suyunda 

çözünen inorganik karbon etkilidir. Kozaklı jeotermal alanında δ 34 SCDT değerleri sıcak sularda 17.3 

ile 23.9 arasında değişmekte, soğuk suda 0, sazlık çamurunda ise 12’dir. Burada sıcak suların 

kükürt izotop kompoziyonları karasal evaporitler ve kireçtaşlarına karşılık gelirken, soğuk sudaki 

146

karbon farklı kökenlerden gelmektedir. SO4 - 34 SCDT ilişkisine göre bütün sıcak sularda bulunan 

çözünmüş sülfat iyonunun kökenlerinin aynı olduğu ancak 2 nolu Kozaklı sazlık çamurundan 

(bataklık ortamından) alınan sıcak su kaynağının 34 S değerinin alanda bulunan diğer sıcak sulara 

nazaran azalmış olarak görülmektedir. Bu durum çürüyen bitkilerin oluşturduğu organik karbon 

türü maddelerin bulunmasından kaynaklanmaktadır. 

KATKI BELİRTME 

Bu çalışma, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TUBİTAK) tarafından desteklenen 

104Y167 nolu proje bulguları çerçevesinde hazırlanmıştır. Yazarlar Hacettepe Üniversitesinde 

görevli olan Sayın Profesör Dr. Serdar Bayarı’ya ve Sayın Dr. Nur Özyurt’a kimyasal analizlerin 

yapılmasında katkılarından dolayı çok teşekkür eder. 

KAYNAKLAR 

Aggarwal, J,K., Palmer, M,R., Bullen, T.D., Arnorssón, S., Ragnarsdóttir, K,V.,2000. The boron 

isotope systematics of Icelandic geothermal waters: 1. Meteoric water charged systems, Geochim. 

Cosmochim. Acta, 64 (4), 579- 585. 

Arnorssón, S., 1985. The use of mixing models and chemical geothermometers for estimating 

underground temperatures in geothermal systems. J. Volcanol. Geotherm. Res., 23, 299-335. 

Arnorssón, S., Andrésdóttir, A., 1995. Processes controlling the distribution of boron and chlorine 

in natural waters in Iceland, Geochim. Cosmochim. Acta, 20(59), 4125-4146. 

Back, W. (1966). Hydrochemical facies and groundwater flow patterns in northern part of atlantic 

coastal plain. U.S. Geol.Survey Proffessional paper, 498-A, 42p. 

Başkan, M. E. & Canik, B. (1983). IAH map of mineral and thermal waters of Turkey Aegean 

Region: MTA No. 189, Ankara, 80 p. 

Clark, I.D.and Fritz, 1997, P.,Environmental isotopes in hydrogeology.Lewis Publ.,Boca Raton, 

328pp. 

Chadha, D.K., 1999, A Proposed New Diagram For Geochemical Classification of Natural Waters 

and Interpretation of Chemical Data, Hydrogeology Journal 7, 431–439. 

Craig, H., 1961, Isotopic variations in meteoric waters. Science 133, 1702-1703 

Canik, B., Pasvanoğlu, S., 1993, Hydrogeological Investigation of the mineralized and thermal 

water of the karstic aquifers arround and the possibility of utilization in thermal spas, International 

symposium on water resources in karst with special emphasis on arid and semiarid zones. Shiraz- 

Iran. 

Dominco, 1967, Kozaklı prospeksiyonu jeokimyasal arazi incelemesi, MTA Rap., 

Durov, S.A., 1948, Natural Waters and Graphic Representation of Their Compositions, Akademiya 

Nauk SSSR Doklady 59, 87–90. 

Erişen,B., Akkuş, İ., Uygur, N., Koçak, A., 1996, Türkiye Jeotermal Envanteri. MTA, Ankara 

Hamut, N. Ve diğ., 1992, Nevşehir-Kozaklı ssk-1 sondajı kuyu bitirme rap. Ankara. 

Hem, J.D., 1992. Study and interpretation of the chemical characteristics of natural water. U. S. 

Geol Surv. Water-Supply, 2254. 

147

Hounslow, A.W., Back, D.B., 1985. Evaluation of Chemical Data from Water Supplies in 

Southwestern Oklahoma. Final report to the Oklahoma Water Resources Board, 125-130. 

IAH (International Association of Hydrogeologists) 1979, Map of Mineral and Thermal Water of 

Europe Scale: 1:500,000, IAH, United Kingdom. 

Kharaka, Y.K., Mariner, R.H., 1987. Chemical geothermometers and their application to formation 

waters from sedimentary basins. In: Thermal History of Sedimentary Basins (Naeser, D., McCulloh, 

T.H., -eds), 75-102, New York. 

Koçak, A., 2002,. Kozaklı jeotermal alanı su kimyası ve rezervuar sıcaklığının incelenmesi. Orta 

Anadoluda jeotermal enerji ve çevre semposyumu, Niğde Üniversitesi, Aksaray Mühendislik 

fakültesi jeoloji ve çevre Mühendisliği bölümleri , 8-11 Ekim 2002 Aksaray, s.79-86. 

Koçak, A. 1997. Kozaklı( Nevşehir) Jeotermal alanının su Kimyası ve Reervuar sıcaklığının 

İncelenmesi Doktora Tezi, Hacettepe Universitesi , Fen Bilimleri Enstitüsü(Yayınlanmamış) 

Mahon, W.J.A., 1964. Flourine in the natural thermal waters of New Zeland, N.Z.J. Sci., 7, 3-28. 

Nicholson, K., 1993. Geothermal Fluids, Chemistry and Exploration Techniques. Springer-Verlag, 

Berlin, 263p. 

Niehoff.W., 1965, Kozaklı-Nevşehir ılıcaları bölgesinde yapılan jeolojik etüdler, MTA R.No. 3608, 

Mutlu, H., Constraints on the origin of the Balıkesir Thermal Waters (Turkey) from Stable Isotope 

( 18 O, D, 13 C, 34 S) and Major-Trace Element Compositions,Turkish Journal of Earth Sciences, 

V.16, pp.13-32., (2007 

Özbek.T., 1975, Nevşehir-Kozaklı kaplıcası hidrojeoloji etüt raporu. MTA rap. No. 5451, Ankara, 

Özkan, H., Koçak, A., (2006) “Nevşehir ili jeotermal kaynakların değerlendirme raporu”, MTA, 

Ankara. 

Pasvanoğlu, S., Gültekin, F., (2007), Hydrogeochemical and Isotopic Evaluation of Thermal and 

Mineralized waters of Terme-(Kırşehir) and Kozaklı (Nevşehir), Areas, Turkey. International 

Symposium on Advances in Isotope Hydrology and its role in Sutainable Water Resources 

management (HIS-2007), Vienna, Austria, 21-25 may 2007 IAEA-CN-151/120 Vienna. 

Piper, A.M., 1944, A Graphic Procedure in Geochemical Interpretation of Water Analyses, 

American Geophysical Union Transactions 25,914–923. 

Serruya.S.,1963, Kozaklı ılıcaları MTA Rap. No. 3207 Ankara. 

Şamilgil, E., (1965) “Kozaklı civarının hidrojeoloji jeotermik imkanları”. 

Şengör ve Yılmaz, (1983) “Türkiye’de Tetis’in Evrimi: Levha tektoniği açısından bir yaklaşım”, 

Türkiye jeoloji kurumu, No:1. 

Şimşek, Ş., Demir, A., 1991. Rezervoir and cap rocks characteristics of some geothermal fields in 

Turkey and encountered proplems based on litology. Journal of geothermal reserch sociaty of 

Japan vol. 13 No.3(1991), P.191-204. 

Tezcan. K., 1963, Nevşehir-Kozaklı jeotermik enerji araştırmaları gravite, rezistivite ve jeotermal 

gradyent etüdleri MTA Rap. No. 3841 Ankara 

148

Truesdell A.H., 1975. Summary of Section III Geochemical Tech-niques in Exploration. In: 

Proceedings of the Second United Nations Symposium on the Development and Use of Geothermal 

Resources, 25-50, San Francisco. 

Yıldırım, N., ve Güner, I.N, 2002, Büyük menderes grabeninin doğusunda yeralan jeotermal 

sahalarda bulunan suların izotopik ve hidrojeokimyasal özellikleri. Hidrojeolojide izotop 

tekniklerinin kullanılması sempozyumu, 21-25 Ekim, s.79-95, Adana. 

149

HİDROLOJİDE İZOTOP TEKNİKLERİ UYGULAMALARINDA 

RADYASYON GÜVENLİĞİ 


Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi İstanbul-TURKİYE 

berna.ataksor@taek.gov.tr 

ÖZET 

Türkiye’de nükleer uygulamalarda tıpta teşhis ve tedavi, endüstride tahribatsız muayene, seviye ve 

kalınlık ölçme, kalibrasyon, radyoizotop izleme teknikleri, sterilizasyon amacıyla radyoaktif 

maddelerden oldukça yaygın olarak yararlanılmaktadır. Ülkemizde hidroloji çalışmalarında 

çevresel izotop yöntemleri, su kaynaklarının değerlendirilmesi, geliştirilmesi ve yönetiminde 

karşılaşılan geniş spektrumlu hidrolojik problemlerin rutin uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu 

tip çalışmalarda radyoizotopların kullanılması söz konusu olduğundan insan ve çevre sağlığı 

açısından radyasyon güvenliği sistemine uyulması gerekmektedir. Bu bildiri ile çalışanların 

radyasyon güvenliği konusunda bilgilendirilmesi amaçlanmaktadır. Bu bağlamda hidrolojide izotop 

uygulamaları sırasında alınması gerekli radyasyon güvenliği önlemleri ve radyasyon korunması 

anlatılması hedeflenmektedir. 

Anahtar Sözcük: İzotop teknikleri, hidroloji, radyasyondan korunma, radyasyon güvenliği 

RADIATION PROTECTION FOR ISOTOPE TECHNIQUE APPLICATIONS IN 

HYDROLOGY 

ABSTRACT 

Radioactive materials are used in many fields including medical diagnosis and treatment, industrial 

nondestructive T, calibration, sterilization, thickness and intensity measurements. Another usage of 

radiology is radioisotope tracking in hydrology. This technique is widely used for assessment of 

water resources, their management and development. While its value is undeniable, protection has 

to be prioritized like other applications that include radio nuclides. The research staff and workers 

must be well-informed about its risks. This article aims to give basic instructions for radiation 

protection and safety precautions in Isotope technique applications in Hydrology. 

Keywords: Isotope techniques, hydrology, radiation protection, radiation safety 

1. GİRİŞ 

Son yıllarda giderek artan sulama suyu, içme suyu ve enerji gereksinimi, su kaynaklarının 

geliştirilmesi ve en verimli şekilde kullanılması ile ilgili çalışmaların önemini arttırmaktadır. Su 

kaynaklarının geliştirilmesi ve planlanması konusundaki çalışmalarda pek çok teknik kullanılmakla 

birlikte izotop teknikleri de büyük önem kazanmıştır. Hidrolojide izotop teknikleri, genellikle suyun 

yapısında bulunan izotoplardan yararlanmak, su veya izlenecek malzemeyi bir radyoizotop ile 

etiketlemek esasına dayanmaktadır. İzotop hidrolojisi teknikleri yardımıyla yapılan uygulamalarda, 

klasik yöntemlerle sonuç alınması zor hatta olası olmayan durumlarda oldukça iyi çözümler 

alınabilmektedir. 

151

Hidroloji çalışmalarında izleyici olarak, doğal radyoizotoplar kadar yapay izotoplar da 

kullanılabilmektedir. Yapay izotoplar, hidrojen, brom, iyot, krom, kobalt, altın gibi bazı kimyasal 

elementlerin izotoplarıdır. Hidroloji alanındaki uygulamalarda radyoaktif izleyicilerin 

hazırlanmasında kullanılan bazı radyoizotopların özellikleri Tablo 1. ‘de verilmektedir (1). 

İzotop Bozunum Sabiti Yarı-ömrü 

(yıl -1 ) (gün -1 ) (yıl) (gün) 

Rubidyum ( 87 Rb) 1.46 x 10 -11 4.00 x 10 -14 4.75 x 10 10 1.73 x 10 13 

Uranyum ( 238 U) 1.55 x 10 -10 4.24 x 10 -13 4.468 x 10 9 1.63 x 10 12 

Iyot ( 129 I) 4.41 x 10 -8 1.21 x 10- 10 1.57 x 10 7 5.73 x 10 9 

Klor ( 36 Cl) 2.3 x 10 -6 6.30 x 10 -9 3.01 x 10 5 1.10 x 10 8 

Kripton ( 81 Kr) 3.03 x 10 -6 9.03 x 10 -9 2.29 x 10 5 8.36 x 10 7 

Karbon ( 14 C) 1.21 x 10 -4 3.31 x 10 -7 5730 2.09 x 10 6 

Radyum ( 226 Ra) 4.33 x 10 -4 1.19 x 10 -6 1600 5.84 x 10 5 

Argon ( 39 Ar) 2.58 x 10 -3 7.06 x 10 -6 269 9.83 x 10 4 

Silikon ( 32 Si) 4.95 x 10 -3 1.36 x 10 -5 140 5.11 x 10 4 

Stronsiyum ( 90 Sr) 0.0241 6.65 x 10 -5 28.78 1.05 x 10 4 

Hidrojen ( 3 H) 0.0558 1.53 x 10 -4 12.43 4540 

Kripton ( 83 Kr) 0.0644 1.77 x 10 -4 10.756 3929 

Radyum ( 228 Ra) 0.121 3.31 x 10 -4 5.75 2100 

Sülfür ( 35 S) 2.89 7.92 x 10 -3 0.240 87.51 

Argon ( 37 Ar) 7.23 1.98 x 10 -2 0.0959 35.04 

Radon ( 222 Rn) 66.0 0.181 0.0105 3.8235 

Tablo 1. Hidroloji alanındaki uygulamalarda kullanılan bazı radyoizotoplar ve özellikleri 

Hidroloji uygulamalarında çalışmanın amacına göre radyoizotopun; 

- yarı ömrü, 

- yayımlanan radyasyonun tür ve enerjisi, 

- su ortamındaki kararlılık durumu, 

- absorplanma durumu, 

- spesifik aktivitesi, 

- radyasyondan korunma 

gibi özellikleri dikkate alınır. 

Radyoaktif izleyicinin miktar ve aktivitesinin, çevre sağlığı ve radyasyondan korunma açısından en 

az seviyede, uygulama açısından da uygulama süresince izlenebilecek, ölçümlenebilecek seviyede 

tutulması gerekmektedir. Bu amaçla, araştırmalar yapılarak çalışmalarda en az aktivite ve izleyici 

miktarı belirlemek için formüller geliştirilmektedir. 

152

2. TÜRKİYE'DE YASAL DÜZENLEMELER 

İyonlayıcı radyasyonlarla ve radyoaktif maddelerle çalışmalarda uyulması gereken kurallar, 

alınması gereken önlemler uluslar arası kuruluşlar tarafından belirlenmekte ve ülkelere uygulanması 

yönünde öneriler yapılmaktadır. Ülkeler bu öneriler kapsamında oluşturdukları ulusal kanun, tüzük 

ve yönetmeliklerini hazırlayarak çalışmalarını düzenlemektedir. 

Ülkemizde, iyonlaştırıcı radyasyon ışınlamalarına karşı kişilerin ve çevrenin radyasyon güvenliğini 

sağlamaya yönelik mevzuat düzenlemeleri, 2690 sayılı TAEK Kanunu (RG: 13/07/1982), 

Radyasyon Güvenliği Tüzüğü (RG: 07/09/1985) ve Radyasyon Güvenliği Yönetmeliği (RG. 

24/03/2000) ile belirlenmiştir. Bu konudaki en detaylı hükümleri içeren Yönetmelik, radyasyon 

güvenliğinin sağlanmasını gerektiren her türlü tesis ve radyasyon kaynağının zararlı etkilerinden 

kişileri ve çevreyi korumak için alınması gereken her türlü tedbiri ve yapılması gereken faaliyetlerle 

ilgili hususları kapsar (3). 

Radyasyon Güvenliği Yönetmeliği Ek- I ’de belirtilen Radyoaktivite ve Radyoaktivite 

Konsantrasyonuna göre “Radyoizotoplar İçin Muafiyet Sınırları” ‘nda verilen miktarları aşan 

radyoaktif maddelerle çalışılabilmesi ve her türlü amaçla bulundurulması ve kullanılması için 

Türkiye Atom Enerjisi Kurumu’ndan (TAEK) lisans alınması gerekmektedir (3). 

3. HİDROLOJİDE İZOTOP TEKNİKLERİ UYGULAMALARINDA RADYASYON 

KORUNMASI 

Radyoaktif maddelerin ve radyasyonun tehlikeli olma olasılığı vardır. İnsanlar iyonlaştırıcı radyasyonlar 

ve/veya radyoaktif maddelere, dış veya iç ışınlamalar sonucu maruz kalabilirler. Dış ışınlamalar, 

radyasyon alanı içinde bulunulan sürece bütün vücudun veya bazı bölgelerin dıştan ışınlanması, iç 

ışınlanmalar ise radyoaktif maddelerin solunum, sindirim ve deri yolu ile vücut içine alınması ile 

gerçekleşir. 

Radyasyon tehlikesini önlemek veya kontrol altına almak için uyulması gerekli prensipler, kurallar ve 

standartlar bulunmaktadır. Bunlar; 

- Radyasyondan korunma prensipleri 

- Uluslararası ve ulusal radyasyon korunması standartları 

- Düzenleyici ve denetleyici kontroller 

Radyasyonun etkilerinin eşik doz seviyesine bağlı olmadığı, genel olarak iyonize edici radyasyonun 

çok küçük doz seviyelerinde bile zararlı olabileceğini kabul eden “NLD” hipotezi göz önüne alınarak 

radyasyon korunma tedbir ve kuralları belirlenir. Bu nedenle tüm radyasyon doz seviyelerine karşı 

çalışanları ve halkı radyasyondan korumak gerekmektedir (5). 

Hidrolojide radyoizotop uygulamalarında, her radyoizotop için çevre ve insan sağlığını korumak 

amacıyla müsaade edilen radyoaktivite seviyeleri belirlenmiş olup bu seviyelerin aşılmaması 

gerekmektedir (1) (5). 

Radyasyon güvenlik kültürünün oluşturulmasında önemli bir aşama, radyasyon kaynaklarıyla yapılan 

çalışmaların sağlık yönünden neden olacağı tehlikenin türü ve büyüklüğünü belirlemektir. Radyasyon 

uygulamalarında böyle bir değerlendirme dikkate alınarak uygun planlama yapmak ve yapılan 

çalışmaların radyasyon doz seviyeleri ile radyoizotopların hava ve su ortamlarındaki 

konsantrasyonlarının mümkün olduğunca düşük olması ve hiçbir durumda maksimum müsaade 

edilebilir değerleri aşmayacak şekilde ayarlanması gerekmektedir. 

153

KAYNAKLAR 

1. Guidebook on Nuclear Techniques in Hydrology, IAEA, Vienna, 1983. 

2. G.V. Evans, Geophysical Tracers Group, Nuclear Physics Division, Atomic Energy 

Research Establishment, Harwell, Didcot, Oxon, OX11 0RA, U.K. 

3. Radyasyon Güvenliği Yönetmeliği, Resmi Gazete Tarih/Sayı: 24.03.2000 / 23999 

4. Radyasyonların Biyolojik Etkileri ve Radyasyon Korunması, Dr. Selahattin A. Göksel, 

İstanbul, 1973. 

5. International Basic Safety Standarts for Protection against Ionizing Radiation and for the 

Safety of Radiation Sources, IAEA, Vienna, 1996. 

154

ÖZ 

ZAMANTI REGÜLATÖRÜ VE DERİVASYON (GICIK) TÜNELİ 

YERALTISUYU DURUMU VE İZOTOP HİDROLOJİSİ 

Dr. Nurettin Pelen 1 , Uğur Akdeniz 2 , A. Uğur Süral 3 , Nihal Başaran 4 , Selami Türkileri 5 

1 DSİ Jeoteknik Hizmetler ve YAS Dairesi Başkan Yardımcısı, 2,3,4 , DSİ Jeoteknik Hizmetler ve 

YAS Dairesi Karst Araştırma Şube Müdürlüğü, 5 DSİ 12. Bölge Müdürlüğü Kayseri, 

Kayseri Develi II. Merhale Sulama Projesi kapsamında açılan Zamantı (Gıcık) Tünelinin uzunluğu 

10700 m olup, bu tünel ile yılda 130 hm 3 su Zamantı Çayından Develi -Yeşilhisar Ovasına derive 

edilecektir. Zamantı Tüneli jeolojik birim olarak aglomera-bazalt birimi içerinde açılmış ve tünel 

açımı esnasında geçilen tektonik hatlar boyunca tünele yeraltısuyu boşalımları olmuştur. İlk yeraltı 

suyu boşalımları tünel giriş ağzında 35 l/s debi ile başlamış ve tünel açımının tamamlandığı 2007 

yılı sonuna kadar tünel giriş ve çıkış ağızlarından tünele gelen yer altı suyunun miktarı artarak 

toplam 700 l/s debiye erişmiştir. Zamantı tünelinde 540 l/s debi ile yeraltı suyu gelişi halen devam 

etmektedir. Tünele boşalan yeraltı suyunun beslenme sahasının ve kökeninin belirlenmesi amacıyla, 

tünelin farklı noktalarından 9 adet su noktasından su örnekleri alınarak, oksijen-18 döteryum ve 

trityum analizleri yaptırılmıştır. İzotop verileri, hidrojeolojik etüt çalışmaları kapsamında 

değerlendirildiğinde, Zamantı Tüneline boşalan yeraltısularının, tünel güzergâhı drenaj alanına 

göre daha farklı bir yağış sistemi ve beslenim alanı ile ilişkili olduğu sonucuna varılmıştır. 

Anahtar Kelimeler: Zamantı Tüneli, izotop 

GROUNDWATER DISCHARGE AND ISOTOPE HYDROLOGY OF ZAMANTI 

DERIVATION TUNNEL 

ABSTRACT 

Zamantı Tunnel, which has a length of 10700 meters, is still under construction. It derives 130 hm 3 

water from Zamantı River to the Develi-Yeşilhisar Plain. Geologically, tunnel bored aglomerata and 

basalts units and during the construction of tunnel boring excessive amount of groundwater came 

out of the tunnel along the techtonic lines. At the beginning, the discharge of groundwater to the 

tunnel was 35 l/sec, however it reached up to 700 l/sec. To determine the recharge area and the 

origin of groundwater discharging at the tunnel, water samples collected from 9 different points of 

the tunnel and those had been analysed for oxygen-18 deuterium and tritium contents. Interpretation 

of isotope data together with the hydrogeolgical studies showed that groundwater discharging to 

Zamantı Tunnel has a different recharge area and precipitation regime regarding to its own drainage 

area. 

Key Words: Zamantı Tunnel, Isotope 

1. GİRİŞ 

DSİ XII. Bölge Müdürlüğü tarafından Kayseri-Develi Kapalı havzasında Develi ovasının yüzey 

suyundan sulanmasına yönelik iki aşamalı proje gerçekleştirilmektedir. Develi ovası I.Merhale 

kapsamında 18 416 ha alan sulamaya açılmıştır. II.Merhalede ise 34 305 ha alanın sulanması 

amaçlanmaktadır. Bu alanın sulanması için Develi kapalı havzasına ovanın kendi su kaynaklarından 

karşılanamayan ortalama 113,96 milyon m 3 su Zamantı Irmağından bir regülatör, bir tünel ve iletim 

kanalları ile derive edilecektir. Projenin üniteleri ihalesi yapılmış ve inşaatı devam eden “Zamantı 

155

Regülatörü ve Derivasyon Tüneli” ile henüz yatırım programında yer almayan ve başlanmamış olan 

Develi II.Merhale sulamalarıdır. 

Zamantı ırmağının suyunu Develi Kapalı havzasına aktaracak derivasyon tünelinin karakteristikleri 

aşağıda verilmiştir 

Su alma yapısı : Zamantı regülatörü 

Tünel uzunluğu : 10700 metre 

Tünel iç çapı : 3,5 m (betonarme at nalı kesit) 

Tünel giriş taban kotu :1264,00 m 

Tünel çıkış taban kotu :1252,60 m 

Tünel eğimi :0,001 

Tünel proje debisi :12,5 m 3 /s 

Zamantı tüneli inşaatına başlanılmasını takiben, belli bir ilerleme süresinden sonra tünele 

yeraltısuyu boşalımları olmuştur. Tünel açımı süresince de yeraltısuyu boşalımları devam etmiştir. 

2. JEOLOJİ 

Develi Kapalı Havzasının jeolojisinde genel olarak, kristalize kireçtaşları (mermer, kalkşist), şist ve 

gnays gibi metamorfik kayaçlar yaygındır. Kuzeyinde; volkanik bir dağ olan Erciyes dağı ve 

çevresinde ise, andezit, bazalt litolojisinde volkanik kayaçlar yer almaktadır. Doğu ve Batıda ise; 

sedimanter formasyonlar vardır. Mağmatik kayaçlar da; havzanın Kuzey-Güney doğrultusunda dar 

bir şerit olarak uzanmaktadır. 

Pliyosen yaşlı kaya birimleri ise, Alt Pliyosen yaşlı tüf-tüfit, bazalt+ aglomera, aglomera ve bazalt 

ile Üst Pliyosen yaşlı kiltaşı-kumtaşı-çakıltaşı-kireçtaşı birimlerinden oluşmuştur. Tüf-tüfitler; 

ayrışmalı, yumuşak, yer yer serttirler. Bazalt + aglomeralar; genel olarak birbirleriyle ardalanmalı 

olup, çatlaklı, parçalı, gözenekli ve orta-kalın tabakalıdır. Aglomeralar; eklemli, boşluklu, 

ayrışmalı, sert, kara-kahve renkli, orta-kalın tabakalıdır. Bazaltlar ise; çatlaklı, eklemli, ayrışmalı, 

sert, kara-mor renklidir. Kiltaşı-kumtaşı-çakıltaşı-kireçtaşı birimlerinden oluşan göl ortamı çökelleri 

ise; ince-orta tabakalı, yumuşak ve ayrışmalıdır. Pliyosen yaşlı birimlerin üzerine uyumsuz olarak 

gelen Kuvaterner yaşlı birimler ise; kil, silt, kum, çakıl içeren ve yer yer kireçli olan yüzlek 

birikintileri ile volkanik elemanlı (bazalt-aglomera) kum, çakıl, blokları içeren birikinti konisi ve 

kil, silt, kum, çakıldan ibaret alüvyondan oluşmuştur. 

3. TÜNELDEKİ YERALTISUYU DURUMU 

Mart 1991 yılında hazırlanan “ Kayseri-Develi Projesi Zamantı Tüneli Mühendislik Jeolojisi Proje 

Raporu “ nda adı geçen Zamantı (Gıcık) tüneli güzergahı boyunca açılmış temel sondaj 

kuyularındaki yeraltısuyu seviye ölçümlerine bağlı olarak, tünele gelebilecek yeraltısuyu ile ilgili 

tahmini hesaplamalar yapılmıştır. 

Bahsi geçen rapora göre, tünelin giriş ağzından itibaren 0+000-0+450 km arasında tünel taban 

kotunun, yeraltısuyu seviyesi altında olduğu ve yaklaşık 1-2 l/s debili yeraltısuyu ile 

karşılaşılabilineceği ve 0+450-4+150 km arasında yeraltısuyunun tünel taban kotunun altında 

olduğu, km 4+150- km 11+400 (Zamantı Tüneli Mühendislik Jeolojisi Raporundaki güzergah 

uzunluğu ) arasında ise, yeraltısuyu boşalımı ile karşılaşılacağı belirtilmekte olup, yeraltısuyu 

napının yüksekliğinin, tünel tabanından yaklaşık 100 m, genişliğinin 1000 m olduğu kabul edilerek, 

120 × 10 6 m 3 bir kütle hacmi hesaplanmış ve bu hacmin de % 10 unda su depolanabileceği 

156

varsayılarak, bu bölgedeki akiferde 12 × 10 6 m 3 yeraltısuyunun bulunabileceği ifade edilmiştir 

(Göğer, E.). 

Buna göre, tünele intikal edebilecek suyun 380 l/s kadar olabileceği belirtilerek, yıllık yağıştan 

beslenim miktarı olan 20-40 l/s su da dahil edildiğinde toplam olarak tünele gelebilecek suyun 400- 

420 l/s arasında olabileceği tahmin edilmiştir. Tünel açıldığında hesaplanan bu yeraltısuyu geldiği 

takdirde, yukarıda ifade edilen toplam yeraltısuyu rezerv miktarı 12 × 10 6 m 3 olarak 

bulunduğundan, bu miktardaki yeraltısuyunun yaklaşık 1 yıllık zaman sürecinde tünele boşalım 

yapabileceği yapılan hesaplamalardan anlaşılabilmektedir 

Zamantı derivasyon tüneli inşaatına 1997 yılında çıkış ağzından başlanmıştır. İlk kez yeraltısuyu ile, 

tünel çıkış ağzından itibaren 370 metresinde karşılaşılmıştır. Tünel çıkış ağzında yeraltısuyu gelişi 

olan 1998 yılından 2003 yılı sonuna kadar 5 yıl boyunca yani, 24.12.2003 yılına kadar geçen sürede 

tünel çıkış ağzından gelen yeraltısuyu miktarı, ortalama 35 l/s debi ile devam etmiş ve bu yıllar 

boyunca tünel çıkış ağzından toplam yeraltısuyu boşalımı, 5.5 × 10 6 m 3 olmuştur. 24.12.2003 

tarihine kadar tünel çıkış ağzından gelen yeraltısuyu miktarı, ortalama 35 l/s civarında iken, bu 

tarihten sonra çıkış ağzındaki tünel aynası, 4127,60 m ye eriştiğinde, tünele boşalan yeraltısuyu 

miktarı, aniden 214 l/s ye ulaşmıştır. Bundan sonra, tünel çıkış ağzındaki kazı çalışması geçici 

olarak durdurulmuş olup, yeraltısuyu boşalımıyla ilgili debi ölçümü rasatına başlanmıştır. Tünel 

giriş ağzında ise, 06.10.2004 tarihinde, 7 l/s ile başlayan boşalımlar olmuş ve ilerleme devam ettiği 

süreçte su gelişlerinde artışlar olmaya başlamıştır. Tünel güzergahının giriş ve çıkış ağızlarında ilk 

su gelişlerinin görüldüğü tarihten itibaren, 30.09.2007 tarihine kadar olan periyotta, tünele gelen 

toplam su miktarları aşağıda tablo halinde verilmiştir: 

Tünel çıkış ağzı 45 hm 3 

Tünel giriş ağzı 25 hm 3 

Toplam boşalım miktarı 70 hm 3 

Bu durumda, 30.04.2008 tarihine kadar boşalan 70 hm 3 lük toplam yeraltısuyu miktarı, Kayseri- 

Develi Projesi Zamantı Tüneli Mühendislik Jeolojisi Proje Raporu (Mart 1991)’nda yeraltısuyu 

rezerv olarak öngörülen 12 hm 3 suyun yaklaşık 5,8 katı civarındadır. 

Tünelin açıldığı jeolojik birim olan bazalt + aglomera akiferindeki yeraltısuyu dolaşımı; eklem, 

çatlak, kırık ve fay hatları boyunca yoğunlaşan yersel akım tipine yaklaşan türde olmaktadır. Tünel 

güzergahında yeraltısuyu seviyesi ölçen rasat kuyuları bulunmadığından, doğal şartlardaki 

yeraltısuyu seviyesi bilinmemektedir. Ayrıca, tünel açımı esnasında, rasat kuyuları da devrede 

olmadığından, tüneldeki su gelişine bağlı olarak oluşan yeraltısuyu seviye değişimleri 

ölçülememiştir. 

4. İZOTOP HİDROLOJİSİ 

25.07.2007-27.07.2007 tarihleri arasında Zamantı tüneli güzergahının (topoğrafik kotu 1264,00 m- 

122,60 m) içindeki değişik yeraltısuyu boşalım noktalarından ve tünel güzergahı üzerinde bulunan 

Kozluca köyündeki yaklaşık 1600 m kotunda yeralan Kozluca kaynağından olmak üzere 9 adet su 

noktasından su örneği alınarak, izotop analizleri yaptırılmış ve sonuçları aşağıdaki tabloda 

verilmiştir. 

157

Su Noktaları Alınma 

Tarihi 

158 

O-18 

%o 

D 

%o 

Trityum ± Hata (TU) 

1- Km 4+951 tünel girişi 26.07.2007 -12,17 -72,71 0,45 ± 0,65 




5- Km 3+472 (Büyük fay zonu) tünel girişi 26.07.2007 -11,86 -78,48 0,45 ± 0,65 

6-Aynadan itibaren 3+600 (Bulanık boru 

suyu) tünel girişi 

26.07.2007 -11,71 -80,20 0,30 ± 0,70 

7- Kozluca kaynağı 26.07.2007 -10,29 -71,96 6,75 ± 0,85 

8- 4+260 tünel çıkışı 26.07.2007 -11,76 -77,40 0,10 ± 0,70 

9- 1+850 tünel çıkışı 26.07.2007 -10,99 -77,28 1,45 ± 0,75 

Oksijen-18 , Döteryum 

Analiz sonuçlarına göre su noktalarının, oksijen-18 değerleri -10.29 ile -12.25 %o, döteryum 

değerleri ise -71.96 ile -80.49 %o arasında değişmekte ve Kozluca kaynağı dışında tünelden alınan 

bütün sular izotopik açıdan benzer özellik göstermektedir. Oksijen-18 ve döteryum değerlerinin 

Global Meteorik Su doğrusu ile olan ilişkisi Grafik-1’de verilmiş olup, sular genel olarak Akdeniz 

Su Doğrusu ile Global Meteorik Su doğrusu arasında yer almaktadır. 

Grafik 1 incelendiğinde, tünel güzergahı üzerinde yaklaşık 1600 m kotunda bulunan Kozluca 

kaynağı ile tünel çıkışı km 1+850 ‘den alınan su örneği (tünel tavanından sızıntı şeklinde ) Global 

Meteorik Su Doğrusu üzerine düşerken, tünel içerisinden alınan diğer sular izotopik açıdan Akdeniz 

Su Doğrusuna doğru kaymakta ve tünel girişi km 4+951 ‘ den alınan su örneği ise Akdeniz tipi 

yağışı karakterize etmektedir. 

Kozluca kaynağı, tünel giriş ve çıkış ağzından toplanan diğer sulardan oksijen-18 ve döteryum 

içeriği bakımından da farklılık göstermektedir. Bu kaynak küçük debili ve mevsimsel akış gösteren 

bir kaynak olduğundan, izotop değerleri (O-18: -10.29%o, D: -71.16 %o) çıkış kotu civarındaki 

yağış izotop içeriğini de yansıtmaktadır. Tünelden alınan diğer suların oksijen -18 ve döteryum 

değerlerinin Kozluca kaynağına göre daha negatif olması nedeniyle, tünele boşalan suların 1600 m’ 

ye göre daha üst kotlardan beslendiği tahmin edilmektedir.

Döteryum (%o) 

Zamantı Tüneli Oksijen-18 Döteryum Grafiği 

-14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 

Akdeniz Su Doğrusu 

Oksijen-18 (%o) 

159 


Grafik-1 : Zamantı Tüneli Su Noktaları Oksijen-18 Döteryum Grafiği 

Trityum 

Tünel içerisinden alınan su örneklerinin trityum değerleri 0 TU (Trityum Unit) civarında olup 

Kozluca kaynağının trityum değeri ise 6.75 TU ‘dur. Bu trityum değerlerine göre Kozluca kaynağı 

güncel yağışları, 0 ile 0.5 TU arasında değer veren tünelden boşalan sular ise yaşlı suları (50 yıl ve 

daha üzeri ) göstermektedir. 

DSİ, Gazi Üniversitesi ve Hacettepe Üniversitesi ortak projesi olan “ Kayseri İli Develi-Yeşilhisar- 

Yahyalı Kapalı Havzasında Çevresel İzotoplar ile Yerlatısuyu-Yüzey Suyu İlişkisinin Belirlenmesi” 

çalışması kapsamında 2004-2005 yıllarında tünel çıkış ağzından alınan su örneklerinin trityum 

analizlerinde de trityum içerikleri 0-1.5 TU ölçülmüştür. Yine aynı çalışma kapsamında tünel yakın 

civarında ve kuzeyinde yer alan Tombak ve Sindelhöyük köylerindeki yeraltısuyu işletme 

kuyularından alınan su örneklerinde de 0 TU civarında değerler ölçülmüştür. Bu durum, tünel 

civarında yaşlı sular içeren bir yeraltısuyu (50 yıl ve daha üzeri) sisteminin bulunduğunu ve tünele 

gelen yeraltısuyunun bu sistem ile ilişkili olduğunu göstermektedir. 

5.SU KİMYASI 

Zamantı tüneline ait 1) Km 4 + 951 (tünel girişi), 2) Km 4 + 430 (tünel girişi), 3) Km 4 + 325 (tünel 

girişi), 4) Km 4 + 113 (tünel girişi), 5) Km 3 + 472 (tünel girişi), 6) Km 3 + 600 (tünel girişi), 7) 

Kozluca kaynağı, 8) Km 4 + 260 (tünel çıkışı), 9) Km 1+ 850 (tünel çıkışı) su noktalarından, 

26.07.2007 tarihinde alınmış su numunelerinin kimyasal analizlerine göre; 9 adet su noktasının da, 

bazalt akiferinden beslendiği görülmektedir. 

Kimyasal analiz sonuçları (Tablo-2 ) ve bu sonuçlara göre çizilen schoeller diyagramı (Grafik-2) 

incelendiğinde; 1-8 numara aralığındaki su noktalarının aynı kökenli sular olmasına karşın, 9 

numaralı Km 1 + 850 (tünel çıkışı) su noktası farklılık göstermektedir. Bu durum 9 numaralı 

noktadaki suyun temas ettiği bazaltların, 1-8 numara aralığındaki numunelerin temsil ettiği 

bazaltlardan farklı olarak, asit kayaçlara doğru (Dasit ile Andezit arası) geçiş gösteren ve alkalilerce 

20 

0 

-20 

-40 

-60 

-80 

-100

zengin (Na, K) volkanik kayaçlar olduğunu işaret etmektedir. Andezit kökenli sular nötr bileşimli 

(PH =7) olup, asit kayaçlarla bazikler arasındaki geçişi simgelemektedir. 

9 numaralı su noktasında; Ca ve Mg değerlerinin düşük, Na değerinin yüksek olması bu suyu RSC 

(Artıksal sodyum karbonat), EC (Elektriki kondüktivite), % Na (Sodyum yüzdesi) ve SAR 

(Sodyum absorpsiyon oranı) parametreleri bakımından da diğer su noktalarından ayırmaktadır. 

Değerler (Meq/l) 

10 

1 

0.1 

0.01 

0.001 

ZAMANTI TÜNELİ SU NOKTALARI 

SCHOELLER DİYAGRAMI 

Ca++ Mg++ Na + K Cl- SO=4 CO=3 + 

HCO-3 

Anyon ve Katyonlar 

Grafik-2 : Zamantı Tüneli Su Noktaları Schoeller Diyagramı 

6. SONUÇLAR 

160 

Simge Su Noktası Ec 

Km 4+951 124 

Km 4+430 152 

Km 4+325 207 

Km 4+113 163 

Km 3+472 171 

Km 3+600 202 

Kozluca kay . 130 

Km 4+260 136 

Km 1+850 250 

1- Zamantı tünelinde, tünel açımındaki ilerlemeye bağlı gelen yeraltısuyu miktarını belirlemek için 

yapılan debi ölçümlerinden 30.04.2008 tarihine kadar tünele yaklaşık 70 hm 3 yeraltısuyunun 

boşaldığı hesaplanmıştır. Bu miktar “Kayseri - Develi, Zamantı Tüneli Mühendislik Jeolojisi 

Projesi Raporu (Mart-1991 ) “ nda tünele gelmesi ön görülen 12 hm 3 yeraltısuyu miktarının 

yaklaşık 5,8 katı civarındadır. 

2- Tünel giriş ve çıkış ağzında yapılan debi ölçümlerinde tünel çıkışında 2006 yılı, tünel girişinde 

2007 yılı itibari ile debi değerlerinin zamana bağlı olarak önemli bir değişim göstermediği ve girişçıkış 

ağızlarında tünele gelen yeraltısuyunun yaklaşık 350 şer l/s den toplam 700 l/s civarında 

olduğu görülmektedir. Tünel açımı tamamlandıktan sonra toplam boşalan yeraltısuyu miktarı 500 

l/s civarında gerçekleşmektedir. 

3- Alınan su numunelerinin izotop analiz sonuçlarına göre tünel içerisine gelen yeraltısuları 

Karasal tip ile Akdeniz tipi yağışlardan etkilenen bir akifer sistemini temsil etmektedir. Tünel 

içerisinden alınan yeraltısuyu numuneleri ile tünel güzergahı üzerinde 1600 m kotunda bulunan

Kozluca köyündeki kaynak suyundan alınan su numunesinin oksijen-18 ve döteryum değerleri 

farklılık göstermektedir. Tünel içerisinden alınan suların oksijen-18 değerleri -11.71 ile -12.25 %o 

arasında iken, Kozluca kaynağının oksijen -18 değeri -10.29 %o dir. Tünelden alınan su 

numunelerinin oksijen -18 değeri Kozluca kaynağına göre daha negatifdir. Bu durum, Kozluca 

kaynağının 1600 m kotuna düşen yağışı temsil etmesi nedeniyle tünele gelen suların 1600 m ‘ye 

göre daha üst topoğrafik kotlara düşen yağışlardan beslendiğini göstermektedir. Tünel güzergahı 

boyunca topoğrafik drenaj alanında, 1600 m kotu üzerinde tünele gelen yeraltısuyu miktarını 

karşılayacak bir beslenim sahası bulunmamaktadır. 

4- Trityum analiz sonuçlarına göre tünel içerisinden alınan sular 0 TU civarında olduğundan 

50 yıl ve daha üzeri yaşlı suları temsil ederken, Kozluca kaynağı 6.75 TU ile güncel yağışları temsil 

etmektedir. DSİ, Hacettepe ve Gazi Üniversitelerinin ortaklaşa yürüttüğü izotop çalışmasında da 

2004-2005 yıllarında tünel çıkış ağzından alınan su örneklerinin trityum değerleri 0 TU 

civarındadır. 2004 yılından bu yana tünelden yaklaşık 70 hm 3 lük bir yeraltısuyu boşalımı olmasına 

rağmen, tünele gelen yeraltısularında trityum içerikleri bakımından güncel yağışların etkisi 

görülmemiştir. 

5- Zamantı tüneli Kozluca kaynağında izotop su numunesi örnekleri ile birlikte alınan su kimyası 

analiz sonuçlarına göre, sular benzer özellikte olup, volkanik kayaç kökenli (bazalt, andezitaglomera 

) kırıklı-çatlaklı sistemde dolaşım gösteren yeraltısuyu akiferini temsil etmektedir. 

6- Tünelin açıldığı jeolojik birim olan bazalt, aglomera akiferindeki yeraltısuyu dolaşımı eklem, 

çatlak, kırık ve büyük fay hatları boyunca yoğunlaşan yersel akım tipinde ve türbülanslı rejimde 

olmaktadır. Tünele gelen yeraltısuyunun boşalımını sağlayan ve yeraltısuyunun dolaşımını kontrol 

eden fay hatlarının uzanımları tünel güzergahının topoğrafik drenaj alanını aşmaktadır. Bu nedenle 

tünel güzargahı drenaj alanına düşen yağışın tamamı yeraltına süzülse bile tünele boşalan 

yeraltısuyu miktarını karşılamamaktadır. 

7-Zamantı tünelinde, hidrojeoloji ve izotop çalışmaları değerlendirildiğinde, tünele boşalan 

yeraltısularının, tünel güzergâhı drenaj alanına göre daha farklı bir yağış sistemi, beslenim alanı ve 

akifer sistemi ile ilişkili olduğunu göstermiştir. 

161

No Su Noktası 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

Tablo-2 : Zamantı Tüneline Ait Su Noktalarının Kimyasal Analiz Sonuçları 

Alındığı 

Tarih 

RSC PH 

EC*10 6 (25 0 C) 

micromho/cm 

KATYONLAR ( Mek/l ) ANYONLAR ( Mek/l ) 

Na + K + Ca ++ Mg ++ CO = 

3 

HCO - 

3 Cl - SO = 

4 

Km 4+951 

tünel girişi 26/07/2007 0.14 7.53 124 0.32 0.043 0.68 0.48 0.00 1.30 0.04 0.19 1.531 21.16 0.42 C1S1 5.8 - - - 0.0082 - 

Km 4+430 


Km 4+325 

tünel girişi 26/07/2007 -0.02 7.25 207 0.46 0.094 1.08 0.93 0.00 1.99 0.07 0.50 2.567 18.05 0.46 C1S1 10.1 - - - 0.0075 - 

Km 4+113 


Km 3+472 


Km 3+600 


Kozluca 

kaynağı 26/07/2007 0.07 6.51 130 0.27 0.066 0.85 0.41 0.00 1.34 0.08 0.18 1.598 16.66 0.33 C1S1 6.3 - - - 0.0192 - 

Km 4+260 

tünel çıkışı 26/07/2007 0.23 7.46 136 0.31 0.074 0.74 0.58 0.00 1.54 0.06 0.10 1.698 18.26 0.38 C1S1 6.6 - - - 0.0096 - 

Km 1+850 

tünel çıkışı 26/07/2007 2.53 6.31 250 2.59 0.097 0.05 0.01 0.00 2.59 0.06 0.08 2.744 94.45 15.61 C1S1 0.3 - - - 0.0219 - 

162 

Toplam 

% Sodyum 

SAR 

Suyun Sınıfı 

Sertlik FS 0 

Nitrit (mg/l) 

Amonyak (mg/l) 

Nitrat (mg/l) 

Bor (mg/l) 

Org. Mad. O2 mg/l

KAYNAKLAR: 

Akdeniz,U.,Süral, A.U., Başaran, N., Zamantı Regülatörü ve Derivasyon Tüneli Yeraltısuyu 

Durumu Raporu, DSİ Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı Karst Araştırma Şube 

Müdürlüğü, 23.10.2007 Ankara 

Göger, E. 1991 Kayseri-Develi Projesi Zamantı Tüneli Mühendislik Jeolojisi Proje Raporu, DSİ 

Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı Arşivi, Ankara 

Bayarı, S.,Çelenk, S. , Dilaver, A. ,Gürer, İ., Sayın, M. , Türkileri, S. , Ünsal, N. , Yıldız, E. , 

Kayseri İli DevelYeşilhisar-Yahyalı Kapalı Havzasında Çevresel İzotoplar ile Yeraltısuyu- 

Yüzeysuyu İlişkisinin Belirlenmesi, DSİ TAKK Dairesi Başkanlığı-Gazi Üniversitesi- Hacettepe 

Üniversitesi Ortak Projesi 2. Ara Rapor 

Hidrolojide İzotoplar Ve Nükleer Teknikler, DSİ, 1987 

163

YERALTISUYU YAŞI NEDİR, NASIL BELİRLENİR? 

N. Nur ÖZYURT 1 , C. Serdar BAYARI 1 

1 Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Müh. Böl., Hidrojeoloji Müh. ABD Beytepe 06800 Ankara 

(serdar@hacettepe.edu.tr, nozyurt@hacettepe.edu.tr) 

ÖZ: 

Yeraltısuyu yaşı pek çok hidrojeolojik problemin çözümünde etkin olarak kullanılan kritik bir 

parametredir. Bu çalışmada yeraltısuyu yaşı kavramı yeraltısuyunu oluşturan su molekülleri 

topluluğu ile insanlardan oluşan bir topluluk arasında eşlenik unsurlar temel alınarak açıklanmıştır. 

Çalışmada ayrıca yeraltısuyu yaş belirleme çalışmalarında kullanılan yaklaşımlar, teknikler ve 

izleyiciler özetlenmektedir. Çalışmanın son bölümünde ülkemizde yürütülen yeraltısuyu yaş tayin 

çalışmalarından örnekler verilmektedir. 

Anahtar Kelimeler: Yeraltısuyu, yaş, çevresel izleyici 

WHAT IS THE GROUNDWATER AGE AND HOW IS IT DETERMINED? 

ABSTRACT 

Groundwater age is a critical parameter that can be used in various hydrogeological problems. In 

this study, the groundwater age concept is explained on the basis of anology between populations 

of water molucules and human beings. Approaches, techniques and tracers used in groundwater 

age-dating stuides are also presented. Examples from groundwater age-dating studies carried out in 

Turkey are presented at the end. 

Keywords: Groundwater, age, environmental tracer 

1. Giriş: 

İklimin zaman içindeki değişimi ile birlikte yağış rejiminde oluşan olumsuz değişimler yüzeysuyu 

kaynaklarının güvenilirliğini sınırlamaktadır. Yüzeysuyu sistemlerinin depolama kapasitelerinin 

sınırlı oluşu yağışlı yıllardaki fazla suyun depolanmasını engellemekte sonuçta, ardışık kurak 

yıllarda yüzeysuyu kaynaklarının kullanılabilir su rezervi hızla tükenmektedir. Öte yandan, 

yüzeysularının kirlenmeye daha açık olması da bu su kaynaklarının kullanımını önemli düzeyde 

sınırlandırmaktadır. Bu durum, diğer su kaynaklarının yanı sıra yeraltısuyunun önemini stratejik 

düzeye ykseltmektedir. Yeraltısuyu rezervlerinin oluşumu ve dinamik yapısı konusundaki bilgi 

birikimi ve toplumsal bilinç eksikliği bu kaynağın ve sürdürülebilir kullanımı üzerinde büyük baskı 

oluşturmaktadır. 

Yeraltısuyu kaynaklarının bilinçli kullanımına yönelik planlamalar için en önemli parameterelerden 

birisisi de yeraltısuyu yaşıdır. Geçtiğimiz birkaç on yıl içinde dünya genelinde yeraltısuyu yaşının 

belirlenmesine ve yeraltısuyu yaşı kullanılarak hidrojeolojik problemlere çözüm üretilmesine 

yönelik çok sayıda araştırma yapılmuştıra (örğ. Cook et al., 2003; Katz, 2004, Manning et al., 2005; 

Plummer and Sprinkle, 2001). Yeraltısuyu yaşının yaygın kullanımı ve önemi 2006 yılında sadece 

bu konuya ayrılmış bir kitabın basılması ile açıkça ortaya konulmuştur (Kazemi et al, 2006). 

Yeraltısuyu yaşı kavramı kişiye ilk bakışta çok kolay anlaşılır bir özellikten bahsedildiği izlenimini 

vermektedir. Oysa yeraltısuyu yaşı hakkında ileri düzeyde değerlendirmelerde bulunabilmek için 

“yaş kavramının” doğru tanımlanması ve anlaşılması gerekmektedir. Yeraltısuyu yaş kavramını 

anlaşılmasını ve bu konuda konuşan iki kişinin yeraltısuyunun aynı özelliğinden bahsettiklerini 

bilebilmelerinin tek yolu yaş kavramı ve bu kavram ile eş ve/veya yakın anlamlı olarak kullanılan 

çok sayıdaki terimin anlamlarınının bilinmesi ile mümkündür. Terimler konusunda sağlıklı bilgiye 

sahip olmayan kişiler üzerinde çalıştıkları yeraltısuyu akım sistemi hakkında hazırladıkları yayınlar 

ile okuyucuyu istemeden de olsa yanlış yönlendirebilmektedirler. 

165

Yeraltısuyu yaş kavramı konusunda terim ve temel kavramların doğru anlaşılmasının önemi nedeni 

ile ilerleyen bölümlerde önce bu konu irdelenmektedir. Bu irdeleme sırasında yeraltısuyu yaş 

kavramı kişilerin yaşları ve toplumun yaş dağılımı gibi algılanması kolay benzetmeler ile 

açıklanmaktadır. Temel kavramların ardından yeraltısuyu yaş belirleme yöntemleri ve yeraltısuyu 

yaş belirteci olarak kullanılan izleyicilerden bahsedilmektedir. Daha sonra, yeraltısuyu yaş bilgisi 

ile çözüm üretilecek yeraltısuyu problemlerine değinilmektedir. En son bölümde ise yurdumuz da 

yapılmış yeraltısuyu çalışmalarında kullanılan yöntemler ve elde edilen sonuçlarından oluşan 

örnekler sunulmaktadır. 

2. Temel Kavramlar 

Yeraltısuyu yaşı ve ilgili kavramların tanımlanmasında canlı toplulukları ile yeraltısuyu sistemleri 

arasındaki benzerlikten yararlanılabilir. Bu yaklaşım ile yeraltısuyu yaşı kavramının açıklanmasına 

ilişkin güzel bir örnek Nir (1986)’da sunulmaktadır. Bu benzeşimde, bir canlı topluluğu olarak 

herhangi bir toplum ile akiferdeki yeraltısuyu, bir birey ile bir yeraltısuyu molekülü benzer 

unsurlardır. Tıpkı canlı toplumlarında olduğu gibi yeraltısuyu da farklı yaştaki bireylerden (su 

moleküllerinden) oluşan bir topluluktur. Bu açıdan bir yeraltısuyu toplumu olarak akiferlerde tek bir 

yaş değerinden çok, ortalama yaştan ve diğer yaşların bu ortalama çevresindeki dağılımından 

bahsetmek daha uygun bir yaklaşımdır. 

Yaş, ömür ve zaman kavramları: 

Bir canlının yaşı, canlının ortaya çıkışı (doğum) ile daha sonra seçilen bir zaman (gözlem anı) 

arasında geçen süredir. Yeraltısuyu için yaş ise, su molekülünün hidrojeolojik sisteme girmesi ile 

seçilen zaman arasında geçen süredir. Bir canlının ömrü, doğumu ile ölümü arasında geçen süre 

olup, yeraltısuyunun ömrü ise molekülün hidrojeolojik sisteme girişi ve çıkışı arasında geçen 

süredir. Tıpkı canlılarda olduğu gibi bireyin ölümü doğal ya da doğal-olmayan nedenlere bağlı 

olabilir. Günlük deyişle, eceliyle ölüm ya da öldürülme doğal ve doğal olmayan ölümlere örnektir. 

Benzer şekilde, yeraltısuyu molekülü de akiferi bir kaynak aracılığıyla doğal olarak ya da pompaj 

sonucu doğal-olmayan nedenlerle terk edebilir. 

Bir toplum, farklı zamanlarda doğan ve farklı ömüre sahip bireylerin karışımından oluşur. Benzer 

şekilde yeraltısuyu da geçmişte farklı zamanlarda akifere giren moleküllerin bir karışımıdır. Çizelge 

1’de yeraltısuyu çalışmalarında yaygın olarak kullanılan ortalama yaş, ortalama geçiş süresi (OGS) 

ve yenilenme süresi kavramlarının tanımları ve canlı toplulukları için eşlenikleri (analogları) 

verilmiştir. 

Çizelge 1. Ortalama yaş, ortalama geçiş süresi ve yenilenme süresi kavramları. 

Ortalama Yaş 

(Mean age) 

Ortalama Geçiş 

Süresi 

(Mean transit time) 

Yenilenme Süresi 

(Turn over time) 

Hidrojeolojik Sistem Toplumsal Eşlenik 

Yeraltısuyu moleküllerinin akiferde 

geçirdikleri ortalama süredir. 

Yeraltısuyu moleküllerinin 

beslenimden sonra akiferi terk 

etmek için harcadıkları ortalama 

süredir. 

Akifede bulunan izleyicinin 

akiferden ayrılan izlyici miktarına 

oranıdır. 

166 

Toplumun herhangi bir 

zamanda ki ortalama yaşıdır. 

Toplumu oluşturan 

bireylerin ortalama ömür 

uzunluğudur. 

Toplumdaki toplam birey 

sayısının yıllık doğum ya da 

ölüm hızına oranıdır.

Dengeli ve dengesiz nüfus ve akifer sistemleri: 

Bir canlı toplumunda nüfusun sabit ya da değişken olması durumları için dengeli ya da dengesiz 

nüfus sistemi kavramları kullanılabilir. Benzer şekilde, toplam hacmin sabit ya da değişken olduğu 

akiferlerde dengeli ve dengesiz akım sistemi kavramlarına karşılık gelirler. Burada “sistem” 

ilgilenilen olaya etkiyen tüm süreçler ve etkenleri kapsayan bir bütünü tanımlamaktadır. Dengeli 

sistemlerde belirli bir zaman aralığında giren ve çıkan birey sayısı aynı, dengesiz sistemlerde ise 

farklıdır. Burada söz konusu değerlendirmenin yapıldığı seçilen zaman aralığı önemlidir. Örneğin, 

seçilen 10 yıllık bir dönem içinde dengeli olan bir nüfus sistemi, zaman aralığının 20 yıla 

arttırılması durumunda dengesiz bir sisteme dönüşebilir. Sistemin dengeli konumdan dengesiz 

konuma geçişi doğal ya da doğal-olmayan nedenlere bağlı olabilir. İkinci 10 yıllık dönemde doğum 

oranının değişmemesi buna karşın, salgın hastalık ya da savaş sonucu ölümlerin artması halinde 

sistem dengeli konumdan dengesiz konuma geçecektir. Bu durum, ilk 10 yıllık dönemde doğal 

koşullarda beslenim-boşalım denegesine sahip bir akiferden ikinci 10 yıllık dönemde pompajla aşırı 

su çekimine benzetilebilir. Söz konusu değişimler zamana bağlı olduğundan sistemlerin de 

zamanda-sabit (değişmeyen, time-invariant) ve zamanda-değişken (time-variant) davranış 

gösterebileceği dikkate alınmalıdır. Diğer bir deyişle, bir sistem belirli bir süre zamanda-sabit, daha 

sonra zamanda-değişken davranış gösterebilir. 

Diğer yandan, bir canlı topluluğunda nüfusun sabit olması yaş dağılımının değişmediği anlamına 

gelmez! Örneğin, gelişmiş ülkelerde nüfusun kabaca sabit olmasına karşın, doğum oranının 

azalmasından dolayı nüfus dağılımı içinde yaşlı bireylerin genç bireylere oranının arttığı 

bilinmektedir. Bu tür, “yaşlanmakta olan” nüfus sistemleri beslenim miktarının azaldığı, bunun 

yanısıra boşalım miktarında daha büyük azalmanın oluştuğu akifer sistemlerine benzetilebilirler. 

Yukarıdaki değerlendirmelerden bir sistemdeki “kütle dengesi” ile “yaş dağılım dengesi” 

kavramlarının farklı olguları tanımladıkları anlaşılmaktadır. Kütle dengesinin korunması her zaman 

yaş dağılım dengesinin de korunduğu anlamına gelmemektedir. Doğum-ölüm ya da beslenimboşalım 

miktarlarının aynı (zamanda-sabit) olması durumunda kütle dengesi ile birlikte yaş dağılım 

dengesi de korunacaktır. Diğer yandan, doğum-ölüm ya da beslenim-boşalım miktarlarının aynı 

oranda azaltılması durumunda ise sistemde yeni bir kütle dengesi oluşacak buna karşın yaş dağılım 

dengesi daha büyük yaş değerlerine doğru değişecektir. Konuyla ilgili bir diğer durum ise 

akiferlerde yapay beslenime karşılık gelen nüfus sistemlerindeki göçmen alımıdır. Alınan 

göçmenlerin (ya da yapay beslemede kullanılan suyun) yaş dağılımı sistemin yaş dağılımını 

etkileyecektir. 

Canlı topluluklarında ve akiferlerde yaş tayini: 

Canlı topluluklarında ortalama yaş ve bireysel yaşların ortalama etrafındaki dağılımının 

belirlenmesi için ya tam sayımdan ya da istatistiksel tahmin tekniklerinden yararlanılır. Tam sayım 

her bir bireyin yaşının tek tek belirlenmesidir. Bilindiği üzere bu oldukça güç ve masraflı bir iştir. 

Bu nedenle, bazı durumlarda toplumun genelini temsil eden belirli bir kesiminde tam sayım 

yapılmakta ve bulgular belirli istatistiksel teknikler ile toplum geneline yansıtılmaktadır. Örneğin, 

seçim sonuçlarını belirlemeye dönük kamuoyu araştırmaları bu türden çalışmalardır. Diğer yandan, 

yeraltısuyu sistemlerinde tam sayım yoluyla yaş dağılımının belirlenmesi teknik ve pratik 

nedenlerle mümkün değildir. Bu yüzden yeraltısuyu yaşının nitel (yaşlı, genç gibi sözel) ya da nicel 

(10, 20 yıl gibi sayısal) tanımlanmasına yönelik teknikler kullanılır. 

2.4 Yaş belirteçleri ile nitel ve bağıl yaş tayini: 

Yaş belirteçleri yeraltısuyu yaşının nitel veya bağıl olarak belirlenmesinde kullanılan hızlı, pratik ve 

düşük maliyetli araçlardır. Buna karşın, bu yolla sayısal yaş değerlerinin elde edilmesi mümkün 

olmaz. 

Tüm fiziksel ve kimyasal reaksiyonlar belirli bir hıza sahiptirler. Dolayısıyla reaksiyonun 

gerçekleşme miktarı reaksiyonun başlangıcından itibaren geçen sürenin bir göstergesidir. Ocak 

üstünde ısıtılan suyun sıcaklığı diğer etkenlerin yanısıra uygulanan ısının büyüklüğüne ve ısıtılma 

167

süresine bağlıdır. Benzer şekilde, yeraltısuyunun sıcaklığı ve içerdiği çözünmüş madde miktarı 

suyun yeraltında kalış süresi ile orantılı olarak artmaktadır. Pratik olarak yeraltısuyunun beslenim 

ve boşalım alanları arasındaki uzaklık arttıkca, dolaşım derinliği de artmakta ve su daha yüksek 

jeotermal ısı akısı etkisi altında daha çok ısınmaktadır. Uzun süre akiferle temas eden (yeraltında 

kalan) su daha çok mineral çözme fırsatını bulmakta, buna bağlı olarak çözünmüş madde içeriğide 

zamanla artmakta ve iyon bolluk oranları ise bu süre ile bağlantılı olarak değişmektedir. Örneğin 

sığ (kısa süreli) dolaşım sistemlerinde Ca>Na, HCO3>Cl şeklindeki iyon bolluk dağılımının derin 

(uzun süreli) dolaşım sistemlerinde Na>Ca, Cl>HCO3 şeklini aldığı bilinmektedir. Özetle, bir 

akifer sisteminde yüksek sıcaklık ve iyon içeriğine sahip suların, düşük sıcaklık ve iyon içeriğine 

sahip sulardan daha uzun süre yeraltında kaldıkları söylenebilir. Bununla birlikte, bu değerlendirme 

aynı ya da benzer koşullardaki akifer sistemleri için geçerlidir. Örneğin, 20 o C güney 

sahillerimizdeki sığ ve genç yeraltısuyunun göstergesi iken bu değer Orta Anadolu’da bağıl olarak 

daha derin dolaşıma sahip derin ve yaşlı yeraltısuyunun göstergesi olabilir. 

Yeraltısuyunda nitel ve bağıl yaşın göstergesi olarak çevresel (environmental) ya da yerel (local) 

izleyici derişimleri de kullanılabilir. Örneğin yeraltısuyunun trityum izotopu içermesi bu izotopun 

çevreye salındığı 1950’li yıllar ve sonrasına ait beslenim içerdiğini gösterir. Benzer şekilde, suda 

saptanan DDT bu kimyasalın kullanıldığı 1950’li yıllardan sonraki beslenim bileşeninin varlığının 

göstergesidir. 

2.5 Yeraltısuyu yaşının nicel tayini 

Nicel yeraltısuyu yaşının nicel olarak belirlenmesi için genellikle ve ilgilenilen yaş aralığına bağlı 

olarak trityum (3H), radyokarbon (14C) ve 3H/3He* (trityum ve tritiyojenik helyum-3) gibi 

izotopik ya da CFC ve SF6 gazları gibi kimyasal kökenli çevresel izleyicilerden yararlanılmaktadır. 

Söz konusu izleyici verilerinden itibaren nicel yaş değerlerinin üretilebilmesi için sayısal 

yeraltısuyu akım-taşınım modellerinden ya da sistemi tek bir bütün olarak ele alan tümsel 

modellerden yararlanılmaktadır. Diğer yandan, bir yeraltısuyu sisteminde örneklenen su 

moleküllerine ait akım hızının ve bu moleküllerin izlediği yol uzunluğunun bilenmesi durumunda, 

çevresel izleyici kullanımına gerek kalmaksızın yeraltısuyu yaşının belirlenmesi de mümkündür. 

Konuyla ilgili ayrıntılar aşağıda sunulmultur. 

2.6. Sayısal akım modelleri ve kinematik yaş: 

Sayısal yeraltısuyu akım modeli yaklaşımı ile yeraltısuyu yaşının belirlenmesinde hız = yol / zaman 

eşitliğinden yararlanılır. Burada zaman su molekülünün beslenim anından itibaren akifer içinde 

geçirdiği süre olup, molekülün örneklendiği andaki yeraltısuyu akım hızının ve beslenim anından 

itibaren izlediği akım çizgisi uzunluğunun bilinmesi durumunda zaman (yaş) da kolaylıkla 

hesaplanabilmektedir. Bu yolla belirlenen yeraltısuyu yaşı kinematik yaş (kinematic age) olarak 

adlandırılır (Goode, 1998). Sayısal akım modellerinde yeraltısuyu akım hızı basit doğrusal bir 

fonksiyon olan Darcy eşitliği kullanılarak belirlenir. Hidrolik iletkenlik katsayısı K (L/T) ve 

hidrolik gradyan i (L/L) ile gösterilmek üzere Darcy akım hızı q (L/T) aşağıdaki eşitlikle belirlenir. 

Gerçek yeraltısuyu akım hızının belirlenmesi için sistemin etkin gözenekliliğinin de dikkate 

alınması gerekecektir. 

q K * i 

(1) 

Sayısal modeller ile akifer içinde hız dağılımının yüksek hassasiyet ile belirlenebilmesi ilgili eşitlik 

parametrelerinin akifer içindeki dağılımı ve büyüklüklerinin gerçekci biçimde belirlenmesi ile 

mümkündür. Bu değerler genellikle az sayıdaki gözlemden itibaren, çoğunlukla istatistik modellere 

dayalı çeşitli teknikler ile akiferin diğer bölümleri için tahmin edilmektedirler. Sayısal modeller ile 

kinematik yaşın belirlenmesinde gereksinilen diğer parametre olan akım çizgisi uzunluğu ise 

tanecik izleme (Stamos et.al. 2001) tekniği ile belirlenir. Hidrojeoloji camiasında genel kabul gören 

sayısal modellerden MODFLOW (McDonald and Harbaugh, 1996) ile hız dağılımı, MODPATH 

(Pollock, 1989) ile de akım çizgisi uzunluğu belirlenerek bir akiferin her noktası için yeraltısuyu 

yaşını hesaplamak mümkündür. 

168

Herhangi bir sayısal yeraltısuyu akım modelinin başarısı öncelikle akiferin Darcy hızına etkiyen 

parametrelerinin güvenilir biçimde tahmin edilmesine bağlıdır ki bu güç ve her zaman ulaşılması 

mümkün olmayan bir hedeftir. Diğer yandan, karstik akiferler gibi yeraltısuyu akımının her zaman 

ve her yerde laminer olmadığı (ya da aynı noktada bazen laminar bazen türbülanslı olduğu) 

durumlarda Darcy eşitliğine dayalı sayısal modellerin kontrollü biçimde kullanılması pratik olarak 

mümkün değildir. Dolayısıyla karmaşık yapılı akifer sistemlerinde, sistem yaklaşımına dayanan 

modeller akiferdeki ortalama yeraltısuyu yaşının ya da geçiş süresi dağılımının belirlenmesi sayısal 

modeller karşısında uygulanabilir ve hızlı alternatif oluşturmaktadır. Aynı akifer sistemlerinde her 

iki modelleme yaklaşımının benzer sonuçlar ürettiği gösterilmiştir (Maloszewski and Seiler,1999; 

Scanlon,et.al, 2003). 

2.7 Sistem Yaklaşımı, Tümsel Modeller ve İzleyici Yaşı: 

Doğrusal Sistem Teorisi (Lineer System Theory) kimyasal/nükleer reaktör mühendisliği, tıp, 

biyoloji, elektronik gibi çeşitli bilim alanlarında yaygın olarak 1960’lı yıllardan bu yana 

kullanılmaktadır. Bu yaklaşımda sistemin tepki fonksiyonu (STF), girdiyi çıkış tepkisine 

dönüştüren bir dönüştürücü (transformer) olarak davranmaktadır (Şekil 1). STF genellikle sisteme 

su ve izleyici girdisinin zamansal değişiminin temsil eden iki ayrı fonksiyonun birbiri ile örüldüğü 

bir integral (convolution integral) formuna sahiptir. İntegrasyon işlemine ayrıca bir ağırlık 

fonksiyonu (AF) da eklenmekte, bu yolla farklı yıllardaki izleyici ve su kütlesinin belirli bir yıldaki 

su boşalımı üzerindeki ağırlığı (katkısı) kontrol edilebilmektedir. Akifer sistemine özgü AF 

bilinmediğinden tümsel modellemede genellikle yaygın olarak kullanılan istatistiksel dağılım 

fonksiyonlarından (örğ. Normal dağılım, Gumbel dağılımı) yararlanılmaktadır. Söz konusu 

AF’larının zamansal izleyici girdi serisine uygulanması ve AF parametre değerlerinin belirli aralıkta 

değiştirilmesi ile istenilen sayıda kuramsal izleyici çıktı serisi oluşturulmaktadır. Kuramsal çıktı 

serileri ile akifere ait gözlenen izleyici içeriklerinin karşılaştırılması sonucunda en uygun çakışmayı 

sağlayan tümsel modelin örnekleme noktasına ait yeraltısuyu geçiş süresini ürettiği 


Şekil 1. Tümsel model yaklaşımı bileşenleri. 

Bu yaklaşım ile yeraltısuyu yaşının belirlenmesi için farklı sistem tepki fonksiyonları için çözüm 

üreten çeşitli modeller bulunmaktadır. En yaygın olarak kullanılan model FlowPc (Maloszewski, 

1996) olarak adlandırılan modeldir. Dengeli akım koşullarında çalışan bu modellin farklı şekillerde 

geliştirilmesi ile Tracer (Bayari, 2002), BoxModel ve LUMPED (Ozyurt and Bayari, 2003) 

hazırlanmış ve kullanıcılara sunulmuştur. Bu modellerin dışında dengesiz akım koşullarında çözüm 

üretebilen LUMPEDUS (Ozyurt and Bayari, 2005) halen bu konuda geliştirilmiş en son yazılımdır. 

3. Çevresel İzleyiciler ve Yeraltısuyu Yaşlandırmasında Kullanımı 

Yeraltısuyu yaşının belirlenmesinde kullanılan çevresel izleyiciler atmosferde doğal olarak bulunan 

ya da antropojenik olarak salınmış izotopik ya da kimyasal bileşiklerdir. İzleyiciler; radyoaktif, 

duraylı, gaz, sıvı, katı formda olabilirler. Herhangi bir bileşiğin izleyici olarak kullanılabilmesi için 

atmosferik bolluğunun bilinmesi gerekir ve yeraltısuyu ile taşınması sırasında reaksiyona (çözünme, 

çökelme, bozunma, tutulma vb) girmemesi istenir, yada girdiği reaksiyonların öngörülebilir olması 

beklenir. Hidrojen ve oksijen izotopları suyun yapısında bulundukları için doğrudan su ile birlikte 

169

hareket eden en ideal izleyicilerdir. Yeraltısuyunun yaşının, izleyicinin (özellikle antropojenik 

kökenli izleyiciler) atmosferde ve dolayısıyla beslenim suyunda gözlenmeye başladığı tarihden daha 

yaşlı olması durumunda çevresel izleyiciler kullanılarak yeraltısuyu yaşının belirlenmesi mümkün 

değildir. Bu neden ile yeraltısuları uygulanabilir çevresel izleyicerin sıralanması için genç (50-60), 

yaşlı (60-50,000) ve çok yaşlı (50,000-100,000) sular olarak gruplandırılmaktadır. Genç, yaşlı ve 

çok yaşlı yeraltısuları için kullanılabilecek izleyiciler Kazemi (2006)’dan alınarak Çizelge 1’de 

sunulmuştur. Çevresel izleyicilerinin tümünün genel özelliklerinin ve yeraltısuyu yaşının 

belirlenmesi için kullanımınlarının anlatıması mümkün olmadığında sadece izleyicilerin üstün 

(avantajlı) ve zayıf (dezantajlı) yönleri sıralanmıştır. Çizelge incelendiğinde yeraltısuyu yaşının 

belirlenmesi açısından farklı izleyicilerinin farklı üstünlük ve zayıflıklara sahip oldukları. Bu neden 

ile araştırılan yeraltısuyu sistemlerinde birden fazla izleyicinin birlikte kullanılması önerilmektedir. 

Çok sayıda izleyicinin birlikte kullanılması ile akifer sistemi hakkında üretilen bilgi kontrollü olarak 

artmaktadır. Kullanılacak izleyicinin seçiminde dikkat edilemesi geren bir diğer önemli nokta ise 

yeraltısuyunu barındıran akiferin hidrojeolojik özellikleri dikkate alınarak olası yaş aralığı için 

uygun yöntemin belirlenmesidir. İzleyiciler kullanılarak hesaplanan yeraltısuyu yaşları, izotopik 

yaş, radyometrik yaş, yarılanma yaşı olarak adlandırılmaktadır. Bunların yanısıra çeşitli nedenler ile 

belirli büyüklükte bir hata içerdiği düşünülen yaşlar “görünür yaş” olarak adlandırılmaktadır. Belirli 

izleyicilere dayalı gerçek ya da görünür yaşlar aynı zamanda izleyicinin adıyla da (örğ. CFC model 

yaşı) anılmaktadır. Çevresel izleyiciler ile yürütülen yeraltısuyu çalışmalarında çoğu zaman tek 

zaman adımında yapılan gözlem sonuca ulaşmak için yetersiz kalmaktadır. Bu neden ile çevresel 

izleyici gözlemlerinin akiferin hidrodinamik yapısına bağlı olarak farklı zaman adımlarında 

tekrarlanması gerekmektedir. Beslenimin ve boşalımın hızlı olduğu, akifer içindeki depolamanın 

göreceli olarak daha sınırlı olduğu akiferlerde yıl içindeki değişimin izlenebilmesi için aylık sıklıkta 

gözlem yapılması gerekebilir. Depolama kabiliyeti yüksek ve/veya hidrolik iletkenliği düşük 

yeraltısuyu sistemlerinde ise yıllık sıklıktaki gözlemeler yeterli olabilir. Aynı akiferin seçilen 

boşalımlarının çevresel izleyiciler açısında uzun yıllara boyunca izlenmesi hem akiferdeki doğal 

yeraltısuyu akım mekanizmasının açıklanması hemde zaman içinde yeraltısuyu üretiminden 

kaynaklanan değişimlerin takip edilmesi açısında oldukça önemlidir. Yurdumuzda çevresel 

izleyicilerinin kullanımı mevcut analitik kabiliyetler ile sınırlıdır. 

170

Çizelge 1. Yeraltısuyu yaş tayininde kullanılan çevresel izleyicilerin güçlü ve zayıf yanları. 

Avantajları Dezavantajları 

Genç yeraltusularında yaş tayini 

3H - Yaygın olarak oturmuş bir yöntemdir - Yöntem kullanım süresinin 

- Diğer izleyiciler ile birlikle kontrol sınırındadır (atmosferik bolluk limit 

amacıyla kullanılabilir. 

değere ulaştığından) 

- 

- Beslenim suyu trityum içeriğininin 

belirlenmesi güçtür 

3H/3He - Başlangış (beslenim) derişiminin - Örnekleme ve analiz pahalıdır. 

belirlenmesi gerekli değildir. 

- Analiz yapan laboratuvar sayısı 

- Yüksek hassasiyetli yeraltısuyu yaşları azdır. 

hesaplanabilir. 

- Helyum-3’ün kökenlere göre 

- Yöntemin kullanım süresi sınırsızdır. ayrılması güçtür. 

- Derlenen veriler başka yaş belirleme - Doygun olmayan zondaki akış elde 

yaklaşımları içinde kullanılabilir (3H, 

4He) 

edilen yaşa dahil değildir. 

4He - Diğer yönetemler için destekleyici bir - Uygulanabilirliği konusunda 

yaş belirtecidir. 

tartışmalar devem etmektedir. 

85Kr - Analiz sırasında atmosferik olarak - Örnekleme ve analizi pahalıdır. 

kirlenmez 

- Teknik alt yapıya sahip laboratuvar 

- yeraltında kirlenmesi olasılığı zayıftır. sayısı sınırlıdır. 

- Yöntemin uzun yıllara boyunca daha - Uranyumca zengin kayaçlardan 

kullanılabilir. 

itibaren yeraltında oluşmaktadır. 

CFC - Analizi basit ve ucuzdur. 

- Yöntemin kullanılabilirliği 

- Tutulma ve bozunmanın omadığı 

azalmaktadır (atmosferik bolluğunun 

koşullarda sağlıklı sonuçlara üretir. azalması nedeni ile) 

- 1945 sonrası sulara için iyi bir 

- CFCler oksijensiz ortamda 

göstergedir. 

bozunmaktadır. 

- Çok sayıda CFC kirlilik kaynağı 

vardır. 

- Örnekleme ve analiz süreci 

atmosferik kirliliğe açıktır. 

SF6 - Gelecekte kullanımı devam edecektir. - Kullanımı yaygın değildir 

- Atmosferik bolluğu iyi bilinmektedir. - Yerel olarak SF6 üretilen bölgelerde 

- Dar bir aralık için ancak yüksek 

kullanılamaz. 

hassasiyetli yaş verisi üretmektedir. - Yaş aralığı dardır. 

- Şehir merkezi ve yakın çevresinde 

kullanımı güçtür. 

36Cl/Cl - bomba sonrası sular için iyi bir - yeteri sayıda uygulama literetürde 

belirteçtir. 

bulunmaktadır. 

- Yakın gelecekte kullanımının sonlanması - 

beklenmemektedir. 

Doğal olarak nitel bir yaklaşımdır 

18O—2H - örnekleme analizi kolaydır, rutin olarak - kalibrasyonu için diğer yöntem ile 

uygulanabilir. 

belirlenmiş yaş değeri gereklidir. 

- Diğer yöntemler ile birlikte kullanılabilir. - Çok sayıda veri ve yoğun hesaplama 

gerektirir. 

Yaşlı yeraltısularının yaşlandırılması 

Silikon-32 - yaş boşluğu (age gap) olarak adlandırılan - karmaşık bir jeokimyası vardır 

60-200 yıl aralığını kapsamaktadır. - Dünya genelinde analiz kabiliyetine 

- Diğer izleyiciler için kontrol aracı olarak sahip laboratuvar sayısı sınırlıdır. 


- Doygun olmayan bölgedeki akış 

- Atmosferik bolluğu oldukça iyi 

sırasında kayıp büyüktür 

bilinmektedir. 

- Yöntem artık pek 

kullanılmamaktadır. 

171

Argon-39 - yaş boşluğu olarak adlandırılan 60-200 

yıl aralığını kapsamaktadır. 

- Başlangıç derğeri oldukça iyi 

bilinmektedir. 

- Magmatik kayaçlar dışında yeraltındaki 

üretimi sınırlıdır. 

- 85Kr ve 222Rn’un yeraltındaki 

üretimleri hakkında bilgi verir 

Carbon-14 - yöntem iyi bilinmektedir ve 

kanıtlanmıştır 

- analiz kabiliyetine sahip çok sayıda 

laboratuvar vardır. 

- Yaş aralığı oldukça geniştir. 

- Yaşlı yeraltısularının yaşlandırılması için 

en iyi bilinen yöntemdir. 

172 

- örnekleme ve analizi güçtür. 

- Büyük hacimde örnek gerektirir. 

- Analiz yapılabilen laboratuvar sayısı 

sınırlıdır. 

- Yeraltında magmatik kayaçlarda 

üretilmesi 

- Başlangıç değerinin belirlenmesi 

güçtür 

- Jeokimyasal değerlendirme oldukça 

karmaşıktır 

- Yöntem doğal olarak yarıkantıtatiftir 

- Farklı hesaplama modelleri ile 

hesaplanan yaşlar arasında büyük 

18O- 2H - Analizler yaygın olarak yapılmaktadır - 

farklılıklara gözlenebilmektedir. 

az bilinmektedir. 

Asal ve aktif - Geniş yaş aralığını kapsamaktadır. - Kaba ve yarı kantitatif yaş verileri 

elementler - Diğer yaşlandırma yöntemlerinin 

üretmektedir 

kontrolü için kullanılabilmektedir - Özel koşularada kullanılabilmektedir 

- Veriler başka amaçlara içinde 

- Çok sayıda veriye ihtiyaç 


duyulmaktadır 

Çok yaşlı yeraltısularının yaşlandırılması 

Kripton-81 - Yeraltında doğal ve antropojenik kaynağı - analiz yapabilen laboratuvar sayısı 

yoktur 

azdır 

- Yeraldığı jeokimyasla reaksiyonlar - yöntemin ayrıntıları henüz ayrıntılı 

sınırlıdır. 

olarak sunulmamıştır. 

- Çok yaşlı yeraltısularının kantitatif 

olarak yaşlandırılabildiği tek yöntemdir. 

Klorür-36 - Göreceli olarak analiz yapan çok sayıda - yeraltında 36Cl kaynakları vardır. 

laboratuvar bulunmaktadır. 

- Giriş/beslenim değeri problemi 

- İyi bilinen uygulamaları vardır. 

vardır. 

- Veriler başka bilimsel çalışmalarda da - Yöntem tuzlu su sistemlerinde 


kullanılamaz. 

Helyum-4 - yöntem çok sayıda akiferde ve petrol - 4He birikiminin hesaplanması 

kuyu bölgelerinde uygulanmıştır. 

oldukça güçtür. 

- Bin-milyon yıl aralığında geniş yaş - 4H’ün çok sayıda kaynağı vardır. 

aralığında uygulanabilir. 

- Uzun ve özen gerektiren örnek 

- Yaş bilgisi dışında farklı bilimsel 

problemler içinde kullnılabilir. 

hazırlama prosedürü vardır. 

Argon-40 - 4He yöntemi için tamamlayıcıdır. - yaygın olarak kullanılmakatdır ve 

- 40Ar verileri 4He yönteminde 


henüz güvenilirliği onaylanmamıştır. 

129I - yeraltındaki kaynaklarının 

büyüklüklerinin belirlenmesi oldukça 

güçtür. 

Uranyum - Tamamlayıcı bir yöntemdir. 

- eski bir yöntem olarak 

serisi - Üretilen veriler yaşandırma dışında da düşünülmekle birlikte analitik 

kullanılabilir 

kabilyetlerin artması ile tekrar 

canlanmaktadır.

4. Yeraltısuyu Yaş Bilgisi ile Çözüm Üretilen Hidrojeolojik Problemler: 

Yeraltısuyu yaş bilgisi ile çözüm üretilen hidrojeolojik problemlerin genel bir listesi Kazemi (2006) 

tarafından uluslararası hidrojeoloji literatürü taranarak derlenmiş ve uygulama konularına göre 

listelenmiştir (Çizelge 2). 

Çizelge 2. Yeraltısuyu yaş bilgisi kullanılarak çözüm üretilen problemler (Kazemi et al., 2006) 

1 Yeraltısuyu kaynaklarının yenilenebilirliği 

2 Bilim adamları ile yöneticiler arasında etkili bir iletişim aracıdır 

3 Aşırı çekim ve kirliliği önlemek için sürekli yeraltısuyu yaş gözlemi yapılması 

4 Beslenim hızı tahmini 

5 Yeraltısuyu akım hızı hesaplaması 

6 Yeraltısuyu akım yollarının belirlenmesi 

7 Akitardlarda yeraltısuyu ve kirletici taşınım hızının belirlenmesi 

8 Yeraltısuyu akım ve taşınım model parametrelerinin hesaplanması 

9 Farklı uç bileşenlerden karışımın belirlenmesi 

10 Holosen iklimi çalışmaları 

11 Yeraltısuyu kirliliğinin değerlendirilmesi/evrimi 

12 Yeraltısuyu cephesinin ilgilenilen noktaya olan varış süresinin hesaplanması 

13 Sığ akiferlerde kirlenebilirlik haritalarının oluşturulması 

14 Radyoaktif atık depolamasına uygun sahaları seçimi 

15 Deniz suyu seviye değişimlerinin belirlenmesi 

16 Deniz suyu girişimi için süre öngörüsünde bulunmak 

17 Derin-tuzlu yeraltısuyu sistemlerinin atık imha deposu olarak kullanımı 

18 Kurak alanların tuzlanma açısından yönetimi 

19 Hidrograf ayrımı 

5. Türkiye’de Yeraltısuyu Yaş Belirleme Çalışmaları: Uygulamadan örnekler 

5.1 Karstik Akiferlerde Gerçekleştirilen Uygulamalar 

Yurdumuzda önemli yeraltısuyu rezervuarları oluşturan karstik akiferler uzun yıllardır 

araştırmacılar tarafından yoğun olarak incelenmektedir. Bu çalışmalardan bir tanesinde Antalya- 

Kırkgöz kaynağında ortalama yeraltısuyu geçiş süresinin belirlenmesi amaçlanmıştır (Özyurt, 

2008). Akifere ait uzun yıllar boyunca gözlenen 3H izotop verilerinin tümsel modelleme yaklaşımı 

ile değerlendirilmesi sonucunda kaynaktan boşalan yeraltısuyunun kabaca 100 yıl dolayında geçiş 

süresine sahip olduğu belirlenmiştir (Şekli 2). Söz konusu çalışmada 3H modellemesi ile 

hesaplanan ortalama geçiş süresi değeri bağımsız bir diğer teknik olan 3H/3He* yaklaşımı ile de 

doğrulanmıştır. Karstik bir akiferde belirlenen bu tür büyük bir yeraltısuyu yaşı akiferin güncel 

kirletici girişinden hemen etkilenmeyeceğini göstermektedir. Buna karşın, olası bir kirlenmenin 

tehdit edici sınırlara ulaşması durumunda, akifere olan kirletici girişi kesilse bile akiferdeki mevcut 

kirliliğin doğal beslenim süreçleri ile giderilmesi uzun yıllar alacaktır. 

Şekil 2 Antalya Kırkgöz kaynağı 3H model sonuç grafiği. 

173

Aladağ karstik akifer sistemi de (Kayseri-Adana) uzun yıllaradır çeşitli çevresel izleyiciler 

kullanılarak araştırılan bölgelerden birisi olup, sistemin boşalımlarında 1980’li yıllardan başlayarak 

3H, 18O, 2H gözlemleri yapılmaktadır (Özyurt, 2005). Bölgedeki kaynaklarda 1990’lı yılların 

sonlarında CFC gazları, 3H/3He* ve 4He gözlemleri de yapılmıştır. Ayrıca, karstik akiferin 

doğasından kaynaklanan hızlı akım bileşenlerinin varlığı nedeni ile kaynaklar bir yıl süresince aylık 

sıklıkta çevresel izleyiciler açısından gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar akiferin farklı boşalım 

noktalarının yılın dönemlerine bağlı olarak değişen beslenim-boşalım mekanizmalarına sahip 

olduğunu göstermiştir. Aladağ karstik akiferinden boşalan kaynaklar için 3H, 3He* ve CFC gibi 

farklı izleyiciler kullanılarak hesaplanan ortalama yeraltısuyu yaşı 20 yıl dolayındadır. Şekil 3’te 

2000 yılına ait söz konusu ortalama yaş değeri üzerinde geçmiş yıllara ait beslenimlerin ağırlığı 

bağıl olarak gösterilmektedir. Grafikten, gözlenen boşalımın % 80’ine yakın bölümünün son 5-6 

yıllık döneme ait beslenimden oluştuğu anlaşılmaktadır. 

Şekil 3 Aladağ karstik akifer sistemi boşalımında farklı yıllardaki beslenimlerin ağırlıkları. 

5.2 Yaşlı yeraltısuyu akım sistemlerinin araştırılması 

Orta Anadolu’da yeralan Konya Kapalı Havzası’nda mevcut tatlısu akiferi ağırlıklı olarak Neojen 

yaşlı karstik karbonatlı kayalardan oluşmaktadır. Akifer sisteminde yaş dağılımı Toros Dağlarından 

Tuz Gölü’ne doğru olan bölgesel yeraltısuyu akım yolu boyunca farklı konumlardaki kuyulardan 

elde edilen 14C, 3H, 18O/2H gözlemleri ile incelenmiştir (Bayari et al., 2005). Çalışma sonuçlarına 

göre yeraltısuyunun yaşı, ana beslenme alanı olan Torosların eteğinde güncel değerlerden ana 

boşalım alanı olan Tuz Gölü dolayında 40,000 yıl dolayına değin artmaktadır. Ayrıca, akım yolu 

boyunca yaş artışının beslenme alanından uzaklıkla doğrusal bir değişim gösterdiği belirlenmiştir. 

Günümüzde kontrolsüz biçimde tüketilmekte olan yeraltısuyunun güncel beslenimle ilgisi olmayan 

bir “paleowater” olduğu anlaşılmaktadır. 

5.3 Yeraltısuyu tüketiminin akifer üzerindeki etkisi 

Konya Havzası gibi yoğun tarımsal faaliyete bağlı olarak yeraltısuyu tüketiminin yoğun olduğu 

Niğde Misli Ovası’nda yeraltısuyunun trityum içeriği geçmişte farklı dönemlerde incelenmiştir. 

Uzun süreli 3H gözlemlerinin değerlendirilmesi sonucunda yoğun yeraltısuyu çekiminin akiferdeki 

trityum dağılımını belirgin biçimde değiştirdiği anlaşılmıştır (Özbilge, 2008). Misli Ovasında 1971 

yılında gözlenen en yüksek 3H içeriği 250TU iken 2007 yılında bu değer yaklaşık 10TU’ya kadar 

düşmüştür. Ölçülen maksimum 3H içeriğinin zaman içindeki azalışı atmosferik 3H bolluğundaki 

azalışı izlemektedir. Şekil 4’de 3H içeriğinin özellikle düşük 3H değerlerinin dağılımının yer 

değiştirmesi havza içindeki yoğun sulama için aşırı çekimden kaynaklanmaktadır. 

174

Şekil 4 Misli Ovası yeraltısuyu 3H içeriğinin değişimi (1971-2007). 

6. Sonuçlar ve Öneriler 

Yeraltısuyu yaşı, akifere ait bir çok bilgiyi içinde barındıran önemli bir özelliktir. Bir akifer 

sitemine ait ortalama yeraltısuyu yaş değerinin ve bu değer üzerinde geçmişteki farklı yılların hangi 

ağırlığa sahip olduğunun bilinmesi pek çok hidrojeolojik problemin aydınlatılmasını 

kolaylaştırmaktadır. Örneğin, yaşlı su içeren bir akiferin yoğun tüketimi, tüketilen suyun kolaylıkla 

doğal yollardan yerine konamayacağını gösterir. Benzer biçimde, genç su içeren bir akifer ise 

yüzeysel kökenli kirlenmeden daha hızlı ve daha büyük oranda etkilenecektir. Yeraltısuyu yaş 

parametresinin hidrojeolojide geniş bir kullanım alanı bulunmakla birlikte, ülkemizde yeraltısuyu 

yaşının belirlenmesine dönük çalışmaların sayısı olması gerekenden azdır. Bu durum olasılıkla 

yeraltısuyu yaşı kavramının tam olarak anlaşılmamasından ve bu parametre ile hidrojeolojik 

sorunların nasıl aydınlatılacağının tam olarak bilinmemesinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, 

konuyla ilgili bilgi birikiminin eğitim programlarımız içinde hızla toplumumuza aktarılmasının 

faydalı olacağı düşünülmektedir. 

Referanslar 

Bayarı, C.S., 2002, TRACER: An EXCEL workbook to calculate mean residence time in 

groundwater by use of tracers CFC-11, CFC-12 and tritium. Computer & Geosciences 28 (5), 621- 

630. 

Bayari, S., Ozyurt, N.N., Hatipoglu, Z. and Kilani, S., “Groundwater age: a vital information in 

protecting the groundwater dependent ecosystem”, Groundwater And Ecosystems, NATO- 

Advanced Research Workshop, Çanakkale Onsekiz Mart University, 5-7 September 2005, NATO 

Science Series, Earth and Environmental Sciences vol. 70, 33-46, 2005. 

Cook, P.G., Favreau, G., Dighton, J.C., anad Tickell, S., 2003, Determining natural groundwater 

influx to a tropical river using radon, chlorofluorocarbons and ionic environmental tracers, Jornal of 

hydrology, 277:74-88. 

Goode, D.J., 1998, Ground-Water Age And Atmospheric Tracers: Simulation Studies and Analysis 

Of Field Data From The Mirror Lake Site, New Hampshire, Princeton University, Department Of 

Civil Engineering And Operations Research Program In Environmental Engineering And Water 

Resources, PhD. Thesis, 193 p. 

Katz, B.G., 2004, Sources of nitrate contamination and age of water in large karstic springs of 

Florida, Environmental Geology, 46:689-706. 

Kazemi, G.A., Jay, H.L, and Perrochet, P., 2006, Groundwater Age, Wiley, USA, 325p. 

Maloszewski, P., 1996. LP models for the interpretation of environmental tracer data. In: Manual 

On Mathematical Models In Isotope Hydrology, IAEA-TECDOC-910. Vienna, Austria, pp.9-58. 

175

Maloszewski, P. and Seiler, K.P., 1999, Modelling of flow dynamics in layered groundwater 

systems-Comparative evaluation of black box and numerical approaches, Isotope Techniques in 

Water Resources Development and Management, IAEA, Vienna, 10-14 May 1999. 

Manning A.H., Solomon, d.K., Thirosl, S.A., 2005, 3h/3He age data in assesing the susceptibility of 

wells to contamination, Ground Water, 43: 353-367. 

McDonald, M.G., Harbaugh, A.W., 1996. A modular three-dimensional finite-difference groundwater 

flow model. U.S. Geological Survey Open-File Report, Washington. 

Nir, A., 1986. Role of tracer methods in hydrology as a source of physical information. Basic 

concepts and definitions. Time relationship in dynamic systems. International Atomic Energy 

Agency (IAEA)-TECDOC-381. Vienna, Austria, pp.7-44. 

Plummer, L.N., and Sprinkle, C.L., 2001, Radiocarbon dating of dissolved inorganic carbon in 

groundwater from confned parts of the Upper Floridan aquifer, Florida, USA, Hydrogeology 

Journal, 9: 127-150. 

Pollock, D.W., 1989, Documentation of computer programs to compute and display pathlines using 

results from the US Geological Survey modular three-dimensional finite-difference ground-water 

flow model, US Geological Survey Open-File Report 89-381. 

Scanlon, B.R., Mace, R.E., Barrett, M.E., Smith, B., 2003, Can we simulate regional groundwater 

flow in a karst system using equivalent porous media models? Case study, Barton Springs Edwards 

aquifer, USA, Journal of Hydrology, 276, 137-158. 

Stamos, C.L., Martin, P., Nishikawa, T. and Cox, B.F., 2001, Simulation of ground-water flow in 

the Mojave River basin, CaliforniaUSGS Wat.-Resour. Invest. Rep. 01-4002 129 p 

Özbilge T., 2008, Misli Ovası (Niğde) Yeraltısuyunun Hidrojeokimyasal Ve Çevresel İzotopik 

Bileşiminin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü 

Ankara, 92 s. 

Özyurt N.N., 2008, Residence time distribution in the Kirkgoz karst springs (Antalya- Turkey) as a 

tool for contamination vulnerability assessment” Environmental Geology, 53 (7), 1571-1583 

Özyurt N.N., 2005, Aladağ (Kayseri-adana) Karstik Akiferinde Yeraltısuyu Geçiş Zamanı 

Dağılımının İncelenmesi, Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Ankara, 274 

s. 

Özyurt, N.N. and Bayarı, C.S., 2005. LUMPED UNSTEADY: a Visual Basic® code of unsteadystate 

lumped-parameter models for mean residence time analyses of groundwater systems, 

Computers & Geosciences, 31(3), 329-341. 

Özyurt, N.N. and Bayarı, C.S., 2003. LUMPED: A Visual Basic code of LP models for mean 

residence time analysis in groundwater systems, Computers & Geosciences 29(1), 79-90. 

176

YERALTISUYUNDA RADYOKARBON YAŞ TAYİNİ 

C. Serdar BAYARI 1 , N. Nur ÖZYURT 1 

1 Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Müh. Böl., Hidrojeoloji Müh. ABD Beytepe 06532 Ankara 

(serdar@hacettepe.edu.tr, nozyurt@hacettepe.edu.tr) 

ÖZ 

Günümüzden pratik olarak 50.000 bin yıl öncesine değin beslenmiş yeraltısularında yaş tayini 

amacıyla kullanılabilecek başlıca araç radyokarbon tekniğidir. Bununla birlikte, ölçülen 

radyokarbon aktivite değerinin mutlak yaş değerlerine dönüştürülmesi, çok sayıda fiziksel, kimyasal 

ve izotopik parametrenin yerinde ve/veya laboratuvarda ölçülmesini ve uygun jeokimyasal modeller 

aracılığı ile değerlendirilmesini gerektirmektedir. Bu çalışmada, örnekleme aşamasından 

“radyokarbon model yaşlarının” hesaplanmasına kadar uzanan bu karmaşık sürecin ayrıntıları 

uygulama açısından kritik parametre ve değişkenler dikkate alınarak açıklanmıştır. Çalışmada 

Konya Kapalı Havzasında gerçekleştirilen bir uygulamaya ilişkin bir örnek de verilmektedir. 

Anahtar sözcükler: yeraltısuyu, yaş, radyokarbon, jeokimyasal model 

RADIOCARBON AGE-DATING OF GROUNDWATER 

ABSTRACT 

Radiocarbon technique is the most common tool for age-dating groundwaters that have been fed 

during the last 50,000 years. However, conversion of measured radiocarbon activities to 

groundwater ages requires in-situ and laboratory measurement of numerous physical, chemical and 

isotopic data and their evaluation by means of complicated geochemical models. Based on critical 

parameters and variables, details of this complicated process, starting from sampling and 

terminating with the calculation of “radiocarbon model ages” is presented in this study. A 

radiocarbon age-dating application carried out in the Konya Closed Basin is also presented briefly. 

Keywords: groundwater, age, radiocarbon, geochemical model 

1. GİRİŞ 

Yeraltısuyu yaşı pek çok hidrojeolojik araştırmada, akım sisteminin tanınması açısından önemli 

ipuçları sunan kritik bir parametredir. Yeraltısuyunun yaşı doğrudan ve dolaylı teknikler ile 

belirlenebilmektedir. Doğrudan yaş belirleme tekniği örneklenen yeraltısuyunun akım hızının (V) 

ve -beslenim alanı ile örnekleme noktası arasında- takip ettiği yolun (akım çizgisi) uzunluğunun (L) 

belirlenmesine dayanır. Katedilen yol uzunluğunun belirlenen hıza olan oranı (L/V = T) suyun 

beslenim ve örnekleme anları arasında geçen süreyi, yani yeraltısuyunun yaşını verir. Darcy 

yasasına dayalı bu yaklaşım sonucu belirlenen yaş Darcy ya da kinematik yeraltısuyu yaşı olarak 

adlandırılır. Basit bir kuramsal temele dayanmakla birlikte bu yaklaşımın başarılı biçimde 

uygulanması yeraltısuyu hızının akım yolu boyunca aldığı ortalama değer ile yeraltısuyunun 

izlediği ortalama yol uzunluğunun kesin bir biçimde bilinmesine bağlıdır. Bu amaçla 

kullanılabilecek en uygun araç sayısal yeraltısuyu akım modeli olmakla birlikte, bir akifer 

sisteminde yeraltısuyu hız ve yön dağılımının yer ve zaman içindeki değişiminin kesin bir biçimde 

belirlenmesi doğru girdi değerlerine gereksinim duyar. Bu kapsamda, akifer sisteminin güvenilir bir 

kavramsal modeli temelinde sınır koşullarının, hidrolik yük dağılımının, hidrolik iletkenlik 

katsayısının ve etkin gözenekliliğin -yeraltısuyu yaşına bağlı zaman ölçeğinde- yer ve/veya zaman 

içindeki değişiminin bilinmesi gereklidir. Söz konusu parametre ve değişkenlerin akım sistemi 

içindeki dağılımının hassas biçimde belirlenmesi –bağıl olarak basit yapılı akiferler dışında- 

genellikle mümkün olmadığından, kinematik yaş belirleme tekniğinin -özellikle yeraltısuyu yaşının 

büyük olduğu ve zamanla farklı beslenme/boşalım rejimleri etkisi altında kalmış- akifer 

sistemlerinde uygulanabilirliği oldukça sınırlıdır. 

177

Yeraltısuyu yaşının dolaylı olarak belirlenmesi yaklaşımı su ile birlikte hareket ettiği varsayılan 

izleyicilerin kullanımına dayanmaktadır. Akiferdeki suyun beklenen yaş aralığına bağlı olarak 

izleyiciler tek başlarına ya da birlikte kullanılabilmektedir. Çevresel ya da yerel izleyicilerin 

güvenilir bir akım modeline dayanan taşınım modeller içinde kullanılması yoluyla da yeraltısuyu 

yaşının belirlenmesi mümkündür. Buna karşın, akım ve taşınım modellerinin oluşturulmasındaki 

güçlükler nedeniyle çevresel ya da yerel izleyicilere dayalı yaş belirleme çalışmalarında –akım ve 

taşınım süreçlerinin tek bir eşitlik ile ifade edildiği- tümsel modellerden de daha geniş biçimde 

yararlanılmaktadır. Uygulanan teknik ne olursa olsun, izleyicilere dayalı dolaylı yaş belirleme 

çalışmalarındaki önemli güçlüklerden birisi de izleyici derişiminin akifer içindeki taşınımı sırasında 

değişimine neden olan tutulma ve bozunma gibi süreçlerin güvenilir olarak tanımlanamayışıdır. 

Diğer yandan, kullanılan izleyicinin yeraltısuyunun beklenen yaş büyüklüğünce belirlenen zaman 

ölçeğinde kullanılabilirliği de önemli bir kısıtlayıcı etkendir. Trityum, oksijen-18/döteryum gibi 

izotopik ya da atmosferik CFC, SF6 gazları gibi kimyasal izleyiciler ancak ortalama yeraltısuyu yaş 

değerinin 50-100 yıl arasında değiştiği akım sistemlerinde kullanılabilmektedir. Ortalama yaşın, 

binlerce yıl dolayınca olduğu büyük ve/veya düşük akım hızlı sistemlerde kullanılan başlıca 

çevresel izleyici ise radyokarbondur. Bu izotop ile arkeolojik örneklerde 70,000 yıla, hidrojeolojik 

uygulamalarda ise –ilgili parmetrelerdeki belirsizliklerden dolayı- 50,000 yıla ulaşan yaş 

değerlerinin belirlenmesi mümkündür. 

Yeraltısuyunun radyokarbon yaş tayini radyokarbon akitivitesine etkiyen tüm faktörlerin doğru bir 

biçimde belirlenmesini ve tanımlanmasını gerektiren oldukça karmaşık bir süreçtir. Bu çalışmada, 

söz konusu sürecin örneklemeden başlayıp, hidrojeokimyasal modellemeye uzanan tüm aşamalarına 

ilişkin uygulamalar sunulmaktadir. 

2. RADYOKARBON YAŞ TAYİNİ, İLKE VE VARSAYIMLAR 

Radyokarbon ( 14 C, 6p, 8n; p: proton, n: nötron) karbon elementinin 14 kütle numaralı izotopudur. 

Zayıf enerjili beta (negatron) ışıması ile azot-14 ( 14 N, 7p+7n) izotopuna bozunan bu izotopun 

günümüzde kabul gören yarılanma ömrü (Cambridge half-life, T1/2) 5730 (+/- 40) yıldır. 

Radyokarbon yaş tayin uygulamasının başladığı 1950’li yıllarda saptanan yarılanma ömrü ise 

(Libby half-life) 5568 (+/-30) yıl) olup, günümüzde kullanılmamaktadır. Radyokarbon izotopunun 

başlıca kaynağı 14 N’ün stratosferde kozmik nötronlarca bombardımanı sonucu oluşan 14 C’ü içeren 

atmosferik CO2 (karbon dioksit) gazıdır. Atmosferik CO2, C elementinin tüm izotoplarını (başlıca 

12 C, 13 C ve 14 C) içerir ve fotosentez süreci ile (kabaca: CO2_atmosferik + ışık enerjisi > karbonhidrat) 

bitkilerin yapısına taşınır. Yaşam süresince karbon izotoplarının bitki bünyesindeki bolluk dağılımı 

ile atmosferik CO2 içindeki bolluk dağılımı arasında sabit bir denge durumu (secular equilibrium) 

söz konusudur. Radyokarbonun atmosferik CO2 içindeki bolluğu 1950 yılı itibariyle %100 (100 

pmc, percent modern carbon) olarak tanımlanmış olup, bu değer jeolojik geçmişte dikkate değer 

salınımlar (örğ. 130 pmc dolayına artış) göstermiştir. 

Bitki bünyesinde içerilen 14 CO2’in bir bölümü kök terlemesi (respiration) yoluyla toprak zonu 

atmosferine geçmekte buradan da hidroliz yoluyla karbonik aside dönüşerek yeraltısuyu beslenim 

sürecinde akifere taşınmaktadır. Bitki örtüsü içermeyen ortamlarda da beslenim zonundaki 

atmosferik kökenli 14 CO2 yeraltısuyu beslenimi ile akifere taşınmaktadır. 

14 

CO2 + H2O H2 14 CO3 

(1) 

Gerek bitki kök terlemesi ve gerekse atmosferik gazların toprak zonuna difüzyonu (ya da bunların 

karışımı) ile oluşan beslenim zonu atmosferindeki CO2 gazının hidrolizi ile oluşan karbonik asidin 

14 

C aktivitesi (A0) 100 pmc’dir. Beslenim suyunun toprak zonu atmsoferinden uzaklaşması ile 

birlikte 14 CO2 kaynağı kesildiğinden, su tarafından içerilen 14 CO2 radyoaktif bozunma ile azalmaya 

başlar. Bu azalma, birinci dereceden reaksiyon kinetiği ile ifade edilen radyoaktif bozunma yasasına 

uyar ve başlangıçtan (t = 0) belirli bir süre sonra (t = T) suda bulunan 14 C içeriği (AT), 

178

At 

L Ln( 

2) 

/ T1 

/ 2 

(3) 

eşitlikleri ile belirlenir. 

( LT) 

A0exp 

(2) 

Beslenim zonundaki 14 C (A0) ve sudaki 14 C (AT) değerlerinin bilinmesi durumunda yukarıdaki 

eşitliğin aşağıdaki biçimi kullanılarak aktivitenin A0’dan AT değerine azalması için geçmesi 

gereken zaman (T, yaş) belirlenir. 

AT 

Ln 

 

A0 

T 

 

(4) 

L 

Genellikle arkeolojik örneklere uygulanan Eşitlik 4 ile belirlenen yaş atmosferik 14 CO2 içeriğinde 

geçmişte oluşan salınımların etkisini içermez. Belirlenen yaş değerinin bu etkiyi dikkate alan 

biçimde düzeltilmesi durumunda elde edilen yaşa “kalibre edilmiş radyokarbon yaşı, calibrated 14 C 

age” denilmektedir. 

Hidrojeolojik uygulamalarda genellikle söz konusu değerin 100 pmc dolayında sabit kaldığı 

varsayılır ve akım sistemine ait diğer fiziksel ve kimyasal süreçlerdeki belirsizliklerin etkisi dikkate 

alındığında, anılan değerdeki salınımların yeraltısuyu radyokarbon yaşları üzerindeki etkisi 

önemsizdir. 

Eşitlik 4’te kullanılan AT değeri üzerinde akifer içindeki diğer fiziksel ve kimyasal süreçlerin 

etkiinden dolayı yeraltısuyu radyokarbon yaş tayini uygulamaları yukarıda belirtilenden çok daha 

karmaşıktır. Yeraltısuyu radyokarbon yaşının gerçekci bir biçimde belirlenebilmesi için AT 

değerinin, değere etkiyen tüm süreçler açısından düzeltilmesi gerekir. Söz konusu düzeltmeye 

ilişkin ayrıntılar aşağıda sunulmuştur. 

3. RADYOKARBONUN YERALTISUYUNDAKİ EVRİMİ 

Yeraltısuyunun radyokarbon yaşının belirlenmesi konusunda başarılı bir uygulama yapabilmek için 

öncelikle suyun bünyesinde değişik türler halinde taşınan karbon elementinin beslenme anından 

itibaren akifer içinde geçirdiği evrimin iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu çalışmada ele alınan şekli 

ile yeraltısuyu radyokarbon yaş tayini karbon elementini içeren inorganik türlerin akım yolu 

boyunca evrimini dikkate almaktadır. Bu kapsamda yeraltısuyuna inorganik karbon sağlayan 

başlıca süreçler doymamış zon atmosferindeki CO2 ve kayaçlardan türeyen C elementidir. Yukarıda 

da belirtildiği gibi doymamış zon atmosferindeki CO2 bitki kök terlemesi ve/veya atmosferden 

beslenme zonuna difüze olan CO2’i içermektedir. Kayaçlardan türeyen C elementinin başlıca 

kaynağını ise kayaç oluşturan birincil karbonat mineralleri, kayaçların kırık ve çatlaklarında kayaç 

oluşumunu takip eden süreçler sonrasında çökelen ikincil karbonat mineralleri (örğ. kalsit, CaCO3) 

ve magmatik/metamorfik kökenli (yani, jeojenik) CO2 gazı ile biyojenik ve termojenik kökenli 

metan (CH4) gazı oluşturmaktadır. Birincil karbonat mineralleri karbonatlı kayaç (örğ. kireçtaşı, 

dolomit) akiferlerinde yaygın olarak gözlenmekte, buna karşın ikincil karbonat mineralleri (örğ. 

kalsit) akla gelen her tür kayaç tipini içeren akiferlerde kırık ve çatlaklar boyunca 

bulunabilmektedir. Jeojenik CO2 volkanik ve tektonik aktif bölgelerde, biyojenik CH4 gömülü 

organik maddenin çürüdüğü eski ve sığ bataklık ortamı kayaçlarında, termojenik CH4 ise genellikle 

hidrokarbon içeren derine gömülü ve jeotermal gradyanın geçmişte ya da günümüzde yüksek 

olduğu kayaç ortamlarında bulunmaktadırlar. 

Son birkaç yüzbin yıl içinde oluşan ikincil karbonat mineralleri dışında kayaç oluşturan karbonat 

mineralleri –kayaç oluşumundan sonra geçen uzun zaman içinde- içerdikleri ilksel 

179 

14 C izotopunun 

tamamını radyoaktif bozunma sonucu kaybetmiş durumdadırlar. Dolayısıyla beslenim suyunun 

içerdiği karbonik asit tarafından karbonatlı mineralin çözünmesi sonucu kayaçtan yeraltısuyuna 

geçen C elementi 14 C izotopu içermez. Bu yolla yeraltısuyuna geçen C elementi 14 C içermeyen

anlamında “ölü karbon” olarak adlandırılır. Benzer biçimde, jeojenik CO2 ve termojenik CH4’dan 

yeraltısuyuna geçen C elementi de “ölü karbon” niteliğindedir. Yakın jeolojik geçmişte akifer 

ortamına gömülen organik maddenin indirgenmesi ile oluşan biyojenik CH4 ise gömülme 

zamanından itibaren geçen sürenin uzunluğuna bağlı olarak yeraltısuyuna 14 C sağlar ya da 

sağlamaz. Tüm bu kaynaklardan sağlanan C elementi yeraltısuyunda ortamın kimyasal denge 

koşullarına bağlı olarak çözünmüş karbon dioksit (CO2), karbonik asit (H2CO3), bikarbonat (HCO3 - ) 

ya da karbonat (CO3 = ) türlerine dağılmış olarak bulunur. Bu kimyasal türlerce içerilen C 

elementinin toplamı Toplam Çözünmüş İnorganik Karbon (TÇİK) olarak adlandırılır. 

Basit bir yaklaşımla, doygun zonun üst bölümlerindeki “güncel” yeraltısuyunun radyokarbon 

aktivitesi 50 pmc dolayına iner. Bu durumun nedeni, beslenim suyunun içerdiği 100 pmc 

dolayındaki 14 C içerikli CO2 gazınca oluşturulan karbonik asitin “ölü karbon” içeren mineralleri 

çözmesidir. Sonuçta yeraltısuyunca içerilen C elementinin kabaca yarısı yüzeysel (atmosfer ve kök 

zonu) diğer yarısı ise “ölü karbon” içeren mineral kökenli olmaktadır. Bu durum ilksel olarak 100 

pmc dolayındaki ilksel radyokarbon aktivitesinin 50 pmc düzeyine inmesine neden olur. Söz 

konusu jeokimyasal sürecin dikkate alınmaması durumunda, bir kaç yıl/on yıl içinde akifere katılan 

suyun radyokarbon yaşı Eşitlik 4’ün kullanımı ile 5730 yıl olarak belirlenecektir. 

Diğer yandan, akım yolu boyunca yeraltısuyuna beslenme zonu dışındaki kaynaklardan katılan (örğ. 

jeojenik, biyojenik ya da termojenik) CO2 ve CH4 girdisi de 14 C içermediğinden bu gibi katkılar 

TÇİK’in 14 C içeriğinde ayrıca seyrelmeye neden olurlar. Yukarıdaki örnekte olduğu gibi bu gibi 

“seyreltici” kaynak ve batak (source and sink) süreçlerinin dikkate alınmaması, hesaplanan 

radyokarbon yaşlarının gerçektekinden daha büyük olmasına neden olurlar. 

Seyrelme yoluyla yeraltısuyu radyokarbon aktivitesinin azalmasına neden olan bir diğer süreç de 

yeraltısuyu ile karbonatlı akifer mineralleri arasındaki izotopik değişimdir (isotopic exchange). 

Radyokarbon yaşları üzerinde bu etkinin düzeltilmesi oldukça güçtür. Termodinamiğin ikinci yasası 

uyarınca tüm sistemler kendi içlerindeki enerji düzeyi farklılıklarını ortadan kaldıracak biçimde 

davranırlar. Örneğin, yeraltısuyu yüksek potansiyel enerji düzeyinden alçak potansiyel enerji 

düzeyine doğru hareket eder; amaç enerji düzeyi farklılığının ortadan kaldırılmasıdır. Benzer 

biçimde, farklı C izotop içeriklerine sahip TÇİK ile C içeren akifer mineralleri de bu farklılığı 

ortadan kaldırmak üzere aralarında C izotoplarını değiştirme (takas etme) eğilimindedirler (isotope 

exchange). İzotopik takas işlemi oldukça yavaş bir süreç olmakla birlikte radyokarbon yaş tayinine 

konu olan uzun zaman ölçeğinde dikkate değer boyutlara ulaşabilir. TÇİK ve karbonatlı mineral 

arasındaki izotopik takas, TÇİK 14 C içeriğinde seyrelmeye neden olacağından yeraltısuyu 

radyokarbon yaşı gerçektekinden daha büyük olacaktır. Günümüzdeki bilimsel bilgi birikimi 

izotopik takas etkisinin güvenilir biçimde dikkate alınmasını sağlayacak düzeyde değildir. 

Yukarıda belirtilen süreçlerin hemen tamamı radyokarbon yaş tayinine konu akifer sistemlerinde az 

ya da çok etkilidir. Tüm bu etkilerin dikkate alınması ve radyokarbon içeriğinde bu süreçlere bağlı 

düzeltmelerin yapılması oldukça karmaşık ve yoğun hesaplamalar gerektirir. Bu hesaplamaların elle 

gerçekleştirilmesindeki zorluktan dolayı genellikle NETPATH (Plummer et al., 1991) ve 

PHREEQC (Parkhurst and Appelo, 1999) gibi jeokimyasal modelleme araçlarından yararlanılır. Bu 

yazılımlardan NETPATH “geriye doğru”, PHREEQC ise “ileriye doğru” modelleme tekniklerini 

kullanmaktadır. Bu kapsamda, NETPATH akım yolu üzerindeki akışyukarı ve akışaşağı konumlu 

iki ayrı su noktasına ait fiziksel, kimyasal ve izotopik verileri kullanarak, bu noktalar arasında 

kimyasal ve izotopik evrime ait olası reaksiyon senaryolarını oluşturur. Uygulayıcı, bu senaryolar 

arasından “en uygun” olanını akifer mineralojisi ve kavramsal hidrojeolojik model yapısını da 

dikkate alarak, kuramsal bilgi birikimi temelinde seçer. Seçilen senaryo tarafından üretilmiş olan 

yeraltısuyu radyokarbon yaşı, yaş değerine etkiyen tüm süreçlerin etkilerinin dikkate alındığı 

bilimsel olarak savunulabilir bir değer oluşturur. Bu aşamada seçilen model senaryosu 

girdilerindeki belirsizlikler dikkate alınmalı; girdi değerlerindeki olası değişimlerin hesaplanan yaş 

180

değeri üzerindeki etkisi değerledirilmelidir. Bilimsel olarak kabul edilebilir bir radyokabon yaş 

değerinin girdi belirsizliklerinden önemli düzeyde etkilenmemesi gerekmektedir. 

Yeraltısuyu radyokarbon yaş değerinin belirlenmesinde kullanılan bir diğer jeokimyasal model aracı 

olan PHREEQC ise akışyukarı suya ait fiziksel, kimyasal ve izotopik verileri kullanmakta, akım 

yolu boyunca gerçekleşmesi beklenen kimyasal ve izotopik süreçler (reaksiyonlar) kullanıcı 

tarafından modele uygulatılmaktadır. Bu uygulamada hedef, model tarafından üretilen teorik 

sonuçların akışaşağı örnekleme noktasına ait gözlenen veriler ile uyumlu olmasını sağlamaktır. Bu 

modelin kullanımı kimyasal ve izotopik süreçler hakkında derin bir kuramsal bilgi birikimi 

gerektirmektedir. Bu nedenle, bu modelleme aracı genellikle kullanıcının her iki su noktası arasında 

gerçekleşen kimyasal ve izotopik süreçler hakkında kesin bilgilere sahip olması durumunda 

kullanılmaktadır. 

Her iki modelleme aracı da su noktaları arasındaki etkili kimyasal süreçlerin belirlenmesi amacıyla 

13 C izotopundan yararlanmaktadır. Bu kapsamda, karbon izotopunun akım sistemindeki evrimi 

üzerinde etkili olduğu düşünülen tüm bileşenlerinin (örğ. beslenim suyu, akışyukarı su, jeojenik 

akışkan (sıvı ve gaz) getirimi gibi akım sistemine katılan diğer su ve gazlar, akım yolu boyunca 

karbonat minerali çözünmesi ve çökelmesi, su ve mineraller arasındaki izotopik değişim vb) 13 C 

içerikleri girdi olarak kullanılmaktadır. Kabul edilebilir bir modelin ürettiği akışaşağı suya ait 13 C 

değerinin bu örnekleme noktasında gözlenen 13 C değeri ile uyumlu olması gerekir. Öte yandan, tüm 

bu hesaplamalarda temel varsayım akış sistemindeki izotopik dengenin oluştuğu şeklindedir ki 

büyük ve/veya yavaş akım hızına sahip yeraltısuyu sistemlerinde bu şart çoğunlukla 

sağlanmaktadır. 

Öte yandan, hangi modelleme aracı kullanılırsa kullanılsın, hesaplanan radyokarbon yaşlarının 

güvenilirliği bağımsız başka yaklaşımlar ile kontrol edilmelidir. Örneğin, radyokarbon yaşlarından 

elde edilen akım hızlarının olası kinematik akım hızı ile ne denli örtüştüğünün incelenmesi faydalı 

bir yaklaşımdır. 

4. RADYOKARBON AKTİVİTE ÖLÇÜMÜ 

Günümüzde yeraltısuyu TÇİK içeriğinde radyokarbon aktivitesinin belirlenmesi amacıyla yaygın 

olarak iki farklı ölçüm tekniği kullanılmaktadır. Radyokarbon uygulamalarının başlangıcından beri 

uygulanan Sıvı Parıldama Sayım (SPS, Liquid Scintillation Counting) tekniği (conventional 14 C 

counting), örnekteki 14 C izotopundan salınan beta (negatron ya da elektron) partiküllerinin organik 

nitelikli bir molekül ile çarpıştırılması ve bu çarpışma sonucu oluşan ışık parıldamalarının sayısının 

belirlenmesine dayanmaktadır. Bu amaçla örnek ve -kokteyl olarak adlandırılan- organik madde 

genellikle 20 mL hacimli bir kap içinde karıştırılmakta ve oluşan parıldamalar genellikle ölçüm 

standart sapmasının minimum düzeye ulaştığı en az 400 dakikalık bir süre boyunca sayılmaktadır. 

Bu ölçümlerde 14 C aktivitesi sıfır olan ölü karbonlu kör örnek (blank) ve 14 C aktivitesi bilinen ve 

uluslararası kabul gören bir standard (örğ. NIST-SRM 4990B) örnek aktivitesinin belirlenmesi 

amacıyla kullanılmaktadır. SPS tekniğine dayalı ölçümlerde genellikle 10 mL civarında örnek 

kullanılabilmekte olup, bu hacimdeki yeraltısuyunun içerdiği TÇİK 14 C aktivitesi SPS cihazlarının 

ölçüm hassaslığı açısından gerekli parıldamayı üretememektedir. Bu nedenle, örneklenen 

yeraltısuyuna ait TÇİK (CO3) önce karbon dioksite (CO2), daha sonra asetilene (C2H2), daha sonra 

da benzene (C6H6) dönüştürülmektedir. Bu yolla, başlangıçta oldukça büyük hacme sahip olan 

TÇİK daha küçük hacme dönüştürülmektedir. Söz konusu dönüştürme işlemi “benzen sentezi” 

olarak adlandırılmaktadır. Bu yolla, kabaca 1 pmc dolayındaki 14 C aktivitesi ölçülebilmekte olup; 

50,000 yıla ulaşan yaş tayinlerinin yapılması mümkündür. SPS tekniği ile güvenilir radyokarbon 

aktivite ölçümlerinin yapılabilmesi için en az 3 gram dolayında C elementine gereksinim 

duyulmaktadır. Bu amaçla, örneklenecek suyun C içeriğine bağlı olarak- 100 L ile 300 L arası 

hacimli yeraltısuyu örneğinin yerinde örnekleme işleminden geçirilmesi gerekmektedir. SPS tekniği 

için gerekli örnekleme yaklaşımının ayrıntıları ileriki bölümde sunulmuştur. 

181

Radyokarbon aktivitesinin ölçümünde kullanılan diğer teknik ise Hızlandırıcılı Kütle 

Spektrometresi (HKS, Accelerator Mass Spectrometer, AMS) tekniğidir. Son yirmi yıldır 

uygulanmakta olan bu teknik yakın zamanda ilgili teknik altyapı unsurlarının fiyatlarındaki 

azalmaya bağlı olarak dünya genelinde yaygınlaşmıştır. HKS tekniği ile güvenilir radyokarbon 

aktivite ölçümü için bir kaç mili gram C elementi yeterli olup, bu miktar kabaca 1 L’lik su örneğine 

karşılık gelmektedir. 

HKS tekniğinin sınırlı hacimli örneğe gereksinim duyması sahadaki örnekleme işlemini 

kolaylaştırmakla birlikte, bu tekniğe dayalı analiz ücreti daha pahalıdır (örğ. 600 USD). Diğer 

yandan, sahada daha uzun örnekleme zamanı gerektiren SPS tekniğinin ise analiz maliyeti daha 

düşüktür (örğ. 300 USD). Gerek SPS ve gerekse HKS tekniğine dayalı radyokarbon aktivite 

ölçümleri –bir kısmı ticari- pek çok yurtdışı laboratuvar tarafından gerçekleştirilmekte olup, ilgili 

web sayfalarına internet üzerinden (örg. www.geochronlabs.com) ulaşmak mümkündür. 

5. YERALTISUYUNDA RADYOKARBON ÖRNEKLEMESİ 

Yeraltısuyunda TÇİK radyokarbon aktivitesinin belirlenmesine yönelik olarak uygulanacak 

örnekleme yöntemi tercih edilen analiz tekniğine bağlıdır. HKS analiz tekniği için genellikle 1 L’lik 

su örneği yeterlidir. Bu amaçla –tercihen tıpalı ve- vidalı kapaklı plastik bir şişe kullanılmalıdır. 

Saha çalışması öncesinde şişeler % 10’luk HCl ya da HNO3 ve saf su karışımında oluşan çözelti ile 

doldurularak bir gün bekletilmeli, bu yolla olası karbonat çökellerinden arındırılmalıdır. Daha sonra 

saf su ile bir kaç kez durulanan şişe ve tıpalar kurutularak örnekleme işlemine hazırlanmalıdır. 

Örnekleme noktasında şişenin örneklenecek su ile birkaç kez çalkalanarak iç yüzeyinin tamamen 

ıslanması sağlanır. Şişe örneklenecek su içine –gerekirse bir kova kullanılarak- daldırılarak 

doldurulmalıdır. Bu işlem şişe içinde atmosferik hava kabarcığı kalmasını engelleyecektir. Benzer 

biçimde tıpanın ve vidalı kapağın da su altında takılması gereklidir. Daha sonra vidalı kapak 

elektrik izolasyon bandı ile sarılarak şişeye sabitlenmelidir. Örnekleme noktasına ait kod etiket 

kullanılmaksızın doğrudan şişenin boynuna ve kapak üstüne asetat kalemi ile yazılmalıdır. Birden 

fazla noktaya kod yazılması nakil sırasında sürtünmeye bağlı silinmeye karşı faydalı bir önlem 

olacaktır. Kod yazma işlemi şişe ıslatılmadan önce yapılmalıdır. Yukarıda belirtilen yolla alınan su 

örneği içinde zamanla hava kabarcıkları oluşabilir. Bu durum, genellikle örnek sıcaklığının artması 

ve/veya ortam basıncının azalması nedeniyle suda çözünen gazların serbest kalmasından 

kaynaklanan doğal bir süreçtir. HKS tekniği için alınan su örneğinin mikrobiyolojik unsurlar (örğ. 

bakteri) içermesi TÇİK radyokarbon içeriğinin değişmesine neden olabilir. Bu olasılığı engellemek 

için örnekleme öncesinde suya HgCl gibi bir bakteri öldürücünün (bakterisid) eklenmesi 

gerekecektir. Uygun bakterisid türü için analiz yapılacak laboratuvara danışılması uygun olacaktır. 

SPS ölçüm tekniğine dayalı örnekleme 3 gram kadar C elementinin genellikle BaCO3 formunda 

çöktürme yoluyla elde edilmesini gerektirir. Öncelikle örneklenecek suyun TÇİK içeriğinin 

bilinmesi gerekmektedir. Bu amaçla sahada alkalinite ölçümü yapılabileceği gibi –mevcut ise- 

örneklenecek suyun kimyasal bileşiminden de yararlanılabilir. Örneğin, 1 mek/L düzeyinde HCO3 

(61 miligram/L) ve/veya CO3 (60 miligram/L) içeren yeraltısuyunun 1 L’sinde 12 miligram C 

bulunmaktadır. Bu durumda, söz konusu yeraltısuyunun (3 gram / 0.012 gram/L = 250 L) 250 L’lik 

bölümünden 3 gram C elementi çöktürülebileceği anlaşılmaktadır. Analiz hatası ve örnekleme 

performansındaki olası düşüklük dikkate alınarak, belirlenen su hacminin 1.5 katı kadar örnekte 

çöktürme yapılması akılcı bir yaklaşımdır. 

Çöktürme işlemi için genellikle konik tabanlı, dar ağızlı, yaklaşık 100 L hacimli metal ya da plastik 

kaplar kullanılır (Şekil 1). 

182

Şekil 1: Plastik çöktürme tankı ile radyokarbon analizi amaçlı TÇİK örneklemesi. 

Yeraltısuyunun kuyudan örneklenmesi durumunda kuyuda beklemiş statik suyun öncelikle atılması, 

akifer koşullarını temsil eden yeraltısuyunun kuyudan boşalması beklenir. Bu amaçla genel olarak 

kuyu hacminin 3 katı kadar suyun boşaltılması gerekecektir. Pompajın başlamasıyla birlikte sıcaklık 

ve özgül elektriksel iletkenliğin sürekli olarak ölçülmesi temsil edici su gelişinin belirlenmesi 

açısından faydalı bir yaklaşımdır. Sıcaklık ve özgül elektriksel iletkenliğin sabit değerlere ulaşması 

akiferi temsil eden yeraltısuyunun boşalmakta olduğunun göstergesidir. Çöktürme öncesinde, 

çöktürme kabı örneklenecek su ile bir kaç kez çalkalanmalıdır. Daha önce çöktürme işleminde 

kullanılan kabın duvarlarındaki karbonat çökellerinin mevcut olması durumunda çalkalama 

işleminde kullanılan suyun içine % 10’luk derişim sağlanacak biçimde asit eklenmesi yerinde 

olacaktır. Kap içine önce su daha sonra asit eklenmelidir. Asit üzerine su eklenmesi şiddetli 

tepkimelere neden olur. Çalkalama işlemi sonrasında çöktürme kabı tabanına çökel+su karışımının 

toplanacağı –tercihen plastik- bir şişe bağlanır ve çöktürme kabı örneklenecek su ile tamamen 

doldurulur. Kabın tamamen doldurulması, üst kesiminde hava içermemesi önemlidir. Daha sonra 

kap içine derişik (doygunluğa ulaşmış) NaOH çözeltisi dökülür. Aşırı bazik olan NaOH çözeltisinin 

atmosferik CO2’i bünyesinde çökelterek hatalı radyokarbon aktivite değerlerine neden olmaması 

için, laboratuvarda yeni üretilmiş sıcak damıtık sudan itibaren hazırlanması ve 100 mL’lik, hava 

içermeyen, tıpalı ve vidalı kapaklı plastik şişeler içinde araziye nakledilmesi uygun olacaktır. 

Çöktürme kabına derişik NaOH eklenmesinden sonra kap içindeki sıvı metal bir çubuk ile birkaç 

dakika karıştırılarak homojenizasyon sağlanır. NaOH yoğun bir çözelti olduğundan, dökme işlemi 

ile birlikte hızla dibe çökerek çöktürme kabını terk edip, örnekleme şişesine ulaşabilir. Bu 

istenmeyen bir durum olduğundan, karıştırma işlemine NaOH çözeltisi eklenirken başlanmalıdır. 

Bu aşamada, pH test kağıdı ya da pH ölçer ile çözeltinin pH değeri ölçülmelidir. Etkili bir çöktürme 

için pH yaklaşık 10-12 aralığında olmalıdır. Gerekirse örneğe yeniden NaOH çözeltisi eklenmeli ve 

yukarıdaki işlemler yinelenmelidir. Bu aşamada C elementi CO3 formunda çökme eğiliminde olup, 

bu sürecin gerçekleşmesi için çözeltideki her bir mol CO3 için bir mol uygun bir katyonun (Ba ya 

da Sr) bulunması gereklidir. Bu amaca ulaşmak için çözeltiye bazik ortamda çözünürlüğü yüksek ve 

C elementi içermeyen bir kimyasalın eklenmesi gerekir. Söz konusu amaçla genellikle BaCl2 

kullanılmaktadır. Çözeltiye eklenecek BaCl2 miktarının belirlenmesi için suyun tahmini HCO3 

ve/veya CO3 içeriğinden yararlanılır. Örneğin, 1 mek/L HCO3 (60 miligram/L derişimli 100 L’lik 

çöktürme tankında 100 mek (=100 milimol) HCO3 bulunmaktadır. Bu miktardaki HCO3’ün BaCO3 

183

şeklinde çökelmesi için çözeltiye en az 100 milimol BaCl2 eklenmesi gerekir. Uygulamada güvenli 

tarafta kalmak açısından eklenen BaCl2 miktarının hesaplanan değerin % 50 üzerinde tutulması 

faydalı olacaktır. Çözeltiye BaCl2 eklenmesi ile birlikte metal çubukla çözelti karıştırılmalı ve etkin 

çözünme sağlanmalıdır. BaCl2 çözünürlüğü yüksek bir bileşik olup, toz formdaki BaCl2’ün 

eklenmesi ile birlikte 10 dakikalık bir karıştırma işlemi tam çözünme için yeterlidir. BaCl2’ün 

çözünmesi ile birlikte BaCO3 çökelme işlemi başlar. Bu aşamada başlangıçta berrak olan örnek, 

oluşan BaCO3 kristallerinden dolayı bulanık bir görünüm alır. BaCO3 kritstallerinin mikroskopik 

kütlesine uygulanan yerçekim kuvvetinin suyun sürtünme direncini yenememesi nedeniyle çökelim 

yavaş bir süreçtir. Bu süreci hızlandırmak için çözeltiye mikrokristallerin birleşerek iri kütleli 

topaklar oluşturmalarını sağlayacak bir topaklaştırıcı (flocculant) kimyasal eklenir. Bu amaçla 

genellikle derişik Praestol çözeltisi kullanılmaktadır. Kabaca 100 L’lik bir kaptaki topaklaştırma 

işlemi için 100 mL kadar derişik Praestol çözeltisi yeterlidir. Oldukça viskoz olan bu çözelti kaba 

yavaşça, örnek sürekli biçimde karıştırılırken eklenir. Praestol çözeltisinin eklenmesinden sonra 

örnek bir kaç dakikalık aralıklar ile sürekli olarak karıştırılır. Bu aşamada, oldukça hızlı gerçekleşir 

ve çöktürme kabı tabanındaki toplama şişesi içinde BaCO3 topakları birikmeye başlar. Çözeltideki 

tüm TÇİK’un BaCO3 formunda çökelmesi için genellikle 30 dakikalık bir karıştırma işlemi 

yeterlidir. Örnek çözeltisindeki berraklaşma mevcut BaCO3’ın tamamına yakın bölümünün 

çökeldiğinin göstergesidir. Bu aşamada, toplama kabı dolarsa, çöktürme kabı ile bağlantı bölümü 

metal çubuk ucundaki bir plastik tıpanın bu bölüme sabitlenmesinden sonra düzenekten ayrılır ve 

yeni toplama kabı takılarak yukarıdaki işleme devam edilir. Daha fazla çökelimin olmaması 

durumunda toplama kabı benzer biçimde düzenekten ayrılır. Yukarıdaki işlem yeterli miktarda 

BaCO3 çökeltisi elde edilene değin tekrarlanır. Toplama şişeleri vidalı kapakla kapatılır; kapak 

izolasyon bantı ile şişeye sabitlenir; şişe üzerine örnek kodu yazılır. 

Saha çalışması dönüşünde toplama şişeleri birkaç gün hareketsiz konumda bekletilir. Bu süre içinde 

katı faz şişe tabanında sıvı faz ise şişenin üst bölümünde yoğunlaşır. Bu aşamada, şişe sıvı-katı faz 

sınırından bıçakla kesilerek, “çamur” formundaki katı faz bölümü +50 °C’deki etüve aktarılır. Bu 

işlemin amacı, BaCO3 çökeli içindeki suyun ortamdan uzaklaştırılmasıdır. Tam kuruma sağlanınca 

plastik bir spatül kullanılarak çökel naylon torba ya da başka bir plastik şişeye alınır. Kurutma ve 

yeniden paketleme işlemleri sırasında deri-saç-kağıt vb organik maddelerin örneğe karışmasından 

kaçınılmalı, örnek aktarımı ile ilgili tüm aşamalarda steril eldiven kullanılmalıdır. Elde edilen 

örneğin analiz için gereksinilen miktardan fazlasının ayrı bir kapta yedeklenmesi olası analiz 

sorunlarına karşı faydalı bir önlemdir. 

6. GEREKSİNİLEN DİĞER VERİLER 

Yeraltısuyunda radyokarbon yaş tayini amaçlı çalışmalarda uygulanan örnekleme ve analiz tekniği 

ne olursa olsun radyokarbon aktivitesi dışında başka verilere de gereksinim duyulmaktadır. Bu 

verilerin bir kısmı sahada gerçekleştirilen yerinde ölçümler ile diğer bir kısmı ise kimyasal ve 

izotopik laboratuvar analizleri sonucunda üretilirler. Öncelikle üretilmesi gereken veriler arasında, 

sahada örnekleme noktası başında yapılacak, sıcaklık, özgül elektriksel iletkenlik, pH, çözünmüş 

oksijen, redoks potansiyeli ölçümleri gelmektedir. Ayrıca, majör iyon bileşiminin (yani, Ca, Mg, 

Na, K, CO3, HCO3, SO4, Cl, NO2, NO3) belirlenmesi amacıyla örnekleme yapılmalıdır. Diğer 

yandan yeraltısuyuna volkanojenik sıvı/gaz girişinin göstergesi olan Li, Br, Si ve B gibi 

elementlerin derişimi de ölçülmelidir. Bu gibi örnekler, önceden temizlenmiş plastik şişelere 

alınabilirler. Şişelerin su içinde doldurulması atmosferik hava kabarcığı içermelerini 

engelleyecektir. Bunların yanısıra, yeraltısuyunun çözünmüş gaz içeriğinin (özellikle, CO2, CH4 ve 

H2S) belirlenmesi için cam şişelere su ve/veya gaz örneklemesi yapılması da uygun olacaktır. Tüm 

bu veriler yeraltısuyu sisteminde etkili olan karışım (örğ. volkanojenik sıvı/gaz katkısı) ve redoks 

düzeyi (örğ. oksik, post-oksik, sülfidik, metanojenik) hakkında güvenilir kararların verilmesine 

yardımcı olmaktadır. 

Diğer yandan, radyokarbon amaçlı örnekleme sırasında suyun trityum ve duraylı izotop içeriğinin 

belirlenmesine yönelik örnekleme de yapılmalıdır. Duraylı izotop verileri farklı su noktalarının 

184

eslenim alanı yükseltisi ve/veya sıcaklığındaki değişimin saptanması açısından vazgeçilmez 

niteliktedir. Diğer yandan, trityum içeriği de örneğin radyokarbon aktivitesi ile birlikte 

kullanıldığında, yeraltısuyu sistemindeki genç ve yaşlı su katkı oranları hakkında değerli bilgiler 

sunmaktadır. 

Radyokarbon yaş tayininde gereksinilen diğer izotopik veriler arasında örneklenen suyun TÇİK 

içeriğine ait 13 C değeri önemli bir yere sahiptir. Ayrıca –varsa- akiferi oluşturan ve/veya akiferin 

çatlak dolgularında mevcut karbonat minerallerinin de 13 C içeriği belirlenmelidir. Bu veriler, akım 

sistemi içinde C elementinin geçirdiği evrimin jeokimyasal modeller aracılığı ile belirlenmesinde 

büyük önem taşımaktadırlar. Yeraltısuyuna ait çözünmüş gaz örneğinde mevcut CO2 ve CH4 gibi 

gazların 13 C içeriklerinin saptanması da faydalı bir yaklaşımdır. Benzer biçimde, -varsa- akiferdeki 

jips ve pirit mineralleri ile H2S gazının sülfür izotop bileşiminin belirlenmesi de hassas bir 

jeokimyasal modelleme için gereklidir. 

Son olarak, beklenen radyokarbon yaş değerine karşılık gelen geçmiş zaman süreci boyunca 

akiferin beslenme alanındaki ortam koşulları hakkında toplanan bilgiler de değerlendirme sürecinde 

oldukça yardımcıdır. Bu kapsamda, geçmiş bitki örtüsünün niteliği de belirlenmelidir. Bitki örtüsü 

içinde C3, C4 ve CAM tipi fotosentez yapan bitkilerin yoğunluğunun bilinmesi beslenme zonu CO2 

gazına atfedilecek 13 C değerinin seçiminde yol gösterici olacaktır. Ayrıca, akiferi oluşturan kaya 

tipleri ve bunların mineral bileşimine ilişkin bilgilerin de üretilmesi/derlenmesi nitelikli bir 

jeokimyasal modelleme için gereklidir. Önemli bir mineral türünün modele eklenmemesi ya da 

akiferde mevcut olmayan bir mineralin modele dahil edilmesi hatalı model sonuçlarının 

üretilmesine neden olacaktır. 

7. ÖRNEKLEME NOKTALARININ SEÇİMİ 

Yeraltısuyu radyokarbon yaş tayini amaçlı örneklerin bölgesel akım yolunun beslenim alanı ile 

boşalım alanı/noktası arasında uzanan farklı bölümlerinden toplanması uygun olacaktır. Bu amaçla, 

akiferin doğal koşullardaki eş-hidrolik yük eğrileri oluşturulmalı, bunlara dik uzanacak biçimde 

olası akım çizgileri oluşturulmalıdır. Örnekleme noktalarının olabildiğince aynı akım çizgisi 

üzerinde olacak biçimde seçilmesi jeokimyasal modelin bu varsayıma dayanması nedeniyle önem 

taşımaktadır. Ayrıca, örnekleme noktalarının seçiminde akiferin jeolojik yapısının ve kavramsal 

hidrojeolojik modelin de dikkate alınması gerekmektedir. Örneğin, akım yolu boyunca akifere derin 

kökenli termal çözelti getiriminin olması akım yolu boyunca C elementinin yeraltısuyundaki 

evrimini önemli düzeyde etkileyecektir. Sisteme jeojenik CO2 girişinin gerçekleşmesi radyokarbon 

içeriğinde seyrelmeye neden olacağından, bu durumun dikkate alınmaması, hesaplanan 

radyokarbon yaşlarının gerçektekinden daha büyük olmasına neden olacaktır. 

8. KONYA KAPALI HAVZASI ÖRNEK UYGULAMASI 

Yukarıda değinilen tüm süreç ve değişkenlerin radyokarbon yaşı üzerindeki etkisinin dikkate 

alındığı bir çalışma Konya Kapalı Havzası’nda (KKH) gerçekleştirilmiştir. Söz konusu çalışmaya 

ilişkin ayrıntılar çeşitli yayınlarda verilmiş olup (Bayarı vd., 2004, 2005, 2008), aşağıda kısa bir 

özet sunulmuştur. 

KKH güneyde Toros Dağları ile kuzeyde Tuz Gölü kuzeyine değin uzanan, yaklaşık 55,000 km 

185 

2 

büyüklüğünde, Türkiye’nin önemli yeraltısuyu havzalarından birisidir. Ana beslenim alanını Toros 

Dağlarının oluşturduğu bu sistemde yeraltısuyu akımı kuzey-güney doğrultusunda yaklaşık 150 

km’lik bir hat boyunca uzanan Neojen akiferi içinde gerçekleşir. Akım yolu boyunca bu tatlısu 

akiferine derinden yükselen termal-tuzlu yeraltısuyu Paleojen yaşlı akitard boyunca kütlece sınırlı, 

kimyasal ve izotopik açıdan kısmen etkili bir katkı sağlamaktadır. Akım sisteminin nihai boşalım 

noktası Tuz Gölü’dür. Yıllık 2.6 milyar m 3 düzeyinde yeraltısuyu çekimi yapıldığı tahmin edilen bu 

sistemin büyük oranda günümüzdekinden farklı paleoiklim koşullarında beslendiği 

düşünülmektedir. Bu varsayımın kontrol edilmesi amacıyla Toros Dağlarından Tuz Gölü’ne uzanan 

ve sistemin bakir koşullardaki yük dağılımına dik doğrultuda uzanan bölgesel akım yolu üzerinde 

bulunan 8 kuyuda yeraltısuyunun radyokarbon yaş dağılımı belirlenmiştir. Çalışma ile ilgili

ayrıntılar Bayarı vd’nde (2008, 2005 ve 2004) sunulmuştur. KKH radyokarbon yaş tayini çalışması 

kapsamında yukarıdaki bölümlerde değinilen verilerin önemli bir bölümü saha ve laboratuvar 

çalışmaları ile üretilmiştir. Çalışmada TÇİK çöktürme yöntemi ile örneklenmiş, radyokarbon 

akitivitesi SPS tekniği ile belirlenmiştir. 

Bölgesel akım yolu boyunca özgül elektriksel iletkenlik (ÖEİ) ve sıcaklık değişimi beslenim 

alanından uzaklaşıldıkça sıcaklıkta ve ÖEİ’te havza ortasına değin bir artış olduğunu 

göstermektedir (Şekil 2). Bu durum, akım sisteminin Toros Dağlarının etekleri ile havza ortasındaki 

Bozdağ yükselimi dolayında serbest, diğer yerlerde basınçlı akifer niteliğinde olmasından 

kaynaklanmaktadır. Bozdağ dolayındaki ara beslenim nedeniyle akım sisteminin akışaşağı 

bölümünde yeraltısuyu sıcaklığı ve çözünmüş madde içeriğinde (ÖEİ) bir azalma gözlenmektedir. 

Diğer yandan akım yolu boyunca pH ve logPCO2 değişimi basınçlı akifer koşullarının egemen 

olduğu, ana beslenim alanının hemen ötesinden itibaren sisteme sürekli derin kökenli jeojenik CO2 

girişinden kaynaklanmaktadır. 

Sıcaklık (oC) 

20 

19 

18 

17 

16 

15 

14 

0 20 40 60 80 100 120 

Toroslardan Uzaklık (km) 

Sıcaklık ÖEİ 

1600 

1400 

1200 

1000 

800 

600 

400 

ÖEİ (microS/cm) 

pH 

7.6 

7.5 

7.4 

7.3 

7.2 

7.1 

7.0 

6.9 

6.8 

6.7 

6.6 

6.5 

0 20 40 60 80 100 120 


pH logPCO2 

0.0 

Log 

-0.5 PC 

O2 

-1.0 (at 

m) 

Şekil 2: Bölgesel akım yolu boyunca, sıcaklık, ÖEİ, pH ve Log_PCO2 değişimi (Bayarı vd, 

2005’ten) 

Akım yolu boyunca majör iyon derişimindeki değişim, yeraltısuyunun ana beslenme alanının 

hemen akışaşağısında karbonat minerallerince (özellikle kalsit, yer yer dolomit) doygunluğa 

ulaştığını göstermektedir (Şekil 3). Bu durum, sisteme sürekli jeojenik CO2 girişinin bir sonucudur. 

Gerek iyon derişimleri ve gerekse doygunluk indisleri hakim akifer kayacının Neojen yaşlı 

karbonatlı birimler olduğunu göstermektedir. 

Derişim (meq/l) 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

0 20 40 60 80 100 120 


Na K Ca Mg 

Cl SO4 Alkalinite 

Doygunluk İndisi (Dİ) 

Bölgesel akım yolu boyunca TÇİK’un 

186 

13 C, 18 O ve 14 C izotopik bileşimindeki değişim kısmen 

beslenim suyu izotopik bileşiminden, kısmen su-mineral reaksiyonlarından ve kısmen de jeojenik 

CO2 girişinden kaynaklanmaktadır (Şekil 4). Beslenim suyu ve akifer kayaçlarının olası tüm 13 C 

izotopik bileşimlerinin dikkate alındığı jeokimyasal model hesaplamaları TÇİK’un yeraltısuyunda 

0.5 

0.0 

-0.5 

-1.0 

-1.5 

-2.0 

-2.5 

-3.0 


-1.5 

-2.0 

-2.5 

0 20 40 60 80 100 120 

L_PCO2 Kalsit Dolomit 

Jips Anhidrit Florit 

Şekil 3: Bölgesel akım yolu boyunca majör iyon ve mineral doygunluk indislerinin değişimi (Bayarı 

vd, 2005’ten)

gözlenen değerlerinin elde edilebilmesi için akım sistemine derin kökenli jeojenik CO2 girdisinin 

olması gerektiğini göstermektedir. Akım yolu boyunca örneklerin trityum ve radyokarbon içerikleri 

yeraltısuyu besleniminin esas olarak Toros Dağları eteklerinde ve kısmen de Bozdağ yükseltisi 

dolayında gerçekleştiğine işaret etmektedir. Bu durum hidrojeolojik kavramsal model ile 

uyumludur. Neojen akifer içinde ölçülebilir trityum içeriği ile karşılaşılmaması geçtiğimiz 50-100 

yıl içindeki beslenimin bu kesimlere ulaşmadığını göstermektedir. 

13C ve 18O (%o V-PDB) 

0 

0 20 40 60 80 100 120 

-2 

-4 

-6 

-8 

-10 

-12 


13C_TÇİK 18O_TÇİK 14C_TÇİK 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

14C (pmc) 

14C (pmc) 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

187 

0 20 40 60 80 100 120 


14C 3H 

Şekil 4: Bölgesel akım yolu boyunca TÇİK’un 13 C, 18 O ve 14 C içeriği ile 3 H_yas içeriğinin değişimi 

(Bayarı vd, 2005’ten) 

Üretilen verilerden itibaren NETPATH jeokimyasal modeli ile radyokarbon yaşlarının 

belirlenmesinde Çizelge 1’de gösterilen uç bileşenler ile jeojenik CO2 girdisi kullanılmıştır. 

Jeokimyasal modeller dedolomitizasyonun (dolomit çözünmesi - kalsit çökelimi) akım sistemi 

boyunca hakim jeokimyasal reaksiyon olduğunu göstermektedir (Şekil 5). Hesaplamalar gözlenen 

ve hesaplanan 13 C_TÇİK yakınsaması sağlanacak biçimde gerçekleştirilmiştir. 

Girdi değerlerindeki olası salınımların sonuçlar üzerindeki etkisinin kontrol edildiği jeokimyasal 

model hesaplamaları KKH’nda yeraltısuyu radyokarbon yaşlarının ana beslenim alanını oluşturan 

Toros Dağları eteklerinden ana boşalım alanını oluşturan Tuz Gölü’ne doğru, güncelden 40,000 yıl 

dolayına kadar arttığını göstermektedir (Şekil 6). Radyokarbon yaşlarının beslenim alanından 

uzaklıkla değişimi bakir koşullardaki yük dağılımı ile uyumlu görünmektedir. Radyokarbon 

yaşlarının beslenim alanından uzakla değişimi dikkate alındığında ortalama bölgesel yeraltısuyu 

akım hızının 3 m/yıl dolayında olması gerektiği anlaşılmaktadır. Kinematik yaş hesaplamaları 

karstik Neojen akiferi içindeki akım hızının olasılıkla Tuz Gölü dip tortullarının hidrolik 

iletkinliğince kontrol edildiğine işaret etmektedir. 

Çizelge 1: NETPATH modellerinde kullanılan başlangıç ve sonuç sular (Bayarı vd, 2005’ten) 

Model Başlangıç Suyu-1 Başlangıç Suyu-2 Sonuç Suyu 

Yağış-Ambar Yağış Yok Ambar 

Yağış Yenisu Yağış Yok Yenisu 

Yağış-Karapınar Yağış Yok Karapınar 

Yağış-İslik Yağış Yok İslik 

Yağış-Acısu Yağış Yok Acısu 

Çıralı Acıkuyu Bozdağ Ara Beslenim Çıralı 

Eskil Çıralı Bozdağ Ara Beslenim Eskil 

Taşpınar Çıralı Bozdağ Ara Beslenim Taşpınar 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

-1 

3H (TU)

Diğerleri (mmol/kgH2O) 

3.0 

2.5 

2.0 

1.5 

1.0 

0.5 

0.0 

-0.5 

Ambar 

Yenisu 

İslik 

Karapınar 

Acıkuyu 

Çıralı 

Kuyu 

Kalsit Dolomit Jips 

Halit Silvit Katyon Takas 

Org. Madde CO2_gaz 

Eskil 

Taşpınar 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

-2 

CO2_gaz (mmol/kgH2O) 

13C (%o V-PDB) 

0 

-1 

-2 

-3 

-4 

-5 

-6 

-7 

-8 

188 

Ambar 

Yenisu 

Karapınar 

İslik 

13C_Hesaplanan 13C_gözlenen 

Şekil 5: Bölgesel akım yolu boyunca yeraltısuyu mineral kütle transferi ve 13 C_TÇİK_hesaplanan 

ve 13 C_TÇİK_gözlenen değişimi (Bayarı vd, 2005’ten). 

Radyokarbon Yaşı (yıl) 

45000 

40000 

35000 

30000 

25000 

20000 

15000 

10000 

5000 

0 

1 2 3 4 5 6 7 8 

Örnekleme Noktası 

Şekil 6: Bölgesel akım yolu boyunca yeraltısuyu radyokarbon yaşının değişimi (Bayarı vd, 

2005’ten). 

9. SONUÇLAR VE ÖNERİLER 

Yeraltısuyu radyokarbon yaş tayini yaşlı suların akifer sistemlerindeki yayılımının belirlenmesi 

açısından büyük önem taşımaktadır. Buna karşın, ölçülen aktivite değerlerinin güvenilir 

radyokarbon yaş değerlerine dönüştürülmesi işlemi yeraltısuyu sistemi hakkında kapsamlı fiziksel, 

kimyasal ve izotopik verilere gereksinim duyan oldukça yoğun bir hesaplama ve değerlendirme 

sürecini gerekli kılmaktadır. Yaş değerlerinin üretilmesinde gereksinilecek tüm veriler akiferin 

kavramsal hidrojeolojik modeli temelinde, önceden dikkatle belirlenmelidir. Değerlendirme 

sürecinde kritik öneme sahip olan bir verinin üretilmemiş olması, eldeki diğer verilerin 

kullanılabilirliğini önemli düzeyde engelleyebilir. 

Bu nedenle, yeraltısuyunda radyokarbon yaş tayini öncelikle ayrıntıları iyi düşünülmüş bir planlama 

ile mümkündür. Uygulayıcı ayrıca değerlendirme sürecinin önemli bir bölümünü oluşturan 

hidrojeokimyasal modelleme konusunda yeterli bilgi birikimine sahip olmalıdır. 

Acıkuyu 

Çıralı Kuyu 

Eskil 

Taşpınar

KAYNAKLAR 

Bayari, CS, Ozyurt, NN, Kilani, S, 2008, Radiocarbon ages of groundwater in the Konya Closed 

Basin, central Anatolia, Turkey. Hydrogeology Journal (in print). 

Bayarı, CS, Özyurt NN, Kilani S, 2005, Konya kapalı havzası yeraltısuyunda karbon-14 yaş 

dağılımı, Bildiriler Kitabı, 2’nci Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu, 26-30 Eylül 

2005, Gümüldür-İzmir, DSİ TAKK Dairesi Yayını, s.147-168. 

Bayarı, CS, Özyurt NN ve Kilani S, 2004, Konya Gölü’nden Konya Çölü’ne: Karbon-14 yaşları 

ışığında Konya Kapalı Havzası yeraltısuyu rezervinin geleceği, 1nci Yeraltı Suları Ulusal 

Sempozyumu, 23-24 Aralık 2004 Selçuk Üniversitesi Konya, Bildiriler Kitabı KHZ Genel 

Müdürlüğü Ankara, s. 19-28. 

Parkhurst, D.L., and Appelo, C.A.J., 1999, User's guide to PHREEQC (Version 2)--a computer 

program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse 

geochemical calculations: U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 

99-4259, 312 p. 

Plummer, N.L., Prestemon, E.C., and Parkhurst, D.L., 1991, An Interactive Code (Netpath) For 

Modeling Net Geochemical Reactions Along A Flow Path, USGS WRI Report 91-4078, 

USGS, Virginia, 227p. 

189

EDREMİT HAVZASI YERALTISULARININ İNCELENMESİ VE 

YÖNETİMİ PROJE ÇALIŞMALARI 

Zeynep AKTUNA 1 , Tolga YALÇIN 2 , Alime TEMEL DİLAVER 3 ,M. Turgut SAFA 4 , 

Cengiz SAĞNAK 5 

1 Ar. Gör Jeo. Yük. Müh..,İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi,Uygulamalı Jeoloji ABD, 

34469, İstanbul, e-mail: aktuna@itu.edu.tr 

2 Yrd. Doç.Dr.İstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi,Uygulamalı Jeoloji ABD, 34469, 

İstanbul,e-mail: yalcint@itu.edu.tr 

3 DSİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi Başkanlığı, e-mail: 

alimet@dsi.gov.tr 

4 DSİ XXV. BÖLGE MÜDÜRLÜĞÜ Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi, e-mail: 

tsafa@dsi.gov.tr 

5 DSİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı, e-mail: 

cengizsagnak@dsi.gov.tr 

ÖZET 

Edremit Havzası, Balıkesir il sınırları içerisinde, Edremit-Havran-Burhaniye İlçeleri içerisinde 

kalan bir yeraltısuyu havzasıdır. Havza içerisinde üç kooperatife bağlı toplam 131 derin su 

kuyusundan, 80 milyon m 3 /yıl civarında su çekilmektedir. Ayrıca kooperatiflere bağlı olmayan 

birçok kuyudan soğuk ve sıcak su çekilmektedir. Havzada özellikle yaz aylarında aşırı çekime bağlı 

olarak su seviyelerinin aşırı düşümü ve kıyılarda tuzlu su kamasının ilerlemesi tehlikesi ortaya 

çıkmaktadır. 200 km 2 alan kapsayan Edremit Havzası (Ovası) içerisinde nüfusu 50000 olan üç 

ilçede ağırlıklı geçim kaynağı tarıma dayanmaktadır. Bu yüzden, bu ovada yeraltı suyu işletme 

modeli, sıcak sularla soğuk suların karışım modeli ve tatlı su-tuzlu su girişiminin ayrıntılı bir 

şekilde oluşturulması, optimum çekilecek su miktarının belirlenmesi gerekmektedir. Edremit 

Ovası’nda, yeraltı suyu taşıyan en önemli litoloji alüvyondur. Alüvyonlar özellikle çevredeki 

formasyonlardan gelen irili ufaklı değişik malzemelerden meydana gelmektedir. Özellikle 

Kızılkeçili, Zeytinli, Edremit ve Havran Çayları’nın ovaya girişlerinde geniş birikinti konileri 

oluşmaktadır. Genellikle iri moloz ve çakıl içerirler. Edremit Havzası içerisinde yer alan en önemli 

sıcak su kaynakları ise Güre ve Derman’dır. Bölgede yağışlı ve kurak dönemlerde yer altı su 

seviyesi, su kimyası, izotop çalışmaları, amaca yönelik jeolojik ve hidrojeolojik haritalama ile 

toplanacak veriler Coğrafi Bilgi Sistemine aktarılacak, yer altı suyu modellemesi GMS 6.0 

programı ile yapılacaktır. 

GROUNDWATER INVESTIGATION AND MANAGEMENT PROJECT STUDIES IN 

EDREMİT BASIN 

ABSTRACT 

Groundwater basin of Edremit is situated in Balıkesir City within the Edremit-Burhaniye-Havran 

towns. 80 million m 3 /year of water were extracted from 131 deep wells which belong to 3 

cooperatives in the basin. Moreover, hot and cold water were extracted from other wells which are 

not affiliated with these cooperaitves. During the summer, due to the over pumping, there is a 

problem of drawdown and fresh-sea water intrusion risk. The population of three villages situated 

in Edremit Plain (200 km 2 ) is 50000. Their commom livelihood method is agriculture. As a result, 

investigation of a groundwater model, thermal-cold water and fresh-sea water relationship have to 

be observed in detail. The most important lithology of Edremit Plain which transmits the 

groundwater is alluvium. Alluvium consists of different type of materils with various dimension. 

191

Especially Kızılkeçili, Zeytinli, Edremit and Havran Rivers construct alluvial cones when they meet 

the plain. Alluvial cones generally comprise debris and pebbles. The most important thermal water 

springs are Güre and Derman. The data of groundwater level, water chemistry for wet and dry 

seasons, geologic and hydrogeologic mapping will be transferred to Geographical Information 

System; furthermore, groundwater modelling of the plain will be brought out by the program of 

GMS 6.0 (Groundwater Modelling System 6.0). 

1. GİRİŞ 

200 km 2 ’lik alanı kapsayan Edremit Havzası’nın en önemli geçim kaynağı tarımdır. Bu sebeple, 

ovada sürdürülebilir bir yeraltısuyu işletme modeli, sıcak sularla soğuk suların karışım durumu ve 

tatlı su-tuzlu su girişiminin ayrıntılı bir şekilde incelenmesi gereği ortaya çıkmıştır. Revize 

hidrojeolojik etüdler kapsamında, Mayıs 2007 yılında başlayan, Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü 

ve İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi tarafından yürütülen “Edremit Havzası 

Yeraltısularının İncelenmesi ve Yönetimi Projesi” kapsamında, Edremit Havza alanı ve civarında 

jeolojik ve hidrojeolojik haritalama, su noktaları envanter çalışması, yeraltı suyu seviye ölçümleri, 

suların kimyasal ve izotopik özelliklerinin saptanması, veri tabanı oluşturulması ve verilerin 

bilgisayar ortamında modellenmesi ve işletim modelinin ortaya konması hedeflenmiştir. 2007 yılı 

yaz döneminde başlayan saha çalışmalarında, sırasıyla; Edremit ovası yeraltısuyu akiferinin 

beslenme sahaları, oranları ve beslenme olanaklarını belirlemeye yönelik, su seviyesi tespiti diğer 

bir yandan da ovanın drenaj sınırları içerisinde kalan bölgeden de beslenim yeri ve yüksekliğinin 

saptanabilmesi amacıyla izotop analizleri için 12 farklı lokasyondan, soğuk ve sıcak kaynağı olmak 

üzere örnekler toplanmıştır. Çalışma sahasının yer bulduru haritası şekil 1’de ve ovada tespit edilen 

su noktaları lokasyon haritası şekil 2’de verilmiştir. 

Şekil 1. Yer bulduru haritası 

192

4380000 

4378000 

4376000 

4374000 

4372000 

58998 

58999 

2. GENEL JEOLOJİ 

25151 

59002 

25155 

59001 

59000 

K 2_1 

Edremit K 1_10 K 1_9 

K 1_12 K 1_3 K 2_2 

K 1_4 

K 1_2 

K 3_4K 

3_1 K 1_11 

K 3_8 K 1_7 K 1_1 K 2_4 

K 1_15 

K 1_8 

K 3_2 

K 1_5 K 2_6 D 129 

D 70 

H 14 

K 3_7 

K 1_14 

K 1_13 

H 30Havran 

K 3_10 K 3_9 6989A EH5 

_B 

K 3_6 

K 1_6 

K 3_5 

HH6 10H8 

H7 H4 

16763 

K 3_12 

H3 H1 

H H33 34 

K 3_13 

H 19H 

17 

A 

H 42 

6990 

6808A D 81 _B K 3_3 K 3_14 

H 13 

H9 H 40 

18 H 16 

H 12 

H 28 H 20H 

K 3_19 

H 15 

H 25 H 22 H 21 

K 3_16 

K 3_11 

H 39 58996 

H 29 

B _K 1 

K 3_15 

H 36 

H 23 

K 3_18 

H 31 

B _K 2 

H 37 

H 26 

H 24 

K 3_17 

H 27 B _K 3 

H 38 H 32 

H 35 

B _K 4 

K 4_8 K 4_4 

B 

B 

_K 

_K 

8 

5 Küçükdere 

K 4_10 

B _K 7 

B 17 B 18 

B _K 6 Mevkii 

K 4_7 

D 117 K 4_5 

B 23 

B 20 

B 16 B 19 

K 4_2 58997 

B 21 

K 4_9 

B 22 

K 4_6 K 4_3 

K 4_1 

B7 

B5 

B6 

B4 

B 12 

B8 B9 

B 13 

B 15 

B 14 

193 

B3 

D 46 

7088A 

B 11 

-B 

B1 

B 10 B 24 

B2 

496000 498000 500000 502000 504000 506000 

2.1. Karakaya Karmaşığı (K-TrK) 

Şekil 2. Su noktaları lokasyon haritası 

Metamorfik, mermer, metagrovak, feldspatik kumtaşı ve iri Permiyen kireçtaşı blokları içeren, 

tektonik açıdan birbirleriyle olan ilişkileri büyük oranda bozulmuş olan birimler, Karakaya tepesi ve 

civarında ilk defa çalışılmış olup, Karakaya formasyonu olarak adlandırılmıştır (Bingöl vd., 1973). 

Okay vd (1990; 1991; 1996) Karakaya Formasyonu adı altında anılan bu birimleri, Biga 

yarımadasında tektonik üyeler bazında inceleyerek Karakaya Kompleksi adı altında 

değerlendirmişlerdir. 

Karakaya Kompleksini oluşturan birimlerden, stratigrafik olarak en altta bulunanlar, Çamlık 

metagranodiyoriti üzerinde uyumsuz olarak bulunan Fazlıca, metagrovak ve kumtaşından oluşan 

Kınar birimleridir (Yaltırak, 2003). Bu birimleri uyumlu olarak, siyah mermer mercekleri ve 

fillatlarla başlayan, siyah renkli fillat ve kahverengi şistlerden oluşan metabazalt mercekli Kalabak 

Birimi izler (Yaltırak, 2003). Doğuda Kalabak Birimi dike yakın bir bindirmeyle Nilüfer Birimi 

üzerine itilmiştir (Yaltırak, 2003). Nilüfer Birimi spilit ağırlıklı mermer blokları içermektedir. 

Nilüfer Birimi üzerinde, Zeytinli deresi batı yamaçlarında dereceli geçişle Hodul Birimi 

bulunmaktadır. Bu birim arkozik kumtaşı, çört arakatkılı kumtaşından meydana gelmektedir 

(Yaltırak, 2003). Havran’ın kuzeyinde Hodul Birimi’ne benzeyen hakim olarak feslik fillatlardan 

oluşan Tepeoba Birimi bulunur (Yaltırak, 2003). Hodul ve Nilüfer Birimleri üzerinde Çal Birimi 

bulunur (Yaltırak, 2003). 

2.2. Çamlık Formasyonu (Trç) 

Burhaniy 

e 

Çamlık Formasyonu, Havran’ın kuzeybatısında Çamlık- İnönü Köyü arasında yer almaktadır. 

Tabanda kalın tabakalı, kirli sarı, iyi yuvarlanmış 5-20 cm arası kuvars, metagranodiyorit, beyaz 

mermer; kötü yuvarlanmış 1-10 cm arası fillat, şist ve siyah mermemr çakılları içeren, 

konglomeratik, köşeli taneli, silisifiye feldspatik kumtaşları ile başlar (Yaltırak, 2003). Üst 

kesimlere doğru seyrek koyu gri-yeşil renkli seyrek şeyl arakatkıları bulunan orta tabakalı

kumtaşları hakimdir (Yaltırak, 2003). Gümüş (1964), Aslaner (1965) ve Krushensky vd. (1980) 

göre, Çamlık Formasyonu’nun yaşı Üst Triyas’tır. 

2.3. Çakaltepe Formasyonu (Trça) 

Çakaltepe formasyonu, İnönü batısında, Sarnıçköy ve Hallılar Köyü boyunca, Çakal Tepe üzerinde 

ve doğusunda yer alan Çamlık ve Hallılar köyü arasındaki vadide gözlenmektedir (Yaltırak, 2003). 

Çalışma alanında litoloji açısından tavan ve taban birimlerinden kolayca ayırt edilmektedir. Birim 

siyah şeylerin egemenliğindedir (Yaltırak, 2003). İstifin geneli şeyl hakimiyetindedir. Zaman zaman 

görülen kumtaşlarında üste doğru karbonat çimento oranında artış izlenmektedir (Yaltırak, 2003). 

Bu seviyelerde şeylerin rengi grimsidir ve kumtaşları ince tanelidir (Yaltırak, 2003). 

2.4. Sakarkaya Formasyonu (Tr-Js) 

Sakarya Formasyonu, Sarnıçköy ve İnönü Köyü arasında mostra vermektedir. Orta tabakalı, ince 

taneli, gri renkli karbonatlı kumtaşlarıyla ardışımlı gri renkli karbonatlı şeylerle başlar. Karbonatlı 

şeylerin arasında 10-40cm arasında kumlu kireçtaşı seviyeleri gözlenmektedir (Yaltırak, 2003). 

2.5. Bayırköy Formasyonu (Jb) 

Edremit’in batısında, genellikle kırmızı renkli çamurtaşı, konglomeratik kumtaşı ve konglomera 

seviyeleri şeklinde gözlenmektedir. Edremit’in kuzeyinde ise seviye çakıllı konglomera ile başlayıp 

üste kesimlere doğru yeşil renkli çamurtaşı ara seviyeli, tabakalanmalı kumtaşları ile son 

bulmaktadır. Edremit ovası güneydoğusu, Büyükdere Köyü civarında istif kalın tabakalı kumtaşı ve 

şeyl ardalanmasından oluşmakta olup tabaka kalınlıkları yer yer 15m.ye ulaşmaktadır. 

2.6. Bilecik Formasyonu (JKb) 

Edremit’in kuzeyi ve kuzeybatısında Durdağı, Kuzgun Tepe civarında, İnönü Köyü doğusunda 

Koca Çal Tepesi civarında, Büyükdere Köyü’nün güneyinde mostra verir (Yaltırak, 2003). Birim 

Krushensky vd. (1980) tarafından Kocaçal Kireçtaşı, Okay vd. (1991) tarafından Bilecik Kireçtaşı 

olarak adlandırılmıştır. Birim tabanda kalınlığı 7,5m.yi bulan kireçtaşı seviyesi ile başlamaktadır 

(Yaltırak, 2003). Bu seviye tabandaki marn seviyesi ile geçişlidir. Üste doğru benzer bir seviye de 

2,5m. kalınlığında olup çört yumruları içermektedir (Yaltırak, 2003). 

2.7. Eybek Granodiyoriti (Ole): 

Eybek Dağı ve güneyinde geniş yayılım gösteren birim, Yaşyer Köyü, Hacıhasanlar Köyü ve Yayla 

Tepe kuzeyinde gözlenmiştir (Yaltırak, 2003). Ayrıca Edremit kuzeyi ve kuzeydoğusunda, Eybek 

Çayı civarında yüzlekler de vermektedir. Bu yüzleklerin üzerinde riyolit ve riyodasitlerden oluşan 

volkanik bir istif yer almaktadır (Yaltırak, 2003). Eybek Granadiyoriti’nin ayrıntılı yaş tayini 

Krushensky vd. (1980) tarafından yapılmıştır. Oligo-Miyosen olarak belirlenmiştir. 

2.8. Kızılkıran Formasyonu (Mk): 

Kızılkıran Mevkii’nde farklı fasiyeslerden oluşan asidik volkanik birimler, Kızılkıran Formasyonu 

olarak adlandırılmıştır (Yaltırak, 2003). Andezit, riyolikt, riyodasit, feslik tüfler, kül akmasından 

oluşan Kızılkıran Formasyonu; çalışma sahasında Kızılcabük Deresi, Kasdağ güney cephesi, Çatak 

Deresi boyunca mostralar vermektedir. Kızılkıran Formasyonu, Kızılkıran Mevkii’nde ayrışma 

rengi, kırmızı, oksit kırmızı, kirli sarı; taze yüzeylerde beyaz riyodasit ve tüflerden oluşmuştur. 

Kızılcabük Deresi, Küçükdere Köyünde traki-andezitik lavlar ve tüflerin arasında silisifiye zonlarda 

kalkopirit, magnetit ve hematit zonları bulunur (Yaltırak, 2003). Edremit Körfezi’nin güneyinde de 

mostra veren Kızılkıran Formasyonu içinde gözlenen riyodasitlerde; plajioklas, ojit, biotit 

mineralleri ince taneli hamuru oluşturur (Yaltırak, 2003). Kızılkıran Formasyonu’nun yaşı 

konusunda iki veri bulunmaktadır. Krushensky vd. (1980) Kızıkıran Formasyonu’nun taban 

194

kesimlerinde K/Ar yöntemiyle 23.6 0.6, çalışma sahası güneyinde kalan tüflerin hakim olduğu üst 

kesimler için 20.30.6, 20.8 0.7 my yaşlarını vermiştir. 

2.9. İnönü Formasyonu (Mi): 

İnönü Köyü’nün güneyinde, Havran Çayı’nın kolları boyunca gözlenmektedir. Karakaya 

Karmaşığı, Çamlık, Çakaltepe, Sakarkaya, Bilecik ve Kızılkıran Formasyonları üzerine uyumsuz 

olarak gelir. Güncel alüvyonlar uyumsuz olarak İnönü Formasyonu’nu örtmektedir. Tabanda açık 

renkli kum ve çakıllarla başlayan bu birim yer yer konglomeratik karbonatlı kumtaşı özelliğindedir 

(Yaltırak, 2003). İstifin üst kesimlerinde karbonatlı kumtaşları, beyaz marnlara geçiş gösterir 

(Yaltırak, 2003). 

2.10. Alüvyon (Qa): 

Çalışma sahasında geniş yayılım gösterirler. Akçay ve Burhaniye yerleşim birimleri arasında, 

Eybek ve Havran Çayları doğrultusunda uzanırlar. Edremit Ovası alüvyon kalınlığı 150m.ye kadar 

ulaşmaktadır. DSİ sondaj verirline göre tabanda çakıl ve bloklu akarsu çökelleri ile başlar (Özhan 

vd., 1977), üst kesimlere doğru kil ve silt hakimiyeti artar. En kalın olduğu kesim ovanın orta 

kesimidir. 

3. EDREMİT OVASINDA YERALAN SU NOKTALARI 

Proje kapsamında saptaması yapılan ve Şekil 2’de gösterilen su noktaları DSİ kuyuları; Muhtarlık, 

termal su ve içme suyu kuyuları; Burhaniye kooperatif kuyuları; Edremit kooperatif kuyuları; 

Havran kooperatif kuyuları olmak üzere gruplandırılabilir. 

Edremit Ova alanı içerisinde yer alan DSİ gözlem kuyuları 14 adettir. Muhtarlık ve belediye içme 

suyu kuyuları 5 adettir. Bölgede tespit edilen özel işletmelere ait termal su kuyuları 2 adettir. 

Burhaniye kooperatif sahası dahilinde 24 adet kuyu bulunmaktadır. Bu kuyuların derinlikleri 100 m 

ile 152 m. arasında değişmektedir. Edremit Kooperatifi kendi içerisinde 4 kısımdan oluşmaktadır. 

Toplamda kooperatife ait 48 adet kuyu bulunmaktadır. Bu kuyuların derinlikleri 80 m’den 121 m’ye 

değişmektedir. Havran Kooperatifi’ne ait kuyu sayısı 47’dir. Kuyu derinlikleri 58-132 m. 

aralığındadır. 

4. EDREMİT OVASINDA YERALTISUYU SEVİYESİNİN MEVSİMSEL DEĞİŞİMİ 

Edremit ovasında 2006 ve 2007 yıllarında Ekim ve Nisan aylarında yeraltısuyu seviyesi ölçümleri 

yapılmıştır. Ölçülmüş seviye değerleri kullanılarak çizilen eş yeraltısuyu seviye haritaları Şekil 3- 

6’da verilmiştir. 

Şekil 3 ve Şekil 4’deki Eş Yeraltı Su Seviyesi verileri kullanılarak EKİM 2006’dan NİSAN 

2006’ya kadar olan rezerv değişimi 400 milyon m 3 x depolama katsayısı (Depolama katsayısı %15 

olduğu kabul edilirse) kabaca 60 milyon m 3 olarak hesaplanmıştır. Buradan yine kabaca Edremit 

Ovası’nın yıllık beslenmesinin 120 milyon m 3 civarında olabileceği kestirilebilir. 

195

4381000 

4380000 

4379000 

4378000 

4377000 

4376000 

K4_6 

4375000 

4374000 

4373000 

K3_8 

K3_11 

K3_7 

K3_2 

K1_12 

K3_10 

K1_11 

K1_15 

K3_5 

K3_12 

K3_13 

K3_3 

K3_14 

K3_19 

K4_7 

B7 

B12 

K4_3 

K4_2 

K4_4 

B5 

K3_17 

B4 

K3_18 

B22 

B8 B9 

K1_14 

K1_9 

K1_3 

K1_8 

K1_4 

K1_7 

K1_2 

K1_5 

K1_6 

H15 

H35 

H39 

H36 

H37 

499000 500000 501000 502000 503000 504000 505000 506000 507000 

K2_2 

B17 B18 

B20 B19 

B10 

196 

H5 

H7 

H6 

H8 

H9 

H12 

B2 

K2_4 

K2_6 

H31 

H42 

H27 

H29 

H4 

H14 

H26 

H24 

H30 

H28 H20 

H22 H21 

H25 

Şekil 3. Ekim 2006 eş yeraltı su seviyesi haritası ve yeraltısuyu akım yönlerini 

4381000 

4380000 

4377000 

4376000 

K4_6 K4_3 

4375000 

K4_1 

4374000 

4373000 

B7 

B12 

K3_2 

B5 

K1_12 

K3_5 

K3_12 

K3_13 

4379000 K3_3 

K3_19 

K3_11 

4378000 

K4_2 

K3_10 

K4_4 

K3_17 

K1_11 

K1_15 

B4 

K3_18 

B23 

B22 

B8 B9 

K1_14 

B21 

K1_9 

K1_3 

K1_8 

K1_4 

K1_7 

K1_2 

K1_5 

K1_6 

K1_1 

H15 

H35 

B17 B18 

B20 B19 

B10 

499000 500000 501000 502000 503000 504000 505000 506000 507000 

K2_2 

H39 

H36 

H37 

B2 

K2_4 

K2_6 

H5 

H7 

H6 

H8 

H9 

H12 

H42 

H4 

H14 

H29 

H31 

H26 

H24 

H27 

H30 

H23 

H1 

H40 

H40 

H16 

H28 H20 

H22 H21 

H25 

Şekil 4. Nisan 2006 eş yeraltı su seviyesi haritası ve yeraltısuyu akım yönleri (Kırmızı oklar Şekil 

3’deki Ekim 2006 yeraltısuyu akım yönlerini, siyah oklar Nisan 2006 yeraltısuyu akım yönlerini 

göstermektedir.) 

H33 H34 

H33 H34

4381000 

4380000 

4379000 

4378000 

4377000 

4376000 

4375000 

4374000 

4373000 

4381000 

4380000 

4379000 

4378000 

4377000 

4376000 

4375000 

4374000 

4373000 

25155 

3/5 

6808A 6808B 

3/19 

4/ 6 

3/11 

3/ 7 

3/ 4 

3/13 

4/ 2 

3/10 

3/14 

3/17 

1/11 

1/15 

3/18 

58997 

B8 B9 

1/9 

1/8 

498000 499000 500000 501000 502000 503000 504000 505000 506000 507000 

197 

1/ 2 

1/6 

H 15 

H 37 

H 35 

7088A 

2/2 

6989A 

58996 

H 36 

Şekil 5. Ekim 2007 eş yeraltı su seviyesi haritası ve yeraltısuyu akım yönleri 

B7 

B 12 

B5 

K 1_12 

K 3_5 

K 3_12 

K 3_13 

K 3_3 

K 3_19 

K 4_6 

K 3_11 

K 4_7 

K 4_3 

K 4_2 

K 3_10 

K 4_4 

K 3_17 

K 1_11 

K 1_15 

B4 

B 23 

B 22 

B8 B9 

K 1_14 

K 3_18 

B 21 

K 1_9 

K 1_4 

B 16 

B3 

K 1_3 

K 1_7 

B 17 B 18 

B 20 

B 19 

H8 

2/4 

2/6 

H7 

H 42 

H 26 

H 30 

H 23 

16763 

498000 499000 500000 501000 502000 503000 504000 505000 506000 507000 

K 1_2 

K 1_5 

K 1_6 

H 13 

K 1_1 

H 15 

H 37 

H 35 

H 39 

B 10 

K 2_4 

K 2_6 

H5 

H7 

H6 

H8 

H9 

H 12 

H 32 

H 31 

H 27 

H 29 

H 14 

H4 

H 26 

H 24 

H 30 

H 23 

6990 

H 40 

H 40 

H 16 

H 28 H 20 

H 22 H 21 

Şekil 6. Nisan 2007 eş yeraltı su seviyesi haritası ve yeraltısuyu akım yönleri (Kırmızı oklar Şekil 

5’deki Ekim 2007 yeraltısuyu akım yönlerini, siyah oklar Nisan 2007 yeraltısuyu akım yönlerini 

göstermektedir.) 

H 42 

H H33 34

5. ÇALIŞMA ALANI ÖRNEKLEME VE ÖLÇÜM SONUÇLARI 

Edremit Havzası’ndaki yeraltısuları, kullanıma yönelik “Ulusal ve Uluslararası” kalite 

standartlarına göre değerlendirilecektir. Su kalitesi, bunu etkileyen doğal ve yapay oluşumların ve 

ilgili proseslerin belirlenebilmesi mevcut su noktalarından bazıları proje kapsamında kurak ve 

yağışlı dönemde numuneler alınmak üzere belirlenmiştir. Kimyasal parametreleri belirlemek için 

numune alınan kuyular şekil 7’de gösterilmiştir. Ayrıca izotop analizleri içinde kooperatifler 

dahilinde belli hatlar boyunca belirlenen su noktalarından izotop çalışmaları için numuneler 

alınmıştır. Bu su noktaları Şekil 8’de sunulmuştur. Ayrıca bu kimyasal ve izotopik ölçümlere ek 

olarak arazide de belirlenen kuyularda ölçümler (sıcaklık, EC, pH, alkalinite, asidite) yapılmıştır. 

Bu veriler Şekil 9’da belirtilmiştir. 

4380000 

4378000 

4376000 

4374000 

4372000 

58999 

58998 

4380000 

4378000 

4376000 

4374000 

4372000 

K 2_1 

K 1_10 K 1_9 

K 1_12 K 1_3 K 2_2 

25151 

K 1_4 

K 1_2 

K 3_4 K 3_1 K 1_11 

K 3_8 K 1_7 K 1_1 K 2_4 

K 1_15 

K 1_8 

59002 

K 3_2 

K 1_5 K 2_6 

E dr.BK ld. 3_2 

C am dibi K Icm e suyu 

E dr.B ld. K uyusu 

H 14 

K 3_7 

K 1_14 

K 1_13 

H 30 

K 3_10 K 3_9 6989A E ntur H5 _B 

K 3_6 

K 1_6 

K 3_5 

H H6 10H8 

H7 H4 16763 

K 3_12 

H3 H1 

H H33 34 

K 3_13 

H 19H 

17 

H 42 

6990 

C ikrikcikoy 6808A K_B A dram 

3_3 K 3_14 

H 13 

is H 42 

Icm e S uyu 

H9 

H 18 

H 40 

H 16 

H 12 

H 15 

H 28 H 20 

H 16 

H 12 

K 3_19 

H 25 H 22 H 21 

25155 

K 3_16 

K 3_11 

H 39 58996 

H 29 H 23 

B _K 1 

K 3_15 K 3_18 

H 36 

H 31 

B _K 2 

H 37 

H 26 

H 24 

K 3_17 

H 27 B _K 3 

H 38 H 32 

K 4_4 

H 35 

B 

B _K 4 

K 4_8 K 4_4 

B 

_K 

_K 

8 

B _K 4 

5 

K 4_10 

B _K 7 

59001 

B 17 

B _K 6 

K 4_7 

B 18 

C oruk K ..u Icm e K suyu 4_5 B 23 B 20 

B 16 B 19 

K 4_2 58997 

B 21 

K 4_9 

B 22 

K 4_6 K 4_3 

K 4_1 

59000 

B4 

B 10 B 24B2 24 

B7 B5 

B6 

B8 

B 12 

B 13 

B 15 

B 14 

B 11 

B1 

7088A 

B 11 

B1 

-B 

B3 

K iziklikoy B9 M uh k 

496000 498000 500000 502000 504000 506000 508000 510000 512000 514000 

58998 

58999 

Şekil 7. Kimyasal analiz için örnek alınan noktalar 

59002 

25151 

25155 

K 3_19 

K 3_11 

K 4_10 

59001 

K 4_7 

C oruk K ..u Icm e suyu K 4_5 

59000 

K 4_9 

K 4_6 

K 4_1 

B7 

B 12 

K 3_15 

K 3_17 

K 4_8 K 4_4 

K 4_3 

K 4_2 

B 11 

7088A -B 

B1 

B5 

B6 

B3 

K iziklikoy M uh k 

B8 B9 

B 13 B 14 

B 15 

B4 

496000 498000 500000 502000 504000 506000 

198 

K 3_18 

K 3_16 

H 38 

K 2_1 

K 1_10 K 1_9 

K 1_3 

K 1_12 

K 2_2 

K 3_4 K 3_1 

K 3_8 

K 1_11 

K 1_15 

K 1_2 

K 1_4 

K 1_7 K 1_1 

K 1_8 

K 2_4 

K 3_2 


K 1_14 

K 3_7 

K 3_10 K 3_9 

K 1_5 

K 1_13 

K 2_6 

6989A E ntur H5 _B 

C am dibi K Icm e suyu 

H 14 

H 30 

K 3_6 

K 3_5 

K 3_13 

C ikrikcikoy 6808A _BIcm 

K 3_3 e S uyu 

K 3_12 

K 3_14 

K 1_6 

A dram is 

H 13 

H 10 H6 

H8 H7 

H 42 

H9 

H4 

H3 

16763 

H1 

H 19 H 17 

6990 

H 15 

H 35 

H 12 

H 3958996 

H 36 

H 31 

H 37 

H 32 

B 17 B 18 

B 23 

58997 

B 21 

B 16 

B 20 

B 19 

B 22 

B2 

B 10 

B 24 

H 27 

H 29 

H 26 

H 24 

B _K 3 

B _K 4 

B _K 8 

B _K 5 

B _K 7 

B _K 6 

Şekil 8. İzotop analizleri için örnek alınan noktalar 

H 18 

H 28 H 20 

H 25 H 22 

H 21 

H 23 

H avran B araj M . 

H 40 

H 16 

B _K 2 

B _K 1 

H H33 34

4380000 

4378000 

4376000 

4374000 

4372000 

58998 

58999 

59002 

25151 

25155 

K 3_4 K 3_1 

K 3_8 

K 1_10 K 1_9 

K 1_3 

K 1_12 

K 1_11 

K 1_15 

K 3_2 


K 1_14 

K 3_7 

K 3_10 K 3_9 

K 3_6 

K 3_5 

K 3_13 

C ikrikcikoy 6808A _B Icm K 3_3 e S uyu 

K 3_19 

K 3_11 

K 4_10 

K 3_15 

K 4_8 

59001 

K 4_7 


59000 

K 4_9 

K 4_6 

K 4_1 

B7 

B 12 

K 4_3 

K 4_2 

K 3_12 

K 3_14 

K 3_17 

K 4_4 

199 

K 1_4 

K 1_8 

K 3_16 

K 3_18 

H 38 

K 1_2 

K 1_7 

K 1_13 

K 2_1 

K 1_5 

K 1_6 

A dram is 

H 13 

H 15 

H 35 

K 2_2 

K 1_1 

B 11 

7088A -B 

B1 

B6 

B5 

B8 

B3 


B9 

B 15 

B 13 B 14 

B4 


H 10 H6 

H8 H7 

H 12 

H 32 

K 2_4 

H9 

H 39 3958996 

H 36 

H 37 

H 31 

B 17 B 18 

B 23 

58997 

B 21 

B 16 

B 20 

B 19 

B 22 

B2 

B 10 

B 24 

K 2_6 C am dibi K Icm e suyu 

H 14 

H 30 

H 42 

H 27 

H4 

H 29 

H 26 

H 24 

B _K 7 

B _K 6 

H3 

16763 

H1 

H 19 H 17 

H 40 

H 18 H 16 

H 28 H 20 

H 25 H 22 

H 21 

H 25 H 22 

H 21 

H 23 

B _K 3 

B _K 4 

B _K 8 

B _K 5 

496000 498000 500000 502000 504000 506000 

Şekil 9. Arazide Yerinde Ölçüm Yapılan Su Noktaları 

Havza genelinde tespit edilen belirli kooperatif kuyularından toplanan numunelerin arazide yerinde 

ölçümleri yapılmıştır. Numunelerin pH, EC, sıcaklık ölçümleri yapılıp, alkalinite ve asidite 

testlerine tabii tutulmuştur. Bu ölçümler sonucunda muhtarlık içme suyu kuyularının sıcaklıkları 

16,1- 20,8 C, EC değerleri 607- 1360 µS/cm, pH değerleri 6,6 ile 7,9 arasındadır. Alkalinite 

değerleri 3,8- 5,5 mmol/l, asidite değerleri ise 1,0-2,2 mmol/l arasında değişmektedir. Termal su 

kuyularının sıcaklıkları 38,1 ve 55 C, EC değerleri 1300 ve 1650 µS/cm, pH değerleri 7,9 ve 

8,3’tür. Alkalinite değerleri 2,1 ve 2,5 mmol/l, asidite değerleri ise 0,3- 0,6 mmol/l arasında 

değişmektedir. 

Havran kooperatif kuyularının sıcaklık değerleri 14,5- 39,6 C, EC değerleri 480- 1540 µS/cm, pH 

değerleri 6,9 ile 7,5 arasındadır. Alkalinite değerleri 3,2- 5,7 mmol/l, asidite değerleri ise 0,7- 1,7 

mmol/l arasında değişmektedir. Edremit kooperatifine ait kuyularda yapılan yerinde ölçümlerde 

elde edilen sonuçlar sıcaklık için 14,7- 38,5 C, EC değerleri 330- 1210 µS/cm, pH değerleri 7,0 ve 

8,2 arasında değişmektedir. Alkalinite değerleri 0,4- 5,9 mmol/l, asidite değerleri ise 0,4- 1,6 

mmol/l arasındadır. Burhaniye kooperatif kuyularında sıcaklık değerleri 16,3- 20,6 C, EC değerleri 

610- 1260 µS/cm, pH değerleri 6,9- 8,1 arasında değişmektedir. Alkalinite değerleri 4,5- 8,8 

mmol/l, asidite değerleri ise 1,0- 2,1 mmol/l arasındadır. 

6990 

B _K 2 

B _K 1 

H H 33 34

6. DSİ TAKK TARAFINDAN YAPILAN İZOTOPİK VE KİMYASAL ANALİZ 

SONUÇLARI 

Çizelge 1. İzotop analiz verileri 

KUYU ADI X Y δ 

Koordinatı Koordinatı 

18 O(‰) δD(‰) Trityum(TU 

) 

H 4 504988 4379435 -7,06 -49,05 2,95 

H 6 503718 4379532 -7,71 -52,99 0,35 

B_K 3 505832 4377268 -7,34 -51,67 4,00 

K 1_3 502479 4381574 -6,85 -36,14 4,35 

K 1_15 501177 4380703 -7,06 -43,94 5,80 

K 4_4 500582 4376785 -6,99 -47,68 3,00 

B 8 500485 4372706 -5,82 -43,92 3,65 

B 1 502379 4373455 -6,13 -43,96 0,75 

B 19 503394 4375942 -7,08 -48,91 4,05 

B 21 501681 4375539 -6,99 -49,02 2,65 

Entur Tesisleri 503694 4379925 -8,09 -48,18 1,00 

Adramis Otel 502827 4378970 -7,79 -51,66 1,00 

4380000 

4378000 

4376000 

4374000 

4372000 

58998 

58999 

59002 

25151 

25155 

K 3_4 K 3_1 

K 3_8 

496000 498000 500000 502000 504000 506000 

200 

K 1_10 K 1_9 

K 1_3 

K 1_12 

K 4_4 

K 1_11 

K 1_15 

K 3_2 


K 1_14 

K 3_7 

K 3_10 K 3_9 

K 3_6 

K 3_5 

K 3_13 

C ikrikcikoy 6808A _BIcm 

K 3_3 e S uyu 

K 3_19 

K 3_11 

K 4_10 

K 3_15 

K 4_8 

59001 

K 4_7 


59000 

K 4_9 

Burhaniye 

K 4_6 

K 4_1 

B7 

B 12 

Edremit 

K 4_3 

K 4_2 

K 3_12 

K 3_14 

K 3_17 

K 3_18 

K 1_8 

K 3_16 

K 1_4 

H 38 

K 1_7 

K 1_13 

K 2_1 

K 1_2 

K 1_5 

K 1_6 

A dram is 

H 13 

H 15 

H 35 

K 2_2 

K 1_1 

B 11 

7088A -B 

B1 

B5 

B6 

B3 


B8 B9 

B 13 B 14 

B 15 

B4 


H 10 H6 

H8 H7 

H 12 

H 32 

H9 

K 2_4 

H 3958996 

H 36 

H 31 

H 37 

B 17 B 18 

B 23 

58997 

B 21 

B 16 

B 20 

B 19 

B 22 

B2 

B 10 

B 24 

Şekil 10. Su noktaları lokasyon haritası 

K 2_6 C am dibi K Icm e suyu 

H 14 

H 30 

H 42 

H 27 

H 29 

H4 

H 26 H 24 

B _K 8 

B _K 5 

B _K 7 

B _K 6 

H3 

B _K 4 

H 23 

B _K 3 

Havran 

16763 

H1 

H 19 H 17 

6990 

H 40 

H 18 H 16 

H 28 H 20 

H 25 H 22 

H 21 

B _K 2 

Küçükdere Mevkii 

İzotop analizleri 

için örnek alınan 

noktalar 

B _K 1 

H H33 34

-10 

Simgeler 

Sıcak Sular 

Soğuk Sularr 

18 

O(% 

o) 

-9 -8 -7 -6 -5 

T-1 (En tu r) 

T-2 (Ad ra m is) 

H-6 

Marmara Meteoric Water Line 

H BD-KD-3 

B-19 

H-4 

K1 -1 5 

K 4 -4 

201 

K 1 -3 

B-21 

B-1 

B - 8 

Global Meteoric Water Line 

Şekil 11. Örneklerin δ 18 0 - δ 2 H grafiği 

Arazideki içme suyu kuyularının ve de sıcak su kuyularının ana anyon-katyon ilişkileri şekil 12’de 

verilmiştir. 

100,00 

10,00 

1,00 

0,10 

------ Sıcak sular 

------ Edremit Bölgesi içme 

suyu kuyuları 

------ Havran Bölgesi içme 

suyu kuyusu 

0,01 Na + K + Ca +2 Mg +2 Cl - -2 

SO4 

- 

HCO3 

-4 

-30 

Şekil 12. İçme suyu kuyuları ve sıcak su kuyuları ana anyon-katyon ilişkisi 

Arazide seçilmiş kooperatif kuyularından alınan numunelerin kimyasal analiz sonuçları kooperatif 

bazında gruplandırılmış olup ana anyon ve katyon ilişkileri şekil 13’te sunulmuştur. 

-40 

-50 

-60 

2 

H(% o)

10 

1 

0,1 

0,01 

Şekil 13. Kooperatif kuyuları ana anyon-katyon ilişkisi 

7. EDREMİT HAVZASI MODELLEME ÇALIŞMALARI. 

Edremit Havzası’nda yeraltısuyu işletim sistemini oluşturmak ve geleceğe yönelik olarak optimum 

verimin hesaplanabilmesi için bir modelleme çalışması yapılmasının gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu 

kapsamda, bölgedeki evsel veya sanayi atıkları ile jeotermal kaynaklardan dolayı oluşabilecek 

muhtemel kirliliğinin varlığı araştırılacak, riskli bölgeler haritalanacaktır. Haritalama aşamalarında 

ise çeşitli bilgisayar programlarından (ArcGIS, GMS 6.0, Surfer vb.) yararlanılacaktır. 

Yeraltısuyunun kullanımı açısından emniyetli verimi hesaplamaya yönelik bir modelleme yapılması 

planlanmıştır. 

8. SONUÇLAR 

HCO3 

Na + K + Ca +2 Mg +2 Cl - -2 

SO4 

- 

------- Burhaniye Koop. 

Kuyuları 

------- Edremit Koop. Kuyuları 

------- Havran Koop. Kuyuları 

1. Edremit Ovası’nda analizi yapılan sularda, pH değerleri 6,6 ile 8,3 aralığında, EC ise 330- 1650 

µS/cm aralığındadır. Kimyasal açıdan, soğuk sular Ca - HCO3, sıcak sular ise Na - SO4 tipindedir. 

2. Sular sertlik açısından genellikle Edremit ve Havran bölgesinde sert-çok sert iken Burhaniye 

bölgesinde çok sert-çok fazla sert karakter sergilemektedirler. 

3. İzotop analizi sonuçlarına göre Burhaniye, Havran kuyuları küresel meteorik su hattının altında 

yer almaktadır. Edremit kuyuları ve termal sular ise Marmara meteorik su hattı ile küresel meteorik 

su hattı arasında yer almaktadır. 

4. Küresel meteorik su hattının altında kalan sular, sertlik sınıflaması yapıldığında çok yüksek 

sertliğe sahip sular kategorisinde yer almaktadır. 

202 

B12 

B8 

B1 

B11 

B10 

B24 

B19 

B21 

K1_3 

K1_4 

K1_15 

K3_2 

K3_6 

K3_5 

K2_2 

K3_16 

K3_17 

K3_18 

K4_4 

K4_7 

K4_1 

K4_9 

H16 

H40 

H34 

H4 

H30 

H9 

H42 

H12 

H6 

B_K 3 

B_K 4 

B_K 7 

H36 

H38

5. Ovada yer alan suların kimyasal ve izotopik açıdan mevsimsel değişiklikleri devam eden 

analizlerin değerlendirilmesi ile incelenecektir. 

KAYNAKLAR 

Aslaner, M., 1965. Etude Géologique et Petrographique de le Région d’Edremit-Havran (Turquie). 

MTA Yayını, Ankara. 

Bingöl, E., Akyürek, B. ve Korkmazer, B., 1973. Biga Yarımadası’nın Jeolojisi ve Karakaya 

Formasyonu’nun Bazı Özellikleri. Cumhuriyetin 50. Yılı Yerbilimleri Kongresi, Tebliğler Kitabı, 

MTA, Ankara, 70-75. 

Gümüş, A., 1964. Contribution a L’étude Géologique du Sectur Septentrional de Kalabak Köy- 

Eymir Köy (région d’Edremit) Turquie. MTA Yayını, 117, Ankara. 

Krushensky, R.D., Akçay, Y. And Karaeğe, E., 1980. Geology of the Karalar-Yeşiller Area, 

Northwest Anatolia,Turkey.Geological Survey Bull., California. 

Okay,A.I., Siyako,M. ve Bürkan, K.A., 1990. Biga Yarımadası’nın jeolojisi ve tektonik 

evrimi.TPJD Bült., 2, 1, 83-121. 

Okay,A.I., Siyako,M. ve Bürkan, K.A., 1991. Geology and Tectonic Evolution of the Biga 

Peninsula, Northwestern Turkey. İTÜ Bült., 44, 191-256. 

Okay, A.I., Satır, M., Maluski, H., Siyako, M., Metzger, R. and Akyüz, S., 1996. Paleo and Neo- 

Tethyan events in Northwest Turkey: Geological and Geochronological constrains. The tectonic 

evolution of Asia, p. 420-441. Eds. Yin, A., Harisson, T.M., Cambridge Univ. Pres, Cambridge. 

Özhan, N., Keleş, N., Atalay, E., Atuk, N., Kuran, H.,Dumlu, O., Tuzcu, G., Günay, G., Korkmaz, 

N., Bilginer, Ö., ve Çuhadar, G., 1977. Edremit ve Armutova (Gömeç) Ovaları, DSİ Hidrojeolojik 

Etüt Raporu, Ankara. 

Yaltırak,C., 2003. Edremit Körfezi ve Güneyinin Jeodinamik Evrimi, Doktora Tezi, İstanbul Teknik 

Üniversitesi Avrasya Yerbilimleri Enstitüsü,İstanbul. 

203

KIRKGÖZE HAVZASI (YUKARI FIRAT, ERZURUM) YAĞIŞ - AKIŞ 

DİNAMİĞİNİN KARARLI İZOTOPLAR KULLANILARAK İNCELENMESİ 

Araş.Gör. Emrah PEKKAN 1 , Prof. Dr. Serdar BAYARI 2 , Yard. Doç. Dr. Aynur ŞENSOY 1 , 

Yard. Doç. Dr. Arda ŞORMAN 1 , Prof. Dr. Alparslan ARIKAN 2 

1 Anadolu Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi İnşaat Müh. Böl. İki Eylül Kampüsü, 

26470 Eskişehir (epekkan@anadolu.edu.tr, asensoy@anadolu.edu.tr, asorman@anadolu.edu.tr ) 

2 Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Müh. Böl. Hidrojeoloji Mühendisliği ABD, Beytepe 06532 Ankara 

(serdar@hacettepe.edu.tr, arikana@hacettepe.edu.tr) 

Özet 

Doğu Anadolu’nun yüksek kesimlerine uzanan Yukarı Fırat Havzası akış aşağısındaki barajların 

beslenimi açısından büyük öneme sahiptir. Yılın yaklaşık beş ayı boyunca karla kaplı olan bu 

bölgeden akış aşağıya sağlanan yüzeysuyu akışı büyük oranda kar erimesine bağlı olarak 

gerçekleşmektedir. Bu nedenle Yukarı Fırat Havzası’nda kar erime dinamiğinin anlaşılmasına 

yönelik araştırmalara son yıllarda büyük ağırlık verilmiştir. Alansal ve zamansal kar örtüsü yayılımı 

ile erime dinamiğinin birlikte değerlendirildiği hidrolojik modelleme çalışmalarında, kar erimesinin 

akarsu akımına yüzeysel akış, yüzeyaltı akış ve yeraltıakışı olarak katılan bileşenlerinin 

ayırtlanması büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, kar erimesi yoluyla akarsuyu besleyen farklı 

akım bileşenlerinin beslenime katkı oranlarındaki zamansal değişimin kararlı izotop ve su kimyası 

verileri aracılığı ile belirlenmesi amaçlanmaktadır. Çalışma kapsamında ana akarsu ve kolları 

üzerinde seçilen kesitler ile farklı yükseltilerdeki yağmur ve kar şeklindeki yağıştan alınan 

periyodik örnekler üzerinde kimyasal ve izotopik analizler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ön 

kimyasal veriler akarsuya yeraltısuyu katkısının belirlenmesinde önemli ipuçları sunmaktadır. 

Ayrıca, gözlenen kararlı izotop verilerinin kütle dengesi eşitliğine uygulanması ile havzanın 

beslenme, depolama ve boşalım karakteristikleri hakkında dikkate değer bilgiler edinileceği 

18 

anlaşılmaktadır. Farklı su örneklerine ait kararlı izotop içerikleri D 8* 

O 15 

eşitliği ile temsil 

edilen yerel meteorik su doğrusuna uyum göstermekte olup, buharlaşmanın izotopik bileşim 

üzerinde bir etkisi olmadığı saptanmıştır. 

Anahtar kelimeler: Kar erimesi, Kararlı İzotoplar, Yukarı Fırat Havzası. 

Abstract 

INVESTIGATION OF THE PRECIPITATION-DISCHARGE DYNAMICS OF 

KIRKGOZE BASIN (UPPER EUPRATES, ERZURUM-TURKEY) BY USING 

STABLE ISOTOPES 

Upper Euphrates Basin (EUB), located on the high elevation zone of Eastern Anatolia, possesses a 

remarkable contribution on the recharge of large dams located to the downstream. Surface runoff 

generated in the EUB occurs mostly due to snowmelt, as it is covered by snow for about five 

months in a year. Recently, considerable efforts are spent to better understand the spatio-temporal 

dynamics of snowmelt in the EUD by means of hydrologic models that account for the volumetric 

separation of the surface water, subsurface water and groundwater components in river flow. The 

aim of this study which is carried out in the Kirkgöze sub-basin of the EUB is to find out the 

volumetric spatio-temporal contribution rates of different components of the river flow, on the basis 

of chemical and stable isotopic data. For this purpose, temporal isotopic and chemical data 

representing precipitation at different altitudes and streamflow at various river sections have been 

used. Chemical data were found to be helpful in delineating the groundwater contribution rate in the 

stream flow. Application of mass balance equation on stable isotope composition of stream water 

205

provides valuable information on the recharge, storage and discharge characteristics of the basin. 

Stable isotopic content of different stream water samples are consistent with the local meteoric 

18 

water line which is represented by the equation D 8* 

O 15. 

None of the components forming 

the streamflow was found to have affected by evaporation. 

Keywords: Snowmelt, Stable Isotopes, Upper Euprates Basin. 

Giriş 

Yukarı Fırat Havzası’nda kar erime dinamiğinin anlaşılmasına yönelik araştırmalara son yıllarda 

büyük ağırlık verilmiştir. Alansal ve zamansal kar örtüsü yayılımı ile erime dinamiğinin birlikte 

değerlendirildiği hidrolojik modellerde kar erimesinin akarsu akımına yüzeysel akış, yüzeyaltı akış 

ve yeraltı akışı olarak katılan bileşenlerinin ayırtlanması büyük önem taşımaktadır. Yukarı Fırat 

Havzası’nın Kırkgöze alt havzasında gerçekleştirilmekte olan bu çalışmada, kar erimesi yoluyla 

akarsuyu besleyen farklı akım bileşenlerinin beslenime katkı ağırlıklarındaki zamansal değişimin 

kararlı izotop ve su kimyası verileri aracılığı ile belirlenmesi amaçlanmaktadır. 

Suyun kararlı izotopları akım hidrografının farklı bileşenlerinin ayırtlanmasında genellikle oldukça 

başarılı sonuçlar vermektedir. Konuyla ilgili öncül çalışmalarda Fritz ve diğ. (1976) kararlı 

izotopların bir havzadaki hidrograf bileşenlerinin ayırtlanmasında etkili bir yöntem olduğunu 

göstermiştir. Bu yöntem Kanada’nın birçok coğrafi bölgesinde başarılı biçimde uygulanmıştır. 

(Wels ve diğ., 1991a,b; Waddington ve diğ., 1993; Allan ve Roulet, 1994; Hinton ve diğ., 1994; 

Buttle ve diğ., 1995; Maclean ve diğ., 1995; Peters ve diğ., 1995). Son araştırmalar kar erimesinin 

izotopik ayrışma üzerindeki etkisine yoğunlaşmıştır (Feng ve diğ., 2002; Taylor ve diğ., 2002). 

Unnikrisha ve diğ, (2002) kar erimesine bağlı izotopik oran değişimi süreçlerini tanımlamıştır. 

Laudon ve diğ. (2002) hidrograf ayrımı için basit bir yöntem geliştirerek, erime döneminde 

meydana gelen hidrograf bileşenlerinin havza içerisindeki karın alansal ve zamansal olarak 

değişimiyle ilişkili olduğunu ortaya koymuştur. Konuyla ilgili olarak Türkiye’de yürütülen ilksel 

çalışmalardan birisi ise çalışma alanında DSİ (1996) tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma 

kapsamında Kırkgöze havzasında akarsu akımına katılan bileşenlerin ayırtlanması amacıyla 

yürütülen hidrokimyasal ve izotopik gözlem faaliyetlerine ilişkin ön bulgular sunulmaktadır. 

Çalışma Alanının Tanıtımı 

Yukarı Karasu Havzasının kuzeydoğusunda bulunan, yaklaşık 250 km 2 lik drenaj alanına sahip 

Kırkgöze Havzası, bu tebliğe konu araştırma için pilot havza olarak secilmiştir (Şekil 1). Bölge 

yılda yaklaşık 150 gün karla kaplı olup, yağışların önemli kısmı kar şeklinde düşmektedir. 

Araştırmanın yürütüldüğü alanda Güvercin ve Kandilli Dağlarından gelen Köşk, Büyükçay ve 

Yeşildere dereleri birleşerek Karasu adını almakta ve Yukarı Karasu Havzasının drenajını 

gerçekleştirmektedir. Çalışma alanında, Çıpak DSİ-21.01, Büyükçay DSİ-21.161, Köşk DSİ-21.152 

ve Yeşildere EİE-2168 olmak üzere dört adet akım gözlem istasyonu bulunmakta ve bu 

istasyonlarda düzenli olarak hidrometrik ölçümler yapılmaktadır (Şekil 1). 

206

Şekil 1. Kırkgöze havzasının yayılımı ve mevcut akım gözlem istasyonları 

Çıpak ve kolları Köşk, Büyükçay, Yeşildere’nin 1977’den 1993 yılına kadar akım değişimi ve 

pikleri yıllar bazında incelenmiştir. Yıllık akım hidrograflarından hiçbiri 16 yıllık ortalama akım 

hidrografından önemli miktarda bir değişim göstermemektedir. Ortalama yıllık akım 

hidrograflarından da görüldüğü gibi, akımın önemli bir kısmı kar erimesine bağlı olarak Nisan, 

Mayıs ve Haziran aylarında gerçekleşmektedir (Şekil 2). 

Q (m^3/s) 

10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

Ortalama Akımlar (1977-1992) 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 

Aylar 

Şekil 2. Ortalama yıllık akım hidrografları 

Bölgesel Jeoloji ve Hidrojeoloji 

Çalışma alanının üst kotları birkaç farklı volkanizmanın ürünü olan bazaltlar ile kaplı olup, 

karmaşık bir yapı göstermektedir. Bu birimler yeraltısuyunu zayıf mevsimsel kaynaklar halinde 

boşaltmakta yada tüf ve aglomeradan oluşan komşu birimlere aktarmaktadırlar (Şekil 3). Bölgede 

bazaltların altında yaygın halde tüf ve aglomeralar görülmektedir. Aglomeralar, bazalt, andezit ve 

tüf türü, köşeli ve çeşitli boydaki çakıl ve blokların ince taneli volkaniklerle çimentolanması sonucu 

oluşmuşlardır. Çeşitli yönde faylı ve çatlaklı olan aglomeralar, çatlak zonlarında az miktarda 

yeraltısuyu taşımaktadır. Bölgede aglomeraların altında uyumsuzlukla gelen tüf ve aglomera katkılı 

207 

Çıpak 

Köşk 

Büyükçay 

Yeşildere

kiltaşı ve marn tabakası yer almaktadır. Üstündeki formasyonlara göre daha geçirimsiz bir yapı 

sunan kil ve marn tabakası sınırında küçük mevsimsel kaynaklar gözlenmektedir. Havzada Geç 

Miyosen boyunca gerçekleşen volkanizma, tektonik hareketlenmeler ve sedimantasyon olayları 

Kuvaterner döneminde de devam etmiştir. Bölgede Pliyosen yaşlı birimler gözlenmemektedir (Şekil 

3). 

Şekil 3. Bölgenin jeoloji haritası, A-A’ jeolojik kesiti ve öngörülen kavramsal yüzey-yeraltısuyu 

akım modeli 

Ölçüm Noktaları 

Karasu Nehri üzerinde DSİ-21.10 Çıpak, DSİ-21.161 Karagöbek, DSİ-Köşk 21.152 ve EİE- 

Yeşildere 2168 akım gözlem istasyonlarında düzenli olarak hidrometrik ölçümler yapılmaktadır. 

İzotopik kütle dengesi açısından δ 2 O ve 2 H değerlerinin akım miktarıyla birlikte değerlendirilmesi 

208

gerektiğinden, nehir boyunca örnekleme yapılacak noktalar akım gözlem istasyonları temel alınarak 

seçilmiştir. Akım gözlem istasyonları Karasu Nehrine karışan herbir nehir kolunun üzerinde 

bulunmakta olup, alınan her bir örnek Karasu Nehrine karışan her bir kolun izotopik içeriğini temsil 

etmektedir. Bu araştırma kapsamında özellikle akım gözlem istasyonlarının bulunduğu 7 noktada 

kararlı izotop ve kimyasal örnekleme yapılmasına ve bu örneklemenin 15 günlük periyotlarda 

tekrarlanmasına özen gösterilmiştir. Ayrıca DSİ-21.01 istasyonunda akarsuyun özgül elektriksel 

iletkenliğini (Eİ) ve sıcaklığını sürekli izleyecek sonda sistemi kurulmuştur. Periyodik örnekleme 

yapılan noktalar Şekil 4’de gösterilmiş olup, bunların dışında nehir kollarının çeşitli noktaları ile 

bölgede bulunan sığ kaynaklardan da saha çalışmaları sırasında örnekler alınmıştır. Araştırmanın 

mevcut aşamasına değin çeşitli örnekleme noktalarına ait 70 adet örneğin kimyasal ve izotopik 

bileşimleri belirlenmiştir. 

Şekil 4. Periyodik örnekleme noktaları ve ilgili akım gözlem istasyonları 

Alansal ve zamansal ölçümler 

Akarsu akımında kar, yağmur ve yeraltısuyu katkılarının belirlenebilmesi için söz konusu 

bileşenlere ait temsil edici izotop içeriklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Bu kapsamda, havzanın 

farklı bölümlerindeki yeraltısuyunun kararlı izotop değerlerinin belirlenmesi amacıyla bölgedeki sığ 

kaynaklardan örnekler alınmaktadır. Diğer yandan, yöresel yağışın kararlı izotop içeriğinin 

belirlenmesi için DMİ Erzurum ve Tortum meteoroloji istasyonlarında toplanan günlük yağışlar her 

ay biriktirilmektedir. Kar şeklindeki yağışın izotopik içeriğinin belirlenmesi amacıyla çeşitli 

bölgelerden saha çalışmaları kapsamında kompozit kar örnekleri toplanmaktadır. Toplanan 

örneklerin kimyasal analizleri, Hacettepe Üniversitesi Su kimyası Laboratuvarında, kararlı izotop 

analizleri ise Utah Üniversitesi, kararlı izotop analiz laboratuvarında yapılmaktadır. Bugüne kadar 

70 adet örnekte söz konusu analizler tamalanmış olup, örnek toplama va analiz işlemerine halen de 

devam edilmektedir. 

Kimyasal Verilerin Ön Değerlendirmesi 

Akarsu kesitlerinde kimyasal bileşimin zamanla değimine tipik bir örnek Şekil 5’de gösterilmiştir. 

Grafikte sunulan değerler akarsu örneklerinin Ca-HCO3 karakterinde olduğunu göstermektedir. Yaz 

aylarına doğru söz konusu kimyasal karakter korunmakla birlikte, iyonik kompozisyonda, artan 

yeraltısuyu katkısına bağlı bir zenginleşme görülmektedir. 

209

Şekil 5. Kimyasal örneklerinin Schoeller diagramında gösterimi 

Benzer bir durum akarsu klorür derişimlerinde de izlenmekte olup, havzanın akış yukarısından (1 

nolu istasyon) akış aşağısına doğru (havza çıkışı 7 nolu istasyon) artan yeraltısuyu katkısına bağlı 

olarak klorür derişimlerinde sistemli bir artış izlenmektedir (Şekil 6). Genel olarak klorür derişimi 

kar erimesi döneminde, düşük klorür içerikli yüzeysel akış katkısının yeraltısuyu katkısına göre 

daha baskın olması nedeniyle en düşük düzeydedir. Kar erime dönemi sonrasında –Haziran ayından 

itibaren- artan yeraltısuyu katkısına bağlı olarak klorür derişimi yer ve zaman içinde düzenli bir 

artış göstermektedir. Havza çıkış istasyonunda gözlenen debinin zamansal değişimi ile farklı 

istasyonlarda gözlenen klorür derişiminin zamansal değişimi arasında belirgin bir parallellik 

izlenmektedir. Yağışlı dönem sonrasında akarsu debizindeki azalmaya paralel olarak gözlenen 

klorür derişimlerindeki artış akarsuya klorürce zengin yeraltısuyu katkısından kaynaklanmaktadır. 

Yaz aylarında (örğ. Ağustos) akaru debisinde artışa neden olan yağışlar klorürce fakir yüzeysel 

akışın akarsu akımı içindeki ağırlığını arttırmakta, buna bağlı olarak da akarsu klorür derişimlerinde 

bir azalma gözlenmektedir. Tüm bu gözlemler klorürün akarsu akımına katkıda bulunan bileşenlerin 

ayırtlanmasında etkin biçimde kullanılabileceğine işaret etmektedir. 

Şekil 6. Periyodik örnekleme noktalarında Cl’ün zamansal değişimi 

210

Kararlı İzotop Verilerinin Ön Değerlendirmesi: 

İnceleme alanından bu araştırma kapsamında günümüze değin toplanan örneklerin duraylı izotop 

(δ 18 O ve /δ 2 H) içerikleri Erzurum-Şenyurt meteorloji istasyonu için daha önce belirlenen (Sayın ve 

Eyüpoğlu,2005) yerel meteorik su doğrusu (YMSD) ile uyumlu bir dağılım sergilemektedir (Şekil 

7). İncelenen örneklerin YMSD’ndan önemli bir sapma göstermemesi buharlaşma sürecinin 

izotopik bileşim üzerinde belirgin biretkisi olmadığına işaret etmektedir. Örneklerin δ 18 

doğrusu üzerindeki dağılımından, kar tipindeki yağışların oldukça negatif izotop içeriğine sahip 

olduğu, akarsu ve yeraltısuyu tipi örneklerin δ 18 O ve /δ 2 H değerlerinin -12 (‰, V-SMOW) ile -80 

(‰, V-SMOW) dolayında olduğu izlenmektedir. Genellikle ılık aylarda gerçekleşen yağmur tipi 

yağışlar ise daha pozitif duraylı izotop içeriğine sahiptir (Şekil 8). Günümüze değin elde edilen 

duraylı izotop verileri akarsu ve yeratısuyu örneklerinin kar ve yağmur tipi yağışlar arasında bir 

duraylı izotop bileşimine sahip olduğunu göstermektedir. Bu durum, kaba bir yaklaşım ile akarsu ve 

yeraltısuyu üzerinde kar erimesine bağlı katkının yağmur şeklindeki beslenim katkısından daha 

etkili olduğunu göstermektedir. Kar erimesine bağlı beslenim katkısı yeraltısuyu örneklerinde 

akarsu örneklerine göre daha baskındır. Bu durumun, kar erimesi kaynaklı beslenimin yeraltısuyu 

üzerinde daha etkili olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Benzer biçimde, kar erimesine 

göre daha hızlı akışa geçen yağmur şeklindeki yağış, akarsuyun duraylı izotop derişimi üzerinde 

daha belirleyici olmaktadır. 

Şekil 7. Tüm örneklerin duraylı izotop içeriğinin YMSD ve GMSD üzerindeki dağılımı 

211 

δ 2 H

Şekil 8. Suların kökenlerine göre dağılımı 

Günümüze değin toplanan farklı tipteki (örğ. kar, yeraltısuyu, yağmur, akarsu) örneklerin ortalama 

duraylı izotop içeriklerinin gösterildiği Şekil 9’dan gerek yeraltısuyu ve gerekse akarsu izotopik 

bileşimi üzerinde kar tipindeki yağışın, yağmur tipindeki yağışa göre daha belirgin bir etkiye sahip 

olduğu anlaşılmaktadır. Bu yıllık yağışın önemli bir bölümünün kar tipindeki yağışca oluşturulduğu 

inceleme alanı için beklenen bir durumdur. 

Şekil 9. Farklı uç bileşenlerin karakteristik duraylı izotop içerikleri 

212

Sonuçlar 

Bu araştırma kapsamında içinde bulunulan aşamaya değin elde edilen veriler, gerek kimyasal ve 

gerekse izotopik verilerin akarsu akımına katkıda bulunan kar, yeraltısuyu ve yağmur şeklindeki 

bileşenlerin ayırt edilmesi amacıyla kullanılabileceğini göstermektedir. Halen toplanmakta olan 

örneklerden elde edilecek veriler ile genişletilecek olan çalışma ileride kimyasal ve izotopik kütle 

dengesini içerecek değerlendirme yaklaşımlarını kapsayacaktır. 

Teşekkür 

Yazarlar bu araştırma kapsamındaki özverili katkılarından dolayı DMİ Erzurum Bölge Müdürlüğü, 

DSİ Genel Müdürlüğü ve DSİ Erzurum VIII. Bölge Müdürlüğü personeline içtenlikle teşekkür 

ederler. 

Kaynaklar 

Allan C, Roulet NT. 1994. Runoff generation in zero order Precambrian Shield catchments: the 

storm flow response of a heterogeneous landscape. Hydrological Processes 8: 369–388. 

Buttle JM, Vonk AM, Taylor CH. 1995. Applicability of isotopic hydrograph separation in a 

suburban basin during snowmelt. Hydrological Processes 9: 197–211. 

DSİ, 1996, İstatistik Metodlarla Kar Su Eşdeğerinin Belirlenmesinde ve İzotoplar Kullanılarak 

Mevsimsel Akım Tahmininde Yeni Yöntemler, İZ-892 

Feng Z, Taylor S, Renshaw CE. 2002. Isotopic evolution of snowmelt 1. A physically based onedimensional 

model. Water Resources Research DOI: 10.1029/2001WR000814. 

Fritz P, Cherry JA, Weyer KU, Sklash MG. 1976. Storm runoff analyses using environmental 

isotopes and major ions. In Interpretation of Environmental Isotope and Hydrochemical Data in 

Groundwater Hydrology. International Atomic Energy Agency: Vienna; 111–130. 

Hinton MJ, Schiff SL, English MC. 1994. Examining the contributions of glacial till water to storm 

runoff using two- and three-component hydrograph separations. Water Resources Research 30: 

983–993. 

Laudon H, Hemon HF, Krouse HR, Bishop KH. 2002. Oxygen 18 fractionation during snowmelt: 

implications for spring flood hydrograph separation. Water Resources Research 38: 1258. DOI: 

10Ğ1029/2002WR001510. 

Maclean RA, English MC, Schiff SL. 1995. Hydrological and hydrochemical response of a small 

Canadian Shield catchment to late winter rain-on-snow events. Hydrological Processes 9: 845–863 

Peters DL, Buttle JM, Taylor CH, LaZerte BD. 1995. Runoff production in a forested, shallow soil, 

Canadian Shield basin. Water Resources Research 31: 1291–1304. 

Sayın, M., Eyüpoğlu, S.,Ö., Türkiyedeki yağışların kararlı izotop içeriklerini kullanarak yerel 

meteorik doğruların belirlenmesi, 2. Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu, Eylül 

2005. 

Taylor S, Feng Z, Renshaw CE. 2002. Isotopic evolution of snowmelt 2. Verification and 

parameterization of a one-dimensional model using laboratory experiments. Water Resources 

Research DOI 10.1029/2001WR000815. 

Unnikrisha PV, McDonnell JJ, Kendall C. 2002. Isotopic variations in a Sierra Nevada snowpack 

and their relation to melt-water. Journal of Hydrology 260: 38–57. 

Waddington JM, Roulet NT, Hill AR. 1993. Runoff mechanisms in a forested groundwater 

discharge wetland. Journal of Hydrology 147: 37–60. 

Wels C, Cornett RJ, LaZerte BD. 1991a. Hydrograph separation: a comparison of geochemical and 

isotopic tracers. Journal of Hydrology 122: 253–274. 

Wels C, Cornett RJ, LaZerte BD. 1991b. Streamflow generation in a headwater basin on the 

Precambrian Shield. Hydrological Processes 5: 185–199. 

213

SALİHLİ (MANİSA) JEOTERMAL ALANLARININ HİDROJEOKİMYASAL 

Özet 

ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ 


Dokuz Eylül Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği, Tınaztepe Yerleşkesi Buca-İzmir 

tugbanur.ozen@ogr.deu.edu.tr 

gultekin.tarcan@deu.edu.tr 

Salihli jeotermal alanları Manisa İl merkezine yaklaşık 72 km uzaklıkta, Gediz Grabeni’nin 

güneyinde yer almaktadır. Çalışma alanı, Kurşunlu Kaplıcası, Sart Çamur, Üfürük ve Caferbey 

jeotermal alanları olmak üzere dört grupta incelenebilir. Bu çalışmada söz konusu sahalardaki 

termal kaynaklara ait kimyasal ve izotopik veriler karşılaştırılarak, sıcak suların hidrojeokimyasal 

özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma alanının temelini Prekambriyen yaşlı Menderes 

Masifi metamorfikleri oluşturur. Menderes Masifi metamorfiklerine ait karbonatlı kayaçlar karstik 

ve çok çatlaklı olmalarından dolayı geçirimliliği yüksek olup, sıcak ve soğuk su kaynakları için 

akifer oluştururlar. Bunları örten Neojen tortul birimler bölgede farklı fasiyeslerden oluşmakta ve 

Acıdere, Göbekli ve Asartepe formasyonları olarak adlandırılmaktadır. Geçirimsiz veya az geçirimli 

olmaları nedeniyle jeotermal sistemlerin örtü kayacını oluşturmaktadırlar. Bölgede geniş bir yayılım 

sunan Kuvaterner alüvyon soğuk sular için akifer özelliğinde olması açısından önemlidir. Sıcak 

akışkanın taşınımı yeraltındaki fay ve kırık hatları ile sağlanmaktadır. 

İnceleme alanındaki sıcak suların kaynak çıkış sıcaklıkları 30–55°C arasındadır. Bununla birlikte 

kuyulardan elde edilen akifer sıcaklıkları 51°C ile 155°C arasında, debileri ise 2 ile 80 L/s arasında 

değişmektedir. Salihli jeotermal alanındaki sıcak sular δ 18 O ve döteryum(δ 2 H) içeriklerine göre 

meteorik kökenli sulardır. Genel olarak yağış sularının kırık ve çatlaklardan yeraltına süzülerek 

derinlerde ısınması ve tektonik hatları izleyerek sıcak su olarak yüzeye çıkması şeklinde 

açıklanabilen devirli sistem özelliğindedirler. Kurşunlu Kaplıcası sıcak suları genel olarak düşük 

trityum (H 3 ) yüksek Cl ve EC değerlerine sahiptir. Bundan dolayı sıcak sular derin dolaşımlı ve 

yeraltında kalış sürelerinin uzun olabileceğini göstermektedir. Sart-Çamur Kaplıcası sıcak suları ise 

yüksek trityum ve düşük Cl içeriğine sahip olup karışık su tipini yansıtmaktadır. Elde edilen yeni 

izotopik veriler, alanda var olan önceki verilerle uyuşmaktadır. 

İnceleme alanı içerisindeki suların Uluslararası Hidrojeologlar Birliği’ne (AIH) göre 

sınıflanmasında; Kurşunlu, Caferbey, Sart Çamur ve Üfürük sıcak suları sırasıyla Na-HCO3, Ca- 

Mg-HCO3, Ca-Na-HCO3 ve Ca-Mg-SO4 su tipini göstermektedirler. Bölgedeki soğuk sular ise sıcak 

sulardan farklı fasiyes özelliklerine sahip olup, Na +2 , Ca +2 , HCO3ˉ ve SO4 –2 iyonlarının egemen 

olduğu sulardır. Sıcak suların çeşitli kimyasal jeotermometrelere göre hesaplanan akifer sıcaklıkları 

50°C ile 270ºC arasında değişmektedir. 

Anahtar Kelimeler: Salihli, hidrojeokimya, hidrojeoloji, izotop jeokimyası. 

215

Abstract 

HYDROGEOCHEMISTRY STUDIES OF THE SALİHLİ (MANİSA) 

GEOTHERMAL FIELDS 

The study area is approximately 72 km far from the Manisa City center and is located in southern 

rim of the Gediz Graben. Salihli geothermal fields can be geographically divided into four groups; 

(1) Kursunlu spa, (2) Caferbey, (3) Ufuruk and (4) Sart Camur spa geothermal fields. The aim of 

this study is examined hydrochemical properties of aforementioned geothermal fields by using old 

and new chemical and isotopic data. The basement in the geothermal fields consists of Precambrian 

to Paleocene Menderes Massif rocks are highly fractured and karstified and act as an aquifer for 

both cold ground waters and thermal waters. These units are overlain by Neogene terrestrial 

sediments which called as Acidere, Gobekli and Asartepe formations have very low permeability as 

a whole and may locally act as cap rocks for the geothermal systems. Quaternary alluvium that 

extends wide in the region is the most important unit for cold ground water aquifer. Circulation of 

thermal fluid in subsurface is along fault and fracture zones. 

In the study area, the thermal waters have outlet temperatures between 30-55°C in springs and from 

51 o C to 155°C in wells. However, their discharges are between 2-80 L/s from springs or wells. 

Results of environmental isotope and chemical analysis show that thermal waters are of meteoric 

origin. Thermal waters are qualified as cyclic system can be explained that the meteoric waters 

penetrate through the faults and fractures, are heated in reservoir rocks, and move up to the surface 

along the tectonic lines. Kurşunlu Spa thermal waters have high Cl and EC values and have hardly 

any tritium. So, they have long circulation velocity in depth and their minimum ages of penetration 

to the ground are at least 50 years. However, Sart Camur show mixed water type because of having 

high tritium and low Cl contents. 

According to International Association of Hydrogeologists (AIH), chemical classifications, waters 

in the study area reflect the water types of Na-HCO3, Ca-Mg-HCO3, Ca-Na-HCO3 and Ca-Mg-SO4 

in Kurşunlu, Caferbey, Sart Camur and Üfürük, respectively. Cold waters are mainly dominated by 

the HCO3ˉ and SO4 –2 ions, with Na +2 , Ca +2 and cations. According to several geothermometers 

calculated reservoir temperatures are changed between 50 o C to 270ºC. New isotopic results agree 

with previous isotopic data. 

Key words: Salihli, hydrogeochemistry, hydrogeology, isotope geochemistry. 

1. Giriş 

Çalışma alanı Gediz grabeni güneyinde Manisa İli Salihli İlçesi sınırları içerisinde İzmir L20-a1 ve 

a2 paftaları içinde 8900-9400 boylamları ile 54000-61000 enlemleri arasında yer almaktadır. 

Çalışma alanının kuzeyini Salihli ovası oluşturmaktadır. Ovadan güneye doğru gidildikçe 

topografya birden yükselmekte, derin vadiler ve sırtlar görülmektedir. Güneydeki dik topografyanın 

düzlüğe açıldığı alanlarda yaygın alüvyon yelpazeleri ve taşkın alanları gelişmiştir. Çalışma 

alanının iklimi, yaz mevsimi sıcak ve kurak kış mevsimi ılık ve yağışlı Akdeniz iklim özelliğinde 

olup yıllık ortalama yağış 500mm ve ortalama sıcaklık 17°C’dir. İnceleme alanındaki sıcak suların 

kaynak çıkış sıcaklıkları 30–55°C arasındadır. Bununla birlikte kuyulardan elde edilen akifer 

sıcaklıkları 51°C ile 155°C arasında, debileri ise 2 ile 80 L/s arasında değişmektedir. Sıcak sular 

konut ve sera ısıtmacılığı başta olmak üzere balneolojik amaçlar için kullanılmaktadır. 

Bölgedeki çalışmalar jeolojik, hidrojeolojik, hidrojeokimyasal, jeofizik ve sondaj çalışmaları olarak 

uzun yıllardan beri devam etmektedir. Jeotermal amaçlı jeolojik, hidrojeolojik, hidrojeokimyasal ve 

sondaj çalışmaları ise Maden Tetkik Arama Enstitüsü (MTA) tarafından 1965 yılında başlamıştır 

(Ürgün, 1966; Özçiçek 1969; Gülay 1970; Karamanderesi 1972; Yılmazer 1988). Bu çalışmalar 

216

günümüze kadar MTA ve diğer araştırıcılar tarafından sürdürülmüştür (Filiz ve diğ., 1993; Yılmazer ve 

Karamanderesi 1994; Tarcan 1995; Tarcan ve diğ., 2000). 

Bu çalışmada önceki çalışmalar dikkate alınarak elde edilen yeni veriler ışığında bölgedeki sıcak ve 

soğuk suların hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal açıdan özellikleri yeni jeokimyasal ve izotopik 

verilerle değerlendirilmiş ve önceki çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. 

2. Materyal ve Metod 

Çalışma alanı içerisindeki yüzey suları, yeraltı suları ve sıcak sular, kurak ve yağışlı mevsimde 

örneklenmiştir. Suların pH, iletkenlik (EC) ve sıcaklık ölçümleri arazide yapılmıştır. Ayrıca sıcak 

suların toplam alkalinite değerleri konsantrasyon değişimi olacağı için arazide yerinde titrasyon 

metodu kullanılarak ölçülmüştür. Kimyasal analiz ve izotop analizi (O 18 , H 2 ve H 3 ) için sular 

50ml’lik polietilen şişelere 0.2µ geçirgenlikteki filitre kağıdından süzülerek örneklenmiştir. Örnek 

şişelerine (50 ml), suların pH’ını 2’ye indirgemek için 0.2ml derişik HNO3 asit ilave edilmiştir. 

Toplanan su örneklerinin ACME Analitik Laboratuarında (Kanada) ayrıntılı kimyasal analizleri 

yaptırılmıştır. Suların O 18 ve H 2 analizleri TÜBİTAK-MAM, Yer ve Deniz Bilimleri Enstitüsünde, 

H 3 analizleri ise Hacettepe Üniversitesi Hidrojeloji Mühendisliği Bölümü, Kütle Analiz 

Laboratuarında yapılmıştır. Kimyasal analiz sonuçları Watch 2.1 (Arnorsson vd., 1982 ve 

Bjarnason, 1994) ve AquaChem 5.1 (Calmbach, 1997) kimyasal türleştirme programlarında 

değerlendirilmiştir. 

3. Jeoloji ve Hidrojeoloji 

Çalışma alanı Gediz grabeni’nin güney kısmında yer almaktadır. İnceleme alanında yüzeyleyen 

kayalar temel ve örtü kayalar olmak üzere iki gruba ayrılabilir. Temeli gnays, mikaşist, fillit, 

kuvars şist, mermerlerden yapılı Menderes metamorfikleri oluşturur. Menderes metamorfiklerinin 

yaşı Pre-Kambriyen olarak belirlenmiştir (Dora ve diğ., 1995). Örtü kayalar ise kalınlığı 2000m’yi 

bulan Neojen kırıntılı tortullardır. Neojen sedimanter birimler bölgede farklı fasiyeslerden 

oluşmakta ve Acıdere, Göbekli ve Asartepe formasyonları olarak adlandırılmaktadır. Acıdere 

formasyonu genellikle örtülü akarsu ortamında oluşmuş kırıntılı tortullar (çakıltaşı, çakıllı kum ve 

kiltaşı-çamurtaşı) şeklindedir. Göbekli formasyonu çakıltaşı, kumtaşı ve kireçtaşından oluşur. 

Asartepe formasyonu kumtaşı ardalanmalı çakıltaşlarından oluşmaktadır. Bu birimler Menderes 

metamorfiklerini düşük açılı bir normal fay ile örter. Bu normal fay “ayrılma fayı” olarak 

tanımlanmıştır. Pekleşmemiş kırıntılı tortullardan oluşmuş Kuvaterner alüvyon bölgedeki en geç 

birimdir (Şekil 1). 

İnceleme alanın içerisindeki Menderes Masifi’ne ait karbonatlı kayaçlar (mermer ve dolomitik 

mermer) karstik ve çok çatlaklı olmalarından dolayı geçirimliliği yüksek olup, sıcak ve soğuk su 

kaynakları için akifer oluştururlar. Bazı yerlerde Menderes metamorfiklerinin gnays ve kuvarsmikaşistleri 

de ayrışmış özelliklerinden dolayı yer yer jeotermal sistemlerin akiferidir. Örtülü akarsu 

ortamında oluşmuş kötü çimentolanmış kil düzeyleri içeren Neojen tortul kayaçlar ise hidrojeolojik 

açıdan geçirimsiz veya az geçirimli olmaları nedeniyle jeotermal sistemlerin örtü kayacını 

oluşturmaktadırlar. Bölgede geniş bir yayılım sunan alüvyon soğuk sular için akifer özelliğinde 

olması açısından önemlidir. Sıcak akışkanın taşınımı yeraltındaki fay ve kırık hatları ile 

sağlanmaktadır (Tarcan ve diğ., 2000). 

217

Şekil 1. İnceleme alanının jeoloji haritası ( Emre 1996’dan değiştirilerek). 

Salihli jeotermal alanları Kurşunlu Kaplıcası, Sart Çamur, Üfürük ve Caferbey jeotermal alanları 

olmak üzere dört grupta incelenebilir. İnceleme alanındaki sıcak suların kaynak çıkış sıcaklıkları 

30–55°C arasındadır. Bununla birlikte kuyulardan elde edilen akifer sıcaklıkları 51°C ile 155°C 

arasında, debileri ise 2 ile 80 L/s arasında değişmektedir. Kurşunlu Jeotermal Alanı’ndaki sıcak 

suların kaynak çıkış sıcaklıkları 42°C ile 55°C arasında olup mevcut kuyularda 51°C ile 114°C 

arasında değişen akifer sıcaklıkları ve 40 ile 80 L/s arasında değişen debide akışkanlar 

bulunmaktadır. Termal kaynaklar geçmişten günümüze yöre halkı tarafından kaplıca amaçlı 

kullanılmaktadır. Kurşunlu sahası jeotermal sistemler açısından grabenin en önemli bölgesidir. 1967 

yılından beri Salihli Belediyesi’nce kaplıca amaçlı işletilmeye devam edilmektedir. Ayrıca Aralık 

2001 yılından bu yana Salihli İlçesi’nde konut ısıtılmaya yönelik uygulamalar gelişmeye devam 

etmektedir. Bölgede kuyu ve kaynaklardan elde edilen termal sular konut ısıtmacılığı başta olmak 

üzere sera ısıtmacılığı, banyo ve tedavi amaçlı kullanılmaktadır. 

4. Duraylı İzotop Jeokimyası 

İnceleme alanı içerisindeki suların O 18 , H 2 ve H 3 izotop analiz sonuçları Çizelge 1’de görülmektedir. 

Suların δ 18 O-δD diyagramı üzerindeki dünya meteorik su doğrusu ile Akdeniz meteorik su 

doğrusuna göre konumları, meteorik kökenli olduklarını göstermektedir (Şekil 2). 

218

Şekil 2. İnceleme alanındaki termal suların δ18O – δD diyagramındaki görünümü. 

MMWL (δD=8 δ18O + 15) Akdeniz meteorik su doğrusu (Gatt ve Carmi, 1970), 

GMWL (δD=8 δ18O + 10) ise Dünya meteorik su doğrusu (Craig, 1961). 

Kurşunlu Kaplıcası sıcak suları genel olarak düşük T ve yüksek Cl içeriği ile derin dolaşımlı 

sulardır. Sart-Çamur Kaplıcası sıcak suları ise yüksek T ve düşük Cl içeriğine sahip olup karışık su 

tipini yansıtmaktadır (Şekil. 3a) 

Suların EC-Trityum grafiğinde görüldüğü gibi Kurşunlu Kaplıcası sıcak sularının yüksek EC 

değerine karşılık düşük trityum içerikleri, bunların yeraltında kalış sürelerinin uzun olabileceğini 

göstermektedir. Sart-Çamur Kaplıcası sıcak suyunun ise karışık su tipini yansıttığı düşünülmektedir 

(Şekil. 3b). 

Cl 

100 

75 

50 

25 

0 

Kurşunlu 

Sart-Çamur 

Bahçecik 

Allahdiyen 

Üfürük 

-1 0 1 2 3 4 5 

T (TU) 

219 

(a)

5. Hidrojeokimya 

EC(µS/cm) 

4000 

3500 

3000 

2500 

2000 

1500 

1000 

500 

0 

0 1 2 3 4 5 6 

T(TU) 

Şekil 3. a) Sıcak suların T-Cl grafiği. 

b) Sıcak suların T-EC grafiği. 

220 

Kurşunlu 

Sart-Çamur 

Bahçecik 

Allahdiyen 

Üfürük 

Bu çalışmada inceleme alanındaki sulardan alınan 18 adet su örneğinin kimyasal analiz sonuçları 

Watch 2.1 (Arnorsson vd., 1982 ve Bjarnason, 1994) ve AquaChem 5.1 (Calmbach, 1997) 

türleştirme programlarında değerlendirilerek her bir su noktasının akifer kimyası, mineral 

doygunlukları, hazne kaya sıcaklıkları ayrı ayı değerlendirilmiştir. 

Bu çalışmada suları adlandırmak, birbiri ile karşılaştırmak, etkileşimlerini araştırmak ve kökeni ile 

ilgili yorum yapabilmek amacıyla suların tipinin belirlenmesine yönelik yöntemlerden biri olan 

Uluslararası Hidrojeologlar Birliği (IAH) sınıflaması kullanılmıştır. Buna göre suda çözünmüş 

başlıca anyon ve katyonlardan ayrı ayrı olmak üzere mek/l olarak % 20’ den fazla çözünmüş 

bulunan iyonlar su tipini belirlemektedir (IAH, 1979; Başkan ve Canik, 1984). Bu sınıflandırmaya 

göre inceleme alanındaki sıcak sular genel olarak Na-Ca-HCO3 tipindedir. Soğuk sular ise genel 

olarak Na, Ca, Mg ve HCO3 iyonlarının egemen olduğu suları yansıtmaktadırlar (Çizelge 1). 

Kurşunlu Kaplıcası, Caferbey ve MTA kuyusu sıcak suları Piper Üçgen Diyagramı’nda 8 No’lu 

(karbonat alkalileri %50’den fazla olan suların bulunduğu) alana düşmektedirler. Sart Çamur 

Kaplıcası sıcak suyu ise 5 No’lu (karbonat sertliği %50’den fazla olan sular) alanına düşmektedir. 

Üfürük mineral kaynağı Ca ve SO4’ce zengin olup Piper üçgen Diyagramı’nda 6 No’lu alana 

(Karbonat olmayan sertliği %50’den fazla olan sular) düştüğü görülmektedir. Seçilen soğuk su 

örnekleri ise pek fazla baskın iyon içermeyen karışık su tipindedirler. 

(b)

Şekil 4. İnceleme alanındaki suların Piper üçgen diyagramındaki dağılımı (Örnek numaraları 

Çizelge 1 ile aynıdır). 

5.1. Jeotermometre Uygulamaları 

Jeotermal sistemlerde akifer sıcaklığının tahmin edilmesi sıcak suların uygun şekilde 

kullanılabilirliği açısından önemlidir. Jeotermal sistemlerde akifer sıcaklıklarının doğrudan 

ölçülmesi masraf ve zaman gerektirdiğinden her zaman mümkün olmamaktadır. Buna bağlı olarak 

gerek ekonomikliği, gerekse de kullanımdaki kolaylığı nedeniyle akifer sıcaklığının saptanması için 

geliştirilmiş birçok yöntem bulunmaktadır. Jeotermal kaynakların araştırılmasında jeokimyanın en 

önemli uygulamalarından birisi kimyasal jeotermometreler ile akışkanın yeraltındaki sıcaklığının 

tahmin edilmesidir. Kimyasal jeotermometreler sıcaklığa bağlı su-kayaç dengesine dayalıdır ve su 

kayaç ilişkisindeki son denge sıcaklığını verir. Her bir jeotermometre için denge sıcaklığı farklıdır. 

Bu jeotermometreler çözünürlüğe ve iyon değişimine dayalı olarak geliştirilmişlerdir (Şahinci, 

1991). 

221

İnceleme alanındaki suların kimyasal analiz sonuçları (Örnek numaraları Şekil 1 ile aynıdır. 

Çizelge 1. 

Örnek Örnekleme Tarih Su Tipi T EC pH Li K Na Ca Mg B Cl SO4 HCO3 SiO2 

No Yeri °C uS/cm mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 

1 Bahcecik 15.03.2007 Ca-HCO3-SO4 13.1 235 8.0 2.2 1.7 5.5 32.6 4.9 0.1 4.0 38.9 112.3 17.5 

2 Bahcecik 16.03.2007 Ca-HCO3-SO4 13.2 198 8.0 0.0 1.7 5.1 32.5 4.3 0.1 5.0 27.0 97.6 15.2 

3 Bahcecik 17.03.2007 Ca-Mg-SO4-HCO3 14 422 6.4 0.0 3.8 10.2 63.4 14.1 0.1 11.0 92.9 85.4 21.3 

4 Kirkoluk 16.11.2006 Ca-HCO3-SO4 10.9 190 6.7 0.0 0.7 3.6 31.5 4.9 0.1 5.0 24.0 101.3 11.3 

5 Allahdiyen 16.11.2006 Ca-HCO3-SO4 13.2 406 7.1 0.0 1.6 8.4 64.3 6.1 0.1 7.0 50.9 108.6 17.3 

6 Ufuruk 16.11.2006 Ca-Mg-SO4 8.2 3650 5.7 0.0 22.2 57.9 808.5 251.1 0.5 62.0 2387.8 219.7 33.3 

7 Kursunlu 16.11.2006 Na-HCO3 44.5 2630 7.9 5.1 84.4 660.2 46.8 13.9 60.4 125.0 68.9 1339.9 322.1 

8 Caferbey 15.03.2007 Ca-Mg-HCO3-SO4 19.7 928 7.0 0.0 4.6 36.0 119.2 45.0 0.5 30.0 164.8 411.9 28.4 

9 Caferbey 15.03.2007 Ca-Mg-HCO3 27.4 1220 6.7 0.1 5.4 53.0 132.5 62.5 0.5 0.1 86.9 602.8 32.1 

10 Caferbey 15.03.2007 Ca-Mg-HCO3 22.4 835 6.4 0.1 6.8 41.5 98.8 41.0 1.3 20.0 92.9 533.9 34.5 

11 Kursunlu 16.11.2006 Na-HCO3 46 2220 6.9 2.7 51.1 408.9 82.8 18.6 41.3 77.0 77.9 1305.7 217.4 

12 Kursunlu 16.11.2006 Na-HCO3 39 2230 7.3 2.4 49.7 407.3 83.2 16.5 43.8 77.0 80.9 1403.4 231.1 


14 Kursunlu 16.11.2006 Ca-Na-HCO3 34 1705 6.4 0.9 18.7 167.1 182.2 35.1 15.7 38.0 182.8 1310.6 99.7 



17 Sart-camur 16.11.2006 Ca-Na-HCO3 40.7 1575 6.6 1.0 21.1 164.0 183.8 24.6 14.0 32.0 65.9 793.2 108.0 

18 *Caferbey, MTA 20.09.1990 Na-HCO3 90 2700 7.8 - 70.0 680.0 42.0 0.1 67.0 115.0 34.0 1983.0 213.9 

kuyu 

* Tarcan, 2005'den alınmıştır. 

222 

Çizelge 2. Inceleme alanındaki sıcak suların çeşitli jeotermometrelerle hesaplanan akifer sıcaklıkları (Örnek numaraları Çizelge 1 ile aynıdır). 

Örnek Ölçülmüş Akifer SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 SiO2 Na/K Na/K Na/K Na/K Na/K Na/K Na-Ca K-Ca Na/K* Na/K Na/K K-Mg 

No sıcaklık sýcaklýðý (Q.) (Q.) (chal.) (Q.) (Q.) (chal.) (chal.) (chal.) (Q.) (Q.) 

°C °C a1 a2 b b c d1 d2 d3 d4 d5 e f g d h i g g d j k i 

7 44.5 94 215 196 216 164 193 190 178 195 213 196 216 249 225 221 225 253 728 424 227 215 262 119 

9 27.4 - 82 86 83 62 70 54 59 48 70 84 190 228 197 197 205 234 181 188 201 186 239 36 

11 46 98 235 212 237 179 211 211 195 218 236 212 529 465 569 503 428 436 244 347 530 581 503 100 

12 39 90 235 212 237 179 211 211 195 218 236 212 210 244 219 216 221 249 494 345 222 208 258 101 

13 27.9 83 182 170 183 139 163 155 149 156 177 169 214 247 223 220 224 251 431 323 225 213 261 94 

14 34 - 137 133 137 106 122 109 109 106 128 132 200 236 208 207 213 241 279 246 212 197 249 67 

15 38.6 114 232 210 234 177 209 208 193 215 232 210 461 424 492 444 389 402 410 443 465 497 456 127 

16 43.6 112 229 207 231 174 206 204 190 211 229 207 226 257 236 231 233 260 673 417 237 226 271 126 

17 40.7 52 142 136 142 109 126 113 113 111 133 135 217 249 225 222 226 253 276 253 228 215 263 74 

18 90 155 142 136 142 109 126 113 113 111 133 135 191 229 198 198 206 235 762 409 203 187 240 203 

a1) SiO2 kuvars buhar kaybı yok ve a2) SiO2 kuvars maksimum buhar kaybı, Fournier 1977; b) Fournier ve Potter, 1982; c) Arnorsson ve diğ., 1989; d) Arnorsson ve diğ., 1983, d1) SiO2 

o o 

(amorf silis), d2) SiO2 (kalsedon, 100 C adiyabatik buhar kaybı), d3) SiO2 (kalsedon, buhar kaybı), d4) SiO2 (kalsedon, buhar kaybı) ve d5) SiO2 (kuvars, 100 C adiyabatik buhar kaybı), 

e) Truesdell, 1976; f) Fournier 1979; g) Tonani, 1980; h) Nieva ve Nieva, 1987; i) Giggenbach ve diğ..,1988; j) Fournier & Truesdell, 1973; k) Fournier & Potter 79; l) Giggenbach ve diğ., 

1983.

İnceleme alanındaki jeotermal alanlardaki sıcak ve mineralli suların jeotermometre uygulama 

sonuçları Çizelge 2’de belirtilmiştir. Sıcak suların çeşitli kimyasal jeotermometrelere göre 

hesaplanan akifer sıcaklıkları 50°C ile 400ºC arasında değişmektedir. 

Sıcak suların akifer (hazne kaya) sıcaklıklarının saptanması ve suların ilişkide olduğu kayaçlarla 

olan denge durumlarının belirlenmesi için kullanılan bir diğer yöntem ise Giggenbach (1988), 

tarafından geliştirilmiş olan Na-K-Mg birleştirilmiş jeotermometresidir. Bu üçgen diyagram ile hem 

sıcak suların hazne sıcaklığı hızlı olarak yorumlanabilmekte, hem de daha önce belirtilen katyon 

jeotermometre uygulamalarının geçerliliği sınanmaktadır. Fournier (1990,) bu diyagram üzerinde 

bazı yenilemeler yaparak, en güvenilir sonuçların bu üçgen diyagramdan oluşan jeotermometre 

uygulaması ile alınabileceğini öne sürmektedir. Diyagram kısaca, su kayaç ilişkisinin dengede 

olduğu, su kayaç ilişkisinin dengede olmadığı (ham sular), su kayaç ilişkisinin kısmen dengede 

olduğu sular olmak üzere üç bölümden oluşmaktadır. Diyagramda kısmen olgunlaşmış sularla, 

olgunlaşmamış suları birbirinden ayıran eğri olgunlaşma indeksinin (MI=maturity index), MI=2,0 

olduğu eş kimyasal özellikteki noktaların bileşimiyle oluşmuştur. İnceleme alanındaki sıcak suların 

Na-K-Mg üçgen diyagramındaki konumları bu jeotermal alanlar içerisindeki sıcak suların 

çoğunlukla ham sular sınıfında yer aldığını göstermektedir (Şekil 5). Sıcak sular genel olarak 260 

ºC sıcaklık eğrisi üzerinde sıralanmıştır. Giggenbach (1988), ham sular bölümüne düşen suların 

katyon jeotermometre sonuçlarına şüpheyle bakılması gerektiğini belirtmektedir. 

Şekil 5. İnceleme alanındaki sıcak suların Na-K-Mg üçgen diyagramındaki yeri . 

Tüm jeotermometre sonuçları alanda açılan kuyulardan elde edilen akifer sıcaklıkları (Kurşunlu 

Kaplıcası 50-114°C; Caferbey 155 °C ) ile karşılaştırıldığında, bazı silis jeotermometrelerinin daha 

güvenilir sonuçlar verdiğini göstermektedir. 

223

5.2. Suların Mineral Doygunluk Özellikleri 

Sıcak suların analiz sonuçları Watch 2.1 (Arnorsson vd., 1982 ve Bjarnason, 1994) programına 

aktarılmış ve sıcak suların sekiz farklı sıcaklıkta mineral doygunlukları hesaplanmıştır. Bu 

verilerden mineral doygunluk–sıcaklık grafikleri elde edilmiştir. 

Kurşunlu sıcak sularında genel olarak anhidrit ve vollastonit minerallerini çözündürücü özelliktedir. 

Kalsit mineralince ise aşırı doygundur. Diğer mineraller düşük sıcaklıklarda su ile doygun özellik 

göstermektedir. Sart-Çamur sıcak suları genel olarak vollastonit ve silis amorf minerallerini 

çözündürücü, kalsit mineralini çökeltici özelliktedir (Şekil 6). Caferbey sıcak suları da genellikle 

kalsit mineralince aşırı doygun, anhidrit, amorf silis, vollastonit ve götit minerallerini çözündürücü 

özelliktedirler (Şekil 11). SI=0 denge doğrusunda birden fazla mineralin kesişme noktaları dikkate 

alındığında Kurşunlu ve Sart-Çamur sıcak sularının 110°C ve Caferbey sıcak sularının 150°C hazne 

kaya sıcaklığına sahip olabilecekleri gözlenmiştir. 

6. Sonuçlar 

Kurşunlu, Caferbey, Sart Çamur ve Üfürük sıcak suları sırasıyla Na-HCO3, Ca-Mg-SO4, Ca-Na- 

HCO3 ve Ca-Mg-SO4 su tipini göstermektedirler. Bölgedeki soğuk sular ise sıcak sulardan farklı 

fasiyes özelliklerine sahip olup, Na +2 , Ca +2 , HCO3ˉ ve SO4 –2 iyonlarının egemen olduğu sulardır. 

Kurşunlu Kaplıcası sıcak suları genel olarak düşük T ve yüksek Cl içeriği ile derin dolaşımlı 

sulardır. Sart-Çamur Kaplıcası sıcak suları ise yüksek T ve düşük Cl içeriğine sahip olup karışık su 

tipini yansıtmaktadır. Suların EC-trityum grafiğine bakıldığında, Kurşunlu Kaplıcası sıcak sularının 

yüksek EC değerine karşılık düşük trityum içerikleri, bunların yeraltında kalış sürelerinin uzun 

olabileceğini göstermektedir. Sart-Çamur Kaplıcası sıcak suyu ise karışık su tipini yansıtmaktadır. 

Kurşunlu Kaplıcası, Caferbey ve MTA kuyusu sıcak suları Piper Üçgen Diyagramı’nda 8 No’lu 

(karbonat alkalileri %50’den fazla olan suların bulunduğu) alana düşmektedirler. Sart Çamur 

Kaplıcası sıcak suyu ise 5 No’lu (karbonat sertliği %50’den fazla olan sular) alanına düşmektedir. 

Üfürük mineral kaynağı Ca ve SO4’ce zengin olup Piper üçgen Diyagramı’nda 6 No’lu alana 

(Karbonat olmayan sertliği %50’den fazla olan sular) düştüğü görülmektedir. Seçilen soğuk su 

örnekleri ise pek fazla baskın iyon içermeyen karışık su tipindedirler. 

İnceleme alanındaki sıcak suların Na-K-Mg üçgen diyagramındaki konumları bu jeotermal alanlar 

içerisindeki sıcak suların çoğunlukla ham sular sınıfında yer aldığını göstermektedir. Sıcak sular 

genel olarak 260 ºC sıcaklık eğrisi üzerinde yer almaktadırlar. Giggenbach (1988), ham sular 

bölümüne düşen suların katyon jeotermometre sonuçlarına şüpheyle bakılması gerektiğini 

belirtmektedir. 

İnceleme alanındaki sıcak sular genel olarak kalsit mineralince doygun olup anhidrit ve vollastonit 

minerallerini çözündürücü özelliktedir. SI=0 denge doğrusunda birden fazla mineralin kesişme 

noktaları dikkate alındığında Kurşunlu ve Sart-Çamur sıcak sularının 110 °C ve Caferbey sıcak 

sularının 150 °C hazne kaya sıcaklığına sahip olabilecekleri gözlenmiştir. 

224


SI(logQ/logK) 

5.000 

0 

-5.000 

S I(logQ/logK) 

225 

Kurşunlu 

25 50 75 100 125 150 175 200 

T( o C) 

5.000 

SI (logQ/logK) 

2.500 

0 

-2.500 

-5.000 

0 

-5.000 

Anhidrit Kalsit 

Vollastonit Sil. Amorf 

Kalsedon Kuvars 

Caferbey derin kuyu 

25 50 75 100 125 150 175 200 

T( o C) 

Sart-Çamur Kaplıcası 

25 50 75 100 125 150 175 200 

T( o C) 

Adularia 

Anhydrite 

Wairakite 

Albite, low 

Calcite 

Wollastonite 

Sil. amorph. 

Analcime 

Chalcedo 

Goethite 

Prehnite 

Quartz 

Zoisite 

Adularia 

Anhydrite 

Wairakite 

Albite, low 

Calcite 

Microcline 

Wollastonite 

Sil. amorph. 

Analcime 

Chalcedo 

Quartz 

Şekil 6. İnceleme alanındaki sıcak suların SI-Sıcaklık grafikleri. 

Bu çalışma, Dokuz Eylül Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projelerinden KB.FEN.016 No’lu “Salihli 

Jeotermal Alanları’nın Hidrojeolojik İncelenmesi” konulu proje kapsamında hazırlanmıştır.

Kaynaklar 

Arnórsson S., Gunnlaugsson E., and Svavarsson H., 1983. The chemistry of geothermal waters in 

Iceland. III. Chemical geothermometry in geothermal investigations. Geochimica et 

Cosmoschimica Acta, 47, 567-577. 

Arnorsson, S., Arnorsson, E., 1989. Deposition of calcium carbonate minerals from geothermal 

waters. Theoretical considerations, Geothermics 18, pp. 33–39 

Başkan, M.E., Canik, B., 1983. IAH Map of mineral and thermal waters of Turkey Aegean Region. 

MTA No. 189, Ankara, Pp:80. 

Bjarnason, J.O., 1994. The Speciation Program WATCH, version 2.1. Orkustofnun, Reykjavik, 

Iceland (7 pp.). 

Craig, H., 1961. Isotopic variations in meteoric waters. Science 133, 1702-B. 

Calmbach, L., 1997. AquaChem Computer Code-Version 3.7.42, waterloo hydrogeologic. 

Waterloo, Ontario, Canada, N2L 3L3. 

Dora, O.O., Candan, O., Durr, S., Oberhanslı, R., 1997. New evidence on the geotectonic evolution 

of the Menderes Massif. In: Piskin O, Ergiin M, Savaccm MY, Tarcan G (eds) Proc 

International Earth Sciences Colloquium on the Aegean Region, izmir-Gulluk, Turkey, pp 53- 

72 

Filiz, Ş., 1995. Ege Bölgesindeki önemli jeotermal alanların O-18, H-2, H-3, C-13 izotoplarıyla 

incelenmesi. Doçentlik Tezi, E.Ü.Y.B.F., İzmir, Pp: 95. 

Filiz S, Gokgoz A, Tarcan G (1993) Hy-drogeologic comparisons of geothermal fields in the Gediz 

and Buytik Menderes Grabens. Congress of the World Hydro thermal Organisation, 13-18 May 

1992, Istanbul-Pamukkale, Turkey, pp 129-153 

Irmak, U.,1994. High boron contents in aquifer systems of Salihli: Alasehir plains. MSc Thesis, 

DEU, Izmir. 129-153, 

Karamanderesi I.H., 1972. Detail geology and geothermal energy feasibility of the Urganlı 

Kaplıcaları (Manisa-Turgutlu) and surrounding area (In Turkish). MTA report, MTA, Ankara 

Fourneir, R.O., (1990)., The interpretation of Na-K-Mg relation in geothermal waters. Geoth. Res. 

Counc. Trans., 14, 1421-1425. 

Fournier, R.O., 1977. A Review of chemical and isotopic geothermometers for geothermal 

systems. In : Proceedings of the Symp. on Geoth. Energy, Cento Scientific Programme, Ankara, 

pp: 133-143. 

Fournier, R.O., Potter, R.W., 1979. Magnesium Correction to the Na-K-Ca Chemical 

Geothermometer. Geochimica et Cosmochimica Acta, 43, 1543-1550 . 

Fournier, R.O., Truesdell, A.H., 1973. An Empirical Na-K-Ca Geothermometer for Natural Waters. 

Geochimica et Cosmochimica Acta 37, 1255-1275. 

Fourneir, R. O. and Potter R.W. (1982). A Revised and Expandad Silica (Quartz) Geothermometer. 

Geothermal Research Council Bull. V.11. pp. 9. 

Gatt, J.R., Carmi, I., 1970. Evolution of the isotopic composition of atmospheric waters in the 

Mediterranean Sea. J. Geophys. Res. 75, 3032-3048. 

Giggenbach WF (1988) Geothermal solute equilibria: derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators. 

Geochim Cosmochim Acta 52:2749-2765 

Gıggenbach, W.F., Gonfiantini, R., Jangi, B.L., Truesdell, A.H.,1983. Isotopic and Chemical 

Composition of Parbati Valley Geothermal Discharges, NW Himalaya, Indiana. Geothermics, 5, 

51-62. 

Gülay, A., 1970, Manisa-Salihli - Caferbey-Köseali-Trablı-Kurşunlu-Allahdiyen Gökköy-Çamur 

banyoları-Üçtepeler rezistivite raporu: MTA Rap., 4853 (yayımlanmamış), Ankara. 

IAH, Map of mineral and thermal water of Europe. Scale 1:500.000. International Association of 

Hydrogeologists, (1979) United Kingdom. 

Karamanderesi, I .H., (1972). Urganlı Kaplıcaları (Manisa-Turgutlu) civarının detay 

jeolojisi ve jeotermal alan olanakları hakkında rapor. MTA Raporu:5462, Ankara. 

226

Nieva,D. & Nieva, R.,(1987),Development in Geothermal Energy in Mexico, par 12-A Cationic 

Composition Geothermometer for Prospection of Geothermal Resaurces.Heat Recovery Systems 

and CHP, 7, 243-258. 

Parkhurst, D.L., Appelo, C.A.J., 1999. User's guide to PHREEQC (version 2) A computer program 

for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations: 

U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report. 99-4259, pp:312. 

Özçiçek, B., 1969. Manisa-Turgutlu-Salihli jeotermik enerji araştırmaları. Kendirlik ve Allahdiyen 

yöreleri rezistivite etüdleri. MTA Raporu: 4029, Ankara. 

Şahinci, A.,1991. Doğal Suların Jeokimyası. D.E.Ü. Müh. Mim. Fak. Yayınları, İzmir, 175-244. 

Tarcan, G., 2005. Mineral saturation and scaling tendencies of waters discharged from wells 

(>150 o C) in geothermal areas of Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 

142/3-4, 263-283. 

Tarcan, G., 1995. Hydrogeological study of the Turgutlu Hot Springs. PhD Thesis, Dokuz Eyliil 

University Graduate School of Natural and Applied Sciences, Izmir, 214 pp 

Tarcan, G., Filiz Ş., Gemici, Ü., (2000). Geology and Geochemistry of the Salihli Geothermal 

Fields, Turkey. WGC-2000 World Geothermal Congress 28 May-10 June, 2000 Congress 

Kyushu-Tohoku, Japan, Books of Proceedings, R-922, 6: 1829-1834. 

Tonanni, F.,1980. Some remarks of the application of geochemical techniques in geothermal 

exploratin. Proceedings, Adv. Eur. Geoth. Res. Second Symp., Strasbourg, 428-443. 

Truesdell, A.H., 1976. Summary of section III geochemical techniques in exploration. Proceedings, 

Second United Nations Symposium on the Development and Use of Geothermal Resources. San 

Francisco, 1975, Vol.1, Washington D.C., U. S. Government Printing Office, pp: ıiii-ıxxxix. 

Ürgün, S., 1966. Manisa-Turgutlu-Urganlı kaplıcası jeotermik enerji aramaları jeoloji, hidrojeoloji 

raporu: MTA Rap., 4679 (yayımlanmamış), Ankara. 

Yılmazer, S., 1984. İzmir-Balçova jeotermal sahasında ısı üretimine yönelik değerlendirme raporu: 

MTA Rap., 7504 (yayımlanmamış), Ankara. 

Yılmazer S (1988) Kursunlu-Sart sıcak su kaynaklarının (Salihli) hidrojeoloji ve jeokimyasal 

ozellikleri. Isparta Miihendislik Fakiiltesi Dergisi 5:242-266 

Yılmazer S, Karamanderesi IH (1994) Kursunlu jeotermal alanının (Salihli-Manisa) jeolojisi ve 

jeotermal potansiteli. In: Diinya Enerji Konseyi Tiirkiye 6. Enerji Kongresi Turk Milli Komitesi, 

17-22 Ekim 1994, Izmir, Teknik Oturum Tebligleri I, pp 68-181 

227

Özet 

BALIKESİR ILICABOĞAZI (KEPEKLER) KAPLICA SULARININ 

İZOTOPLARLA (O -18 , H 2 , ve H 3 ) İNCELENMESI 


Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Jeoloji Müh. Bölümü, IZMIT 

Suzan@kocaeli.edu.tr; ismail.onen@gmail.com; jeo.serkan@gmail.com 

KAF zonunun batı uzanımında yer alan inceleme alanı, Susurluk ilçesinin 20 km kuzeyinde ve Yeni 

Ilıcaboğazı Köyünde yer almaktadır. Bölgede temeli oluşturan Fazlıkonağı Formasyonu Ilıcaboğazı 

kaplıca dolayında yüzeylenmemekle birlikte, alanda yapılan sondajda kesilen ve yaşının Paleozoik 

olduğu tahmin edilen bu birim kuvars-serisit-kalkşistlerle temsil edilir. Bu birimin üzerine açısal 

uyumsuzlukla ve kalınlığı 250 m olan Tersiyer yaşlı çakıltaşı, kumtaşı, marn killi kireçtaşı, tüf, 

aglomera ve andezitik lavlardan oluşan volkanosedimenter seri gelmektedir. En üstte ise Kuvaterner 

yaşlı alüvyon yer alır. 

Yöredeki sıcak ve mineralli sular Kepekler Ilıca vadisi boyunca yer almakta, bu suların yüzeye 

çıkışını KD-GB uzanımlı fay sistemleri ve bu faylara bağlı ikincil fay ve çatlaklar sağlamaktadır. 

Sıcak su taşıyan faylar alüvyon altında gömülüdür. Bu faylar, halen sıcaksu çıkışlarında aktif rol 

oynamaktadır. Kaplıcadan su ve çamur banyosu olarak yararlanılmaktadır. Suların sıcaklıkları 

kaynaklarda, 30-56°C arasında olup, toplam debileri 6 lt/s dır. Ayrıca sıcak sular, bataklık ve sazlık 

görünümü sunan oldukça geniş bir alanda, küçük kaynaklar şeklinde de çıkmaktadır. Yine Sıcak su 

kaynaklarının bulunduğu vadiden alüvyon içersinde akan Mürüvetler deresinin içinde, çeşitli 

yerlerde ve yakın mesafelerde sıcaklıkları 30- 50°C arasında değişen kaynaklar da tespit edilmiştir. 

Bölgede 1985’yılında MTA ya ait derinliği 390 m, sıcaklığı 64°C, ve debisi 15 l/s olan bir sıcak su 

sondajı bulunmaktadır. Bu sular AIH sınıflamasına göre”“ Na, Ca , Cl, HCO3, B, SiO2 li, ve CO2 li 

sicak ve mineralli Sulardir. Bu çalışmada Kepekler Ilıcaboğazı sıcak ve mineralli su kaynaklarının 

oluşumu, beslenme ve fiziko – kimyasal nitelikleri aydınlatılmaya çalışılmıştır. Suların kökenini 

araştırmada izotop analizlerinden yararlanılmıştır. Sıcak ve mineralli sulardaki iyonların kökenleri 

araştırılmıştır. Katyonların iyonik formülü rNa+rKrCarMg iken, anyonların iyonik formülü 

rClHCO3rSO4 tarzında dizilim sunar. Bunların yapılan izotop analizinde değerler birbirine 

yakındır. Yalnız 7 nolu sondaj kuyusunun oksejen-18 ve doteryum değerleri, belki de örnekleme 

hatasından sıcak sulardan farklı bir değer almaktadır. 18 O- 3 H ilişkisine göre Kepekler sıcak ve 

mineralli suları yüksek iletkenliğe sahip, 18 O bakımından negatif değerler alan, yüksek kotlardan 

beslenen derin dolaşımlı sulardır. 

Anahtar kelime: Kepeklerı, Oksijen-18, Döteryum, Trityum izotopları. 

EVALUATION OF THE BALIKESIR ILICABOĞAZI (KEPEKLER) SPA WATERS WITH 

(O -18 , H 2 and H 3 ) ISOTOPES 

Abstract 

The studied area, where is in the west elongation of the NAF (North Anatolian Fault) zone, takes 

place in 20 km north of Susurluk county and in Yeni Ilıcaboğazı village. Paleozoic aged 

Fazlıkonağı Formation, the basement of the region, which is composed of quartz-sericite-calc schist 

does not crap out around Ilıcaboğazı thermal water. Tertiary aged and 250m in thickness volcanosedimenter 

unit which is composed of argillaceous limestone, tuffs, agglomerate and andesitic lavas 

settle down as angular unconformity over Fazlıkonağı Formation. The youngest formation of the 

229

egion is Quaternary aged alluvion. The hot and mineral bearing waters of the area take place along 

Kepekler Ilıca Valley. These waters are controlled to surface by NE-SW direction fault systems and 

related secondary fault and fissures. The faults which transport hot water are burried under the 

alluvion. These faults still have an active role to surface hot waters. The temperatures of the waters 

are among 30 and 56 °C and total flow is about 6 lt/s. Besides, the thermal waters are also observed 

in a large source area which is bog and rush bed. Again, Some hot water sources whose temperature 

is among 30- 50°C are observed in stream Mürüvvetler in the valley which thermal waters are 

present and near distance. In the studied area, A well which is 390 m. in depth and 64°C in 

temperature and 15 lt/s in flow was observed by MTA in 1985. In 

These waters are Na, Ca , Cl, HCO3, B, SiO2, CO2 bearing according to AIH classification. The aim 

of this study is to examine the origin, recharge and physico-chemical characteristics of the Kepekler 

Ilıcaboğazı. Isotopes techniques were used for determination origin of thermal and mineral waters. 

Origin of the ions in the thermal and mineral waters were investigated. According to chemical 

analyses of thermal and mineral water, cations were lined in the way rNa+rK > rCa > rMg and 

anions rCl > rHCO3 > rSO4 . In these waters isotopic datas are closed to each other. 18 O and D 

are different in drilling well 7. This difference may be water sampling method. According to the 

relation of 18 O- 3 H Kepekler thermal and mineral waters are high conductive. In addition these 

waters have nagative values for 18 O. Thermal and mineral waters have deeper circulation based on 

deuterium and tritium values. 

Key words: Kepekler, Oxygen-18, Deuterium, Tritium isotopes 

Giriş 

İnceleme alanı Balıkesir ili, Susurluk ilçesi Kepekler-Ilıcaboğazı köyüdür. Çalışma alanı 1/25000 

ölçekli Bandırma- H20-d3,d4 paftalarında yer almaktadır (Şekil 1). Tepelerin yüksekliği 15 m ile 

100 m arasında değişmektedir. Bölgede tipik Akdeniz iklimi hakim olup, yazları sıcak ve kurak, 

kışları ılık ve yağışlıdır. Çalışma alanında bulan önemli akarsular Mürvetler ve kara dereleridir. 

GB’dan KD akış yönü ile gelen ve uzunluğu 12 km olan Mürvetler deresi Ilıcaboğazı köyünün batı 

sınırını oluşturmaktadır. Manyas Gölün’den kaynağını alan Kara dere ise 17 km uzunluğunda olup, 

debisi 120 l/s dır. Alandaki yerleşim alanları Kepekler, Ilıcaboğazı, Okçugöl, ve Beylik köyleridir 

(Şekil 2). 

Balıkesir bölgesi Ege açılma tektoniği içinde yer alan orta-yüksek sıcaklık potansiyeline sahip 

jeotermal bölgelerden biridir. Bölgedeki kabuk açılma tektoniği nedeniyle incelmiş ve buna bağlı 

olarak jeotermal gradyan oldukça yüksektir (Fytikas, 1976). Batı Anadolu’daki jeotermal sistemler, 

esas olarak Neotektonik dönem boyunca şekillenmiştir (Ercan vd, 1990). Önceki çalışmaların 

ışığında Kepekler kaplıca sahasındaki kaynak ve sondaj suların hidrojeokimyasal ve izotopik 

tekniklerle kökenleri, beslenmeleri ve yer altı suları ile olan ilişkileri incelenmiştir. 

. 

230

Materyal ve Yöntem 

Şekil 1: Yer belirleme 

Çalışma, arazi, örnekleme ve analiz olmak üzere üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Arazi 

çalışmalarında sıcak su çevrelerinin jeoloji haritaları hazırlanmış ve önceki çalışmalar dikkate 

alınarak isim ve yaş verilmiştir. Çalışma alanındaki sıcak su kaynaklarının hidrokimyasal ve izotop 

özelliklerini belirlemek amacıyla Temmuz 2007 tarihinde örnekleme yapılmıştır. Kimyasal ve 

izotop analizleri için Kepekler yöresinden 6 adet sıcak su kaynağından ve 1 adet yeraltı suyunu 

temsil edeceği düşünülerek soğuk su kaynağından olmak üzere toplam 7 adet örnek alınmıştır. 

Kimyasal analizler Hacettepe Üniversitesi Su Kimyası Laboratuarında, Canada Acme Analiz 

laboratuarında, İzotop analizlerinden Trityum analizleri Hacettepe Üniversitesi su Kimyası 

Laboratuarında, Oksijen-18 ( 18 O), Döteryum ( 2 H) analizleri ise Amerika Utah Üniversitesi 

laboratuarında yaptırılmıştır (Tablo 1 ve 2). Sıcaklık, arazide kaynak başında ve pH, EC ölçümleri 

örnek alım noktalarında ve doğal koşullar altında ölçülmüştür. Kaynak başlarında yapılan 

ölçümlerde YSI marka 63 model portatif pH/iletkenlik/ sıcaklık metre aleti kullanılmıştır. Elde 

edilen bu veriler çeşitli hesaplamalar ve diyagramların kullanımıyla değerlendirilmiştir. 

Jeoloji 

Bölgede temeli oluşturan Fazlıkonağı Formasyonu Ilıcaboğazı kaplıca dolayında yüzeylenmemekle 

birlikte, alanda MTA tarafından yapılan (BK–1) sondajda kesilen ve yaşının Paleozoik olduğu 

tahmin edilen bu birim kuvars-serisit-kalk şistlerle temsil edilir (Özçelik ve Özbayrak, 1985). Bu 

birimin üzerine açısal uyumsuzlukla ve kalınlığı 250 m olan Tersiyer yaşlı çakıltaşı, kumtaşı, marn, 

siltaşı, killi kireçtaşı, tüf, aglomera ve andezitik lavlardan oluşan volkanosedimenter seri 

gelmektedir (Ergül vd.,1986). En üstte ise Kuvaterner yaşlı çakıl, kum,ve kilden oluşan alüvyon ve 

yamaç molozu yer alı r(Şekil 2). Kepekler kaplıca sahasında bir horst graben yapısı vardır. Bu 

yapıyı oluşturan ana faylara bağlı olarak örtülü ikincil faylar ve çatlaklar da gelişmiş olabilir (Öktü, 

1985) 

231

Hidrojeoloji 

Kepekler kaplıca sularının akifer kayacı, kaplıca dolayında görülmemekle beraber, yakın çevrede 

mostra veren metamorfik kayaçlar kırıklı, çatlaklı ve yer yer boşluklı oluşları nedeniyle akifer 

özelliğindedir. Bunun yanında çatlak sistemi gelişmiş olan ve geçirimli oldukları düşünülen 

andezitlerdir. Silttaşı ve killi kireçtaşı tabakaları ise geçirimsiz olup örtü kaya niteliğindedir. 

Yöredeki sıcak ve mineralli sular Kepekler Ilıca vadisi boyunca yer almakta, bu suların yüzeye 

çıkışını KD-GB uzanımlı fay sistemleri ve bu faylara bağlı ikincil fay ve çatlaklar sağlamaktadır 

(Şekil 2). Sıcak su taşıyan faylar alüvyon altında gömülüdür. Bu faylar, halen sıcak su çıkışlarında 

aktif rol oynamaktadır. Akifer kayaçlara süzülen atmosferik sular burada andezitleri oluşturan 

mağma cebi tarafından ısınarak horst graben yapısını oluşturan ana fay ve ikincil fay ve çatlaklar 

yardımıyla yeryüzüne çıkarlar. Neojen yaşlı çökellerdeki geçirimsiz birimler sisteme basınçlı akifer 

özelliği kazandırmaktadır. 

Suların sıcaklıkları kaynaklarda, 30-56°C arasında olup, toplam debileri 6 lt/s’dir. Ayrıca sıcak 

sular, bataklık ve sazlık görünümü sunan geniş bir alanda, küçük kaynaklar şeklinde de çıkmaktadır. 

Yine Sıcak su kaynaklarının bulunduğu vadiden alüvyon içersinde akan Mürüvetler deresi içinde, 

çeşitli yerlerde ve yakın mesafelerde sıcaklıkları 30- 50°C arasında ve debileri sıfıra yaklaşan ve 

değişen kaynaklar da tespit edilmiştir (Şekil 2). Ayrıca Taşagil mevkisinde sıcak sular, bataklık ve 

sazlık görünümü sunan geniş bir alanda, düşük debili (0,2 l/s) küçük kaynaklar şeklinde de 

çıkmaktadır. Ancak bu alandaki kaynakların bazen kurudukları da bilinmektedir. Bölgede 

1985’yılında MTA‚ ya ait derinliği 390 m, sıcaklığı 64°C, ve debisi 15 l/s olan bir sıcak su sondajı 

bulunmaktadır (Özçelik ve Özbayarak, 1985). Ancak sondajın kapalı olması nedeniyle ölçümler 

yapılarak doğrulanmamıştır. 

Çalışma konusunu oluşturan Kepekler Kaplıcası sıcak ve mineralli su kaynaklarından dolayı turistik 

öneme sahiptir. Kaplıcadan su ve çamur banyosu şeklinde istifade edilmektedir. Bölgede 

Selçuklulardan kalma tarihi bir hamam da bulunmaktadır 

232

Hidrojeokimyasal Değerlendirme 

Kepekler sıcak ve mineralli sularında toplam çözünmüş madde miktarı 2727 ile 3628 mg/l arasında 

değişmektedir. Sıcak sular kokusuz olup CO2 gazı içermektedir. Bu suların Sıcaklık, pH ve EC 

değerleri sırasıyla 30,03–55,8 ° C, 6,35–7,90 ve 4262–5670 µS/cm arasında değişmektedir. Soğuk 

suyun toplam çözünmüş madde miktarı 327 mg/l olup, pH ve EC değeri sırasıyla 6,88, 507 µS dır. 

Analiz sonuçlarına göre Kepekler sıcak ve mineralli su kaynakları ve sondaj suyu benzer kökenli 

olup, bu sular yerel yağışlardan beslenip aynı kimyasal bileşime sahip akiferden veya kayaçlardan 

geldiği anlaşılmaktadır. 

Sıcak ve mineralli suların mineralizasyonu soğuk sulara göre oldukça fazladır (Tablo 1). Sıcak su 

derinlerde dolaşarak mineral yönünden zengin duruma geçer ve ısınarak yükselir. Soğuk su ise çok 

derine inmeden çatlaklar boyunca hareket ederek ve içinde dolaştığı kayaçlarla kimyasal tepkimeye 

girecek zamanı bulamadan kısa sürede yeryüzüne dönmektedir. 

233

Sıcak ve mineralli sularda en cok bulunan iyonlar Sodyum ve bikarbonattir. Sodyum, iyonlarin 

toplam milliekvalenlarin %10,58– 85,46 sini, klorür %27,55 – 76,15 unu olusturmaktadir. Sodyum 

inceleme alanindaki sodyumlu plajioklazlarin bozusmasi ile yeralti suyuna gecmis olabilir. Ayrica 

kil mineralleri Ca ile Na un yer degistirmesini saglarlar. Bikarbonat, kirectaşi ve mermerlerin CO2 li 

sularla etkilesimi sonucu yeralti suyuna gecmektedir. Klorurun kokeni yagmur sulari ve alınan su 

örneklerine rezervuar kaya birimlerinin çözünmesi ya da uzun süren sirkülasyon neticesinde 

katılması ile açıklanabilir. 

Suların tahlil sonuclari diyagramlarla işlenerek bunlarin birbiyle karsilastirilimasi ve kimi kimyasal 

özelliklerinin belirlenmesi saglanmistir. Bu amacla çizilen yarilogaritmik schoeller diagramiında 

tüm sıcak kaynak ve sondaj suları ayni olup iyonlari birlestirilen dogrular birbirne paralel yaklaşık 

paraleldir (Sekil 3). Kimyasal tahlillere göre sıcak ve mineralli sularda katyonlar rNa+rK > rCa > 

rMg ve anyonlar r Cl > rHCO3 > rSO4 tarzında sıralanmıştır. 

Kepekler sicak ve mineralli kaynak ve sondaj sularinin kimyasal tahlillerindeki iyonlarin birbirine 

yakin degerleri, bu sularin esit kokenli oldugunu belirtmektedir. Sıcak ve mineralli sulari 

Uluslararasi Hidrojeologlar Birligine ( AIH) gore “ Na, Ca , Cl, HCO3, B, SiO2 li, ve CO2 li sicak 

ve mineralli Sulardir. İnceleme alanındaki sular Piper diyagramına göre Na + +K + >Ca +2 + Mg +2 ,ve 

Cl - + SO4 -2 > HCO3 - +CO3 -2 iyon dizilimli tuzlu ve sodalı sulardır. Karbonat olmayan alkalinite 

değerleri%50’den fazla olan bu sular NaCl, Na2SO4 ve KCl’ lüdür. Ilıcaboğazı soğuk su kaynağı ise 

Ca +2 + Mg +2 > Na + +K + , ve HCO3 - +CO3 -2 > Cl - + SO4 -2 iyon dizilimli karbonat sertliği%50’ den 

fazla CaCO3 ve MgCO3 lü sulardır (Şekil 4). 

İnceleme alanındaki sıcak ve mineralli sularla soğuk suların olası karışımları Cl’ a karşı çizilen iyon 

değişim diyagramları ile incelenmiştir (Şekil 5, 6). Grafikler değerlendirildiğinde Kepekler de sıcak 

ve mineralli sular ile soğuk sular arasında bir karışım olduğu söylenebilir. Ancak doğrusallıktan 

doğan bazı sapmalar genellikle çökme süreciyle ilgilidir. Cl ile diğer major iyonlar arasındaki ilişki 

çoğu pozitiftir (Tablo 1). Ancak Ca-Cl bileşimleri arasında negatif bir korelasyon söz konusudur 

(Tablo 1). Bu süreksizlik yada sapma kalsit ve dolomit minerallerinin çökelmesi veya çözünmesi ile 

açıklanabilir ( Mutlu, 2007). 

234

Tablo 1 : Ilıcaboğazı – Kepekler kaplıca sahasında bulun suların Kimyasal analiz sonuçları(mg/l) 

Örnek No T (°C) pH EC 

µS/cm 

Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 SiO2 B 

1 55,8 6,47 5670 83,49 25,89 500,83 17,22 890 92,21 553,4 59,994 8,91 

2 48,8 6,81 4710 100,16 24,85 558,88 15,08 764 81,08 556,54 

63,934 

8,06 

3 32,5 7,3 4262 78,67 27,06 620,95 21,16 1040 108,97 565,98 

47,918 

10 

4 30,03 6,4 4800 85 26,65 616,3 19,47 986 84,82 606,85 

48,85 

10,17 

5 15 6,88 507 106,92 17,63 18,65 1,81 72 8,06 314,43 

37,132 

0,08 

6 50 6,35 5220 83,4 26,85 562,15 16,92 907 80,67 600,56 

77,057 

8,66 

7 36,3 7,9 4576 38,42 27,82 639,94 19,59 1083 100,2 455,92 

57,697 

10,58 

Örnek Adı No Tarih T 

(°C) 

Kubbeli hamam 

Ö.A.Kaya Sondajı 

Erkekler Havuzu 

Kadınlar havuzu 

Ilıcaboğazı Soğuk su kaynağı 

Mürvetler dere içi sıcak su kaynağı 

Münip Çöker çiftliği kaynağı 

Tablo 2. Ilıcaboğazı-Kepekler kaplıca sularının izotop analiz sonuçları 

235 

EC 

(μS/cm) 

18 O 

(‰) 

D 

( ‰) 

3 H 

(T.U) 

±Hata 

1 25.07.2007 55.88 5670 -9.7 -62 0.24 ±0.24 

2 25.07.2007 48.8 4710 -9.6 -60 1.15 ±0.23 

3 25.07.2007 32.5 4362 -7.3 -52 0.35 ±0.21 

4 25.07.2007 30.0 4800 -7.9 -55 0.39 ±0.21 

5 25.07.2007 15 507 -7.1 -49 2 ±0.22 

6 25.07.2007 50 5220 -8.1 -53 1 ±0.21 

7 25.07.2007 36.3 4576 -3.4 -34 0.62 ±0.22

Şekil 3 : Schoeller diagramı 

Şekil 4: Piper diyagramı 

Şekil 4: Piper diyagramı 

236

B(mg/l) 

12.00 

8.00 

4.00 

0.00 

0 400 800 1200 

Cl(mg/l) 

Şekil 5: Cl- B diyagramı Şekil 6: Cl- Na diyagramı 

İzotop Verilerinin Değerlendirmesi 

Na (mg/l) 

0 400 800 1200 

Cl (mg/l) 

İnceleme alanında hidrodinamik yapının aydınlatılması amacıyla alanda bulunan soğuk su kaynağı 

ile sıcak ve mineralli su kaynak ve sondajlardan alınan su örneklerinde, Trityum (T), Oksijen-18 

(O 18 ) ve Döteryum (D) analizleri yapılmıştır (Tablo 2). Şekil 7 de görüldüğü gibi tüm sular doğu 

Akdeniz yağışlarına ait doğru ; δD=8δ 18 O +22 (Dansgaard, 1964) ile Dünya meteorik doğrusu; 

δD=8δ 18 O +10(Craig, 961) arasında yer almaktadır. Bu sular meteorik kökenlidir. Bunlar, derinlere 

fay, çatlak vb boyunca süzülüp ısınarak; uygun geçirimli kuşaklar boyunca tekrar yeryüzüne dönen 

sulardır. 

Sıcak suların izotop değerleri soğuk sulardan daha negatiftir. Bu da sıcak suların yüksek kotlara 

düşen kıtasal yağışlarla Beslendiğini gösterir. Kepekler soğuk suyun metorik doğrunun altında 

bulunmaları, bu suların buharlaşmaya uğrayan sular olduğunu gösterir. Alanda geçirimsiz Kayalar 

düşük kotlarda geniş alanlar kaplarlar. Ayrıca bölge daha sıcak olup, süzülmeden önce 

buharlaşmanın olması doğaldır. 

Sıcak suların O–18 değerleri birbirine çok yakındır. Bunlar aynı beslenme alanına sahip yüksek 

kotlardan beslenen sulardır. Erkekler havuzu ve kadınlar havuzu kaynağı ile Mürvetler dere içi 

sıcak su kaynakları daha negetif O–18 değeri aldığı ve meteorik doğrunun altında yer aldıkları 

görülmektedir. Bu, soğuk sularla karışımı, akiferin farklı kaya tipinden oluşması ve sıcak suların 

yüksekte farklı beslenme kotuna sahip olmalarından kaynaklanabilir (Clark and Fritz (1997). 7 nolu 

Münip Çöker sondajında belki örnekleme hatasından, belkide analiz hatasından O-18(-3.4‰) ve 

döteryum (-34‰) gibi bir değer almaktadır. Ancak trityum içeriği bakımından sıcak sulardaki 

trityum değerleri ile uyumludur. 

Öte yandan Trityum içeriği yağışın katıldığı dolaşımı ifade edecektir. Şekil 8’de görüldüğü gibi 

Kepekler soğuk su kaynağı Trityum içeriği yönünden sıcak ve mineralli sulardan farklıdır. Bunlar 

üst akifer sisteminin ve dolayısıyla yeni yağışların etkisinde oluşan kaynaklardır. Diğer sıcak su 

kaynak ve sondajların ise Trityum yönünden farklı olması, eski yağışların etkisinde olan yeraltı 

suyu boşalımından dolayı olmalıdır. Kaynak sularının oksijen–18 / EC ve Trityum/ Ec ilişkisi Şekil 

9’da verilmiştir. Tüm sıcak su kaynak ve sondaj suları (7 nolu Münip Çöker sondajı hariç) yüksek 

elektriksel iletkenliğe sahip olması, Oksijen -18 bakımından zengin olan yüksek kotlardan beslenen 

237 

800 

600 

400 

200 

0

Trityum(TU) 

Döteryum(o% SMOW) 

akiferle uzun süre temas eden derin dolaşımlı sular olmasındandır. Kepekler soğuk su kaynağı ise 

oksijen–18 ve EC bakımından fakir sıcak sulara nazaran daha düşük kotlardan beslenen, yüksek 

Trityumlu, geçiş sürelerinin kısa, ve akiferle kısa süre temas eden daha sığ dolaşımlı sulardır. O-18 

– Cl grafiğinde yüksek kotlardan beslenen O-18 değerleri düşük suların klorür değerleri, boşalıma 

kadar çok daha uzun yol kat etmelerinden dolayı yüksektir(Şekil 10). 

2.00 

1.60 

1.20 

0.80 

0.40 

0.00 

0.00 

-20.00 

-40.00 

-60.00 

-80.00 

-100.00 

Dogu Akdeniz meteorik 

dogrusu 

Dünya meteorik dogrusu 

Kubbeli hamam 

Ö.A. Kaya Sondaji 

Erkekler havuzu 

Kadinlar havuzu 

Ilicabogazi soguk su kay. 

Mürvetler dere ici kay. 

Münip çöker çiftligi 

-12.00 -8.00 -4.00 0.00 

Oksijen-18 (o%SMOW) 

Şekil 7: O-18 – Döteryum ilişkisi Şekil 8: O-18- Trityum ilişkisi 

0 2000 4000 6000 

EC(mg/l) 

-10 -8 -6 -4 -2 

Oksijen-18(%o SMOW) 

Şekil 9: Trityum-EC diagramı Şekil 10: O-18-Cl diyagramı 

Bu çalışmada suların izotop içerikleri sınırlı olmasından dolayı, yer altı sularının doğal dolaşım 

sistemlerini tam olarak söylemek zordur.Buna göre alanda bulunan tüm suların geçiş 

süreleri,örnekler arasındaki dolaşım sistemleri ve beslenme alanı yükseltisine bağlı olarak üç farklı 

dolaşım sistemi ayırt edildi. Kepekler soğuk suyu Sığ dolaşımlı, düşük kotlardan Güncel yağışla 

beslenen, geçiş süreleri kısa sulardır. Biraz daha yüksek kotlardan kıtasal Yağışlarla beslenen, yer 

altı geçiş süreleri Kubbeli hamam sıcak su kaynağı, Erkekler havuzu ve Kadınlar havuzu sıcak ve 

mineralli sulara göre kısa olan suları A. Öner sondajı ile Mürvetler dere içi sıcak kaynak suları 

temsil etmektedir.. Kubbeli hamam sıcak su kaynağı, Erkekler havuzu ve Kadınlar havuzu sıcak ve 

238 

Oksijen-18(o%SMOW) 

Trityum(TU) 

-2 

-4 

-6 

-8 

-10 

2.00 

1.60 

1.20 

0.80 

0.40 

0.00 

No 1 

No 2 

No 3 

No 4 

No 5 

No 6 

No 7 

No 1 

No 2 

No 3 

No 4 

No 5 

No 6 

No 7 

0 400 800 1200 

Cl (mg/l)

mineralli kaynakları Trityum değerleri düşük, O–18 değerleri bakımından yüksek, yüksek kotlardan 

beslenen geçiş süreleri uzun, derin dolaşımlı ve daha yaşlı suları temsil ederler. 

Sonuç 

Ilıcaboğazı-Kepekler sıcak ve mineralli sular Kepekler Ilıca vadisi boyunca yer almakta, bu suların 

yüzeye çıkışını KD-GB uzanımlı fay sistemleri ve bu faylara bağlı ikincil fay ve çatlaklar 

sağlamaktadır. Kepekler kaplıca sularının akifer kayacı, metamorfik kayaçlar ve çatlak sistemi 

gelişmiş olduğu için geçirimlilik kazanan andezitlerdir. Silttaşı ve killi kireçtaşı tabakaları ise 

geçirimsiz olup örtü kaya niteliğindedir. Sıcak ve mineralli sular Uluslararasi Hidrojeologlar 

Birligine gore “ Na, Ca , Cl, HCO3, B, SiO2 li, ve CO2 li sıcak ve mineralli Sulardır. 

Sıcak ve mineralli suların izotop içeriklerine göre meteorik kökenli olup, yağışın bir kısmı, yerin 

altına çatlak, kırık ve faylar boyunca süzülmekte ve bu süreçte ısıtıcı kayaç olduğu düşünülen 

andezitler tarafından ısınırlar ve horst-graben yapısını oluşturan fay veya etkili çatlaklar yardımıyla 

yükselerek yeryüzüne çıkarlar. Bu sular yüksek kotlara düşen yağışla beslenen, geçiş süreleri uzun, 

derin dolaşımlı sulardır. Ayrıca Kepekler yöresinde sıcak su ile ilgili tesislerin geliştirilip 

yaygınlaştırılması, şüphesiz kaplıcalar dolayında daha pek çok ve daha derin sondajların yapılarak 

sıcak su miktarının birkaç misli daha artırılmasına bağlıdır. İnceleme alanında böyle bir potansiyel 

mevcut olup, önerilen yatırımlara plan- proje dahilinde bir an önce başlanması gerekmektedir 

Kaynaklar 

[1].Arnorsson, S., Sıgurdsson, S. and Svarsson, H., (1982). The chemistry of geothermal waters in 

Iceland Calculation of aqueous speciation from 0C to 370C. Geochim. Cosmochim. Acta, 

[2]Arnorsson, S., (1985). The use of mixing models and chemical geothermometers for estimating 

underground temperature in geothermal systems. J.Volc. Geotherm. Res., 23,299-335. 

[3] Clark I. D. and Fritz, P. (1997). Environmental isotopes in hydrogeology.Lewis Publ., Boca 

Raton, 328 

[4] Dansgaard, W., (1964). Stable isotopes in precipitation, Tellus, 16,436-468. 

[5] Ergül, E., Öztürk, Z., Akçagören , F. , Gözler, M.Z. (1980); Balikesir ili , Marmara Denizli 

arasının jeolojisi , MTA Rapor No:6760 Ankara 

[6] Ercan,T., Ergül,E., Akçören, F., Çetin, A., Granit, S. ve Asutay, J., (1990). Balıkesir-Bandırma 

arasının jeolojisi, Tersiyer volkanizmasının petrolojisi ve bölgesel yayılımı, MTA dergisi 110, 113- 

130, Ankara. 

[7] Fytikas, M., Giuliani,O, Innocenti, F.,Marinelli,G. Ve Mazzuoli,R.,(1976). Geochronological 

data on recent magmatismof the Aegean sea: tectonophysics,31, T29-T34. 

[8] IAH.(1979). Map of mineral and thermal water of Europe. Scale 1: 500,000, International 

Association of Hydrogeologists, United Kingdom. 

[9] Öktü, G., (1985). Balıkesir – Susurluk- Kepekler korunma alanları incelemesi, bölge arşiv. 

No:526 

[10] Ölmez , E. (1978) ; Balıkesir-Susurluk –Kepekler (Çamur ılıcası) prospeksiyonu. 

[11] Ölmez , E., Erzenoğlu , Z. (1994) ; Balıkesir-Susurluk –Kepekler (Çamur ılıcası) Kaplıcası 

Jeolojik – Hidrojeolojik etüdü. MTA Rapor No:126 (Özel) 

239

[12] Özçelik, Ş. ,Özbayrak , İ.H. (1985) ; Balıkesir Ilıcaboğazı (Kepekler) Sıcaksu kuyusu (BK-1) 

Bitirme Raporu . MTA Raporu Der. No: 8352 Ankara 

[14] Craig, H., 1961: Isotopic variations in meteoric waters. Science 133, 1702- 1703. 

[15] Mutlu, H., (2007). Constraints on the origin of the Balıkesir Thermal Waters (Turkey) from 

Stable Isotope ( 18 O, D, 13 C, 34 S) and Major-Trace Element Compositions ,Turkish Journal of 

Earth Sciences ,V.16, pp.13-32., 

Teşekkür 

Yazarlar Trityum izotopu ve kimyasal analizlerin yapılmasında, Hacettepe Üniversitesinde görevli 

olan Sayın Prof. Dr. Serdar Bayarı ve Dr. Nur Özyurt ‘a destek ve yardımlarından dolayı çok 

teşekkür eder. 

240

İZOTOP ORANLAYICI KÜTLE SPEKTROMETRESİ (IRMS DUAL INLET) 

KULLANILARAK SULARDA OKSİJEN-18 VE DÖTERYUM 

İZOTOPLARININ BELİRLENMESİ 

Hasan DENİZ 1 , Nermin DOĞAN 1 , Alime TEMEL DİLAVER 1 

1 DSİ Genel Müd. TAKK Dai. Bşk İzotop Lab.. 

hasanvdeniz@gmail.com nermind@dsi.gov.tr. alimet@dsi.gov.tr 

ÖZET 

Sularda bulunan çevresel izotoplar hidrolojik ve hidrojeolojik çalışmalarda 60’lı yıllardan 

başlayarak günümüze kadar etkin olarak kullanılmaktadır. Bu alanlarda faaliyet gösteren DSİ, 

yaptığı çalışmaları deneysel olarak destekleyebilmek amacıyla 1979’ da hidrolojik ve 

hidrolojeolojik alanda uluslar arası çalışmalar da yapan IAEA (Uluslararası atom Enerji Ajansı ) 

ile işbirliğine giderek İzotop Laboratuarı Şube Müdürlüğü bünyesinde Kararlı İzotop Laboratuarını 

kurmuştur. Bu işbirliği kapsamında alınan İzotop Oranlayıcı Kütle Spektrometresi kullanılarak 

gerek DSİ bünyesinde yürütülen projeler; gerekse kamu kurumları, üniversiteler ve şahısların 

yürüttüğü projeler kapsamında pek çok çalışma yapılmıştır. 2005 yılında DSİ, bu alandaki 

çalışmalarını çağın gereklerine uygun seviyeye getirmek amacıyla modern bir kütle 

spektrometresini İzotop Laboratuarına dahil etmiştir. Sularda yapılan kararlı izotop analizinde 

DUAL INLET tipindeki IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometer/İzotop Oranlayıcı Kütle 

Spektrometresi) kullanılarak, IAEA’nın belirlediği ve dağıtımını yaptığı standart’a (VSMOW) göre 

yapılan δ 2 H ve δ 18 O ölçüm tekniği bu yazının konusudur. 

Anahtar Kelimeler: İzotop analizi, çevresel izotoplar, izotop metodolojisi, IRMS 

MEASURING OXYGEN-18 AND DEUTERIUM ISOTOPES IN WATERS BY USING 

ISOTOPE RATIO MASS SPEKTROMETER DUAL INLET SYSTEM 

ABSTRACT 

Environmental isotopes in waters have contributed to studies in hydrology and hydrogeology. DSİ 

has established Stable Isotope Laboratory cooperating with IAEA to get experimental support for 

own studies in 1979. Through this cooperation, an IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometer) has 

been added to Stable Isotope Laboratory. Many hydrological hydrogeological studies belonging to 

DSİ, universities and individuals has been performed. In 2005 DSİ bought a modern IRMS to 

improve Stable Isotope Laboratory. δ 2 H and δ 18 O measurement techniques versus VSMOW is the 

topic of this paper as using DUAL INLET IRMS. 

Key Words: Isotope analysis, environmental isotopes, isotope methodology, IRMS 

1.GİRİŞ 

Sularda doğal olarak bulunan hidrojen ve oksijen izotopları suyun bünyesini oluşturduğundan 

hidrolojik çalışmalarda ideal izleyicilerdir. Bu izotopların hidrolojik çevrim içerisindeki değişimleri 

bu alanda karşılaşılan bir çok problemin çözümünde büyük yarar sağlamaktadır. Hidrolojik çevrim 

sürecinde, suyu oluşturan hidrojen ve oksijenin kararlı izotoplarının izotopik içeriklerinde başta 

sıcaklık olmak üzere yersel ve zamansal faktörlere bağlı olarak birtakım değişiklikler oluşur. 

Hidrolojik çevrim sürecinde, suyun içeriğindeki kararlı izotopların konsantrasyonlarında meydana 

gelen değişimler su kütlelerinin hareketlerinin izlenmesini ve değerlendirilmesini mümkün kılar. 

241

İzotop, proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan elementlerdir. Bir elementin izotopları periyodik 

tabloda aynı yerdedirler ancak çekirdek özellikleri farklı olup kararlı ve kararsız olmak üzere ikiye 

ayrılırlar. Kararsız izotoplar radyoaktif özelliklere sahip olup zamanla parçalanarak başka 

elementlere dönüşürler. Kararlı izotoplar güneş sisteminin varoluşundan beri mevcut olup, 

geçtikleri fiziksel ve kimyasal süreçlerde yalnızca konsantrasyonları değişir. 

Çizelge 1: İzotop hidrolojisinde çoğunlukla kullanılan hidrojen ve oksijen elementlerinin kararlı 

izotopları 

Hidrojen 

Oksijen 

Proton Nötron 

Atom 

Ağırlığı 

1 0 1 99,985 

1 1 2 0,015 

8 8 16 99,759 

8 9 17 0,037 

8 10 18 0,204 

242 

Doğada Bulunma 

Oranı (%) Sembol 

Çizelge 1’de görüldüğü gibi hidrojen elementinin kütle numarası 1 olan 1 H-hidrojen izotopu 

%99,985 ile doğada en fazla bulunma oranına sahiptir. Hidrojen elementinin kütle numarası 2 olan 

ağır izotopu 2 H-döteryum ise daha az bulunmaktadır. Hidrojenin üç izotopundan ikisi kararlı ( 1 H 

, 2 H ) biri radyoaktiftir ( 3 H). Oksijenin üç adet kararlı izotopunun ( 16 O, 17 O, 18 O) yanısıra saniyelerle 

ölçülebilen yarı ömürlere sahip 4 adet radyoaktif izotopu vardır ( 14 O, 15 O, 19 O, 20 O). 

2.İZOTOP METODOLOJİSİ 

Sularda bulunan kararlı izotopların ölçümleri birimsiz değerlerdir. Ölçüm sonucu delta değeri 

olarak ifade edilirse, az bulunan bir izotopun ( 2 H, 18 O) bol bulunan bir izotopa oranının ( 1 H, 16 O) 

bir standarda göre binde olarak sapmasıdır. 

RÖrnek 

RS 

tan dart 

x1000 

R 

 

 

‰ 

S tan dart 

( A) 

İZOTOP 

R 

( H) 

İZOTOP 

2 

R 1 

H 

H 

1 H 

2 H 

16 O 

17 O 

18 O 

18 

O 

(A): Ağır (H): Hafif 

O 

R 16 

Sulardaki izotop oranları yaygın olarak IAEA’nın belirlediği bir standarttan (VSMOW) sapma 

olarak hesaplanır. VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water) farklı okyanuslardan su 

örnekleri alınarak hazırlanmış, sularda hidrojen ve oksijen izotopları ölçümünde kullanılan 

referans kaynaktır. Okyanusların hidrolojik çevrimin başlangıç ve sonu olmaları, su kaynaklarının 

% 97’sini oluşturmaları, izotopik açıdan düzgün bir dağılım göstermeleri nedenleriyle sulardaki 

izotop değerlerinin okyanuslardan elde edilen bir standarda göre belirlenmesi ideal bir tercihtir. 

IAEA’ nın belirlediği VSMOW’un 2 H ve 18 O için izotop oranları aşağıdaki gibidir (W. G. Mook, 

2000). 2RSmow 2 H/ 1 H = 155.75 10 -6 ±0.05 

18 RSmow 18 O/ 16 O= 2005.20 10 -6 ±0.45 

İzotopik içerikleri analiz sonucu olarak verilirken 2 H/ 1 H ve 18 O/ 16 O değerleri için ²δ , 18 δ veya δ 2 H , 

δ 18 O şeklinde gösterilebilir. Bu değerler hidrolojik çevrimde -450‰< δ 2 H

δ 18 O

hafif parçacığın bağlanma enerjisinden büyüktür. Dolayısıyla hafif parçacık daha kolay bağını 

koparabilir. Bunun sonuçları olarak; 

1 

H2 

18 O ve 1 H 2 H 16 O molekülleri 1 H2 16 O molekülünden daha düşük buhar basıncına sahip 

olması nedeniyle 1 H2 16 O molekülü daha kolay buharlaşır. 

Pek çok kimyasal reaksiyonda hafif olan izotoplar ağır olanlara göre daha hızlı reaksiyona 

girerler. 

Hidrolojik çevrimde izotop kompozisyonunda meydana gelen değişiklikler kütle bağımlı olarak 

başlıca üç süreçle açıklanabilir. 

Denge izotop ayrışması, biraradaki moleküllerde ya da denge halinde olan fazlarda gerçekleşen 

izotop değiş-tokuşu olarak tanımlanabilir. Bu olay tersinir bir reaksiyondur. Bu durumda fazlardan 

ya da bileşiklerden bir tanesinin ağır izotop içeriğinin net olarak zenginleştiği ya da fakirleştiği 

söylenemez. Ancak genellikle yoğun olan faz (sıvı, buhardan yoğundur) ya da ağır olan molekül 

(CaCO 3 ,CO 2 ‘den ağırdır) daha fazla ağır izotop içerir. Denge izotop ayrışması sıcaklıkla ilişkilidir 

ve sıcaklık arttıkça izotopik farklılıklar azalır. 

H 

16 

2 

O C 

18 

O 

16 

O H 

2 

C 

18 

O 

16 

O H 

18 

2 

O C 

16 

18 

18 

H O( 

BUHAR) 

H O( 

SIVI ) H O( 

BUHAR) 

H 

2 

2 

2 

16 

O 

244 

16 

2 

O( 

SIVI ) 

Kinetik izotop ayrışması, tek yönlü kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonlardır. Kinetik ayrışmada 

orijinal fazın ya da bileşiğin ağır izotopik içeriği fakirleşir. 

Transport izotop ayrışmasında, kinetik ve denge ayrışmalarından farklı olarak moleküllerin 

oynadığı rol sözkonusudur. Suyun izotopik türleri ( 1 H2 16 O, 1 H 2 H 16 O, 1 H2 18 O) farklı hareket 

kabiliyetlerine sahiptir. Ağır izotopların davranışları ağır moleküllerde daha da belirgin hale gelir. 

3.KARARLI İZOTOP ÖLÇÜMÜ 

Su, hidrolojik çevrimde farklı bileşikler ya da süreçler (process) içinde hareket ederken izotop 

oranlarının değişmesine bağlı olarak çeşitli bileşikler ve süreçlerdeki farklı izotopik işaretler/ 

parmak izleri suyun hidrolojik çevrimdeki hareketinde ve orjininin izlenmesinde bilgi sağlar. Farklı 

bileşikler ya da süreçler birbirlerine çok yakın hatta aynı izotopik kompozisyonlara sahip olabilirler 

ve ayrıca izotopik oranların son derece küçük değerler olmaları, Kütle spektrometrelerinin 

kompleks yapıları bu bilginin sağlanmasında örnek toplanmasından sonuçların hesaplanmasına 

kadar geçen süreçte özen gösterilmesini gerekli kılmaktadır. 

Su örneği içerisindeki izotopik oranlardaki ( 2 H/ 1 H veya 18 O/ 16 O) değişimler ancak kütle 

spektrometreleriyle saptanabilir. Kütle Spektrometresi, basit olarak iyonları kütlelerine göre 

ayırarak bolluklarıyla ilişkili ölçer. Kaynak (source), uçuş tüpü (flight tube) ve kolektörden 

(collector) oluşur. Gaz molekülleri kaynakta iyonize edilip, elektrik alanda bir demet halinde 

hızlandırılarak, uçuş tüpüne ulaşıp buradaki manyetik alan etkisiyle dairesel bir yol izleyerek 

kütleleriyle ilişkili yarıçaplarla saparlar. Böylece farklı kütleli iyonlar farklı kolektörlere ulaşırlar. 

Kolektörlere ulaşan iyonlar elektrik yüklerini kaybederler ve küçük bir akıma neden olup bu akımın 

şiddeti kolektöre çarpan iyon sayısı ile orantılıdır.

Şekil 1. Kütle Spektrumu 

Şekil 2. Kütle Spektrometresi 

DSİ İzotop Laboratuarı Şube Müdürlüğünde gerçekleştirilen δ 2 H ve δ 18 O deneyleri 2005 yılından 

itibaren DUAL INLET IsoPrime Kütle Spektrometresi kullanılarak (Şekil 2) IAEA’nın belirlediği 

dengeleme yöntemiyle yapılmaktadır. Bu deneyler, TS EN ISO/IEC 17025 standardı kapsamında 

Türk Akreditasyon (TÜRKAK) Kurumu tarafından akredite edilmiştir. 

3.1.Araziden Örnek Alınması 

Örneğin araziden uygun bir şekilde alınması ölçüm sonucunun sağlıklı olması açısından çok 

önemlidir. Alınan örneğin kaynağı temsil ettiği varsayılır. 

245

1 litrelik çift kapaklı bir plastik şişe uygundur. Şişe, örnek su ile çalkalandıktan sonra üzerinde 

hava boşluğu kalmayacak şekilde tam olarak doldurulmalıdır. Kapaklar sıkı bir şekilde 

kapanmalıdır. Örnekler laboratuara ulaştırılana kadar serin bir yerde korunmalı, buharlaşma 

olmaması için özen gösterilmelidir. 

Şişenin üzerine 

Örneğin alınma tarihi 

Proje adı ve örnek adı 

Örnek alınan yerin adı 

Lokasyonun koordinatları 

yazılmalıdır. 

Yerüstü Sularından Örnek Alınması: Akarsudan alınacak örnek için akışın olduğu ve 

buharlaşmanın olmadığı bir yer seçilmelidir. Akarsuyun kıyısından ve göllenme olan bir yerden 

alınmamalıdır. Gölden örnek almak için örnek alma aleti ile derinden alınmalıdır. Derinlik ve 

alınan yer kayıt edilmelidir. 

Yeraltı Sularından Örnek Alınması: Pompalı kuyularda pompa bir müddet çalıştırılıp borudaki 

suyun akması sağlandıktan sonra örnek alınmalıdır. Pompasız araştırma ve sondaj kuyularından 

derinden örnek alma aleti kullanılarak örnek alınmalıdır. Yüzeyden hava ile temas etmiş örnek 

alınmamalıdır. Kaynaktan alınacak suyun gözeden çıkıyor olması gerekir. Göllenmiş, buharlaşmaya 

maruz kalmış sudan örnek alınmamalıdır. 

Yağış Örneğinin Alınması: Yağış örneği toplamak için pluviyometre kullanılır. Pluviyometre 

yağış dışında farklı bir su ile temas etmemelidir. Ayın ilk gününden itibaren her gün pluviyometre 

gözlenmeli ve toplanan yağış ağzı sıkıca kapanabilen bir damacanada biriktirilmelidir. Ayın son 

günü damacana iyice çalkalanarak homojen bir karışım olması sağlanmalıdır. 1 litrelik plastik şişe 

mümkünse tam olarak doldurulmalı. Şişenin üzerine yağış istasyonunun adı, yağışın ait olduğu ay 

yazılmalıdır. 

3.2.Su Örneklerinin Analiz İçin Hazırlanması ve Ölçülmesi 

Gelen su örneklerinin δ 2 H ve δ 18 O değerlerini belirlemek için, örnekler ve standartlardan oluşan bir 

set oluşturulur. Standartlar, örneklerin gerçek değerlerinin hesaplanması ve sistemin kararlılığının 

izlenmesi için sete konur. Kullanılan standartlar IAEA’nın dağıtımını yaptığı sertifikalı uluslar arası 

SLAP, GISP, VSMOW(Standart Light Antarctic Precipitation, Greenland Icesheet Precipitation, 

Vienna Standart Mean Ocean Water) ve bu standartların dışında laboratuar tarafından belirlenen 

lokal standartlar ATW, HLW dir (Ankara Tap Water, Hard Lake Water) (Çizelge 2). Kullanılan 

standartlar ölçülen numunelerin ölçüm aralığını kapsamalıdır. Örneğin Türkiye’deki suların 

18 

O değerleri yaklaşık olarak +3 ile -20 arasında olduğu yaklaşımıyla değerlendirirsek, en az bir 

standart -20 yada daha düşük, bir standart +3 yada daha yüksek , bir standardın da bunların 

ortalaması olması idealdir. 

Çizelge 2: Kararlı İzotop Laboratuarında kullanılan standartlar 

Standart δ 2 H δ 18 O 

VSMOW 0,00 0,00 

SLAP -428,00 -55,50 

GISP -189,50 -24,80 

ATW -67,02 -10,02 

HLW -32,65 -2,73 

246

DSİ Kararlı İzotop Laboratuarında örnekleri ölçüme hazırlarken, aynı set içerisinde, lokal 

standartlardan ATW ve HLW, uluslararası standartlardan GISP, SLAP, SMOW’dan 

herhangi ikisi olmak üzere en az 4 standart kullanılır. Laboratuara gelen örnekler ve 

kullanılan standartlardan, 200 µl alınarak maksimum 60 numunelik ölçüm seti aşağıdaki 

adımlara göre hazırlanır (Şekil 3). 

Tekrarlanabilirliği görmek çok önemli olduğundan her bir örnek en az üç kez aynı sete 

konur .Cihazdan kaynaklanabilecek hatalar, örnek hazırlamadan gelebilecek hatalar 

nedeniyle aynı örneğin ölçüm sonuçları arasında farklar olabilir. Tekrarlanabilirlik aralığı 

δ 2 H için , δ 18 O için olarak kabul edilir ( Mook, W.G., 2000). 

Aynı örnek başa, ortaya, sona olacak şekilde üç kez ölçülecek şekilde sete yerleştirilir. 

Böylece zamanla (bir setin ölçüm süresi: yaklaşık 30 saat) ortaya çıkabilecek hatalar 

maskelenmemiş olur (M. Gröning, 2008). 

60 örnek kapasiteli bir sette mesela 2 GISP, 2 SLAP, 3 ATW, 3 HLW gibi en az 10 tane 

standart kullanılır. Setin içindeki standartlar başa ya da sona toplu halde konmaz, setin içine 

dağıtılarak örnekler gibi ölçülmesi sağlanır. 

δ 2 H ölçümü için örnekler hazırlanırken katalizör kullanılır. Her vialin içine su örneği ile 

birlikte bir katalizör konur. Viallerin kapakları su örnekleri konduktan sonra sızdırmazlık 

sağlayacak biçimde sıkıca kapatılır. 

Bu şekilde hazırlanan set analiz için sistemdeki örnek hücresi birimi olan MULTIPREP’e 

yerleştirilir (Şekil 3). 

Şekil 3. Kararlı İzotop Laboratuarında Örnek Hazırlama 

247

Örnekler hücrelere konduktan hemen sonra viallerin içindeki hava vakumlanır ve viallere δ 2 H için 

hidrojen gazı, δ 18 O için CO2 gazı doldurulur. Gaz ve su arasındaki dengelenme reaksiyonu için, 

örnek hücre tablası 40 °C sabit sıcaklıkta olup aşağıdaki dengeleme reaksiyonları gerçekleşir (Şekil 

4). Bu sıcaklıkta δ 2 H analizi için 4 saat, δ 18 O analizi için 8 saat beklenir. Böylece örnek hazırlama 

süreci tamamlanmıştır. 

H2 18 O(sıvı) + C 16 O2 (gaz) H2 16 O(sıvı) + C 18 O 16 O (gaz) 

2 H 1 HO(sıvı) + 1 H2(gaz) 1 H2O(sıvı) + 2 H 1 H(sıvı) 

Şekil 4. Viallerde gerçekleşen gaz –su dengelenme reaksiyonu 

Su ile gaz arasında dengelenme gerçekleştiğinde her ikisinin de izotop oranları aynı olmaktadır. 

Ancak gaz ve suyun denk olan bu değeri suyun izotopik değeri değildir. Bu dengelenme sırasında 

su bir miktar buharlaşmıştır çünkü dengeleme sıcaklığı 40 °C’dir ve suda olan izotoplar gazda da 

vardır. Aslında ayrışma (fractination ) gerçekleştiğinden, bu durumu düzeltmek için gaz ve buhar 

karışımı vialden alınıp -90 °C’lik bir tuzakta bekletilerek gaz buhardan ayrıştırılır. Bu gaz DUAL 

INLET’deki örnek körüğüne, dengelemede kullanılan referans gaz da DUAL INLET’teki referans 

körüğüne alınır. Körüklerde tutulan gaz sıkıştırılarak yada genleştirilerek ölçüm için uygun sinyal 

elde edilir. Kütle Spektrometrelerinde suyun doğrudan ölçümü çeşitli problemlere yol açmaktadır. 

Bu problemlerden en başta geleni suyun metale yapışması (adhesion) nedeniyle hafıza etkisi 

(memory effect) oluşmasıdır. Yani su örneğinin sistemden temizlenememesi nedeniyle bir sonraki 

su örneğinin sonucuna katkı yapmaktadır . Bu nedenle DUAL INLET’te olduğu gibi su ile izotopik 

olarak dengelenmiş gaz kullanmak daha uygundur. 

Örnek ve referans gazları sırasıyla Dual İnlet sisteminin temel birimi olan, taşınan gazın iyonize 

edildiği ve kolektörlerde ölçüldüğü çok düşük basınçlı (10 -8 mbar ) bir ortam olan ISOPRIME a 

gönderilir. Gazlar, basınç etkisiyle Dual İnlet ten ISOPRIME’daki iyon kaynağına ulaşırlar. Bu gaz 

molekülleri bir filamentten yayılan elektronlarla iyonize edilirler (e - + M M + + 2e - ). İyonlar 

1 2 

kaynaktan elektrik alanların etkisiyle ayrılarak ( qV mv ) manyetik alana girerler ve kütleleri 

ile ilişkili olarak saparlar. Farklı kütleli iyonlar farklı kolektörlerde toplanırlar (Şekil 5). Kolektöre 

ulaşan iyonların miktarı ile ilişkili olarak meydana gelen akım izotopik oranların elde edilmesini 

sağlar. 

248 

2

Şekil 5. Gaz moleküllerinin kolektörlere dağılımı 

3.3 Deney Sonuçlarının Hesaplanmasına Örnek: 

Sistemin verdiği sonuçlar ham veri (raw data) olarak değerlendirilir. Sette ölçülen standartlar 

kullanılarak bir regresyon denklemi elde edilir. Bu regresyon denklemi ham verilere uygulanır 

(Çizelge 3). Böylece örneklerin δ 2 H veya δ 18 O sonuçlarına ulaşılmış olur 

249

Çizelge 3: Ham Veri Dosyası 

Stable Isotope Analysis 

Batch results sheet 

Date 

Current 27.7.08 21:56 Sheet: #NAME? 

Batch start 14.2.08 18:08 Filename: #NAME? 

Batch end 15.2.08 11:59 Path: #NAME? 

Analysis results 

Index Acquisition date delta 45 std error n= delta 46 std error n= 13C 18O Yield Type Name 

1 15.2.08 2:08 0,725 0,003 10 21,716 0,006 10 0,034 -8,833 169,6 Bellows open atw 80043 

2 15.2.08 2:31 1,088 0,003 10 28,648 0,005 10 0,185 -2,120 127,0 Bellows open hlw 80044 





7 15.2.08 3:40 0,703 0,003 10 20,654 0,012 10 0,047 -9,862 140,6 Bellows open e75 80049 

8 15.2.08 3:54 0,740 0,003 10 21,079 0,006 10 0,072 -9,451 116,0 Bellows open e76 80050 

9 15.2.08 4:07 0,806 0,001 10 23,135 0,012 10 0,072 -7,459 105,8 Bellows open e77 80051 

10 15.2.08 4:20 0,700 0,003 10 20,241 0,005 10 0,057 -10,262 138,0 Bellows open e78 80052 

11 15.2.08 4:37 1,188 0,004 10 23,654 0,005 10 0,462 -6,957 116,6 Bellows open e79 80053 

12 15.2.08 4:50 0,794 0,005 10 21,681 0,008 10 0,108 -8,867 109,2 Bellows open e80 80054 

13 15.2.08 5:04 0,885 0,005 10 21,637 0,008 10 0,208 -8,910 111,4 Bellows open skk 80055 

14 15.2.08 5:18 0,741 0,005 10 21,659 0,006 10 0,053 -8,889 113,9 Bellows open ys 80056 

15 15.2.08 5:31 0,715 0,004 10 20,726 0,004 10 0,057 -9,792 110,9 Bellows open gs 80057 

16 15.2.08 5:44 0,731 0,005 10 20,546 0,007 10 0,080 -9,967 106,9 Bellows open tmb 80058 

17 15.2.08 5:58 0,710 0,004 10 20,422 0,007 10 0,062 -10,086 106,6 Bellows open e75 80059 

18 15.2.08 6:12 0,771 0,004 10 21,315 0,006 10 0,097 -9,222 106,3 Bellows open e76 80060 

19 15.2.08 6:25 0,803 0,003 10 22,928 0,011 10 0,076 -7,659 118,7 Bellows open e77 80061 

20 15.2.08 6:40 0,706 0,005 10 19,929 0,012 10 0,075 -10,564 112,1 Bellows open e78 80062 

21 15.2.08 6:53 0,278 0,002 10 7,704 0,005 10 0,035 -22,404 114,8 Bellows open gisp 80063 

22 15.2.08 7:06 0,269 0,004 10 7,777 0,006 10 0,022 -22,334 122,7 Bellows open gisp 80064 

23 15.2.08 7:20 -0,778 0,005 10 -21,904 0,009 10 -0,084 -51,081 110,5 Bellows open slap 80065 

24 15.2.08 7:34 -0,786 0,003 10 -21,970 0,006 10 -0,091 -51,145 103,1 Bellows open slap 80066 

25 15.2.08 7:49 1,224 0,003 10 23,552 0,005 9 0,504 -7,056 103,7 Bellows open e79 80067 

26 15.2.08 8:03 0,780 0,003 10 21,502 0,009 10 0,100 -9,041 111,0 Bellows open e80 80068 





31 15.2.08 9:13 0,719 0,003 10 20,511 0,008 10 0,069 -10,000 108,4 Bellows open e75 80073 

32 15.2.08 9:27 0,785 0,003 10 21,273 0,006 10 0,113 -9,263 100,9 Bellows open e76 80074 

33 15.2.08 9:40 0,801 0,003 10 22,717 0,009 10 0,081 -7,864 111,5 Bellows open e77 80075 

34 15.2.08 9:54 0,717 0,005 10 20,308 0,009 10 0,073 -10,197 101,6 Bellows open e78 80076 

35 15.2.08 10:07 1,241 0,004 10 23,632 0,003 9 0,520 -6,979 104,0 Bellows open e79 80077 

36 15.2.08 10:21 0,807 0,002 10 21,503 0,010 10 0,129 -9,040 89,8 Bellows open e80 80078 







Batch totals 

delta 45 std error delta 46 std error 13C 18O 

Average 0,732 0,003 19,459 0,007 0,118 -11,019 

sd 0,396 10,143 0,128 9,823 

Regresyon Analizi ve Korelasyon Katsayısı 

İki değişken arasındaki korelasyonun matematiksel ifadesini tespit etmek için yapılan analizdir. Bu 

matematiksel ifadeye regresyon denklemi denir. 

Regresyon denklemi genel ifadesi: Y = a + Bx 

X : seçilen bağımsız değişkenin değeri 

Y : seçilmiş X değeri için tahmin edilen değer 

a : doğrunun Y eksenini kestiği noktanın değeri 

b : doğrunun eğimi 

a ve b: regresyon katsayıları 

Deney sonuçlarının kalibrasyonunda: 

X: kullanılan standardın ölçülen değeri 

Y: kullanılan standardın gerçek değeri 

250

Çizelge 4. Deney sonucu elde edilen standartların ham verileri 

ATW GISP SLAP HLW 

1 -8,988 -22,596 -48,615 -2,658 

2 -8,961 -22,499 -48,550 -2,619 

3 -8,928 -2,566 

4 -8,858 -2,279 

5 

6 

7 

8 

AVERAGE -8,934 -22,547 -48,583 -2,530 

STD DEV 0,030 0,069 0,047 0,046 

Çizelge 5. Deney sonucu elde edilen standartların ölçülen ve gerçek değerleri 

ÖLÇÜLEN GERÇEK 

ATW -8,93 -9,59 

HLW -2,53 -2,15 

GISP -22,55 -24,80 

SLAP -48,58 -55,50 

Çizelge 6. Regresyon katsayıları 

ölçülen gerçek 

(X) (Y) X² XY Y² 

ATW -8,93 -9,59 79,7449 85,6387 91,9681 

HLW -2,53 -2,15 6,4009 5,4395 4,6225 

GISP -22,55 -24,80 508,5025 559,24 615,04 

SLAP -48,58 -55,50 2360,0164 2696,19 3080,25 

TOPLAM -82,59 -92,04 2954,6647 3346,508 3791,881 

251

Şekil 6. Regresyon doğrusu ve denklemi 

Çizelge 7. Denklemin setteki standartlara uygulanması 

ham data doğ. data 

atw 70083 -8,988 -9,51 

atw 70084 -8,961 -9,48 

hlw 70085 -2,658 -2,19 

hlw 70086 -2,619 -2,14 

gisp 70101 -22,596 -25,26 

gisp 70102 -22,499 -25,15 

slap 70103 -48,615 -55,38 

slap 70104 -48,550 -55,30 

atw 70119 -8,928 -9,44 

atw 70120 -8,858 -9,36 

hlw 70121 -2,566 -2,08 

5.SONUÇ 

Deneysel sonuçlar bir teorinin ya da bir modelin doğrulanmasında ve desteklenmesinde ikna edici 

bir rol oynarlar. Ülkemizde hidrolojik ve hidrojeolojik çalışmalarda izotop analizlerinin 

kullanılmasının sürekli arttığı günümüzde, izotop hidrolojisindeki gelişmelerin takip edilmesi 

gerekliliği, buna bağlı olarak, laboratuvar çalışmalarının geliştirilmesi önem kazanmıştır. 

Dünyadaki örneklerinde olduğu gibi deneysel sonuçların bu çalışmalarda yer alması DSİ’nin 

arzuladığı bir sonuç olup bu kapsamda DSİ İzotop laboratuarı kendi çalışmalarının yanı sıra kamu 

kurumların, üniversitelerin ve şahısların çalışmalarına da laboratuar imkanları çerçevesinde destek 

vermektedir. 

Bu yazıda, 

İzotop metodolojisi ile çevresel izotopların hidrolojide nasıl değerlendirildiği ve su 

örneklerinin IAEA’nın belirlediği ve dağıtımını yaptığı bir standarda göre ölçümü, 

Hidrolojik çevrimde suyun izlenmesini olanaklı kılan izotop ayrışmasının kütle bağımlı 

nedenleri, 

252

Sonuçlardaki belirsizliğin IAEA’nın belirlediği aralıklarda olması için laboratuar 

çalışmalarında gösterilmesi gereken hassasiyet, 

Su örneğinin araziden alınmasından sonuçların hesaplanmasına kadar geçen sürecin 

anlatılmasıyla, bu analizler için yapılan laboratuar çalışması da genel hatlarıyla açıklandı. 

6.KAYNAKLAR 

1. Mook, W.G., 2000, Environmental isotopes in the hydrological cycle, v.I, 31-45, 167-177. 

2. Mook, W. G., Gat, J. R., Meijer, A. J., 2001, Environmental isotopes in the hydrological cycle, 

v.II, 7-40. 

3. Tanweer, A., Gröning, M. ,Van Duren, M., Jaklitsch, M., Pöltenstein, L.,2008. Stable Isotope 

Internal Laboratory Water Standarts: Preparation, Calibration and Storage, IAEA. 

4. Guillermo, Q.,2007 Applications of Isotope Techniques in Modelling Hydrologic Processes, 

Department of Civil Engineering and National Hydraulic Research Center University of the 

Philippines, Diliman, Quezon City. 

253

Özet 

URGANLI (TURGUTLU) SICAK VE MİNERALLİ SULARININ 


Serkan VURAL 1 , Suzan PASVANOĞLU 2 , Servet YILMAZER 3 , Ali YAKABAĞ 4 

1,2 Kocaeli Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Böl. İzmit/Kocaeli 

3,4 Gayzer Yer Bilimleri Ltd. Şti., İzmir/Bornova 

jeo.serkan@gmail.com, suzan@kocaeli.edu.tr, servetyilmazer@ttmail.com 

Urganlı jeotermal alanı Manisa ili Turgutlu ilçesine bağlı Urganlı beldesinin yaklaşık 5 km. 

kuzeyinde yer alır. Alanın yakın çevresinde temeli Paleozoyik yaşlı metamorfik kayaçlar oluşturur. 

Menderes masifi örtü şistleri olarak ta adlandırılan bu temel kayalar üzerine yine Paleozoyik yaşlı 

mermerler gelmektedir. Urganlı Jeotermal alanı kuzeybatısında Mesozoyik yaşlı kireçtaşları, 

dolomitik kireçtaşları ve ofiyolitik kayaçlar mostra vermektedir. Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı 

birimler üzerinde açısal uyumsuzlukla Pliyosen yaşlı çökeller yer alır. Urganlı jeotermal alanında 

Kuvaterner yaşlı travertenler dikkat çekicidir. Sıcak suların bıraktığı çökeltilerin oluşturduğu bu 

travertenler, daha ziyade yatay olarak yayılım gösteren eski travertenler ile bu travertenleri dikine 

kesen çatlaklardan suların oluşturduğu yeni travertenler olarak göze çarpmakladır. Yine Kuvaterner 

yaşlı oluşuklardan alüvyonlar Gediz ovasında geniş yayılım gösterirler. Kaplıca çevresinde 

yüzeylenen Paleozoik yaşlı metamorfikler içindeki mermerlerin olduğu belirlenmiştir. Mermerlerin 

çatlaklı, karstik olması ve de kuvarsitlerdeki tektonizmanın etkisi ile kazanmış olduğu ikincil 

porozite ve permeabilite özelliklerinden dolayı bölgedeki en önemli akifer kayacını 

oluşturmaktadır. Kireçtaşları aynı zamanda Urganlı sıcak su kaynaklarının rezervuarını 

oluşturmaktadır. Neojen yaşlı killi marnlı seviyelerin Permeabilite değerleri düşük olduğundan bu 

kayalar örtü kaya niteliğindedir. İnceleme alanında tektonik etkinlikler oldukça fazladır. Gediz 

grabenini kuzeyden sınırlayan ve Kargın köyünden Akköy’e doğru uzanan yaklaşık D-B uzanımlı 

Cambazlı fayı bölgenin en önemli fayı olup, sıcak ve mineralli su kaynakları bu fay boyunca 

çıkmaktadır. Urganlı sıcak ve mineralli sularının sıcaklıkları; kaynaklarda 50-75°C olup, 

sondajlarda ise 62-83 o C arasındadır. Açılan kuyuların derinlikleri 280-605 metre arasında, 

debileri ise 15-40 lt/s olarak ölçülmüştür. Turgutlu sıcak ve mineralli suların 18 O, 2 H, 3 H ve 13 C 

izotopik içeriklerinden, suların meteorik kökenli olduğu anlaşılmıştır. Yağış sularından bir kısmı 

hazne özelliği taşıyan kayaçların çatlak, kırık ve fayları boyunca süzülerek yerin derinliklerinde 

bulunan hazne kaya içerisinde yataklanmaktadır. Bu dolaşım sürecinde yeraltına süzülen sular 

kondüksiyon veya konveksiyon akımlarla ısınarak sıcaksu rezervuarlarını oluşturmaktadır. δ13C 

DIC izotop değerleri sera soğuk su kaynağında -6.4 iken sıcak su kaynak ve sondajlarda -2 ile -2,9 

arasında değişmektedir. Buradan da sıcak sulardaki CO2’in kökeni daha çok denizel kökenli 

karbonatlardan ya da metamorfik CO2’den kaynaklandığı anlaşılmaktadır. 

Anahtar kelime: Urganlı, Oksijen-18, Döteryum, Trityum ve Karbon-13 izotopları. 

Abstract 

ISOTOPIC EVALUATION OF THERMAL AND MINERALIZED WATERS OF 

URGANLI(TURGUTLU) WITH ISOTOPS 

Urganli geothermal field is located approximately 5 km North of Urganli Town in the district of 

Turgutlu, province of Manisa. Paleozoic aged metamorphic rocks forms the basement of the nearby 

area. Paleozaoic aged marbles comes on the top of the base rocks that are also called as Menderes 

massive covering schists Mesozoic aged limestones, dolomitic limestones and ophiolitic rocks 

shows exposure in the north west of Urganli geothermal field. Pliocene aged deposits with angular 

255

unconformity takes place on the top of Paleozoic and Mesozoic aged units. Quaterner aged 

Travertines are noticeable in Urganli geotehrmal area. These travertines that are formed from the 

precipitation of thermal waters, are noticeable as new travertines that are cutting vertically the old 

travertines which shows a horizontal distribution in the area. These new travertine formation still 

continue to form around some of thermal waters exits. Again Alluviums that are Quaterner aged 

formations shows a wide distribution in Gediz plane. It is observed that, there exist marbles inside 

the Paleozoic aged metamorphics that are seen at the surface. Marbles, which have cracked and 

carstic structures, also together with quarsites, that have porosity and permeability features gained 

by the effect of tectonism; make up the most important aquifers in that region. Limestones also 

form the reservoir of Urganli thermal spring . Neogen aged surfaces with marn, have the properties 

of cap rock, since they have low permeability. At the research area, there is a great tectonic 

movement. Cambazlı fault, bordering Gediz Graben from North and having the East-West 

elongation from Kargın Village to Akköy, is the most important fault in the zone. Thermal and 

mineral water springs are located along this fault. The temperatures of Urganlı thermal and mineral 

waters are in the range of 50-75°C in natural resources and 62-83°C in drilling wells. Depths of the 

drilling wells are in the range of 280-605 metres and flow rates are measured as around 15-40 lt/s. It 

is concluded that, Turgutlu thermal and mineral waters have a meteoric orign, since they have the 

18 O, 2 H, 3 H ve 13 C isotopic content. Some amount of rain water flows through the faults and cracks 

of the rocks and then deposited in the reservoir rocks. During this cycle, water which is deposited 

underground and heated by means of conduction and convection, forms the thermal reservoirs. 

δ13C DIC isotope has the value of -6.4 in the cold water resource, but it ranges between the values 

of -2 to -2.9 in the thermal spings and wells. Thus it is concluded that, the origin of the CO2 is 

more likely to come from marine carbonate or metamorphic rocks. 

Key words: Urganlı, Oxygen-18, Doteryum, Trityum, Carbon-13. 

1. GİRİŞ 

Manisa İl’i Turgutlu ilçesi sınırlarında kalan Urganlı jeotermal alanında M.T.A. tarafından yapılan 

ilk etüt ve araştırma sondaj çalışmalarından sonra uzun süre kapsamlı bir çalışma yapılmamıştır 

(Ürgün, 1966, Karamanderesi, 1972). Dünyada ve ülkemizde enerji fiyatlarının artması üzerine 

yerli ve yenilenebilir enerji kaynaklarına bir yöneliş olmuştur. Urganlı bölgesinde jeotermal enerji 

araştırmalarına yönelik ilk çalışmalar, derinliği 440 m. olan U-1 nolu sondaj kuyusu ile 2001 yılında 

M.T.A. tarafından gerçekleştirilmiştir Artezyenik üretimi ortalama 35 lt/s., sıcaklığı 62 o C olan U-1 

kuyusu yine bu bölgede ilk kez kurulan Göncüoğlu seralarının ısıtılmasında kullanılmaktadır. 

Urganlı jeotermal alanında geniş kapsamlı etüt ve sondaj çalışmalarına 2005 yılında başlanılmıştır 

(Gayzer Yer Bilimleri, 2005). Bu alanda 2005-2008 döneminde 9 adet kuyu açılmıştır. 

2. JEOLOJİ 

Urganlı Jeotermal alanı ve yakın çevresinde Paleozoyik, Mesozoyik ve Senozoyik yaşlı birimler 

bulunmaktadır. Burada temeli Paleozoyik yaşlı metamorfik kayalar oluşturur (Şekil-1). Menderes 

masifi örtü şistleri olarak nitelendirilen bu kayalar; kalk şist, kuvars-muskovitşist, kuvars-muskovitbiyotit 

şist, muskovit-biyotit-albit şist ve granatlı biyotit şist gibi değişik şistlerden meydana 

gelmiştir (Karamanderesi, 1972). Jeotermal alanın hemen kuzeyinde yüzlek verip doğuya, 

haritalama alanının dışında kalan Kargın köyüne doğru yayılım gösteren bu metamorfitlerin üzerine 

Paleozoyik yaşlı mermerler gelmektedir (Şekil-1). Alt seviyeleri koyu gri, üste doğru daha açık gri 

renklenme sunan bu mermerler yer yer dolomitik olup, orta-iri kristallidir. Ayrıca Jeotermal alanın 

kuzeyinde Sarnıç tepe ile Kule tepe arasında ve Sarnıç tepe'nin doğu kesiminde, yukarıda sözü 

edilen muhtelif şistler arasında bej, kahverengimsi renkte mermer düzeylerine de rastlanmaktadır. 

Paleozoyik yaşlı temel kayalar üzerinde allokton olarak yer alan Mesozoyik yaşlı kireçtaşları, 

dolomitik kireçtaşları ve ofiyolitik kayaçlar Urganlı Jeotermal alanın (haritalama alanı dışında) 

kuzey batısında yüzlek verirler. Kireçtaşlarının alt seviyeleri genellikle dolomitiktir. İkincil kalsit 

256

dolgular içeren ve tabakalanması pek belirgin olmayan dolomitler üste doğru kireçtaşlarına geçiş 

gösterirler. Çeşitli volkanik ve sedimanter kayalardan oluşan ofiyolitik karmaşa veya ofiyolitik 

melanj adı verilen birim Çaldağ ve yakın çevresinde yaygındır. Serpantinit ve peridotitler ofiyolitik 

melanj bünyesindeki sedimanter kayalar üzerinde veya içinde bloklar halinde bulunurlar (Akdeniz, 

1986, Karamanderesi, 1972). Senozoyik yaşlı kayaçlar Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı birimler 

üzerinde açısal uyumsuzlukla yer alan Pliyosen yaşlı çökeller ile Kuvaterner yaşlı traverten, yamaç 

molozu ve alüvyonlardan oluşmaktadır (Şekil-1). Pliyosen’i; tabanda çakıltaşı, kumtaşı, silttaşı ve 

kiltaşları (Pl1) ile bunların üzerine uyumlu olarak gelen killi kireçtaşları ve kiltaşları (Pl2) 

oluşturmaktadır(Yanık). Çakıltaşı, kumtaşı, silttaşı ve kiltaşı gibi detritik çökeller jeotermal alan 

çevresinde oldukça yaygındır. Çakıllar genellikle orta-iyi derecede yuvarlaklaşmış, karbonat veya 

kil çimentoyla gevşek tutturulmuştur. Kumtaşlarında genel olarak gri, yeşilimsi gri renklenmeler 

hakimdir. Bunlar yer yer ince tabakalanmalı kiltaşı ve silttaşlarıyla ardalanmalıdır. Yine Pliyosen'in 

üst düzeylerine ait killi kireçtaşları ve kireçtaşları jeotermal alanın kuzeydoğusundaki Aktepe ile 

batıdaki Abdal tepe ve güneyinde yayılım gösterir (Şekil-1). Bu birim kirli beyaz, sarımsı beyaz, 

grimsi beyaz ve krem renklerde olup, yatay ve yataya yakın eğimlidir. Urganlı Jeotermal alanındaki 

en genç oluşuklar Kuvaterner yaşlı traverten ve alüvyonlardır. Sıcaksuların bıraktığı çökeltilerin 

oluşturduğu travertenler konumları ve yayılımları yönünden oldukça dikkat çekicidir. Travertenlerin 

büyük bölümü yatay konumludur. Kirli beyaz, sarımsı kirli beyaz veya gri renkli ve düşük 

sertlikteki bu oluşumlar eski travertenlerdir. Daha sonraki aşamada oluşan genç travertenler daha 

rijit bir morfoloji oluşturmuşlardır. Bu genç travertenler jeotermal alanda duvarsı görünümlerdedir. 

Bazı sıcaksu çıkışları çevresinde yeni traverten oluşumları halen devam etmektedir. Kuvaterner 

yaşlı genç oluşuklardan yamaç molozları etüt alanının kuzey batısında mostra vermektedir. 

Kendisinden daha yaşlı birimlere ait elemanlardan oluşan alüvyon örtü inceleme alanının güneyinde 

Gediz ovasında geniş yayılım gösterir. Urganlı Jeotermal alanındaki en önemli süreksizlik Cambazlı 

fayıdır. Eğim atımlı normal bir fay olan Cambazlı fayı inceleme alanını yaklaşık D-B yönde kat 

eder (Şekil-1). Batı yönünde, inceleme alanı dışında Akköy’e doğru uzanır. Doğu yönündeki 

uzanımı da yine araştırma alanı dışında Bintepeler bölgesinin güneyine doğru devam eder. Yukarıda 

belirtildiği gibi yaklaşık D-B uzanımlı olan bu tektonik hat, Urganlı jeotermal alanına batıdan girer 

ve yeni Cambazlı köyünün hemen kuzeyinden geçerek doğuya Kargın köyüne doğru mikaşisttraverten 

dokanağını oluşturur. Cambazlı fayının yükselen kuzey bloğu Paleozoyik yaşlı muhtelif 

şist ve mermerlerin yüzeylenmesini sağlamıştır. Burada, D-B uzanımlı bir horst oluşturan bu temel 

kayaçların yükselimine Cambazlı fayı etken olmuştur. Aynı yükselimi kuzeyden yine yaklaşık D-B 

veya B-KB/D-GD uzanımlı bir tektonik hat sınırlamaktadır. Bu kuzey fayı da eğim atımlı normal 

bir fay olup “Çamlı fayı” olarak adlandırılmıştır (Yılmazer vd., 2008). İnceleme alanına doğu 

yönünden Aktepe güneyinden girer, Sarnıç Tepe, Kule Tepe ve Çamlı Tepe’nin hemen kuzeyinden 

batıya doğru devam eder. Cambazlı fayı ile kuzeyindeki Çamlı fayının oluşturduğu; genişliği 750- 

1000 m. arasında değişen ve D-B uzanımı yaklaşık 5 km. olan bu yükselim “Sarnıç horstu” olarak 

isimlendirilmiştir (Yılmazer vd., 2008, Şekil-1). İnceleme alanındaki diğer bir tektonik hat ise daha 

güneyden geçen yaklaşık D-B uzanımlı, eğim atımlı normal bir fay olan Urganlı fayıdır. Burada 

güney blok düşmüş kuzey blok yükselmiştir. Diğer faylara göre daha gençtir. Cambazlı fayından 

itibaren güneye doğru bir basamaklanma söz konusudur. İnceleme alanının kuzeybatısındaki Akköy 

fayı da çevredeki önemli tektonik hatlardan biridir. Akköy kuzeyinden başlayan bu fay, KD 

istikametine doğru yaklaşık 3-3,5 km. uzanımlıdır. İnceleme alanındaki Paleozoyik yaşlı kayaçlarda 

eklem ve çatlak sistemleri iyi gelişmiş olup, tektonik etkilerle değişik yönlerde kıvrımlanmalar 

oluşmuştur. Pliyosen yaşlı tortullar yatay ve yataya yakın konumludur. Aynı şekilde eski 

travertenler de yataya yakın tabakalanmalıdır. Daha sonra oluşan genç travertenler ise eski 

travertenler üzerinde adeta duvar gibi dikey konumludurlar. 

257

Şekil 1. Çalışma alanının jeoloji haritası ve jeolojik kesiti ( Yılmazer vd., 2008). 

258

3. HİDROJEOKİMYASAL ÇALIŞMALAR 

Urganlı jeotermal alanında biri M.T.A. diğer sekizi özel sektör tarafından yapılmış toplam 10 adet 

sıcaksu kuyusu bulunmaktadır (Tablo-1). Kuyuların derinlikleri 280-605 m. arasında değişmektedir. 

Burada en yüksek debi EU-7 kuyusunda 40 lt/s. olarak ölçülmüştür. Kuyular artezyenik olup, kuyu 

başı üretim sıcaklıkları 62-83 o C arasındadır. Sondajlar jeotermal üretime uygun olacak şekilde 

dizayn edilmiştir. Neojen tortullar EU-8 nolu kuyunun bulunduğu kuzey noktasından güneye doğru 

giderek kalınlaşmaktadır. Burada işaret edilen EU seri numaralı kuyular Eskihisar Tarım A.Ş. adına 

yapılmış olup, bu kuyulardan EU-4,5,6,7,8 nolu kuyular Eskihisar seralarının ısıtılmasında 

kullanılmaktadır. Geri kalan kuyulardan EU-3 nolu kuyu kaplıcalarda kullanılmakta, EU-1,2 nolu 

kuyularda su çok az olduğu için şimdilik kullanım dışıdır. EU-4,5,6, nolu kuyuların toplam debisi 

50 lt/s., toplam ortalama sıcaklık değeri 80 o C’dir. EU-7,8 nolu kuyuların toplam debisi ve sıcaklığı 

sırasıyla 77 lt/s. ve 86 o C olup, kuyu sıcaklık değerleri güneyden kuzeye sıcaksu getirimini sağlayan 

Cambazlı fayına doğru artış göstermektedir (Şekil-2). 

Tablo 1. İnceleme alanında yapılan sıcaksu sondaj kuyularına ait bilgiler. 

Kuyu Derinlik Debi Sıcaklık 

No (m) (lt/sn) ( o Üretim Şekli Açılış Kullanım Yerleri 

C) 

Yılı 

U-1 440 35 62 Artezyen 2001 Göncüoğlu serası 

EU-1 450 10 64 Kuyu içi Pompası 2005 Kullanılmıyor 

EU-2 605 1.5-2 65 Artezyen 2005 Kullanılmıyor 

EU-3 280 15 77 Artezyen 2006 Kaplıca 

EU-4 500 35 75 Artezyen 2006 Eskihisar Tarım 





259

3.1. Yöntem 

Şekil 2. Urganlı bölgesindeki sıcaksu kuyuları taşıma hatları şematik görünümü. 

İnceleme alanında yer alan birimlerin dokanakları ve bölgenin genel tektonik özellikleri 1/25000 

ölçekli topografik harita üzerine aktarılmış ve önceki çalışmalar dikkate alınarak isim ve yaş 

verilmiştir. Bu çalışmada bölgede yüzeylenen kayaçlar daha çok hidrojeoloji özellikleri açısından 

incelenmiştir. Çalışma alanındaki kaynak ve kuyu sularından toplam 6 adet örnek alınmıştır. 

Kimyasal analizler, Hacettepe Üniversitesi Su Kimyası Laboratuarında ve Canada Acme 

laboratuarında, Trityum (δ 3 H) analizleri, Hacettepe Üniversitesi Su Kimyası Laboratuarında, 

Oksijen-18 (δ 18 O), Döteryum (δ 2 H) ve Karbon-13 (δ 13 C) analizleri ise Utah Üniversitesi Stable 

Isotop laboratuarında yaptırılmıştır. Sıcaklık, arazide kaynak başında, pH, EC ölçümleri ise hem 

kaynak başında hem laboratuarda ölçülmüştür. Kaynak başlarında yapılan ölçümlerde sıcaklık için 

termometre, EC ve pH için metre kullanılmıştır. Yine inceleme alanından toplanan su örneklerinin 

IAEA tarafından belirlenen örnekleme kuralları dikkate alınmıştır. Oksijen-18 ve Döteryum analizi 

için 100 ml’lik polietilen şişelerle örneklemeler yapılmıştır. Polietilen şişeler ve kapakları her 

örnekleme sırasında örneğin alındığı su ile en az üç kez çalkalanmış ve üzerinde hava kalmayacak 

şekilde tamamen doldurulmuştur. Şişelerin tıpası ve kapağı sıkıca kapatılarak, güneş görmeyen 

serin bir yerde analize gidene kadar saklanmıştır. 

Analiz hassasiyetleri δ 18 O izotopu için ±0,2 permil, δ 2 H için ±2 permil, δ 13 C izotopu için ±0,2 

permil’dir. Elde edilen bu veriler çeşitli hesaplamalar ve diyagramların kullanımıyla 


260

3.2. Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi 

İnceleme alanında bulunan suların örneklemesi, doğal sıcak su kaynaklarından, sondajlardan ve 

soğuk su kaynaklarından yapılmıştır. Alınan örneklerin kimyasal analiz sonuçları Tablo-2’de, 

İzotop analiz sonuçları ise Tablo-3’te verilmiştir. Bu analizlerle ilgili değerlendirmeler ve grafik 

yorumları aşağıda verilmiştir. 

3.2.1. Su Kimyası Verilerinin Değerlendirilmesi 

Kaynak ve kuyulardan alınan su örneklerinin kimyasal analiz sonuçları (Tablo-2) Schoeller ve 

Piper’e göre yorumlanmıştır. Schoeller’e göre; Turgutlu sıcak ve mineralli su kaynakları ile tüm 

sondaj suları benzer kökenli olup, bu sular yerel yağışlardan beslenip aynı kimyasal bileşime sahip 

akiferden veya kayaçlardan geldiği anlaşılmaktadır (Şekil-3). Bunlar, Uluslararası Hidrojeologlar 

Birliğinin sınıflamasına göre: “Na, HCO3, B ve CO2 gazı içeren sıcak ve mineralli sulardır” 

(AIH,1979). 

Piper diyagramı anyon ve katyonların % milliekivalen cinsinden ayrı ayrı gösterildiği iki ayrı 

üçgenden ve tüm iyonların ortaklaşa gösterildiği bir eşkenar dörtgenden oluşmaktadır. Üçgen 

diyagramlar, suların hidrojeokimyasal fasiyes tiplerinin görülmesinde, dörtgen ise suların 

sınıflamasında ve karşılaştırılmasında kolaylık sağlamaktadır (Back,1961). Piper üçgen 

diyagramına göre inceleme alanındaki sıcak suların Na-HCO3 su tipini yansıtmaktadır (Şekil-4). 

Piper sınıflamasında NaHCO3’lı sular, karbonat alkalinitesi %50’den fazla olan suları 

oluşturmaktadır. 

Sıcak suların HCO3 içeriği 1563 ile 1499 mg/l arasında olup, Na içeriği 406-455 mg/l arasındadır. 

Na-HCO3 tipli su, yüksek hidrolik iletkenliğe sahip akiferlerdeki yavaş dolaşımdan dolayı 

kayaçlarla temas süresinin uzaması sonucu iyon miktarında artmış yer altı sularının göstergesidir. 

Soğuk sular ise, Ca ve Na-HCO3’lı sular tipinde olup, sığ kuşaklarda hızlı dolaşan, düşük iyon 

konsantrasyonlu yer altı sularına işaret edebilir. Baskın iyon sıralanmasında meydana gelen 

değişikliğin nedeni, öncelikle analiz yöntemi ve sürelerindeki farklılığa ve deneysel hata oranına 

bağlanabilir. Sıcak sulardaki Na iyonunun artışı tersine Ca iyonun azalışı çok hızlı CaCO3 çökelişi 

ve iyon değişimi ile açıklanabilir. Şistlerdeki ya da Neojen yaşlı tortulların killerindeki Na 

iyonunun, sudaki CaCO3 çözünürlüğü nedeniyle artan Ca iyonu ile yer değiştirmesi sonucu oluşan 

doğal yumuşatma reaksiyonu oldukça olasılı görünmektedir (Tarcan, 1998). Bikarbonat, kireçtaşı 

ve mermerlerin CO2’li sularla etkileşimi sonucu yeraltı suyuna geçmektedir. Sıcak ve mineralli 

sular renksiz olup hafif kokulu ve CO2 gazı çıkışlıdır. Yüksek HCO3 ve çözünmüş CO2 kapsayan 

jeotermal akışkanlar, yüksek sıcaklıklı jeotermal alanların kenarlarında veya bu sistemlerin 

yükselmeleri sırasında yüksek kotlarda soğuk su ile karıştıkları yerler olan sistemin üst, yani 

yeryüzüne yakın kısımlarında, kaynama sıcaklıklarının çok altındaki sıcaklıklarda bulunurlar. 

Kalsit, çökelttikleri ana materyaldir (Browne, 1991). Kabuklaşma özelliği gösteren bu sular 

üretilirken mutlaka inhibitörler kullanılmalıdır. Mevcut kuyularda inhibitörler kullanılmadığından 

kuyulara nasıl zarar verdiği bilinmediği gibi kuyu başlarında (Foto-1) ve eşanjörlerde kabuklaşmaya 

neden olmaktadır. Bunun sonucu olarak eşanjörlerden gerektiği gibi ısı transferi sağlanamamakta ve 

üretilen termal sudan yeterli ısı enerjisi alınamadığından büyük maddi kayıplar olmaktadır. 

261

Foto 1. U-1 (M.T.A.) kuyusundaki karbonat kabuklaşması 

Şekil 3. Schoeller diyagramı 

262

3.2.2. İzotop Verilerinin Değerlendirilmesi 

Şekil 4. Piper Diyagramı 

Çevresel izotopların hidrojeolojide kullanılmasına yönelik çalışmalar yaklaşık 25–30 yıl önce 

başlamıştır. Yeraltı sularının izotopik bileşimi, öncelikle bu suları besleyen yağışların izotopik, 

yerel iklim ve topografya şartlarına bağlıdır (Dinçer ve Payne, 1965). İnceleme alanında 

kaynaklardan boşalan sıcak ve soğuk suların yağıştan itibaren süzülme kotları ve koşulları ile 

yeraltında dolaşım süreci ve derinlerde sıcaklıktan etkileşimleri hakkında bilgi toplamak için 

çevresel izotop tekniklerinin kullanılması günümüzde daha da yaygınlaşmıştır. İnceleme alanındaki 

sıcak ve mineralli suların araştırılmasında en çok 18 O, 2 H ve 3 H gibi izotoplardan yararlanılmıştır. 

Radyoaktif izotoplardan yarılanma ömrü 1232 yıl olan 3 H, bu özelliğinden dolayı yeraltı suyunun 

bağıl yaşının, böylece de akiferde bekleme ve kaynaktan boşalma sürelerinin belirlenmesinde 

yararlı olmuştur. Suyun yeryüzündeki devimine bağlı olarak gelişen buharlaşma, yağış erime yüzey 

akış olayının her biri oksijen ve Hidrojen izotoplarının oranlarını etkiler. Hidrolojik deviminin 

karmaşıklığına karşın δ 18 O ve δ 2 H değerleri arasındaki ilişki: δ 2 H= 8xδ 18 O+10 bağıntısıyla 

gösterilmiştir (Craig; 1961). Craig’in çizgisi birçok bölgedeki bölgesel yağışların bir ortalamasıdır. 

Bu nedenle yöresel yağış çizgilerinden farklılık sunar. Yöresel yağış çizgileri gerek eğim gerekse de 

döteryum fazlası değeri yönünden farklılık sunabilir. Ancak (Craig 1963) incelediği jeotermal 

263

suların 2 H içeriklerinin yöresel meteorik sularla benzer olduklarını göstermiştir. İnceleme alanında 

yer alan sıcak ve mineralli sularla soğuk sulara ait Oksijen-18 (δ 18 O), döteryum (δ 2 H) ve trityum 

(δ 3 H) izotop değerleri Tablo-3’te verilmiştir. Su noktalarının Döteryum (‰ SMOW) değerleri -54 

ile -45 ve δ 18 O (‰ SMOW) değerleri ise -7.7 ile -6.7 arasındadır. 

Şekil 5. Suların δ 2 H-δ 18 O grafiği. 

Sunulan δ 

264 

18 O-δ 2 H grafiği incelendiğinde (Şekil-5) sıcak sular, dünya yağış doğrusu altında ve 

sağında yer almaktadır. Bu sonuca göre, Turgutlu sıcak ve mineralli suları meteorik kökenli olup, 

yağıştan bir kısmı, yerin altına çatlak, kırık ve faylar boyunca süzülmekte ve bu süreçte ısıtıcılarla 

ısınarak kendisine hidrotermal kanal görevi gören fay veya etkili çatlaklar boyunca yeryüzüne 

çıkmaktadır. Filiz 1982 yılında hazırlamış olduğu doçentlik tezinde, benzer şekilde Turgutlu– 

Alaşehir yöresindeki tüm suların meteorik kökenli olduğunu vurgulamıştır. Turgutlu sıcak ve 

mineralli suları diğer soğuk su kaynağına göre daha negatif değerler almaktadır. Bu da sıcak suların 

yüksek kotlara düşen kıtasal yağışlardan etkilendiğini göstermektedir. 

Ayrıca, karbonatlı kayaçlardaki CO2 içeriğinde bulunan oksijenin sıcak sulardaki oksijen 

molekülleri arasındaki iyon alış verişi sonucunda 18 O izotop içeriğinin daha negatif değerler 

almasından dolayı da olabilmektedir (Clark, 1997). Ayrıca Soğuk sularla da karışım bu duruma 

sebep olabilir. Sıcak suların δ 18 O değerleri kendi aralarında birbirine yakın oluşu bunların ortak ve 

geniş bir beslenme bölgesinden yüksek kotlardan sürekli beslenmeye sahip olduklarını gösterir. 

Ayrıca soğuk su kaynağı 18 O bakımından doğrudan genç yağışın etkisi altındaki genç sulardır. 

Soğuk kaynaktaki yüksek δ 18 O, sıcak sulara nazaran nispeten yüksek trityum ve düşük klorür ve 

düşük EC değerleri düşük kotlardaki yağıştan beslenmeyi ve kısa sürede kaynak olarak yeryüzüne 

döndüklerini belirlemektedir. Sıcak sular ise yüksek EC ve düşük trityum değerlerine sahiptir. 

Kökeni meteorik olan suların yeraltında dolaşım yolu uzadıkça trityum izotopunun radyoaktif 

bozunmaya uğraması nedeniyle Trityum değerleri düşmektedir. Bu nedenle, Turgutlu soğuk suları 

genç, sıcak ve mineralli sular ise derin dolaşımlı ve yaşlı yeraltı sularıdır (Şekil-6 ve Şekil-7).

Trityum değerlerindeki sıfıra doğru azalması da suyun akifer içinde kalış süresinin arttığını 

belirtmektedir. 

Şekil 6. Suların Cl-Oksijen 18 (δ 18 O) grafiği 

Karbon, iki duyarlı ( 13 C ve 12 C ) ve bir radyoaktif ( 14 C) izotopa sahip olup, izotop ölçüm 

çalışmalarında 13 C/ 12 C oranı saptanmış ve δ 13 C(‰) şeklinde ifade edilmiştir. Karbon izotop 

ölçümleri sırasında standart olarak PDB (Amerika, Güney Karolina, Peedee Formasyonunun 

Belemniti) alınmıştır (Şekil-8). Karbonun izotopik oransallığı, gazların kökenini belirlemede 

yardımcı olmaktadır. Bu oransallık ilksel bileşimdeki meteorik karbonatlarda ‰10’dan fazladır 

(Gökçe, 1993). Sedimanter organik materyallerde bu oran, petrol ve kömürde ‰-40 ile -20 arasında 

organizmalarda ‰-30 ile -10 arasında; karbonatitler ve elmasta ‰-10 ile -5 arasındadır. Güncel 

denizel kireçtaşlarında ‰-1 ile +2 arasında, jeotermal alanlarda ‰-5 ile -3 arasında değişir (Hoefs, 

1987). 

Şekil 7. Suların EC (µS/cm)-Trityum (δ 3 H) grafiği 

265

Şekil 8. Farklı doğal ortamlardaki δ 13 C değerinin değişim aralığı 

(Clark and Fritz, 1997). 

Son yıllarda δ 13 C değerleri bölgesel sistemler, beslenme bölgesi-köken, jeokimyasal reaksiyon 

modelleri ve yeraltı suyunun yaşının belirlenmesi gibi problemlerin çözümünde kullanılmaktadır. 

Yeraltına süzülen su topraktaki CO2’yi çözerken HCO3 ve CO3 türlerine ayrışır. Çözünmüş 

İnorganik Karbon Türleri (DIC)’nin dağılımı pH’a bağlı olarak değişir. pH değerine bağlı olarak 

DIC ve δ 13 C PDB’nin değişimi de farklıdır (Clark and Fritz, 1997). Yeraltı suyundaki DIC ve 

δ 13 CDIC akiferlerde ayrışma reaksiyonları sırasında yüksek değerlere ulaşır. Kapalı ya da açık sistem 

şartlarına ve akifer malzemesinin silikat veya karbonat oluşuna bağlı olarak reaksiyonlar gelişir. 

Tamamen silikatlı akiferlerde DIC gelişmez, ancak karbonatlı akiferlerde kalsit veya dolomit 

çözünerek DIC gelişir. Bu tür karbonatlar genellikle 13 C bakımından zengindir ve δ 13 CDIC’ın 

gelişiminde etkilidir (Clark and Fritz, 1997). Yer altı sularında çözünmüş inorganik karbon CDIC ve 

δ 13 CDIC akiferdeki veya topraktaki ayrışma reaksiyonları sonucu gelişir. Bu çalışma ile inceleme 

alanında ölçülen sulardaki δ 13 CDIC değerleri incelendiğinde (Tablo-3) Sera soğuk su kaynağı -6.4 

değerine sahiptir. Sıcak su kaynak ve sondajlarında -2 ile -2,9 arasında değişmektedir. 

Sıcak sulardaki CO2’in kökeni daha çok denizel kökenli karbonatlardan ya da metamorfik CO2’den 

kaynaklanmaktadır. Fakat sıcak sulara manto kökenli CO2 gazı da etkili olmuştur. Soğuk sulardaki 

CO2’in kökeni ise gölsel karbonatlardan geldiği anlaşmıştır. Ancak sıcak su kaynağına soğuk su 

karışımı da olmuştur. 

266

Şekil 9. Turgutlu yöresine ait sularda HCO3 - δ 13 CDIC ilişkisi 

Urganlı sularında HCO3- δ 13 CDIC ilişkisi incelenmiştir (Şekil-9). Şekilden de görüldüğü gibi soğuk 

suyun HCO3 konsantrasyonu azaldıkça δ 13 CDIC değerleri de azalmaktadır. Halbuki sıcak sularda bu 

durumun tam tersi görülmektedir. Yani sıcak sulardaki HCO3 konsantrasyonu artıkça δ 13 CDIC değeri 

de artmaktadır. Ayrıca İnceleme alanındaki tüm sıcak ve soğuk su noktaların δ 13 CDIC değerleri 

suların EC değerleri ile artmaktadır. 

4. SONUÇ VE ÖNERİLER 

Manisa-Turgutlu, Urganlı jeotermal sahasında yapılan çalışmalardan elde edilen sonuç ve 

öneriler aşağıda özetlenmiştir: 

1. Urganlı Kaplıcası dolayının 1/25000 ölçekli jeoloji ve hidrojeoloji haritası yapılmış, farklı 

oluşuklar ve istiflenmeleri aydınlatılmıştır. Ayrıca sıcak ve mineralli su kaynaklarının 

özellikleri hidrojeokimyasal yönden irdelenmiştir. 

2. İnceleme alanında toplam 10 adet sondaj verisinden akışkanın Cambazlı fayından çıktığı, 

kuzeyden güneye doğru aktığı ve bu akışta bir miktar soğuduğu anlaşılmıştır. 

3. Hazne kaya ikincil porozite ve permabilitesi iyi gelişmiş kalkşistler ve mermerlerdir. 

4. Turgutlu sıcak suları AIH’ya göre: “Na, HCO3, B ve CO2’li sıcak ve mineralli su “ dur. 

5. Turgutlu jeotermal sahasındaki sıcak ve mineralli sular, izotop içeriklerine göre, meteorik 

kökenli olup, yağıştan bir kısmı, yerin altına çatlak, kırık ve faylar boyunca süzülmekte ve 

bu süreçte ısıtıcılarla ısınarak kendisine hidrotermal kanal görevi gören fay veya etkili 

çatlaklar boyunca yeryüzüne yükselmesi ile oluşmuştur. 

6. Sıcak sulardaki düşük trityum değerleri, yüksek EC ve Cl değerleri ile derin dolaşımlı 

yüksek kotlardan beslenen, sera soğuk su sondajı ise sığ dolaşımlı, düşük EC ve Cl değerine 

sahip, düşük kotlardan beslenen sulardır. 

7. δ 13 CDIC izotop değerleri sera soğuk su sondajında -6.4 değerine sahiptir. Sıcak su, kaynak ve 

sondajlarda δ 13 CDIC izotop içeriği -2 ile -2,9 arasında değişmektedir. Sıcak sulardaki CO2’in 

kökeni daha çok denizel kökenli karbonatlardan ya da metamorfik CO2’den 

267

kaynaklanmaktadır. Fakat sıcak sulara manto kökenli CO2 gazı da etkili olmuştur. Soğuk 

sulardaki CO2’in kökeni ise gölsel karbonatlardan geldiği anlaşmıştır. Ancak sıcak su 

kaynağına soğuk su karışımı da olmuştur. 

5. KANAKLAR 

1. Akdeniz, N., vd., Mayıs 1986. İzmir-Manisa Dolayının Jeolojisi, M.T.A. Jeoloji Dairesi, 

ANKARA. 

2. Back, W., 1961. Technique for mapping of hydrochemical facies. US. Geol. Surv. Prof. 

Paper 424-D, pp. 380 – 382. 

3. Browne, P.R. L. 1991. Minerological guides to iterpreting the shallow paleohydrlogy of 

epitermal mineral depositing environments. Proc 13 th NZ. Geothermal Workshop, 

Auckland pp 263-270 NZ. 

4. Craig, H., 1961. Isotopic variations in meteoric waters. Science 133, 1702- 1703. 

5. Clark, I.D.and Fritz,P. 1997. Environmental Isotopes in Hydrogeology,Lewis Publi.328 

p.,New York. 

6. Filiz, Ş., 1982. Ege Bölgesindeki Önemli Jeotermal Alanların 18 O, 2 H, 3 H, 12 C İzotoplarıyla 

İncelenmesi, Doçentlik Tezi, Ege Üniversitesi, Yerbilimleri Fakültesi, Bornova, İzmir. 

7. Gayzer Yer Bilimleri Ltd. Şti., Nisan 2006. Urganlı-Turgutlu (Manisa) Sıcaksu Araştırma 

Raporu, Bornova, İzmir. 

8. Gökçe, A., 1993. Hidrotermal maden yataklarının köken ve oluşum koşullarının 

araştırılmasında kararlı izotoplar jeokimyası incelemeleri ve Türkiyeden örnekler. Jeoloji 

mühendisliği Dergi., 42, 89-101. 

9. Hoefs, J., 1987. Stable isotope geochemistry:(Third edition) springer Verlag, 241 p. 

10. IAH (International Association of Hydrogeologists) 1979. Map of mineral and thermal water 

of Europe. Scale 1:500,000. International Association of Hydrogeologists, United Kingdom. 

11. Karamanderesi, İ.H., 1972 Urganlı Kaplıcaları (Manisa-Turgutlu) Civarının Detay Jeolojisi 

ve Jeotermal Olanakları Hakkında Rapor, M.T.A. Derleme rapor no: 5462. 

12. Payne, B., and Dinçer, T., 1965, Isotop survey of Karst region of southern Turkey, Proc. Of 

sixth ınt. Conference of radiocarbon and trityum dating IAEA, Publ. 

13. Ürgün, S., 1966, Urganlı Kaplıcaları (Manisa-Turgutlu) Civarının Detay Jeolojisi ve Termal 

Suların Hidrojeolojik Etüdü, M.T.A. Derleme rapor no: 4679. 

14. Schoeller, H., 1962. Les eaux souterraines Masson et Cie, Paris . 

15. Tarcan, G., Filiz, Ş., Mayıs 1998, Turgutlu (Manisa) Kaplıcaları Sıcak ve Mineralli 

Sularındaki Sodyum Bikarbonat zenginleşmesi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Jeoloji 

Mühendisliği Bölümü, 3510e, Bornova, İzmir 

16. Yılmazer, S., Pasvanoğlu, S., Yakabağ, A., Vural, S., 2008, Urganlı Jeotermal Alanının 

(Turgutlu-Manisa) Jeolojisi ve Sondaj Verileri Işığında Yeniden Değerlendirilmesi, Termal 

ve Maden Suları Konferansı, Afyon. 


Bu çalışma, Kocaeli Üniversitesinde yapılan Yüksek Lisans tezinin bir bölümüdür. Hacettepe 

Üniversitesinde görevli olan Sayın Prof. Dr. Serdar Bayarı’ya ve Sayın Dr. Nur Özyurt’a kimyasal 

analizlerin yapılmasında katkılarından dolayı çok teşekkür ederiz 

268

Tablo 2. İnceleme alanına ait suların kimyasal analiz sonuçları (mg/l) 

Numune 

Adı 

Tarih T( 

o 

C) 

pH EC 

(µS) 

Ca Mg Na K Cl SO4 HCO3 B F Sertlik 

(Fr) 

TDS 

(mg/lt) 

EU–1 17.01.08 61.7 6.54 4268 102.69 24.17 406.32 41.18 52.69 3.45 1563.11 9.96 3.682 35.56 2732 

EU–8 17.01.08 72.1 6.89 4981 83.21 21.40 438.04 41.45 56.50 2.85 1550.41 10.67 3.858 29.56 

3188 

EU–7 17.01.08 74.4 6.57 4901 64.90 22.90 439.70 39.72 56.24 2.19 1509.1 10.78 3.874 25.61 3137 

EU–6 17.01.08 71.3 6.52 4886 57.12 22.47 442.68 43.42 54.20 1.30 1499.57 11.12 4.547 23.49 3127 

Kaynak 17.01.08 52.0 6.23 3876 76.26 22.32 455.23 42.71 55.87 15.86 1556.76 10.85 3.803 28.21 2481 

Sera 17.01.08 15.8 7.67 828 84.79 36.68 76.65 4.319 20.59 40.71 597.28 0.83 0.163 36.24 

Sondaj 

530 

Gediz 17.01.08 10.1 7.77 899 77.17 38.47 120.44 12.34 69.38 166.92 505.15 1.65 0.222 35.08 

nehri 

575 

Tablo 3. İnceleme alanına ait suların izotop sonuçları 

NUMUNE ADI Tarih T ( o C) δ 2 H (SMOW-‰) δ 18 O (SMOW-‰) Trityum (TU) 

13 

C (13C/12C per mil) 

EU–1 17.01.08 61.7 -53 -7.7 0.41±0.23 -2.5 

EU–8 17.01.08 72.1 -51 -6.7 0.22±0.24 -2.9 

EU–7 17.01.08 74.4 -52 -7.3 0.21±0.24 -2.0 

EU–6 17.01.08 71.3 -51 -7.3 0.10±0.24 -2.6 

Kaynak 17.01.08 52.0 -54 -7.5 0.35±0.24 -1.9 

Sera Soğuk 17.01.08 15.8 -45 -7.2 0.57±0.25 -6.4 

269

ÖZET 

KAYSERİ KENTİ İÇME SUYU HAVZASINDAKİ AKİFERLERİN 

ÖZELLİKLERİNİN İZOTOP TEKNİKLERİ KULLANILARAK 

BELİRLENMESİ 

Mustafa DEĞİRMENCİ, C.Ü. Müh.Fak.Çevre Müh. Böl. Sivas, degir@cumhuriyet.edu.tr 

Mehmet EKMEKÇİ, H.Ü. Hidrojeoloji Müh. Programı. Ankara, ekmekci@hacettepe.edu.tr 

Eyüp ATMACA, C.Ü. Müh.Fak.Çevre Müh. Böl. Sivas, 

eatmaca@cumhuriyet.edu.tr 

Ahmet ALTIN, K.Ü.Müh.Fak.Çevre Müh. Böl. Zonguldak 

,aaltin@karaelmas.edu.tr 

Kayseri kenti, içme-kullanma suyunu, önemli oranda Erciyes Dağından beslenen ve volkanik 

kayaçların oluşturduğu akifer sisteminden sağlamaktadır. Yüksek verimliliğe sahip olan akifer 

sisteminin gelecekte de, suyun iyi kalitesi korunarak kullanılabilmesi amacıyla, yeraltısuyu 

beslenim-boşalım ilişkilerinin aydınlatılmasına gerek duyulmaktadır. Bu amaçla gerçekleştirilen 

hidrojeoloji çalışmaları kapsamında, izotop hidrolojisi yöntemlerinden de yararlanılmıştır. Sunulan 

bildiri, kapsamlı hidrojeoloji çalışmaları sırasında gerçekleştirilen izotop hidrolojisi çalışmalarının 

sonuçlarının değerlendirilmesini içermektedir. 

Bu kapsamda, Kayseri kentine içme-kullanma suyu sağlayan kaynak ve kuyulardan alınan örnekler 

üzerinde çevresel izotop analizleri yapılmıştır. Okisjen-18 ve döteryum izotop içerikleri, akifer 

sisteminde depolanan suların gruplandırılarak beslenme alanlarının belirlenmesine olanak sağlamış, 

trityum analizleri ise suların geçiş sürelerine ilişkin önemli, bilgiler sağlamıştır. 

ABSTRACT 

CHARACTERIZATION OF AQUIFERS OF KAYSERİ BASIN BY MEANS OF 

ISOTOPE TECHNIQUES 

Water for the Kayseri city is supplied from a volcanic rock aquifer system whose major recharge 

area extends over the Erciyes mountain. Understanding the recharge-discharge mechanism is of 

great importance form the standpoint of sustainable use of the groundwater stored within this high 

yield aquifer system. Isotope hydrology has been also utilized as an effective tool within the 

framework of the hydrogeological studies performed to achive an effective management of the 

aquifer system. This paper presents the results obtained from the isotope hydrology studies giving 

emphasis on the recharge-discharge dynamics. 

Wells and springs supplying water to the Kayseri water supply network were sampled for 

environmental isotope analyses. Evaluation of the stable isotopes (oxygen-18 and deuterium) 

allowed to classify the waters atpping different aquifers of different layers of the same aquifer 

system. Information of the transit time was estimated using the tritium content of waters, which 

consequently interpreted in terms of the hydrodynamics of recharge-discharge relations. 

271

GİRİŞ 

Kayseri, Türkiye'de içme sularının tamamının yeraltısuyundan (kaynak ve kuyu olarak) karşılandığı 

kentlerden birisidir. Kayseri kenti mevcut durumdaki 850.000’in üzerindeki nüfusu ile içmekullanma 

suyu şebekesinden ev ve işyerlerine sertlikleri 5-16 o Fr arasında değişen, memba suyu 

kalitesinde su dağıtımı yapılmaktadır. Kentin yakın çevresinde çok geniş bir yayılıma sahip olan 

volkanik kökenli, zirve kotu 4000 metreye ulaşan Erciyes Dağı üzerindeki kar örtüsünün varlığı 

bölgedeki yeraltısuyu potansiyelini ve kalitesini belirleyen faktörlerin başında bulunmaktadır. 

Kentin içme ve kullanma suyu Erciyes dağının ovaya yakın eteğinden tek noktadan çıkan, 350 L/sn 

debili bir kaynak suyu ile yine Erciyes Dağından beslenen ve kentin üzerinde kurulmuş olduğu ova 

akiferinde açılmış yaklaşık 50 sondaj kuyusundan alınan sulardan sağlanmaktadır. 

Kayseri kentinin içme ve kullanma suları ile ilgili çalışmalara 2000 yılında DPT projesi olarak 

başlanmıştır. 2006 yılında tamamlanan bu projenin devamı niteliğindeki çalışmalara ise 2008 

yılında başlanmış, elde edilen bulgular ışığında, yeraltısuyu sisteminin tanımlanarak koruma 

stratejilerinin geliştirilmesi amacıyla hazırlanan üç yıl süreli bir TÜBİTAK projesi şeklinde 

yürütülmektedir. Anılan bu çalışmaların ortak amacı; 850000’in üzerinde nüfusu ve aynı zamanda 

çok gelişmiş ve gelişmekte olan bir sanayisi bulunan Kayseri kentinin yegane içme ve kullanma 

suyu kaynağı olan bölgedeki akifer veya akiferlerin özelliklerini ve beslenim-boşalım 

mekanizmasını sağlıklı bir şekilde ortaya koymak, böylelikle artan nüfusa bağlı olarak oluşacak ek 

su taleplerinin en ekonomik bir şekilde sağlanabilme imkanını elde etmek ve daha da önemlisi, 

mevcut akifer veya akiferlerin kirlenmelere karşı korunması amacıyla yapılacak çalışmalarda 

gerekli olacak temel bilgi ve verileri toplamaktır. Zira akifer sistemlerinin kirlenmelere karşı etkin 

bir şekilde korunabilmesi için ilgili akiferlerin özellikleri (basınçlı veya serbest) ve beslenimboşalım 

mekanizmasının sağlıklı bir şekilde ortaya konulması gerekmektedir. 

Söz konusu amaca yönelik olarak; bölgede içme ve kullanma suyu temini ve benzeri amaçlarla 

açılmış sondaj kuyularına ait kuyu logları ve pompaj deneyi sonuçları derlenip değerlendirilmiş; 

çalışma alanı içindeki su noktalarından yağışlı ve kurak dönemlerde ayrı ayrı olmak üzere su 

örnekleri alınıp farklı parametreler açısından analizler yapılmıştır. Bu kapsamda, arazide yerinde 

ölçümü yapılan sıcaklık, pH, çözünmüş oksijen, EC, ve TDS parametreleri; majör dört anyon ve 

dört katyon analizleri, kirlilik unsuru parametreler (NO2, NO3, NH3, PO4, organik madde ve toplam 

koliform bakterisi) ile yine bu amaçla ağır metal (Sr, Ni, Fe, Cu, Pb, Cr, Co, Mn, Rb, Li, Zn) 

analizleri yapılmış ve değerlendirilmiştir. Ayrıca, havza genelindeki mevcut akiferlerin beslenimboşalım 

ilişkisi ve akiferlerin birbirleriyle olan hidrolik ilişkilerinin belirlenmesi ve “kaynak 

koruma alanlarının belirlenmesi”ne yönelik çalışmalarda kullanılmak amacıyla, bölgedeki mevcut 

içme suyu kuyuları ve olası beslenim alanlarındaki farklı kotlardan çıkan “kaynak suları”ndan 

olmak üzere toplam 22 adet su örneği üzerinde izotop analizleri (Oksijen – 18, Döteryum ve 

Trityum) yapılmış ve değerlendirilmiştir. Bunlara ek olarak, içme suyu amacıyla kullanılmakta olan 

bölgedeki 350 L/s kapasiteli Beştepeler Kaynağı’nın beslenim-boşalım mekanizmasının 

açıklanması ve mevcut debisinin arttırılması amaçlı “kaynak geliştirme” çalışmaları kapsamında 

jeofizik ölçümler yapılmış ve dört adet toplam 250 m derinliğinde araştırma sondaj kuyusu açılmış 

ve elde edilen veriler amaca yönelik olarak değerlendirilmiştir. 2008 yılında başlayan ve DPT 

projesinin devamı niteliğindeki TÜBİTAK projesi kapsamında ise bölgede “yeraltısuyu 

işletmeciliği ve kirlenmelere karşı korunması”na yönelik “Modelleme” çalışmaları planlanmıştır. 

Bu çalışmada, yukarıda sözü edilen çalışmalardan “izotop tekniklerinden yararlanmak üzere yapılan 

değerlendirmeler” ile ilgili olan çalışmalar özetlenmiştir. 

272

ÇALIŞMA ALANI 

Çalışma alanı, İç Anadolu Bölgesinin en önemli kent merkezlerinden olan Kayseri ili ve yakın 

çevresini kapsamaktadır. Çalışma, Kayseri kent merkezinin içme ve kullanma sularının temin 

edilmekte olduğu kaynak ve kuyu suları ile ilişkili olduğu için, anılan su kaynaklarının içerisinde 

yeraldığı Kayseri kentinin bulunduğu bölge ile bu su kaynaklarının beslenim alanlarını 

kapsamaktadır (Şekil 1). 

Şekil 1. Kayseri kenti içme suyu havzası çalışma alanı 

Kayseri’de step iklimi görülür, yazlar sıcak ve kurak, kışlar soğuk ve kar yağışlıdır. Ancak il iklimi 

yükseltiye göre farklılıklar gösterir. Buna bağlı olarak ilde iklim, çukurda kalan bölgelerde daha 

yumuşakken, yaylarlardan dağlık kesimlere doğru gidildikçe sertleşir. En sıcak günler Temmuz ve 

Ağustos aylarında olup bazen 38 °C’a kadar yükselir. Bu ayların ortalama sıcaklığı ise yaklaşık, 23 

°C’dir. En soğuk günler ise Aralık, Ocak ve Şubat aylarında olup, sıcaklığın bazen -36 °C’a kadar 

düştüğü görülmektedir. Kış ortalaması ise –2 °C ile –6 °C arasındadır. Son altmış yıllık gözlemlere 

göre merkezde ortalama sıcaklık 10.4 °C’dir. 2000 yılında ise bu değer 10.3 °C olarak 

gerçekleşmiştir. 

Kayseri kent merkezinde 24 yıllık rasat süresi içerisinde, yıllık ortalama buharlaşma miktarı 1013.9 

mm olup, en fazla buharlaşmanın olduğu ay Temmuz ayı olup, 1994 yılı Temmuz ayında 294.7 mm 

olarak ölçülmüştür. 

Kayseri'nin merkez ilçede yıllık yağış ortalaması, 376.98 mm.'dir. Kayseri en çok Mart, Nisan ve 

Mayıs aylarında yağış almaktadır. Yağışın en az olduğu aylar ise Haziran, Temmuz ve Ağustos'tur. 

273

Özellikle Nisan ayının ortalarında başlayıp Mayıs ortalarına kadar devam eden ''Kırk ikindi'' 

yağmurları, tarım için oldukça önemlidir. Kent merkezinde kar ile örtülü gün sayısı toplam 40 

gündür. Kayserinin kar ile örtülü gün sayısı en fazla olan ilçesi 99 gün ile Sarız ilçesidir. 

GENEL JEOLOJİ 

Şekil 2’de çalışma alanı ve yakın çevresinin 1/500 000 ölçekli jeoloji haritası verilmiştir. Şekilden 

de görüleceği üzere çalışma alanı ve yakın çevresinde, Permo-Karbonifer (pk), Mesozoik (ofiyolitli 

seriler, Mof), Senozoyik (Oligo-Miyosen yaşlı jipsli birimler (olmj), Eosen filişi (ef), ve Neojende 

başlayarak Kuvaterner’de de devam eden Erciyes volkanizmasına ait bazalt, andezit ve bunların 

breş, tüf ve aglomeralarından oluşan birimler ile Kuvaterner yaşlı alüvyonlar (Q) gözlenmektedir. 

Çalışma alanında (içme suyu amaçlı kaynak ve kuyuların bulunduğu bölge ile bunların beslenim 

alanlarında) söz konusu bu birimlerden sadece alüvyonlar ile Erciyes dağının volkaniazma ürünü 

bazalt, andezit ve bunların tüf ve aglomeraları gözlenmektedir. Söz konusu bölgenin yeraltı jeolojisi 

ve dolayısıyla akifer özelliğindeki litolojik birimlerin yayılım, derilik ve kalınlıkları ise bölgede 

sayıları ellinin üzerindeki sondaj kuyularına ait “kuyu logları”ndan yaralanılarak belirlenmiştir. 

LİTOLOJİK BİRİMLERİN HİDROJEOLOJİK ÖZELLİKLERİ VE AKİFERLER 

Kayseri Belediyesi Su ve Kanalizasyon İdaresine (KASKİ) ait ait içme suyu kuyularının bulunduğu 

bölgede yüzeyde ve özellikle yeraltında gözlenen bazalt, andezit ve bunların breş, tüf ve 

aglomeraları bölgedeki akifer sistemini oluşturan litolojik birimlerdir. Bölgede genel anlamda bir 

“basınçlı akifer sistemi” mevcuttur. Bu sistemdeki ana akiferi “volkanik curuf” olarak adlandırılan 

birim ve/veya benzer özellik taşıyan bazalt ve andezitlerin tüf ve aglomeraları oluştururken, kırık 

ve çatlaklı akifer olma özelliklerinin yanı sıra “masif” özellik de sunan bazalt veya andezitler ise 

anılan basınçlı akiferin üst geçirimsiz veya yarı geçirimli örtü tabakasını oluşturmaktadır. 

Anılan bu üst örtü tabakası işlevindeki masıf bazalt veya andezitlerin bölgesel ölçekteki 

devamlılıklarını her yerde görebilmek mümkün değildir. Bu örtü kaya birimlerinin mevcut olduğu 

bölgelerde anılan “Basınçlı Akifer Sistemi”nin örnekleri gözlenirken, bu birimin bulunmadığı 

bölgelerde bu önemli faktör ortadan kalkmaktadır. Söz konusu bu faktör özellikle, kirlenme riski 

yüksek olan üst akiferlerden ve/veya çeşitli nedenlerle (çöp sızıntı suları, fosseptikler ve benzeri her 

türlü kirlilik unsuru atıklardan olan sızmalar) oluşan kirli sızıntı sularının ana akifer sistemini 

kirlenmeden koruması açısından büyük önem taşımaktadır. Bölgede “kırık ve çatlaklı kaya 

akiferleri” olarak tanımlanabilecek özellikteki bazalt ve andezitler, bünyelerinde bol miktarda su 

taşıyor gibi görülseler de, asıl ana akifer sistemi söz konusu bazalt ve andezitlerin altında yeralan 

“volkanik curuf” ve benzer özellik sunan aglomeralardır. 

274

Şekil 2. Kayseri kenti içme suyu havzası ve dolayının 1/500 000 ölçekli 

jeoloji haritası (MTA, 2002) 

İZOTOP HİDROLOJİSİ 

Kentin içme ve kullanma suyunun tamamı kent yerleşim birimi içerisinde yer alan 50 adet kuyudan 

ve bir kaynak suyundan karşılanmaktadır (Şekil 3). Mevcut kaynak ve kuyu sularının birbirleriyle 

olan kökensel ilişkilerini ve bölgedeki akiferlerin beslenim-boşalım mekanizmasının ortaya 

konulması/açıklanması amacıyla, mevcut kaynak ve kuyulardan (50 adet kuyunun tamamını temsil 

edecek şekilde yeterli örnekleme yapılmıştır..) ve akiferlerin beslenim alanını oluşturan bölgenin 

farklı yükseltilerinden su örnekleri alınarak Oksijen-18, Döteryum ve Trityum analizleri yapılmıştır. 

Şekil 4’te örnekleme noktaları, Çizelge 1’de ise analiz sonuçları verilmiştir. Bilindiği üzere, 

Trityum analiz sonuçları suların yeraltına intikalinden itibaren yeraltısuyu sisteminde kalış 

sürelerini (yeraltısuyunun yaşı), Oksijen-18 ve Döteryum analiz sonuçları ise suların kökensel 

ilişkileri ve beslenim bölgesi hakkında bilgiler vermektedir. 

Şekil 5’te inceleme alanındaki sulara ait Trityum ve Oksijen -18 değerleri arasındaki ilişki 

verilmiştir. Trityum değerinin daha küçük olduğu suların yeraltısuyu akım sistemindeki kalış 

süresinin (yeraltısuyu yaşının) daha uzun olduğu, Oksijen-18 değerinin negatif olarak daha yüksek 

275

olan suların ise göreli olarak daha yüksek kotlardan beslenen sular olduğu dikkate alındığında, Şekil 

5’ten, bölgedeki suların yeraltında kalış süreleri (sığ veya derin dolaşım) ve beslenim alanı 

yükseltileri açısından benzerlikleri ve/veya farklılıklarını ortaya koymak mümkündür. Şekil 5’ten 

sağ üst köşeden-sol alt köşeye doğru gidildikçe, göreli olarak daha yüksek kotlardan (Erciyes 

dağının yüksek bölgelerinden) beslenerek daha uzun yol kateden sulara rastlandığını söylemek 

mümkündür. Bölgede göreli olarak en yüksek kotlardan beslenip, derin dolaşımla en uzun süre 

yeraltısuyu akım sisteminde kalan suyun Dokuzpınarlar kaynak suyu olduğu görülmektedir (Şekil 

5). 

Sudaki toplam çözünmüş iyon miktarının bir göstergesi olan EC değeri, ilgili suyun yeraltısuyu 

akım sisteminde kalış süresine ve akım yolu boyunca deyinim halinde bulunduğu litolojik birimlere 

bağlı olarak artmaktadır. Çalışma alanındaki söz konusu suların tümünün beslenim ve boşalım 

alanları ile yeraltında kat ettikleri yol boyunca deyinim halinde bulundukları litolojik birimler aynı 

özellikte olup, bölgenin tamamı Erciyes Dağı volkanizması ürünü andezit, bazalt ve bunların tüf ve 

aglomeralarından oluşmaktadır. Bu değerlendirme temel alınarak hazırlanmış olan bölgedeki sulara 

ait EC-Trityum grafiğinden de görüleceği üzere (Şekil 6), bölgedeki sular, yukarıda verilmiş olan 

bilgilerle uyumlu dört ayrı grup oluşturmaktadır. 

Örneğin 1 nolu gupta yeralan Kergahbağları Kuyu suyunun Trityum değeri 1.45 TU, EC’si 170 

µS/cm, bu kuyu suyun 9 km kadar akış aşağısında (Şekil 4) yeralan Karpuzatan Kuyu suyunun 

Trityum değeri 0.80 TU, EC’si ise 358 µS/cm dir. Söz konusu yeraltısuyu Kergahbağları 

bölgesinden Karpuzatan bölgesine yeraltından gidişi sırasında Trityum değeri “radyoaktif bozunma 

sonucu” 1.45 den 0.80’ e kadar düşerken, EC değeri katedilen bu 10 kilometrelik yol boyunca, 

suyun temasta bulunduğu litolojik birimleri çözmesi nedeniyle 170 den 358’e kadar 

yükselmektedir. Benzer örnekleri Şekil 5’teki diğer gruplar içerisindeki sularda da görmek 

mümkündür. 

Şekil 3. Kayseri kenti içme suyu havzasında yeralan kuyu, kaynak, bulduru haritası. 

276

Çizelge 1. Kayseri kent içme suyu havzasından alınan sulara ait izotop analiz 

sonuçları (Örnekleme Tarihi:10.02.2002) 

ÖRNEK ADI 

KOT 

(m) 

277 

EC 

(µS/cm) 

δ 18 O 

(%o) 

δ D 

(%o) 

T 

(TU) 

KERGAH BAĞLARI, Yeni Kuyu 1128 170 -12,19 -88,81 1,45 

EĞRİBUCAK, 1 nolu Kuyu 1122 113 -12,79 -87,7 3,9 

TAŞLIBURUN Kuyusu 1070 198 -12,01 -89,14 5,45 

BEŞTEPELER KAYNAĞI 1044 213 -12,8 -81,25 4,85 

MAHRUMLAR, 2 nolu Kuyu 1053 306 -11,91 -87,01 3,45 

KEYKUBAT, 7 nolu Kuyu 1044 255 -13,8 -87,89 5,85 

KARPUZATAN, 2 nolu Kuyu 1044 358 -12,51 -86,44 0,8 

ARGINCIK, Kule altı kuyusu 1084 278 -11,75 -87,53 11,65 

KUMARLI Kuyusu 1060 460 -12,18 -87,83 6,15 

BEYAZŞEHİR Kuyusu 1100 728 -12,65 -85,7 5,25 

GÜLTEPE, 2 nolu Kuyu 1063 525 -11,83 -85,58 11,55 

GERMİRALTI, 3 nolu Kuyu 1093 205 -12,59 -85,19 3,6 

BÜYÜKKENT Kuyusu 1100 467 -12,18 -82,25 2,35 

KONAKLAR, 2 nolu Kuyu 1101 196 -11,42 -80,88 7,95 

TEKİR YAYLASI (Kaynak) 2220 142 -10,43 -70,24 10,8 

ŞELALE (Kaynak) 2350 66,6 -11 -69,88 12,35 

LİFOS ALTI (Kaynak) 1740 128 -11,61 -86,99 10,75 

ANNELER PARKI (Kuyu) 1066 260 -12,16 -86,89 2,85 

MERKEZ ÇELİK SAN. (Kuyu) 1060 550 -12,24 -91,54 2,45 

ORGANİZE SANAYİ CAMI 

(Musluk Suyu-Kuyudan) 1070 330 -11,35 -82,45 5,85 

DOKUZ PINARLAR (Kaynak) 1075 302 -13,16 -84,88 0,65

Şekil 4. Kayseri kenti içme suyu havzası izotop örnekleri bulduru haritası 

Şekil 5. Kayseri kenti içme suyu havzası kaynak ve kuyu sularına ait Oksijen-18 - Trityum ilişkisi 

278

Bu gruplar, gruplar içerisinde yeralan suların söz konusu özellikleri, beslenim alanına (Erciyes 

dağının zirvlerine) olan uzaklıkları ve ayrıca beslenim alanı yükseltisi ile ilişkili olan suların 

Oksijen-18 değerleri dikkate alınarak Şekil 7’deki bölgenin şematik “beslenim-boşalım modeli” 

oluşturulmuştur. 

Çizelge 1. Kayseri kent içme suyu havzasından alınan sulara ait izotop analiz 

sonuçları (Örnekleme Tarihi:10.02.2002) 

ÖRNEK ADI 

KOT 

(m) 

EC 

(µS/cm) 

279 

δ 18 O 

(%o) 

δ D 

(%o) 

T 

(TU) 

KERGAH BAĞLARI, Yeni 

Kuyu 1128 170 -12,19 -88,81 1,45 

EĞRİBUCAK, 1 nolu Kuyu 1122 113 -12,79 -87,7 3,9 

TAŞLIBURUN Kuyusu 1070 198 -12,01 -89,14 5,45 

BEŞTEPELER KAYNAĞI 1044 213 -12,8 -81,25 4,85 

MAHRUMLAR, 2 nolu Kuyu 1053 306 -11,91 -87,01 3,45 

KEYKUBAT, 7 nolu Kuyu 1044 255 -13,8 -87,89 5,85 

KARPUZATAN, 2 nolu Kuyu 1044 358 -12,51 -86,44 0,8 

ARGINCIK, Kule altı kuyusu 1084 278 -11,75 -87,53 11,65 

KUMARLI Kuyusu 1060 460 -12,18 -87,83 6,15 

BEYAZŞEHİR Kuyusu 1100 728 -12,65 -85,7 5,25 

GÜLTEPE, 2 nolu Kuyu 1063 525 -11,83 -85,58 11,55 

GERMİRALTI, 3 nolu Kuyu 1093 205 -12,59 -85,19 3,6 

BÜYÜKKENT Kuyusu 1100 467 -12,18 -82,25 2,35 

KONAKLAR, 2 nolu Kuyu 1101 196 -11,42 -80,88 7,95 

TEKİR YAYLASI (Kaynak) 2220 142 -10,43 -70,24 10,8 

ŞELALE (Kaynak) 2350 66,6 -11 -69,88 12,35 

LİFOS ALTI (Kaynak) 1740 128 -11,61 -86,99 10,75 

ANNELER PARKI (Kuyu) 1066 260 -12,16 -86,89 2,85 

MERKEZ ÇELİK SAN. (Kuyu) 1060 550 -12,24 -91,54 2,45 

ORGANİZE SANAYİ CAMI 

(Musluk Suyu-Kuyudan) 1070 330 -11,35 -82,45 5,85 

DOKUZ PINARLAR (Kaynak) 1075 302 -13,16 -84,88 0,65

EC (µS/cm) 

800 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

Karpuzatan 

Dokuzpınar 

Kergahbağl. 

(1) 

Merkez Çel. 

Büyükkent 

(2) 

Mahrumlar 

Aanneler 

parkı 

Germiraltı 

Eğribucak 

Beyazşehir 

(3) 

Keykubat 

BEŞTEPELER 

Kumarlı 

Taşlıburun 

280 

Konaklar 

Gültepe 

Tekir yaylası 

Lifos altı 

Argıncık 

Şelale 

0 2 4 6 8 10 12 14 

TRİTYUM (TU) 

Şekil 6. Kayseri Kenti içme suyu havzası kaynak ve kuyu sularına ait EC-Trityum ilişkisi. 

(4)

“beslenim-boşalım modeli” 

Şekil 7. Kayseri kenti, içme suyu havzası kaynak ve kuyu sularına ait şematik 

281

Şekil 7 ile ilgili açıklamalar: 

- Suların gruplandırılmasında Şekil 5’te verilmiş olduğu gibi Trityum değerleri baz alınmıştır. 

1 nolu (kırmızı) grupta yeralan sular, göreli olarak en yaşlı, en yüksekten beslenip (oksijen - 

18 değerleri de genel olarak en düşük) en uzun yolu derin dolaşımla katederek kuyu 

bölgesine ulaşan sulardır. Bu grubu benzer özellikler itibariyle, göreli olarak 2. grup (yeşil) 

sular, 3. grup (mavi) ve 4. grup (siyah) sular izlemektedir. 

Grupların beslenim alanı yükseklikleri ile ilgili olarak; mevcut su noktalarından çıkış kotu en 

yüksek (2350 m) olan su noktası Şelale kaynağıdır. Bu kaynağın çıkış bölgesi itibariyle (topografik 

olarak) beslenim alanı yükseltisinin 2500 metrenin üzerinde olması mümkün değildir. Şelale 

Kaynağının Oksijen -18 değeri -11.00 dir. Tekir yaylası dışında bölgedeki diğer tüm suların 

Oksijen-18 değeri bu değerden daha düşüktür. Yani daha yüksek kotlardan beslenmektedirler. Bu 

durumda mevcut tüm suların (Trityum değerleri 7.90’un üzerinde, besleniminde güncel yağış 

sularının etkisi olan Gültepe, Argıncık ve Konaklar kuyuları dışında..) beslenim alanı yükseltileri 

2400-2500 metrelerin üzerinde olmalıdır. Bu değerlendirme ve suların Oksijen-18 değerleri baz 

alınarak 1., 2. ve 3. grup sulara 2500, 3000 ve 3500 gibi göreceli olarak farklı beslenim alanı 

yükseltileri öngörülüp Şekil 6 oluşturulmuştur. 

- Kuyuların Şekil 6 deki dizilişi, arazideki gerçek konumlarına göre (beslenim alanına olan 

uzaklıklarına göre) yapılmıştır. Aynı grup içerisinde yer alan kuyulardan Kergahbağları 

beslanim alanına en yakın konumda, Karpuzatan ise en uzaktadır. 

- Kuyuları şematik olarak gösteren çubukların uzunlukları kuyu derinlikleri ile ilişkili değildir 

(kuyu derinlikleri ilgili kuyu çubuğunun alt ucuna ayrıca yazılmıştır). Aynı grup içerisinde 

Oksijen -18 değeri en düşük olan su, göreli olarak daha yüksek kottan beslenip daha derin 

bir dolaşım yolu izleyeceği düşünülerek, en uzun çubuk olarak çizilmiştir. 1. grupta 

(kırmızı) Oksijen -18 değeri en düşük (-13.16) olan su Dokuzpınarlar olduğu için ilgili 

grubun en alt kısmına kadar uzatılan (en uzun) çubuk bu suya ait olan çubuktur. 

- Şekil üzerinde ilgili sulara ait Trityum, Oksijen-18 ve EC değerleri de ayrıca verilmiştir. EC 

değerleri açısından, her grup ayrı olarak değerlendirildiğinde, beslenim bölgesinden 

uzaklaştıkça, bazı istisnalar hariç, EC değerlerindeki artışı görebilmek mümkündür. 

- Aynı grupta yeralan suların Trityum değerleri kullanılarak, bölgesel ölçekte yeraltısuyu hızı 

hakkında bilgi edinilmeye çalışılmıştır. Bu kapsamda, sulara ait Trityum değerleri arasındaki 

farktan yararlanılmıştır. Örneğin 1. grupta beslenim alanına en yakın olan Kergahbağları 

Kuyu suyunun Trityum değeri 1.45, bu kuyudan yeraltısuyu akış yolu doğrultusunda 9900 

metre akış aşağısında yeralan Karpuzatan Kuyu suyunun Trityum değeri ise 0.80 dir. 

Trityum değerindeki bu azalmanın, söz konusu suyun anılan yolu katettiği zaman süresince 

oluşan radyoaktif bozunma (Nt=No*e -λt ) nedeniyle oluşacağı düşüncesiyle aşağıdaki 

hesaplamalar yapılmış ve sonuçları tablo halinde sunulmuştur (Çizelge 2). 

N = No x e 

Bu eşitlikte; 

-λ t 

N, akış aşağısında yeralan su örneğine ait Trityum konsantrasyonu, 

No, aynı grupta yeralan akış yukarısındaki suya ait Trityum konsantrasyonu, 

λ , radyoaktif bozunma sabiti, t ise suyun yaşı (anılan suyun, akış aşağısındaki sözkonusu 

noktaya ulaşıncaya kadar geçen zaman). 

Trityumun radyoaktif bozunma sabiti (λ) aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmaktadır, 

282

(t1/2 = 0.69 / λ) burada t1/2 yarılanma ömrü olup Trityum için bu değer 12.26 yıldır. Buradan (λ) 

değeri 0.05628 olarak hesaplanır. 

I.Grupta yeralan Kergahbağları ve Karpuzatan sularına ait hesaplama örneği aşağıda verilmişrtir 

0.8 = 1.45 * e -0.05628*t 

Log 0.8 = Log 1.45 – 0.05628 * t * Loge 

t = 10.57 yıl, 

İki su noktası arasındaki uzaklık 9900 metredir (su noktaları arasındaki mesafe; beslenimin ve 

dolayısıyla yeraltısuyu akım yönünün, Erciyes dağının zirve bölgesinden itibaren yaklaşık güneykuzey 

yönünde olduğu gerçeğinden hareketle, iki nokta arasının söz konusu doğrultudaki 

mesafesi alınarak belirlenmiştir). 

Yukarıdaki hesaplamaların sonucunda iki su noktası arasındaki yeraltısuyu hızının 2.56 m/gün 

olduğu belirlenmiştir. 

Çizelge 2 Kayseri Kent içme Suyu Havzasındaki Kuyu Sularına Ait Trityum 

Değerleri Kullanılarak hesaplanan Yeraltısuyu Hızı Değerleri 

Grup 

No: 

1. 

GRUP 

2. 

GRUP 

3. 

GRUP 

SONUÇLAR 

Su Noktaları 

Adı 

Kergahbağları 

Karpuzatan 

Eğribucak 

Mahrumlar 

Germiraltı 

Anneler Parkı 

Germiraltı 

Mahrumlar 

Mahrumlar 

Anneler Parkı 

Taşlıburun 

Beştepeler 

Trityum 

konsantrasyonları 

(TU) 

1.45 

0.80 

3.90 

3.45 

3.60 

2.85 

3.60 

3.45 

3.45 

2.85 

5.45 

4.85 

Yeraltısuyu 

akımı 

doğrultusunda 

noktalar arası 

mesafe (m) 

9900 

4600 

1000 

200 

800 

900 

283 

İlgili 

mesafenin 

alınması için 

geçen süre 

(Yıl) 

10.57 

2.18 

4.15 

0.75 

3.39 

Yeraltısuy 

u 

Hızı 

(m/gün) 

KASKİ’nin içme suyu amaçlı kullanmakta olduğu kuyu sularından Gültepe-2 ve Argıncık Kuyu 

suları dışındaki diğer tüm kuyu ve kaynak suları, Kayseri kentinin de üzerinde yer aldığı ovaya 

düşen yağışlarla değil, Erciyes dağının 2500 m kotunun üzerinden, özellikle kar erimeleri 

şeklinde oluşan sularla beslenen, derin hidrolojik dolaşımlı-uzun geçiş süreli sulardır (Şekil 6). 

Kayseri kenti Yeraltısuyu İşletme Kuyuları’na ait suların, Şekil 6’da açıklanan hidrojeolojik 

model şeklindeki bir beslenim-boşalım ilişkisinin varlığı, hem su miktarı (Erciyes’in 2500 

metrenin üzerindeki bölgesinde yılın uzun bir döneminde (zirvedeki buz yalaklarında yaz 

dönemi boyunca sürekli) mevcut olan kar sularıyla beslenmesi) ve hem de kirlenme riski 

açısından (sular yüksek kotlardan beslenip, derin dolaşımla kuyu bölgelerine geldiği için, hem 

2.08 

2.56 

5.79 

0.66 

0.72 

0.65 

1.19

asınçlı bir sistem kazanmasına vesile olmuştur ve hem de bu basınçlı sistemin doğal sonucu 

olarak da yüzeyden olabilecek sızıntı suları açısından kirlenme riski azalmıştır.) çok önemlidir. 

Söz konusu basınçlı sistemin en iyi örneği, Beştepeler kaynak bölgesinde, Beştepeler Kaynağının 

“Kaynak Geliştirme Çalışmaları” kapsamında, tarafımızca yapılan çalışmalarla saptanmıştır. 

Anılan çalışmalar sonucunda; Beştepeler Kaynağı bölgesinde, yüzeyden itibaren 50-55’ inci 

metrelerde başlayan ve kırıklı - çatlaklı andezitik cüruftan oluşan bir basınçlı akifer sisteminin 

mevcut olduğu, Beştepeler Kaynağının ise, kaynak çıkış noktasında düşey yönde gelişmiş bir 

kırık-çatlak sisteminin, yüzeyden itibaren 50–55 metre kadar derinde yeralan basınçlı akifer 

sistemini kesmesi sonucu yüzeye çıkan bir kaynak olduğu belirlenmiştir. Söz konusu basınçlı 

akifer sisteminin üst örtü tabakasını masif yapılı veya az kırık-çatlaklı bazalt ve/veya andezitlerin 

oluşturduğu belirlenmiştir. Jeofizik çalışmalar ve özellikle bölgede yapılmış olan dört adet 

araştırma sondaj kuyusu verileri kullanılarak kesinleşmiş olan basınçlı akifer sisteminin varlığı, 

izotop çalışmaları ile de desteklenmiştir (izotop verileri, kaynağın beslenim alanı yükseltisinin 

2500 metrenin üzerinde olduğunu göstermiştir). 

KAYNAKLAR 

Değirmenci, M., Ekmekçi, M., Altın, A., Atmaca, A., 2006, Kayseri Kent İçme Suyu Havzasında 

Yeralan Eski Çöp Deponi Alanları Sızıntı Sularının Kent İçme Suyu Akiferlerine Olan 

Etkilerinin Ve Havza Koruma Alanlarının Belirlenmesi, 2001.K.120340 numaralı DPT 

Projesi, 245s, Sivas. 

284

TUZLUSU GİRİŞİMİ PROBLEMLERİNDE İZOTOP TEKNİKLERİNİN 

KULLANILMASI 

ÖZET 

Mehmet EKMEKÇİ 

Uluslararası Karst Su Kaynakları Uygulama ve Araştırma Merkezi (UKAM) 

Hacettepe Üniveristesi, Beytepe Ankara. ekmekci@hacettepe.edu.tr 

Kıyı akiferlerinde tuzlusu girişimi nedeniyle, kullanılabilir nitelikte olan yeraltısuları günden 

güne tükenmektedir. Deniz suyu girişiminin en düşük düzeyde tutulabilmesi için en uygun 

yönetim programının gerçekleştirilebilmesi, kıyı akiferlerinin bağlı olduğu bölgesel 

hidrojeolojik sistemin bir bileşeni olarak denizin de dikkate alınması gerekmektedir. Akifer 

ile deniz arasındaki sınırlarda gelişen hidrodinamik yapı, tuzlusu/tatlısu arayüzetindeki 

fiziksel ve kimyasal süreçlerin yanı sıra akiferin hidrolik özellikleri ile de ilgilidir. Özellikle 

karstik kıyı akiferlerinde, beslenme rejiminin tarihçesi, tuzlusu girişimi mekanizmasının 

anlaşılması açısından büyük önem taşımaktadır. Tuzlusu girişiminin mekanizmasının 

aydınlatılmasının yanı sıra tuzlanmanın kökeni ile ilgili sorunların çözülmesinde 

hidrokimyasal bileşenlerle birlikte izotopların kullanılması, kıyı akiferlerinde oluşan 

hidrodinamik yapıya ilişkin kavramsal modellerin geliştirilmesinde önemli araçlar haline 

gelmişlerdir. 

Sunulan bildiride, duraylı izotopların tuzlusu girişiminde kullanılabilirliği ile ilgili temel 

bilgiler verilmiştir. 

USE OF ISOTOPE TECHNIQUES IN SEA WATER INTRUSION PROBLEMS 

ABSTRACT 

Fresh groundwater has been depleted due to sea water intrusion into coastal aquifers. 

Effective management of coastal groundwater systems, keeping saline water intrusion at a 

minimum level, requires a thorough knowledge of the hydrodynamic behaviour of the 

regional hydrogeological system including the sea as a component. Hydrodynamics is 

controlled by several physical and chamical processes taking place at the salt water-fresh 

water interface as well as by the hydraulic properties of the aquifer. Moreover, the variation of 

the recharge regime in the geological time span is of great importance in understanding the 

present status of the salt water intrusion, particularly in coastal karstic aquifers. Use of isotope 

techniques, combined with hydrochemical constituents, provide a very useful tool to test the 

conceptual hydrogeological models and select the best one to enlighten the sea water intrusion 

mechanism. 

This paper, presents a summary of the isotope tehcniques used in salt water intruison studies. 

GİRİŞ 

Kıyı bölgelerinde bulunan akiferlerin büyük bir çoğunluğu denizsuyu girişimi nedeniyle 

tuzlanma tehlikesi altındadır. Kıyı bölgesindeki hidrojeolojik koşullara bağlı olarak tuzlusu 

kamasının kilometrelerce kara içine doğru ilerlediği görülmektedir. Özellikle turizm 

nedeniyle, iç bölgelere göre içme-kullanma suyu ihtiyacının yüksek olduğu bu kesimlerde 

tatlı su kaynaklarının doğru bir şekilde yönetilmesi, akiferlerin sürekli kullanılabilirliği 

285

açısından büyük önem taşımaktadır. Çünkü, tuzlanan bir akiferin yeniden temizlenmesi, doğal 

hidrolojik çevrim koşullarında yüzyıllar sürebilirken, yıkama yöntemiyle temizlenme ise çok 

büyük maliyetler gerektirmektedir. Bu nedenle, tuzlusu girişimi tehlikesi altında olan 

akiferlerin hidrojeolojik çalışmalarda tuzluluğun kökeni ve tuzlusu girişimi dinamiğinin 

anlaşılması, yeraltısuyu kaynaklarının sürdürülebilir yönetimi açısından büyük bir önem 

taşımaktadır. Öte yandan, tuzlusu kamasının geometrisi ve zamana göre değişimi, akifer 

türüne, hidrolik ve hidrolojik özelliklerine ve akiferin yönetim şekline bağlı olup karmaşık bir 

hidrojeolojik problem olarak ortaya çıkmaktadır. 

Özellikle, Türkiye’nin güney kıyılarında yaygın olarak gözlenen karstik akiferlerde tuzlusu 

kamasının geometrisi paleoiklimsel koşullara bağlı olarak değişen deniz seviyesindeki 

oynamalara bağlı olarak düzensiz olup taneli akiferler için geliştirilen eşitliklerle kestirilmesi 

çoğu kez güçtür. Bu nedenle, bu tür ortamlarda, klasik hidrojeoloji yöntem ve tekniklerinin 

aynı sıra izotop hidrolojisi yöntemlerinden de yararlanılmaktadır. Genelde kullanılan 

hidrojeolojik yaklaşımlar, hidrojeolojik sistemin davranışını açıklayabilecek birden fazla 

kavramsal model oluşturacak veriler üretebilmektedirler. Hangi modelin sistemi temsil ettiği, 

izotop teknikleri ile belirlenebilir. 

İzotop yöntemleri, ayrıca, hidrokimyasal yöntemlerin yetersiz kaldığı, yeraltısuyunda 

karşılaşılan tuzluluğun kökeninin belirlenmesinde de önemli bilgiler sağlamaktadır. Bununla 

birlikte, izotop tekniklerinin, yeraltısuyu akım ve kütle taşınım modelleri ve hidrokimyasal 

yöntemlerle birlikte kullanılması büyük yararlar sağlamaktadır. 

KIYI AKİFERLERİNDE TUZLANMA İLE İLGİLİ HİDROJEOLOJİK SORUNLAR 

VE İZOTOPLARIN KULLANIMI 

Yeraltısularında tuzlanma genel olarak 

1- Dolaşım sırasında litolojik birimlerde bulunan minerallerin çözünmesi, 

2- Sulama sırasında buharlaşma sonucu mineral içeriği artan suların süzülmesi, 

3- Gübrelerin yıkayarak mineral içeriği açısından zenginleşen suların süzülmesi 

4- Sanayi veya evsel atıkların karışması 

5- Göl, bataklık gibi buharlaşmaya açık yüzey sularından beslenme, 

6- Jeotermal akışkan ve/veya atıklardan karışım 

gibi nedenlerden dolayı görülebilmektedir. 

Çevresel izleyiciler yardımıyla, deniz suyu girişiminin tuzlanmasının tek kaynağı olup 

olmadığı; kıyı akiferlerinde gözlenen tuzlu akışkanların kökeni ne yaşının ne olduğu; deniz 

suyu girişiminin yeraltısuyu kalitesine ve akiferin hidrolik özelliklerine etkileri; tuzlanmış 

yeraltısuyunun sistemden temizlenip temizlenemeyeceği, ve tuzlanmış suyun temizlenmesi 

için gereken sürenin ne olacağı gibi sorulara yanıt vermek amacıyla kullanılabilir. 

Kıyı akiferlerinde tuzlanma probleminin aydınlatılması amacıyla ilk olarak duraylı izotop 

analizleri için örnekleme yapılması çoğu durumda yeterli olmaktadır. Bununla birlikte, 

duraylı izotop içeriğinde, değerlendirme yapılabilecek derecede farklılık gözlenmezse, bu 

durumda radyoaktif izotoplardan da yararlanmak gerekmektedir. Çeşitli tuzlanma problemine 

ilişkin olarak çevresel izotopların kullanılabilirliğine birkaç örnek IAEA (1968) tarafından 

aşağıdaki şekilde tanımlanmıştır: 

1- Jeolojik dönemlerden kalma deniz suyunun, dolaşım sırasında litolojik tuzların çözünmesi 

sonucunda tuzlanan yağış kökenli sulardan ayırt edilmesi; 

Duraylı izotop analizi genellikle yeterli olmaktadır. Yağış kökenli sular izotop açısından daha 

fakir, deniz suyu, özellikle 2 H açısından daha zengindir. 

286

2- Deniz suyunun derin salamura çözeltisinden ayırt edilmesi; 

Salamura çözeltilerinde, genellikle 18 O izotopu, su-kayaç etkileşimi nedeniyle, 2 H izotopuna 

göre daha fazla zenginleşmiş durumda görülmektedir. 

3- Buharlaşma sonucu tuzluluğu artan kıta içi suların, deniz suyu kökenli sulardan ayırt 

edilmesi; 

Buharlaşma etkisi altında kalan tatlı sular, genellikle 18 O ve 2 H izotopları açısından 

zenginleşirken, buharlaşma sırasında oluşan kinetik (dengede olmayan) ayrımlanma 

(fraksinasyon) olayı nedeniyle, deniz suyuna göre 18 O açısından daha zengin bir duruma 

gelirler. 

4- Güncel deniz suyunun, jeolojik dönemlerden kalma deniz suyundan ayırt edilmesi; 

Kolay çözümü olmayan bu sorunda, duraylı izotopların yanı sıra radyoaktif izotopların 

kullanımı büyük bir yarar sağlar. Bununla birlikte, güncel ve geçmiş iklim koşullarının farklı 

olması beklentisine bağlı olarak, güncel deniz suyu ile jeolojik dönemlerden kalma deniz 

suyunun duraylı izotop içerikleri arasında belirli bir farkın görülmesi beklenebilir. 

OKSİJEN-18 ( 18 O), DÖTERYUM ( 2 H) VE TRİTYUM (T) 

Yağıştan itibaren oluşan ve fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerden uzun süreli ve büyük 

oranda etkilenmemiş olan doğal sular “normal” sular olarak nitelendirilerek; derin dolaşım 

nedeniyle sıcaklık kazanmış, su-kayaç etkileşimi sonucunda fiziksel ve kimyasal özellikleri 

değişime uğramış jeotermal ve mineralli sular; jeolojik dönemler boyunca litolojik birimlerin 

boşluklarında hapsolmuş sular; denizlerde olduğu gibi buharlaşma etkisi altında kalan 

sulardan ayrılırlar. Fiziksel ve kimyasal özelliklerinin yanı sıra, tuzlu suların izotop içerikleri 

de normal sulardan farklı olup, farkın niteliği ve büyüklüğü tuzluluğun kökeni ile yakından 

ilişkilidir. Bu nedenle, bu tür farkların “parmak izi” olarak kullanılması olanaklı 

olabilmektedir. Su molekülünü oluşturan izotopların, hidrolojik problemlerin çözümünde 

kullanılmasına yönelik çalışmaların başladığı yıllarda, çevresel izotopların, yeraltısuyunda 

tuzluluk problemelerinde önemli bir araç olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır. Bu kapsamda, 

öncelikle duraylı izotoplardan Oksijen-18 ( 18 O) ve döteryum ( 2 H) kullanılmıştır. 

Tuzlanma sorunuyla ilgili hidrojeolojik problemlerin önemli bir bölümünde, tuzlu suların 

izotop içeriklerinin, çevredeki normal sulardan önemli oranda farklı olduğu görülmektedir. 

Deniz suyu karışımı nedeniyle tuzlanmış suların duraylı izotop içerikleri, meteorik kökenli 

normal suların izotop içeriklerinden kolaylıkla ayrılabilecek şekilde farklıdır. Buharlaşma 

sonucunda zenginleşen göl sularının da benzer şekilde, yağış kökenli sulardan ve deniz 

suyundan ayrılması olanaklı olabilmektedir. Jeolojik dönemlerden kalma, salamura gibi aşırı 

tuzlu sularda, 18 O izotopu, su-kayaç etkileşiminden etkilenmekte, bu nedenle deniz suyundan 

daha farklı izotop özellikleri gösterebilmektedir. 

Trityum ( 3 H) ve Karbon-14 ( 14 C) gibi radyoaktif izotoplar ise suların güncelliğinin bir 

göstergesi olarak kullanılabildiğinden, tuzlu suların kökenleri yapılacak değerlendirmelerde 

önemli bilgiler sağlamaktadırlar. Jeolojik dönemlerden kalan tuzlu suların güncel deniz suları 

ile karışım sonucunda tuzlanmış sulardan ayırmanın ilk ve doğrudan yolu, radyoaktif 

izotopların analizidir. Jeolojik dönemlerden kalma sularda trityum içeriği bulunmazken, 

tarihleme 14 C izotopu ile olanaklı olabilmektedir. 

STRONSİYUM-87 ( 87 SR) İZOTOPU 

Stronsiyum aragonit, kalsit, florit, jips, anhidrit, barit gibi minerallerin kristal yapılarına 

girebilen bir elementtir. Stronsiyum elementinin dört duraylı izotopu bulunmaktadır. En 

yaygın olarak bulunan izotop 

287 

88 Sr, toplam element bolluğunun % 82.74’ünü; 87 Sr, % 

6.96’sını; 86 Sr, % 9.75’ini ve 84 Sr, % 0.55’ini oluşturmaktadır. 87 Sr/ 86 Sr oranı deniz sularında 

jeolojik devirler boyunca değişiklikler göstermiştir. Günümüzde, 87 Sr/ 86 Sr oranının jeolojik

devirler boyunca olan değişimi konusunda önemli bilgiler elde edilmiştir. Güncel deniz 

suyunda bu oran 0.7091 olarak saptanmıştır (Banner, 1995; Emblanch et al., 2005). 

Stronsiyum izotoplarının ayrımlanma oranının saptanamayacak derecede düşüktür. Bu 

nedenle, doğal sularda ölçülen stronsiyum, suyun temasta olduğu litolojinin stronsiyum izotop 

oranını göstermektedir. Bu özelliği nedeniyle stronsiyum izotop oranları, suların temasta 

olduğu kayaçların tanımlanmasında önemli bir araç olarak kullanılabilmektedir. 

Yeraltısuyunun geçiş süresi uzadıkça, suyun temasta olduğu kayaçları oluşturan minerallerle 

dengeye gelme olasılığı artmaktadır. Geçiş süreleri eşit olan sularda farklı stronsiyum izotop 

oranları, suların farklı yaşlara sahip kayaçlarla temas halinde olduklarının bir göstergesi 

olarak değerlendirilir. Bununla birlikte, kil minerallerinin yüzeylerinde tutulan Ca ve 

dolayısıyla Sr’un baz değişimi tepkimeleri sonucunda deniz suyunun Sr izotop bileşiminde 

değişiklikler beklenebilir. Benzer şekilde, karbonatlı kayaçların oluşturduğu ortamlarda, 

dolomitleşme ve yeniden kristallenme süreçleri de, tuzlu suyun 87 Sr/ 86 Sr oranının düşmesine 

neden olabilmektedir. Dolayısıyla, Sr ve 87 Sr/ 86 Sr oranının değişimlerinin birlikte izlenmesi, 

tuzlanmayı denetleyen su-kayaç etkileşim süreçleriyle, yeraltısuyunun temasta olduğu 

karbonatlı kayacın yaşının belirlenmesine de olanak sağlamaktadır. Şekil 1’de, Sr elementi ve 

izotopları kullanılarak, tuzlanmanın kökeni ve karışıma ilişkin değerlendirme yapılabilecek 

diyagram gösterilmiştir. 

Şekil 1. Sr +2 ve 87 Sr/ 86 Sr kullanılarak hazırlanan diyagram (Barbieri vd., 1999). 

BOR-11 ( 11 B) İZOTOPU 

Sulu çözeltilerde yüksek çözünürlüğe sahip olan Bor elementinin doğadaki bolluğu, 

buharlaşma süreçlerinden ve yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinden etkilenmemesi 

288

nedeniyle yeraltısuyu çalışmalarında izleyici olarak kullanılabilecek niteliklere sahiptir. 

Kirletilmemiş yeraltısularında Bor elementinin derişimi genellikle 0.05 mg/l’den daha 

düşüktür. Bor elementinin yeraltısularında artışıi kirlenme ve/veya karışımın göstergesi olarak 

değerlendirilir. Deniz suyunda bor 4.5 mg/l dolayında; evsel atık sularda 1 mg/l; uçucu kül 

suyunda 14 mg/l dolayında görülebilmektedir (Emblanch et al., 2005). 

İzotop ölçüm teknolojisinin gelişmesine bağlı olarak son yıllarda, 11 B izotopu, tuzlu suların 

kökenlerinin araştırılmasında yaygınlaşarak kullanılmaya başlamıştır. Özellikle kıyı 

bölgelerinde deniz suyu girişimi nedeniyle tuzlanmış sular, jeotermal alanlarda jeotermal 

akışkanlarla karışım sonucunda tuzlanan sular ile özellikle kalsiyum ve sodyum borat türü 

gübre kullanımı sonucunda kirlenen sular Bor elementi ve içeriği ve 11 B izotopu içeriği 

analizleri yardımıyla ayrıt edilebilmektedir. Bor elementinin doğada iki duraylı izotopu, 11 B 

ve 10 B, sırasıyla % 81.02 ve % 18.98 oranında bulunur. Bu da, 11 B/ 10 B oranının doğada 

yaklaşık 4 dolayında olduğu anlamına gelmektedir. Bor izotopları arasındaki ayrımlanma, 

doğada bor kaynaklarının izotop bileşimlerinin çok geniş aralıkta olmasını sağlamaktadır. Bu 

özelliğinden dolayı bor elementinin izotopları, yeraltısularında tuzluluğun kökenine ilişkin 

önemli bilgiler elde etme olanağı vermektedir. 

11 B izotopu, standart borik asite (SRM-NBS 951) göre δ notasyonu ile ifade edilmektedir. δ 

11 B, tuzlanma etkisine karşı yüksek duyarlılığa sahiptir. Bu nedenle, 11 B izotopu kullanılarak, 

tuzlanmanın kökenine ilişkin değerlendirmeler yapılabilmektedir. 

Deniz suyu ve deniz suyu kökenli salamura çözeltilerinde δ 11 B izotopu yaklaşık 39 ve B/Cl 

oranı denizel oranla aynı; deniz suyu dışında bir kökene sahip ve güncel su karışmamış 

sularda δ 11 B izotopu yaklaşık 0 ve B/Cl oranı deniz suyundaki B/Cl oranından büyük; tatlı su 

akiferleri ile hidrolojik ilişkide olan hidrotermal akışkanlarda 11 B izotopu yaklaşık 0 ve B/Cl 

oranı denizel orandan çok daha yüksek; insan kaynaklı kirleticilerle (evsel atık, gübre, 

tarımsal ilaç, katı atık) kirletilmiş sularda δ 11 B izotopu 0 ile 10 arasında değişirken B/Cl oranı 

denizel orandan daha büyük; Ca-borat kökenli kirleticilerle kirletilmiş sularda δ 11 B çok düşük 

(-13 dolayında) ve B/Cl oranı denizel orandan yüksektir. 

KLOR-37 ( 37 CL) İZOTOPU 

Hidrosferde oldukça hareketli olan klor elementinin iki duraylı izotopu ( 37 Cl ve 37 Cl), 

difüzyonla taşınımın baskın olduğu durumlarda ayrımlanmaktadır. δ 37 Cl değerinin %0 0 

değerinden daha küçük değerler alması, taşınım mekanizmasının difüzyon olduğunun 

göstergesi olarak değerlendirilmektedir. 

Doğada klor izotopu içeriğinin geniş aralıkta bulunması, izotopların yanı sıra diğer 

jeokimyasal parametrelerin de kullanımını gerektirmektedir. Bu şekilde, güncel deniz 

suyundan farklı tuzluluğa sahip formasyon sıvılarının kökenine ilişkin bilgilerin elde edilmesi 

olanaklı olabilmektedir. δ 37 Cl değerleri, karışım mekanizmasının aydınlatılmasında da yararlı 

bilgiler sunmaktadır. Bununla birlikte 37 Cl izotopunun zenginleşmesine neden olan süreçler 

henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bu konuyla ilgili çalışmalar sürmektedir. 

KÜKÜRT-34 ( 34 S) İZOTOPU 

Doğal sistemlerde, yükseltgen ortamlarda sülfat iyonu (SO4 -2 ), indirgen ortamlarda ise sülfid 

(HS - ) olarak bulunan kükürt elementinin en yaygın duraylı izotopu 32 S (%95) ve 34 S (%4.22) 

olup, bu izotoplar, bakteriler aracılığıyla sülfatın indirgenmesi veya sülfidin yükseltgenmesi 

sonucunda ileri derecede ayrımlanmaya uğrarlar. Bu iki izotopun birbirine oranı δ 34 S 

notasyonu ile ifade edilmektedir. Güncel deniz suyunda sülfat iyonundaki kükürt izotopu δ 

289

34 S, %o 20 değerine sahiptir. Hidrojeoloji çalışmalarında δ 34 S ile δ 18 O birlikte 

değerlendirilerek, sülfatın kökeni ayırt edilebilmektedir. 

KAYNAKLAR 

Banner, J. L., 1995, Application of the trace element and isotope geochemistry of stronsium 

to studies of carbonate diagenesis. Sedimentology, 42. 

Barbieri, Mr., Barbieri, Mz., Fidelibus, MD., Morotti, M., Sappa, G., Tulipano., L., 1998, 

First results of isotopic ratio 87 Sr/ 86 Sr in characterization of sea water intrusion in 

coastal karstic aquifer of Murgia (Southern Italy), in Proc., 15th SWIM, Ghent, 

Natuurwet, 79. 

Emblanch, C., Fidelbus, MD., Futo, I., Hertelendi, E., Lambrakis, N., Vengosh, A., Zojer, H., 

Zuppi, G.M., 2005, Environmental tracing methods, in Groundwater management of 

coastal karstic aquifers (ed.L. Tulipano, MD Fidelibus and A. Panagopoulos). COST 

Action 621, EUR2136 

290

Özet 

BEŞİNCİ DÜNYA SU FORUMU 

“FARKLILIKLARIN SUDA YAKINLAŞMASI” 


Forum Program Komitesi 

Beşinci Dünya Su Forumu, herkese açık olan ve tüm paydaşları kapsayan şeffaf bir platformdur. 

Forum, birçok bileşeni olan bir topyekün vir süreçtir. Bu süreçler, Tematik Süreç, Bölgesel Süreç, 

Siyasi Süreç ve Bakanlar Konferansı, Yerel İdareler Sürecidir. 

5. Forum programı için “FARKLILIKLARIN SUDA YAKINLAŞMASI” hedefine yönelik piramit 

şeklinde bir program yapısı belirlenmiştir. Tematik süreç, “piramit” yaklaşımı ile 

açıklanabilmektedir: bütün temalar, konu başlıkları ve oturumlar, bu alandaki aktörler, sektörler, 

bugünün ve geleceğin yeni tecrübelere, tavsiyelere ve taahhütlere neden olacak bir dizi oluşumun 

gerçekleşmesini sağlayacaktır. 

Su Forumunun tematik yapısında, tüm su konularını kapsayan 6 ana tema ve bunların altında 24 ana 

başlık vardır. Bu konular: 

Küresel Değişimler & Risk Yönetimi 

İnsani Kalkınma ve Binyıl Kalkınma Hedefleri 

İnsani ve Çevresel İhtiyaçlar Dikkate Alınarak Su Kaynaklarının Korunması ve Yönetimi 

İdare ve Yönetim 

Finans 

Eğitim, Bilgi ve Kapasite Geliştirme 

Dünyanın suyla ilgili en büyük etkinliği olan Dünya Su Forumu, Dünya Su Konseyi ve ev sahibi 

ülke hükümetinin ortak girişimi olarak üç yılda bir düzenlenir. Fas (1997), Hollanda (2000), 

Japonya (2003) ve Meksika’da (2006) düzenlenen önceki forumların ardından, 5. Dünya Su Forumu 

İstanbul’da, Mart 2009’da gerçekleştirilecektir. Forum, iki yılı aşkın bir süreye yayılmış hazırlık 

faaliyetlerinin ürünü olan, açık, herkesi kapsayan, çok paydaşlı bir sürecin sonucudur. Dünya Su 

Forumu yalnızca bir haftalık bir etkinlik değil, su sorunlarına verilen önemi, konuyla ilgili 

bilinçlenmeyi ve anlayışı artırma ve küresel sorunlara yönelik somut çözümler getirme amacı güden 

bir süreçtir. 

Ana Tema “Farklılıkların Suda Yakınlaşması” 

“Farklılıkların Suda Yakınlaşması”, 5. Dünya Su Forumu’nun ana temasıdır. İstanbul, 

sorunlarımıza ortak çözümler bulmak üzere bölgeleri ve insanları bir araya getiren bir köprü 

oluşturmayı arzulamaktadır. 5. Dünya Su Forumu, ülkeler arasında sürdürülebilir su kullanımıyla 

ilgili zorlukların üstesinden gelinmesini sağlayacak işbirliğini güçlendirmek için mükemmel bir 

fırsat sunmaktadır. 

“Farklılıkların Suda Yakınlaşması”, paydaşları, sektörleri ve bölgeleri birbirine yakınlaştırmak 

anlamına gelmektedir. Bu oluşumda suyu kullananlar, karar vericiler, kamu ve özel sektör 

temsilcileri, uzmanlar ve yerel, ulusal, bölgesel ve küresel düzeyde su alanında görev yapan 

uygulayıcılar yer almaktadır. Su alanında faaliyet gösterenler sağlık, tarım veya enerji gibi diğer 

alanlardaki paydaşlarla daha çok işbirliği yapmalı ve böylece Binyıl Kalkınma Hedeflerine 

ulaşılması için suyun sahip olduğu önemin altı çizilmelidir. Bu oluşum farklı kültürleri, zengin ile 

291

fakiri, dünyanın gelişmiş ve gelişmekte olan bölgelerini, özellikle de gelecek kuşaklarla şimdiki 

nesli bir araya getirmeyi hedeflemektedir. 

“Farklılıkların suda yakınlaşması” teması, Avrupa ile Asya, Ortadoğu ile Afrika, Güney ve Kuzey 

arasındaki coğrafi kavşak noktalarının altını çizmesinin yanında dünyanın zengin ve fakir, gelişmiş 

ve gelişmekte olan bölgeleri gibi çeşitli su kültürleri arasındaki kavramsal ayrılıklara da gönderme 

yapmaktadır. “Farklılıkların suda yakınlaşması” kavramı aynı zamanda yerel, ulusal, bölgesel ve 

küresel çapta su kullanıcıları, karar-alıcılar, su uzmanları ve çalışanları arasında ileri seviyede bir 

bilgi alışverişi ve gelişkin bir anlayış oluşturma hedefini de ifade etmektedir. 

Forum’un tematik Süreci 

5. Dünya Su Forumu’nun tematik süreci bir “piramit” yaklaşımından oluşmaktadır: Bütün konular, 

temalar, başlıklar ve oturumlar, farklılıkların birleştirilmesi ana hedefine yönelik olacaktır. 

Program çerçevesi program komitesi tarafından geliştirilmektedir ve amacı, temaları ve konu 

başlıklarını belirlemektedir. 5. Forum için 6 tema belirlenmiştir: 

Amaçlar: 

Araçlar: 

Küresel Değişimler ve Risk Yönetimi 

İnsani Kalkınma ve Binyıl Kalkınma Hedeflerinin Geliştirilmesi 

İnsani ve çevresel ihtiyaçlar dikkate alınarak su kaynaklarının korunması ve yönetimi 

İdare ve Yönetim 

Finans 

Eğitim, Bilgi ve Kapasite Geliştirme 

Her tema için bir koordinatör görevlendirilmiştir. Görevleri; sektörler, bölgeler ve etmenler arasında 

bağlar kurarak çalışmaları ve deneyimleri paylaşabilmek ve tanımlayabilmek adına, ilgili oldukları 

konuları, başlıkları ve oturumları tematik konsorsiyumlar içerisinde geliştirmektir. 

5. Dünya Su Forumu’nun tematik, bölgesel, politik ve temel grup süreçlerinin hazırlıkları ve 

Forum’la ilgili oturumlar ile daha birçok bileşenin oluşum sürecini kolaylaştıracak olan Sanal 

Buluşma Alanı (SBA), http://portal.worldwaterforum5.org/), geniş kitlelerden daha fazla katılım 

sağlanmasına ve diyaloğa yönelik bir yaklaşımla sizlerin de katkılarınızı sunmanıza imkân 

tanımaktadır. Böylece, Forum hazırlık sürecinde iletişim, bilgi alış verişi ve işbirliği imkanları 

geliştirilmektedir. Ayrıca, Binyıl Kalkınma Hedeflerine ulaşılmasına yönelik uygulanabilir 

çözümler ve anlamlı sonuçlar alınmasına katkıda bulunacaktır. 

Yaklaşık 20000 kişiye hizmet verecek SBA’ya üye olanların sasyısı hızla artmaktadır. SBA 

kullanım kılavuzuna: http://portal.worldwaterforum5.org adresinde ana sayfada bulunan “Document 

Library”den ulaşabilabilmektedir. 

Suyla ilgili konularda çalışan siz sayın ilgililer, SBA ile; 

İlgilendiğiniz konu ve Forumla ilgili son gelişmelere ulaşabilir, ilgilendiğiniz konulara ve 

başlıklara yönelik e-posta bilgi mesajları alabilirsiniz. Forum kapsamında verilecek ödüller 

hakkında bilgi alabilirsiniz. Su ile ilgili çeşitli ihtisas konularında mevcut bu ödüllere aday 

olabilirsiniz. 

Fikir alışverişinde bulunabilir ve işbirliğine girebilirsiniz. 

292

Oturumlar, Bölgesel Süreçler ve Temel Gruplar da dâhil Forumun çeşitli bileşenlerine 

katkılar sunabilir, bir çalışma grubuna dahil olunabilir. Çerçeveleri Başlık Koordinatörleri 

tarafından belirlenmekte olan oturumlara katkı tekliflerinin Sanal Buluşma Alanı 

(SBA)’ndan gönderilmesi esastır. Oturum sorularının cevaplandırılmasında, ilgililerin 

uzmanlık bilgileri ve deneyimlerine ihtiyaç vardır. 

SBA ile ulaşabileceğiniz diğer özellikler: 

Kişisel bilgilerinizi etkinlikleriniz, programlarınız ve raporlarınız yoluyla 

güncelleyebilirsiniz, “Kim Kimdir? kısmında diğer kullanıcılarla paylaşabilirsiniz. 

“Uluslararası Su ve Film Etkinliği”ne bir film veya doküman teklifi sunabilirsiniz. 

“Gençler Su Forumu”na katılabilirsiniz. 

“Küresel Su Eğitim Köyü” etkinliklerine katkıda bulunabilirsiniz. 

Forum’un Siyasi bileşenleri hakkında görüşleri dile getirebilirsiniz. 

Forum haftası için kayıt olabilir, İstanbul için planınızı düzenleyebilirsiniz. Otel 

rezervasyonlarınızı, havaalanı ulaşımlarınızı planlayabilirsiniz. 

Tematik ve bölgesel sürece olabilecek katılımlarla ilgili görüş, öneri ve sorular için, Forum 

Sekreteryası (info@worldwaterforum5.org) veya Forum Program Komitesi Türk Tarafı adına 

tematik çalışmaların ve bölgesel toplantıların eşgüdümünü sağlayan, Uluslararası Hidrolojik 

Faaliyetler Şube Müdürlüğü (hozguler@worldwaterforum5.org) ile irtibata geçilmesi önem arz 

etmektedir. 

293

GÖKOVA (MUĞLA) KIYI KARST KAYNAKLARINDA DENİZ SUYU 

KARIŞIMININ HİDROKİMYASAL VE DURAYLI ÇEVRESEL 

İZOTOP YÖNTEMLERİYLE İNCELENMESİ 

Mehmet Ekmekçi 1 , Levent Tezcan 1 , Türker Kurttaş 2 , Salim Yüzereroğlu 3 , Şükran Açıkel 1 

1 Hacettepe Üniversitesi, Uluslararası Karst Su Kaynakları Uygulama ve Araştırma Merkezi 

Beytepe/ Ankara 

2 International Atomic Energu Agency (IAEA), Isotope Hydrology Section, Vienna Austria 

3 Devlet Su İşleri, 21. Bölge Müdürlüğü, Jeoteknik Hiz. ve Yeraltısuları Şb. Md., Aydın 

ÖZET 

Özellikle kıyı akiferlerinde, yeraltısuyu kaynaklarında tuzlanmanın kökeni ve tuzlanma 

mekanizaması, karmaşık hidrojeolojik sorunlar arasındadır. Hidrojeolojik sistemin kavramsal 

modelinin oluşturularak, tuzluluğun kökeni hakkında önemli bilgiler, hidrokimyasal 

yöntemler ve izotop hidrolojisi teknikleri yardımıyla elde edilebilmektedir. Sunulan 

çalışmada, Muğla’ya bağlı Gökova karst kaynaklarında görülen tuzluluğun kökeni, 

hidrokimyasal ve izotop teknikleri yardımıyla aydınlatılmaya çalışılmıştır. Özellikle oksijen 

18 izotopu ile bor, sülfat ve klorür iyonlarının birlikte kullanımı, sistemin tanımlanması 

açısından önemli bilgiler sağlamıştır. Aynı bileşenlerin zamansal değişimlerinin göstergesi 

olarak değişim katsayılarının kullanımının da değerelndirmelerde önemli katkılar verdiği 

görülmüştür 

HYDROCHEMICAL AND ISOTOPIC ASSESMENT OF SEA WATER MIXING IN 

GOKOVA (MUGLA) COASTAL KARSTIC SPRINGS 

ABSTRACT 

In coastal aquifers, salinisation appears to be a complex hydrogeological problem, because the 

origin of salinisation might be other than sea water intrusion. The combined use of 

hydrochemical methods and isotope hydrology techniques provide a versatile tool in 

developing a conceptual model of the hydrological system which essential for further 

modeling studies. In this study, the authors, present a case study in the Gokova coastal karstic 

springs where they demonstrated the use of the hydrochemical and asotope techniques 

together. They emphasized the use, as a tool, of the oxygen-18, boron, chloride and sulfate in 

understanding the behaviour of the hydrogeological system in terms of the origin of the salt 

water and the mechanism of salinisation. They also demonstrated that the coefficient of 

variation of these components may contribute much to this efforts when systematic analyses 

are perfomed along at least one water year. 

GİRİŞ 

Son on yıl öncesine kadar nüfus artışı baskısı altında olan yeraltısuyu kaynaklarının, yakın 

gelecekte küresel ısınmaya bağlı olarak gelişen iklim değişimlerinden de etkileneceği 

anlaşılmaktadır. Yapılan değerlendirmelere göre, be nedenlerle, doğrudan kullanılabilir su 

kaynakları azalacak, ve bunun sonucunda da belirli bir işlemden geçirildikten sonra 

kullanılabilecek su kaynaklarına yönelme söz konusu olacaktır. Kıyı bölgelerinde, deniz suyu 

girişimi nedeniyle tuzlanmış yeraltısuyu kaynakları, yeniden değerlendirilebilecek 

kaynakların başında gelmektedir. 

Tuzlu su kaynaklarının en düşük maliyetle ve sürekli kullanımı sunulabilmesi, tuzlanma 

oranının kullanım süresinde olabildiğince denetim altına alınabilmesi ile olanaklıdır. 

Tuzlanmanın denetim altında tutulabilmesi, su kaynağındaki tuzlanmanın kökeni ve 

mekanizmasının gerektirmektedir. Yeraltısuyu kaynaklarında tuzluluğun kökenlerine ilişkin 

bilgi, bu bildiriler kitabında basılan Ekmekçi (2008)’de verilmiştir. 

294

Sunulan bildiride, tuzluluğun kökeni ve tuzlanma mekanizması ile ilgili hidrojeolojik 

araştırmalarda önemli bilgiler sağlayan hidrokimyasal ve izotop yöntemleri, Gökova (Muğla) 

kıyı kaynaklarında bir örnekle irdelenmiştir. Çalışmada, hidrokimyasal bileşenlerin yanı sıra 

çevresel izotoplardan oksijen-18 izotopu üzerinde durulmuştur. 

ÇALIŞMA ALANI 

Azmak kaynakları veya Kadın Azmağı olarak da bilinen Gökova kıyı karst kaynakları, bir 

graben niteliğinde olan Gökova körfezinin kuzey kenarının en doğu ucunda, Akyaka 

Beldesinin sınırları içerisinde yer almaktadır (Şekil 1). Toplam olarak, ortalama debinin 10 

m 3 

tedir. Kaynaklar bir akarsu yatağı (Azmak) oluşturarak 

denize doğru boşalmaktadır. Denize boşalmadan önce, kaynakların toplam akımlarının 

özelliği ile, Azmak kaynaklarının düşük maliyetlerle kullanıma sunulması olanaklı 

görülmektedir. 

Şekil 1. Çalışma alanının coğrafik konumu 

JEOLOJİ VE HİDROJEOLOJİ 

Genel olarak bölgenin kuzeyinde otokton birimler (Menderes metamorfitleri) bulunmaktadır. 

Bu otoktonların üzerine bindirmeyle alloktonlar (Elmalı napları) gelmiş, onların da üstüne 

melanj bindirmiştir. Menderes Metamorfitleri'ne ait birimlerden oluşan otokton birimler 

Kambriyen'den Alt Eosen sonuna kadar devam eden bir istif içerir. Bindirme zonu boyunca 

alttan üste doğru Bodrum Serisine ait Gökbel Formasyonu, Karaova Formasyonu, Gereme 

Formasyonu, Kışladağ Formasyonu ve Karabörtlen Formasyonu yeralır. Bodrum serisinin 

üstünde ise Kretase sonunda bölgeye yerleşen Sandras Tektonik dilimine ait Kertmeç Melanjı 

ve Fethiye Peridotitleri allokton istifi tamamlar. Drenaj alanı içinde Gökova Körfezi’nin 

kuzeyinde geniş bir alanda, Ören civarında ve drenaj alanı dışında geniş bir alanda yayılım 

gösteren Neootokton Birimler, allokton karbonatlı kayaçları uyumsuz olarak örtmektedirler 

295 

AKYAK 

A

(Kurttaş, 1997). Çalışma alanının da içinde bulunduğu hidrojeolojik sistemde ileri derecede 

karstlaşmalı birimler geniş alanlar kaplamakta ve ana yeraltısuyu sistemini oluşturmaktadır. 

Yerel jeolojiye bakıldığında alüvyonun kuzeyinde karstik birimler, doğu ve güneydoğusunda 

geçirimsizler, güneyinde ise yine kireçtaşları bulunmaktadır (Şekil 2). Gökova grabeni 

Neotektonik dönemde K-G yönlü genişlemeli rejime bağlı olarak gelişen D-B uzanımlı bir 

çöküntü yapısıdır. Şekil 3’te bölgesel hidrojeolojik yapıya bağlı olarak Gökova körfezindeki 

olası hidrojeolojik siste gösterilmiştir. Şekilden de görüldüğü gibi, körfezin kuzey kenarını 

oluşturan ve doğu-batı doğrultusunda kara içine uzanan ana fay sistemi, hidrojeolojik yapıyı, 

dolayısıyla da kıyı karst kaynaklarının oluşumunu denetleyen ana yapılardandır. 

Şekil 2. Çalışma alanının yerel jeoloji haritası (Kurttaş, 1997 ve DSİ, 1992’den uyarlanmıştır) 

Körfezde, geniş bir alanda yayılan kıyı olüvyon ovası, hidrojeolojik sistemin önemli diğer bir 

bileşenini oluşturmaktadır. Alüvyon ovada açılan kuyuların deniz kıyısına doğru artezyen 

özellikte olması, bu kesimlere doğru alüvyon akiferin basınçlı olduğunu göstermektedir. 

İleriki bölümlerde de irdelendiği gibi, Bu kuyulardan alınan örnekler üzerinde gerçekleştirilen 

analizler, denize 10 m uzaklıkta dahi yeraltısuyunun deniz suyu girişiminden etkilenmediğini 

göstermiştir. Alüvyon akiferinin genel yapısı, Şekil 4’te kesit üzerinde gösterilmiştir. 

296

Şekil 3. Gökova körfezinde genel hidrojeolojik yapı 

Çalışma alanında bulunan kuyularda yapılan yeraltısuyu seviyesi ölçümleri kullanılarak 

hazırlanan yeraltısuyu seviyesi haritası, alüvyon ovada akımın, denize doğru olmadığını, 

azmak kaynaklarına doğru olduğunu göstermektedir (Şekil 5). 

Şekil 4. Gökova kıyı alüvyon ovasında genel hidrojeolojik yapı 

HİDROKİMYASAL VE İZOTOP AMAÇLI ÖRNEKLEME 

Gökova karst kaynaklarının hidrojeolojisi ve tuzlu su karışımının incelenmesi amacıyla 

yürütülen çalışmalar kapsamında 2006 yılı Ekim ayından 2008 yılı Eylül ayına kadar aylık 

aralıkta ölçüm ve örneklemeler gerçekleştirilmiştir. Avrupa Birliği 6. Çerçeve Programı 

tarafından desteklenen MEDITATE projesi kapsamında gerçekleştirilen ölçüm ve örnekleme 

ağı, DSİ 21. Bölge Müdürlüğü, Yeraltısuları ve Jeoteknik Hizmetler Şube Müdürlüğü 

tarafından işletilmiştir. Bu kapsamda, Azmak kaynaklarının toplam akımlar; karst akiferinde 

açılmış iki ve alüvyon akiferde açılmış iki kuyuda sürekli seviye ölçümleri yapabilen 

otomatik limnigraflar yerleştirilmiştir. Aylık aralıklarla hidrokimyasal ve izotop amaçlı 

örneklemeler yapılmıştır. 

297

Şekil 5. Gökova kıyı ovası akiferinde yeraltısuyu seviyesinin dağılımı 

Alınan örnekler üzerinde aylık aralıklarda majör iyon, eser element ve çevresel izotoplardan 

Oksijen-18, Döteryum, Trityum izotopları analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, sunulan 

bildiri kapsamında tutulan kükürt, sülfat oksijen-18’i, azot, nitrat oksijen-18’i, bor ve klor 

izotopları analizleri için örnekler alınmıştır. 

GENEL HİDROKİMYASAL ÖZELLİKLER 

Örneklenen su noktalarında gerçekleştirilen su kimyası analizleri sonucunda elde edilen 

veriler, dairesel diyagramlar, üçgen diyagramlar ve Schoeller diyagramları yardımıyla, suların 

genel hidrokimyasal nitelikleri açısından değerlendirilmiştir. Şekil 6’da, çalışmaya konu olan 

örnek noktalarının konumu ve dairesel diyagramlar yarıdımıyla genel hidrokimyasal 

özelliklerin alansal dağılımı gösterilmiştir. Toplam çözünmüş iyon miktarı ile orantılı olan 

daire çapları incelendiğinde, karstik yeraltısuyu, alüvyon akiferi ve tuzlanmış sular ilk anda 

ayrılabilmektedirler. Benzer ayrım, Şekil 7’de verilen ve suların hidrokimyasal fasiyeslerinin 

tanımlandığı Piper diyagramında da görülebilmektedir. 

298

Şekil 6. Çalışma alanında örneklenen su noktaları ve analiz sonuçlarına göre genel 

hidrokimyasal özellikleri 

Şekil 7. Çalışma alanında örneklenen su noktalarının hidrokimyasal fasiyesleri 

GENEL İZOTOPİK ÖZELLİKLER 

Kurttaş (1997) tarafından bölgesel ölçekte gerçekleştirilen çalışma kapsamında, bölgesel 

hidrojeolojik sistemi temsil eden su noktalarının izotop içerikleri, hidrodinamik koşulları 

yansıtacak şekilde dizilim göstermektedirler. Şekil 8’de verilen O18-D grafiği üzerinde, su 

noktalarının meteorik doğrulara göre konumları, su noktalarının temsil ettikleri hidrojeolojik 

sistem açısından değerlendirilmiştir. Yüksek kotlarda boşalan plato kaynakları ve kış 

yağışlarından beslenen kaynaklar duraylı izotop içerikleri açısından fakir; daha düşük 

kotlardan beslenen sahil kaynakları duraylı izotop içeriği açısından daha zengin; ve deniz 

suyu karışımı etkisi altında olan kaynaklar ise buharlaşma doğrusu üzerinde 

konumlanmışlardır. 

299

Şekil 8. Çalışma alanında örneklenen su noktaları için Oksijen-18-Döteryum grafiği (Kurrtaş, 

1997). 

Söz konusu grafik, suların temsil ettikleri hidrojeolojik sisteme göre sınıflama olanağını 

vermekte ancak, tuzluluğun kökeni ve dolayısıyla tuzlanma mekanizmasına ilişkin bilgi 

vermemektedir. Tuzluluğun kökenine ilişkin değerlendirmeler, hidrokimyasal özellikler ve 

izotop içeriklerinin birlikte kullanımını gerektirmektedir. Sunulan bildiriye konu olan su 

noktalarından alınan örneklerde duraylı izotop içerikleri, alanda en genel anlamda iki farklı 

suyun bulunduğunu göstermektedir. Şekil 9 ve Şekil 10’da gösterilen ve sırasıyla oksijen 18 

ve döteryumun frekansına ilişkin histogramlar, en az iki ortalamalı dağılım fonksiyonu 

göstermektedir. Bu histogramlar incelendiğinde, karst akiferini temsil eden kaynaklarının 

önemli bir bölümünün yüksek kotlardan beslendiğini, alüvyon akiferin ise serbest ve basınçlı 

kesimlerinin, sırasıyla yerel ve yüksek kot yağışlarının etkisi altında olduğu şeklinde 

değerlendirilebilir. 

N 

35.00 

30.00 

25.00 

20.00 

15.00 

10.00 

5.00 

0.00 

-7.96 

-7.76 

-7.56 

-7.36 

-7.16 

-6.96 

-6.76 

-6.56 

-6.36 

-6.16 

-5.96 

-5.76 

-5.56 

-5.36 

-5.16 

-4.96 

-4.76 

-4.56 

-4.36 

-4.16 

-3.96 

-3.76 

-3.56 

-3.36 

-3.16 

-2.96 

More 

300 

Sınıf aralığı 

Şekil 9. Çalışma alanından toplanan örneklerde O-18 izotopunun görülme sıklığı

N 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

Döteryum 

301 

D Aralığı 

Şekil 10. Çalışma alanından toplanan örneklerde D izotopunun görülme sıklığı 

DENİZ SUYU KARIŞIMI VE TUZLULUĞUN KÖKENİ 

Kıyı akiferlerinde tuzluluğun ana kaynağının deniz suyu girişimi olmasına karşın, tarım veya 

insan kaynaklı diğer faaliyetlerden kaynaklanan atıklar da tuzluluğun köekni 

olabilmektedirler. Çalışma alanı açısından değerlendirildiğinde, karstik çöküntülerden 

doğrudan beslenebilme potansiyelinin varlığı; deniz kıyısında boşalımları nedeniyle, 

günümüzdeki ve jeolojik geçmişte meydana gelen deniz seviyesi değişimlerine bağlı olarak; 

veya Gökova körfezinin oluşumuna ve kıyı kaynaklarının boşalımına neden olana ana fay 

hattının deniz ile bağlantılı olması; alüvyon akifer üzerinde yoğun tarımsal faaliyetlerin 

bulunması su kaynaklarındaki tuzlanmaya neden olabilecek kaynaklardır. Birden fazla 

kaynağın varlığı durumunda, köken araştırmalarında, her kaynağın göstergesi sayılabilecek 

bir izleyiciye gerek duyulmaktadır. Hidrokimyasal bileşen ve/veya izotopik bileşen olabilen 

bu izleyicilerin hidrojeolojik yapı da dikkate alınarak değerlendirildiğinde önemli sonuçlara 

varılabilmektedir. Çalışma alanında tuzluluğa neden olabilecek kaynaklardan deniz suyunun 

göstergesi olarak oksijen 18 izotopunun yanı sıra, bor (B), stronsiyum (Sr) elementleri ile 

klorür (Cl), sülfat (SO4), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca) ve bunların birbirlerine oranları 


İlk aşamada yapılan değerlendirmede, okisjen-18 ile klorür arasındaki ilişki incelenmiştir. 

Şekil 12’da deniz suyuna doğru bir dizilimin yanı sıra, bazı su noktalarının deniz suyundan 

farklı bir yönde dizildikleri görülmüştür. Grafikte, deniz suyu karışımı olabilecek suların 

klorür zenginleşmesi ile birlikte O-18 zenginleşmesi gösterirken, deniz suyu karışımından 

etkilenmeyen örneklerde klorürün düşük düzeylerde kaldığı, ancak beslenme yükseltisine 

bağlı olarak O-18 değerlerinde değişiklikler oluştuğu görülmektedir. Bununla birlikte, Muğla 

polyesinde göllenen suların buharlaşma etkisi altında kalması; aynı anda tarımsal alan olarak 

kullanılan karstik çöküntü alanından kullanılan tarımsal ilaçlar ve gübrelerle kentsel 

atıklarından kaynaklanan kirlilik kökenli klorür zenginleşmesi de Şekil 11’deki grafikte deniz 

suyu girişimi şeklinde değerlendirilebilir. Bu nedenle, Cl-O18 grafiği bu açıdan yararlı 

olmakla birlikte yeterli olmamaktadır. Klorür iyonunda değişimin en düşük olduğu, buna 

karşın oksijen-18 izotopundaki zenginleşme, akifer sisteminin basınçlı veya serbest olması ile 

ilişkilendirilmiştir. Basınçlı akifer, daha yüksek kotlardan beslenirken, serbest akifer yerel 

yağışlardan da beslenebilmektedir.

Karst suyu 

Basınçlı 

Karışım 

Alüvyon akifer 

-6.7 -6.6 -6.5 -6.4 -6.3 -6.2 -6.1 -6 -5.9 -5.8 

O-18 

302 

Serbest 

Şekil 11. Çalışma alanındaki sularda O-18 ile klorür iyonu ilişkisi 

Deniz suyunun göstergesi olarak kullanılabilecek diğer bir element olan bor içeriğinin O-18 

ile olan ilişkisi, Şekil 12’degösterilmiştir. Su noktalarının dağılımlarının daha ayrıntılı bir 

görüntüsünü veren Şekil 12 incelendiğinde, deniz suyu karışımı etkisinde olan karst 

kaynakları ile kirilik etkisi altında kalan suların ayrıt edilmesi olanaklı olmaktadır. Kirli 

sularda B içeriğindeki değişim, deniz suyu girişimi nedniyle olan artıştan çok daha düşük 

düzeyde gerçekleşmektedir. Şekil 11’de verilen grafiğe benzer şekilde bu grafiklerde de 

serbest akifer niteliğindeki alüvyon ovasının bu kesimleri yerel yağıştan beslenmektedir. 

Tuzlanmanın kökenine ilişkin çalışmalarda yararlı bilgiler sağlayabilecek diğer bir 

değerlendirme, iyon oranlarının kullanılmasıdır. Özellikle, tuzlanmanın farklı kaynaklarının 

göstergesi olabilecek bileşenlerin oransal değişimleri, duraylı izotoplarla birlikte 

değerlendirildiğinde tuzlanmaya ilişkin yararlı bilgiler elde edilebilmektedir. 

Şekil 13’te stronsiyum/bor (Sr/B) oranı ile birlikte O-18 içeriği ilişkilendirilmiştir. Bor 

içeriğinin ana kaynağının deniz suyu, stronsiyumun ise karasal kökenli olduğu dikkate 

alınarak, oranın azalması deniz suyu karışımının bir göstergesi olarak değerlendirilmiştir. 

Grafikte, tatlı sular ile tuzlanma etkisi altında kalan sular daha belirgin bir şekilde 

ayrılabilmiştir. Tatlı sular, Sr/B oranı açısından daha yüksek değerlere; O-18 açısından ise 

daha fakir bir içeriğe sahiptir. 

80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Cl (meq/l)

Alüvyon-Yerel Yağış 

-7 -6.5 -6 -5.5 -5 

O-18 

Şekil 12. Çalışma alanındaki sular için O-18 ile B ilişkisi (deniz suyuna göre konumlanma) 

Tatlı su 

Karst 

Alüvyon 

Deniz suyu 

karışımlı karst 

303 

Tuzlu su 

-7 -6.5 -6 -5.5 -5 

O-18 

Şekil 13. Çalışma alanındaki sularda Sr/B ile O-18 ilişkisi 

Kirlilikten kaynaklanan sülfat iyonunun, deniz suyundan olduğu kadar kirlilikten de 

kaynaklanan klorür iyonuna oranı ile deniz suyunun göstergesi olan bor ilişkisi kirlilik 

kaynaklarının ortaya konmasında kullanılmıştır (Şekil 14). 

Dağılımın su noktalarına göre incelenmesi, karst akiferini temsil eden kuyulardan birinin 

(42346), Muğla polyesindeki düdenlerden beslendiğini ortaya koymaktadır. Özellikle yağışlı 

aylarda, düdene aktif su girişi olması sonucunda, /kuyu suyundaki yüksek kirlilik, tuzlanmaya 

neden olmaktadır. Sadece klorür iyonunun kullanılması durumunda kuyunun deniz suyu 

girişimi etkisi altında olduğu şeklinde değerlendirilebilmektedir. 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 

B (ppb) 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

Sr/B

SO4/Cl 

14 

12 

10 

8 

6 

4 

2 

0 

Azmak karst kaynakları/Deniz suyu karışımı 

0 100 200 300 400 500 600 700 

Şekil 14. Çalışma alanıdaki sular için SO4/Cl ile B ilişkisi 

Çalışma alanında ölçüm ve örneklemeler aylık aralıklarla düzenli olarak gerçekleştirilmiştir. Su 

kaynaklarında, gerek hidrokimyasal gerekse izotopik bileşimlerin zamana göre değişimi, deniz suyu 

girişimi etkisi açısından değerlendirilebilmektedir. Sürekli olarak deniz suyu veya kirlilik etkisi 

altında kalan sularda bileşenlerin zamansal değişimi minimum, etkilerin zaman zaman görüldüğü 

noktalarda ise değişim yüksek olacaktır. Değişimin ölçüsü, değişim katsayısı (Cv), farklı bileşenler 

için farklı olacağından, değişim katsayıları, tuzluluğun kökeni ve mekanizması açısından 

yorumlanabilmektedir. Şekil 16 ve Şekil 17’de, sırasıyla klorür ve O-18 izotopuna ait değişim 

katsayıları; ve bor ile O-18 izotopu değişim katsayıları ilişkilendirilmiştir. 

Dk-O18 

0 

-1 

-2 

-3 

-4 

-5 

-6 

-7 

-8 

304 

B 

Dk-Cl 

0 100 200 300 400 

Karst-kuyu 1 

Azmak-kaynak 

Alüvyon 

kuyu 

Alüvyon-kuyu 

Şekil 15. O18 ve klorür iyonuna ait değişim katsayıları arasındaki ilişki 

Karst-kuyu 2 

Şekil 15’te görüldüğü gibi, Karst kuyu-2 noktasında her iki bileşenin de değişim katsayıları 

yüksektir. Yüzeysuyu girdisinden hızlı bir şekilde etkilenen karstik sistemi temsil ettiği 

anlaşılan bu örnek noktasının deniz suyu ve/veya kirlilik etkisi altında olup olmadığı, Şekil 

16’da verilen grafikten elde edilmeye çalışılmıştır.

Şekil 16’dan da görüldüğü gibi B değişkenliği, görece daha düşük olduğundan, bu kuyunun, 

polyedeki düdenden gelen kirli suların etkisi altında olabileceği, deniz suyu karışımının bu 

noktada, alüvyondaki kuyulardan birinden daha düşük olduğu ortaya konmuştur. Buna göre, 

deniz suyu karışımı etkisi altında kalan Azmak kaynakları ile karst kuyusunun hidrolojik 

açıdan farklı davranış gösterirken, alüvyon akiferde bulunan ve fay hattına yakın olan 

kuyunun Azmak kaynakları ile ilişkili olduğu görülmektedir. Bu değerlendirme, oksijen-18 

izotopunun zamansal değişiminin verildiği Şekil 17’de belirgin bir şekilde görülmektedir. 

Dk-O18 

0 

-1 

-2 

-3 

-4 

-5 

-6 

-7 

-8 

0 50 

Dk-B 

100 150 200 250 

Azmak-kaynak 

305 

Alüvyon 

kuyu 

Karst-kuyu 2 

Karst-kuyu 1 

Alüvyon-kuyu 

Şekil 16. Şekil 16. O18 ve bor iyonuna ait değişim katsayıları arasındaki ilişki 

O-18 

-4 

-4.5 

-5 

-5.5 

-6 

-6.5 

Aylar (2006-2008) 

10 11 12 1 2 3 4 6 7 9 10 11 12 1 3 4 

Karst-Kuyu Azmak Kaynak Alüvyon 

Şekil 17. Çalışma alanındaki farklı sistemleri temsile eden su noktalarında O-18 izotopunun 

zamansal değişimi

SONUÇLAR 

Yeraltısuyu kaynaklarında tuzlanmanın kökeni ve mekanizması ile ilgili sorunlara çözüm 

olanakları arasında, hidrokimyasal özelliklerle izotop içeriklerinin birlikte kullanımı, 

hidrojeolojik sistem hakkında da önemli bilgiler sağlamaktadır. Gökova kıyı karst 

kaynaklarında görülen tuzluluğun kökeninin araştırlması kapsamında izelnen yöntem, karst 

akiferinin bir kısmının kirlilik kaynaklı tuzlanma gösterdiğinin, kıyı kaynaklarının karst 

akiferinin yanı sıra, ovayı oluşturan alüvyon akiferle de hidrolojik ilişki içinde olduğunu 

ortaya koymuştur. 

Yarı sayısal bir nitelikte olan bu tür değerlendirmelerin hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal 

modeller yardımıyla sayısal bir niteliğe kavuşturulması gerekmektedir. Bu çalışma kapsamı 

dışında bırakılan model çalışmaları, kütle taşınımı, kimyasal tepkimeler ve yeraltısuyu 

akımının birlikte değerlendirildiği olanaklar sunmaktadır. 

Bununla birlikte, modellenecek sistemin kavramsal modelinin anlaşılması konusunda önemli 

bilgiler, bu çalışmada sunulan yarı-sayısal yöntemlerin kullanımını gerektirmektedir, 

Hidrojeolojik sistemin doğru bir şekilde kavramsallaştırılması aşamasında, hidrokimyasal 

bileşenlerle izotop içeriğinin birlikte değerlendirilmesi büyük yararlar sağlamaktadır. 

KAYNAKLAR 

DSİ, 1992, Muğla Gökova ve İskele Kaynakları Geliştirilmesi Karst Hidrojeolojik Etüt 

Raporu, DSİ, Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi, Ankara. 

Kurttaş, T., 1997, Gökova (Muğla) Karst Kaynaklarının Çevresel İzotop İncelemesi, Doktora 

Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara (Yayınlanmamış) 

306

3.Ulusal Hidrolojide İzotop Teknikleri Sempozyumu - DSİ Genel ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?