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

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
düşünülmektedir.
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