DİKİLİ BÖLGESİNDE YERALTI SUYUNA DENİZ SUYU GİRİŞİMİ

ALİ Şiyar DOĞAN
Burhan Kamil KAMİLOĞLU

BİTİRME TEZİ
Yöneten: Prof. Dr. Gültekin TARCAN

İZMİR
DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
HAZİRAN, 2016

ONAY

Bu rapor Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü Bitirme Projesi Yönergesi uyarınca hazırlanmış ve ilgili bölüme sunulmuştur.

Burhan Kamil KAMİLOĞLU
Ali Şiyar DOĞAN

ÖZ

Bu çalışma da İzmir İli’ne bağlı Dikili körfezi boyunca yazlık evlerdeki su kuyularından ve deniz suyundan örnekler alınarak kimyasal araştırmalar yapılmıştır. Su kuyularından alınan sular Na-Cl, Mg-Na, Mg-Ca-Cl, Mg-Cl, Ca-Mg-Cl, Ca-HCO3, Mg- Ca-Cl, Mg ve Mg-Cl tipinde ve deniz suyu ise Na-Cl tipindedir. Elde edilen verilerle bölgenin son durumu rapor haline getirilmiştir.

Holosen yaşlı alüvyon, volkanik kırıntılardan oluşur. Düz bir yüzey oluşturan alüvyon, verimli tarım arazilerini meydana getirir. Çalışma alanında akifer özelliği gösteren en önemli birim alüvyondur.

Yapılan çalışmalar sonucunda çalışma alanından alınan su örnekleri incelenerek deniz suyu girişiminin sahilden daha içeri kesimlerdeki kuyu suyu kimyasına etkisi saptanmıştır.

ÖNSÖZ

Bu çalışma Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü ‘BİTİRME PROJESİ’ kapsamında hazırlanan bu raporda hidrojeolojik çalışmalar anlatılır.

2015 – 2016 öğretim yılı bahar döneminde hazırlanan bu çalışma, İzmir İl sınırları içerisinde bulunan Dikili körfezini kapsamaktadır.

Araziden alınan onbir tane su örneği, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Kimya laboratuvarında analiz yaptırılmıştır. Elde edilen veriler sayesinde çalışma alanı içerisinde yer alan kuyu suların kimyasal özellikleri incelenerek, deniz suyu girişiminin etkisi saptanmıştır.

Bu çalışmayı Prof. Dr. Gültekin Tarcan yönetmiş ve yönlendirmiştir. Gerekli dokümanların araştırılmasında ve arazi çalışmalarında yapmış olduğu katkılarından dolayı Araş. Gör. A. Toygar AKAR ve Ali ÖZBERK’e teşekkür ederiz.

Burhan Kamil KAMİLOĞLU
Ali Şiyar DOĞAN

A. GİRİŞ

I. ÇALIŞMA ALANI

İncelenen bölge; Batı Anadolu’da, İzmir İli’nin 120 km kuzeydoğusundadır (Şekil 1). Dikili ilçesinin yüzölçümü 541 km²’dir.

Şekil 1. Çalışma Alanının Yer Bulduru Haritası.

1/25000 ölçekli haritada J17-c3 paftası içerisinde yer almaktadır. Çalışma alanının; Kuzeyinde Balıkesir, doğusunda Bergama, batısında ve güneyinde Ege Denizi ile çevrelenir.
İlçede ekonomi tarıma dayanmaktadır. Tütün, pamuk, zeytin üreticiliği ve seracılık yapılmaktadır. Dikili limanı, turizm açısından ilçenin önemli bir gelir kaynağıdır. Temiz plajları, termal kaynaklarının zenginliği, iç ve dış turizm açısından önemlidir.

II. AMAÇ

Bu çalışma, Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği bölümü bitirme projesi kapsamında, Dikili Körfezi boyunca, yerleşim bölgesinden bulunan su kuyularındaki deniz suyu girişiminin belirlenmesi amaçlanmıştır.

III. YÖNTEMLER

Bu çalışma doküman araştırması, büro çalışması ve laboratuvar çalışması şeklinde yapılmıştır. Bu çalışmada yer alan İzmir İli, Dikili ilçesi ve çevresinin jeoloji haritası ve stratigrafik kolon kesiti için, daha önce bu bölgede çalışmış olan araştırmacılardan yararlanılmıştır.

Çalışma alanı içerisinde belirlenen noktalardan örnek alımı ve ölçüm yapmak için bir kez araziye çıkılmıştır. Gözlem noktalarından, gerekli yöntemler uygulanarak 50 ve 500 ml’lik steril numune kaplarına su örnekleri alınmıştır. Su örneklerin alımından önce suların pH, sıcaklık, elektriksel iletkenlik ve tuzluluk değerleri, belirtilen lokasyonlarda ölçülmüştür. Örnekler ilk olarak yarım (1/2) ölçüyle alınıp 50 ml lik numune kaplarına konularak iki damla saf asit damlatılmış ve 50 ml ölçüsüne tamamlanmıştır.

Dikili körfezinden alınan deniz suyu ve su kuyularından alınan soğuk su örneklerinin kimyasal incelemeleri Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü’ndeki jeokimya laboratuvarında yapılmıştır. Elde edilen analiz sonuçları ile dokümanlardan alınan bilgiler, çeşitli diyagramalar yerleştirilerek su sınıflaması yapılmış, çalışma alanının yeraltı suyu ilişkileri ve kaliteleri belirlenmiştir.

B. STRATİGRAFİ

Çalışma alanını Neojen ve Holosen yaşlı kaya birimleri oluşturmaktadır (Şekil 2). Bu birimler yaşlıdan gence doğru; I. Yuntdağ volkanitleri, Demirtaş piroklastik kayaları, II. Yuntdağ volkanitleri, III. Yuntdağ volkanitleri, ve alüvyon olmak üzere sıralanabilir (Şekil 3).

Tersiyer öncesi yaşa sahip temel kayaları Kozak Dağı etrafında bulunan Kınık formasyonuna aittir. Bu formasyonlar Silttaşı ve Permiyen yaşlı siltli kireçtaşı ile Çamurtaşı ve Triyas yaşlı kireçtaşıdır. Bu formasyonların Dikili-Bergama arasında büyük bir derinlikte yer aldıkları düşünülür.

Çalışma alanının Kuzeydoğusunda yer alan Kozak plütonu granodioritlerden oluşmuştur. Radyometrik yaş tayini bu sokulumun Eosen-Oligosen arası olduğunu gösterir. Kozak plütonu açık gri, orta-iri taneli, bol çatlaklı ve eklemlidir. Küreel ayrışma gösteren bu Plüton granodiyorit bileşimindedir ve sık sık aplit damarları ile kesilmiştir. Bingöl ve diğerleri (1982) tarafından monzogranit ve monzogranodiyorit olarak adlandırılmıştır.

I. Yuntdağ volkanitleri Kozak dağlarının güneydoğusunda geniş bir yayılım sunar. Bu birim andezitin Piroksen Andezitten dasite kadar yayılan birçok türünü içerir. Bu kayalar genelde çok eltere olmuş durumdadır. II. Yuntdağ volkanitleri Hornblend Andezit ve Piroksen Andezit kayaları içeren Yuntdağını oluşturur. III. Yuntdağ volkanitleri lava domları içerir ve Dikili bölgesinde Bergama’nın Kuzeydoğusunda yer alır. Genel olarak Biyotit-Hornblend andezit ve dasitten oluşur.
Dededağ Bazalt birimi Dikili-Bergama havzasında yüzlek verir. Birim koyu gri, kompakt piroksen andezitik ve bazaltik lav akıntılarından oluşmuştur. Dededağ volkanının Erken Pliyosen’de oluştuğu düşünülmektedir.

Dikili-Bergama bölgesi Kuzeydoğu-Güneybatı doğrultulu bir kırılma zonu tarafından temsil edilir. Birçok KD-GB doğrultulu fay bölgede küçük bir graben oluşturmuştur (Maden Tetkik Arama- Japan Internatıonal Cooperation Agency, 1986).

Şekil 2. Çalışma Alanının Jeoloji Haritası (MTA-JİCA, 1987’den değiştirilerek).
Şekil 3. Dikili Bölgenin Genelleştirilmiş Stratigrafik Kolon Kesiti (MTA-JİCA, 1987’den değiştirilerek).

I. KAYA BİRİMLERİ

1. Yuntdağ Volkanitleri (Tyu-I)

Çalışma alanının KD, KB ve GB’sında gözlenen bu birim, yatay olarak Demirtaş piroklastikleri tarafından örtülmüştür. Birim breşik tüflerle ardışık olmakla beraber hornblend andezit lavlarından ibarettir. Hidrotermal alterasyona uğramış olan bu birim, açık-koyu gri altere kayalara dönüşmüştür. İçerdiği çatlaklarda kuvars, kalsit ve jips mineralleri gözlenmiştir. 1500 m kalınlığa sahip olduğu düşünülen bu birim çalışma alanında Tersiyer yaşlı kayaların üstünü örter ve geniş alanlar kaplar. Tersiyer kayalarını üzerleyen 1. Yuntdağ Volkanitleri’nin jeotektonik açısından yüksek kesimlerde yer aldığı düşünülmektedir. (Eşder, T. 1998) Tersiyer yaşlı 1. Yuntdağ Volkanitleri jeotermal sistemlerin akiferidir (Özen, T., Tarcan, G. 2005)
Kayalarda, düzleminde düşey yönlü kayma yüzeyleri bulunan D-B doğrultulu fay izleri gözlenmiştir. D-B doğrultulu bu fay Dede Tepe’nin 500 m kuzeyindeki vadide gözlenmiştir. I. Yuntdağ volkanitleri içerisinde bulunan hidrotermal zonlarda çok sayıda kuvars kristalleri ile dolmuş damar bulunmaktadır (Özgen, K. 2009).

2. Yuntdağ Volkanitleri (Tyu-II)

Alanın KB’sında bulunan II. Yuntdağ volkanitleri Demirtaş Piroklastik kayalarını üzerler ve III. Yuntdağ volkanitleri ile örtülür (Eşder, T. 1998).
Mafik volkanizmanın ürünü olan effüsif II. Yuntdağ volkanitleri koyu renkli bazalt ve piroksen andezit lavlardan oluşur.
II. Yuntdağ volkanitleri çalışma alanı içerisinde dar bir alanı kaplar ve nadiren de olsa hidrotermal damarlar bu birim içerisinde gözlenebilir niteliktedir (Özen T., Tarcan G., 2005).

3. Yuntdağ Volkanitleri (Tyu-III)

III. Yuntdağ volkanitleri petrografik ve stratigrafik özelliklerine göre altı gruba ayrılmıştır. Bunlar sırasıyla; Kocaağıl hornblend andezit, Dikili-Biyotit-Hornblend andezit, Çam Tepe dasit, Çam Tepe riyolit, Koca Tepe biyotit-Hornblend andezit, Sulukaya biyotit-hornblend andezittir (Eşder, 1998).

3.1. Kocaağıl Hornblend Andezit
Kocaağıl hornblend andezit alanın güneyinde yer almaktadır. Bu lavlar PirokseHornblend andezitten oluşmaktadır ve III. Yuntdağ volkanitlerinin mafik lavlarıdır. Bu lav koyu gri renkli ve az fenokristalli ve çok eklemlidir. Bu özellikleri bu lavı Dikili lavlarından ayırır. Maden Tetkik Arama ve Japan International Cooperation Agency işbirliğinin 1987’de yayınladığı makaleye göe bu lav içerisinde sığ sıcak sulara sahip büyük bir olanak bulunmaktadır.

3.2. Dikili-Biyotit-Hornblend Andezit
Dikili-Biyotit-Hornblend andezit birimi çalışma alanının birçok yerine yayılmıştır ve kaynarca civarında bulunmaktadır. III. Yuntdağ volkanitleri ile körele edilmiştir (Özgen, K. 2009).
Bu lav direkt olarak Demirtaş piroklastikleri üzerinde ve alanın diğer tarafında I. Yuntdağı volkanitleri, II.Yuntdağı volkanitleri ve Kocaağıl lavı üzerinde yer almaktadır. Kırmızımsı, gri renkli ve kompakt özelliğe sahip bu lav Hornblend-Biyotit Andezitten oluşmaktadır. Bu lavın içerdiği hidrotermal damarlar boyunca zayıf-orta derece hidrotermal damarlar bulunmaktadır.

3.3. Çam Tepe Dasiti
Çam Tepe dasit KD-GB doğrultusunda uzanan bu lav alanda Çam Tepe’nin eteğinde bulunmaktadır. Çam tepe riyoliti tarafından örtülen bu birim Dikili biyotithornblend andezitini örtmektedir. Bu lavın bazı kısımları zayıf bir alterasyona uğramıştır. Bu lav küçük silis damarları içermektedir (Özgen, K. 2009).

3.4. Çam Tepe Riyoliti
Çam tepe riyoliti Çam Tepe’nin KB yamacında bulunur. Çam tepe dasiti ve Dikili biyotit-hornblend andeziti örten bu lavın, bu nedenle alandaki volkanizmanın son safhasını oluşturduğu düşünülmektedir. Akma yapısı ve bol eklemlere sahip bu lav açık gri renklidir ve biyotit ve kuvars fenokristallerinden oluşmaktadır (Eşder, T 1998).

3.5. Koca Tepe Biyotit-Hornblend Andezit
Koca Tepe Biyotit-Hornblend Andezit Bu lav direkt Dikili lavı üzerine akmıştır ve bazı bölgelerde Demirtaş piroklastikleri üzerinde gözlenmiştir (Eşder, T 1998).
Bu lav Dikili lavlarını oluşturan magmatik kayalara benzerdir ve bu lav da Dikil lavı gibi biyotit-hornblend andezit içermektedir. Bu lav araştırma sahasındaki en genç volkanizmanın bir sonucudur.

3.6. Sulukaya Biyotit-Hornblend Andezit
Sulukaya Biyotit-Hornblend Andezit Dede Tepe ve Payam Tepe arasındaki dağ geçidinden KB ya doğru akmıştır.
Dikili lavı üzerinde yer alan bu lav da Koca Tepe Biyotit-Hornblend Andezit lavı gibi sahadaki volkanizmanın en genç safhasında oluşmuştur (Eşder, T 1998).

4. Alüvyon Birimi

Çalışma alanının güney ve orta kesimleri alüvyonlarla kaplıdır ve düz bir yüzey oluştururlar. Birimin rengi yersel olarak değişir.
Alüvyon kırıntılarının büyük bir kısmı volkanik kırıntılardır. Bu alüvyonlar tepelerden ayrışıp, aşınıp taşınarak verimli tarım arazileri oluşturabilir. Kuvaterner yaşlı alüvyon birimi tüm birimleri uyumsuzlukla örter.

C. YAPISAL JEOLOJİ

Türkiye’nin güncel deformasyonunda ve jeolojik olaylarında etkin olan kuvvetler ve enerji boşalımları Kuzey Anadolu Fayı (KAF) ve Doğu Anadolu Fayı’nın (DAF) aktivitesinden kaynaklanmaktadır (Şekil 4). KAF ve DAF ile sınırlanan Anadolu levhası batıya doğru hareket halindedir (Şengör ve Yılmaz 1981; Yılmaz 1990). Kuzey Anadolu Fayı, Doğu Anadolu Fayı ile birleşme noktası olan Karlıova (Bingöl)’dan başlayarak Bolu civarına kadar dar bir zon içinde kalırken, Bolu civarından sonra önce iki kola daha sonra da birçok kola ayrılarak Marmara Bölgesi içerisine dağılmaktadır.

Şekil 4. Türkiye ve Çevresinin Tektonik Kuşaklarını Gösteren Harita (Şengör ve diğerleri 1985, Barka 1992 ve Bozkurt 2001’den değiştirilerek).

Batı Anadolu Dünya’nın sismik olarak en aktif ve en hızlı açılan bölgelerinden biridir. Şu anda bölgede yılda 30-40 mm hızında K-G yönlü bir kıtasal genişleme yaşanmaktadır. Bölge Yunanistan, Makedonya, Bulgaristan ve Arnavutluk’u da içeren Ege Açılma Provinsi’nin bir parçasıdır (Şekil 5).

Şekil 5. Batı Anadolu’da Bulunan Çalışma Alanının Yapısal Haritası (Bingöl 1989, Bozkurt 2000 ve Emre ve diğerleri 2006’dan değiştirilerek).

Bölgede D-B yönlü grabenler ve bu grabenlerin normal fayları bölgedeki aktif tektoniği kontrol eden en önemli unsurlardan biridir (Bozkurt, E, 2001).
Çalışma alanında araştırmacıların yaptığı araştırmalar sonucu 4 adet KB-GD doğrultulu, 2 adet BKB-DGD doğrultulu olmak üzere 6 fay tespit edilmiştir.

Bu faylar; Koca Tepe ve Kocaoba’nın doğu kenarında uzanan KB-GD doğrultulu (F-1) fayı, Dede Tepe`nin doğu kenarı ile Çam Tepe`nin kuzey kenarından geçen KB -GD gidişli (F-2) fayı, Çam Tepe`nin batı kenarından geçen KB – GD gidişli (F3) fayı, Dikili ılıcası`nın KD kenarından geçen KD` ya eğimi KB – GD gidişli (F4) fayı, Kaynarca`nın kuzey kenaından geçen, GD`ya eğimli BKB – DGD doğrultulu (F5) fayı, Kaynarca`nın güney kenarından geçen, KD`ya eğimli BKB – DGD doğrultulu fay (F6) (Şekil 6).

Şekil 6. Çalışma Alanında Gözlenen Faylar (Eşder, 1998’den değiştirilerek).

Bu faylar gravite anomalileri ile I. Yuntdağ Volkanitleri’nin yayılımına dayanmaktadır. Faylar, Kaynarca’nın doğu ve batısında alçalım zonları oluşturur. Kaynarca’nın batısındaki açılım zonu KB-GD, doğusundaki alçalım zonu BKB-DGD doğrultuludur. Bölgedeki jeolojik yapılar KB-GD doğrultulu fayların oluşturduğu graben tarafından kontrol edilmektedir. Kaynarca’nın doğu tarafında bu graben DKDBGB doğrultulu bir grabene dönüşür. Yuntdağ Volkanitleri’nin püskürmesinden sonra KB-GD doğrultulu fayların aktivitesi başlar ve III. Yundtdağ Volkanizması fay hareketlerine bağlı meydana gelen depresyon zonlarını doldurmuştur. KB-GD doğrultulu hidrotermal damarlar ve kırıklar yine III. Yuntdağ Volkanitleri içerisinde bulunmuştur, bu nedenle fay hareketlerinin III. Yuntdağ Volkanitleri’nin aktivitesinden sonra da devam edildiği kabul edilmektedir. Dikili lavı Çam Tepe`nin KB`sındaki KB – GD gidişli fay tarafından kesilmiş olup, en genç Çam Tepe dasiti ve riyoliti KD – GB gidişli yarıklar boyunca bunların içerisinden dışarı akmıştır. Sonuç olarak, KD – GB gidişli fayların aktivitesi büyük bir olasılıkla Dikili lavının erüpsiyonundan sonra yeralmıştır (Eşder, 1998).

Bölge genelinde sıcak su kaynaklarının bulunuşu, aktif bir tektonizmaya işaret eder. İnceleme alanı 1. Derece deprem bölgesi içindedir ve bölge aktif tektonik etkisi altındadır. “Dikili grabeni” olarak adlandırılan ve “Bergama çöküntüsü”nün uzantısı olan tektonik sistemde faylar, kırık, çatlak ve eklem sistemleri mevcuttur. (Yekıta, 1987).

D. HİDROJEOLOJİ

Çalışma alanı içerisinde yer alan I. Yuntdağ volkaniti, stratigrafik kolon kesitten de görülebileceği gibi çalışma alanının en genç birimidir. Büyük oranda alterasyona uğramış bu birimin çatlaklarında silis, kalsit ve jips dolguları bulunmaktadır. Tektonik zonlarda birimlerde ikincil gözeneklilik ve geçirgenlik artar. Bu nedenle bu birim akiferlik özelliği kazanmıştır.

Çalışma alanının Demirtaş bölgesinde gözlenen Demirtaş piroklastikleri alterasyon gözlenmeyen dasit, ignimbirit, felsik piroklastik kayalardan oluşur ve geçirimsizdir, bu nedenle örtü kaya özelliğindedir. Soğuk yeraltı suları açısından incelendiğinde alüvyon birimi akifer özelliği gösterir. Bölgede sulama sularının büyük bir bölümü alüvyon biriminden temin edilir.

İnceleme alanında Dikili ve Kaynarca alanları olmak üzere 2 jeotermal alan vardır (Özen T., Tarcan G., 2005).

1. SU ALANLARI

Çalışma alanının hidrojeolojisi incelenirken su örneklerinin alınması için Dikili Körfezi boyunca su kuyusu olan yazlık evlerden örnek alımı yapılmıştır. Körfez boyunca alınan soğuk su örneklerinin incelemesi yapılırken suların pH, sıcaklık, elektriksel iletkenlik (EC) ve tuzluluk değerleri için arazide ölçüm yapılmıştır.
Örneklerin kimyasal analizi sonucunda majör (Tablo 1) ve minör (Tablo 2) elementlerin değerleri belirlenmiştir. Su örneklerinin alındığı noktalar Şekil 7’te görülmektedir.

Tablo 1. Su Örneklerinin Major Element Değerleri

Tablo 2. Su Örneklerinin Minör Element Değerleri

E. SONUÇLAR
Çalışma alanında 11 ayrı noktadan su örneği alınmıştır. Arazide bu örneklerin sıcaklık, tuzluluk, EC ve ph ölçümleri yapılıp, Numuneler Dokuz Eylül Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği laboratuvarına gönderilerek majör-minör elementlerin mg/l cinsinden analizi yapılmıştır. 11 su örneğinin meq/l cinsinden değerleri, Fransız sertliği, SAR değeri hesaplanmış, su örnekleri piper, durov, schoeller diyagramlarında ve Wilcox ile ABD sınıflamasına göre sınıflanmıştır.

F. KAYNAKÇA
Back, W., 1966, Origin of hydrochemical facies of groundwater in the Atlantic Coastal Plain. International Geological Congress, 21st, Copenhagen Proceedings, Part 1: 87-95. Bear, J., 1979. Hydraulics of Groundwater. New York, McGraw-Hill, 569 p. USA. Barka A.A. 1992 The North Anatolian Fault zone, Annales Tecton. Bozkurt, E. 2000.Timing of Extension on the Büyük Menderes Graben, Western Turkey and its tectonic implications. In: Bozkurt, E., Winchester, J.A. and Piper, J.D.A. (eds)Tectonics and Magmatism in Turkey and the Surrounding Area, Geological Society, London, Special Publications, 173 sy.4

Şekil-1
Şekil-2
Şekil-3
Şekil-4
Şekil-5
Şekil-6