Ergene (Trakya) havzasının hidrojeolojik incelemesi ve sayısal modellemesi

Ergene Havzası, hem İstanbul'a yakın bir konumda hem de Trakya Bölgesi gibi yerleşimin ve sanayileşmenin yoğun ve ekonomik açıdan büyük bir öneme sahip bir bölgede yer almaktadır. Bu sebeple Ergene Havzası'nda su kaynaklarının kalitesi, sanayi yoğunluğu ve etkileri, çevre kirliliğinin boyutlarının belirlenmesi, sosyo-ekonomik yapı ve çevre düzeni planı gibi birçok konuda çeşitli çalışmalar mevcuttur. Son yıllarda hidrojeolojik çalışmalar alt havza bazında yapılmış, sanayileşmenin yoğun olduğu Çorlu-Çerkezköy Alt havzaları çalışmalara en çok konu olan bölge olmuştur. Bu çalışmada da sanayileşme ve nüfusun giderek arttığı Lüleburgaz Alt havzası ele alınmıştır. Çalışma kapsamında Lüleburgaz alt havzasında güncel jeolojik ve hidrojeolojik çalışmalar yapılmış, yüzey ve yeraltısuları miktar ve kalite yönünden incelenmiş, yüzey ve yeraltısuyu ilişkisi değerlendirilmiş ve sayısal modelleme çalışmaları yapılmış, geleceğe yönelik senaryolar ile havzadaki yeraltısuyu seviye değişimlerinin nasıl olacağı konusunda tahminlerde bulunulmuştur. Bu amaçlarla iki dönem boyunca saha ve laboratuvar çalışmaları yapılmış, toplam 26 adet su örneğinin fiziko-kimyasal nitelikleri değerlendirilmiş, havzanın hidrolojik bilançosu hazırlanmış ve ayrıca sayısal akım modeli oluşturularak, farklı senaryolarda havzayı ne gibi tehlikelerin beklediği öngörülmüştür. Çalışmaya konu olan alt havza yaklaşık 2150 km2 alana sahip olup Trakya Bölgesinin yaklaşık olarak tam ortasında yer almaktadır. Havza, morfolojik olarak Ergene Nehrinin aktığı bölgede 50-100 m. ortalama yüksekliğe sahiptir. Havzanın kuzeyine doğru 1000 m'ye yakın yükseltiler mevcuttur. Havzanın jeolojisi incelendiğinde kuzey sınırını temelde bulunan metamorfitler ve magmatik kayaçlar sınırlandırmaktadır. Bu birimlerden Tekedere Grubu (Pzt) biyotitli kloritli gnays ve şistlerden, Kırklareli Grubu gnays ve metagranitlerden, Kocabayır Grubu metaçakıltası, metakumtaşı, kuvarso-feldispatik şistlerden, Mahya Grubu ise fillatlar ve şistlerden oluşmaktadır. Temel birimlerin üzerine uyumsuz olarak gelen İslambeyli Formasyon (Tei), şeyl, kumtaşı ve silttaşı ardalanmasından, Soğucak Formasyonu (Tes) kireçtaşlarından, Pınarhisar Formasyonu (Top) kumtaşı, çakıltaşı ve yer yer kireçtaşlarından, Süloğlu Formasyonu (Tos) şeyllerden, Ergene Formasyonu (Tme) konglomera, kumtaşı, silttaşı ve kiltaşı ardalanmasından, Sinanlı Formasyonu (Tms) kiltaşı katkılı kireçtaşlarından, Trakya Formasyonu (Tnt) ise çakıltaşı, kumtaşı ve kiltaşı ardalanmasından oluşmaktadır. Çalışma alanına ait yağış verileri MGM'den temin edilmiş, ortalama yağış 581.4 mm, Thortwaite yöntemiyle de ortalama buharlaşma terleme 436.4 mm olarak belirlenmiştir. Akış verileri DSİ'den alınmış ayrıca SCS-CN yöntemiyle de hesaplanan akış verileri gerçek akış verileriyle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak Lüleburgaz Alt Havzasında ortalama yağış 1250 x 106 m3/yıl, ortalama buharlaşma ise 938 x 106 m3/yıl olarak hesaplanmıştır. Geriye kalan 312 x 106 m3/yıl (AGİ ölçümlerinde son 5 yıl ortalama 335 x 106 m3/yıl olarak ölçülmüştür) toplam akış olarak ölçülmüştür. SCS-CN yöntemi ile ortalama yüzeysel akış değeri 157.6 x 106 m3/yıl olarak hesaplanmış, akım gözlem istasyonlarından ise 135.8 x106 m3/yıl olarak bulunmuştur. AGİ değerinin ölçülen verilerden olması sebebiyle bu değer baz alınmıştır. Geriye kalan 176.2 x 106 m3/yıl ise süzülme olarak kabul edilmiştir. Çalışma alanı için toplam boşalım ile beslenim arasındaki fark yaklaşık sadece 9 x106 m3/yıl olarak bulunmuştur. Son yıllarda kaçak kuyuların ve kuyulardan çekimin artması ve yeraltısuyu seviyesindeki her yıl gerçekleşen 0.6-1.2 metrelik düşüm sebebiyle emniyetli kullanılabilecek yeraltısuyu miktarı uzun bir süredir aşılmış görünmektedir. Çalışma alanındaki yeraltısuyu ölçüm kuyularından alınan veriler ile yeraltısuyu seviye haritası çizilmiştir. Bu haritaya göre yeraltısuyu akış yönünün Ergene Nehrinin kuzeyinde kuzeydoğudan güneybatıya, Ergene Nehrinin güneyinde ise güneydoğudan kuzeybatıya doğru olduğu görülmüştür. Çalışma alanı içerisinde 1 kaynak, 3 akarsu ve 22 kuyudan yüzey ve yeraltısuyu örnekleri, 2 dönem (2017 bahar ve 2017 güz) toplanmış, analizleri yapılıp kullanılabilirlikleri ise TSE-266 (2005) ve WHO (2008) izin verilebilir üst sınır değerlerine göre değerlendirme yapılmıştır. Ph, elektriksel iletkenlik, çözünmüş oksijen miktarı gibi fiziksel parametreler kuyu başında ölçülmüştür. Majör anyon ve katyon değerleri ile ikincil birleşenler ACME Analiz laboratuvarında yapılmıştır. Analizler sonucunda Scholler, Piper, Gibbs, İyon Değişim, Durov, ABD Tuzluluk Laboratuvarı ve Wilcox Diyagramları ile sular değerlendirilmiştir. Analizler sonucunda bazı örneklerin kirlilik parametrelerinin izin verilen üst sınır değerlerin üzerinde olduğu belirlenmiştir. Yeraltısuyu akım modellemesi çalışmalarında Visual Modflow Flex 7.0 programı kullanılmıştır. Modelleme çalışması için jeolojik-hidrojeolojik veriler (kilin hidrolik iletkenliği 5x10-7 m/s, porozitesi 0.45, kumlu akiferin hidrolik iletkenliği 0.0001 m/s, porozitesi 0.35), hesaplanan yağış ve buharlaşma değerleri, akiferin beslenme miktarı, rasat kuyularındaki yeraltısuyu seviyeleri, işletme kuyularına ait debi miktarları girdi parametresi olarak kullanılmıştır. Sınır koşulları olarak sabit yük ve ayrıca akarsular programa tanımlanmıştır. Model alanında bulunan rasat kuyularından ölçülmüş olan yeraltısuyu seviye değerleri ve hidrolik yük değerleri kullanılarak modelin kalibrasyonu yapılmıştır. Model koşturulması sonucu sahada ölçülen ve modelde hesaplanan yeraltısuyu seviyesi değerleri arasındaki korelasyon katsayısı 0.9 olarak bulunmuştur. Ayrıca normalize kök kare ortalaması %5.29 olarak hesaplanmıştır. Toplamda 6 farklı senaryo daha oluşturulmuş, kuyulardan çekilen su miktarının %100 arttığı varsayılarak 10 yıl sonrası için oluşturulan senaryoda yeraltısuyu seviyesinin deniz seviyesinin altına düştüğü görülmektedir.