Farklı kırıklı-çatlaklı akifer sistemlerinde kirletici taşınım parametrelerinin belirlenmesi
Estimation of transport parameters at different fractured aquifer systems
Yazar: KÜBRA ÖZDEMİR ÇALLI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. LEVENT TEZCAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Akifer sistem = Aquifer system ; Difüzyon = Diffusion ; Dispersiyon = Dispersion

Özet:
Kırıklı-çatlaklı akifer sistemlerinin ileri derecede heterojen özellikleri, sistemdeki akım ve kirletici taşınım parametrelerinin belirlenmesini büyük oranda kısıtlamaktadır. Bununla birlikte, bu tür akifer sistemlerinin kirlilik problemlerine karşı oldukça hassas yeraltısuyu ortamlarını oluşturması dolayısı ile de sistemdeki taşınım süreçlerinin analizi ve parametre tahmini oldukça önemlidir. Bu temel çerçevede gerçekleştirilen tez çalışmasının amacı, kırıklı-çatlaklı akiferlerde kirletici taşınım parametrelerinin belirlenmesidir. Bu amaçla, farklı kırıklı-çatlaklı akifer ortamlarında gerçekleştirilen dört örnek karakterizasyon çalışması sunulmuştur.
Örnek Çalışma-1'de kırıklı-çatlaklı bazalt bir akifer sisteminden tek kuyu enjeksiyon-çekim testi-izleme deneyi ile elde edilen iki-pikli (bimodal) ilerleme eğrisi, ikili gözeneklilik modeli ve eşdeğer gözenekli malzeme modeli yaklaşımları ile analiz edilmiştir. Bu iki modelleme yaklaşımı sırasıyla Gauss olasılık dağılım ve Lorentz olasılık dağılım fonksiyonları bimodal ilerleme eğrisi ile uyumlaştırılmış ve taşınım parametre tahmini gerçekleştirilmiştir.
Örnek Çalışma-2 kapsamında, kırıklı-çatlaklı dolomitik bir kireçtaşı akiferinde iki kuyu enjeksiyon-çekim testi-izleme deneyi çalışması ile elde edilen Rodamin WT izleyicisine ait çok-pikli (multimodal) ilerleme eğrisi yorumlanmıştır. Akifer sistemi, eşdeğer gözenekli malzeme yaklaşımı temelinde Gauss olasılık dağılımı aracılığıyla analiz edilmiş ve taşınım parametreleri hesaplanmıştır.
Örnek Çalışma-3'de kırıklı-çatlaklı dolomitik kireçtaşı akiferinin üç farklı noktasındaki kuyuda gerçekleştirilen akifer testleri, düşüm türevi verilerini içeren diagnostik grafikler aracılığıyla analiz edilmiştir. Akifer hidrolik parametreleri, ikili gözeneklilik modeli yaklaşımı ile parametre tahmini yapan Moench, 1984 ve Barker, 1988 çözüm yaklaşımları ile tanımlanmıştır. Buna göre, süreksizlik ve matriks bileşenleri için sırasıyla hidrolik iletkenlik (Kf ve Km) ve depolama (Sf ve Sm) katsayıları belirlenmiştir.
Örnek Çalışma-4'de kırıklı-çatlaklı akifer ortamından alınan farklı tür matriks malzemeler için, dağılım katsayısı (Kdm) ve retardasyon faktörü (Rdm) hesaplanmıştır.

Abstract:
The high degree of heterogeneity in fractured aquifers is a major challenge to quantify flow and contaminant transport parameters. It is, however, important to characterize contaminant transport processes and estimate the transport parameters in these aquifer systems, due to their vulnerability to pollution problem. Within this framework, in this study it is mainly aimed to estimate the contaminant transport parameters in fractured aquifers. To achieve this, four case study were conducted in different fractured aquifers to quantify transport parameters.
The first case study consisted of the Single Well Injection-Withdrawal Test (SWIW)-tracer test, experimented in fractured basalt aquifer with using Uranine dye. Bimodal breakthrough curve (BTC) was obtained from the test. To estimate transport parameters, bimodal BTC was fitted by Gaussian and Lorenzian probability distribution function, being conceptualized by Dual Porosity Model (DPM) and Equivalent Porous Media (EPM) modelling approaches, respectively.
In the second case study, two-well tracer test was applied in fractured dolomitic limestone aquifer to quantify the transport parameters. The BTC of Rhodamine WT exhibited multi-peaked shape. The regional transport parameters were characterized by Gaussian distribution function.
Within the third case study, drawdown results of three wells drilled into fractured limestone aquifer were assessed with diagnostic plots. Moench, 1984 and Barker, 1988 model solutions were selected to characterize double porous aquifer. Thereby, the hydraulic conductivity and storativity parameters of fracture and matrix for each well were calculated.
In the last case, the distribution coefficients (Kdm) and retardation factors (Rdm) of different matrix materials were determined by batch tests.