Sığ akifer sorunlarının belirlenmesinde sentetik jeoelektrik izleme çalışmaları
Synthetic geoelectrical monitoring studies in determination of the problems in shallow aquifers
Yazar: FUNDA ÖNSEN
Danışman: PROF. DR. MAHMUT GÖKTUĞ DRAHOR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Modelleme = Modelling ; Ters çözüm = Inversion

Özet:
Bu tez kapsamında sığ bir akifer sisteminde oluşan tabakalanma ve sıvı akışlarını belirlemek için iki-boyutlu standart ve zamana bağlı ters-çözüm yaklaşımları, periyodik zaman aralıkları yardımıyla incelenmiştir. Ayrıca modellemede elektriksel özdirenç etkisi de yapay modelleme çalışmalarıyla test edilmiştir. 
Elektrik özdirenç yönteminde araziden ölçülen değer, yeraltındaki özdirenç değişimlerine, dizilim geometrisine ve yapıların boyut ile derinliklerine bağlı olarak değişen görünür özdirençtir. Bu nedenle yukarıda söz konusu olan değişkenlerden bağımsız ve gerçeğe daha yakın yüzeyaltı modeli ve değerleri elde etmek için ters-çözüm işleminin gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Özellikle yüzey altında oluşan değişimler yardımıyla yaratılan farkları ve dinamik değişimleri belirlemek için zamana bağlı ters-çözüm çalışmaları büyük önem taşımaktadır.
Bu tez kapsamında, jeolojik veriler ve 2012 yılı meteorolojik verileri yardımıyla oluşturulan Balçova jeotermal sahasına ilişkin sentetik sığ akifer modeli oluşturulmuş ve yeraltı değişimleri standart ile zamana bağlı ters-çözüm yaklaşımları yardımıyla belirlenmiştir. Ters- çözüm aşamaları mevsimsel yağışlar da göz önünde alınarak oluşturulan yağışlı-kuru, yağışlı-orta ve orta-kuru dönemleri için yerine getirilmiştir. Bu aşamada dipol-dipol, ekvatoryal dipol, pol-pol, Schlumberger ve Wenner dizilimleri kullanılarak, standart ve zamana bağlı ters-çözüm yaklaşımları başarılmıştır. Zamansal değişimleri ortaya çıkarabilmek için yüzde değişim işlemi yardımıyla standart ve zamana bağlı ters-çözüm yaklaşımları karşılaştırılmıştır. 
Tez kapsamında; zamana bağlı ters-çözüm yönteminin standart ters-çözüm yöntemine göre gürültüye daha az duyarlı olduğu ortaya çıkmıştır. Ayrıca dipol-dipol dizilimi her iki ters-çözüm yaklaşımında da diğerlerine göre daha gerçekçi sonuçlar vermiştir.
Bu çalışma jeotermal sistemlerdeki yüzey ve derin kökenli su girdilerinin ve sıcaklık değişimlerinin oluşturacağı özdirenç değişimlerinin uygulanan yöntemler yardımıyla belirlenebileceğini ortaya çıkarmıştır. Böylece gelecekteki arazi çalışmaları için dinamik ortam modellemesinin önemi kullanılan iki farklı ters-çözüm yaklaşımı ve dizilim sınamaları yardımıyla ortaya çıkmıştır.

Abstract:
In this thesis, two-dimensional standard inversion and time-lapse inversion approaches implemented by periodic time intervals were investigated in order to determine the layer stratification and fluid changes occurred in shallow aquifer system. In addition, the electrical resistivity array effects in the modelling were tested using synthetic modelling studies. 
In the electrical resistivity method, the measured value in the field is the apparent resistivity that changes according to subsurface resistivity variations, type of array geometry, and dimensions and depth of the structures. Therefore, the inversion process should be fulfilled to get more realistic values and subsurface model, which is independent above cited variables. Particularly, time-lapse inversion studies are great important to determine the dynamic changes and the differences created by the variations occurred in the subsurface. 
In this thesis, the synthetic shallow aquifer model of Balçova geothermal area was constituted by using the geological and meteorological data of 2012, and the subsurface variations were investigated by standard and time-lapse inversion approaches. Inversion stages were performed for rainy-dry, rainy-middle dry and middle dry-dry periods, considering seasonal rainfalls. At this stage, standard and time-lapse inversion approaches were examined by using dipole-dipole, equatorial dipole, pole-pole, Schlumberger and Wenner arrays. Standard and time-lapse inversion approaches were compared by the percentage change process to reveal the temporal changes.
Time-lapse inversion approach is less sensitive to the noise than the standard inversion approach within the scope of this thesis. In addition, dipole-dipole array was given more realistic results in both inversion approaches.
This study was revealed the determination of resistivity variations resulted from the temperature and the water inputs that originate from the surface and deep system in geothermal systems. Therefore, this study showed that the importance of modelling performed on dynamic environments was demonstrated by two different inversion processing and array testing for the future field studies.