Elbistan kömür havzası e sektörü'nün hidrojeolojik modeli
Hydrogeological model of the e-sector of Afşin-Elbistan coal basin
Yazar: AHMET FUAT YARGICI
Danışman: DR. LEVENT TEZCAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Elbistan Kömür havzasında bulunan ve işletmeye açılması planlanan E sektörünün hidrojeolojisi ortaya konulmaya çalışılmıştır. Bu kapsamda tez çalışmasının amacı, E sektörünün hidrojeolojik kavramsal modelini oluşturmak ve oluşturulan bu kavramsal modeli matematiksel bir yeraltısuyu akım model ile test etmektir.
Kavramsal modeli oluşturabilmek için öncelikle sayısal ortamda jeolojik model oluşturulmuştur. Bu modelin oluşturulmasında yaklaşık 700 kuyu logundan yararlanılmıştır. Jeolojik model kullanılarak yeraltısuyu taşıyan birimlerin ilişkileri hakkında bulgular ortaya koyulmuştur.
İzotop analizleri, pompa testleri, yeraltısuyu seviye ölçümleri gibi çalışmalardan faydalanılarak yeraltısuyu bulunduran birimlerin hidrojeolojik özellikleri tespit edilmiştir. Tüm bu bilgiler ışığında Elbistan Kömür Havzası E Sektörünün kavramsal modeli elde edilmiştir. Kavramsal modelin matematiksel olarak doğruluğunun sınanması FEFLOW programı ile yapılmıştır.
Kavramsal modele göre E sektöründe bulunan Pliyosen-Pleyistosen yaşlı kömür ve gidya birimlerinin üzerinde yer alan tavan kili yüzey suları ve güncel yağışlar ile olan beslenimi sınırlarken, bu birimlerin tabanında bulunan taban kili de karbonatlı kayaçlar ile olan hidrolik ilişkiyi sınırlamaktadır. Benzer şekilde çalışma alanının doğu kısmında karbonatlı kayaçlar ve gidya/kömür arasındaki hidrolik ilişkiyi de göreli olarak geçirimsiz olan Kemaliye formasyonu sınırlamaktadır.
Kavramsal modelde sistemin boşalımının model alanının güney-güneybatı kesiminden gerçekleştiği tespit edilmiş, bu durum yeraltısuyu akım modeli ile sınanmıştır. Buna göre karbonatlı kayaçlar içerisindeki yeraltısuyu dipten dolaşım ile sistemi terk etmektedir.
Yeraltısuyu akım modelinin kararlı akım koşullarında kalibrasyonu sahada ölçülen yeraltısuyu seviyeleri ile yapılırken; kararsız akım koşullarındaki kalibrasyonu pompa testleri sırasında kaydedilen düşüm/zaman eğrileri ile yapılmıştır. Kalibrasyonlar sonucunda mevcut durumu temsil eden yeraltısuyu akım modeli elde edilmiştir. Kararlı akım koşullarında yapılan kalibrasyonda gözlenen değerler ile hesaplanan değerler arasındaki artıkların ortalaması (RMS) yaklaşık 4 metre olarak hesaplanmıştır. Bu sonuç, matematiksel modelin kavramsal modeli oldukça başarılı şekilde temsil ettiğini göstermektedir. 
Çalışma kapsamında hassasiyet analizi yapılmış, sistemin belirsizlikleri tespit edilmiştir. Sistemin yatay yöndeki hidrolik iletkenlik katsayısı ve sınır koşullarını denetleyen parametrelerden birisi olan transfer katsayısı parametrelerinin değişimine hassas olduğu yapılan bu çalışma ile ortaya koyulmuştur. Bu durumun giderilmesi için farklı lokasyonlarda pompa testlerinin yapılmasında fayda görülmektedir.
Sistemi kontrol eden ve E Sektörünü çevreleyen karbonatlı kayaçlarda açılmış kuyu ve test sayısı oldukça yetersizdir. Benzer şekilde bugüne kadar sektör bazında yürütülen hidrojeolojik çalışmaların yanında Afşin-Elbistan Havzası'nı kapsayan detaylı bir hidrojeolojik çalışmanın tamamlanması gerekmektedir. İşletmeye alınması gündemde olan saha için bu eksikliklerin bir an önce giderilmesi önem arz etmektedir.

Anahtar kelimeler: Hidrojeoloji, kavramsal model, yeraltısuyu akım modeli, hidrojeolojik model, nümerik model

Abstract:
Hydrogeological characterization of E sector which is located at Elbistan coalfield and planned to be operated, was studied within the scope of thesis. The aim of the study is the development of the hydrogeological conceptual model of the site and validate the conceptual setting with mathematical groundwater flow model.
In order to have the conceptual model, geological model was constructed by 700 borehole logs. Interrelations among the groundwater bearing units were characterized by means of geological model.
Hydrogeological characteristics of groundwater bearing units were determined by isotope analysis, pump tests and groundwater level measurements. Afterwards, conceptual model of Elbistan-E Sector Coal Field was developed. The conceptual model was tested through numerical modelling using FEFLOW software.
According to conceptual model of E sector, Pliocene - Pleistocene aged coal and gyttja units are bounded by the top and bottom by impervious clay layers. Hydraulic relations between carbonate rocks at the east of the Site and gyttja/coal layers are controlled by less permeable Kemaliye formation.
Model calibration under steady state conditions was performed by using groundwater levels while transient conditions was performed by using drawdown/time curves data of pump tests. Average of the differences between measured and calculated values (RMS) are evaluated as approximately 4 meters during steady state calibration phase. Representative groundwater flow model was obtained.
Sensitivity analysis was performed within the scope of work and uncertainties were determined. Results show that hydraulic conductivity and transfer rate which is one of the key parameters of boundary condition are sensitive parameters of the system. In order to eliminate this condition, more pumping tests on different locations should be carried out.
The wells located at carbonated rocks which are mainly controlling the system and surrounding the E sector are not sufficient. Beside the similar projects already performed on the field, it is highly recommended to conduct a comprehensive hydrogeological study for Afşin-Elbistan basin.

Keywords: Hydrogeology, conceptual model, groundwater flow model, hydrogeological model, numerical model