Yeraltı suyu araştırmaları ve sondajı
Groundwater surveys and drilling
Yazar: TEVFİK UĞURLU
Danışman: PROF. DR. ZÜHEYR KAMACI
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
MT ve Düşey Elektrik Sondaj yöntemleri Türkiye'de yeraltı suyu aramaları için en çok kullanılan jeofizik yöntemlerindendir. Özellikle ölçü aletlerinin göreceli olarak ucuz oluşu ve kullanımının kolay olması gibi nedenlerle birçok jeolojik sorunun çözümünün yanı sıra, elektriksel iletkenlik temeline dayandığı için yeraltı suyu aramaları için özellikle tercih edilmektedir.
DES'in amacı, yüzeyden yapılan potansiyel ölçümleri ile yeraltı katmanlarının derinlik ve özdirenç parametrelerinin saptanmasıdır. Yanal özdirenç değişimlerinden daha az etkilenmesi nedeniyle arazide ölçü düzeni olarak Schlumberger elektrot düzeni tercih edilmektedir. Manyetotellürik, yerin elektromanyetik alanındaki değişimleri kullanarak yeryuvarının özdirence bağlı yapısını inceleyen bir yöntemdir.
Bu çalışma kapsamında, inceleme sahası olan Manisa İlinin birçok bölgesinde incelemeler yapılmıştır. Ayrıca bu çalışma ile ortaya çıkan tüm bulguların değerlendirilerek yeraltı su aramalarında ön kestirim amaçlı kullanılan yöntemlerinin, açılan sondaj kuyusu verileri ve analizleri ile uyumlu olup olmadığı bu çalışma kapsamında amaçlanmaktadır.
Yeraltı suyu gözenek boşluklarında ve kayaların çatlaklarında ve toprak yüzeyinin altındaki tortularda bulunan sudur ve hidrolojide, dünya yüzeyinin altında değişken kalınlık ve derinlikte doymuş bir bölge olarak oluşan su olarak tanımlanır. Bu çalışmada, yeraltı suyu tespiti çalışmalarında kullanılan düşey elektrik özdirenç (DEÖ) ve manyetotellürik (MT) yöntemlerinin karşılaştırılması ve elde edilen sonuçların sondaj verileriyle deneştirilmesi amaçlanmıştır. MT ve DEÖ yöntemleri Türkiye'de yeraltı suyu aramalarında en çok kullanılan jeofizik yöntemlerindendir. Özellikle ölçü aletlerinin göreceli olarak ucuz oluşu ve kullanımının kolay olması gibi nedenlerle birçok jeolojik sorunun çözümünün yanı sıra, elektriksel iletkenlik temeline dayandığı için yeraltı suyu aramaları için özellikle tercih edilmektedir. Düşey elektrik özdirenç yöntemi, genellikle bilinen iki noktadan yere akım verip yine bilinen başka iki noktadan gerilim farkının ölçülerek yeraltındaki jeolojik birimleri ve bu birimlerin gözeneklerindeki suyu tespit etmeyi amaçlayan bir jeofizik yöntemdir. DEÖ'nin amacı, yüzeyden yapılan potansiyel ölçümleri ile yeraltı
katmanlarının derinlik ve özdirenç parametrelerinin saptanmasıdır. Yanal özdirenç değişimlerinden daha az etkilenmesi nedeniyle genellikle arazide ölçü düzeni olarak Schlumberger elektrot düzeni tercih edilmektedir.
Manyetotellürik yöntem, yerin elektromanyetik alanındaki değişimleri kullanarak yeryuvarının özdirence bağlı yapısını inceleyen bir yöntemdir, Manyetotellürik (MT) Yöntem ise yer altında var olan doğal kaynaklı tellürik akımları kullanır. Bu akımlar, güneşteki patlamalar sonucu oluşan elektromanyetik alanın etkisiyle oluşur. Bu akımların kayaçlarda neden olduğu elektrik ve manyetik gerilimlerin ölçümü ile kayaçların özdirençleri tespit edilir. Arazi çalışmalarında yer manyetik alanının 3 bileşeni (Hx, Hy, Hz) ile elektrik alanın 2 bileşeni (Ex, Ey) ölçülür. Bu çalışma kapsamında, Manisa ilinin farklı alanlarında araştırmalar yapılmıştır. Ayrıca, bu çalışma ile ortaya çıkan tüm bulgular değerlendirilerek yeraltı suyu aramalarında ön kestirim amaçlı kullanılan yöntemlerin açılan sondaj kuyusu bilgileri ile uyumlu olup olmadığı amaçlanmıştır.

Abstract:
MT and Vertical Electrical Sounding (VES) methods are the most widely used geophysical methods for groundwater exploration in Turkey. In addition to solving many geological problems, especially due to the relative cheapness and ease of use of measuring instruments, it is especially preferred for groundwater exploration since it is based on electrical conductivity.
The purpose of VES is to determine the depth and resistivity parameters of the subsurface layers by potential measurements from the surface. Magnetotellurics is a method of studying the resistivity-dependent structure of the earth's crust by using changes in the electromagnetic field of the earth. As a result, the geological structure of the subsurface is defined by studying the resistivity differences measured in the field as a variable of distance. Within the scope of this study, investigations were carried out in many regions of Manisa Province, which is the study area.
In addition, this study aims to evaluate all the findings of this study and to determine whether the methods used for prediction in groundwater exploration are compatible with the borehole data and analyzes.
Groundwater is found in pore spaces and fissures of rocks and sediments below the soil surface, and is defined in hydrology as water that occurs as a saturated region of varying thickness and depth below the earth's surface. In this study, it is aimed to compare the vertical electric resistivity (VER) and magnetotelluric (MT) methods used in groundwater detection studies and to correlate the obtained results with the drilling data. MT and VER methods are the most widely used geophysical methods in groundwater exploration in Turkey. It is especially preferred for groundwater exploration because it is based on electrical conductivity, as well as solving many geological problems due to the relatively cheap and easy use of measuring instruments. The vertical electrical resistivity method is a geophysical method that aims to determine the underground geological units and the water in the pores of these units by measuring the voltage difference from two known points, by giving current to the ground from two known points. The purpose of the VER is to determine the depth and resistivity parameters of underground layers with potential
measurements made from the surface. Schlumberger electrode arrangement is generally preferred as the measurement configuration in the field because it is less affected by lateral resistivity changes.
Magnetotelluric method is a method that examines the resistivity structure of the earth by using the changes in the electromagnetic field of the earth. The Magnetotelluric (MT) Method uses naturally sourced telluric currents that exist underground. These currents are formed by the effect of the electromagnetic field, which is formed as a result of explosions in the sun. Resistivity of rocks is determined by measuring the electric and magnetic voltages caused by these currents in the rocks. In field studies, 3 components of the ground magnetic field (Hx, Hy, Hz) and 2 components of the electric field (Ex, Ey) are measured. Within the scope of this study, researches were carried out in different areas of Manisa province. In addition, by evaluating all the findings of this study, it is aimed to determine whether the methods used for predictive purposes in groundwater exploration are compatible with the drilled borehole information.