Seyhan ve Ceyhan havzalarının Çukurova bölgesinin hidrojeolojik incelenmesi
Hydrogeological investigation of Cukurova region of Seyhan and Ceyhan basins
Yazar: ELÇİN ALDEMİR
Danışman: PROF. DR. HALİL MURAT ÖZLER
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Akiferler = Aquifers ; Hidrojeokimya = Hydrogeochemistry ; Hidrojeoloji = Hydrogeology ; Kirlilik = Pollution

Özet:
Bu çalışma Seyhan ve Ceyhan Havzalarının Çukurova bölgesinin jeolojik ve hidrojeolojik özellikleri, yeraltısuyu seviyesi ve akım yönleri, akifer sisteminin yapısı ve beslenim-boşalım ilişkisi, yeraltısuyunun fiziksel ve kimyasal özellikleri, suların içme, kullanma ve sulama suyu olarak değerlendirilme olanaklarının belirlenmesi amacıyla hazırlanmıştır. 
Doğu Akdeniz bölgesinde batıda Ecemiş Fayı, doğuda İskenderun Körfezi ile sınırlanan inceleme alanı Arap-Afrika Kıtasına, Kenet Kuşağına ve Toros Kuşağına ait olan birimlerin üzerinde geliştiğinden dolayı jeolojik açıdan oldukça karmaşık bir yapıdadır. İnceleme alanı, KD-GB doğrultulu Göksu Fayı ve Yumurtalık Bindirmesi ile kuzeybatıda Adana, güneydoğuda İskenderun ve her iki havzanın arasında bulunan Misis-Andırın olmak üzere üç farklı Neojen havzasından oluşmuştur. Adana havzasında İnfra-Kambriyen-Kretase zaman aralığında çökelmiş, genelde şelf tipi karbonat ve kırıntılı kayalardan oluşan Geyikdağı Birliği temeli oluşturur. Temel birim üzerine Miyosen istifleri ve Kuvaterner çökelleri gelmiştir. İskenderun havzasının temelinde İnfra-Kambiriyen-Kretase zaman aralığında şelfte çökelmiş karbonat ve kırıntılı fasiyes birimlerinden oluşan Arap-Afrika Platform İstifleri ile Arap Platform istifinin üzerinde iki tektonik dilimden oluşan Koçali Karışığı ve Kızıldağ Ofiyoliti bulunur. Temel birimlerin üzerinde sırasıyla uyumsuz olarak Üst Miyosen yaşlı Kızıldere Formasyonu, Kuvaterner yaşlı Delihalil Volkaniti, kaliş ve alüvyonlar yer alır. Misis-Andırın havzasının temelini ise Kenet Kuşağı birimlerinden Dokuztekne Volkanitleri, Bodrumkale Formasyonu, Andırın Kireçtaşları, Paşaoğlu filişi, Darıovası Ofiyolitik Melanjı, Engizek-Binboğa Grubundan oluşan Misis-Andırın Karışığı birimleri oluşturmuştur. Buradaki temel birimlerin üzerine sırasıyla orta Miyosen yaşlı Karataş, Alt Miyosen yaşlı Aslantaş, bu iki formasyon arasında kalsi-türbidit seviyesinden oluşan Sarımazı Üyesi, bu iki formasyon üzerine Sankeçili-Karatepe tektonik hattıyla bindirmeli olarak Paleosen-Orta Eosen yaşlı Dokuztekne Volkano-sedimaterleri ve bu sedimanterlerle uyumlu olarak yüzeyleyen Orta Eosen yaşlı Bodrumkale Formasyonu ve uyumlu olarak Üst Eosen-Oligosen yaşlı Bulgurkaya Olistostromu gelmektedir. Her üç havzada da kaliş ve alüvyonlar geniş bir şekilde yayılım göstermektedir. İnceleme alanı KB-GD yönünde kuvvetli bir sıkışmaya uğramış ve her üç havzadaki egemen tabaka doğrultu yönlerinin aynı yönde (KD-GB yönünde) olduğu görülmüştür. 
Drenaj alanı 5085 km2 büyüklüğünde olan inceleme alanının izohiyet yöntemi kullanılarak ortalama yağış değeri 705 mm/yıl olarak hesaplanmıştır. Thornthwaite, Turc ve Penman yöntemlerine göre potansiyel ve gerçek buharlaşma-terleme değerleri hesaplanmıştır. Adana meteoroloji gözlem istasyonun yağış verilerine göre Penman yöntemiyle hesaplanan hidrolojik bütçede toplam buharlaşma-terleme değeri 1039,30 mm, ortalama yağış değeri 647,2 mm/yıl olarak bulunmuştur. İnceleme alanında jeolojik birimler hidrojeolojik ortam özelliklerine göre sınıflandırılarak akifer nitelikleri belirlenmiş ve hidrojeolojik haritası hazırlanmıştır. Geniş bir alan kaplayan alüvyonun ve Kuzgun Memişli Üyesinin iyi bir akifer özelliği taşıdığı, kaliş biriminin geçirimsiz olmasına rağmen çökeldiği birimin litolojisine bağlı olarak yarı geçirimli ortam özelliği kazandığı görülmüştür. İnceleme alanında yeraltısuyu akış yönü kuzeybatıdan güneye ve doğuya doğru değişmektedir. Jeofizik verilerle akiferin yapısı araştırılmış ve bazı kesimlerde lokal tuzlanmalar olduğu belirlenmiştir. İnceleme alanında pH'ı 6,7-8,6, sıcaklığı 13-29 Cº ve EC değeri 201-9160 µ/cm arasında değişen sular genellikle "sert''-"çok sert'' sınıflarında yer almaktadır. Suların hidrojeokimyasal olarak sınıflandırılmasında; Piper ve Durow diyagramları, sulama suyu açısından değerlendirilmesinde; Wilcox ve ABD tuzluluk diyagramları hazırlanmıştır. Buna göre sular, Seyhan havzasında genellikle Mg-HCO3 ve Na-Cl sınıfında, Ceyhan havzasında Ca-Mg-HCO3 sınıfında yer alır. Suların Seyhan havzasında çoğunlukla "tatlı sular" Ceyhan'da ise "acı sular" sınıfında olduğu belirlenmiştir. Sulama suyu açısından her iki havzada bulunan sular, sulama suyu olarak uygundur, fakat "şüpheli kullanılabilir" sınıfında bulunan sular kesinlikle kontrol edilmelidir. Suların Ca+2, Mg+2, Na+, K+, CO3-2, HCO3‾², SO4, Cl-, F katyon ve anyonlarının ve sularda bulunabilen NO3, NO2, NH4, B kirlilik parametrelerinin ve Fe, Sb, As, Cr, Cu ağır metallerinin konsantrasyon dağılım haritaları hazırlanmıştır. 
EPA, TS-266, WHO ve Sağlık Bakanlığı (2005) içme suyu standartlarına göre bazı kuyularda kirlilik miktarlarının izin verilen üst sınırı aştığı, Cr, Sb miktarlarının genelde standartlara uygun olduğu, Fe, As, Cu miktarlarının da birkaç kuyuda izin verilen üst sınırı oldukça aştığı belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre inceleme alanının yeraltısularında kirlilikten, tuzluluktan ve ağır metal içeriğinden söz etmek mümkündür

Abstract:
This study has been prepared for the investigation of the geological and hydrogeological properties of Çukurova region of Seyhan and Ceyhan basins, the groundwater table and flow directions, the structure of the aquifer system and the catchment- disembogue relationship of the aquifer system, the physical and chemical properties of groundwater and the opportunities to benefit from the groundwater as drinking, irrigation and domestic water. The structure of the study area, which is located in the Eastern Mediterranean Region and bordered with the Ecemiş Fault due west and the İskenderun Gulf due east, is geologically quite complex as it developed over the units that are the extensions of the Continent of Arab-Africa, the Suture Zone and the Taurus Zone. The study area consists of three different Neogene basins as follows: "Adana Basin" due northwest and "İskenderun Basin" due southeast (through the Göksu fault which extends along NE-SW direction and the Yumurtalık overthrust) and "Misis- Andıran Basin" between the said two basins. In the Adana Basin; the Geyikdağı  Assembly, which is mostly composed of shelf-type carbonate and clastic rocks and deposited during Infra-Cambrian- Cretaceous periods, forms the base. The basis unit was overlaid by the Miocene sequences and the Quaternary deposits. At the bottom of the İskenderun Basin; there exist Arab-African platform sequences, which are composed of carbonate and clastic facies units deposited over the shelf during Infra-Cambrian-Cretaceous periods, and the Kızıldağ Ophiolite and the Koçali Melange, which consists of two tectonic slices over the Arab Platform sequence. Respectively the Upper Miocene Kızıldere formation, the Quaternary Delihalil volcanite, caliche and alluviums unconformably take place on the bases. And the Bodrumkale formation, the Andırın Limestone, the Paşaoğlu Flysch, the Darıovası Ophiolitic Melange, the Dokuztekne Volcanites (among the Suture Zone Units) and the Misis-Andırın Melenge (consisting of the Engizek-Binboğa group) form the base of the Misis-Andıran Basin. Respectively the followings lay on these bases: the middle Miocene Karataş, the Lower Miocene Aslantaş, the Sarımazı member, which was formed from the calciturbidite levels between these two formations, the Paleocene-Middle Eocene Dokuztekne volcanic sediment which overlay on these two formations with the Sankeçili-Karatepe tectonic line, and the Middle Eocene Bodrumkale formation, which surfaces compatibly with these sediments, and compatibly the Upper Eocene-Oligocene Bulgurkaya olistostrome. Caliche and alluviums are widely exist in all these three basins. It has been seen that the study area exposed to a strong compression in NW-SE direction and that the dominant strike is same in all three basins (NE-SW direction). The average precipitation of the study area, covering a 5085 km2 drainage area, has been calculated as 705 mm/year, by using isohyet method. The potential and real evapotranspiration values have been calculated according to Thornthwaite, Turc and Penman methods. The average precipitation and total evapotranspiration value in the hydraulic budget have been calculated (by Penman method) according to Adana meteorological observation station precipitation data, and found 647 mm/year and 1039,30 mm respectively. The geological units within the study area have been classified according to their hydrogeological characteristics and accordingly their aquifer characteristics have been determined and hydrogeological map has been plotted. It has been seen that the alluvion, which exposed over large areas, and the Kuzgun Memişli member have a good characteristic of aquifer and that although the caliche unit is impermeable it acquired a semi permeable environment characteristic depending on the lithology of the unit it deposited on. The underground water flow through within the study area varies from northwest to south and east. The structure of the aquifer has been investigated with the geophysical data, and has been determined that there exist local salinisations in some parts. The waters within the study area have pH values ranging between 6.7 and 8.6, temperatures ranging between 13 and 29 Cº and EC values ranging between 201 and 9160 µ/cm, and mostly fall into the category of - "hard" - "very hard". While Piper and Durow diagrams have been prepared in the hydro-geochemical classification of the waters; Wilcox and US salinity diagrams have been prepared in the evaluation in regard of irrigation water. Accordingly, the waters in the Seyhan Basin mostly fall into the category of Mg-HCO3 and Na-Cl, and the waters in the Ceyhan Basin mostly fall into the category of Ca-Mg-HCO3. It has been determined that the waters in Seyhan Basin mostly fall into the category of "soft/fresh water" and the waters in Ceyhan Basin mostly fall into the category of "hard/brackish water". In regard of irrigation; waters in both basins can be used as irrigation water, but the waters which fall into "suspiciously useable" category must be absolutely controlled. The concentration distribution maps of the Ca+2, Mg+2, Na+, K+, CO3-2, HCO3‾², SO4, Cl-, F cations and anions and the NO3, NO2, NH4, B pollution parameters and the amount of Fe, Sb, As, Cr, Cu heavy metals of waters have been plotted. It has been determined, according to drinking water standards of EPA, TS-266, WHO and the Ministry of Health (2005), that the pollution levels in some wells exceed the permitted upper limit, Cr, Sb amounts mostly conform to the standards, and that the heavy metal Fe, As, Cu amounts in several wells also exceed the permitted upper limit. According to the abovementioned results; it is possible to mention about a pollution, saltiness and heavy metal existence in the waters within the study area