Simav (Kütahya) Ovasında yeraltısuyu jeotermal akışkan etkileşiminin sayısal modelleme ile değerlendirilmesi
Evaluation of groundwater - geothermal fluid interaction in Simav (Kütahya) Plain with numerical modeling
Yazar: YAĞMUR AKPINAR
Danışman: PROF. DR. CELALETTİN ŞİMŞEK
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeotermal Enerji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Simav Ovası Ege bölgesinin iç kesimlerinde yer almaktadır. Simav ovası doğu-batı doğrultusunda fay sistemleri ile kontrol edilen bir graben sistemine sahiptir. Bölge kapalı bir havza niteliğinde olduğundan ovada oluşan Simav Gölü, DSİ tarafından açılan kanal ile drene edilerek kurutulmuştur. Çalışma alanındaki ana kaya Kalkan Formasyonu olmak üzere, temel kayalarını ise migmatitler ve gnayslar oluşturmaktadır. Kalkan Formasyonun üzerinde gri yapıda, kahve renkli kuvarsit, muskovit, kalk şistlerden oluşan Simav Metamorfitleri bulunmaktadır. Simav Ovası bir çöküntü ovası olduğundan, alanın güney kesimlerindeki yüksek rakımlı alanlardan aşınma ve taşınma ile gelen sedimanlar doldurmuş ve kalınlığı 150 metreye ulaşan bir alüvyon malzeme ile doldurulmuştur. Bölgede alüvyon birimi yeraltı suyu sağlayan en önemli akiferi oluşturur. Simav Ovasında D-B yönlü oluşan fay sistemleri tüm birimleri kesmiş ve bu fay sistemleri bölgede jeotermal sistemin oluşmasında etkili olmuştur. Eynal, Çitgöl ve Naşa jeotermal sahaları bölgede önemli sistemleri oluşturur. Bölgede jeotermal sistemden yararlanmak amacı ile derinliği 958 metreye ulaşan üretim kuyuları açılmıştır. Kuyu dibi sıcaklığı maksimum 163 dereceye ulaşan bu sahalar yüksek jeotermal potansiyele sahiptir. Bölgede bazı kuyular sığ açılmış olup, üretilen jeotermal sular ısıtma, seracılık ve termal turizm amaçlı kullanılmaktadır. Bölgede yeraltı suyu seviyesinin zaman içerisinde yağışa değişikliğine bağlı beslenim miktarı, aşırı çekim ve alüvyon tabanında bulunan jeotermal sistemin etkileşiminin araştırılması oldukça önemlidir. Bu yoldan hareketle, yapılan çalışmada yukarıda belirtilen üç farklı senaryo altında yeraltısuyu seviye davranışı sayısal modelleme ile anlaşılmaya çalışılmıştır. Bölgede daha önceki yıllarda araştırma amaçlı açılan sondaj kuyu verileri kullanılarak model kalibre edilmiştir. Yapılan modelde yüksek bir korelasyon katsayısı (r=0,97 üzerinde) elde edilmiş olup, sistem için oluşturulan modelin sistemi temsil edecek özellikte olduğu düşünülmüştür. Yapılan modelleme çalışmasında yeraltısuyu akımının yüzeysel akaçlama ile paralel olarak batı kesime doğru olduğu, alüvyon altındaki fay sistemleri ile yüzeye çıkan sıcak akışkanın alüvyon akiferde fay boyunca bir karışım gösterdiği ortaya konulmuştur. Havzada yeraltısuyu yüzey suyu etkileşimi açısından ele alındığında yeraltısuyunun Simav Çayına boşalan bir sisteme sahiptir.

Abstract:
Simav Plain is located in the interior of the Aegean region. Simav plain has a graben system controlled by fault systems in the east-west direction. Since the region is a closed basin, Lake Simav, which was formed in the plain, was drained and dried by the canal opened by DSI. The bedrock in the study area is the Kalkan Formation which are migmatites and gneisses. Kalkan Formation is covered by the Simav Metamorphites rocks consisting of gray, brown colored quartzite, muscovite and calcite. Since the Simav Plain is a depression plain, it was filled with sediments coming from the high-altitude areas in the southern parts of the area by erosion and transportation and an alluvial material reaching a thickness of 150 meters. The alluvium unit constitutes the most important aquifer providing groundwater in the region. Simav Plain cuts all rocks with direction of E-W fault system and these fault systems have been effective in the formation of the geothermal system in the region. Evnal, Citgöl and Nasa geothermal fields constitute important system in the region. In order to benefit from the geothermal system in the region, production wells depth of 958 meters. These fields have high geothermal potential with a maximum downhole temperature of 163 degrees. Some of the wells in the region are shallow and the geothermal water produced is used for heating, greenhouse cultivation and tourism purposes. It is very important to investigate the interaction of the rate of the recharge due to the groundwater level change, overdraft from the groundwater and the geothermal system in the alluvial aquifer base. In this study, the groundwater level behavior was tried to be understood by numerical modelling under three different scenarios mentioned above. The model was calibrated using data from boreholes drilled for research purposes in the region in previous years. A high correlation coefficient (over r = 0.97) was obtained in the model, and it was thought that the model created for the system was representative of the system. In the modeling study, it was revealed that the groundwater flow was towards the western part in parallel with the surface drainage, and that the hot fluid coming to the surface with the fault systems under the alluvium aquifer showed a mixture along the fault in the alluvial aquifer. When considered in terms of groundwater-surface water interaction in the basin, it has a system where groundwater discharges into Simav Stream.