Yüzey suyu-yeraltı suyu etkileşimlerini içeren kavramsal bir nehir-akifer modeli
A conceptual stream-aquifer model incorporating surface water-ground water interactions
Yazar: UĞUR BOYRAZ
Danışman: DOÇ. DR. CEVZA MELEK KAZEZYILMAZ ALHAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Kavramsal model = Conceptual model ; Kirlilik taşınım modeli = Contaminant transport model ; Modflow = Modflow ; Yer altı su akımı = Ground water flow

Özet:
Yeraltı suları bulunduğu bölgenin hidrolojik sisteminin önemli bir parçasıdır ve günümüzde tükenmekte olan su kaynaklarının korunması ve geliştirilmesi açısından stratejik bir rol oynamaktadır. Doğal bir kaynak olarak su kalitesi üzerinde ve su temininde önemli bir yere sahiptir. Su kaynakları dağılımının ve çevre kirlenmesinin bölgesel olarak değerlendirilmesi, su temini ve kalitesinin belirlenebilmesi için kaçınılmazdır. Bu nedenle yeraltı suyunun mekanizması, yapılan hassas hidrolojik ve kirlilik taşınımı modellemesi çalışmaları ile belirlenmelidir. Bugüne kadar yapılan yeraltı suyu çalışmaları, yeraltı suyu hidroliğini ve hidrolojisini açıklayabilirken, yüzey suyu-yeraltı suyu etkileşimlerini kapsayan ve değişken parametreler ve farklı senaryolar altında yeraltı suyunun davranışını inceleyen çalışma literatürde oldukça kısıtlıdır. Genelde literatürde yüzey suyu ve yeraltı suyu ayrı formasyonlar olarak incelenirken, bu çalışmada yüzey ve yeraltı suyu tek bir sistem olarak ele alınmış ve simülasyonlar bu kabul çerçevesinde yapılmıştır. Bu çalışmada yeraltı suyu akımı ve yeraltı suyu kirlilik taşınımı modellemesi yapabilen VISUAL MODFLOW bilgisayar programı ile kavramsal bir nehir-akifer modeli geliştirilerek, yapılmış olan simülasyonlar ile kavramsal olarak hazırlanmış nehir-akifer bölgesinin hidrolojik davranışı incelenmiş ve yüzey suyu-yeraltı suyu etkileşimlerinin nehir-akifer formasyonunun hidrolojik davranışına olan etkisi araştırılmıştır. Yapılmış olan nehir-akifer hidrolojik modellemesi ile farklı nehir ve akifer parametreleri ve farklı akış hatları için yeraltı su seviyesi dağılımı ve nehir-akifer arasında oluşan akım elde edilmiştir. Ayrıca nehir-akifer kirlilik taşınımı modellemesi ile farklı akış hatları için nehir-akifer formasyonundaki konsantrasyon dağılımları hesaplanmıştır. Kavramsal nehir-akifer modeli kullanılarak nehir-akifer sistemi için yüzey -yeraltı suları arasındaki akım incelenmiş ve yüzey suyu-yeraltı suyu etkileşimlerinin nehirle akifer arasındaki madde transferine olan etkisi araştırılmıştır.

Abstract:
Ground water is an important part of the hydrological system and it has a strategic place in protecting and developing water resources being depleted nowadays. As a natural resource, ground water plays an important role in water quality and water supply. Regionally assessing the distribution of water resources and environmental pollution is inevitable for determining water supply and water quality. Therefore, the physical mechanism of the ground water should be determined by developing detailed hydrological and contaminant transport models. While many studies cover ground water as a single system and therefore investigate pure ground water hydraulics and hydrology, studies related to surface water-ground water interactions and the behavior of ground water by conducting a sensitivity analysis under different scenarios are exiguous in the literature. Generally, surface water and ground water are examined separately in the literature; however, in this study they are considered as a unique system and the simulations are done accordingly. In this study, a conceptual stream-aquifer model is developed by using VISUAL MODFLOW computer program which is capable for simulations of ground water flow and ground water contaminant transport. The hydrological behavior of the conceptual stream-aquifer region is observed and the effect of surface water-ground water interactions on the hydrological behavior of stream-aquifer region is investigated. Ground water level fluctuations and the flux between stream and aquifer are obtained with the hydrological model of the conceptual stream?aquifer system by conducting sensitivity analyses for different stream and aquifer parameters and flow paths. In addition, the concentration distributions in aquifer formation for different flow paths are obtained by using the stream-aquifer contaminant transport model. By using conceptual stream-aquifer model, the flow rate between surface water and ground water for the stream-aquifer system are studied and the effect of surface water-ground water interactions on mass flux between stream and aquifer are investigated.