SU KAYNAKLARI VE JEOFİZİK


1. Yeraltı Suyu, Onemi ve İstifade Şekilleri

Yeryuzune duşen yağmur ve eriyen kar sularının derelerden akarak gollere veya denizlere ulaştığını
hepimiz biliriz. Yeryuzunde buharlaşarak atmosfere cıkan ve bulutları oluşturan su daha sonra
yoğunlaşarak tekrar yeryuzune donmektedir. Buna yağış diyoruz. İşte bu yağışların bir kısmı sel olarak
gol veya denizlere gitmekte, bir kısmı bitkiler tarafından emilmekte, bir kısmı tekrar buharlaşmakta, bir
kısmı ise gecirimli yer katmanlarına sızmaktadır. Bizi ilgilendiren yeraltı suyu işte boyle gecirimli yer
katmanlarına sızarak oluşmaktadır.

Bir sahada yeraltı suyu vardır diyebilmek icin uc ana koşulun bir arada olması gerekir:

1. Beslenme sahası, yani yağmur sularının uzerine duşerek yeraltına bir kısmının sızacağı saha.

2. Poroz yani boşluklu bir ortam. Bu ortam kum, cakıl gibi taneli formasyonlar veya kaya catlakları
olabilir. Kayalar icerisinde yeraltı suyu taşımaya en uygun olanı kirec taşlarıdır. Atmosferden bir miktar
CO2 alan yağmur suyu kirectaşı uzerine duştuğunde yatay tabaka ve duşey catlakları olan kirectaşına
sızmakta ve zaman icerisinde cok buyuk boşluk sistemlerini oluşturmaktadır.
Bu sistemlerde yeraltı nehirleri, golleri bile meydana gelebilmektedir. Bu sistemlere karstik sistem
denilir ve bunlar yeraltı sularının en bol bulunabileceği ortamları teşkil ederler.

3. Ucuncu ana koşul ise boşluklu veya catlaklı ortama sızan suların yeraltında depolanabileceği,
birikebileceği bir yapının var olmasıdır. Butun bu şartları en iyi anlatmanın yolu icine kum ve cakıl
doldurulmuş bir banyo kuvetidir. Burada banyo kuvetinin yuzeyi gecirimsiz tabakayı, kum ve cakılın ust
yuzeyi beslenme sahasını, icindeki kum-cakıl boşluklu ortamı (yani akiferi), banyo kuvetinin yapısı ise
rezervi yani yeraltı suyu deposunu oluşturur (Şekil 2).

Bu ornek bazı ana kavramları kolayca anlatmak icin verilmiştir. Esasında olay tabiatta cok daha
karmaşıktır. Yeraltı suları dinamik bir yapıya sahiptir, beslenir, depolanır, boşalır. Su tablasının belli bir
eğimi vardır ve toplanan su belli bir istikamete hareket ederek membaları beslemektedir.

Yeraltı suyu banyo kuveti orneğinde olduğu gibi her zaman serbest bir şekilde bulunmaz, genellikle
hapsedilmiş ortamlarda bulunur. Bunlara mahpus (hapsedilmiş) yeraltı suyu denir. Yani suyu tutan tabaka
(akifer) iki gecirimsiz zon arasında sıkışmıştır. Şekil 3'te goruluceği gibi boyle sahalarda acılan sondaj
kuyularında su seviyesi yukselecektir. Suyun kuyu ağızından akması halinde artezyen, daha aşağılarda
kalması halinde ise semi-artezyen kuyular denir.

Kısaca bilgi verdiğimiz yeraltı suyu kaynakları, dunya nufusunun artması sebebi ile sulama, icme suyu,
kullanım suyu ve sanayi suyu rezervleri olarak her gecen gun onem kazanmaktadır. Ozellikle yer ustu
sularının kifayetli olmadığı ortamlarda her gecen gun yeraltı suları daha cok kullanılır hale gelmektedir.

Tabii yeraltı suyu rezervleri bitmek tukenmek bilmeyen veya yoktan varolan zenginlikler değildir. Her
havzanın yıllık beslenmesi ve cekilebilecek emniyetli su miktarı cok yaklaşık olarak
hesaplanabilmektedir.

Devlet 10 metreden daha derin kuyuları tıpkı maden yataklarında olduğu gibi kamu malı kabul etmiş ve
yeraltı suyundan istifadeyi izine bağlamıştır. Bu izin DSİ tarafından verilmektedir. İzinsiz acılan kuyular,
yukarıda bahsi gecen kullanılabilir emniyetli su rezervi hesaplarını alt ust ettiği gibi bir cok sahada,
kullanılmaması gereken kotu kaliteli suların bilincsizce araziye verilerek nebatların kuruması, verimin
duşmesi ve arazinin coraklaşmasına neden olmaktadır. Bugun kuyu acılabilecek sahalar jeolojik etudlerle
belirlenmekte, ayrıca ceşitli yeraltı problemleri jeofizik etudlerle cozulmekte ve bilincli yaklaşımlarla
kuyu acılmaktadır.

Bu etudler sonucunda;
1. Sahada yeraltı suyunun bulunup bulunmadığı,
2. Suyun cıkabiliceği derinlik,
3. Yeraltında suyu tutan tabaka,
4. Suyun tuzluluk (NaCl), acılık (CaSO4) veya diğer kirlenmelere maruz kalıp kalmadığı, dolayısıyla işe
yarayıp yaramayacağı anlaşılabilmektedir.

Boylece boş yere yatırım yapılması onlenmiş olur. Buda milli ekonomiye katkı demektir. Ozellikle sahil
kesiminde deniz suyu girişimi tehlike teşkil ettiğinden rasgele sondaj kuyuları acılmamalıdır.

2. Kuyu Sondajı

Yeraltındaki su, maden, petrol gibi zenginliklerden istifade amacıyla acılan dar ve derin kuyulara sondaj
kuyusu diyoruz. Yeraltı suyundan istifade amacıyla acılan sondaj kuyuları uce ayrılır;

1. Cakma Kuyular,
2. Darbeli sistemle acılan kuyular,
3. Rotary sistemle acılan kuyular;

Cakma kuyular yumuşak aluvyon arazilerde yeraltı suyunun satıha yakın olduğu ve tek filtre ile netice
alınabilen akiferin kum cakıl gibi temiz seviyelerden teşekkul ettiği durumlarda iyi neticeler
verebilmektedir. Ucuz ve basit bir yontem olup cakılan borunun icinden klapeli beyler kovası ile
tabandaki malzeme boşaltılarak boruyu sağa sola oynatarak istenilen seviyeye indirmek suretiyle
acılmaktadır. Buyuk molozlar balta denilen ozel aletlerle kırılmaktadır.

Darbeli sistem sondaj kuyuları kirectaşı gibi sağlam zeminlerde acılmaktadır. Sistem cakma
kuyulardakine benzer ve ucuzdur. Ancak uzun surede acılması sistemin terk edilmesine neden olmuştur.

Camur sirkulasyonlu rotary sondaj en yaygın sistemdir. Matkap, drill-collar denilen ağırlık ve tijlerden
ibaret sistem dondurulmekte ve camur sirkalasyonu ile matkabın soğutulması, kesilen parcaların dışarıya
atılması ve kuyunun gocmemesi temin edilmektedir. Rotary sondaj makinasının kuyu sondajına
başlamadan yapılması gereken en onemli işlem teraziye alınmasıdır. Makina mekanik veya hidrolik
krikolarla kaldırılır, onden ve arkadan takozlanır ve her iki istikamette teraziye alınır (Şekil 4). Bazı
sağlam olmayan zeminlerde zaman icinde meydana gelebilecek oturmalara mani olmak icin beton
platformlar hazırlanmaktadır.

Eğri delinmiş kuyular uzerinde onemle durmak gerekir, ideal olan duşeyden sapmamış kuyu olmakla
beraber, pratikte her kuyuda bir miktar sapma vardır. Duşeyden sapmış kuyularda techiz borusu hic
inmeyebilir veya bir tarafa surterek iner. Bu durumda cakıl zarfı tek taraflı ve yetersiz olmakta (Şekil 5)
ve kuyu cidarına yaslanan filtre borusundaki delikler tıkanmakta, bu kısımdaki kil keki atılamadığından
su girişi azalmakta ve randıman duşmektedir. Eğri kuyularda daha techiz borusu indirilirken kopmalar
meydana gelebilir. Boru indirilse bile kuyunun silt cekmesi onlenemez. Bu yuzden kuyuda zaman icinde
dolgular meydana gelir, pompa aşınır, verim duşer ve randıman alınamaz. Kuyunun sapmaması icin DC
(drill-collar, yani ağırlık) ve stabilizerler kullanılmakta dar caplı pilot delikler acılarak daha sonra
hole-opener denilen tarama matkapları ile genişletilmektedir. Yukarıdan pull-down denilen hidrolik
baskılı makinalarda sapma cok daha fazla olmakdadır. Sert ve yumuşak formasyonların munavebeli yer
aldığı sahalarda, molozlu formasyonlarda ve jeolojik tabakaların yatay olmadığı durumlarda sapmalar daha
kolay olur.

3. Sondaj Kuyularında Techiz

Delme işlemi bitirildiğinde kuyunun techizine sıra gelmektedir. Her bir metre derinlikte alınan kırıntı
numuneler değerlendirilerek filtre boruların konulacağı yerler kararlaştırılır. Pratik bir ifade ile techiz
borusunun rahatca indirilebilmesi ve kuyu cidarı ile boru arasındaki boşluğa yeterli cakıl zarfı
yerleştirilebilmesi icin kuyu capı techiz capının en az iki misli olmalıdır. Orneğin kuyuya 8 5/8" techiz
borusu indirilecek ise kuyu capı en az 15" olmalıdır.

Sondaj boruları kuyu techizinde kullanılan PVC veya metal kokenli borulardır. PVC borular ile genellikle
sacdan imal edilen metal borular arasında tercih yapılırken sahanın ozelliği ve yeraltı suyunun kimyasal
analizi dikkate alınmalıdır. Kalite bozukluğunun soz konusu olduğu sahalarda, tuzlu, acı ve PH dengesi
bozuk olan asit karakterli sularda sac borular problem yaratmakta ve genellikle kısa surelerde curuyup
paslanıp kullanılmaz hale gelmektedir. Ayrıca bu borular ozellikle icmesuyu kuyularında kirlenmelere de
sebep olmaktadır. Bunun yanısıra PVC boruların en sakıncalı ozelliği kolayca kırılması ve bukulmesidir.
Bu borularla techiz edilmiş kuyularda eğrilikler meydana gelebilmektedir.

Techiz sırasında onemli bir konu da borunun kuyuya ortalanmasıdır. Ozellikle PVC techiz borularında
ortalayıcı yayların kullanılması zorunludur. Sac techiz boruları daha rijit olmakla beraber bu tip borularda
da ortalayıcı (merkezleyici) yaylar kullanmakta buyuk fayda vardır.

PVC borularla techiz edilecek kuyularda ozellikle şu hususlara dikkat edilmelidir:

1. PVC boru kullanımı kalitesi bozuk, asit karakterli sahalarla sınırlı kalmalıdır.
2. Akma ve gocme olaylarının sıkca meydana geldiği konsolide olmamış, bağlantısız formasyonlarda yan
basınclar cok fazla olabileceğinden bu nevi sahalarda kullanılması sakıncalı gorulmektedir.
3. Bu boruların techizi sırasında mutlaka ortalayıcı yaylar (Centrelizer) kullanılmalıdır.
4. Yıkama ve cakıllama esnasında boru askıda tutulmalıdır.
5. Pompa montajında ve demontajında dikkatli davranılmalı hareketler yumuşak ve yavaş olmalıdır.
6. Ozellikle pompa monte edilmiş kuyularda dışarıdan duşebilecek ufak bir somun bile pompanın
cekilmesi sırasında kuyu techiz borusunun yırtılmasına neden olabileceğinden kuyu ağızı sağlam bir
şekilde kapatılmalıdır.

Metal borular genellikle celik sacdan imal edilmektedir. Bunun yanı sıra paslanmaz celik borular da
kullanılmakta ancak cok pahalı olduğu icin tercih edilmemektedir. Sac borular manşonlu veya kaynak
ağızlı olabilir. Daha sağlam, daha rijit borular olup kolay kolay kopmaz, eğrilmez ve bukulmezler. Bu
boruların techizde kullanılması durumunda dikkat edilecek hususlar;

1. Her şeyden once boru imal edilecek sac TSE standartlarına uygun olmalıdır.
2. Et kalınlığı boru capına uygun olarak 4-6-8 mm olmalıdır.
3. Kaynak ağızı acılmış olmalıdır.
4. Boruda ovallik olmamalı, kaynaklar muntazam olmalıdır.
5. Borunun uc kısımları duzgun olmalıdır.

4. Yıkama ve Cakıllama

Kuyularda yıkama işlemi temiz su ile ve tabandan itibaren yapılır. İdeal yıkama Şekil 6'da gosterilen
calkalama pistonu ile yapılır. Piston en alttaki filtre borusunun hemen uzerine kadar indirilir ve pompa ile
su basıldığında tabandan itibaren kuyu cidarına su gittiğine boylece emin olunabilir. Şekil 7'de bu durum
gosterilmiştir. Yıkama işleminin sonuna doğru kuyu cakıllanır. Pratikte, kullanılan cakıl, 5-15 mm
capında yuvarlak sert taşlardan oluşmuş, yıkanmış ve elenmiş olmalıdır, ayrıca suda erimemelidir.

Cakıllamanın faydaları aşağıda sıralanmıştır:

1. Kuyu cidarının yıkılmasını onler.
2. Silt, kum, kil gibi malzemelerin filtre yarıklarını tıkamasına mani olur.
3. İnce malzemelerin kuyu cidarı boyunca inerek tabandaki filtreyi tıkamasına mani olur.
4. Yine ince malzemelerin, filtre etrafına yığılıp su girişine mani olmasını onler.
5. Akifer tabakalardaki ince malzemelerin inkişaf sırasında dışarıya atılması nedeniyle meydana gelen
boşlukları onler ve yıkıntılara mani olur.

5. İnkişaf

Sondajı tamamlanmış kuyuda yapılan temizlik ve geliştirme işlemlerine inkişaf denir. Yaygın olarak kuyu
inkişafı icin basınclı hava kullanılır. Ancak daha once bahsi gecen calkalama pistonu en faydalı aletlerden
birisidir. Calkalama pistonu, kuyu capından 1" kucuk capta 3 adet kolay kırılmayan ve kopmayan ağac
disk arasına, kuyu capında kesilmiş 2 adet koselenin konulması ile yapılır. Yapılması ve kullanılması
kolaydır. Takımın ucuna bağlanan piston en alttaki filtre borusunun hemen uzerindeki kapalı boru
icerisinde aşağı yukarı hareket ettirilerek filtre karşısındaki formasyona tıpkı bir emme basma tulumba
gibi tesir ederek gozlerin acılmasını sağlar. Bu işlem butun filtrelere yukarıya doğru uygulanır. Neticede
kuyuda dolgular meydana geleceğinden basınclı hava ile temizlik ve inkişafa devam edilir.

Hava ile inkişaf Şekil 8'de gorulduğu gibi uygun inkişaf takımı ile yapılır. Techiz borusunun kolon borusu
gibi kullanılarak kuyuya sadece hava borusu indirilmesine acık inkişaf, kolon borusu ve hava borusunun
beraber indirilmesine kapalı inkişaf diyoruz. Her iki durumda da inkişaf takımının su icerisinde kalan
kısmının toplam takım uzunluğuna oranı %60 olmalıdır. Bu durumda randıman alınabilir. İnkişaf işlemi
uygun kompresor ile ve kuyudan temiz su alınıncaya kadar devam eder.

İnkişaf işlemi derinkuyu pompaları ile aşırı pompaj yapılarak da olabilir. Bu yontem ancak statik su
seviyesinin kuyu tabanına yakın olduğu ve havalı inkişafın netice vermediği durumlarda uygulanmalıdır.

Anlatılanların dışında, ozellikle kirectaşı gibi formasyonlarda asit, patlayıcı madde ve kimyasal
yontemlerle de inkişaf işlemi yapılabilmektedir.

6. Pompa Tecrubeleri

İnkişaf işleminden sonra sondaj kuyularının hidrolik ozelliklerini tespit amacıyla su verim deneyleri
yapılmalıdır. İnkişafta alınan on bilgiler ışığında uygun motopomp monte edilerek kuyudan su cekilmesi
ve izlenmesine pompa tecrubesi diyoruz. Tecrube iki şekilde yapılır:

1. Sabit debili pompa tecrubesi,
2. Kademeli pompa tecrubesi,

İdeal olanı her iki şekilde de tecrubenin yapılmasıdır. Elde edilen bilgiler neticesinde istihsal kuyusunun
azami randımanla calıştırılması ve uygun motopompun secilmesi sağlanır.

7. Kuyu Logu

Kuyu logları sondaj kuyularının acılması esnasında karşılaşılan tum olayların ve uygulanan tum işlemlerin
ayrıntılı yer aldığı bir bilgi formudur. Bir kuyu logunda; acılış tarihi, acan makina, kuyunun yeri, capı,
techiz planı, gecilen formasyonlar, inkişaf ve pompa tecrubesi değerleri ile kimyasal ve bakteriyolojik
analiz neticeleri yer alır. Kuyu logları, kuyunun işletme safhasındaki olaylar ve karar acısından buyuk
onem taşır. Kuyu logu, pompa seciminde, zaman icinde meydana gelebilecek dolguların, debi
azalmalarının nedenleri ve cozumleri hakkında doğru kararlar alınmasına aynı zamanda her turlu tahlisiye
işleminin doğru yapılmasına yardımcı olur.

8. Pompa Montajı

Her hangi bir sondaj kuyusuna pompa secilmesinden once kuyu logu dikkatli incelenmelidir. Ancak
uygulamada kuyu sahibine log bile verilmediğine sıkca rastlanmaktadır. Bu nedenle sağlıklı bilgiler elde
edilememekte ve uygun pompa sezorluklar ortaya cıkmaktadır. Bu durumda şu hususlara dikkat
edilmelidir:

1. Kuyu capı ve derinliği tahkik edilmelidir. Bunun icin iki ucu konik sağlam yapılmış bir mastar kuyuya
sağlam bir iple sarkıtılabilir. Bunun capı kuyu capından 1" kucuk olmalıdır. Boylece kuyu capı, kuyudaki
kaynak capakları veya borudaki ezilmeler tahkik edilmiş olur. Ayrıca kuyuda eğrilikler varsa fikir
verebilir.
2. Techiz borusunun yuzeyde etrafı incelenerek kuyu capı hakkında fikir edinilebilir. Ayrıca cakıllamaya
bakılır.
3. Kompresorle temizlik ve inkişaf yapılıp yapılmadığı tetkik edilir.
4. Kimyasal analizler incelenir, yoksa fikir sahibi olmaya calışılır. Ayrıca kuyudan temiz su alınıp
alınamayacağı, silt sorunu bulunup bulunmadığı tetkik edilmelidir. Yapılan bu incelemeler sonucunda yine
de sağlıklı bilgiler alınamıyorsa yeniden kompresorle temizlik ve inkişaf yaptırılmalıdır. Pompa tecrubesi
yok ise inkişaf değerlerinden bir neticeye gidilebilir.



Kaynak: Abdurrahman TAŞLI (Jeofizik Muhendisi, Ankara - Ocak 1996)