Seferihisar ve Balçova jeotermal alanlarında ve çevre akiferlerinde akışkan akımının modellenmesi

Abstract

Seferihisar ve Balçova jeotermal sistemleri, Türkiye'nin batısında, faylar boyunca Doğanbey, Tuzla, Cumalı, Karakoç ve Balçova'da çıkan çeşitli sıcak su kaynaklarından oluşan kıyı jeotermal sistemleridir. Bölgesel ölçekte Balçova ve Seferihisar jeotermal alanlarının oluşumları, beslenmeleri, boşalımları, kökenleri ve birbiri ile ilişkilerinin olup olmadığı araştırılmıştır. Farklı su kütlelerini ayırt etmek ve kökenlerini araştırmak için hidrokimyasal ve izotop çalışmaları yapılmıştır. Jeolojik, hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal çalışmalardan elde edilen veriler yeraltı suyu akımı, kütle ve ısı taşınımını birlikte çözebilen FeFlow yazılımı ile değerlendirilmiştir. Akım, sıcaklık ve kütle taşınımı (termohalin) sayısal modelleri, çalışma alanındaki akışkan göçünün fiziksel işlevlerindeki birçok farklı kesiti görmemize izin vermektedir. Sayısal model sonuçları hidrotermal ve hidrokimyasal anomalilerin, deniz suyunun girişim yaptığı ana faylar boyunca oluşan termal konveksiyon ve topoğrafya denetimli akımın sonucu ortaya çıktığını göstermektedir. Bu kaynakların tuzluluğu büyük bir çeşitlilik gösterir. Doğanbey'de deniz suyu baskın uç bileşenken, Balçova'da kaynak suları çok güçlü termal bir iz bırakır ve düşük tuzluluğa sahiptir. Termohalin sayısal modellemesi, hem sıcaklık hem de tuzluluk anomalilerini kontrol eden ana faktörün termal konveksiyon olduğunu göstermektedir. Hazne kaya boyunca oluşan ve temel kayayla sınırlanan bölgedeki konveksiyon akımları, jeotermal suların hareketlerini belirlemekte ve bazı tektonik ortamlarda deniz suyu girişimine neden olmaktadır. Seferihisar-Balçova coastal geothermal system which is located in the Western Turkey is composed of several hot springs such as Doğanbey, Tuzla, Cumalı, Karakoç and Balçova, discharging along the fault zones. The occurrence, recharging, discharging, the origins and the relationships between each of the Seferihisar and Balçova geothermal areas were investigated in a regional scale. Hydrochemical and isotopic investigations have been done for the purpose of distinguishing different water masses and investigating their origin. Obtained data from geological, hydrogeological and hydrogeochemical studies had been assessed by FeFlow that can couple fluid flow, mass and heat transfer. Numerical models of coupled fluid flow heat and salt transport (i.e. thermohaline flow) allowed gaining more insights into the physical processes of fluid migration in the study area. Salinity of these springs shows considerable variations. Seawater is the dominant end member in Doğanbey whereas spring waters in Balçova displays great thermal tracers and have low salinity values. Thermohaline numerical modeling showed that thermal convection is the main factor controling either the temperature or the salinity anomalies. Convective flows which form in the aquifer along the basement rock determine the movements of the thermal fluids and causes the seawater intrusion in some tectonic areas.