Alaşehir (Manisa) sıcak ve soğuk su sistemlerinin hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal açıdan incelenmesi

Abstract

Alaşehir jeotermal alanı, Türkiye'nin batısındaki Gediz Grabeni'nin güney kısmında yer alan, Türkiye'nin önemli jeotermal alanlarındandır. Paleozoyik Menderes Masifi Metamorfitleri'nin kırıklı çatlaklı zonları jeotermal sistemin rezervuar kayacıdır. Neojen karasal sedimanlar olan Göbekli ve Acıdere birimleri içindeki killi ve siltli, geçirimsiz seviyeler örtü kayaçlardır. Sıcak suyun basınçlı jeotermal akiferden itibaren yukarı çıkarak yüzeye ya da alüvyondaki soğuk su akiferine karışması, geometrik fay segmentlerinin, sıçrama yaparak porozite ve permeabiliteyi arttırmasına bağlıdır. Sonuç olarak, alüvyon akiferdeki soğuk yeraltı suyu kullanımı açısından kalite kaybına uğramaktadır. Alaşehir bölgesi jeotermal sahaları coğrafik olarak 5 gruba ayrılmaktadır; 1. Alaşehir Jeotermal Sahası, 2. Horzumsazdere Jeotermal Sahası, 3. Kavaklıdere-Kurudere Jeotermal Sahası, 4. Göbekli Jeotermal Sahası ve 5. Acıdere Jeotermal Sahası. Kaynak ve termal su kuyularında ölçülen boşalım sıcaklıkları 57 santigrad derece'yi geçmemesine rağmen KG-1 (no 5) ve AK-2 (no 38) termal kuyularında ölçülen kuyu dibi sıcaklığı 182 santigrad derece ve 213 santigrad derece'dir. IAH (Uluslararası Hidrojeoloji Birliği)'a göre, sıcak suların çoğu sodyum-bikarbonat ve magnezyum-sodyum-bikarbonat tipindedir. Sıcak sulardaki bor konsantrasyonu en fazla 124 ppm'dir. Silis karışım modeli için hesaplanan, hazne kaya sıcaklıkları 100 santigrad derece ve 250 santigrad derece arasında, hesaplanan soğuk su karışım oranı, yüzde yetmişbeş ila yüzde doksan arasında olup, silis entalpi diyagramından hesaplanan hazne kaya sıcaklığı ise 231,5 santigrad derece'yi göstermektedir. Sıcak sular için, Doygunluk İndeksleri'nin sıcaklıkla değişim grafikleri incelendiğinde, yaklaşık hazne kaya sıcaklıklarının 140 santigrad derece ila 180 santigrad derece arasında değiştiği görülebilir. Kuvars, Kalsedon, Amorf Silis soğuma sırasında kabuklaşmaya eğilimindedir. İzotop verileri, yöre sularının meteorik kökenli olduğunu gösterir. Trityum değerleri çoğunlukla 0-5 TU (trityum birimi) arasında olup, yaklaşık 40 yıl önceki yağış sularının egemen olduğu suların özelliklerini yansıtmaktadır. Hiç bir izotop değeri mağmatik kökeni yansıtmamaktadır. En fazla oksijen-18 zenginleşmesi AK-2 ve KG-1 kuyusunda bulunmaktadır. Toprak kirliliği jeotermal ve tarımsal kökenli olmakla birlikte bazı bölgelerde, sülfatlı cevherlerin bulunduğu akiferlerde açılan kuyulardan sulama yapılmasına bağlanabilir. Alasehir Geothermal Fields, where is located in the southern part of Gediz Graben in western Turkey, are one of the most important fields in Turkey. Faults and fracture zones on the metamorphic rocks of Paleozoic Menderes Massif constitute reservoir rocks of the geothermal system. Impermeable clayey and silty levels of Gobekli and Acıdere Units, which are terrestrial sediments of Neogene, are cap rocks. That hot waters ascend from the geothermal confined aquifer to the surface and mix with cold waters in the alluvium aquifer that depends on an increase in porosity and permeability due to the step-over of geometric fault segments. Consequently, water use for irrigational and drinking purposes gives way to loss water quality of cold waters in the alluvium aquifer. Alasehir geothermal fields are geographically divided into five groups; 1-Alasehir Geothermal Field, 2. Horzumsazdere Geothermal Field, 3. Kavaklıdere-Kurudere Geothermal Field, 4. Gobekli Geothermal Field and 5. Acıdere Geothermal Field. Although discharge temperatures measured on spa and thermal water wells are no more than 57 celcius degrees, 182 celcius degrees and 213 celcius degrees were measured at the bottom of KG-1 (numbered 5) and AK-2 (numbered 38) thermal wells. According to the IAH (International Association of Hydrogeology) classification, most of hot waters are sodium-bicarbonate and magnesium-sodium-bicarbonate in type. Hot waters have a maximum value of boron concentration as 124 ppm. It is obtained that estimated reservoir rock temperature vary between 100 degrees of celcius and 250 degrees of celcius and estimated mixing ratio of cold waters vary between 75 percentage and 97 percentage using silica mixing model in both. The diagram of silica enthalpy shows the reservoir temperature as 231.5 celcius degrees. Quartz, chalcedony and amorphous silica tend to experience scaling during the quenching. Isotopic data indicate that regional waters are meteorical in origin. Tritium values often vary between 0 and 5 TU (tritium unit), and reflect waters genetically dominated by rain waters with an age of about 40 years ago. Any isotopic value does not demonstrate a magmatic origin. The most enrichments in oxygen-18 are observed at the wells of AK-2 ve KG-1. Although soil pollution is resulted from geothermal activity and agriculture, it may be also attributed to irrigational purposes at the wells on aquifers where they bear sulphate deposits.