Adsorption behaviour of collector mixtures on chalcopyrite ...3)/Yerbilimleri_Dergisi_28_3.pdf ·...

Toplay›c› kar›fl›mlar›n›n pirit ve kalkopirit minerallerine so¤urumu

Adsorption behaviour of collector mixtures on chalcopyrite and pyrite

Esra BA⁄CI, Zafir EKMEKÇ‹ Hacettepe Üniversitesi, Maden Mühendisli¤i Bölümü, 06800 Beytepe, ANKARA

Gelifl (received) : 04 Temmuz (July) 2007Kabul (accepted) : 26 Ekim (October) 2007

ÖZ

‹ki veya daha fazla toplay›c›dan meydana gelen toplay›c› kar›fl›mlar›n›n flotasyon üzerindeki sinerjik etkisi uzun za-mand›r bilinmektedir. Ancak halen toplay›c› kar›fl›mlar›n›n mineral yüzeyiyle olan etkileflim mekanizmas› henüztam olarak aç›klanamam›flt›r. Bu çal›flmada toplay›c› kar›fl›mlar›n›n kalkopirit ve pirit yüzeyine so¤urumu dönüflüm-lü voltametri ve UV görünür bölge spekroskopisi kullan›larak incelenmifltir. Toplay›c› olarak farkl› kimyasal yap›la-ra ve seçimlilik özelliklerine sahip iki tür toplay›c›, sodyum iso propil ksantat (SIPX) ve di-iso bütil dithiofosfin (DTPI)kullan›lm›flt›r. Kar›fl›mlar›n kalkopirit yüzeyine so¤urulmalar›nda ekleme s›ras›n›n önemli olu¤u, SIPX ilk eklendi¤ikoflulda bask›n bir karakter sergiledi¤i ve DTPI’›n so¤urumunu engelledi¤i görülmüfltür. Bununla birlikte, DTPI’›nSIPX’ten önce eklenmesi durumunda DTPI’›n oldukça yüksek miktarlarda so¤uruldu¤u gözlenmifltir. Tek toplay›-c›l› deneylerle karfl›laflt›r›ld›¤›nda, kar›fl›mlarda toplam so¤urulan toplay›c› miktar› daha yüksek olmufltur. En yük-sek so¤urum DTPI’›n önce eklendi¤i koflulda 30:70 (SIPX:DTPI) oran›nda ve birlikte eklendikleri koflulda 50:50oran›nda elde edilmifltir. DTPI’›n pirit yüzeyine so¤urulmad›¤› ve SIPX’in pirit yüzeyine so¤urulmas›n› belli bir oran-da engelledi¤i görülmüfltür. Bu durum, toplay›c› kar›fl›mlar›n›n kalkopiritin piritten fleçimli flotasyonundaki yarar›n›ortaya koymaktad›r.

Anahtar Kelimeler: Flotasyon, kalkopirit, pirit, so¤urum, toplay›c› kar›fl›mlar›.

ABSTRACT

Although the synergistic effect of collector mixtures consisting of two or more collectors has been known for a longtime, the interaction mechanism of collector mixtures with sulphide minerals surface is not clear yet. In this study,the adsorption behaviour of collector mixtures on chalcopyrite and pyrite was investigated by using cyclic voltam-metry and UV Visible Spectroscopy. Two types of thiol collectors with different chemical and functional characters,sodium iso propyl xanthate (SIPX) and iso butyl dithiophosphinate (DTPI), were used in this study. The effects ofthe ratio of collectors in the mixture and sequence of addition of the collectors were also investigated at pH 9. Thesequence of addition of the collectors was found to be very important in the collectors’ adsorption on chalcopyri-te. SIPX was dominant and hindered DTPI adsorption when added as the first collector in a mixture. However,when DTPI was added first, its adsorption was found to be higher. The amount of total collector adsorbed on achalcopyrite surface was higher than the amount of single collector adsorption when DTPI was added as the firstcollector at (SIPX:DTPI) ratio of 30:70 and the collectors were added simultaneously at a 50:50 ratio.

Key Words: Flotation,chalcopyrite, pyrite, adsorption, mixture of collectors.

Yerbilimleri, 28 (3), 137-146Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araflt›rma Merkezi DergisiJournal of the Earth Sciences Application and Research Centre of Hacettepe University

E. Ba¤c›E-posta: [email protected]

G‹R‹fi

Toplay›c› kar›fl›mlar›n›n flotasyon performans›üzerindeki sinerjik etkisi uzun zamand›r flotayontesislerinde gözlenmektedir. Sinerji, tek bafllar›-na yeterli olmayan toplay›c›lar›n beraber kulla-n›ld›klar›nda performanslar›nda meydana gelengeliflme olarak tan›mlanabilir. Toplay›c›lar palpakar›fl›m halinde eklendiklerinde flotasyon perfor-mans›nda gözlenen art›fl›n, sinerjik etkiye ba¤l›olarak toplay›c›lar›n mineral yüzeyine daha et-kin so¤urulmas›yla iliflkili oldu¤u düflünülmekte-dir.

Toplay›c›lar› kar›fl›m halinde kullanman›n anaamac›, flotasyon verimini artt›rmak ve yüksekseçimlilik elde etmektir. Ayn› fonksiyonel gruba(örn., farkl› zincir gruplar›na sahip ksantat kar›-fl›mlar›) veya farkl› fonksiyonel gruplara (ksantatve dithiofosfat) sahip olan toplay›c› kar›fl›mlar›-n›n flotasyon kineti¤ini, verimi ve seçimlili¤i art-t›rd›¤› gözlenmifltir. Toplay›c› kar›fl›mlar›n›n kul-lan›lmas›n›n di¤er bir yarar› da seçimlilik ve ve-rimden ödün vermeksizin toplay›c› tüketiminiazaltmakt›r. Toplay›c› kar›fl›mlar› kullan›ld›¤›ndatoplay›c›lar›n tek tek kullan›mlar›na göre dahaaz dozaja gereksinim duyulmaktad›r (Bradshawve O’Connor, 1993). Toplay›c› kar›fl›mlar›n›nflotasyon performans› üzerindeki olumlu etkisiuzun zamand›r bilinmesine ra¤men, toplay›c›kar›fl›mlar›n›n etkileflim mekanizmas› henüztam olarak anlafl›lamam›flt›r.

Kalkopirit ve pirit do¤ada kompleks sülfürlü cev-herlerde en yayg›n olarak bulunan ve kimyasalyap›lar›, yüzey özellikleri ve dolay›s›yla flotas-yon davran›fllar› birbirinden farkl› olan mineral-lerdir. Kalkopirit, bak›r elde edilmesinde kullan›-lan ekonomik de¤eri yüksek bir mineraldir. Piritise, kompleks sülfürlü cevherlerde en çok bulu-nan ancak ekonomik de¤eri olmayan bir mine-raldir. Flotasyon iflleminde karfl›lafl›lan en bü-yük sorunlardan birisi, ekonomik de¤eri olan mi-nerallerin piritten seçimli olarak ayr›lmas›d›r. Bunedenle pirit mineralinin farkl› toplay›c›lar vetoplay›c› kar›fl›mlar› kullan›ld›¤›ndaki flotasyondavran›m› son derece önemlidir. Bu çal›flmada,toplay›c› kar›fl›mlar›n›n so¤urum davran›fllar›her iki mineral için de araflt›r›lm›fl ve aralar›nda-ki farkl›l›klar tart›fl›lm›flt›r. Dönüflümlü voltametritekni¤i sülfürlü minerallerin yar› iletken özellikle-rinden yararlanarak mineral yüzeyinde mineralile toplay›c›lar ve toplay›c› kar›fl›mlar› aras›ndameydana gelen olas› tepkimeleri araflt›rmak için

kullan›l›rken, toplay›c› so¤urum çal›flmalar› UVgörünür bölge spektroskopisi kullan›larak ger-çeklefltirilmifltir.

MALZEME VE YÖNTEM

Dönüflümlü Voltametri

Dönüflümlü voltametri deneylerinde gelenek-sel üç elektrotlu elektrokimyasal hücre kullan›l-m›flt›r. Doygun kalomel elektrotu (SCE) refe-rans, platin levha elektrotu karfl›t elektrot vemineral elektrotu çal›flma elektrotu olarak kul-lan›lm›flt›r (fiekil 1). Kalkopirit elektrotu,Ward’s Natural Science Laboratory’den al›nanyüksek safl›ktaki kalkopirit minerali kullan›larakhaz›rlanm›flt›r. Dikdörtgen prizma fleklindekibir kalkopirit parças› eylemsiz epoksi reçineyard›m›yla cam tüpün içine gömülerek çal›flmaelektrotu haz›rlanm›flt›r (fiekil 2). Deneyler,0.05 M Na2B4O7.10H2O tampon çözeltisi içeri-sinde pH 9.2’de ve voltametri deneylerinde ta-ramalar anodik bölgeden katodik bölgeye do¤-ru 50 mV/s h›z›nda gerçeklefltirilmifltir. Bu ma-kaledeki tüm potansiyel de¤erleri Standart Hid-rojen Elektrotu (SHE) cinsinden verilmifltir.

So¤urum Çal›flmalar›

Mineral yüzeyine so¤urulan toplay›c› miktar›-n›n belirlenmesi amac›yla UV görünür bölgespektrometrisi kullan›lm›flt›r. Her bir deneyde,

138 Yerbilimleri

fiekil 1. Geleneksel üç elektrotlu elektrokimya hüc-resinin flematik gösterimi. (K.E: Karfl›telektrot, Ç.E: Çal›flma elektrotu, R.E: Re-ferans elektrotu).

Figure 1. Schemetic drawings of the conventionalthree electrode electrochemical cell. (K.E:Counter electrode, Ç.E: Working electro-de, R.E: Reference elektrode).

0.25 g malzeme, toplay›c› veya toplay›c› kar›-fl›m›ndan oluflan 20 ml çözelti içinde 10 dakikaboyunca koflulland›r›lm›flt›r. Koflulland›rma so-nunda, vakumlu filtre yard›m›yla h›zla süzülüpelde edilen berrak çözeltideki toplay›c› deriflimiölçülmüfltür. Tek toplay›c› ve toplay›c› kar›fl›m-lar›yla yap›lan tüm deneylerde bafllang›ç deri-flimi 1*10-4 M al›nm›flt›r. Deneyler pH 9.2’ detampon çözelti içerisinde gerçeklefltirilmifller-dir. SIPX’in karakteristik pikleri 301 nm ve 228nm’de iken DTPI sadece 228 nm’de pik ver-mektedir. Molar so¤urum katsay›s› (ε) her pikiçin ayr› olarak afla¤›daki eflitlik yard›m›yla he-saplanm›flt›r.

ABS = ε x C (1)

Burada; ABS absorbans, C deriflim olup, çözel-tideki SIPX ve DTPI miktarlar› afla¤›daki gibi he-saplanm›flt›r.

‹lk olarak 301 nm’de ki absorbans de¤eri kulla-n›larak SIPX’ in deriflimi (Eflitlik 2),

(2)

daha sonra 228 nm’de ki dalga boyundaki mo-lar so¤urum katsay›s› kullan›larak SIPX’in 228nm’de ki absorbans de¤eri (Eflitlik 3) hesaplan-m›flt›r. Bu de¤er 228 nm’ de ölçülen toplam ab-sorbans de¤erinden ç›kar›larak DTPI’›n bu dal-ga boyundaki absorbans de¤eri bulunmufltur.

(3)

Son olarak DTPI’›n 228 nm’deki molar so¤urumkatsay›s› kullan›larak so¤urulan DTPI deriflimiEflitlik 4 yard›m›yla hesaplanm›flt›r.

(4)

Bu deneylerde kullan›lan saf mineraller agat de-¤irmende 20 dakika boyunca ö¤ütülmüfl ve yü-zey alan› BET kullan›larak belirlenmifltir. So¤u-rum çal›flmalar› için LABMED Spectro UV-VISDouble Beam model spektrometre kullan›lm›fl-t›r. Sonuçlar birim yüzey alan›na so¤urulan mol(M/m2) olarak verilmifltir.

Toplay›c›lar

Deneylerde sodyum diisobutil dithiofosfin (DTPI)ve sodyum isopropil ksantat toplay›c› olarak kul-lan›lm›flt›r. DTPI (AEROPHINE 3418A) ve SIPXCyctec Technology Co.’dan sa¤lanm›flt›r. Topla-y›c›lar›n kimyasal yap›lar› fiekil 3’te verilmifltir.

Ba¤c› ve Ekmekçi 139

fiekil 2. (a) Platin levha (karfl›t) ve (b) mineral (ça-l›flma) elektrotu.

Figure 2. (a) Platinum plate (counter) electrode and(b)mineral (working) electrode.

fiekil 3. Toplay›c›lar›n kimyasal yap›s›.Figure 3 . Chemical structure of collectors.

DENEY SONUÇLARI VE DE⁄ERLEND‹RME

Dönüflümlü Voltametri

Kalkopirit

Tek toplay›c›l› deneyler: Kalkopiritin toplay›c›s›zolarak ve farkl› deriflimlerinde SIPX ile çekilmifl

voltamogramlar› fiekil 4’te verilmifltir. Kalkopiri-tin toplay›c›s›z olarak çekilen voltamogram›nda,anodik bölgede yaklafl›k 0 mV’dan bafllay›p 200mV’da pik veren A(1) piki ve 400 mV’da A(2) pi-ki olmak üzere iki karakteristik pik görülmekte-dir. A(1) pikinin kalkopirit yüzeyinin oksidasyo-nunu gösterdi¤i ve afla¤›daki tepkimeye göregerçekleflti¤i düflünülmektedir (Gardner ve Wo-ods, 1979; Pang ve Chander, 1990; Güler veHiçy›lmaz, 2004).

CuFeS2+3H2O=CuS+Fe(OH)3+S+3H++3e- (5)

A(2) pikinin ise,

CuS + 2H2O = Cu(OH)2 + S + 2H+ + 2e- (6)

tepkimesine ba¤l› oldu¤u bilinmektedir (Gardnerve Woods, 1979; Guy ve Trahar, 1985; Pang veChander, 1990).

Farkl› SIPX deriflimlerinde çekilen kalkopirit vol-tamogramlar› incelendi¤inde; 1*10-5 M ve 1*10-4

M deriflimlerinde önemli bir de¤iflim gözlenmez-ken, ksantat deriflimi 1*10-3 M ve 1*10-2 M’a art-t›r›ld›¤›nda, kalkopiritin kendi piklerinin kaybol-du¤u ve 300 mV’ da yeni bir pikin meydana gel-di¤i gözlenmifltir. 300 mV’ da meydana gelen pi-kin CuX oluflumunu gösterdi¤i düflünülmektedir(Pang ve Chander,1990).

Kalkopiritin pH 9.2’de çeflitli DTPI deriflimlerdeçekilen voltamogramlar› fiekil 5’te verilmifltir.1*10-5 M ve 1*10-4 M DTPI deriflimlerinde kalko-piritin anodik pikinde bir ak›m azalmas› meyda-na gelirken, 1*10-3 M ve 1*10-2 M DTPI deriflim-lerinde anodik pik tamamen kaybolarak kalkopi-rit yüzeyi elektrokimyasal olarak pasif bir yüzey

haline gelmifltir. Meydana gelen bu pasif yüze-yin kalkopiritin yüzeyine büyük oranda kimyasalolarak so¤urulan iyonlar›ndn kaynakland›¤› dü-flünülmektedir (Güler ve Hiçy›lmaz, 2004).

Elektrokimyasal ölçümler DTPI’ ›n kalkopirit yü-zeyine so¤uruldu¤unu göstermifltir. Ancak, so-¤urulan DTPI bilefli¤inin türünü yaln›zca elektro-kimyasal deneyler ile belirlemek mümkün olma-m›flt›r. Daha önce yap›lan DRIFT çal›flmalar›nagöre DTPI’n›n afla¤›daki tepkimeler do¤rultu-sunda yüzeye so¤uruldu¤u düflünülmektedir(Güler ve Hiçy›lmaz, 2004).

Cu+2 + 2DTPI – ↔Cu(DTPI)2 (7)

Afla¤›da verilen tepkimede oluflan ürünün du-rayl› olmad›¤› bilinmekte ve daha durayl› CuDT-PI ve (DTPI)2 haline dönüfltü¤ü tahmin edilmek-tedir.

2Cu(DTPI)2 ↔2CuDTPI + (DTPI)2 (8)

Toplay›c› kar›fl›mlar›: Kar›fl›m deneyleri, toplamtoplay›c› deriflimi 1*10-2 M olacak flekilde farkl›kar›fl›m oranlar›nda (30:70, 50:50 ve 70:30) ger-çeklefltirilmifltir. Oranlarda ilk de¤er SIPX mikta-r›n›, ikinci de¤er ise DTPI miktar›n› göstermekte-dir. Çözeltiye ekleme s›ras›n›n toplay›c›lar›n mi-neral yüzeyine so¤urumuna olan etkisinin araflt›-r›lmas› için toplay›c›lar önce SIPX sonra DTPI,önce DTPI sonra SIPX ve her iki toplay›c› ayn›anda olmak üzere üç farkl› flekilde eklenerek de-neyler yap›lm›flt›r. Bu deneylerden elde edilensonuçlar fiekil 6’da toplu olarak gösterilmifltir.

30:70 oran›nda, yüksek DTPI deriflimine ra¤-men (7*10-3 M) 200 mV’dan itibaren ksantat pi-

140 Yerbilimleri

fiekil 4. Kalkopirit elektrotunun farkl› SIPX deriflim-lerinde çekilmifl voltamogramlar› (pH 9.2,50 mV/s).

Figure 4. Voltamograms of chalcopyrite obtained indifferent SIPX concentrations (pH 9.2, 50mV/s).

fiekil 5. Kalkopirit elektrotunun farkl› DTPI deriflim-lerinde çekilmifl voltamogramlar› (pH 9.2,50 mV/s).

Figure 5. Voltammograms of chalcopyrite obtainedin different DTPI concentrations (pH 9.2,50 mV/s).

ki görülmeye bafllanm›flt›r. Bu kar›fl›m oran›ndaSIPX deriflimi 3*10-3 M de¤erindedir ve fiekil4’de görüldü¤ü gibi SIPX’in etkisi 1*10-3 M deri-fliminden itibaren elektrokimyasal olarak gözle-

nebilmektedir. Toplay›c›lar›n teker teker eklen-di¤i koflullarda, kar›fl›mlarda kullan›lan SIPXoran› artt›kça ksantat pikinin ak›m fliddeti de art-maktad›r (fiekil 6a ve 6b). Toplay›c›lar›n bera-ber eklendi¤i koflulda (fiekil 6c) 50:50 oran›ndaksantat pikinin fliddeti 70:30 oran›ndan dahayüksek olmustur. Bu durum toplay›c›lar›n bera-ber kullan›ld›klar›ndaki sinerjik etkilerinden kay-nakland›¤› düflünülmektedir.

Pirit

Tek toplay›c›l› deneyler: Toplay›c›lar›n pirit üze-rindeki davran›fllar›n›n daha iyi anlafl›labilmesiiçin pirit elektrotu kullan›larak SIPX ve DTPI’ ›nvoltamogramlar› çekilmifltir. Piritin toplay›c›s›zve farkl› SIPX deriflimlerinde, pH 9.2’de -500mV +550 mV (SHE) aral›¤›nda çekilen volta-mogramlar› fiekil 7’ de verilmifltir. Piritin toplay›-c›s›z voltamogram›nda bir anodik ve bir katodikpik görülmektedir. Anodik pikin, afla¤›da verilentepkimeye göre Fe(OH)2’nin Fe(OH)3’e yükselt-genmesi sonucu olufltu¤u düflünülmektedir.

Fe(OH)2 + H2O2 →Fe(OH)3 + H+ + e– (9)

Katodik pik ise, ayn› tepkimenin tersinir olarakgerçekleflmesi sonucunda Fe(OH)3’ün,Fe(OH)2’ye indirgenmesiyle oluflmaktad›r.

1*10-5 M ve 1*10-4 M SIPX deriflimlerinde piritvoltamogramlar›nda herhangi bir de¤iflim mey-dana gelmezken, 1*10-3 M SIPX derifliminde pi-ritin anodik ve katodik bölgelerdeki piklerininbast›r›larak 22 mV’ dan bafllayan ve 160 mV’ dapik veren yeni bir ksantat pikinin meydana gel-


fiekil 6. Farkl› ekleme s›ralar› ve oranlar›nda ekle-nen toplay›c› kar›fl›mlar› ile elde edilen vol-tamogramlar. (Kalkopirit elektrotu. Toplamderiflim 1x10-2 M. pH 9.2, tarama h›z› 50mV/s): (a) önce SIPX sonra DTPI, (b) ön-ce DTPI sonra SIPX, (c) beraber ekleme.

Figure 6. Voltammograms of mixtures of collectorsat various ratios of SIPX and DTPI and va-rious sequences of additions. (Chalcopyri-te electrode. Total collector addition: 1x10-

2 M. (pH 9.2, scan rate 50 mV/s)). (a) firstSIPX and second DTPI, b) first DTPI andsecond SIPX, (c) collectors were simulta-neously added.

fiekil 7. Farkl› SIPX deriflimlerinde çekilmifl piritelektrotu voltamogramlar› (pH 9.2, 50mV/s).

Figure 7. Voltammograms of pyrite obtained at diffe-rent SIPX concentrations (pH 9.2, 50mV/s).

di¤i gözlenmektedir. Bu pikin ksantat›n pirit yü-zeyine diksantojen halinde so¤uruldu¤unu gös-teren afla¤›daki tepkimeye karfl›l›k geldi¤i düflü-nülmektedir (Majima, 1971).

2X – →X2 + 2e– (10)

Farkl› DTPI deriflimlerinde çekilen pirit volta-mogramlar› fiekil 8’de verilmifltir. Artan DTPIderiflimlerine ra¤men pirit voltamogram›ndaanodik ve katodik piklerin yerlerinde bir de¤iflimgözlenmemekte, ancak 1*10-2 M DTPI’›n eklen-di¤i koflulda ak›mda çok az bir azalma söz ko-nusu olmaktad›r. Pirit voltamogramlar›nda artanDTPI deriflimlerine ra¤men yüzeyde pasifizas-yon görülmemifltir. Bu durum DTPI’›n pirit ilekimyasal veya elektrokimyasal herhangi bir etki-leflime girmedi¤ini göstermektedir. DTPI’›n pirityüzeyi ile etkileflime girmemesi, alkali pH’lardapirit yüzeyinde demir hidroksit bilefliklerinin bas-k›n olmas›na ve sülfürlü toplay›c›lar›n pirit yüze-yine genellikle dimer halinde so¤urulmas›naba¤lanm›flt›r. DTPI’›n dimer oluflumu 800mV’da meydana gelmektedir. Bu nedenle piritinkatalizör etkisine ra¤men incelenen potansiyelaral›¤›nda, pirit yüzeyinde (DTPI)2 oluflumumeydana gelmemektedir.

Toplay›c› kar›fl›mlar›: SIPX ve DTPI kullan›larakbu türdeki toplay›c›lar›n kar›fl›m halinde kullan›l-d›klar›nda pirit yüzeyine so¤urulma davran›fllar›incelenmifltir. Bu deneylerde, kalkopirit için ya-p›ld›¤› gibi, farkl› oranlarda ve ekleme s›ras›ndaSIPX ve DTPI eklenerek piritin voltamogramlar›çekilmifltir. Bu deneylerden elde edilen sonuçlartoplu olarak fiekil 9’ da verilmifltir.

142 Yerbilimleri

fiekil 8. Farkl› DTPI deriflimlerinde çekilmifl piritelektrotu voltamogramlar› (pH 9.2, 50mV/s).

Figure 8. Voltamograms of pyrite absence and pre-sence in the different DTPI concentrations(pH 9.2, 50 mV/s).

fiekil 9. Farkl› ekleme s›ralar› ve oranlar›nda ekle-nen toplay›c› kar›fl›mlar› ile elde edilen vol-tamogramlar (Pirit elektrotu. Toplam deri-flim 1x10-2 M, pH 9.2, tarama h›z› 50mV/s): (a) önce SIPX sonra DTPI, (b) ön-ce DTPI sonra SIPX, (c) beraber ekleme.

Figure 9. Voltammograms of mixtures of collectorsat various ratios of SIPX and DTPI and va-rious sequences of additions (Pyrite elec-trode. Total collector addition: 1x10-2 M,pH 9.2, scan rate 50 mV/s): (a) first SIPXand second DTPI, b) first DTPI and se-cond SIPX, (c) collectors were simultaneo-usly added.

Toplay›c›lar belirli bir s›rayla eklendikleri koflul-larda 30:70 oran›nda Fe(OH)2’nin yükseltgendi-¤ini gösteren pik kaybolmakta ve ksantat piki

fiekil 10. Toplay›c› kar›fl›mlar›n›n kalkopirit ve piriteso¤urumu (Önce SIPX sonra DTPI).

Figure 10. Adsorption of collectors from the mixtureof collectors on chalcopyrite and pyritesurface (First SIPX and second DTPI).

fiekil 11. Toplay›c› kar›fl›mlar›n›n kalkopirit ve piriteso¤urumu miktarlar› (Önce DTPI sonraSIPX).

Figure 11. Adsorption of collectors from the mixtureof collectors on chalcopyrite and pyritesurface (First DTPI and second SIPX).

meydana gelmektedir. Sadece ksantat kullan›l-d›¤›nda elde edilen pikin ak›m fliddeti 30:70 ora-n›ndakinden oldukça küçüktür. Bu durum,SIPX’in DTPI varl›¤›nda so¤urumunun artt›¤›n›göstermektedir (fiekil 9a ve 9b). 50:50 oran›ndaksantat pikinin ak›m fliddeti di¤er piklerden yük-sek oldu¤u görülmektedir.

Toplay›c›lar beraber eklendi¤i zaman (fiekil 9c)farkl› kar›fl›m oranlar›n›n voltamogramlar› ara-s›nda belirgin bir fark olmad›¤› görülmektedir.DTPI’›n pirit yüzeyine elektrokimyasal olarakso¤urulmad›¤› bilinmektedir. Buna ra¤men,DTPI ve SIPX birlikte eklendiklerirnde SIPX’inso¤urumunu engelledi¤i gözlenmifltir.

So¤urum Çal›flmalar›

Kalkopirit

‹lk olarak toplay›c›lar›n pH 9.2’de kalkopirit yü-zeyine so¤urum davran›fllar› ayr› ayr› incelen-mifltir. So¤urum çal›flmalar›nda eklenen toplamtoplay›c› deriflimi 1*10-4 M olarak belirlenmifltir.10 dakika koflulland›rmadan sonra, 5.81*10-5

M/m2 SIPX ve 7.08*10-5 M/m2 DTPI kalkopirityüzeyine so¤urulmufltur. DTPI’›n SIPX’e göredaha zay›f bir toplay›c› olmas›na ra¤men, kal-kopirit yüzeyine daha fazla so¤urulmas›n›n ne-deninin DTPI’›n bak›rl› minerallere karfl›SIPX’ten daha seçimli bir toplay›c› olmas›naba¤lanm›flt›r.

Önce SIPX sonra DTPI’›n eklendi¤i deneyler-den elde edilen sonuçlar fiekil 10’ da gösteril-mifltir. 30:70 oran›nda SIPX, DTPI’dan birazfazla so¤urulmas›na ra¤men 50:50 ve 70:30oranlar›nda SIPX belirgin biçimde DTPI’dan da-ha fazla so¤urulmufltur. 30:70 oran›nda DTPI’›nyüksek bafllang›ç deriflimine ra¤men, SIPX’ten6.82*10-6 M kadar daha fazla so¤urulmas› ekle-me s›ras›n›n önemini göstermektedir.

Ekleme s›ras› DTPI önce SIPX sonra fleklindede¤ifltirildi¤inde elde edilen sonuçlar fiekil 11’deverilmifltir. DTPI ilk olarak eklendi¤inde SIPX’inso¤urumunun perdelendi¤i gözlenmifltir.SIPX’in bafllang›ç derifliminin 7*10-5 M oldu¤u70:30 koflulunda dahi mineral yüzeyine so¤uru-munun DTPI ile neredeyse eflit miktarda oldu¤ugörülmüfltür. Ancak, 30:70 oran›nda DTPI so¤u-rum miktar›n›n (8.58*10-5 M/m2) tek bafl›naDTPI kullan›ld›¤›ndaki miktardan (1.49*10-5

M/m2) bile daha fazla olmufltur. Bununla bera-

Birlikte eklendiklerinde, toplay›c›lar›n kar›fl›miçindeki oranlar› kalkopirit yüzeyine so¤urumdavran›fllar›n› belirlemektedir (fiekil 12). Örne-¤in, 70:30 oran›nda SIPX’in deriflimi 4.13*10-5

M/m2’dir ve DTPI’dan daha fazla so¤urulmak-tad›r. Di¤er yandan 30:70 oran›nda DTPI,SIPX’ten daha fazla so¤urulmaktad›r. Her ikitoplay›c›n›n derifliminin eflit oldu¤u orandaDTPI, SIPX’e göre daha fazla so¤urulmakta-d›r. 30:70 oran›nda SIPX kalkopirit yüzeyine

ber çok az da olsa SIPX’in de so¤uruldu¤u gö-rülmektedir. Önce DTPI sonra SIPX ekledi¤imiz30:70 koflulunda kalkopiritin yüzeyine so¤uru-lan toplam toplay›c› miktar›n›n toplay›c›lar›n bir-likte kullan›lmas›yla oluflan sinerjik etki sayesin-de artt›¤› düflünülmektedir.


Pirit

SIPX ve DTPI tek toplay›c› olarak eklendiklerin-de s›ras›yla 1.33*10-4 M/m2 ve DTPI 4.11*10-5

M/m2 miktarlar›nda so¤urulmufltur (bkz. fiekil10). Dönüflümlü voltametri çal›flmalar›na göreksantat›n pirit yüzeyine diksantojen olarak so-¤uruldu¤u bilinmektedir (bkz. fiekil 7). Pirit yü-zeyine so¤urulan SIPX miktar›n›n, çözeltiye ek-lenen SIPX miktar›na ba¤l› olarak de¤iflti¤i gö-rülmüfltür. Farkl› deriflimlerdeki DTPI çözeltile-rinde çekilen pirit voltamogramlar›, DTPI’›n pirityüzeyine so¤urulmad›¤›n› göstermifltir (bkz. fie-kil 8). Ancak, so¤urum çal›flmalar›nda çok az daolsa DTPI’n›n pirit yüzeyine so¤uruldu¤u belir-lenmifltir. Bu durum iyonlar›n›n olarak yükselt-genip nötr moleküllerin pirit yüzeyine çökelme-siyle aç›klanabilir (Güler ve Hiçy›lmaz, 2004).Çok az miktarda gerçekleflen bu so¤urumunelektrokimyasal deneylerde gözlenmesi müm-kün olmam›flt›r. So¤urum deneylerinde, DTPI’›nkar›fl›ma SIPX’ten sonra eklenmesi durumundapirit yüzeyine so¤urumu ihmal edilebilir düzeydegerçekleflmifltir.

SIPX önce eklendi¤inde SIPX ve DTPI’ ›n pirityüzeyine so¤urum davran›fllar› fiekil 10’da,DTPI’›n önce eklendi¤i koflullar ise fiekil 11’de

oldukça az so¤urulmufltur. Di¤er iki koflul ilekarfl›laflt›r›ld›¤›nda, 50:50 oran›nda toplay›c›larayn› anda eklendi¤inde so¤urulan toplam top-lay›c› miktar› en yüksek de¤erde olmaktad›r(bkz. fiekil 12).

verilmifltir. SIPX önce eklendi¤i deneylerdeDTPI so¤urumu çok azd›r. Benzer sonuçlarDTPI’›n önce eklendi¤i koflullarda da elde edil-mifltir. Sadece 70:30 oran›nda ve SIPX önce ek-lendi¤inde, SIPX’in tek toplay›c› olarak kullan›-m›na göre daha fazla so¤urulmufltur. Toplay›c›-lar beraber eklendi¤inde SIPX ve DTPI’›n dav-ran›fllar› fiekil 12’de verilmifltir. DTPI bu deneykoflullar›nda di¤er koflullara göre daha fazla so-¤urulmufltur. SIPX ise, tam tersine di¤er koflu-larla karfl›laflt›r›ld›¤›nda daha az so¤urulmufltur.DTPI’›n SIPX’in so¤urumunu belli bir oranda en-gelledi¤i görülmektedir.

Flotasyon ortam›ndaki mineral tanelerinin kim-yasal ve elektrokimyasal özellikleri yönündenheterojen bir yüzeye sahip olduklar› bilinmekte-dir. Bu durum farkl› kimyasal özelliklere sahiptoplay›c›lar›n so¤urum davran›fllar›n› etkilemek-tedir. Seçimli olan toplay›c› (örn., DTPI) mineralyüzeyindeki güçlü bölgelere so¤urulurken, azseçimli toplay›c› (örn., SIPX) ise mineral yüze-yindeki zay›f bölgelere so¤urulmaktad›r (Brads-haw ve O’Connor, 1993). Farkl› kimyasal yap›-ya sahip toplay›c›lar kullan›ld›¤›nda her birininpolar gruplar› kendileri için en uygun bölgeye gi-derek so¤urulurlar. Bu durum mineral yüzeyinedaha fazla miktardaki toplay›c›n›n so¤urulmas›-na neden olmaktad›r (Glembotskii vd., 1972).Bu mekanizmaya göre kalkopirit yüzeyinde güç-lü ve zay›f bölgeler afla¤›daki gibi tan›mlanabilir.

Güçlü bölge: ve/veya oksitlenmemifl yüzey

Zay›f bölge: ve/veya oksitlenmifl yüzey

DTPI seçimli bir toplay›c› oldu¤undan, do¤ru-dan Cu a¤›rl›kl› güçlü bölgelere so¤urulmaktad›r(fiekil 13). Geri kalan zay›f bölgelere ise, kuv-vetli toplay›c› olarak bilinen SIPX’in CuX ve/ve-ya X2 halinde so¤uruldu¤u düflünülmektedir.

Önerilen di¤er bir mekanizma, nötr ve kuvvetlihidrofobik olan X2’nin kalkopirit yüzeyine Vander Walls ba¤lar› ile yüzeye daha önce so¤urul-mufl olan DTPI’a hidrokarbon ba¤lar›ndan tutu-narak toplam toplay›c› miktar›n› artt›rmas›d›r.Woods (1994) yapt›¤› çal›flmada bir mineralinyüzeyinde toplay›c›n›n kimyasal so¤urumununfiziksel so¤uruma oranla daha homojen da¤›ld›-¤›n› göstermifltir. Toplay›c›lar›n kar›fl›m halindekullan›lmas› durumunda yüzeyde daha iyi birda¤›l›m sa¤land›¤›, ayr›ca kimyasal olarak so-

144 Yerbilimleri

fiekil 12. Toplay›c› kar›fl›mlar›n›n kalkopirit ve piriteso¤urumu (Toplay›c›lar ayn› anda eklen-mifltir).

Figure 12. Adsorption of collectors from the mixtureof collectors on chalcopyrite and pyritesurface (Collectors were simultaneouslyadded).

SIPX kalkopiritin yüzeyine CuX olarak so¤uru-lurken piritin yüzeyine X2 olarak so¤urulmufltur.DTPI’›n ise, kalkopirit yüzeyinde pasifizasyonaneden olmas› yüzeye genel olarak kimyasalmekanizma ile so¤uruldu¤unu göstermifltir. Piritvoltamogram›nda artan deriflime karfl›n herhan-gi bir de¤ifliklik olmamas› (bkz. fiekil 8) DTPI’›npirit yüzeyine so¤urulmad›¤›n› göstermektedir.

Toplay›c› ekleme s›ras›n›n etkisi dönüflümlüvoltametri ve so¤urum çal›flmalar› ile incelen-mifltir. Yap›lan kar›fl›m deneylerinde ekleme s›-ras›n›n etkisi belirgin bir flekilde ortaya ç›km›flt›r.SIPX’in önce eklenmesi DTPI’›n so¤urumunuengellemifl, ancak DTPI’ ›n önce eklenmesiSIPX’in kalkopirit yüzeyinde so¤urumu artt›r-m›flt›r. DTPI’›n önce eklendi¤i 30:70 oran›nda,tek bafl›na eklendi¤inden daha fazla DTPI kal-kopirit yüzeyine so¤urulmufltur. Bu durum, kar›-fl›m halinde kullan›ld›klar›nda toplay›c›lar ara-s›nda meydana gelen sinerjik etkiye ba¤lanm›fl-t›r. Kalkopirit yüzeyine en yüksek toplam topla-y›c› so¤urumu DTPI’›n önce eklendi¤i koflulda30:70 ve beraber eklendi¤i koflulda 50:50 oran-lar›nda görülmüfltür. So¤urulan toplam toplay›c›miktar› s›ras›yla 1.25*10-4 M/m2 ve 8.69*10-5

M/m2 olarak ölçülmüfltür.

So¤urum çal›flmalar› DTPI’›n kalkopirit yüzeyineSIPX’ten daha fazla so¤uruldu¤u gözlenmifltir.DTPI’›n kalkopirite SIPX’ten daha fazla so¤urul-

mas› ve toplay›c›lar›n beraber eklendi¤i koflulda50:50 oran›nda DTPI’›n bask›n bir karakter ser-gileyip ve ayn› deriflimde konulduklar› halde,SIPX’ten daha fazla so¤urulmas› DTPI’›n dahaseçimli bir toplay›c› olmas› ve CuDTPI bilefli¤i-nin durayl›l›¤›n›n yüksek olmas› ile aç›klanabilir.

SONUÇLAR

Kalkopirit elektrotuyla yap›lan deneylerdeSIPX’in mineral yüzeyine CuX, DTPI’›n iseCuDTPI fleklinde so¤uruldu¤u görülmüfltür. Ka-r›fl›m halindeki her iki toplay›c›n›n kalkopirit vepirit yüzeylerine so¤urum davran›fllar› dönü-flümlü voltametri ve UV görünür bölge spektro-metresi ile araflt›r›lm›flt›r. Toplay›c›lar›n eklemes›ras›n›n, toplay›c›lar›n kalkopirit yüzeyine so-¤urum davran›fllar›n› etkiledi¤i gözlenmifltir.SIPX önce eklendi¤inde 30:70 (SIPX:DTPI) ora-n›nda bile oldukça bask›n bir karakter sergiledi-¤i görülmektedir. Bununla birlikte, DTPI önceeklendi¤i deneylerde DTPI’›n so¤urumu önemlimiktarda artm›flt›r. Kalkopirit yüzeyine so¤uru-lan en fazla toplam toplay›c› miktar›, DTPI önceeklendi¤i zaman 30:70 oran›nda ve toplay›c›larberaber eklendi¤inde 50:50 oran›nda elde edil-mifltir. Kar›fl›mlar›n so¤urum miktarlar›n›n topla-y›c›lar›n tek bafllar›na so¤urumlar›ndan dahafazla oldu¤u görülmüfltür.

Pirit elektrotuyla yap›lan deneylerde, SIPX’in pi-rit yüzeyine (SIPX)2 olarak so¤urulurken DTPIpirit yüzeyine so¤urulmam›flt›r. UV deneylerindeDTPI’›n pirit yüzeyine bir miktar so¤uruldu¤ugözlenmifltir. Ancak bu durum, iyonlar›n›n ola-rak yükseltgenip nötr moleküllerin pirit yüzeyineçökelmesiyle aç›klanabilir. Toplay›c›lar›n bera-ber eklendi¤i deneylerde DTPI’›n pirit yüzeyineso¤urulmamakla birlikte ayn› zamanda SIPXso¤urumunu da engelledi¤i gözlenmifltir.

Kompleks sülfürlü cevherlerde kalkopirit ve piritdo¤ada genellikle birlikte bulunmaktad›r. Dola-y›s›yla, kalkopiritin seçimli flotasyonunda kalko-piritin davran›fl› kadar, piritin de toplay›c› ile et-kileflimi önem kazanmaktad›r. DTPI’›n kalkopiri-te seçimli olarak so¤urulurken pirite so¤urulma-mas› ve ayn› zamanda SIPX’in pirite so¤urumu-nu azaltmas› kalkopiritin seçimli flotasyonundaönemli bir avantaj sa¤lamaktad›r. Uygun ekle-me s›ras› ve kar›fl›m oranlar› kullan›ld›¤›ndatoplay›c› kar›fl›mlar›n›n sülfürlü minerallerin flo-tasyonunda, toplay›c›lar›n tek bafllar›na kulla-n›mlar›na göre fayda sa¤lad›¤› görülmektedir.


fiekil 13. Kar›fl›m halinde eklenen DTPI ve SIPX’ inkalkopirit heterojen yüzey özelli¤ine sahipminerallere so¤urum modeli.

Figure 13. Adsorption model of DTPI and SIPX fromtheir mixtures on minerals with heterogeni-us surface.

¤urulan bilefliklerin daha durayl› oldu¤u ve bun-lar›n üzerine daha fazla diksantojen gibi hidrofo-bik nötr toplay›c› bilefliklerinin so¤urulmas›ylamineral yüzeyine daha güçlü so¤urulmufl çoktabakal› kaplaman›n meydana geldi¤i düflünül-mektedir.

KAYNAKLAR

Bradshaw, D. J., and O’Connor, C. T., 1993.The flotation of pyrite using mixtures ofdithiocarbamates and other thiol collec-tors. Minerals Engineering, 7(5/6), 681-690.

Gardner, J. R., and Woods, R., 1979. An elec-trochemical investigation of the naturalflotability of chalcopyrite. InternationalJournal of Mineral Processing, 6, 1-16.

Glembotskii, V. A., Klassen, V. I. and Plaskin, I.N., 1972. Flotation. H.S, Rabinovich(ed.), Translated by R.E., Hammond,Primary Sources, Newyork.

Guy, P. J., and Trahar, W. J., 1985. The effectsof oxidation and mineral interaction onsulphide flotation, In: Flotation of sulphi-de minerals. developments in mineralprocessing. K.S. E. Forssberg (ed.), El-sevier, Amsterdam, pp. 91-109.

Güler, T., and Hiçy›lmaz, C., 2004. Voltammetricand drift spectrometry investigation indithiphosphinate-chalcopyrite system.Journal of Colloid and Interface Science,279, (1), 46-54

Majima, H., 1971. Electrochemistry of pyrite andits significance in sulphide flotation. AI-ME Centennial Annual Meating, NewYork.

Pang, J., and Chander, S., 1990. Oxidation andwetting behaviour of chalcopyrite in theabsence and presence of xanthates.Minerals and Metallurgical Processing89, p. 641.

Woods, R., 1994. Chemisorption of thiols andits role in flotation. Proceedings of theIV Meeting of the Southern Hemisphereon Mineral Technology and II-I Latin American Congress on FrothFlotation. Concepcion, Chile, pp. 1-14.

146 Yerbilimleri

Namrun Fay Zonu’nun jeolojik – morfotektonik özellikleri: Orta Anadolu Fay Sistemi’nin güneybat› bölümü (Orta Toroslar – Türkiye)

Geological and morphotectonic features of the Namrun Fault Zone: The southwestern part of the Central Anatolian Fault System (Central Taurus-Turkey)

Selim ‹NAN1, Serkan EK‹NGEN

2

1Mersin Üniversitesi, Jeoloji Mühendisli¤i Bölümü, 33342 Çiftlikköy, MERS‹N2Mersin Üniversitesi, Mersin Meslek Yüksek Okulu, 33342 Çiftlikköy, MERS‹N

Gelifl (received) : 16 fiubat (February) 2007Kabul (accepted) : 21 Kas›m (November) 2007

ÖZ

Kuzeyde Düzyayla (Sivas) civar›ndan bafllay›p, Kayseri, Çamard› (Ni¤de), Kam›fll›, Pozant› ve Gülek Bo¤az›n› ta-kiben Mersin’in kuzeyinden geçerek yaklafl›k K60D do¤rultusuyla Anamur’a kadar uzanan Orta Anadolu Fay Sis-temi, Türkiye’nin en uzun üçüncü do¤rultu at›ml› fay kufla¤›n› oluflturmaktad›r. Orta Anadolu Fay Sisteminin(CAFS) Gülek ile Anamur aras›nda kalan bölümü ise Namrun Fay Zonu olarak adland›r›lm›flt›r. Bu çal›flmada,Namrun Fay›n›n Namrun ve yak›n yöresindeki jeolojik ve morfotektonik özellikleri incelenmifltir. Orta Toroslar’›ngüney bölümünde yer alan bölgenin temelini Jura – Alt Kretase yafll› dolomit ve dolomitik kireçtafllar›yla temsil edi-len Cehennemdere formasyonu oluflturur. Bu temel; kumtafl›, marn ve türbiditik kireçtafllar›ndan oluflan Santoni-yen-Kampaniyen yafll› Yavca formasyonu taraf›ndan uyumsuzlukla üzerlenir. Her iki birim Maastrihtiyen’de F›nd›k-p›nar› kar›fl›¤› taraf›ndan tektonik dokanakla örtülür. Bu istifler, Tersiyer yafll› kaya birimleri taraf›ndan uyumsuzolarak üzerlenir. Bunlar s›ras›yla; karasal-lagüner ortam ürünü Oligosen yafll› Gildirli formasyonu; s›¤ denizel or-tamda depolanan Alt-Orta Miyosen yafll› Kaplankaya formasyonu ve resifal kireçtafllar› ile temsil edilen Alt-OrtaMiyosen yafll› Karaisal› kireçtafllar›d›r. Namrun Fay Zonu bölgede K60-80D do¤rultular›nda ve 3-8 km uzunlu¤un-da çok say›da fay ile temsil edilmektedir. Bunlar s›ras›yla; Namrun, Çamaras›, Sebil, Cehennemdere, Alaiye, Te-petafl, Meydan ve Çevlik faylar›d›r. Tersiyer yafll› kaya birimlerinin s›n›rlar› ile morfolojide gözlenen sol yanal öte-lenmeler, fay düzlemi çözümleri ve bölgede meydana gelen depremler, bu faylar›n önemli bir düfley bileflene sa-hip sol yanal do¤rultu at›ml› diri fay oldu¤una iflaret etmektedir.

AAnnaahhttaarr KKeelliimmeelleerr:: Depremsellik, Mersin, morfotektonik, Namrun Fay Zonu.

AABBSSTTRRAACCTT

The Central Anatolian Fault System, which is the third longest strike-slip fault in Turkey, initiates at the northfrom Düzyayla (Sivas) and runs through Kayseri, Çamard› (Ni¤de), Kam›fll›, Pozant› and the Gülek Pass whe-re it finally passes through the north of Mersin and reaches Anamur with a trend of N60E. The part of the Cen-tral Anatolian Fault Zone (CAFZ) that lies between the east of Gülek and Namrun is called the Namrun FaultZone. In this study, geological and morphotectonic features of the Namrun segment around Namrun town andits vicinity to the south of the Central Taurides, were investigated. The basement rock is composed of the Ce-hennemdere formation of Jurassic-Lower Cretaseous age represented by dolomite, dolomitic limestone and


S. ‹nanE-posta: [email protected]

G‹R‹fi

‹lk kez Koçyi¤it ve Beyhan (1998) taraf›ndan ad-land›r›lan Orta Anadolu Fay Sistemi (OAFS),kuzey do¤uda Düzyayla (Sivas do¤usu) ile gü-neyde K›br›s’›n bat›s›na kadar uzanmakta ve 2-80 km geniflli¤inde, yaklafl›k 720 km uzunlu¤un-da k›ta içi do¤rultu at›ml› bir fay olarak yorum-lanmaktad›r (fiekil 1). Orta Anadolu Fay Siste-minin bat›s›nda Bat› Anadolu Blo¤u, do¤usundaMunzur ve Keban Bloklar› yer almakta, 24 ayr›segment ve çok say›da faydan oluflmaktad›r

(Koçyi¤it ve Beyhan, 1998). Bu çal›flmada, Koç-yi¤it ve Beyhan (1998) taraf›ndan tan›mlananNamrun (Çaml›yayla) fay zonunun Namrun veyak›n yöresindeki ayr›nt›l› jeolojik, jeomorfolojiközellikleri ile depremselli¤i konular›nda yeni sa-ha verilerinin sunulmas› amaçlanm›flt›r.

‹nceleme alan› ve yak›n yöresinde farkl› amaç-lara yönelik çok say›da araflt›rma yap›lm›flt›r.Bunlar; kömür ve petrol amaçl› olarak Schmidt(1961), ‹lker (1975), Y›ld›r›m (1978), ‹çel (1989);

148 Yerbilimleri

fiekil 1. Orta Anadolu Fay Zonu ve inceleme alan›n›n konumu (Koçyi¤it ve Beyhan, 1998)Figure 1. Location map of the Central Anatolian Fault Zone and investigated area (Koçyi¤it and Beyhan, 1998).

limestones.This basement is overlain by the Santonian-Campanian Yavca formation which is composed ofsandstone, marl and turbidititic limestones. The F›nd›kp›nar melange tectonically overlies these units in Maas-trichtian. Above mentioned units are unconformably overlies by the Tertiary sediments. These are the Oligo-cene Gildirli formation composed of terrestrial clastics, the Lower-Middle Miocene Kaplankaya formation de-posited in a shalow-marine environment and the Lower-Middle Miocene reefal limestones of the Karaisal› for-mation. The Namrun Fault Zone is represented by a number of fault segments which are N60-80E trendingand 4-8 km long. These faults are the Namrun, Çamararas› Sebil, Cehennemdere, Alaiye, Tepetafl, Meydanand Çevlik faults. The left lateral offsets on the contact of the Tertiary units and on morphological features,microearthquakes and fault plane solutions suggest that these faults are active sinistral strike slip faults withconsiderable normal compenents.

KKeeyy WWoorrddss: Seimicity, Mersin, morphotectonic, Namrun Fault Zone.

stratigrafiye yönelik Blumental (1947), Özgül vd.(1973), Gül vd. (1984), Özgül (1984), Yetifl(1984), Yetifl ve Demirkol (1986), Demirtafll›(1984), Demirtafll› vd. (1984), Avflar (1992), Öz-çelik ve Yetifl (1994), Aydo¤du (2002) ; tektonikamaçl› olarak Arpat ve fiaro¤lu (1975), Yetifl(1984), Yetifl ve Demirkol (1986), Açlan (1993),Koçyi¤it ve Beyhan (1998), Dilek vd. (1999),Koçyi¤it ve Beyhan (1999), Tekbafl (2000), Jaf-fey ve Robertson (2001)’un çal›flmalar› say›labi-lir. Yukar›daki çal›flmac›lardan Koçyi¤it ve Bey-han (1998 ve 1999) Namrun fay zonunun solyanal do¤rultu at›ml› aktif bir fay oldu¤unu,Westaway (1999), Namrun fay›n›n neotektonikdönem öncesinde olufltu¤unu ve aktif olmad›¤›-n›, Bozkurt (2001) ise normal bileflenli oldu¤unubelirtmektedirler.

Bu çal›flmada; Orta Anadolu Fay Sistemi’nin enaz bilinen ve araflt›rmac›lar›n görüfl birli¤ine va-ramad›¤› kesiminin (Namrun Fay Zonu’nun)uzand›¤› Namrun (Çaml›yayla) ve yak›n yöresi-nin, ilk kez 1/25000 ölçekli ayr›nt›l› jeolojik vemorfotektonik haritas› ç›kar›lm›fl, çizgisellikleruydu görüntüleri ve saha çal›flmalar› ile tan›m-lanm›fl ve deprem verileri derlenerek Namrunfay zonunun jeolojik, morfolojik özellikleri ile ya-fl›na iliflkin yeni yorumlamalar yap›lm›flt›r.

JEOLOJ‹K KONUM

Çal›flma alan› ve yak›n yöresi Orta Toroslar’›ngüney bölümünde kalmakta olup, Demirtafll› vd.(1984) taraf›ndan tan›mlanan Bolkarda¤ Birli-¤i’nin güney s›n›r›n› oluflturmaktad›r. Permiyen-Alt Tersiyer yafl aral›¤›nda çökelen Bolkarda¤Birli¤i, Devoniyen-Üst Kretase aras›nda s›¤ ne-ritik ortamda çökelmifl karbonat ve k›r›nt›l› kaya-lar ile Üst Kretase-Alt Tersiyer aras›nda k›r›nt›l›kayalar ile temsil edilmektedir (Demirtafll›, 1984;Demirtafll› vd., 1984).

Bölgede Bolkarda¤ Birli¤i’nin Jura-Üst Kretasearal›¤›na ait çökel birimler yer almaktad›r. Böl-genin temelini Jura-Alt Senoniyen yafll› Cehen-nemdere formasyonu (Demirtafll›, 1984) olufltu-rur (fiekil 2 ve 3). Birim; alt seviyelerde siyah vekoyu gri kal›n tabakal› dolomit ve dolomitik ki-reçtafllar› ile üst seviyelerde kal›n tabakal› koyugri , k›r›kl› ve, çatlaklar› kalsit dolgulu kireçtaflla-r›ndan oluflmufltur. Yaklafl›k 750 m’den fazla birkal›nl›k sergileyen birim tipik flelf çökelini yans›-t›r. Cehennemdere formasyonu Santoniyen-Kampaniyen yafll› Yavca formasyonu (‹l-

ker,1975) taraf›ndan uyumlu olarak üzerlenir(bkz. fiekil 2). Bölgenin güneyinde genifl alan-larda yüzeyleyen birim alt seviyelerde gri ve sa-r›ms› kahve, orta kal›n katmanl› kumtafl›, çak›l-tafl› ve fleyl ardalanmas› ile temsil edilmektedir.Birimin içersinde 2-3 m kal›nl›¤›nda türbiditik ki-reçtafl› mercekleri yer almakta olup, bunlardanhaz›rlanan kesitlerde saptanan fosillere göre bi-rime Santoniyen-Kampaniyen yafl› verilmifltir.Tipik bir flifl istifi içeren Yavca formasyonu, peri-dotit, serpantin dunit, gabro, mikro gabro ve rad-yolarit bloklar›ndan oluflan F›nd›kp›nar kar›fl›¤›taraf›ndan tektonik dokanakla üstlenir (bkz. fie-kil 2).

Temeli oluflturan yukar›da belirtilen birimler Ter-siyer yafll› formasyonlar taraf›ndan uyumsuzluk-la üzerlenmektedir. Tersiyer yafll› birimlerin ta-ban›nda karasal-lagüner ortamda çökelmifl, Oli-gosen-Alt Miyosen yafll› Gildirli formasyonu(Schmidt, 1961) yer al›r (bkz. fiekil 2 ve 3). K›r-m›z›-gri, yer yer çapraz tabakal› çak›ltafl›, kum-tafl› ve sittafl› ardalanmalar› ile temsil edilen bi-rim baz› kesimlerde ince kömür bantlar› içer-mektedir. Birim üste, kirli sar› gri kumtafl›, çak›l-tafl›, kumlu kireçtafl› ve kireçtafl› ardalanmala-r›ndan oluflan Alt Miyosen-Orta Miyosen yafll›Kaplankaya formasyonu (Yetifl ve Demirkol,1986) taraf›ndan uyumlu olarak örtülür (bkz. fie-kil 2 ve 3). Genelde bölgedeki yükseltilerin enüst k›sm›nda yer alan ve katmanl› yer yer masifözellikte resifal kireçtafllar› ile temsil edilen Ka-raisal› formasyonu (Schmidt, 1961), Kaplanka-ya formasyonu ile yanal ve düfley geçifllidir. Ol-dukça bol makro ve mikro fosil içeren s›¤ ve s›-cak bir ortamda çökelen birimin yafl› Alt-Orta Mi-yosen olarak saptanm›flt›r (Yetifl ve Demirkol,1986)

MORFOTEKTON‹K ÖZELL‹KLER

‹nceleme alan› ve yak›n yöresinde yer alan yük-seltilerin genel gidifli K50-60 D aras›nda olup,bölgenin kuzey ve güney yar›lar› birbirlerindenayr› özellikler sergiler (fiekil 4). Kuzey bölümdeNamrun ve Çamaras› faylar›n›n kuzeyinde yeralan kesimde ortalama 1600-1800 m’ye ulaflanyükseltiler varken, güneyinde ortalama 1200-1400 m aras›nda de¤iflen yükseltiler söz konu-sudur (bkz. fiekil 4). Güney bölümde yer alanAlaiye ve Cehennemdere faylar›n›n kuzey kesi-minde ortalama yükseklik 1200-1400 m aras›n-da iken, güney bölümde 700-800 m aras›ndade¤iflmektedir.

‹nan ve Ekingen 149

150 Yerbilimleri

fiekil 2. ‹nceleme alan›n›n stratigrafik dikme kesiti.Figure 2. Stratigraphic columnar section of the investigated area.

Bölgenin en önemli akaçlama sistemini Cehen-nem Deresi oluflturmaktad›r. Dik ve derin vadi-ler oluflturarak KB-GD do¤rultusunda akan Ce-hennem Derenin çal›flma alan›ndaki toplamuzunlu¤u 12 km kadard›r (bkz. fiekil 4). Vadi ta-banlar› ile üstü aras›nda yaklafl›k 600-700 m’likkot fark› bulunmakta ve temel kayalar bu bölüm-

de yüzeylenmektedir. Bölgenin ikinci ve üçüncüderece önemli akaçlama sistemlerini çal›flmaalan›n›n do¤u bölümündeki KB-GD do¤rultuluKad›nc›k ve Oluklu Çaylar› oluflturmaktad›r. Ce-hennem Deresine oranla daha k›sa ve s›¤ vadi-ler oluflturan bu ana akaçlama sistemlerinin yankollar› ise genel olarak KD-GB do¤rultusunda


fiekil 3. Namrun ve yak›n yöresinin jeoloji haritas› (a. alüvyon, b. Karaisal› formasyonu (Tka), c. Kaplankaya for-masyonu (Tkp), d. Gildirli formasyonu (Tgi), e. F›nd›kp›nar› kar›fl›¤› (Mfk), f. Yavca formasyonu (Ky), g.Cehennemdere formasyonu (TrJKc), h. dokanak i. do¤rultu at›ml› fay, j. akarsu yata¤›, k. do¤rultu-e¤im).

Figure 3. Geological map of the Namrun and its vicinity (a. alluvium, b. Karaisal› formation (Tka), c. Kaplankayaformation (Tkp) d. Gildirli formation (Tgi) e. F›nd›kp›nar› complex, f. Yavca formation (Ky), g. Cehen-nemdere formation (TrJKc), h. contact, i. strike- slip fault, j. river channel, k. direction and dip).

152 Yerbilimleri

fiekil 4. ‹nceleme alan›n›n morfotektonik haritas› ve ötelenmelerin ölçüldü¤ü yerler (a, b, c ve d).Figure 4. Morphotectonic map of the investigated area and offset locations (a, b, c and d).

uzanmakta olup, bu do¤rultuda geliflen faylartaraf›ndan ötelenmifllerdir (bkz. fiekil 4).

Çal›flma alan› ve yak›n yöresinde, çok say›dave çizgisel olarak dizilmifl su kaynaklar› ile genelgidiflleri KD-GB do¤rultusunda olan KuyucakTepe, Palaz Tepe, Meydan Tepe ve K›z›ltafl S›r-t› vb. uzam›fl tepelere s›kça rastlan›lmaktad›r(bkz. fiekil 4). Yukar›da sunulan morfolojik özel-likler ile jeolojik özellikler, Namrun Fay Zonunun(Koçyi¤it ve Beyhan, 1998) bu kesimde do¤rul-tular› K60-80D aras›nda de¤iflen yaklafl›k 4-8km uzunlu¤a sahip çok say›da faylar taraf›ndantemsil edildi¤ine iflaret etmektedir. Bu faylar, ku-zeyden güneye do¤ru s›ras›yla; Namrun, Ça-maras›, Sebil, Cehennemdere, Alaiye, Tepetaflve Meydan faylar› olup, jeolojik özellikleri afla¤›-da ana hatlar›yla belirtilmifltir.

Çal›flma alan›n›n kuzey bölümünde yer alanNamrun fay›, Sinap Kalesi ile Palaz Tepe ara-s›nda K62D do¤rultusunda 7 km’lik bir uzan›masahiptir (bkz. fiekil 4). Namrun fay› uzan›m› bo-yunca, Jura-Alt Kretase yafll› Cehennem DereFormasyonu ile Oligosen yafll› k›r›nt›l› kayaçlar-la temsil edilen Gildirli ve Alt–Orta Miyosenyafll› Karaisal› ile Kaplankaya formasyonlar›n›karfl› karfl›ya getirmifl ve tektonik dokana¤›n›oluflturmufltur (fiekil 3 ve 5). Bu kesimlerde yeryer 4 m kal›nl›¤›nda ezik ve breflik seviyelerlebirlikte çizgisel olarak dizilmifl çok say›da sukaynaklar› ve uzam›fl tepeler gözlenmektedir.Ayr›ca Namrun fay›, Namrun ilçesinin kuzeyin-den ç›kan Oluklu Çay›’nda 500 m’lik sol yanalötelenmeye neden olmufltur (bkz. fiekil 4 a)Namrun fay›n›n 700 m güneyinde yer alan Çamaras› fay›, K60D do¤rultusunda KuyucakTepe ile Cehennem Dere aras›nda 5.5 km ka-dar devam ederek çal›flma alan›n› terk eder.Jura-Alt Kretase yafll› Cehennem Dere ileAlt–Orta Miyosen yafll› Kaplankaya formasyon-lar›n› karfl› karfl›ya getirmifl olan Çamaras› fay›,ayr›ca Cehennem Derenin do¤u kolunu olufltu-ran Çamaras› Deresi’ni de denetlemektedir(bkz. fiekil 3 ve 4).

Bölgenin orta bölümünde yer alan Sebil fay›,Sebil Köyü bat› bölümü ile Mutal Tepe kuzeyba-t›s› aras›nda K68D do¤rultusunda yaklafl›k 6km’lik bir uzan›ma sahiptir (bkz. fiekil 4). SebilKöyü bat›s›nda Oligosen yafll› Gildirli formasyo-nu ile Jura-Kretase yafll› Cehennemdere for-masyonlar›n›n tektonik dokana¤›n› oluflturanfay bat›ya do¤ru Cehennemdere formasyonukeserek çal›flma alan›n›n d›fl›na ç›kar (bkz. fie-

kil 3 ve 4). Sebil fay›, Cehennem Deresi’nin ko-lunda 250 m’lik sol yanal ötelenme sergiler (bkz.fiekil 4 c).

Bölgenin güney bölümünde yer alan Cehen-nemdere fay›, do¤uda Cehennem Deresi’ningüneydo¤u bölümünü oluflturan Pamukluk Dereboyunca K70D do¤rultusunda 4 km’lik bir uzan›-ma sahiptir. Bu kesimden sonra kuzeybat›yado¤ru 350 m s›çrama yapan fay, buradan itiba-ren K55D do¤rultusunda 8 km kadar devamederek çal›flma alan›n›n d›fl›na ç›kmaktad›r(bkz. fiekil 4). Orta ve do¤u bölümlerde Jura-AltKretase yafll› Cehennem Dere formasyonunaait birimleri kesen Cehennemdere fay›, bat› bö-lümde temel kayalar› ile di¤er birimlerin tektonikdokana¤›n› oluflturmaktad›r (bkz. fiekil 3). Özel-likle sahan›n güneybat› kesiminde çok say›dasu kaynaklar› ile K›z›ltafl ve F›nd›kl› Tepe gibiuzam›fl s›rtlar yer almaktad›r (bkz. fiekil 4). Bu-nun yan› s›ra, Cehennemdere fay›, CehennemDere’nin güneydo¤u bölümünü oluflturan Pa-muklu Deresi’nde 3 km’lik sol yanal ötelenmeyeneden olmufltur (bkz. fiekil 4).

Cehennemdere fay›n›n kuzeybat› bölümündeyer alan Alaiye fay›, do¤uda Cehennem Deresiile bat›da Alaiye Köyü’nün güneybat›s› aras›ndaK65D do¤rultusunda ve yaklafl›k 6 km’lik bizuzan›ma sahiptir (bkz. fiekil 4). Jura – Kretaseyafll› Cehennemdere formasyonunu kesen Alai-ye fay›, K›z›ltafl S›rt›n›n kuzeyinde yer alan Ce-hennem Dere’sinde 750 m’lik sol yanal ötelen-meye neden olmufltur (bkz. fiekil 4 b).

Çal›flma alan›n›n güney ucunda yer alan Tepe-tafl fay›, K38D do¤rultusunda 3 km’lik bir uza-n›m sergiler. Kuzeydo¤uda Santoniyen-Kampa-niyen yafll› Yavca formasyonunun içinden ge-çen fay, güneybat› bölümünde Oligosen yafll›Gildirli ve Alt-Orta Miyosen Yafll› Karaisal› for-masyonlar›n› keserek bunlarda 600 m’lik sol ya-nal ötelenmeye neden olmufltur (bkz. fiekil 4 dve 5).

K50D do¤rultusunda yaklafl›k 3 km’lik uzan›masahip olan Meydan fay›, çal›flma alan› içerisindeMeydan Tepe’nin güney bölümünde konumlan-maktad›r. Kuzeydo¤u bölümde Santoniyen-Kampaniyen yafll› Yavca formasyonunu kesenfay, güneybat› ucunda Oligosen yafll› Gildirli for-masyonu ile Yavca formasyonun tektonik doka-na¤›n› oluflturmaktad›r (bkz. fiekil 3 ve 4).

Bölgenin güneybat› bölümünde yer alan veMeydan fay›na koflut olarak uzanan Çevlik fay›,


Santoniyen-Kampaniyen yafll› Yavca formasyo-nu ile F›nd›kp›nar› kar›fl›¤›n›n tektonik dokan›¤›-n› oluflturmaktad›r (bkz. fiekil 1 ve 3). Çevlik fa-y› K48D do¤rultusunda toplam 3 km’lik bir uza-n›m sergiler (bkz. fiekil 3 ve 4).

Yukar›da tan›mlanan faylar›n d›fl›nda çal›flmaalan›n do¤usunda Boztepe Köyü do¤usundaK30B do¤rultusunda, Namrun ilçesinin bat› bö-lümünde K40B do¤rultusunda ve Zevzek Tepebat›s›nda yer alan K52B gidiflli yaklafl›k 2 kmuzunlu¤unda sa¤ yanal nitelikli küçük ölçeklifaylar da yer almaktad›r (bkz. fiekil 3 ve 4).

Namrun ve Cehennemdere faylar› çal›flma ala-n›nda ve yak›n yöresinde yap›lan gözlemlerde,yer yer Jura-Kretase yafll› temel kayalar ile Alt-Orta Miyosen yafll› kayalar›n tektonik dokana¤›-n› oluflturmakta, yer yer de Alt Miyosen-Orta Mi-yosen yafll› kayalar› kesmekte ve bunlar› sol ya-nal ötelenmelere u¤ratmaktad›rlar (bkz. fiekil 5ve 6). Bunun yan› s›ra, çeflitli dere ve çaylardayapm›fl oldu¤u 0.5 ile 3 km’lik sol yanal ötelen-meler ile faylar›n kuzey ve güney bölümlerindegözlenen 300-400 m’lik yükseklik farklar›, Nam-run faylar›n›n önemli bir düfley bileflene sahipsol yanal do¤rultu at›ml› fay karakteri gösterdi¤i-ni belgelemektedir.

Bölgede yer alan faylar›n büyük bir bölümü ge-nelde kireçtafllar› içinde geliflmifltir. Ancak, ki-reçtafllar›n›n erime özelli¤ine ba¤l› olarak faydüzlemlerinin korunmad›¤› ve özellikle çizgisel

unsurlar›n kayboldu¤u görülmektedir. Bununlabirlikte, korunmufl çok az say›da fay düzlemive üzerinde yer alan çiziklerden yararlanarakoluflturulan stereografik izdüflüm fiekil 7’ deverilmifltir. Buna göre bölgede geliflen faylar›nK20-25D-G20-25B gidiflli s›k›flma ve K60-65B-G60-65D gidiflli gerilme denetiminde geliflti¤i,ayr›ca Namrun Fay Zonu’na koflut olan fayla-r›n önemli bir düfley bileflene sahip sol yanaldo¤rultu at›ml› fay özelli¤i sergiledikleri söyle-nebilir.

Tarihsel dönem içersinde Namrun fay› üzerindegerçekleflti¤i belirtilen büyük ölçekte bir dep-rem kayd›na rastlan›lmam›flt›r. Son yüzy›ldaMersin yak›n yöresi ile Namrun Fay Zonu’nunuzand›¤› kesimlerde meydana gelen depremlerÇizelge 1’de verilmifltir. ‹statistiksel olarak buyüzy›l içersinde meydana gelen 55 adet dep-remden, 33 tanesi 3-3.9, 16’ s› 4-4.9 ve üçü ise5-5.5 büyüklü¤ündedir. 5-5.5 büyüklü¤ündekiüç deprem Mersin Körfezi içerisinde kalmakta,son y›llarda meydana gelen 3-3.9 büyüklü¤ünesahip 4 deprem ise Namrun ve Cehennemderefaylar› üzerine düflmektedir (fiekil 8). Di¤erdepremlerin merkez üstleri ise, Namrun FayZonu içerisinde da¤›lm›fl olarak yer al›rlar. Buveriler, çal›flma alan›nda yaklafl›k 5 km geniflli-¤inde ve 11 km uzunlu¤unda bir zon oluflturanNamrun faylar›n›n, büyük ölçekte bir depremüretmemelerine karfl›n, aktif faylar oldu¤unukan›tlamaktad›r.

154 Yerbilimleri

fiekil 5. Cehennemdere formasyonu (JKc) ile Gil-dirli formasyonu (Tg) aras›ndaki tektonikdokana¤› oluflturan Namrun fay› (PalazTepe kuzeyinden güneybat›ya bak›fl).

Figure 5. Tectonic contact between the Cehennem-dere (JKc) and Gildirli (Tg) formationsfrom the Namrun fault (view from north ofPalaz Hill to the southwest).

fiekil 6. Alt-Orta Miyosen yafll› Karaisal› formasyo-nunda Tepetafl fay› taraf›ndan oluflturulansol yanal ötelenmeler (A-A› : at›m, TepetaflTepe güneyinden kuzeybat›ya bak›fl).

Figure 6. Left lateral offset on the Lower-Middle Mi-ocene Karaisal› formation due to the Te-petafl fault (A-A› : offset, view from southof Tepetafl Hill to the northwest).


fiekil 8. Namrun ve yak›n yöresinin yal›nlaflt›r›lm›fl sismotektonik haritas›.Figure 8. Simplified seismotectonic map of the Namrun and its close vicinity.

TARTIfiMA VE SONUÇLAR

Koçyi¤it ve Beyhan (1998) taraf›ndan adland›r›-lan Orta Anadolu Fay Sistemi kuzeyde Düzyay-la (Sivas) güneyde Anamur (Mersin) aras›ndauzanmakta ve 24 ayr› segmentten oluflmaktad›r(Sivas, K›z›l›rmak, Yeflilhisar, Çamard›-Derinku-yu, Ard›çl› segmentleri vd.). Bu segmentleringüneybat› bölümünü oluflturan Namrun Fay Zo-nu, üzerinde en az çal›flma yap›lan bölümdür.Namrun Fay Zonu ile ilgili olarak iki farkl› görüflbulunmaktad›r. Koçyi¤it ve Beyhan (1998 ve1999); Namrun Fay Zonu üzerine gözlenen çiz-gisel vadi, üçgen yüzeyler, akaçlama sistemle-rindeki ötelenmeler, Kuvaterner yafll› alüvyondepolar›n›n kesilmesi, farkl› yerlerde fay düz-lemleri üzerinde ölçülen kayma çizikleri, farkl›yafltaki kaya birimlerinin karfl› karfl›ya gelmesi,sismik etkinlikler vb. göstergelerin fay›n genç veaktif oldu¤unu belgeledi¤ini belirtmektedirler.Westaway (1999) ise, Namrun fay zonunununözellikle Toros Da¤lar›na paralel olarak uzananyap›sal hatlara karfl›l›k geldi¤ini, dolay›s›ylabunlar›n ço¤unlukla ters faylardan olufltu¤unuve aktif olmad›¤›n› ifade etmektedir.

Namrun Fay Zonu’nun en iyi gözlendi¤i yerler-den birisi olan Namrun ve yak›n yöresindeki je-olojik ve morfotektonik özelliklerinin incelendi¤ibu çal›flmada, 5 km’lik bir zon içerisinde Nam-run Fay Zonu’nun birbirine koflut olarak uzanan7 ayr› fay haritalanm›flt›r. 8 km uzan›ma sahip

fiekil 7. ‹nceleme alan›ndan derlenen fay düzlem-leri ve çiziklerinin stereografik izdüflümleri(fay düzlemi ölçüm yerleri fiekil 4’te göste-rilmifltir.)

Figure 7. Lower hemisphere stereographic projectionof striated fault planes measured in the fi-eld (Measurement locations of fault planesare shown in Figure 4).

olan Namrun fay›nda akaçlama sistemlerinde500 m, 12 km uzan›ma sahip Cehennemderefay›nda yine akaçlama sistemlerinde 500-750 mve Miyosen yafll› birimlerde gözlenen 600 m’liksol yanal ötelenmeler ölçülmüfltür. Ayr›ca bufaylar›n kuzey ve güney bölümleri aras›nda 200-300 m civar›nda yükseklik farklar›n›n bulundu¤udikkate al›narak, bu faylar›n önemli bir düfley bi-leflene sahip sol yanal do¤rultu at›ml› fay karak-teri sergiledikleri saptanm›flt›r. Bunun yan› s›ra,fay düzlemi çözümleri de faylar›n önemli bir dü-fley bileflene sahip sol yanal fay karekterine sa-hip olduklar›n› iflaret etmektedir. Namrun ve Ce-

hennemdere faylar›n›n Alt-Orta Miyosen yafll›Karaisal› ve Kaplankaya formasyonlar›n› kes-meleri, gerekse akaçlama sistemlerinde meyda-na getirdikleri ötelenmeler, bu faylar›n Miyosensonras›nda ço¤unlukla Pliyo-Kuvaterner’de ge-liflti¤i söylenebilir. Bunun yan› s›ra, bölgedemeydana gelen ve büyüklü¤ü 3-5 aras›nda de-¤iflen depremler de bu faylar›n aktif oldu¤unugöstermektedir. Namrun Fay Zonu’nun jeolojiközellikleri ve üretti¤i depremler dikkate al›nd›-¤›nda, gelecek y›llarda da bölgede y›k›c› olma-yan küçük ölçekte depremlerin meydana gelebi-lece¤i söylenebilir.

156 Yerbilimleri

Çizelge 1. Mersin ve yak›n yöresine ait sismik veriler (Genço¤lu vd., 1990; Eyido¤an vd., 1991; Kandilli DepremAraflt›rma Enstitüsü, 2007)

Table 1. Seismic data at Mersin and its vicinity (Genço¤lu et al., 1990; Eyido¤an et al., 1991; KandilliObservatory and Earthquake Research Institute, 2007)

KAYNAKLAR

Açlan, M., 1993. Namrun güneydo¤usu (Mer-sin) yöresinin jeolojik ve petrografik in-celenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Fen Bi-limleri Enstitüsü, Çukurova Üniversitesi,Adana (yay›mlanmam›fl).

Arpat, E. ve fiaro¤lu, F. D., 1975. Türkiye’dekibaz› önemli genç tektonik olaylar. Türki-ye Jeoloji Kurumu Bülteni, 18, 91-101.

Avflar, N., 1992. Namrun (Mersin) yöresininbentik foraminifer faunas›. Maden Tet-kik ve Arama Enstitüsü Dergisi, 114,127-144.

Aydo¤du, E., 2002. Bo¤azp›nar-Sandal (‹çel)dolay›n›n stratigrafisi. Yüksek LisansTezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ÇukurovaÜniversitesi, Adana (yay›mlanmam›fl).

Blumental, M. M., 1947. Belemedik Paleozoyikpenceresi ve bunun Mezozoyik kalkerçerçevesi (Kilikya Toroslar›). MadenTetkik ve Arama Enstitüsü Yay›nlar›, 3.

Bozkurt, E., 2001. Neotectonics of Turkey – asynthesis. Geodinamica Acta, 14, 3–30.

Demirtafll›, E., 1984. Stratigraphy and tectonicsof the area between Silifke and Anamur,Central Taurus Mountains. In: O. Tekeliand M. C. Göncüo¤lu, (eds), Procee-dings of the International Symposium onthe Geology of the Taurus Belt, SpecialPuplication, Ankara, pp. 101-118.

Demirtafll›, E., Turhan, N., Bilgin, A.Z., Erenler,F., Ifl›klar, S., Sanl›, D.Y., Selim, M.,and Turhan, N., 1984. Geology of Bol-kar Mountains. In: O. Tekeli and M. C.Göncüo¤lu, (eds), Proceedings of theInternational Symposium on the Geo-logy of the Taurus Belt, Special Pupli-cation, Ankara, pp. 125-141.

Dilek, Y., Thy, P., Hacker, B., and Grundvig, S.,1999. Structure and petrology of Tauri-de ophiolites and mafik dike intrusions(Turkey): Implications for the Neo-Teth-yen Ocean. Geological Society of Ame-rica Bulletin, 111, 1192-1216.

Eyido¤an, H., Utku, Z., Güçlü, U. ve De¤irmen-ci, E., 1991. Türkiye Büyük DepremleriMakro-sismik Rehberi. ‹stanbul TeknikÜniversitesi, Maden Fakültesi Yay›n›.

Genço¤lu, S., ‹nan, E. ve Güler, H., 1990. Tür-kiye’nin deprem tehlikesi. TMMOB Je-ofizik Mühendisleri Odas› Yay›n›, Anka-ra.

Gül, M. A., Çuhadar, Ö., Özbafl, Y., Aklan, H. veEfeç›nar, T., 1984. Bolkar-Belemedikyöresinin jeolojisi ve petrol olanaklar›.Türkiye Petrolleri Anonim Ortakl›¤›, Ra-por No. 1979 (yay›mlanmam›fl).

‹çel, ‹., 1989. ‹çel-Tarsus-Çaml›yayla 36624 no-lu ruhsat sahas› jeoloji ve rezerv rapo-ru. Maden Tetkik Arama Raporu (ya-y›mlanmam›fl).

‹lker, S., 1975. Adana baseni kuzeybat›s›n›n je-olojisi ve petrol olanaklar›. Türkiye Pet-rolleri Anonim Ortakl›¤› Raporu (yay›m-lanmam›fl).

Jaffey, N., and Robertson, A. H. F., 2001. Newsedimentological and structural datafrom the Ecemifl fault zone, southernTurkey: implications for its timing andoffset and Cenozoic tectonic escape ofAnatolia. Journal of Geological Society,158, 367-378.

Kandilli Rasathanesi veDeprem Araflt›rma Ens-titüsü, 2007. http://www.koeri.bo-un.edu.tr, 30 Nisan 2007.

Koçyi¤it A., and Beyhan A., 1998. A new intra-continental structure: the Central Ana-tolian Fault Zone. Tectonophysics, 284,317-336.

Koçyi¤it, A., and Beyhan, A., 1999. Reply toRob Westaway’s comment on “ A newintracontinenthal transcurrent structure:the Central Anatolian Fault Zone”. Tec-tonophysics, 314, 481-496.

Özçelik, N. ve Yetifl, C., 1994. Adana baseni,Tersiyer istifi Güvenç formasyonunun li-tobiyostratigrafisi. Türkiye 10. PetrolKongresi Bildiriler Kitab›, s. 73-85.

Özgül, N., 1984. Stratigraphy and tectonic evo-lution of the Central Taurides, In: O.,Te-keli and M.C., Göncüo¤lu (eds), Pro-ceedings of the International Symposi-um on the Geology of the Taurus Belt,Special Puplication, Ankara, pp. 77-90.

Özgül, N., Metin, S., Görür, E., Bingöl, ‹., Bay-dar, O. ve Erdo¤an, B., 1973. Tufan-


beyli dolay›n›n (Do¤u Toroslar-Adana)Kambriyen-Tersiyer kayalar›. TürkiyeJeoloji Kurumu Bülteni, 16(1), 82-100.

Schmidt, G. C., 1961. Stratigraphic nomenclatu-re for the Adana Region, PetroleumDistrict 7. Petroleum AdministrationBulletin, 6, 47-63.

Tekbafl, M., 2000. Namrun Güneyi (Çapar-Par-makkurdu aras›) ofiyolit diliminin jeoloji-si ve petrografik ‹ncelenmesi. YüksekLisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çu-kurova Üniversitesi, Adana (yay›mlan-mam›fl).

Westaway, R., 1999. Comment on ‘‘A new intra-continental transcurrent structure: theCentral Anatolian Fault Zone, Turkey’’

by A. Koçyi¤it and A. Beyhan. Tecto-nophysics, 314, 469–479.

Yetifl, C., 1984. New observations on the age ofthe Ecemifl Fault. In: O.,Tekeli andM.C., Göncüo¤lu (eds), Proceedings ofthe International Symposium on theGeology of the Taurus Belt, SpecialPuplication, Ankara, pp. 159-164.

Yetifl, C. ve Demirkol, C., 1986. Adana basenininbat› kesiminin detay jeolojik etüdü. MTARapor No. 8037 (yay›mlanmam›fl).

Y›ld›r›m, F., 1978. ‹çel ili Tarsus ilçesi Namrun ci-var›nda s›n›rlar› belirtilen maden kömürüsahas›na ait Maden Kanunu’nun 44.maddesine göre tanzim edilen iflletmeprojesi. MTA Raporu (yay›mlanmam›fl).

158 Yerbilimleri

Yeralt›suyu besleniminin e¤ri numaras› (SCS-CN) yöntemi ile hesaplanmas›: Çak›loba-Karadoruk akifer sisteminde (Beypazar›-Ankara) örnek uygulama

Estimation of groundwater recharge using the curve number method (SCS-CN):A study of the Çak›loba-Karadoruk aquifer system (Beypazar›-Ankara)

AHMET APAYDINDS‹ V. Bölge Müdürlü¤ü, Eskiflehir Yolu 8. km, 06520 ANKARA

Gelifl (received) : 16 fiubat (February) 2007Kabul (accepted) : 28 Kas›m (November) 2007

ÖZ

ABD Toprak Koruma Kurumu taraf›ndan gelifltirilen E¤ri Numaras› (SCS-CN) yöntemi, ya¤›fl-ak›fl-kay›p iliflki-sinin analizinde kullan›lmaktad›r. Yöntemden, süzülme ve topra¤›n arazi kapasitesi de¤erleri kullan›larak ye-ralt›suyu besleniminin tahmininde yararlan›lmas› mümkündür. Bu çal›flmada, Ankara’n›n Beypazar› ilçesinde-ki Miyosen yafll› çörtlü-tüflü kireçtafllar›ndan oluflan akiferin ya¤›fltan beslenimi, E¤ri Numars› (CN) yöntemi vetoprak örneklerinde laboratuvarda yap›lan deneylerden elde edilen arazi kapasitesi de¤erleri kullan›larak he-saplanm›flt›r. Sunulan çal›flmada; yöntem tan›t›ld›ktan sonra, elde edilen sonuçlar ve yöntemin üstünlükleri vezay›f yönleri tart›fl›lm›flt›r. Elde edilen sonuçlar, yar›kurak bir bölgede bulunan çal›flma alan›nda yeralt›suyubesleniminin düzensiz oldu¤unu ve beslenimde ya¤›fl›n miktar›ndan çok ya¤›fl flekli, fliddeti ve y›l içindeki da-¤›l›m›n›n etkin oldu¤unu göstermektedir. Çal›fl›lan akifer, bas›nçl› bir sistem olup, sadece yüzeylendi¤i alan-lardan ya¤›fltan süzülme ile beslenmektedir. Akiferin boflal›m› ise, kaynaklarla ve kuyulardan çekimle olmak-tad›r. Ancak, çekimler nedeniyle kaynaklar kurumufl durumdad›r. Sistemdeki yeralt›suyu dolafl›m› çok yavafloldu¤undan, akifere olan beslenim ile akiferin tepkisi aras›nda çok büyük bir zaman ötelenmesi olmakta vegüncel veya yak›n geçmifle ait ya¤›fllarla bugünkü yeralt›suyu davran›fl› aras›nda sa¤l›kl› bir iliflki kurulama-maktad›r. Dolay›s›yla akiferin bu özellikleri beslenim hesab› için kullan›labilecek yöntemleri s›n›rlamaktad›r.Yap›lan çal›flma sonucunda, 32.5 km2 yüzey alan›na sahip akiferin yeralt›suyu beslenimi ortalama olarak(1986-2000) 4.9x106 m3/y›l hesaplanm›flt›r.

AAnnaahhttaarr KKeelliimmeelleerr:: Arazi kapasitesi, beslenim, Çak›loba-Karadoruk, e¤ri numaras›, süzülme.

The Curve Number Method, developed by the US Soil Conservation Service (SCS), is used to analyse the re-lation between the rainfall, runoff and loss of a storm rainfall. If the infiltration and field capacity of the soil areknown, the method can be used to estimate the groundwater recharge. In this study, recharge from precipitati-on of a Miocene-aged cherty and tuffy limestone aquifer located in Beypazar› (Ankara) was estimated by theSCS-CN method and field capacity of the soil zone. This paper explains the method and its application in thestudy area, and discusses the results and the approach. The results indicated that, groundwater recharge is ir-regular in the study area, that is located in a semi-arid region, and that it mainly depends on type, intensity andseasonal distribution of precipitation rather than on the total amount. The aquifer studied is a confined and clo-sed system, and it is recharged from the surface by infiltration of precipitation. The discharge occurs throughsprings and abstraction from boreholes. However, the springs have dried out due to overexoploitation. Becau-se of a very slow groundwater velocity, there is a long time-lag between the input (precipitation) and responseof the system, so analysis of the relation between precipitation and recent groundwater behaviour is not stra-


A.Apayd›nE-posta: [email protected]

G‹R‹fi

Hidrojeolojik çal›flmalar›n ço¤unlukla en zor bö-lümünü oluflturan yeralt›suyu beslenimi ve bi-lanço çal›flmalar›d›r. Özellikle boflal›m› ölçüle-meyen ve çekimler nedeniyle do¤al dengesi bo-zulmufl olan bas›nçl› sistemlerde bu ifllem dahada karmafl›kt›r. Bu çal›flmaya konu olan ve An-kara-Beypazar›’nda bulunan akifer, bas›nçl› birsistem olup, sadece yüzeylendi¤i alanlardan ya-¤›fltan süzülme ile beslenmektedir. Akiferin bo-flal›m› ise, kaynaklarla ve kuyulardan çekimleolmaktad›r. Ancak kaynaklar›n büyük bir bölü-mü çekimler nedeniyle 2000 y›l›nda kurumufltur.Sistemdeki yeralt›suyu dolafl›m› çok yavafl ol-du¤undan, akifere olan beslenim ile akiferin tep-kisi aras›nda çok büyük bir zaman ötelenmesiolmakta (Apayd›n, 2004b) ve güncel veya yak›ngeçmifle ait ya¤›fllarla bugünkü yeralt›suyu dav-ran›fl› aras›nda sa¤l›kl› bir iliflki kurulamamakta-d›r. Dolay›s›yla akiferin bu özellikleri beslenimhesab› için seçilebilecek yöntemlerin say›s›n›s›n›rlamaktad›r. Sonuçta, Ankara’n›n Beypazar›ilçesindeki çal›flma alan›ndaki Miyosen yafll›çörtlü-tüflü kireçtafllar›ndan oluflan akifer siste-minin ya¤›fltan beslenimi SCS-CN yaklafl›m› uy-gulanarak ve arazi kapasitesi de¤erleri kullan›-larak hesaplanm›flt›r. Yaklafl›k olarak 80 km2

büyüklü¤ündeki alan içinde 32.5 km2 yüzey ala-n›na sahip akifer sistemine olan beslenimin he-sab›nda 1986-2000 y›llar› aras›ndaki 15 y›ll›kya¤›fl verileri, yeralt›suyu besleniminde belirleyi-ci olan arazi kapasitesi olarak da, araziden al›-nann temsil edici toprak örneklerinde laboratu-varda yap›lan analizlerden elde edilen verilerkullan›lm›flt›r. Yöntemle ilgili ayr›nt›l› bilgi Apay-d›n (2004a ve 2004b) taraf›ndan verilmifltir.

Bilindi¤i gibi, yeryüzüne düflen ya¤›fl›n bir k›sm›bitkilerin yapraklar›nda tutulmakta, bir k›sm›do¤rudan yüzeysel ak›fla geçmekte, bir k›sm›da toprak zonuna süzülmekdedir. Toprak zo-nunda tutulan suyun bir k›sm› buharlaflma veyabitkiler taraf›ndan terleme yoluyla atmosfere ge-ri dönmekte, bir k›sm› da derinlere do¤ru süzü-lerek önce vadoz zona, oradan da doygun zonaulaflarak yeralt›suyunu oluflturmaktad›r. Olduk-

ça karmafl›k bir süreç olan yeralt›suyu besleni-minde meteorolojik-iklimsel etkenlerle birliktevadoz zon ve özellikle üstteki toprak zonununözellikleri (kal›nl›¤›, yap›s›-dokusu, nem içeri¤i,gözeneklili¤i ve geçirimlili¤i) belirleyicidir. Bunla-r›n yan› s›ra, arazi örtüsü (bitki türü, yo¤unlu¤u),arazi kullan›m› ve iflleme durumu (nadas, teras-lama gibi) ile topo¤rafik e¤im de beslenimi de-netleyen di¤er parametrelerdir.

‹ncelenen havzadaki toprak yap›s›, kal›nl›¤›,süzülme kapasitesi, bitki örtüsü ve arazi kulla-n›m›n›n belirlenmesi ve haritalanmas› arazi ça-l›flmalar›yla ve uydu görüntülerinin yard›m›ylamümkündür. Benzer flekilde, topra¤›n göze-neklili¤i ve geçirimlili¤i ile tane boyu da¤›l›m›arazi ve laboratuvar deneyleriyle, topra¤›nnem içeri¤i ise arazide ölçümlerle belirlenmek-te veya önceki 5 günlük ya¤›fl miktar› dikkateal›narak belirlenebilmektedir. Bu çal›flmalar-dan elde edilen verilerin E¤ri Numaras› (SCS-CN) yöntemi ve arazi kapasitesi verileri ile bir-likte de¤erlendirilmesi sonucunda, hidrolojikbütçenin en önemli girdisi olan ya¤›fltan yüzey-sel ak›fla geçen, toprak zonuna süzülen, top-rak taraf›ndan tutulan, toprak zonundan doy-gun zona süzülen su miktar› hesaplanabilmek-tedir. Yöntemin uygulanmas›; arazide infiltras-yon testleri yap›larak hidrolojik toprak gruplar›-n›n belirlenmesi, arazi örtüsü , arazi kullan›m›ve topra¤›n ifllenme durumunun belirlenmesi,bu özelliklere göre toprak gruplar› ve arazi ör-tüsü haritas›n›n haz›rlanmas›, farkl› nem koflul-lar› için e¤ri numaralar› CNI, CNII ve CNIII de-¤erlerinin belirlenmesi, CN de¤erlerine göreyüzeysel ak›fl ve süzülme (potansiyel besle-nim) miktarlar›n›n hesaplanmas›, toprak özel-liklerine göre laboratuvarda arazi kapasitesinin(Fc) belirlenmesi, her hidrolojik bölge için ayr›ayr› yüzeysel ak›fl (Q), süzülme (Rtop) ve bes-lenim (Rnet) de¤erlerinin hesaplanmas› afla-malar›n› içermektedir.

SCS-CN yöntemi sadece ya¤›fllardan do¤rudansüzülme ve yüzeysel ak›fl› modellemekte, örne-¤in akifere akarsudan veya havza d›fl›ndan bes-lenimi hesaba katmamaktad›r. Yöntemin uygu-

160 Yerbilimleri

ightforward. This, on the other hand, limits the number of methods applicable to estimate the recharge. In thisstudy, the mean annual (1986-2000) groundwater recharge from the 32.5 km2 aquifer area was calculated to beabout 4.9x106 m3/year.

KKeeyy WWoorrddss:: Field capacity, recharge, Çak›loba-Karadoruk, curve number, infiltration.

lanmas› ile ilgili varsay›m ve belirsizliklerin bu-lunmas›na ve bir dizi karmafl›k arazi ve labora-tuvar çal›flmas›na gerek olmas›na karfl›n, gün-lük ölçekte ya¤›fllara ve deneysel verilere da-yanmas› nedeniyle s›n›rlamalar› aflmamak ko-fluluyla uygulanmas› halinde sa¤l›kl› sonuçlarelde edilmesi mümkündür. Bu çal›flman›namaçlar›ndan biri de ülkemizde yayg›n olarakuygulanmayan bu yöntemi tan›tmakt›r.

E⁄R‹ NUMARASI (SCS-CN) YÖNTEM‹

ABD Toprak Koruma Kurumu (U.S. Soil Con-servation Service, SCS) taraf›ndan ya¤›fl-ak›fl-kay›p iliflkisini analiz etmek üzere 1972 y›l›ndaE¤ri Numaras› (Curve Number-CN) ad›yla biryöntem gelifltirilmifltir. SCS-CN olarak adland›r›-lan bu yöntem, özellikle küçük ölçekli havzalar-da ak›m ölçümleriyle test edilmifl ve yöntemingeçerlili¤i çok say›da çal›flma ile ortaya kon-mufltur.

Bu yönteme göre, ya¤›fl an›nda ve sonras›ndatoprak taraf›ndan tutulan su, ya¤›fl›n ve toprakCN’inin fonksiyonudur. CN de¤eri toprak türü(hidrolojik toprak grubu), arazi örtüsü ve arazi-nin kullan›m› (teraslama vb.), hidrolojik koflullarve topra¤›n önceki nem koflullar›na ba¤l› olarak0-100 aras›nda de¤iflir. Ancak ço¤unlukla 55-95aras›nda de¤iflmektedir (Hawkins, 1998). Bilin-di¤i gibi ya¤›fl bafllad›¤›nda hemen yüzeyselak›fl oluflmaz. Ak›fl oluflana kadar bir miktar sutoprak ve bitkiler taraf›ndan tutulur. Toprak nekadar kuru ise, ak›fl oluflmadan önceki tutulmao kadar fazla olur. Dolay›s›yla topra¤›n ya¤›flbafllad›¤›ndaki nem içeri¤i, süzülme ve yüzey-sel ak›fl mekanizmas›nda son derece önemlidir.Ya¤›flla birlikte topra¤›n nem içeri¤i artt›kça sü-zülme h›z› azal›r ve en sonunda sabit bir de¤e-re ulafl›r. Bu de¤er, topra¤›n en düflük süzülmekapasitesidir.

SCS-CN yöntemine göre, ya¤›fl sonras› do¤ru-dan yüzeysel ak›fla geçen su miktar› (Q), ya¤›flmiktar›ndan (P) düflüktür veya hiç kay›p (tutul-ma+süzülme) yoksa ya¤›fla eflittir. Benzer flekil-de, ak›fl bafllad›ktan sonra toprakta tutulan sumiktar› (Fa), potansiyel en fazla tutulmadan (S)küçüktür veya ona eflittir (fiekil 1). Ya¤›fl baflla-d›¤›nda ak›fl bafllamadan önce zeminde bir mik-tar su tutuldu¤una (Ia) göre, potansiyel ak›m (P- Ia) olmaktad›r. P toplam ya¤›fl ve Pe ya¤›fl faz-las› olmak üzere, SCS kuram› afla¤›daki eflitli¤edayanmaktad›r.

Fa/S = Pe/(P-Ia) (1)

Süreklilik ilkesine göre 1 no.lu eflitlik,

P = Pe + Ia + Fa (2)

fleklini almaktad›r. Pe ayn› zamanda ak›fl (Q) ol-du¤una göre, SCS ak›m eflitli¤i,

Q = (P-Ia)2 / ((P- Ia) + S) P> Ia ise (3)

Q = 0 P≤ Ia ise (4)

fleklinde ifade edilir. Ia; ak›fl›n bafllamas›ndanönceki kay›plar›n tümü olup, bitki dallar› ve yap-raklar›nda tutulan, gölcüklerde depolanan, top-rak yüzeyinden do¤rudan buharlaflan ve topra-¤a süzülen suyun toplam›n› ifade etmektedir. Iabirçok parametreye ba¤l› oldu¤undan oldukçade¤iflken olup, de¤eri 0.095-0.38 aras›ndad›r(SCS, 1987). Ancak küçük havzalarda yap›lançal›flmalardan elde edilen verilere göre,

Ia = 0.2S (5)

eflitli¤i önerilmifltir. Bu durumda 3 no.lu eflitlik,

Q = (P-0.2 S)2/(P+0.8 S) (6)

fleklinde yaz›labilir. Burada S, toprak ve üzerin-de bulunan örtüye ba¤l› olup,

S = 1000/CN-10 (inç) veya

S = 25.4*(1000/CN-10) (mm) (7)

eflitli¤i ile tan›mlan›r. Bu yöntemde en önemlihusus e¤ri numaras›n›n (CN’) belirlenmesidir.SCS (1972), çeflitli koflullara göre farkl› CN de-¤erleri önermifltir.

SCS, topraklar› A, B, C, D olmak üzere dört hid-rolojik gruba ay›rm›flt›r. Bu s›n›flamada temel öl-çüt “süzülme”dir. Kum-çak›l bileflimli olan A gru-bu topraklar› en yüksek, kil, kumlu kil, silt bile-

Apayd›n 161

fiekil 1. Süzülme-tutulma ve ya¤ıfl fazlası (Chowvd.,1988; Apaydın, 2004a ve 2004b’den).

Figure 1. Infiltration-abstraction and excess flow of astorm rainfall (after Chow et al., 1988;Apaydın, 2004a and 2004 b).

flimli olan D grubu topraklar› ise, en düflük süzül-me kapasitesine sahip topraklard›r. Yöntem, eki-len-dikilen bitki özellikleri, nadas, orman, sert ze-min (binalar, yollar) gibi çeflitli örtü özelliklerinide dikkate almaktad›r. Çünkü bu özellikler, yü-zeysel ak›fl› ve dolay›s›yla süzülmeyi do¤rudanetkilemektedir. Sert zemin veya ç›plak alanlardayüzeysel ak›fl fazla, süzülme ise düflüktür (CNbüyük). S›k ormanla kapl› alanlarda ise, özelliklea¤aç yapraklar›nda tutulan ya¤›fl nedeniyle yü-zeysel ak›fla geçen su miktar›, ayn› bölgedea¤açs›z veya seyrek a¤açlarla kapl› alanlara gö-re daha az olup, CN de¤eri daha küçüktür. Ayn›toprak özellikleri ve ayn› hidrolojik koflullarda, te-raslanm›fl arazide CN de¤eri teraslanmam›flaraziye göre daha küçüktür. Dolay›s›yla süzülmedaha fazla, yüzeysel ak›fl daha azd›r.

Süzülme ve yüzeysel ak›fl potansiyelinin belir-lenmesinde yukar›da aç›klanan özelliklere ekolarak, zeminin ya¤›fl bafllad›¤›ndaki nem içeri-¤i de belirleyici rol oynamaktad›r. SCS (1972),topra¤›n ya¤›fl›n bafllad›¤› andaki nem durumu-na (antecedent moisture condition-AMC) göreüç ayr› koflul (kuru, normal ve nemli) dikkatealarak bu koflullara göre üç farkl› CN (AMC I,AMC II ve AMC III) de¤eri önermifltir. AMC I,solma noktas›ndaki (wilting point) nem içeri¤ini,AMC III arazi kapasitesini (field capacity), AMCII ise ortalama nem içeri¤ini ifade etmektedir(Neitsch vd., 2001). Kuru, normal ve nemli ko-flullardan hangisinin geçerli oldu¤una, ya¤›fl›nbafllamas›ndan önceki son 5 günlük toplam ya-¤›fl miktar› dikkate al›narak karar verilmektedir.Dolay›s›yla yöntemin uygulanmas› için günlükya¤›fl de¤erlerine ihtiyaç bulunmaktad›r. Son 5günlük toplam ya¤›fl (P) mm cinsinden olmaküzere CN durumu Çizelge 1‘deki koflullara görebelirlenmektedir.

Türkiye koflullar›nda çeflitli toprak türleri içinCN’lerin belirlenmesi amac›yla Özer (1990) pra-tik çözümler önermifltir. Özer (1990)’in, hidrolo-jik toprak gruplar›n› belirlemek amac›yla, toprak

haritalar›n› dikkate alarak yapm›fl oldu¤u dü-zenleme, SCS (1972)’ninki ile birlikte Apayd›n(2004 a ve 2004b) taraf›ndan verilmifltir.

Yukar›da de¤inildi¤i gibi, topra¤›n nem içeri¤inegöre toprak e¤ri numaras›nda farkl›l›klar görül-mektedir. Bu durumda, CN’ler afla¤›daki eflitlik-ler yard›m›yla hesaplanabilir (SCS, 1972; Chowvd., 1988).

CN (KURU) = (4.2*CNnormal)/(10-0.058*CNnormal) (8)

CN (NEML‹) = (23*CNnormal)/(10+0.13*CNnormal) (9)

SCS-CN Yöntemi uygulanarak ya¤›fl-yüzeyselak›fl-süzülme analizleri ve yeralt›uyu beslenimhesab› afla¤›daki ad›mlar izlenerek yap›labilir:

a) Arazide süzülme testleri yap›larak toprak grup-lar›n›n (A, B, C, D) belirlenmesi

b) Arazi kullan›m haritalar›, uydu görüntüleri, ara-zi çal›flmalar› ile arazi örtüsü, arazi kullan›m›ve topra¤›n ifllenme durumunun belirlenmesi

c) Yukar›daki özelliklere göre hidrolojik toprakgruplar› ve arazi örtüsü haritas›n›n haz›rlan-mas›,

d) SCS (1972) veya Özer (1990)’e göre her top-rak grubu için CNI, CNII ve CNII de¤erlerininbelirlenmesi,

e) Günlük ya¤›fl de¤erlerinden topra¤›n nemiçeri¤ine göre (o günkü ya¤›fltan önceki 5günlük eklenik ya¤›fl miktar›na göre) hangidönemlerde hangi CN koflulunun geçerli ola-ca¤› belirlenerek, her bölge için CN de¤erle-rine göre yüzeysel ak›fl ve süzülme (potansi-yel beslenim) miktarlar›n›n hesaplanmas›,

f) Literatürden veya laboratuvar deneyleri iletopra¤›n arazi kapasitesinin (Fc) belirlenme-si,

g) Akiferi örten her toprak grubu için yüzeyselak›fl (Q), süzülme (Rtop) ve beslenim (Rnet)de¤erlerinin hesaplanmas›,

h) Akifere olan toplam beslenimin hesaplanmas›.

ÇAKILOBA-KARADORUK AK‹FER S‹STEM‹NDE YA⁄Ifi-AKIfi-SÜZÜLME-BESLEN‹M ANAL‹ZLER‹

Genel Hidrojeolojik Yap› ve Akiferin Beslenme Kaynaklar›

Çal›flma alan›, Beypazar›-Çay›rhan MiyosenHavzas›’nda yer al›r (fiekil 2) ve hidrolojik havza

162 Yerbilimleri

Çizelge 1. Topra¤›n nem içeri¤ine göre CN koflullar›(SCS, 1972).

Table 1. CN conditions according to the various watercontents of the soil.

K›fl›n Büyüme CNNdönemindeP< 12.7 P >35.6 CNI (kuru)12.7<P>27.9 35.6<P>53.3 CNII (normal)P< 27.9 P >53.3 CNIII (nemli)

Apayd›n 163

fiekil 2. Çalıflma alanı yer bulduru haritası. Figure 2. Location map of the study area.

büyüklü¤ü 74 km2’dir. Ancak çal›flma, havza d›-fl›nda bulunan 6 km2’lik akifer alan›yla birlikte 80km2’lik bir bölgeyi kapsamaktad›r. Akifer sistemi,alttan üste do¤ru Karadoruk, Sar›a¤›l ve Çak›lo-ba formasyonlar›ndan oluflmaktad›r (Özgür,1986; Özgür ve Tamgaç, 1986). Çörtlü ve tüflükireçtafllar›ndan oluflan Karadoruk ve Çak›lobaformasyonlar› bol k›r›kl›-çatlakl› oldu¤undan ge-çirimlidirler. ‹ki formasyonun aras›nda yer alanve çört bantlar› içeren kiltafl› ve tüfitlerden olu-flan Sar›¤a›l formasyonu ise yar› geçirimlidir.Akiferin kal›nl›¤› ortalama 100-120 m’dir. Akifersistemi, yüzeylendi¤i nispeten yüksek bölgeler-de serbest, üzerinde geçirimsiz Zaviye formas-yonunun (kiltafl›-marn a¤›rl›kl›) bulundu¤u alçakbölgelerde bas›nçl› özelliktedir. Sistem, alttanH›rka formasyonuna ait geçirimsiz kiltafl›-fleylzonu ile s›n›rlanmaktad›r. H›rka formasyonununalt›nda ise, kumtafl›-kiltafl›-çak›ltafl› ardalanmal›Boyal› formasyonu bulunmaktad›r.

Alttaki Karadoruk formasyonu, sadece vadilerindik yamaçlar›nda çok dar alanlarda yüzeylendi-

¤inden ya¤›fltan do¤rudan beslenimi mümkünde¤ildir. Dolay›s›yla sistem, sadece Çak›loba veSar›a¤›l biriminin yüzeylendi¤i alanlardan ya¤›fl-lardan süzülme ile beslenmektedir. Çal›flmaalan›na ait sadelefltirilmifl hidrojeoloji haritas›fiekil 3’te verilmifltir.

Toprak Gruplar›, Arazi Örtüsü, Arazi Kullan›m›ve Topra¤›n Nem ‹çeri¤inin Belirlenmesi

Çal›flma alan›ndaki toprak gruplar›n›n ve arazikullan›m›n›n belirlenmesinde Köy HizmetleriGenel Müdürlü¤ü taraf›ndan haz›rlanm›fl olantoprak haritalar›ndan yararlan›lm›flt›r. Bu hari-talar saha çal›flmalar›, hava foto¤raflar› ve to-po¤rafik haritalar yard›m›yla güncel koflullaragöre gözden geçirilerek toprak gruplar› ve ara-zi örtüsü haritas› haz›rlanm›flt›r. Çal›flma ala-n›ndaki de¤iflik topraklar›n süzülme kapasite-lerinin belirlenmesi amac›yla arazide süzülmedeneyleri yap›lm›flt›r. Süzülme deneyi noktala-r› hidrolojik toprak gruplar› haritas›nda gösteril-mifltir (fiekil 4). Uzun süredir ya¤›fl kaydedil-

164 Yerbilimleri

fiekil 3. Çalıflma alanının hidrojeoloji haritası (Apaydın, 2004a ve 2004b’den yal›nlaflt›r›lm›flt›r).Figure 3. Hydrogeological map of the study area (simplified from Apaydın, 2004a and 2004 b).

Apayd›n 165

fiekil 4. Çalıflma alanının hidrolojik toprak grupları haritası ve süzülme deney yerleri.Figure 4. Hydrogeological soil group map and locations of the infiltration tests.

meyen kurak bir zamanda (Kas›m, 2003) top-ra¤›n tamamen kuru oldu¤u koflullarda çift hal-kal› infiltrometrelerle yap›lan süzülme deneyle-rine ait bilgiler Çizelge 2‘de, ana toprak grupla-r›na ait süzülme grafikleri ise fiekil 5’te veril-mifltir.

Süzülme Deneylerinin de¤erlendirilmesiyle, ça-l›flma alan›ndaki ana toprak gruplar›n›n en dü-

flük süzülme kapasitesi dikkate al›narak, Özer(1990)’e göre hidrolojik toprak gruplar› belirlen-mifltir. Toprak grubu, arazi örtüsü, arazi kullan›-m› ve iflleme durumlar›na göre kuru, normal venemli koflullarda CN de¤erleri (CNI, CNII, CNIII)belirlenmifltir (Çizelge 3). Ayr›ca, bölgelerin sü-zülme deneylerine göre ald›¤› Ia de¤erleri Çizel-ge 4’de verilmifltir.

166 Yerbilimleri

fiekil 5. Arazide yapılan süzülme deneylerinden elde edilen grafiklerden bazıları.Figure 5. Some of the graphics obtained from the infiltration tests.

Günlük Ya¤›fllar›n Analiziyle Ak›fl, Süzülmeve Beslenimin Hesaplanmas›

Yap›lan analizlerde Beypazar› DM‹ istasyonunaait günlük ya¤›fl verileri (1986-2000 su y›llar›)kullan›lm›flt›r. ‹ncelemeye 1986 su y›l› bafl›ndan(1 Ekim 1985 itibariyle) bafllanm›flt›r. Yöntemegöre, herhangi bir günde kaydedilen veya birbiri-ni izleyen günlerdeki eklenik ya¤›fl miktar›, P > Ia

oldu¤unda, o günden önceki son 5 günlük ekle-nik toplam ya¤›fl miktar›na (PAMC) bak›l›r. Yön-tem, bitkilerin büyüme (vejetasyon) mevsimi d›-fl›nda, PAMC< 12.7 mm ise CNkuru,12.7<PAMC<27.9 mm ise CNnormal, PAMC>27.9mm oldu¤unda ise CNnemli de¤erlerine göre he-saplanan Ia veya Smax de¤erlerinin, büyümemevsiminde de PAMC< 35.6 mm ise CNkuru,35.6<PAMC<53.6 mm ise CNnormal, PAMC>53.6mm oldu¤unda ise CNnemli de¤erlerine göre he-saplanan Ia veya Smax de¤erlerinin kullan›lmas›-n› önermektedir. Çal›flma alan›nda toprak zo-nundan buharlaflma ve bitkilerden terlemenin ih-mal edilecek kadar düflük oldu¤u 1 Aral›k-31 Martaras›nda buharlaflma-terleme olmad›¤› kabul edil-mifltir. Günlük meteorolojik-iklimsel veriler ince-lendi¤inde, bu dönemde s›cakl›¤›n düflük, nispinemin yüksek, ya¤›fllar›n nispeten s›k oldu¤u gö-rülmektedir. Bu nedenle, Ekim-Kas›m aylar› veAral›k ay› bafl›ndaki ya¤›fllarla yeterli nem içeri¤i-ne (arazi kapasitesi) ulaflan toprakta k›fl dönemiboyunca ya¤›fls›z geçen günlerde nem eksilmedi-¤i kabul edilmifltir (CNnemli de¤erleri kullan›lm›flt›r).Çal›flma alan›nda büyüme dönemi olarak 1 Nisan- 30 Eylül dönemi kabul edilmifltir. 1 Nisan - 30Kas›m aras›ndaki dönemde P>Ia koflulu sa¤land›-¤›nda, birbirini izleyen günlerde eklenik ya¤›fl mik-tar› o koflulda öngörülen PAMC miktar›ndan fazlaise, yüzeysel ak›fl ve süzülme de¤erleri ya¤›fl›nPAMC kadarl›k k›sm› CNkuru, geri kalan k›sm› iseCNnormal ve bundan da artan ya¤›fl varsa CNnemlide¤erleri kullan›larak hesaplanm›flt›r.

Apayd›n 167

Çizelge 2. Süzülme deneylerine ait bilgiler.Table 2. Information about infiltration tests.

En düflükDeney Hidrolojik Formasyon Toprak süzülme

No. bölge ad› kal›nl›¤› h›z›(m) (mm/saat)

1 4 Zaviye 0.5-1 1.82 4 Zaviye 0.5 4.2 3 1 Alüvyon >1 38 4 1 Alüvyon >1 10 5 6 Çak›loba 0.5-1 7.2 6 7 Çak›loba 0.5-1 17 7 6 Çak›loba 0.5-1 588 6 Sar›a¤›l 0.5-1 349 3 Zaviye <0.2 210 5 Çak›loba 0.5-1 1011 9 Çak›loba 0.5-1 1512 11 Çak›loba >1 1513 9 Boyal› 0.5-1 514 12 H›rka 0.5-1 215 8 Çak›loba 0.5-1 17

Çizelge 3. Çal›flma alan›ndaki toprak gruplar›n›nnemlilik koflullar›na göre alabilecekleri CNde¤erleri.

Table 3. CN values of the soil groups under variouswater content conditions.

ArazininNo. Toprak kullan›m CNI CNII CNIII

durumu1 A Sulu Tar›m 46 67 82 2 C Mera-Kuru 69 84 92

Tar›m 3 D Mera 83 92 964 C Mera (Tafll›) 60 79 905 A Mera 29 49 696 A Fundal›k 26 45 657 A Orman 26 45 658 A Kuru Tar›m 37 58 769 B Orman 39 60 7810 A Mera (Tafll›) 26 45 6511 A Kuru Tar›m 26 45 6512 A Fundal›k 26 45 65

Çizelge 4. Çal›flma alan›nda hidrolojik toprak gruplar›-arazi örtüsü ve arazi kullan›m›na göre hari-talanan bölgelerin Ia de¤erleri.

Figure 4. Ia values of the hydrologic soil zones affect-ed by the SCS soil groups, land cover andland use.

Bölge Toprak Ia kuru Ia normal Ia nemliNo grubu (mm) (mm) (mm)1 A 40 17 7.42 C 25 11 4.83 D 11 4.9 2.34 C 26 10.6 4.45 A 28 12 5.16 A 66 28 12.57 A 75 32 14.28 A 40 17 7.49 B 40 17 7.4

10 A 75 32 14.211 A 75 32 14.212 A 66 28 12.5

Hesaplamalarda ya¤›fl›n ak›fla geçmeyen k›s-m›n›n tamam›n›n zemine süzüldü¤ü kabul edil-mifltir. Baflka bir ifadeyle, ya¤›fl süresince bu-harlaflma-terleme ihmal edilmifltir. Ancak 1 Ni-san-30 Kas›m aras›nda ya¤›fl kesildikten son-ra 5 gün ve daha fazla süre ya¤›fl gerçeklefl-memiflse, yöntemin kabul etti¤i gibi, topraktakalan suyun buharlaflma-terleme ile azald›¤›(topra¤›n nem içeri¤inin solma noktas›na ka-dar azald›¤›) kabul edilmifltir. Dolay›s›yla, birsonraki ya¤›fl›n analizine Iakuru de¤erleri kulla-n›larak bafllanm›flt›r.

Ya¤›fl süresince topra¤a süzülen suyun tamam›doygun zona ulaflmamakta; toprak, belirli birmiktar nemi bünyesinde (arazi kapasitesi, Fc)tutmaktad›r. Bu suyun büyük bir k›sm› dahasonra bitkiler taraf›ndan kullan›lmakta veya bu-harlaflma ile atmosfere geri dönmektedir. Bunedenle, yeralt›suyu besleniminin (Rnet) hesa-b›nda, toplam süzülme (potansiyel beslenme)miktar›ndan arazi kapasitesinin ç›kar›lmas› ge-rekmektedir. Çal›flma alan›ndaki toprak türleri-nin arazi kapasitesi literatür verilerine ve arazi-den al›nan toprak örneklerinde laboratuvardayap›lan arazi kapasitesi deneylerine göre belir-lenmifltir (Çizelge 5). De¤erlendirmelerde, hav-zan›n meteorolojik-iklimsel koflullar› dikkate al›-narak Aral›k-Mart döneminde topra¤›n arazi ka-pasitesindeki nemini korudu¤u, di¤er zamanlar-da ise ya¤›fl miktar› ve s›kl›¤›na ba¤l› olarak, bu-

harlaflma-terleme ile kaybetti¤i kabul edilmifltir.Buna göre, buharlaflman›n ihmal edildi¤i dö-nemde (1 Aral›k-31 Mart) net beslenim (Rnet)

(P≤Ia ise Q = 0 , Rnet = 0 oldu¤undan;

P > Ia olmas› kofluluyla,

Rnet = P-Q, (10)

1 Nisan-30 Kas›m aras›nda ise yine ayn› koflul-da;

Rnet = P-Q-Fc (11)

olmaktad›r.

Yukar›da aç›kland›¤› flekilde, basit bir bilgisayarprogram› yard›m›yla 1986-2000 y›llar› aras›nda-ki 15 y›ll›k dönem için yap›lan hesaplamalaragöre, alan› 74 km2 olan havzada y›ll›k ortalamayüzeysel ak›fl 170 mm elde edilmifltir. Bu miktar,bu dönemde havzaya düflen ortalama ya¤›fl›n(555 mm) % 30’una karfl›l›k gelmektedir. Havzaölçe¤inde yeralt›suyu beslenimi ise 54 mm he-saplanm›flt›r. Bu miktar, havzaya düflen ortala-ma ya¤›fl›n yaklafl›k % 10’udur. Y›ll›k toplam ya-¤›fl›n 331 mm’si ise (% 60), buharlaflma-terlemeile kaybolmaktad›r.

74 km2 büyüklü¤ündeki havza içindeki 26.5 km2

ve havza d›fl›nda kalan ancak sistemi besleyen6 km2’lik akifer alan› (toplam 32.5 km2) dikkateal›narak yap›lan de¤erlendirmede, farkl› kotlar-da yay›l›m gösteren akifer üzerine düflen alana¤›rl›kl› ortalama ya¤›fl›n (535 mm) 138 mm’si-nin yeralt›suyunu besledi¤i sonucuna var›lm›fl-t›r. Baflka bir ifadeyle, akiferin yüzeylendi¤i böl-gelerde y›ll›k ya¤›fl›n % 25’i yeralt›suyunu bes-lemektedir. Havza d›fl›ndan (12 no.lu bölge)olan yaklafl›k 1x106 m3/y›ll›k miktarla birliktetoplam yeralt›suyu beslenimi hacim olarak4.9x106 m3/y›l olmaktad›r (Çizelge 6). Hesapla-man›n yap›ld›¤› 1986-2000 y›l› aras›ndaki 15y›ll›k verilere göre, maksimum beslenim 6.83m3/y›l (1996), minimum beslenim 2.93 m3/y›l(1990) olarak hesaplanm›flt›r. Yar›kurak bir böl-gede bulunan akifer sistemine olan beslenimdey›ldan y›la büyük farklar bulundu¤u görülmekte-dir (fiekil 6).

SCS-CN Yöntemi Uygulanarak Elde EdilenSonuçlar›n De¤erlendirilmesi

SCS-CN yönteminin uygulanmas›nda baz› belir-sizlikler ve s›n›rlamalar olmas› nedeniyle, Çak›-loba-Karadoruk akiferinde yöntemin uygulan-

168 Yerbilimleri

Çizelge 5. Çal›flma alan›ndaki hidrolojik toprakgruplar›n›n arazi kapasitesi (Fc) de¤erleri.

Table 5. Field capacity (Fc) values of the hydrologicsoil zones.

Bölge Bünye Porozite FcNo. (n) (mm)1 SCL-CL 47 1302 CL 46 1223 CL-C 65 1224 CL-C 66 1305 C 60 1386 C 66 1387 C 59 1558 C 57 1389 SCL 55 13810 CL 60 13811 CL 60 13812 C 66 138

* Drenaj alan›n›n d›fl›nda olan 12 no.lu bölge, havza için-deki akifer sistemini besledi¤inden, bu alandan olanbeslenim de hesaba kat›lm›flt›r. C: Kil, L: t›n (silt), S: Kum

mas› ile elde edilen sonuçlar, klasik bilanço yak-lafl›m› ve benzer havzalarda ölçülen ak›m de-¤erleri ile karfl›laflt›r›lm›flt›r. Bu kapsamda, ça-l›flma alan›nda buharlaflma-terleme miktar›(Etg), amac›yla TURC yöntemi ile de tahminedilmeye çal›fl›lm›flt›r. Hesaplamada, 1966-1995 y›llar› aras›ndaki 30 y›ll›k ortalama ya¤›flve s›cakl›k verileri kullan›lm›flt›r. Yöntemde öne-rilen,

Etg = P / [ (0.9) + (P2 / L2)]1/2 (12)

eflitli¤inde;

Etg : Gerçek buharlaflma-terleme (mm/y›l)

P : Y›ll›k toplam ya¤›fl (mm/y›l)

L = 300+25 t+0.05t3 eflitli¤i ile t’ye ba¤l› birfaktör

t : Y›ll›k ortalama s›cakl›kt›r (oC)

Çal›flma alan›ndaki ortalama alansal ya¤›fl 555mm; ortalama s›cakl›k ise, 9.6 oC’dir. Bu de¤er-ler TURC eflitli¤inde yerlerine kondu¤unda;L=584.23 olup, Etg 300 mm hesaplanm›flt›r. Bu-na göre, havzaya düflen 555 mm y›ll›k ya¤›fl›nyaklafl›k 300 mm’si (% 54) buharlaflma-terlemeile kaybolmaktad›r. Geri kalan 255 mm ya¤›flyüzeysel ak›fl, yüzeyalt› ak›fl› ve yeralt›suyubeslenimini oluflturmaktad›r. TURC eflitli¤i kulla-n›larak hesaplanan buharlaflma-terleme miktar›(300 mm) ile SCS-CN yöntemi uygulanarak he-saplanan buharlaflma-terleme miktar› (331 mm)aras›nda %10’luk bir fark bulunmaktad›r. TURCeflitli¤i sadece ya¤›fl ve s›cakl›k de¤erleri kulla-n›larak buharlaflma-terlemeye genel bir yaklafl›-m› ifade etse de, SCS-CN yöntemi ile hesapla-nan miktardan düflük olmas› do¤ald›r. Çünkü;SCS-CN yöntemindeki miktar, a¤aç yapraklar›ve dallar›nda tutulan ya¤›fl ile yüzeyde gölcüklerhalinde biriken sular› da kapsamakta; baflka birifadeyle yüzeysel ak›fla geçmeyen ve yeralt›su-yunu beslemeyen kay›plar›n tamam›n› ifade et-mektedir.

Apayd›n 169

Çizelge 6. Hidrolojik bölgelerden akifere gerçekleflenbeslenme miktarlar›.

Table 6. Groundwater recharges computed for eachhydrologic soil zone.

Bölge Akifer alan› BeslenmeNo. (km2) (mm) (m3/y›l)5 4.50 90.60 407 7136 8.42 149.72 1 260 6427 2.61 166.69 435 0619 1.50 121.90 182 85011 9.47 169.45 1 604 69212 6.00 170.00 1 020 000

Toplam 32.50 4 910 958

fiekil 6. Yıllık toplam ya¤ıfl-yeraltısuyu beslenimi iliflkisi.Figure 6. Relationship between total annual precipitation and groundwater recharge.

Çal›flma alan›nda ak›m ölçümleri yap›lamad›-¤›ndan, SCS-CN yöntemi ile hesaplanan ve top-lam ya¤›fl›n % 30’una karfl›l›k gelen yüzeyselak›fl (170 mm) miktar›, ak›m ölçümleri yap›lanve çal›flma alan›n›n özelliklerine yak›n olan çev-re havzalar›n ak›mlar›yla karfl›laflt›r›lm›flt›r. Çev-re havzalardan ‹lhan, Kirmir, Alada¤ ve Süvariçay› havzalar›nda alan a¤›rl›kl› ortalama ak›m %27’dir (Apayd›n, 2004a, 2004b). Dolay›s›yla,SCS-CN yöntemi ile hesaplanan yüzeysel ak›flmiktar›n›n kay›tlardan hesaplanan çevre havzaak›mlar› ile uyumlu oldu¤u görülmektedir.

SONUÇLAR VE TARTIfiMA

SCS-CN yönteminin küçük havzalarda sa¤l›kl›sonuçlar verdi¤i saptanm›fl olmas›na ra¤men,uygulanmas›nda baz› s›n›rlamalar bulunmakta-d›r. Bu s›n›rlamalar ve Çak›loba-Karadoruk aki-ferinde yap›lan hesaplamalardan elde edilensonuçlar afla¤›da tart›fl›lm›flt›r.

Öncelikle, yöntemin uygulanmas› için havzay›temsil eden günlük ya¤›fl kay›tlar›na gereksinimvard›r. SCS-CN yöntemi ya¤›fllardan kay›plar›ve yüzeysel ak›fl› modelledi¤inden, örne¤in aki-fere akarsudan veya havza d›fl›ndan besleniminbu yöntemden yararlan›larak hesaplanmas›mümkün de¤ildir. Yöntem ayr›ca kar ya¤›fl› vekar erimesini dikkate almamaktad›r. Bu çal›fl-mada, kar ya¤›fl› katk›s› ya¤mur olarak ifllemekonmufltur.

Yöntemin en önemli varsay›m›, ya¤›fl-ak›fl aras›zaman fark›n› dikkate almamas›d›r. Bu nedenleyöntem küçük havzalarda uygulanmaktad›r.

Bitki büyüme dönemi ile k›fl dönemi s›n›rlar›n›belirlemek oldukça zordur. Bu s›n›r bölgedenbölgeye de¤iflti¤i gibi, bitki türüne göre ve hattay›ldan y›la de¤iflmektedir. Bu nedenle, bu s›n›r›iyi belirlemek için o yörenin bitki türlerinin mev-simsel geliflimi ile iklimsel-meteorolojik koflulla-r›n›n iyi bilinmesi gerekmektedir.

Yöntemin uygulanmas› ile sa¤l›kl› sonuçlar eldeedilebilmesi için, toprak türü ile arazi örtüsü vekullan›m›na en uygun CN de¤erinin belirlenme-si son derece önemlidir. Bunun için çal›fl›lanarazinin çok iyi bilinmesinin yan› s›ra, hava fo-to¤raflar› ve uydu görüntüleri yard›m›yla co¤ra-fik bilgi sistemi uygulamalar›ndan yararlan›lma-s› gerekmektedir. Beslenmeyi etkileyen para-metrelerin alansal olarak çok de¤iflti¤i havzalar-da, daha sa¤l›kl› sonuçlar elde edilebilmesi için

süzülme deneylerinin ve arazi kapasitesi tayiniiçin örneklemenin s›k aral›klarla yap›lmas› ge-rekmektedir.

Yar›kurak bir bölgede bulunan akifer sistemineolan y›ll›k beslenimler (ortalama 4. 9x106 m3/y›l)düzensiz ve ortalamadan sapma fazlad›r. Ancakas›l dikkat çekici nokta, y›ll›k yeralt›suyu besleni-mi ile y›ll›k toplam ya¤›fl aras›nda güçlü bir iliflki-nin bulunmamas›d›r. Özellikle kurak-yar›kurakbölgelerde yeralt›suyu beslenimi y›ll›k veya mev-simlik ya¤›fllarla olsa dahi, y›ll›k-mevsimlik top-lam ya¤›fl ile yeralt›suyu beslenimi aras›ndakiiliflkinin zay›f olmas› do¤ald›r. Çünkü bu tür böl-gelerde, baz› y›llarda topra¤›n nem içeri¤inin çokdüflük oldu¤u yaz aylar›nda gerçekleflen sa¤a-nak halindeki ya¤›fllar›n yeralt›suyuna katk›s›olamamaktad›r. Ayr›ca kurak geçen yaz aylar›n-dan sonra sonbahar ya¤›fllar› yeralt›suyuna pekkatk› sa¤lamamakta ve ço¤u y›llar toprak nemiarazi kapasitesine ulaflamamaktad›r. Daha daönemlisi, miktar› fazla olsa bile, buharlaflma-ter-leme koflullar›n›n nispeten sa¤land›¤› bahar ve-ya k›fl aylar›nda uzun aral›klarla ya¤an ya¤›flla-r›n yeralt›suyunu beslemesi güçleflmektedir.Çünkü uzun süren ya¤›fls›z dönemde topraktasu aç›¤› oluflmakta, bir sonraki ya¤›fl›n büyük birk›sm› öncelikle bu aç›¤› kapamak durumundakalmaktad›r. Özetle, yeralt›suyunun ya¤›fltanbesleniminde genellikle miktardan çok ya¤›flflekli, ya¤›fl fliddeti ve özellikle ya¤›fl›n y›l içinde-ki da¤›l›m› (etkili ya¤›fl) belirleyicidir.

SCS-CN yöntemi ile yap›lan hesaplamalardanelde edilen sonuçlar, klasik bütçe yaklafl›m›ylaTURC eflitli¤i kullan›larak hesaplanan sonuçlarve ak›m ölçümleri yap›lan çevre havzalar›n ak›mde¤erleri ile uyumlu ç›km›flt›r. Bu sonuç; yönte-min çal›fl›lan havzada uygulamas›n›n bir ölçüdetest edilmesi anlam›na gelmektedir. Ancak hid-rolojik-hidrojeolojik bilanço hesaplamalar›nda;mümkün oldu¤unca ölçüme dayanan verilerinkullan›larak berlirsizliklerin ve varsay›mlar›n or-tadan kald›r›lmas›, en önemlisi de birden çokyöntemin uygulanmas› ile sonuçlar›n birlikte yo-rumlanmas›, daha sa¤l›kl› ve gerçekçi sonuçla-r›n elde edilmesi aç›s›ndan önem tafl›maktad›r.

KATKI BEL‹RTME

Bu makale, yazar›n Hacettepe Üniversitesi Je-oloji (Hidrojeoloji) Mühendisli¤i Anabilim Dal›n-da tamamlad›¤› Doktora Tezinde yapt›¤› hidro-jeolojik bilanço çal›flmalar›ndan haz›rlanm›flt›r.

170 Yerbilimleri

Yazar, tez dan›flman› Mehmet EKMEKÇ‹’ye,arazide yap›lan süzülme deneyleri için malzemedeste¤i sa¤layan Ziraat Yüksek Mühendisi fia-hin Kumbaro¤lu’na (DS‹ Etüt ve Plan Dairesi),süzülme deneylerinin yap›lmas›nda yard›mc›olan Sibel Demirci Aktafl, Seyit Ali Çimen ve AliYenici’ye (DS‹ V. Bölge Müdürlü¤ü) teflekküreder.

KAYNAKLAR

Apayd›n, A., 2004a. Çak›loba-Karadoruk akifersisteminin (Beypazar› Bat›s›-Ankara)beslenme koflullar›n›n araflt›r›lmas›.Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi,Fen Bilimleri Enstitüsü (yay›mlanma-m›fl).

Apayd›n, A., 2004b. SCS-CN yöntemi ve arazikapasitesi de¤erleri kullan›larak ya¤›fl-tan süzülme ve yeralt›suyu beslenimi-nin tahmini. DS‹ Jeoteknik Hizmetler veYeralt›sular› Dairesi Baflkanl›¤›, Yeralt›-sular› Semineri Ek Bildiriler Kitab›, DS‹,Ankara.

Chow, V.T., Maidment, D.R., and Mays, L.W.,1988. Applied Hydrology. McGraw Hill.Book Company, New York.

Hawkins, Ré.H., 1998. Local sources for runofcurve numbers. 11th Proceedings of the

Annual Symposium of the ArizonaHydrological Society, Tuscon, pp. 23-26.

Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry, J.R., and Wil-liams, J.R., 2001. Soil and water asses-ment tool theoretical documentation.Blackland Research Center, Texas Ag-ricultural Experiment Station, Temple,Texas, pp. 93-115,

Özer, Z., 1990. Su yap›lar›n›n projelendirilme-sinde hidrolojik ve hidrolik esaslar. KöyHizmetleri Genel Müdürlü¤ü Havza Is-lah› ve Göletler Dairesi Baflkanl›¤›, An-kara.

Özgür, C. ve Tamgaç, Ö.F., 1986, Ankara Bey-pazar› Soda (Trona) Yata¤›n›n Hidroje-oloji ‹ncelemesi, MTA Derleme RaporNo: 8101, Ankara (yay›mlanmam›fl).

Özgür, C., 1986, Ankara-Beypazar› Soda (Tro-na) Sahas› Hidrojeoloji ‹ncelemesi, Yük-sek Mühendislik Tezi, Ankara Üniversi-tesi, Fen Fakültesi (yay›mlanmam›fl).

SCS, 1972. National Engineering Handbook,Section 4, Hydrology. U.S. Department.of Agriculture, Washington.

SCS, 1987. National Engineering HandbookNEH- Section 4: Hydrology. Chapter 4,Soil Conservation Service, USDA,Washington.

Apayd›n 171

BOfi SAYFA

Date post:	13-Jun-2019
Category:	Documents
Upload:	ngonguyet
View:	217 times
Download:	0 times

Adsorption behaviour of collector mixtures on chalcopyrite ...3)/Yerbilimleri_Dergisi_28_3.pdf ·...

Documents