YERALTISUYUNUN FLORESAN BOYA İLE İZLENMESİ (DYE TRACİNG)

Yeraltısuyu izleme deneyi, rezervuardaki akışkanı bir izleyici ile işaretleyerek belirli uzaklıktaki mesafede bu izleyicinin izllenmesi/ölçülmesi işlemidir.

Nisan 2017 döneminde Kırşehir Terme Jeotermal alanında, jeotermal sahada planlanan reenjeksiyon işleminde üretim ve re-enjeksiyon kuyuları arasında, hızlı soğumalara neden olabilecek bir bağlantı olup olmadığını araştırmak için bir çalışma gerçekleştirilmiştir.

Yüzey ve yeraltısuyu izleme teknikleri, hidrolojik ve hidrojeolojik çalışmaların birçok aşamasında kullanılmaktadır. Akarsu, ırmak, dere vb. yüzey sularının akım miktarlarının ölçümünde, barajdan olası su kaçaklarının nere(ler)den olabileceğinin belirlenmesinde, yeraltısuyu hızının hesaplanmasında, yeraltısuyu veya kaynak suyunun beslenim alanının belirlenmesinde, yeraltısuyundaki kirletici kaynağının nedeninin saptanmasında, kuyular arası etkileşim testlerinde, yeraltısuyu veya kaynak koruma alanlarının sınırlarının çizilmesinde vb. gibi yüzey veya yeraltısuyu hareketini ilgilendiren tüm çalışmalarda izleme teknikleri kullanılmaktadır.

Yüzey veya yeraltısuyu izleme deneyi çalışmalarında kullanılan izleyiciler iki gruba ayrılırlar. Bunlar doğal ve yapay izleyicilerdir (Tablo 1). Doğal ve yapay izleyiciler hakkında genel bilgiler aşağıda sunulmuştur.

Tablo 1. Yüzey ve yeraltısuyu izleme çalışmalarında kullanılan izleyici türleri

Doğal izleyiciler

-         Mikroorganizmalar: Bakteriler, virüsler, vb.,

-         İyonlar: Klorür (Cl), Florür (F), Bor (B), vb.,

-         Çevresel izotoplar: Trityum (3H), Döteryum H), Oksijen 18 (180), Karbon 14 (f4C), Argon (Ar), Kripton (Kr), vb.

Yapay izleyiciler

-         İzotoplar: Trityum (3H), Brom (82H), Krom (51Cr), İyot (13ll), vb.,

-         Boyalar (renkli izleyiciler): Na-Fluoresein (Uranin), Rodamin-WT, Eosin, Sulforodamin-B, vb.,

-         Tuzlar: Sodyum klorür (NaCI), Lityum klorür (LiCI), Potasyum Klorür (KCI), vb.,

-         Sporlar: Kopoydum (Lycopodium clavatum), vb.

 

Doğal izleyiciler suların bileşiminde doğal olarak var olan izleyicilerdir.Yapay izleyiciler ise, izlenecek sisteme (yüzey veya yeraltısuyu) dışarıdan verilen izleyicilerdir.

Yapay izleyiciler sınıfında yer alan boyalar, 1800'lü yılların sonundan itibaren yeraltısularını izlemek amacıyla karstik bölgelerde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır [Aley ve Fletcher, 1976: USEPA, 1988]. Boyalar, izleme deneylerinde günümüzde de en yaygın olarak kullanılan yapay izleyici tiplerindendir.

Birçok floresan (ışıkla parıldayan, ışık yayan) boya olmasına rağmen, yüzey ve yeraltısuyu izlemelerinde genellikle suya kırmızı renk veren rodamin-WT (Rhodamine-WT, kimyasal formül: C29H29N205CINa2) ve suya yeşilimsi-sarı renk veren uranin (sodyum floresein, kimyasal formül: C20H12O5Na2) boyaları daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Floresan maddeler belirli bir enerji seviyesindeki (dalga boyu) ışığı absorbe ederek daha düşük enerjili (daha büyük dalga boyu) ışığı yayarlar. Absorbe edilen ve yayılan ışıkların dalga boylan arasındaki fark flüoresan maddenin karakteristik bir özelliğidir.

Gerçekleştirilen çalışmada izleyici olarak, yapay izleyici sınıfında yer alan boyalardan (renkli izleyici) Uranin (Na-Fluoresein) kullanılmıştır (Şekil 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 1. İzleme deneyinde kullanılan Uranin (Na-Fluoresein)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uranin (Na-Fluoresein)

Bu çalışmada izeleyici olarak kullanılan ve floresan bir madde olan Uranin (Na-Fluoresein), çok düşük konsantrasyonlarda dahi tespit edilen özelliğe sahiptir. Sularda doğal olarak ya hiç bulunmaz ya da ya da eser miktarda bulunur. Suyun jeolojik özelliklerini değiştirmediği için hidrojeolojide yeraltı sularının izlenmesinde tercih edilen bir maddedir. Ayrıca; suda çözünebilir özelliktedir, sudaki diğer iyonlarla kimyasal tepkimeye girmez. Ayrıca çökelmez ve akifer içerisinde gözenekli ortam tarafından tutulmaz.

Uranin, Sodyum Flourescein, Acid Yellow 73, Uranine Yellow isimleri ile de bilinir. Renk indeks Numarası C.I. 45350, moleküler formülü C20H12O5Na2, molekül ağırlığı 376.28 g/mol dür. Bu çalışmada, MERC (MERC KgaA, 64271, Demstadt, Germany) marka uranin kullanılmış olup, ürünlerin saflığı %99' dan fazladır. İyi bir boyar madde olan uraninin 10 mg/m3 (ppb) ve üzerindeki konsantrasyonlan gözle görülebilir (Günay ve Ekmekçi, 1990). Çözelti halindeki uranin maksimum dalga boyu 490 nm olan ışınlan absorbe eder ve maksimum dalga boyu 520 nm olan ışınlan yayar.

Sıcaklık ve tuzluluğun flüoresan özelliği üzerinde çok küçük etkisi olurken, pH 5-7 aralığında, ışıma maksimum değerdedir, pH etkisi geri dönüşümlüdür. Ultraviole ışınlar, uraninin flüoresan özelliğini kalıcı şekilde azaltırlar (Adams ve Davis, 1991). Güneş ışığına maruz ortamlarda kullanılması uygun değildir.

Sıcaklığın uranin üzerindeki etkisi ve uraninin sıcak rezervuar koşullarında yarılanma ömrü üzerine yapılan bir çok çalışma bulunmaktadır. Gudmundsson ve Riyami (1985), yaptıkları çalışmada, 150 ve 200°C sıcaklıkta uraninin flüoresan aktivitesinin %40'ımn iki saat içinde kaybolduğunu belirtmişlerdir. Bir başka çalışmada, uraninin 230 °C sıcaklıkta yanlanma ömrünün 140 gün olduğu ve 260 °C sıcaklığa kadar jeotermal sistemlerde kullanılabileceği belirtilmektedir (Rose, Goranson, Salls ve Kilbourn; 1999), (Adams ve Rose; 1995). Bu çalışmalarda serbest oksijen sıcaklığın etkisi ile uraninin flüoresan özelliğini yok ettiği, oksijensiz ortamlarda yapılan deneylerde uranin daha kararlı olduğu belirtilmektedir. Atmosferden meteorik sularla giren serbest oksijenin ise kayaçlar tarafından çok hızlı bir şekilde tutularak bağlandığı ve bu nedenle jeotermal sularda serbest oksijen bulunmadığı için uraninin jeotermal sistemler için iyi bir izleyici madde olduğu aynı çalışmalarda belirtilmiştir. Kırşehir-Terme jeotermal sahasında akışkan sıcaklığının 65 °C olması sebebiyle uraninin en az üç yıl bozunuma uğramayacağı tahmin edilmektedir.

Uranin toksin bir ürün değildir. Amerika Birleşik Devletleri, Gıda ve İlaç Tüzüğüne göre kozmetik ve ilaç sektöründe kullanılmaktadır. Yıllarca uranin ile çalışan kişilerde herhangi bir rahatsızlık görülmemiştir. Çok yüksek uranin konsantrasyonu bulunan akvaryumlarda balıklar aylarca canlı kalmışlardır (Wilson, 1968). Bu nedenle, Kırşehir-Terme sahasında olduğu gibi jeotermal suların balneolojik amaçlı kullanıldığı sahalarda kullanımı sorun yaratmamaktadır.

Tüm bu özellikleri nedeniyle izleme çalışmasında Uranin (Na-Fluoresein) izleyici madde olarak tercih edilmiştir.

 

Florometre

İzleme deneyi sırasında veya sonunda derlenen su örneklerindeki boya miktarları, belirli bir dalga boyundaki floresan değerini/boya şiddetini ölçen "Fluorometre" olarak adlandırılan aletlerle belirlenmektedir.

Fhıorometreler, flüoresan madde miktarım ve türünü tespit edebilir. Fluorometrelerde, güçlü bir ışık kaynağından çıkan ışık demeti, bir filtreden geçirilerek elde edilen özel dalga boyundaki ışınlar, mercekler yardımı ile örnek üzerine yönlendirilir. Örnekten yansıyan ışıklar tekrar başka bir filtreden geçirilerek, aranan dalga boyu dışında kalan ışınlar elimine edilir. Elde edilen ışınlar fotodedektör ile tanımlanır. Önceden hazırlanan standart çözeltilerden elde edilen ışık şiddetleri kullanılarak alet kalibre edilir. Örneklerin değerlendirilmesinde bu kalibrasyon değerleri kullanılarak ölçülen ışık şiddetleri konsantrasyona dönüştürülür.

Fluorometre aleti, suda bulunan floresan özelliğe sahip boyadaki elektronların ilk olarak ultraviole (mor ötesi) lamba ile uyarılması (excitation) ve elektronların üst orbitale (elektronun atom çekirdeği etrafında en fazla bulunduğu ve takip ettiği yörünge) sıçramasını, daha sonra bu elektronların ışın yayarak (emmision) tekrar kararlı hale (ground state) gelmesi sırasında açığa çıkan/yayılan ışığın bağıl şiddetini ölçer.

Her boyanın kendine özgü uyarılma ve yayılma dalga boyu (A.) değeri vardır. Örneğin: rodamin-WT floresan boyasının uyarılma dalga boyu 558 nm ve yayılma dalga boyu 583 nm, uranin'in ise uyarılma dalga boyu 492 nm ve yayılma dalga boyu 513 nm'dir. Bu özellikten yararlanılarak suda bulunan boya şiddeti/yoğunluğu fluorometre aleti ile kolayca ölçülebilmektedir.

Tüm boyalar görünür ışık bölgesinde (380-760 nm) dalga boyuna sahip ışık yayarlar (Şekil 1). Bu yüzden rodamin-WT floresan boyası suda kırmızı, uranin ise yeşil renk vermektedir. İzleme deneylerinde en çok kullanılan bazı boyalarla ilgili bilgiler Tablo 2'de verilmiştir.

 

 

 

 

Şekil 2. Görünür spektrumun genişletilmiş haliyle elektromanyetik spektrum [VVilson vd., 1986]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tablo 2 Bazı floresan boyalara ait bilgiler [Behrens, 1986: Ghergut vd., 2005]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gerçekleştirilen izleme deneyinde izleyici boyanın ölçülmesinde USB Cyclops-7 tipi dalgıç sensör tip florometre kullanılmıştır (Şekil 3).

 

 

Şekil 3. USB Cyclops-7 tipi dalgıç sensör tip florometre

 

 

 

USB Cyclops-7 tipi dalgıç sensör tip florometrenin en önemli özelliği; akışkan içerisinden veye kuyu içerisinden doğrudan ölçüm alarak bu ölçümleri 1 dakikadan 60 dakikaya kadar eşit aralıklar ile hafızasında depolayabilmesidir. Bu sayede; klasik fotometreler ile araziden alınan numune kapları ile alınan ölçümler sırasında oluşan dezavantajlar ortadan kaldırılmıştır.

 

 

 

İzleyici Testinin Gerçekleştirilmesi

Kırşehir-Terme jeotermal sahasında T-13 kuyusunun re-enjeksiyon kuyusu olarak kullanılması planlanmaktadır. Dolayısıyla T-13 kuyu izleyici maddeyi (Uranin Na-Fluoresein) jeotermal sisteme enjekte etmek için seçilmiştir.

Konut ısıtma sistemi için gerekli olan jeotermal akışkan ise T-4 ve T-9 kuyularından sağlanmaktadır. Dolayısıyla enjekte edilen boyanın bu kuyulardan herhangi birinde gözlenmesi ihtimali, bu çalışmanın amacı olan re-enjeksiyon kuyusu ile konut ısıtmacılığında aktif olarak kullanılan üretim kuyuları arasındaki hidrojeolojik ilişkiyi gösterecektir. Bu nedenle jeotermal sisteme enjekte edilen izleyici madde T-4 ve T-9 kuyularının her ikisinden çekilen jeotermal akışkanın karıştığı, ısı merkezindeki eşanjör sisteminin girişinde gözlenmiştir.

İzleme testinde aşağıda açıklanmış olduğu gibi iki aşamalı bir yöntem kullanmıştır.

 

İzleyici Testi 1.Aşama

Net 1 kg Uranin (Na-Fluoresein) 5 lt alkol ile karıştırılarak T-13 kuyusundan 20.01.2017 tarihinde Saat 16:11’de ani enjeksiyon şeklinde jeotermal sisteme  verilmiş ve ardından 7 l/s debi ile T-13 kuyusu sürekli olarak beslenmiştir (Şekil 4).

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 4. İzleme deneyi 1.aşama boya enjeksiyonu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enjeksiyon işlemi ile paralel olarak T-4 ve T-9 kuyularından çekilen akışkanın karışma noktası olan ısı merkezindeki eşanjör sisteminin girişinde USB Cyclops-7 tipi dalgıç sensör tip florometre ile Uranin (Na-Fluoresein) ölçümleri ppb düzeyinde, 3 dakika aralıklarla, 24 saat süresince kesintisiz olarak, 20.1.2017 saat 11:20’den 06.02.2017 Saat 09.20’ye kadar (toplam 16 gün 22 saat boyunca) alınmıştır. Test süresince T-4 ve T-9 kuyuları toplam 90 l/s debi ile sürekli kesintisiz olarak jeotermal akışkan üretmişlerdir. Elde edilen ölçümlerin zaman konsantrasyon grafiği Şekil 5’de verilmiştir.

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 5. İzleme deneyi 1.aşama zaman-konsantrasyon grafiği

 

 

 

 

 

 

 

 

 

İzleyici testi 1.aşama uygulamasında aşağıdaki ön bulgulara ulaşılmıştır.

  • Ölçümler 20.1.2017 saat 11:20’den itibaren (enjeksiyon işlemi yapılmadan yaklaşık 4 saat 51 dakika önce) alınmaya başlanmıştır.
  • 1.2017 saat 14:48’den itibaren (enjeksiyondan 5 gün 22 saat 37 dakika sonra) ölçülen değerlerde yükselmeler gözlenmiş ve yaklaşık 29.1.2017 saat 13:45’e kadar (enjeksiyondan 8 gün 21 saat 34 dakika) bu yükselim gözlenmiştir. Dolayısıyla 2 gün 22 saat 57 dakika süren bir Uranin (Na-Fluoresein) akışı gerçekleşitirmiştir.
  • Bu ölçüm süresince USB Cyclops-7 tipi dalgıç sensör tip florometre sensöründe önemli bir silis-demir mineral çökelimi (birikimi) olduğu gözlenmiştir (Şekil 6). Söz konusu çökelim yeraltındaki yüksek basınç altında bulunan jeotermal akışkanın, atmosfere çıktığında uğradığı ani basınç kaybına bağlı olarak bünyesinde bulundurduğu demir silis iyonlarının mineral haline dönüşmesinden kaynaklıdır.

 

 

Şekil 6 İzleme deneyi 1.aşama sonucunda florometrede oluşan silis-demir çökelimi

 

 

 

 

  • Oluşan çökelim, florometre sensöründe bir engel-perde oluşturduğu ve dolayısıyla alınan Uranin (Na-Fluoresein) ölçümlerinin bu perdelenmeye bağlı olarak, gerçek değerden daha düşük ölçüldüğü kanısı oluşturmuştur. Alınan ölçümlerin oldukça düşük seviyede (maksimum 0.314 ppb) kalmış olması da bu kanıyı desteklemiştir.
  • Florometre sensöründe çökelimin oluşmasını engelleyecek tedbirlerin de alınarak, daha yüksek Uranin (Na-Fluoresein) ölçümlerinin alınabilmesi amacıyla izleyici testinin 2.aşamasının gerçekleştirilmesine karar verilmiştir.

 

İzleyici Testi 2.Aşama

İzleyici testinin  2. aşamasının hazırlık sürecinde jeotermal akışkanda oluşan çökelimin önlenmesine yönelik bir ölçüm düzeneği tasarlanmıştır. Bu tasarımın temelinde jeotermal akışkanın ani basınç kaybına uğramasından ve yeterince atmosfer ile teması sağlandıktan sonra ölçümün alınması hedeflenmiştir.        Ayrıca izleme deneyi 2.aşamasında florometre sensörü uygun şekilde periyodik olarak temizlenerek, Florometre sensöründe oluşabilecek kabuklaşmaya bağlı perdelenme önlenmiştir.

Daha yüksek konsantrasyon sevieleri ölçebilmek amacıyla, deneyde kullanılan Uranin (Na-Fluoresein) miktarı da arttırılmış ve net 2 kg Uranin (Na-Fluoresein) 10 lt alkol ile karıştırılarak T-13 kuyusundan 10.03.2017 tarihinde Saat 11:45’de ani enjeksiyon şeklinde jeotermal sisteme verilerek, kuyu 7 l/s debi ile sürekli olarak beslenmiştir (Şekil 7).

 

 

 

 

 

 

Şekil 7 İzleme deneyi 2.aşama boya enjeksiyonu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Enjeksiyon işlemi ile paralel olarak T-4 ve T-9 kuyularından çekilen akışkanın karışma noktası olan ısı merkezindeki eşanjör sisteminin girişinde USB Cyclops-7 tipi dalgıç sensör tip florometre ile Uranin (Na-Fluoresein) ölçümleri ppb düzeyinde, 1 dakika aralıklarla 24 saat süresince kesintisiz olarak 09.03.2017 saat 12:20’den 23.03.2017 Saat 09.22’ye kadar (toplam 13 gün 21 saat boyunca) alınmıştır. Test süresince T-4 ve T-9 kuyuları toplam 90 l/s debi ile sürekli kesintisiz olarak  jeotermal akışkan üretmişlerdir. Elde edilen ölçümlerin zaman konsantrasyon grafiği Şekil 8’de verilmiştir.

 

 

 

 

Şekil 8. İzleme deneyi 2.aşama zaman-konsantrasyon grafiği

 

 

 

 

 

 

 

İzleyici testi 2.aşama uygulamasında elde edilen aşağıdaki bulgular önemlidir;

  • Ölçümler 09.3.2017 saat 12:20’den itibaren (enjeksiyon işlemi yapılmadan yaklaşık 1 gün 25 saat 21 dakika önce) alınmaya başlanmıştır.
  • 3.2017 saat 10:50’den itibaren (enjeksiyondan 6 gün 1 saat 5 dakika sonra) ölçülen değerlerde yükselmeler gözlenmiş ve yaklaşık 19.3.2017 saat 02:05’e kadar (enjeksiyondan 20 dakika) bu yükselim gözlenmiştir. Dolayısıyla 2 gün 15 saat 15 dakika süren bir Uranin (Na-Fluoresein) akışı gerçekleşitirmiştir.

 

İzleyici Testi 1. ve 2.Aşama Değerlendirmesi

Her iki test için enjeksiyon yapılan  anı “0” (sıfır) kabul edilerek 1.aşama ve 2.aşama ölçümleri üst üste bindirildiğinde Şekil 9’da verilmiş olan grafik elde edilmeketdir. Her iki ölçümde göstermektedir ki T-13 kuyusundan enjeke edilen Uranin (Na-Fluoresein), enjeksiyondan yaklaşık 6 gün 1 saat sonra T-4 ve T-9 kuyularına ulaşmakta ve 2 gün 15 saat süresince gözlenmektedir.

 

 

 

Şekil 9. İzleme deneyi 1.aşama ve 2.aşama ölçümle zaman-konsantrasyon karşılaştırması

 

  

 

Kavramsal Model

Kırşehir-Terme bölgesi için öngörülen kavramsal model Şekil 10’daki gibidir. Hidrojeolojik sistemi; alüvyon, traverten ve  neojen yaşlı gölsel çökeller içerisindeki sığ ve soğuk yeraltısuyu sistemi ile Kırşehir Masifi içerisinde gelişmiş sıcak jeotermal sistem oluşturmaktadır.

Kırşehir Masifi şistler ve mermerlerden ibarettir. Hidrojeolojik açıdan şistler geçirimsiz, mermerler ise özellikle sahip olduğu kırık ve çatlaklar  ile karstik erime boşluklarının oluşturduğu ikincil porozite sebebiyle geçirimli özelliğe sahiptir. Jeotermal akışkan, mermer seviyeleri içerisinden ve özellikle açılan sondajların verimli karstik boşlukları kestiği seviyelerden alınmaktadır. Çalışma sahasında Güneybatı- Kuzeydoğu yönünde uzanan fay hattı jeotermal akışkanın yüzeye yakın zonlara yükselmesinin temel sebebidir. 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 10. Kırşehir-Terme bölgesi için öngörülen kavramsal model

 

 

 

 

Konut ısıtmacılığında kullanılan jeotermal akışkan için kullanılan T-4 ve T-9 kuyularından sürekli yüksek debi ile kesintisiz jeotermal akışkan sağlanması sistemin karstik erime boşluklarından sürekli bir şekilde beslendiğini desteklemektedir.

Alüvyon, traverten ve  neojen yaşlı gölsel çökeller içerisindeki soğuk yeraltısuyu üst seviyelerde  sığ dolaşıma sahiptir. Kırşehir Masifinin geçirimsiz şist blokları, mermerler içerisindeki jeotermal akışkan için bir örtü görevi oluşturmakta, sığ ve soğuk yeraltısuyunun doğal yollar ile  jeotermal akışkana karışarak soğumasını engellemektedir. Kuyulardan jeotermal akışkan sağlanırken sığ derinlikteki soğuk yeraltısuyunun jeotermal akışkana karışmasını engellemek için de, kuyuların Kırşehir Masifine girinceye kadar olan kesimleri kapalı boru ile tecrit edilmektedir.

Gerek Kırşehir Masifinin şist seviyelerinin jeotermal sistem ile sığ yeraltısuyu sistemini ayırıyor olması ve gerekse kuyularda üst seviyelerin kapalı boru ile kapatılmış olması, jeotremal sitemi sığ yeraltıusuyu sisteminden hidrojeolojik olarak ayırmaktadır. Bu özelliklerinden dolayı raporun jeotermal sistemin modellenmesi ile ilgili bölümünde oluşturulan kavramsal modelde; kuyularda kapalı boru ile kapatılmış olan traverten, alüvyon ve  Neojen yaşlı gölsel çökellerden oluşan üst birimler geçirimsiz, kuyularda çıplak (borusuz) olarak bırakılmış olan ve jeotermal akışkanın elde edildiği birimler rezervuar olarak ele alınmıştır. Kuyular genelde jeotermal akışkanın en verimli elde edildiği noktada sonlandırılmış olduğundan, jeotermal sistemin modellenmesi çalışmalarından kuyu tabanından sonraki birimler de hidrojeolojik açıdan geçirimsiz olarak kabul edilmiştir.

 

  

HİDROLOJEOLOJİK PARAMETRELERİN TAHMİNİ

Kırşehir-Terme jeotermal alanında gerçekleştirilen izleme deneyi sonuçları değelendirilerek, bölgedeki jeotermal akışkana ait rezervuarın hidrojeolojik parametreleri belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla Ulusal Çevre Değerlendirmesi Merkezi (EPA-The National Center for Environmental Assessment-NCEA) tarafından geliştirilmiş olan QTRACER2 yazılımından yararlanılmıştır (EPA, 2002).

İzleyici testi 2.aşama (bkz. 3.1.1) verileri kullanılarak çalıştırılan QTREACER2 yazılımı çıktı dosyası Şekil 11’de verilmiştir. QTREACER2 yazılımı çıktı parametreleri, Kırşehir-Terme jeotermal sistemini oluşturan akiferin davranış karakteritiklerini (toplam izleyici geri kazanımı, ortalama izleyici geçiş süresi, dispersiyon katsayısı, ortalama geçiş hızı, vb.)  ortaya koymak için kullanılacak ve daha sonrasında modelleme çalışmalarının girdi parametreleri olarak kullanılacaktır.

 

 

 

Şekil 11. İzleyici testi 2.aşama (bkz. 3.1.1) verileri kullanılarak çalıştırılan QTREACER2 programı çıktı dosyası

 

 

 

 

 

 

 

Toplam İzleyici Geri Kazanımı

İzleyici testinde, izleyicinin ölçüldüğü noktada gözlenen izleyici miktarının, rezervuara verilen toplam izleyici miktarına kütle olarak oranı toplam izleyici geri kazanımını verir. Geri kazanılan izleyici miktarı, debi ve izleyici konsantrasyonu kullanılarak hesaplanır.  İzleyicinin; rezervuarda tutulması, farklı bir akım yoluna karışarak başka yöne doğru hareketlenmesi, vb. unsurlar nedeniyle geri kazanımın %100 olması çoğu zaman mümkün değildir.

Kırşehir-Terme jeotermal sahasında, konut ısıtmacılığı için gerekli olan jeotermal akışkan ise T-4 ve T-9 kuyularından sağlanmaktadır. T-13 kuyusu ise konut ısıtmacılığında kullanılan jeotermal akışkanın rezervuara tekrar basılacağı re-enjeksiyon kuyusu olarak planlanmaktadır. Reenjeksiyon kuyusundan rezervuara geri basılacak akışkan, hidrodinamik kurallar çerçevesinde enjekte edildiği noktadan itibaren radyal (her yöne) bir akış yolu izleyecektir (Şekil 12). Dolayısıyla gerçekleştirilen izleyici testinde reenjeksiyon kuyusundan (T-13) enjekte edilen Uranin (Na-Fluoresein)’in tamamının  üretim kuyusuna ulaşması söz konusu değildir.

 

Şekil 12. Enjeksiyon kuyusu (T-13) ile ütetim kuyusu (T-4 ve T-9) arasında beklenen teorik yeraltısuyu akım yönü ve şekli (temsili)

 

Gerçekleştirilen izleyici testinde Toplam izleyici geri kazanım oranı, uygulanan QTRACER2 yazılımı ile hesaplanmış ve %1.0684 (yaklaşık %1.07)  olarak bulunmuştur (Şekil 11). Elde edilen bu veriyi jeotermal sisteme uyarlayacak olursak, konut ısıtmacılığında kullanım sonrası T-13 kuyusuna basılacak olan akışkanın, yaklaşık %1.07’lik bir kısmının T-4 ve T-9 kuyularının bulunduğu bölgeye ulaşabileceği söylenebilir. Ancak elde edilen bu sonucun, gerçekleşttirilen izleyici testi şartlarında elde edilen bir sonuç olduğu, yani T-13 kuyusunun 7 l/s debi ile beslenmesi durumunda geçerli bir sonuç olduğu, enjeksiyon debisinin arttırılması durumunda bu oranın değişebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Yinede, reenjeksiyon kususundan üretim kuyusuna olan yeraltısuyu hareketini tetikleyen ana unsurun üretim kuyularındaki (T-4 ve T-9) çekilen akışkanın yeraltında oluşturduğu çekim gücü olduğu ve gerçekleştirilen izleyici testi sırasında üretim kuyularının aralıksız çalıştığını göz önüne alırsak %1.07’lik bir karışım oranının çok da yanıltıcı olmayacağı düşünülmektedir. 

 

 

Ortalama Geçiş Süresi

Ortalama geçiş süresi rezervuardaki izleyicinin (Uranin-Na Fluoresein), sisteme enjekte edildiği noktadan (T-13 kuyusu), izleyicinin gözlendiği noktaya (T-4 ve T-9 kuyuları) ulaştığı süreye ortalama ulaşma süresi olarak ifade edilir.

Hidrodinamik kurallar içerisinde sisteme enjekte edildiği noktadan, gözlendiği noktaya doğru hareket ederken bir takım hidrodinamik etkilere maruz kalır. Bu etkiler başlıca; adveksiyon, difüzyon ve disoersiyondur.

Adveksiyon: Rezervuar da, taşınan madde ile taşıyan akışkamn hızının aynı olması advektif taşınma olarak tanımlanır. Bir başka değişle izleyicinin akışkanın akış hızı ile taşınması sürecidir.

Difüzyon: Karışabilen iki akışkan, ortamda sıvıları hareket ettirecek herhangi bir kuvvet (basınç, sıcaklık farkı vs.) olmasa da, moleküler difüzyonun etkisiyle, yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona doğru hareketle taşınır. Difüzyon ile taşınıma verilebilecek en iyi örnek, küçük kap içerisindeki durgun suya mürekkep damlatıldıktan sonraki hareketin izlenmesidir (Şekil 13). Herhangi bir advektif taşınım olmasa da, süreç tamamlandığında su kütlesinin her noktasında mürekkep konsantrasyonu aynı seviyede olacaktır.

 

 

 

 

Şekil 13. Difüzyon ile karışım

 

 

 

 

 

 

 

Sabit bir u hızı ile akmakta olan akarsuya, bir noktadan sürekli ve sabit debide boya (izleyici madde, kirletici maddeler vs.) verilmesi durumunda, kaynak noktasından itibaren akış yönünde azalan bir konsantrasyon elde edilir (Şekil 14a). Aynı problemde t anında, sistene belirli bir miktarda izleyicinin bir anda bırakılması durumunda, izleyici madde difözyon etkisi ile yayılırken, akış etkisi ile de taşınır (Şekil 14b).

 

 

 

 

 

 

Şekil 14.( a) Sürekli (b) Anlık İzleyicinin Ortamda Yayılımı (Li,1972)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dispersiyon: Akış sırasında difüzyon ile izleyici dağılırken, akış hızını etkileyen diğer faktörler yeni bir dispersiyona neden olur. Dispersiyon, heterojen ortam nedeniyle akışın tercih ettiği rasgele patikaların istatiksel dağılımının ölçüsüdür (Şekil 4.3). Dispersiyon katsayısı, geçirgenliğe benzer bir katsayıdır, bazı çalışmalarda geçirgenlik, gözeneklilik ve dispersiyon arasında korelasyonlar yapılmıştır. Akış yönü boyunca olan dispersiyon, akışa dik yöndeki dispersiyondan yaklaşık 10 kat daha büyüktür (Domenico, vd., 1990).

 

 

 

 

 

Şekil 15.Dispersiyon (Wang, vd., 1982)

 

 

 

 

 

 

 

Enjeksiyon noktasından itibaren, rezervuarda adveskiyon etkisi ile akım yönünde taşınan izleyici (Uranin-Na Fluoresein), bir yandan da difüzyon ve dispersiyon etkisi ile saçılmaya uğrar. Her ne kadar izleyici rezervuara belirli bir zamanda ani enjeksiyon şeklinde verilse de, gözlem noktasında izleyici konsantrasyonu daha uzun bir zaman aralığında önce artan, daha sonra pik yapan ve daha sonra da azalan bir konsantrasyon olarak gözlenecektir. Sonuçta gözlem noktasında beklenen, izleyici konsantrasyonun zamana karşı değişim grafiği teorik olarak Şekil 16‘de görüldüğü gibi olacaktır. Ortalama geçiş zamanı (Tm), alınabilen toplam izleyicinin yarısının gözlem noktasından geçtiği zamana karşılık gelir.   Şekil 16’de, enjeksiyonun yapıldığı zamanı T1 ve izleyicinin gözlem  noktasında ulaştığı en yülsek zamanı Tp ise ortapama geçiş süresi %50 geri kazanıma karşılık gelecek şekilde Tm olur ki, bu süre maksimum konsantrasyonun gözlendini Tp anından biraz daha ileridedir.

 

 

 

 

 

Şekil 16. Ani Enjeksiyon Yolu ile Akifer Sistemine Bırakılan Bir İzleyici İçin İlerleme Eğrisi ve Temel Özellikleri

 T1: İzleyicinin İlk Geliş Zamanı, Tp: İzleyici Pik (Maksimum) Konsantrasyon Zamanı, Tm: İzleyicinin Ortalama Geçiş Zamanı, T(R/2): Sistemden Kurtulan İzleyicinin Yarısının Örnekleme Tm: Noktasından Geçiş Zamanı (Göppert vd. 2008, ve Brouyère vd. 2001’den yararlanarak çizilmiştir).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 Gerçekleştirilen izleyici testi ile, Kırşehir-Terme jeotermal sahasında, enjeksiyon kuyusu olarak planlanan T-13 kuyusundan verilen izleyicinin (Uranin-Na-Fluoresein), üretim kuyularına ulaşma süresi tahmin edilmeye çalışılmıştır. Uygulanan QTRACER2 yazılımı ile ortalama geçiş süresi yaklaşık 6.7223 gün (yaklaşık 6.7 gün) olarak hesaplanmıştır (Şekil 11 ve Şekil 17). Elde edilen bu veriyi jeotermal sisteme uyarlayacak olursak, konut ısıtmacılığında kullanım sonrası T-13 kuyusuna basılacak olan akışkanın, yaklaşık 6.7 gün sonra T-4 ve T-9 kuyularının bulunduğu bölgeye ulaşabileceği söylenebilir. Ancak elde edilen bu sonucun, gerçekleşttirilen izleyici testi şartlarında elde edilen bir sonuç olduğu, yani T-13 kuyusunun 7 l/s debi ile beslenmesi durumunda geçerli bir sonuç olduğu, enjeksiyon debisinin arttırılması durumunda bu oranın değişebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Yinede, reenjeksiyon kususundan üretim kuyusuna olan hareketi tetikleyen ana unsurun üretim kuyularındaki (T-4 ve T-9) çekilen akışkanın yeraltında oluşturduğu çekim gücü olduğu ve gerçekleştirilen izleyici testi sırasında üretim kuyularının aralıksız çalıştığını göz önüne alırsak 6.7 günlük bir ortalama geçiş süresinin çok da yanıltıcı olmayacağı düşünülmektedir.

 

 

 

 

 

Şekil 17. İzleyici ortalama geçiş süresi

 

 

 

 

 

 

 

Dispersiyon Katsayısı

Rezervuardaki akış; boşluklar, çatlakler ve gözenekler boyunca yavaş ve laminar akış şeklinden, hızlı ve turbulanslı akışa kadar değşiklik gösterebilir. Boyuna dispersiyon katsayısı rezervuarda konsantre halde bulunan izleyicinin akım yolu boyunca ne şekilde dağıldığını (saçıldığını) ifade eder (Mull ve diğ. 1988). Bir diğer değişle izleyici bulutunun akış boyunca zamansal değişim hızıdır (Fisher, 1968). Tek noktadan ani enjeksiyon şeklind egerçekleştirilen bir izleyici testinde, enine (latetral) karışım ve boyuna (longitudinal) dispersiyon ile akış noyuncakonsantrasyon değişimi Şekil 18’deki gibidir.

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 18. Tek noktadan ani izleyici enjeksiyonunda, enine (latetral) karışım ve boyuna (longitudinal) dispersiyon ile akış noyuncakonsantrasyon değişimi

 

 

 

 

Boyuna (longitudinal) dispersiyon konusunda son yıllarda pek çok çalışma gerçekleştirilmiştir (Chatwin, 1971; Sullivan, 1971; Day, 1975; Nordin and Troutman, 1980; Jobson, 1987; Reichert and Wanner, 1991). Gerçekleştirilen izleyici testi ile, Kırşehir-Terme jeotermal sahasında uygulanan QTRACER2 yazılımı ile Chatwin metodu kullanılarak  rezervuara ait boyuna boyuna (longitudinal) dispersivite 0.23274 m dispersiyon katsayısı ise 0.34681 x 10-2 m2/sec olarak bulunmuştur (Şekil 11). Elde edilen bu değer raporun ileriki aşamalarında modelleme çalışmalarında ele alınacak ve kullanılacaktır.

 

 

 

 

 

Ortalama Geçiş Hızı

Ortalama geçiş süresi rezervuardaki izleyicinin (Uranin-Na Fluoresein), sisteme enjekte edildiği noktadan (T-13 kuyusu), izleyicinin gözlendiği noktaya (T-4 ve T-9 kuyuları) ortalama ulaşma süresi olarak ifade edilir.

Ortalama geçiş süresi yaklaşık 6.7 gün olarak bulunmuştur. Ortalama geçiş hızının bulunabilmesi için izleyicinin kat ettiği mesafenin bulunabilmesi gereklidir. Katedilen mesafe enjeksiyon noktası ile gözlem noktası arasındaki arasındaki kuş uçuşu mesafe olarak düşünülebilir. Ancak, doğal bir şekilde rezervuarda gelişmiş olan kırık-çatlaklar sistemlerinin, erime boşluklarının veya gözenekli ortamlardaki boşlukların bizim belirlediğimiz enjeksiyon ve üretim noktaları arasında doğrusal bir hat üzerinde olamayacağı dikkate alınarak söz konusu mesafenin düzeltilmesi gereklidir  (Field and Nash, 1997; Worthington, 1991). Sinüzite (Sinuosity) etkisi olarak bilinen bu etki Sd katsayısı ile düzeltilir ve değeri 1≤Sd≤3 arasında değişir.

Gerçekleştirilen izleyici testinde, enjeksiyon noktasuı (T-13) ile gözlem noktası (T-94 ve T-9) arasındaki direkt mesafe 577 m’dir. Sinüzte katsayısı Sd=1.5 alınarak  mesafe düzeltmesi yapılmış (577m x 1.5 =865.5 m) ve uygulanan QTRACER2 yazılımında ile ortalama geçiş hızı 128.74 m/gün olarak hesaplanmıştır (Şekil 11 ve Şekil 19). Ortalama geçiş hızının hesaplanmasında kabul edilen Sd=1.5 katsayısı tamamen varsayıma dayandırılmıştır. Bu katsayının1≤Sd≤3 arasında değiştiği dikkate alınırsa ortalama geçiş hızının da minimum 85.83 m/gün ve maksimum 257 m/gün arasında olabileceği düşünülebilir. Ancak arazi gözlemleri rezervuar özellikleri dikkate alındığında, Sd=1.5 kabul edilerek hesaplanmış olan 128.74 m/gün ortalama geçiş hızının temsil edici olduğu düşünülmektedir.

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 19. Enjeksiyon ve gözlem noktaları arasındaki mesafe (sinüzite etkisi düzeltilmiş)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Péclet Katsayısı

Péclet Katsayısı rezervuardaki izleyici taşınımında adveksiyon ile difüzyon süreçlerinden hangisinin baskın olduğunu tahmin etmek için kullanılır. Péclet Katsayısının 0.4-0.6 arasında olması rezervuarda difüzyonun, yani konsantrasyon farklılığından kaynaklanan taşınım sürecinin daha baskın olduğunu gösterir. Péclet Katsayısının 0.6 dan büyük olması durumunda ise adveksiyonun, yani izleyicicn akış hızı ile mekanik olarak taşınımın baskın olduğunu gösterir (Fetter, 1992).

Péclet Katsayısı hesaplanan dispersiyon katsayınından ve ortalama geçiş hızından yararlanılarak aşağıdaki formül ile hesaplanır.

Burada; Pe Péclet Katsayısı, ṽ ortalama geçiş hızı, xs ortalama mesafe ve Dxs dispersiyon katsayısıdır.

Uygulanan QTRACER2 yazılımı ile Kırşehir-Terme jeotermal sahası için Péclet Katsayısı 3718.7 olarak bulunmuştur. Hesaplanan katsayısı 0.6 dan çok çok büyük bir sayı olması nedeniyle, rezervuarda etkin olan taşınım sürecinin yerlatısuyunun akış hızına bağlı mekanik taşınma olduğu, difüzyonun ise ihmal edilecek seviyede olduğu söylenebilir. Ancak, izleme deneyi süresince üretim kuyularının (T-4 ve T-9) sürekli çalşıyor durumda olduğu ve enjeksiyon noktasını da içine alan çevrede önemli bir yeraltısuyu akışı etkisi oluşturduğu dikkate alınmalıdır. Adveksiyonun baskın durumda olmasının temel sebebi de üretim kuyularından yapılan çekimin oluşturduğu yeraltısuyu hareketi olduğu düşünülmektedir. Üretimin durdurulması, azaltılması veya arttırılması gibi durumların, ortalama geçiş hızını etkileyeceği ve buna bağlı olarak rezervuardaki baskın taşınım sürecini etkileyeceği veya değiştireceği düşünülmektedir.

Reynolds Katsayısı

Rezervuardaki yeraltısuyuna oluşan akışa karşı bir direnç vardır. Bu direnci oluşturan temel faktörler; akışkan yoğunluğu, göznek (kırık-çatlak veya boşluk)  çapı ve akışkanın dinamik vizkozitedir.  Reynolds katsayısı bu prosesi açıklar ve küçük değerleri akışkana karşı olan direncin yüksek olduğunu gösterir. Reynolds katsayısı aşağıdakiformül ile hesaplanır;

Burada; NR Reynolds katsayısı, ρ akışkan yoğunluğu, , ṽ ortalama geçiş hızı Dc göznek (kırık-çatlak veya boşluk)  çapı ve ν akışkanın dinamik vizkozitedir. Reynolds katsayısının; 1≤NR≤10 olması akış hızına direncin yüksek olduğunu ve dolayısıyla rezervuarda laminer akış koşullarının geçerli olduğunu, 10≤NR≤100 olması rezervuarde geçiş (transient) akış koşulunun geçerli olduğunu ve NR>100 olması akşışa direncin düşük olduğunu ve yüksek akış hızına bağlı olarak türbülanslı akış koşullarının geçerli olduğunu gösterir.

Kırşehir-Terme jeotermal sahasında rezervuarın karstik olduğu, açılan sodajlarda jeotermal akışkanın karstik erime boşluklarından yüksek akış (çoğunlukla artezyenik) ve yüksek debi ile alındığı düşünüldüğünde, rezervuardaki akış rejiminin türbülanslı akış olabileceği tahmin edilmeketdir. Uygulanan QTRACER2 yazılımı ile için Reynolds Katsayısı 20575 olarak tahmin edilmiştir. Bulunan yüksek Reynolds Katsayısı (NR>100) da  rezervuar akış rejiminin türbülanslı akış olduğunu desteklemektedir.

MODELLEME ÇALIŞMALARI

Bu çalışmada izleyici testi, jeotermal sahada planlanan reenjeksiyon işleminde üretim ve re-enjeksiyon kuyuları arasında, hızlı soğumalara neden olabilecek bir bağlantı olup olmadığını araştırmak için gerçekleştirimiştir. Ancak, elde edilen sonuçlar izleyici testi gerçekleştirilirken oluşturulan koşulları temsil etmektedir. Bu  koşulları şu şekilde özetleyebiliriz.

  • - İzleyici (Uranin-Na Fluoresein) sisteme T-13 kuyusundan ani enjeksiyon şeklinde verilmiştir.
  • - Enjeksiyonun ardından T-13 kuyusu sürekli olarak 7 l/s debi ile beslenmiştir.
  • - Enjekte edilen izleyici üretim kuyularından (T-4 ve T-9) izlenerek ölçülmüştür. Test süresince T-4 ve T-9 kuyuları toplam 90 l/s debi ile sürekli kesintisiz olarak jeotermal akışkan üretmişlerdir.

Gerçek reenjeksiyon koşulları altında konut ısıtmacılığında kullanılan akışkanın, kullanım sonrası rezervuara tekrar basılması aşamasında (fiili fiilireenjeksiyon), izleyici testinden farklı olarak muhtemelen aşağıdaki farklılıklar ortaya çıkacaktır.

  • - İzleyici testinde rezervuara ani enjeksiyon şeklinde verilen Uranin-Na Fluoresein’in yerini, reenjeksiyon işleminde jeotermal akışkanın kendisi alacak ve rezervuara sürekli olarak verilecektir.
  • - İzleyici testinde 7 l/s debi ile beslenen T-13 kuyusu, reenjeskiyon işleminde  kullanım sonrası jeotermal akışkanın tamamı ile yaklaşık 90 l/s ile sürekli olarak beslenecektir.

İzleyici testinden elde edilen sonuçların, fiili reenjeksiyon işlemi sırasında oluşacak koşullara uyarlanması amacıyla modelleme çalışması gerçekleştirilmiştir. Modelleme çalışmaları bilgisayar destekliolarak GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı kullanılmıştır.

GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı

GMS, yeraltısuyu simülasyonları yapmak için kapsamlı bir grafik kullanıcı ortamıdır. Tüm GMS sistemi, bir grafik kullanıcı arabirimi (GMS programı) ve bir dizi analiz kodundan (MODFLOW, MT3DMS, vb.) oluşur. GMS arayüzü, Utah, Provo'daki Aquaveo, LLC tarafından geliştirilmiştir.

Gerçekleştirilen izleme testini, fiili reenjeksiyon şartlarına adapte ederek simulasyon oluşturmak amacıyla GMS yazılımının MT3DMS modülünden yararlanılmıştır.

 

Çalışma Sahasının Kavrasal Modellenmesi

Kırşehir-Terme jeotermal alanının kavramsal modeli Bölüm 0 (Kavramsal Model) başlığı altında açıklanmıştır. Oluşturlulan kavramsal modele göre çalışma sahasında; kuyularda kapalı boru ile kapatılmış olan traverten, alüvyon ve  Neojen yaşlı gölsel çökellerden oluşan üst birimler geçirimsiz, kuyularda çıplak (borusuz olarak bırakılmış olan ve jeotermal akışkanın elde edildiği rezervuar ve kuyu tabanından sonraki birimler de hidrojeolojik açıdan geçirimsiz olarak kabul edilmiştir.

GMS yazılımının Solid (Kütle) Modülü kullanılarak elde edilmiş olan Kırşehir-Treme jeotermal alanı üç boyutlu diyagramı Şekil 20’da gösterilmiştir. Sahanın mıdelelme çalışmalsı bu üç boyutlu diyagram üzerinden geliştirilmiştir.

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 20. Kırşehir-Treme jeotermal alanı modelleme çalışmalarında kullanılan jeolojik birimlerin üç boyutlu diyagramı

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modellin Oluşturulması

Sahanın modellenmesinde Şekil 20’de verilen üç boyutlu diyagramda gösterilen üst ve alt geçirimsiz birimler dışarda tutularak sadece rezervuar bölümü ele alınmıştır. Rezervuar yatay yönde 41 hücreye yatay yönde 36 hücreye ve dikey yönde 3 katmana ayrılmak suretiyle model hücreleri (gridler) oluşturulmuştur (Şekil 21).  Bu şekilde oluşturulmuş olan her bir hücre 50 m x 50 m x130 m boyutundadır.

 

 

 

Şekil 21.Şekil 28. Rezervuarın üç boyutlu diyagramı için oluşturulan  41x36x3 şeklinde grid sistemi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oluşturulan model üzerinde, raporun HİDROLOJEOLOJİK PARAMETRELERİN TAHMİNİ bölümünde elde edilmiş olan rezervuarın hidrojeolojik parametreleri (toplam izleyici geri kazanımı, ortalama geçiş süresi, dispersiyon katsayısı, ortalama geçiş hızı) kullanılarak izleyici testinin yapıldığı şartlar  simüle edilmiş ve  modelin kalibrasyonu gerçekleştirilmiştir. İzleyici testinin gerçekleştirildiği şartların neler olduğu MODELLEME ÇALIŞMALARI bölümünde açıklanmıştır.

Model kalibrasyonunun ardından, gerçek reenjeksiyon koşulları altında konut ısıtmacılığında kullanılan akışkanın, kullanım sonrası rezervuara tekrar basılması aşamasında (fiili fiilireenjeksiyon) oluşacak şartlar modele tanımlanmak sureti ile jeotermal sahada planlanan reenjeksiyon işleminde üretim ve re-enjeksiyon kuyuları arasında, hızlı soğumalara neden olabilecek bir bağlantı olup olmadığını araştırılmıştır.Fiili reenjeksiyon şartlarının neler olduğu MODELLEME ÇALIŞMALARI  bölümünde açıklanmıştır.

Modelleme çalışmasında, rezervuar sıcaklığı 65°C, renjekte edilen akışkan sıcaklığı ise 50° olarak alınmıştır. Modellenen koşullar altında enjeksiyondan itibaren 3 yıl (1096 gün) boyunca farklı zaman dilimlerinde enjekte edilen jeotermal akışkanın üretim kuyularının bulunduğu bölgedeki oluşturacağı sıcaklık etkisi Şekil 22’da gösterilmiştir.

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 22. Reenjeksiyondan itibaren 3 yıl boyunca enjekte edilen jeotermal akışkanın üretim kuyularının bulunduğu bölgedeki oluşturacağı modellenen sıcaklık etkisi

 

 

 

 

 Yapılan modelleme tahminine göre, üretim kuyularının bulunduğu bölgede  reenjeksiyonun 6. gününden itibaren sıcaklıkta azalma etkisi görülmeye başlıyacak ve yaklaşık 10.gününden sonra bu etki sabitlenecektir. Oluşacak etki sonrasında üretim sıcaklığının 65°C’den reenjeksiyonun 10.gününden sonra 64°C’ye düşeceği (yaklaşık %1.53 azalma) tahmin edilmektedir.

Yapılan renejeksiyonun, 3 yıllık  zaman dilimi içerisinde rezervuar alanı üzerinde oluşturacağı yayılım ise GMS yazılımının MT3DMS modülünden yararlanılarak Şekil 23, Şekil 24, Şekil 25, Şekil 26, Şekil 27 ve Şekil 28’de görsel olarak simüle edilmiştir.

Ancak elde edilen bu sonucun, gerçekleşttirilen izleyici testi şartlarında elde edilen bir sonuçların GMS yazılımına entegresyonu sonucu elde edilmiş olan sonuçlar olduğu göz önüne alınmıştır. Jeotermal sisteme ilişkin daha gerçekçi sonuçların elde edilebilmesi için, gerçekleştirilen izleyici testinn fiili reenjeksiyon koşullarını yansıtan şartlarda gerçekleştirilmesi gereklidir.

 

 

 

 

 

Şekil 23. GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı ile elde edilmiş sonuçlar (1.gün)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 24. GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı ile elde edilmiş sonuçlar (5.gün)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 25.GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı ile elde edilmiş sonuçlar (enjeksiyon sonrası 8.gün)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 26.GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı ile elde edilmiş sonuçlar (enjeksiyon sonrası 36.gün)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Şekil 27.GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı ile elde edilmiş sonuçlar (enjeksiyon sonrası 436.gün)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Şekil 28.GMS (The Groundwater Modeling System) yazılımı ile elde edilmiş sonuçlar (enjeksiyon sonrası 976.gün)

Test

Form Gönderimi

Tamam

Hızlı Menü
Copyright 2017, Liyas.com.tr
Ata Mahallesi Lizbon Cad.(eski 2. cad.) 1104 Sok Ertuğ Apt. No:1 Öveçler - Çankaya / ANKARA
Telefon: +90 530 926 98 40
Faks : +90 530 926 98 40
E-posta: info@liyas.com.tr