YERALTISULARININ TANIMI VE OLUŞUMU
Yeraltısuları; okyanuslar-denizler, atmosfer ve karalar arasında var olan su dolaşımının bir unsurunu meydana getirirler. Bu su dolaşımında, okyanusları, denizleri, gölleri, akarsuları, bataklıkları, kar örtülerini ve buzulları meydana getiren suların bir kısmı buharlaşarak subuharı şeklinde atmosfere dahil olur. Buna ilave olarak toprak yüzeyinden buharlaşma ile bitkilerin terlemesi (transpirasyon) sonucu oluşan bir miktar subuharıda atmosfere girer. Atmosfere dahil olan bu subuharı, belirli koşullar altında yoğuşarak yağışları meydana getirir. Suların belli bir kısmı, uygun koşullarda yeraltına sızar ve yeraltısularını oluşturur.
Yeraltına sızan suların bir kısmı, yerin nispeten derin kısımlarına sokularak orada bulunan geçirimli kayaçların gözenek, yarık, çatlak gibi boşluklarını tamamen doldurmuş bir şekilde bulunur. Alt kısımlardan geçirimsiz kayaçların teşkil ettiği bir zonla sınırlanan bu su tabakası, dar anlamda yeraltı suyu veya taban suyu olarak adlandırılmaktadır. Yeraltısuyu kütlesini meydana getiren bu suyun üst yüzeyi yeraltısuyu tablası veya kısaca su tablası denir.
Asıl yeraltısuyunun, yani üstten su tablası alttan da geçirimsiz zon ile sınırlanan su kütlesinin yeraldığı zona, buradaki kayaçların bütün boşlukları su ile dolu olduğundan, suya doygun zon ve satürasyon zonu denir.
Yeraltına sızan suların belli bir kısmı ise, su tablası ile yer yüzeyi arasındaki zonda asılı olarak bulunur ve asılı su adını alır. Bu su, yer aldığı zonda mevcut kayaç ve toprak boşluklarını, suya doygun zonda olduğu gibi tamamen doldurmamıştır. Boşluklar kısmen su, kısmende hava ile dolu bulunur. Bu nedenle bu zona havalandırma zonu denir.
Havalandırma zonunda, yer yüzeyinden su tablasına doğru, üç kuşak ayrılabilir. Bunlar; Toprak nemi kuşağı, Ara kuşak ve Kılcal su kuşağıdır.
Toprak nemi kuşağında yeralan suların bir kısmı bitkiler tarafından alınır. Bir kısmı buharlaşma yoluyla atmosfere geri verilir. Bir kısmı ise, altta yer alan ara kuşağa geçerek orada asılı halde bulunur. Bu kuşakta yeralan suyun geri kalan kısmı ise, moleküler çekim kuvveti nedeniyle zemin unsurlarının yüzeyine sıkıca yapışmış olarak bulunur ve bitkiler tarafından dahi alınamaz. Bu suya higroskopşk nem denir. Yağış ve kar erimeleri sonucunda yeraltına su sızmadıkça bu kuşaktaki su hareketi son derece azdır.
Kılcal su kuşağındaki su kapilar gerilim ile yeraltısuyundan sağlanır. Bu kuşaktaki su kapilariteye bağlı olarak yukarıya doğru yükselir.
YERALTISULARININ KAYNAĞI
Yeraltısularının esas kaynağını meteorik sular (vadoz sular) meydana getirir. Karalar yüzeyine düşe bu metorik sular, daha sonra, gerek doğrudan doğruya gerekse yeryüzeyinde var olan akarsu, göl, baraj gibi su kütlelerinin tabanlarından olmak üzere dolaylı bir şekilde, zeminde mevcut boşluklardan yeraltına geçerek yeraltısularını beslerler.
SIZMA (İNFİLTRASYON)
Suyun yeryüzünden yeraltına geçmesine sızma (infiltrasyon) denir. Yağış sırasında ve birim zamanda zemine sızabilecek maksimum yağmur suyu miktarı sızma kapasitesini teşkil eder ve suyun bir saatteki yüksekliği veya hacmi olarak ifade edilir. Havalanma zonundaki bir zeminin içinde, yerçekiminin etkisiyle su tablasına inmeden depolanabilecek maksimum su miktarına ise zemin kapasitesi denir.
Herhangibir sahadaki sızma kapasitesi değeri; o sahaya düşen yağmur miktarından; akış, buharlaşma, terleme, bitki örtüsü, tarafından tutulma, göllenme ve kullanma gibi çeşitli yollarla olan toplam su kaybını çıkarmak suretiyle bulunulabileceği gibi, labaratuarda meydana getirilen ve infiltrometre veya lizimetre adı verilen modeller üzerinde saptanabilir.
Sızma kapasitesi, boşlukların daha çok olması yağış başlangıcında fazladır. Fakat o boşlukların bir kısmının, gerek sızan sular veya yukarıdan taşınan küçük unsurlarla dodurmaları ve gerekse, toprağın bünyesinde yer alan killerin suyla temas sonucu şişmeleri sonucunda tıkanmalarıyla, hızla azalır. Ortalama olarak birkaç saat sonra, sızma kapasitesi, sabit bir değer kazanır.
Zemin kapasitesi ise, esas olarak zemin tekstürüne bağlıdır. Kumlu topraklarda zemin kapasitesinin değeri az, killi topraklarda ise fazladır. Ayrıca kumlu topraklar zemin kapasitelerine çok çabuk erişirler. Çünkü bu tip topraklarda suyun sızması kolaydır ve nispeten az miktarda suya gereksinim vardır.
Yerüstüsularının yeraltına sızması ve sızma kapasitesi üzerinde çeşitli etmenler rol oynar. Sızma herşeyden önce yerçekimi ve kapilarite kuvvetlerinin etkilerine bağlıdır. Özellikle yerçekimi kuvveti önemli rol oynar. Kapilarite kuvveti ise, yüzey sularının sınırlı bir miktarının kılcal boşluklarla belirli bir derinliğe kadar sokulmasını sağlar.
Sızmanın meydana gelebilmesi ve miktarı üzerinde, ayrıca, zemini meydana getiren kayaç ve toprakların gözenek, yarık, çatlak gibi suyun geçmesine olanak sağlayacak nitelikte bir takım boşluklar içermesi ve dolayısıyla geçirimli olması gerekir. Herhangibir kayaçta yer alan tüm bolukların hacminin, kayacın toplam hacmine oranına gözeneklilik (porozite) denir.
Gözeneklilik, farklı kayaç ve topraklarda farklı değerler gösterir. İyi elenmiş yani, unsurları hemen hemen aynı boyutta olan, çimentosuz çakıl, kum ve silt depoları yüksek gözenekliliğe sahiptirler. Depoyu meydana getiren unsurlar iyi elenmişse, iri unsurlar arasındaki boşluklar küçük unsurlarla doldurulmuşsa gözeneklilik azalır.
Kuruma çatlakları, ölü bitki köklerinin yerlerine karşılık gelen boşluklar veya hayvanlar tarafından açılan oluklartoprakların gözenekliliğini arttırır. Toprağın yağmur damlalarının darbe etkisiyle veya hayvanlar tarafından çiğnenerek ezilmesi toprağı sıkıştıracak ve gözeneklilik azalacaktır.
Genel olarak gözeneklilik değeri %5′ten az ise düşük, %5 ile %15 arasında orta, %15′in üzeri yüksek gözenekliliği ifade eder.
Geçirimlilik ise, hem gözenekliliğe hem de boşlukların boyut ve niteliklerine bağlı olarak değişir. Gözeneklilik ne kadar yüksek ve boşluklar ne kadar büyük ve birbirleri ile bağlantılı ise geçirimlilik de o oranda fazladır. Killi topraklarda çok küçük olan boşluklar, suyla temas eden kil zerrelerinin şişmeleri nedeniyle hızla kapanırlar ve sızma üzerinde olumsuz etki yaparlar.
Zeminin geçirimliliği geçirimlilik katsayısı ile ifade edilir. Geçirimlilik katsayısı sızma hızının, hidrolik eğime bölünmesi sonucunda bulunur.
Sızma üzerinde rol oynayan etmenlerden biri yağışların özelliğidir. Yağışların sürekli ve çisenti şeklinde olması sızmayı arttırır. Sağnak yağışlarda ise sızma miktarı azalır. Bu tür yağışlar terüstünde eğim doğrultusunda yüzeysel akışa geçer ve sızma azalır.
Topografya yüzeyinin eğimi dolaylı yoldan sızmayı etkiler. Eğim ne kadar fazla ise yüzeysel akışa geçen su miktarı artar ve bunun sonucunda sızma azalır.
Zeminin yağışlardan önceki nem durumu sızma üzerinde etkilidir. Zemin nem bakımından zengin ise sızma miktarı azalır.
Yeraltındaki suların esas kaynağını meteorik sular oluşturmaktadır. Bu suların bir kısmı deniz ve göllerin diplerinde depolanan tortulların boşluklarında hapsedilmiş halde bulunur. Tortullaşma olayı ile yaşıt olan bu sulara meteorik derin sular denir. Petrol yataklarında yer alan yoğun sular bu türdendir. Yeraltıslarının bir diğer kaynağını, kökenleri yerin iç kısmı olan jüvenil sular oluşturur. Rejenere sular ise tortul kayaçların metamorfizmaya uğramaları sonucunda ortaya çıkan sulardır.
Buharlaşma ve kirlenme gibi sorunların bulunmayışı, çok daha az masraflı doğal depo olması, kıyı bölgelerinde tuzlu su sızmasının önlenmesi ve taşkınların kontrol altına alınması gibi nedenlerle bazı ülkelerde ( ABD, Hollanda, İsveç, İngiltere gibi.. ) yer üstü sularının fazlasının akiferlerde saklanması yoluna gidilmekte ve çeşitli yollarla bu sular yeraltına sevedilmektedir. Böylece yeraltısuları yapay yollarla beslenmektedir.
