Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes
Yıl: 2022 Cilt: 28 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 483 - 492 Metin Dili: İngilizce DOI: 10.5505/pajes.2021.42272 İndeks Tarihi: 06-07-2022
Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes
Öz: The groundwater in the Çumra plain, a semi-arid climate region, is
intensively exploited for human needs due to especially agricultural and
demographic development. In the study area, there are two main
aquifers which are the semi-confined Neogene aquifer and the
unconfined Quaternary aquifer. This paper presents isotopic
characteristics of groundwater of the over-exploited two aquifer
systems in the Çumra Plain of Konya. δ18O and δD contents of the
Neogene aquifer samples respectively range from -9.89‰ to -6.76‰
and -68.30‰ to -47.50‰ in dry season and range from -10.32‰ to
-7.61‰ and -68.63‰ to -53.11‰ in wet season. δ18O and δD contents
of the Quaternary aquifer samples respectively range from -8.43‰ to
-5.53‰ and -58.67‰ to -45.61‰ in dry season and range from -
8.77‰ to -5.89‰ and -60.18‰ to -46.45‰ in wet season. The δ18O
and δD contents of groundwater samples in two aquifers indicate a
meteoric origin. The average lower Oxygen-18 values of the Neogene
aquifer samples indicate recharge from higher elevations while more
enriched Oxygen-18 values of the Quaternary aquifer samples show
recharged from lower elevation. The groundwater of the Quaternary
aquifer was more affected by the evaporation eventuated during or
after recharge. Besides, positive correlation of δ18O with both Cl and
total dissolved solids (TDS) in the Quaternary aquifer samples reveals
that the evaporation caused salinity increases of the Quaternary aquifer
samples. Tritium contents of the Neogene aquifer samples vary from
0.22 to 2.15TU in dry season and from 0.85 to 2.64TU in wet season,
while tritium contents of the Quaternary aquifer samples vary from 1.18
to 4.37TU and from 1.52 to 5.48TU in dry and wet seasons, respectively.
Accordingly, the samples of the Neogene aquifer reflect relatively higher
residence time. Besides, the Neogene aquifer is under the influence of
relatively recent precipitation, but recent precipitation has contributed
more to the Quaternary aquifer.
Anahtar Kelime: Çumra Ovası'nda (Konya-Türkiye) aşırı tüketilen yeraltısularının çevresel izotoplar ile incelemesi
Öz: Yarı kurak bir iklim bölgesi olan Çumra ovasındaki yeraltısuları,
özellikle tarımsal ve demografik gelişmeden dolayı yoğun olarak insan
ihtiyaçları için kullanılmaktadır. Çalışma alanında yarı basınçlı Neojen
akiferi ve serbest Kuvaterner akiferi olmak üzere iki ana akifer sistemi
bulunmaktadır. Bu çalışmada, Konya'nın Çumra Ovası'ndaki iki akifer
sisteminin aşırı çekilen yeraltısuyunun izotopik özellikleri
değerlendirilmektedir. Neojen akifer örneklerinin δ18O ve δD içerikleri
sırasıyla kurak dönemde -9.89‰ ile -6.76‰ ve -68.30‰ ile -47.50‰
arasında, yağışlı dönemde ise -10.32‰ ile -7.61‰ ve -68.63‰ ile
-53.11‰ arasında değişmektedir. Kuvaterner akifer örneklerinin δ18O
ve δD içerikleri ise sırasıyla kurak dönemde -8.43‰ ile -5.53‰ ve
-58.67‰ ile -45.61‰ arasında, yağışlı dönemde -8.77‰ ile -5.89‰ ve
-60.18‰ ile -46.45‰ arasında değişmektedir. İki akiferdeki
yeraltısuyu örneklerinin δ18O ve δD değerleri, meteorik bir kökene işaret
etmektedir. Neojen akifer örneklerinin ortalama daha düşük Oksijen-18
değerleri, daha yüksek kotlardan beslenmeyi gösterirken, Kuvaterner
akifer örneklerinin daha yüksek Oksijen-18 değerleri, daha düşük
kottan beslenmeye işaret etmektedir. Kuvaterner akiferinin yeraltısuyu,
beslenme sırasında veya sonrasında meydana gelen buharlaşmadan
daha fazla etkilenmiştir. Bununla birlikte Kuvaterner akifer
örneklerinin δ18O değerinin hem Cl hem de toplam çözünmüş katılar
(TDS) ile pozitif korelasyonu, buharlaşmanın çalışma alanındaki
Kuvaterner akiferinin yeraltısuyunda tuzluluk artışına neden olduğunu
ortaya koymaktadır. Neojen akifer örneklerinin trityum içeriği kurak
dönemde 0.22 ile 2.15TU, yağışlı dönemde 0.85 ile 2.64TU arasında
değişirken, Kuvaterner akifer örneklerinin trityum içeriği kurak ve
yağışlı dönemlerde sırasıyla 1.18 ile 4.37TU ve 1.52 ile 5.48TU arasında
değişmektedir. Bu verilere göre, Neojen akiferinin yeraltısuyu, nispeten
daha uzun dolaşımlıdır. Ayrıca Neojen akiferi nispeten güncel yağışların
etkisi altındadır fakat güncel yağışlar Kuvaterner akiferine daha çok
katkıda bulunmuştur.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- [1] Clark ID, Fritz P. Environmental Isotopes in Hydrogeology. 1st ed. New York, USA, CRC press, 1997.
- [2] Edmunds WM. Contribution of Isotopic and Nuclear Tracers to Study of Groundwaters. Editors: Aggarwal PK, Gat JR, Froehlich KF. Isotopes in the Water Cycle, 171-192, Oxford, United Kingdom, Springer, Dordrecht, 2005.
- [3] Aggarwal PK, Froehlich K, Kulkarni KM. Environmental Isotopes in Groundwater Studies. Editors: Silveria L. Usunoff EJ. Groundwater, 69-92, Oxford, United Kingdom, Eolss, 2009.
- [4] Arslan Ş. “Investigation of the water resources in Köprüören Basin (Kütahya) with environmental isotopes”. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 153(153), 169-183, 2016.
- [5] Somay-Altaş MA. “Hydrogeochemical fingerprints of a mixohaline wetland in the Mediterranean: Güllük coastal wetland systems-GCWS (Muğla, Turkey)”. Turkish Journal of Earth Sciences, 30, 38-58, 2021.
- [6] Bozan Ç, Avcı P, Özyurt NN, Bayarı CS. “Gazipaşa (Antalya) kıyı akiferinin hidrojeolojik kavramsal modeli”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(3), 352-363, 2019.
- [7] Gökgöz A, Tabancalı Y. “Böceli ve Kazanpınar karst kaynaklarının (Denizli) hidrojeolojik ve hidrokimyasal özellikleri”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(3), 420-430, 2021.
- [8] Ali KK, Al-Kubaisi QY, Al-Paruany KB. “Isotopic study of water resources in a semi-arid region, western Iraq”. Environmental Earth Sciences, 74(2), 1671-1686, 2015.
- [9] Bozdağ A. “Assessment of the hydrogeochemical characteristics of groundwater in two aquifer systems in Çumra Plain, Central Anatolia”. Environmental Earth Sciences, 78(2), 674, 2-15, 2016.
- [10] Bayari CS, Ozyurt NN, Kilani S. “Radiocarbon age distribution of groundwater in the Konya Closed Basin, central Anatolia, Turkey”. Hydrogeology Journal, 17(2), 347-365, 2009.
- [11] Devlet Su İşleri. “Konya-Çumra-Karapınar Ovası Hidrojeoloji Etüt Raporu”. DSİ Genel Müdürlüğü, Jeoteknik Hizmetler ve Yeraltısuları Dairesi Başkanlığı, Ankara, Türkiye, 3246, 1975.
- [12] Hakyemez HY, Elibol E, Umut M, Bakırhan B, Kara İ, Dağıstan H, Metin T, Erdoğan N. “Konya-Çumra-Akören Dolayının Jeolojisi”. Maden Tetkik ve Arama Raporu, Ankara, Türkiye, 9449, 1992.
- [13] Eren Y. “Konya'da deprem riski”. Yer Bilimi ve Tekniği Dergisi, 1(1), 12-16, 2004.
- [14] Bozdağ A. “Combining AHP with GIS for assessment of irrigation water quality in Çumra irrigation district (Konya), Central Anatolia, Turkey”. Environmental Earth Sciences, 73, 8217-8236, 2015.
- [15] Ulu Ü, Bulduk AK, Ekmekçi E, Karakaş M, Öcal H, Abbas A, Saçlı L, Taşkıran MA, Adır M, Sözeri Ş, Karabıyıkoğlu M. “İnlice-Akkise ve Cihanbeyli-Karapınar alanının jeolojisi”. Maden Tetkik ve Arama Raporu, Ankara, Türkiye, 9720, 1994.
- [16] Yavuz S. Konya-Karapınar Havzasının Karstik Özelliklerinin Belirlenmesinde Kullanılan Hidrojeolojik Parametreler. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Universitesi, Adana, Türkiye, 2010.
- [17] Varol S, Davraz A. “Assessment of geochemistry and hydrogeochemical processes in groundwater of the Tefenni plain (Burdur/Turkey)”. Environmental Earth Sciences, 71, 4657-4673. 2014.
- [18] Ngabirano H, Byamugisha D, Ntambi E. “Effects of seasonal variations in physical parameters on quality of gravity flow water in Kyanamira Sub-County, Kabale District, Uganda”. Journal of Water Resource and Protection, 8(13), 1297-1309, 2016.
- [19] Singh K, Hundal HS, Singh D. “Geochemistry and assessment of hydrogeochemical processes in groundwater in the southern part of Bathinda district of Punjab, northwest India”. Environmental Earth Sciences, 64, 1823-1833, 2011.
- [20] Rao T, Rao VG, Rao YS, Ramesh G. “Study of hydrogeochemical processes of the groundwater in Ghatprabha river sub-basin, Bagalkot District, Karnataka, India”. Arabian Journal of Geosciences, 6(7), 2447-2459, 2013.
- [21] Li X, Zhang L, Hou X. “Use of hydrogeochemistry and environmental isotopes for evaluation of groundwater in Qingshuihe Basin, northwestern China”. Hydrogeology Journal, 16(2), 335-348, 2008.
- [22] Craig H. “Isotopic variations in meteoric waters”. Science, 133(3465), 1702-1703, 1961.
- [23] Senturk F, Bursali S, Omay Y, Ertan I, Guler S, Yalcin H, Onhan E. “Isotope techniques applied to groundwater movement in the Konya plain”. A Symposium on Use of Isotopes in Hydrology, Vienna, Austria, 9-13 March 1970.
- [24] Singh KP. “Temporal changes in the chemical quality of groundwater in Ludhiana area, Punjab, India”. Current Science, 66(5), 375-378, 1994.
- [25] Payne BR. “The status of isotope hydrology today”. Journal of Hydrology, 100(1-3), 207-237, 1988.
- [26] Dansgaard W. “Stable isotopes in precipitation”. Tellus, 16(4), 436-468, 1964.
- [27] Cappa CD, Hendricks MB, DePaolo DJ, Cohen RC. “Isotopic fractionation of water during evaporation”. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 108(D16), 1-10, 2003.
- [28] Yuan F, Miyamoto S. “Characteristics of oxygen-18 and deuterium composition in waters from the Pecos River in American Southwest”. Chemical Geology, 255(1-2), 220-230, 2008.
- [29] Welker JM. “Isotopic (δ18O) characteristics of weekly precipitation collected across the USA: an initial analysis with application to water source studies”. Hydrological Processes, 14 (8), 1449-1464, 2000.
- [30] Harvey FE. “Harvey, Edwin F. "Stable hydrogen and oxygen isotope composition of precipitation in Northeastern Colorado 1”. Journal of the American Water Resources Association, 41(2), 447-459, 2005.
- [31] Gammons CH, Poulson SR, Pellicori DA, Reed PJ, Roesler AJ, Petrescu EM. “The hydrogen and oxygen isotopic composition of precipitation, evaporated mine water, and river water in Montana, USA”. Journal of Hydrology, 328(1-2), 319-330, 2006.
- [32] Yurtsever Y. “Models for tracer data analysis”. In: Guidebook on nuclear techniques in hydrology. International Atomic Energy Agency (IAEA)”. Vienna, Austria, Tecnical Report, 91, 1983.
- [33] Lee J, Jung B, Kim JH, Ko KS, Chang HW. “Determination of groundwater flow regimes in underground storage caverns using tritium and helium isotopes”. Environmental Earth Sciences, 63, 763-770, 2011.
- [34] Mazor E. Chemical and Isotopic Groundwater Hydrology. 3rd ed. New York, USA, CRC Press, 2004.
APA | BOZDAĞ A (2022). Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. , 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
Chicago | BOZDAĞ Ayla Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. (2022): 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
MLA | BOZDAĞ Ayla Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. , 2022, ss.483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
AMA | BOZDAĞ A Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. . 2022; 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
Vancouver | BOZDAĞ A Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. . 2022; 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
IEEE | BOZDAĞ A "Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes." , ss.483 - 492, 2022. 10.5505/pajes.2021.42272 |
ISNAD | BOZDAĞ, Ayla. "Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes". (2022), 483-492. https://doi.org/10.5505/pajes.2021.42272 |
APA | BOZDAĞ A (2022). Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(3), 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
Chicago | BOZDAĞ Ayla Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 28, no.3 (2022): 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
MLA | BOZDAĞ Ayla Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.28, no.3, 2022, ss.483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
AMA | BOZDAĞ A Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 28(3): 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
Vancouver | BOZDAĞ A Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 28(3): 483 - 492. 10.5505/pajes.2021.42272 |
IEEE | BOZDAĞ A "Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes." Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28, ss.483 - 492, 2022. 10.5505/pajes.2021.42272 |
ISNAD | BOZDAĞ, Ayla. "Investigation of over-exploited groundwater in Çumra Plain (Konya-Turkey) with environmental isotopes". Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 28/3 (2022), 483-492. https://doi.org/10.5505/pajes.2021.42272 |