THE HYDROGEOLOGICAL INVESTIGATION OF KARST SPRINGS LOCATED AT THE NORTHEAST OF ERBIL (NORTHERN PART OF IRAQ)

Abstract

Bu çalışmanın amacı, Haudian, Mergasur-1, Kani Shakir, Khardin karstik kaynaklarının hidrojeolojisinin incelenmesidir. Çalışma alanı, Kuzey Irak'ın dağlık bölgesinde, Çalışma alanı, Kuzey Irak'ın dağlık bölgesinde, Soran ilçesinden başlayıp Bradost antiklinaliyle Mergasur ilçesine kadar uzanan Diana – Mergasur Alt Havzası'nda yer almaktadır. Çalışma alanındaki birimlerin yaşı Alt Kretase'den Pliyosen'e kadar değişmektedir. Karstik kaynakların debileri, belirli hacim yöntemi, muline, dikdörtgen savak gibi uygun debi ölçme yöntemleri ile periyodik olarak (bir yıl boyunca, ayda iki kez) ölçülmüştür. Çalışma alanındaki iki kuyuda (Haudian-2 ve Shivazyarat) bir yıl boyunca elektrikli su seviye ölçüm cihazı kullanılarak yeraltı suyu seviyeleri, Ocak 2021'den başlayarak aylık olarak ölçülmüştür. Bekhme ve Govanda formasyonlarına ait kırıklı ve karstik kireçtaşları incelenen karstik kaynakların akiferleridir. Bu çalışmada incelenen kuyular ise Bekhme ve Shiranish Formasyonu'ndan beslenmektedir. Jacob yöntemi hesaplamasına göre Shiranish Formasyonu'na ait marnlı kireçtaşının ortalama hidrolik iletkenliği (1.03*10-6 m/sn) ile Shiranish Formasyonu ile birlikte Bekhme Formasyonu'na ait dolomitik kireçtaşlarının birlikte ortalama hidrolik iletkenlikleri (1.15*10-6 m/sn) arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır. Maillet formülü, İncelenen karstik kaynakların gerçek rejim dönemlerinde boşalım katsayıları ve boşalım kotu üzerindeki depolama güçleri Maillet Formülü ile hesaplanmıştır. Haudian Kaynağı'nın 12.04.2021 ile 16.10.2021 yılları arasındaki gerçek rejim döneminde, boşalım kotu üzerindeki üzerindeki depolama kapasitesi (V0) 461218 m3 olarak hesaplanmıştır. Irak Standart verilerine göre kişi başına içme ve evsel kullanım su miktarı 392 L/gün'dür. Haudian Kaynak suyunun, gerçek rejim döneminde, 1500 civarında nüfusa sahip Haudian köy halkı tarafından, içme ve evsel kullanım amacıyla 785 gün kullanılabileceği hesaplanmıştır. Haudian Kaynağı'nın gerçek rejimde boşalım katsayıları (?) ?1= 0,01 gün-1 ve ?2= 0,0025 gün-1 olarak hesaplanmıştır. Kani Shakir Kaynağı'nın gerçek rejim dönemi 12.04.2021-16.10.2021 tarihleri arasında olup, kaynağın bu dönemde su depolama kapasitesi (V0) 13133 m3 olarak hesaplanmıştır. Gerçek rejim döneminde, Kani Shakir Kaynağı'na ait boşalım katsayıları; ?1 = 0,01 gün-1, ve ?2= 0,005 gün-1 olarak belirlenmiştir. Khardin Kaynağı'nın gerçek rejim dönemi 29.03.2021-16.10.2021 tarihleri arasında olup, kaynağın gerçek rejimde su depolama kapasitesi (V0) 44280 m3'tür. Mergasur-1 Kaynağı'nın gerçek rejim dönemi ise 12.04.2021 ile 16.10.2021 yılları arasında olup, kaynağın bu dönemdeki su depolama kapasitesi (V0) 50594 m3 olarak hesaplanmıştır. Khardin ve Mergasur-1 kaynaklarının gerçek rejim dönemlerinde hesaplanan boşalım katsayıları 0.012 gün-1'dir. Kurak dönemlerde karstik kaynaklardan daha iyi verim alabilmek için beslenme alanlarının korunması, çalışma alanında açılacak kuyuların kontrollü bir şekilde ruhsatlandırılması ve bu kuyulardan çok fazla su çekilmemesi gerekmektedir.The aim of this study is to investigate the hydrogeology of the Haudian, Mergasur-1, Kani Shakir, Khardin karstic springs. The study area lying throughout the mountainous region of northern Iraq, is located in Diana – Mergasur Sub-Basin. The age of geological formations ranges from Lower Cretaceous to Pliocene. The discharge rates of the karstic springs were measured periodically (twice a month during one year) using the specific volume method and other suitable flow values such as a current meter, rectangular/v-notch. Groundwater levels were monthly measured during one year for two wells (Haudian-2 and Shivazyarat) in the study area using an electrical sounder, which started in January 2021. The fractured-karstic limestones of Bekhme and Govanda formations are the aquifers for karstic springs. The investigated wells in the present study recharge from Bekhme and Shiranish Formation. According to the Jacob method calculation, no meaningful difference is determined in the average hydraulic conductivity (1.03*10-6 m/s) of marly limestone belong to Shiranish Formation and average hydraulic conductivity (1.15*10-6 m/s) of both marly limestones (belong to Shiranish Formation) and dolomitic limestones (belong to Bekhme Formation) in the study area. Maillet formula is used to calculate the recession coefficient and water storage capacity above the discharge level of karstic springs in their real regimes. The storage capacity (V0) of Haudian Spring above the discharge level in the real regime between 12.04.2021 and 16.10.2021 is calculated 461218 m3. According to the Iraqi Standard data, the average amount of drinking and domestic usage per person is 392 L/day. Around 1500 local residents utilize Haudian spring for drinking and domestic purposes. If just this spring alone is used for drinking and domestic purposes by a population of 1500, the period of this spring, in the real regime, was calculated as 785 days. The recession coefficients (?) for Haudian Spring were calculated as ?1= 0,01 day -1 and ?2= 0,0025 day -1. The real regime period of the Kani Shakir spring was between 12.04.2021 and 16.10.2021, and the water storage capacity of the spring (V0) was calculated as 13133 m3, two flow regimes are determined for Kani Shakir springs in the real regime. The first recession coefficient = 0,01 day-1, whereas the second recession coefficient = 0,005 day-1. The real regime period of the Khardin spring is between 29.03.2021 and 16.10.2021, and the water storage capacity of the spring (V0) is 44280 m3. The real regime period of the Mergasur-1 spring was between 12.04.2021 and 16.10.2021. The water storage capacity of the spring (V0) in the real regime was calculated as 50594 m3. The calculated recession coefficient for Khardin and Mergasur-1 springs in the real regimes was 0.012 day-1. In order to get better efficiency from the karstic springs in dry periods, it is necessary to protect the recharge areas, to license the wells to be drilled in the study area in a controlled manner and not to draw too much water from these wells.