Balçova jeotermal sahası yer altı sıcaklık dağılımlarının ve sığ derinliklerden yüzeye olan ısı akışının belirlenmesi

Abstract

İzmir ilinin Balçova yöresinde bulunan Balçova jeotermal sahası Türkiye'de geliştirilen ilk jeotermal sahadır. Saha çalışmalarının ilk kez 1962 yılında başladığı ve o günden beri içine bir çok jeotermal kuyunun delindiği bu jeotermal sistem, antik çağlardan beri sağlık amacıyla kullanılmakta olan Agamemnon kaplıcalarının bağlı olduğu sistemdir. Günümüzde bu sahadan, 1996 yılında kurulan bir merkezi sistem aracılığıyla, Balçova-Narlıdere yerleşim bölgelerindeki yaklaşık beşbin konuta ısıtma sağlanmaktadır. Balçova yöresindeki jeotermal sistemin özellikle daha verimli işletimi ve yaygın kullanımını sağlamak için, sahanın depolanmış ısıl enerji kapasitesini ve yerinde ısı akış mekanizmalarını iyi bilmek gerekir. Delinen kuyularda yapılan sıcaklık ölçümlerinin değerlendirmeleri bu amaca hizmet eden tek araçtır. O nedenle, sahadaki yatay ve düşey sıcaklık dağılımlarının irdelenmesi, haritalanması ve yorumu bu tez çalışmasının ana konusunu oluşturmaktadır. Bu sahanın sığ derinliklerine ait olarak bir yeraltı sıcaklık gradyanı haritası oluşturulması ve bunun kullanımıyla sahanın sığ katmanları boyunca yüzeye olan ısı kayıplarının ve ısı akısının hesaplanması ise bu tez çalışmasının diğer parçasıdır. Balçova jeotermal sahasında delinen ve derinlikleri 11 -m ile 1100-m arasında değişen kuyulardaki noktasal ya da sürekli sıcaklık ölçümleri 35°C ile 140°C arasında değişen değerler vermişlerdir. Sahadaki bütün resmî kuyular MTA (Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü) tarafından delinmiş, diğer kuyular ise herhangi bir resmî izin olmaksızın delinmişlerdir. Bu çalışmada bugüne kadar alınmış tüm sıcaklık ölçümleri değerlendirilmiş, haritalanmış ve irdelenmiştir. Sahadaki sıcaklık ve yeraltı sıcaklık gradyanı dağılımlarının haritalanmasında GMT (The Generic Mapping Tools) yazılımı kullanılmıştır. Bu çalışma karmaşık rezervuar sistemine sahip böyle bir sahadaki ısı kaynağının konumunun belirlenmesinde, ismin yayılma mekanizmasının ve karakteristiklerinin tanımlanmasında yukarıda sözü geçen haritaların önemini ve gerekliliğini ortaya koymuştur.

Balcova geothermal field is located in Balçova region of İzmir province and is the first geothermal field developed in Turkey. The geothermal system in this field, in which field surveys were first initiated in 1962 and a number of geothermal wells have been drilled since then, is the same system that feeds the Agammemnon hot springs, used to be utilized as health spas since antic times in the region. Currently, domestic heating is supplied from this field to about five thousand homes in Balçova and Narhdere residential areas, through a central heating system established in 1996. A better understanding of the in-situ heat flow mechanisms and the stored thermal energy capacity in the field is important, particularly for a more efficient exploitation and wide spread utilization of the geothermal system in Balçova region. The evaluation of temperature measurements conducted in the drilled wells in the field is the only means to serve for that purpose. Therefore, the analysis, mapping and interpretation of areal and vertical temperature distributions in this field constitutes the main topic for this thesis study. The determination of heat flux and heat loss across the shallow stratum to the surface by using a geothermal gradient map generated for the shallow depths in this field is another part of this thesis study. The wells, drilled at depths varying from 11-m to 1100-m subsurface in the field, have yielded temperatures between 35°C and 140°C as a result of point or continuous measurements. All of the official wells were drilled by MTA (General Directorate of Mining Survey and Exploration) and the others were drilled without any official permission. Entire data of recorded tempretures are analyzed, mapped, and evaluated in this study. The mapping temperature and geothermal gradient distributions in the field is conducted using a software, called the GMT (The Generic Mapping Tools). The study has revealed the importance and necessity of aforementioned maps to locate the heat source, to describe the heat flow mechanism and the characteristics in such complex geothermal reservoir systems.