'Ankara / SONDAJ' Ankara Sondaj Mühendislik Rotating Header Image

Jeoloji Mühendisinin Çalışma Alanları

Bugün Çevre ve Orman, Enerji, Ulaştırma Bakanlıkları ile TOKİ, MTA, TPAO, DSİ, TKİ, BOTAŞ, Türkiye Taşkömürü Kurumu, Karayolları, Afet İşleri, Yapı İşleri, İller Bankası, Elektrik İşleri Etüt İdaresi, Maden İşleri Genel Müdürlükleri ve Yerel Yönetim (Belediyeler ve İl Özel İdareleri) birimlerinde; madencilik, çimento ve inşaat sektöründeki değişik özel sektör kurum ve kuruluşlarında; Jeoloji Mühendisleri Odası’na “Serbest Meslek Uygulaması Yapan Büroların Tanımı Ve Tescil Yönetmeliği” kapsamında tescil yaptırmış Serbest Jeoloji Mühendisliği kuruluşlarında çok sayıda Jeoloji Mühendisi çalışmaktadır.

Türkiye’de Jeoloji Mühendisliği

Türkiye’de jeoloji eğitimi İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi bünyesinde başlamıştır.[1][2] Günümüzde 30′dan fazla üniversitede jeoloji mühendisliği bölümü vardır ve jeoloji mühendisleri Jeoloji Mühendisleri Odası’na bağlıdır.

Ayrıca;

Sözel içeriği fazla olduğu için okuması en zor mühendislik dallarından biridir. Eğitim süresi 4 yıldır. Jeoloji Mühendisliği okumak isteyen kişilerin diğer fen bilimlerinde başarılı, doğa ile barışık, fiziksel olarak kuvvetli olmaları gerekmektedir.

Dünya’da Jeoloji Mühendisliği

Jeoloji biliminin ilk ortaya çıkışında insanlığın dünyayı tanıma ve yorumlama ihtiyacına yanıt verdiği ve o dönemlerden bugüne kadar geçerliliğini koruyan bilimsel kabulün sonucu olarak 5 temel bilim (biyoloji, fizik, kimya, matematik ve jeoloji ) arasındaki yerini aldığı bilinmektedir. Ancak zamanla, özellikle kapitalist ekonominin gelişme sürecinde, doğayı “tanımlama ve yorumlama” yeteneğini doğayı “dönüştürme” becerisi ile zenginleştirdiği ve jeoloji biliminin Jeoloji Mühendisleri eliyle uygulamaya aktarıldığı görülmektedir.Jeoloji ve Jeoloji Mühendisliği, tarihsel gelişim süreci içinde değişime uğramış, dinamik bir seyir izleyen olgulardır. Geçmişten bugünlere ulaşan mesleki bilgi ve pratik birikim üzerinde Jeoloji Mühendisliğini ve Jeoloji Mühendisini özetleyen çağdaş tanımlamalara ulaşılmıştır.

Jeoloji mühendisliği

Jeoloji Mühendisliği, yerkürenin başlangıcından günümüze kadar geçirdiği yapısal değişmeleri, yerkabuğunun yüzeyinin ve altının bugünkü durumunu inceleyen, yerleşim alanlarının ve her türlü mühendislik yapılarının yer seçimi çalışmalarının yürütülmesiyle ilgili eğitim verilen mühendislik dalıdır.

Günümüzdeki teknolojik gelişmelere dayalı olarak Jeoloji Mühendisliği hizmet yelpazesi önemli oranda genişlemiştir. Başta doğal kaynak, çevre ve afet yönetim süreçleriyle ilgili olarak metalik madenler, endüstriyel hammaddeler, enerji hammaddelerinin ve sıcak ve soğuk su kaynaklarının aranması ve ekonomik kullanımı kararlarında; deprem, heyelan, kaya düşmesi, sıvılaşma, su baskını afet tehlike ve risk değerlendirmeleri; arazi kullanım planlarının hazırlanması; yer seçimi kararları, kütle hareketleri tanımlama, sınıflama, izleme , duraylılık analizleri ve stabilizasyon önlemlerinin belirlenmesi için jeolojik – geoteknik etütlerde; yer altı suyu ve toprak kirliliği, atık depolama vb çevresel sorunların çözümünde; Baraj, tünel, karayolu, demiryolu,boru hattı, enerji santralleri gibi mühendislik yapıları ve binalar için jeolojik – geoteknik etütlerde; Kentsel projelerin ihtiyaç duyabileceği temel parametrelerin (zeminin kazılabilirliği, yer altı suyunun derinliği, agrega malzeme, afet tehlike potansiyeli vb) belirlenmesinde jeoloji mühendisleri aktif görevler üstlenmektedir.

Yukarıda sayılan hizmetler dışında toplum sağlığı için risk oluşturan radon gazı ile asbest, arsenik, zeolit minerallerine ve etkilerine yönelik tıbbi jeoloji (jeo–sağlık / medikal jeoloji) ve jeolojik sit olarak kabul edilen oluşumlar (fosil zonları, taşlaşmış ağaçlar, yeryüzü şekilleri) ile ilgili araştırmalar da, jeoloji mühendisleri tarafından gerçekleştirilmektedir.

Sondajcılıkta yapılan başlıca işler

Sondajın istenilen noktada yapılabilmesi için ilk olarak fiziki şartların sağlanması gerekir. Bu da ancak sondaj lokasyonuna ulaşmakla ve kullanılacak makina ve ekipmanı nakletmekle gerçekleşebilir. O halde öncelikler şu şekilde olacaktır :

  1. Yol yapımı
  2. Platform yapımı
  3. Nakliyat
  4. Su temini
  5. Monte

Sondaj yolunu en az eğimli ve kısa olacak biçimde planlamak nakliyatın kolaylığı için son derece önemlidir.

Platform yeterli genişlikte ve meyilsiz olarak hazırlanmalıdır. Zeminin ıslanıp çamur olmaması için tedbirler alınmalıdır. Nakliyat, bilindiği gibi iş kazalarının meydana geme olasılığının yüksek olduğu bir çalışma sürecidir. Bu nedenle çok dikkatli vetedbirli olunmalıdır. Su hattını döşerken hattın dik olması kaygısına kapılmadan en kısa güzergah seçilmelidir. Pompanın gücünü hattın eğiminin değil, kot farkının etkilediği unutulmamalıdır. Monte çalışmasında da açılacak kuyunun derinliği ile orantılı sağlamlık esas alınmalıdır.

Sondajcılıkta yapılan başlıca işler şöylece özetlenebilir :

  1. Karot veya sediman numune alma işleri.
  2. Yeraltı su seviyelerinin ölçülmesi
  3. Basınçlı su deneyi yapılması
  4. Sızma deneyi (permeabilite deneyi )yapılması
  5. Standart penetrasyon deneyi
  6. Koni penetrasyon deneyi
  7. Bozulmamış veya bozumuş numune alma işleri
  8. Boya deneyleri
  9. Kuyu sapmalarının ölçülmesi
  10. Kuyu saptırma kamalarının kullanılması
  11. Kuyuların borulanması

Sondajcılıkta kullanılan ölçü birimleri :

  1. DCDMA standartı
  2. Craelius metrik standartı
  3. Comecon standartı

Bunlardan ilki Amerikan kökenlidir. BX,NX gibi. İkincisi metrik sistemdir,mm ile söylenir. 76 mm,84 mm gibi. Üçüncüsü de mm ile ifade edilen ve eski Sovyetler Birliği’nde geliştirilmiş bir standarttır.EİE’de Craelius metrik standarta uygun malzemeler kullanılmaktadır.

Sondajcılıkta kullanılan ölçü birimleri ve metrik sistemdeki karşılıkları şu şelildedir :

  1. İnç(parmak) : 2,54 cm
  2. Feet(ayak) : 30,48 cm
  3. Kara mili : 1609,35 m
  4. Galon : 3,785 lt
  5. Libre(pound) : 0,453 kl
  6. 1 Atm : 1 kg/cm :760 mm-Hg : 10,3 mss
  7. 0/0 50 eğim : 45 derece
  8. 1 kw : 1,341 B.G.
  9. 1karat : 0,2 gr

Pompaların emme yüksekliği atmosfer basıncı ile ilgilidir.ortamda hava bulunmasaydı suyu emerek basmak mümkün olmazdı. Emme yüksekliği teorik olarak atmosfer basıncına yani 1 at’e eşittir. Bu da 10,3 m’ye tekabül eder.Pratikte bu yükseklik 6-7 m’dir.Yani daha yüksek bir emme düzeyi pompanın görev yapmasına engeldir.

Sondajda kullanılan pompalar ve özellikleri

Sondajda dört ayrı grupta yer alan pompalar kullanılmaktadır. Bunlar pistonlu pompalar, santrfüjpompalar,dalgıç pompalar vederin kuyu pompalarıdır. EİE de bunlardan pistonlular kullanılmaktadır.

  1. Pistonlu pompalar : Tek pistonlu, iki pistonlu ve üç pistonlu olarak üretilirler. EİE ‘de üç pistonlu (tripleks) pompalar kullanılmaktadır. Yalnızca enjeksiyon pompaları iki pistonludur. Pistonlu pompaların santrfüjlere nazaran verimleri az ancak basınçları yüksektir. Bu nedenle sondajda tercih edilir. Tripleks pompa dengeli çalışır, hafiftir,parçalara bölünebilir. Enjeksiyon pompaları elektrik motorlu olup diğer pompalar dizel motorlu ve hava soğutmalıdır.
  2. Santrfüj pompalar : Basınç gereksinimi küçük debisi büyük yerlerde kullanılır. EİE de yoktur.
  3. Dalgıç pompalar : Elektrikle çalışır. Pompa ve motor suya batarak çalışır.
  4. Derin kuyu pompaları : Emme yüksekliğinin 6-7 m’den büyük olduğu yerlerde kullanılır. Suyun basma özelliğinden yararlanarak çalışır.

Sirkülasyon pompaları 50-70 Atm basınçta 135-250 lt/dk debide, enjeksiyon pompaları 80 Atm basınçta ve 65 lt/dk debide su basabilmektedir. Tripleks pompaların syrok ayarı bir somun aracılığı ile ayarlanarak 35-45-50 kg/cm kare olarak basınç ayarlaması yapılabilir. Ayarlama sonucu basınç arttıkça debi düşer..

Sondaj makinalarının bölümleri

Sondaj makinaları dört bölümden oluşur.

  1. Tahrik ünitesi : Güç üniteleri dizel, benzinli, elektrik motorludur. EİE makina parkında bulunan sondaj makinalarından elektrik motorlu iki Hausher ve üç Diamec –250 dışındakiler dizeldir. 10 adedi su soğutmalı diğerleri hava soğutmalıdır.
  2. Güç aktarma organı : Kuru kavramalı tip debriyaj ve şanzumandan oluşur.
  3. Sondaj ünitesi : Morset kısmı, kedi başı, vinç ve hidrolik kısımdan oluşur.
  4. Kızak : Şase kısmıdır.
  5. Matkap: sondaj yapılması için gereken en önemli malzemelerden biridir.toprak(yumuşak,sert,killi vb.) ve taştan (kaya,çakıl vb.) olan zeminler için farklı çeşitleri bulunmaktadır.

Sondaj makinaları ve pompalar

Sondaj kısaca yer yüzüne açılan bir nevi deliktir. Sondaj makinası kısaca, bir kızağa veya kamyona monteli basit yapılı sondaj donanımı olarak tanımlanabilir. Büyük sondaj donanımlarında ayrı ayrı makinalarca yürütülen işlevler sondaj makinalarında birleştirilmiş ve bir makina tarafından yapılma olanağı getirilmiştir. Genellikle sığ sondajların açımında kullanılırlar. Döner sondaj donanımında döner masanın yerine sondaj makinalarında morset bulunur. Sondaj makinaları çoğunlukla etüt, maden ve su amaçlı kullanılırlar. Sondaj makinaları delme yöntemine göre üç gruba ayrılırlar :

  1. Rotari sondaj makinaları
  2. Darbeli sondaj makinaları
  3. Kombine çalışan sondaj makinaları

Ayrıca montaj durumuna göre rotari makinaları üç sınıfa ayırmak mümkündür :

  1. Kızaklı sondaj makinaları : EİE ‘ deki sodaj makinalarının tamamına yakını bu tiptedir.
  2. Özel amaçlı sondaj makinaları : Bunlardan Hausher sondaj makinalarının hareketli paletleri vardır. Genellikle enjeksiyon sondajlarında kullanılırlar.
  3. Bindirilmiş sondaj makinaları : Bir kamyon ya da römorka montelidir. EİE ‘ de 2 adettir.

Sondaj -Tarihi

Sondajın ilk olarak nerede ve hangi tarihte yapıldığına dair farklı görüşler bulunmaktadır. İlk sondajın M.Ö. 2000 yıllarında bugünkü “darbeli sondaj” tekniğine yakın bir yöntemle tuzlu su elde etmek için Çin’de yapıldığı sanılmaktadır. Mısır’da da yine M.Ö. ki yıllarda basit sondaj yöntemleri kullanarak kuyular açıldığı tahmin edilmektedir.

Darbeli sondaj tekniği, ile ilk petrol sondajı 1794 yılında Fransa’da yapılmıştır. İlk karot alma makinası 1864’de İsviçre’li bir mühendis tarafından yapılırken bugünkü sondaj makinalarının çalışma prensibini ortaya koyan ilk karot alma makinası İsveç’li maden mühendisi Craelius tarafından 1885 yılında yapılmıştır. Craelius’la darbeli teknik terkedilerek yavaş yavaş döner sondaja geçilmiştir.

Türkiye’de bilinen en eski sondajlar bir Alman firması tarafından petrol araştırması amacıyla İskenderun’da açılmıştır. Tekirdağ’da açılan bir petrol kuyusunun ardından, hakkında yazılı bilgi bulunan ilksu sondajı 1920 yılında İstanbul’da açılmıştır. 1935 yılında MTA ve EİE’nin kurulması ile sondajcılığın Türkiye’deki gelişimi hızlanmış ve bugünkü seviyeye ulaşmıştır.

Sondaj dünya üzerinde delik açmaya yarayan yöntemlere verilen addır. Kayaları parçalamak ya da delikte kesikler açmak gibi belirli prensiplerle yürütülen sondalama işlemidir. Her türlü zeminde ve sert kayada Su Sondajı yapabilmektedir. Sondaj; kaya ortamda hava sirkülâsyonu ile yumuşak zeminlerde ise çamur sirkülâsyonu ile yapılmaktadır.Arazinin durumuna göre, jeolojik yapıya formasyonların özelliklerine göre Her iki sondaj tekniğinin kullanılmasını gerektiren durumlar olabilmektedir.Yumuşak ve yıkılan zeminlerde sondaj çamur sirkülâsyonu ile yapılır ve delme işleminden sonra kuyu teçhiz edilerek boru ile kuyu cidarı arası çakıllanır.Daha sonra kuyu inkişafı yapılır.Kaya ortamda – Sert Kayalarda kullanılan sondaj tekniği çamur sirkülâsyonlu sondajdan daha farklıdır. Kaya ortamda sondaj, hava sirkülâsyonu ile gerçekleşir. Sonuçta bu işlemlerin sonucun da Akifer den (su taşıyan formasyondan) su alınır.

Tarihçe

Jeoloji tarihi

 

De Re Metallica’nın 12. cildinin kapak sayfası. Georg Bauer’in yazdığı kitap, metal işleme teknikleri konusundaki ilk basılı eserdir.

Çin’de bilgin Shen Kua (1031-1095) okyanustan yüzlerce mil uzaktaki bir dağdaki jeolojik tabakada (stratum) gözlemlediği hayvan kabukları fosillerinden yola çıkarak karaların oluşumuna dair bir hipotez formüle etmiştir. Çıkardığı sonuç karaların dağların erozyonu ve silt tortularıyla oluştuğu idi.

Aristo’nun öğrencisi Theophrastus’un (372 – 287 BC) Peri lithon (“Taşlar üstüne”) isimli eseri binlerce yıl boyunca alanında otorite olmuştur. Bu eserdeki fosil yorumlamaları Bilim Devrimi’nin sonrasına kadar etkin kalmıştır. Eser Latince ve diğer Avrupa dillerine, örneğin Fransızca’ya çevrilmiştir.

Bir hekim olan Georg Bauer (1494-1555) genelde sır olarak saklanan ve nesilden nesile usta çırak ilişkisi ise öğretilen metal işleme teknikleri konusunda yazılmış ilk kitap olan De Re Metallica’yı yazmıştır. Kitap boğa kanı ya da açık dolunay geceleri gibi sürece etkisi olduğu düşünülen mistik öğeleri de içeren anlatım tarzına sahiptir.[1] Ayrıca rüzgâr enerjisi, hidrodinamik güç, (maden) filizlerin taşınması, yönetimsel hususlar ve benzeri konular da eserde yer almaktaydı. Kitap 1556 yılında yayımlanmıştır.

Nicolas Steno (1638-1686) süperpozisyon ilkesi gibi stratigrafinin (tabakabilimin) tanımlayıcı ilkeleriyle tanınmıştır.

1700′lere gelindiğinde Jean-Étienne Guettard ve Nicolas Desmarest orta Fransa’yı gezmiş ve gözlemlerini jeolojik haritalara kaydetmişlerdir. Guettard Fransa’nın bu bölgesinin volkanik kökenine dair ilk gözlemleri kaydetmiştir.

Genellikle James Hutton ilk modern jeolog olarak görülmektedir. 1785′de Theory of the Earth (“Yer Teorisi”) isimli bir çalışmayı Royal Society of Edinburgh’a sunmuştur. Çalışmasında, Dünya’nın tahmin edilenden daha yaşlı olduğuna ilişkin teorisini açıklamıştır. Hutton fikirlerini iki cilt halinde 1795′de yayımlamıştır (1. Cilt, 2. Cilt).

Jeolog, Carl Spitzweg tarafından yapılmış 19. yüzyıl tablosu.

Hutton’un takipçilerine Plütonistler denmekteydi; zira bunlar kayaların volkanizm ile oluştuğu kanısındaydılar. Buna karşıt olan ve kayaların zamanla seviyesi düşmüş olan büyük bir okyanus sonucu çıktığını düşünenlere Neptünistler denmekteydi.

1811′de Georges Cuvier ve Alexandre Brongniart Dünya’nın antikitesine dair kendi açıklamalarını yayımladılar. İlham kaynakları Cuveri’in Paris’te fil kemiği fosilleri keşfiydi. Bağımsız bir şekilde bu çalışmalardan önce jeolog William Smith’in İngiltere ve İskoçya’da stratigrafik çalışmaları olmuştu.

1827′ye gelindiğinde Charles Lyell’in Principles of Geology yani “Jeolojinin İlkeleri” isimli eseriyle Hutton’un tek biçimciliğini (tekdüzelikçilikuniformitarianism) yinelemektedir ki aynı düşünce Charles Darwin’in düşüncesini de büyük oranda etkilemiştir.

Sir Charles Lyell ünlü eseri Principles of Geology ilk kez 1830′da yayımlanmıştır ve 1875′deki ölümüne kadar Lyell yeni, gözden geçirilmiş sürümlerini (revizyonlarını) yayımlamaya devam etmiştir. Tek biçimcilik doktrinini başarılı bir şekilde desteklemiştir. Bu teoriye göre Dünya tarihi boyunca yavaş jeolojik süreçler devam etmiştir ve bugün de devam etmektedir. Bunun karşıtı şekilde katastrofizm Dünya’nın özelliklerinin tek bir felaket veya felaketler dizisi sonucu oluştuğunu ve bundan sonra herhangi bir değişikliğe uğramadan kaldığını öne sürer. Hutton tek biçimciliğe inanmış olmasına rağmen, onun zamanda teori yaygınlık kazanmamıştır.

19. yüzyl boyunca jeoloji Dünya’nın yaşı sorusu etrafında odaklanmıştır. Tahminler birkaç 100.000 yıldan milyarlarca yıla kadar büyük bir yelpazedeydi. 20. yüzyıl jeolojisindeki en belirgin gelişim 1960′larda plaka tektoniği kuramının geliştirilmesidir. Bu kuram Yer bilimleri açısından çok önemlidir.

Kıtasal sürüklenme (veya kıtasal kaymacontinental drift) kuramı 1912′de Alfred Wegener tarafından ortaya atılmış olsa da, 1960′larda plaka tektoniğinin geliştirilmesine kadar yaygın bir şekilde kabul görmemiştir. Aslında aynı fikri Wegener’den önce dile getirenler de olmuştur; fakat yeterli kanıtları sunmaya çalışarak, bütün bir şekilde kabul edilebilir bir hipotezi ilk ortaya atan Wegener olmuştu[2].

Jeoloji tarihi boyunca, birbiriyle ilişkili olan ana tartışma konuları, meseleler, Neptünistler ile Plütonistler arasındaki tartışma, tek biçimcilik-katastrofizm meselesi, Dünya’nın yaşı ve kıtasal sürüklenme olarak özetlenebilir[3]. Her ne kadar bu meseleler büyük ün kazanmaları sebebiyle ilk akla gelenler olsa da, jeoloji alanında kuruluşundan şu ana kadar, ve bugün hâlâ, birçok farklı mesele ve anlaşmazlık, diğer bilim dallarında olduğu gibi, mevcuttur.

Yerbilim toplulukları [değiştir]

Her ne kadar the Royal Society of London ve Académie des Sciences gibi köklü bilimsel topluluklarda yerbilim tartışmaları yaşansa ve incelenen bilimler içine yerbilim de dahil edilmiş olsa da ilk yerbilim topluluğu (veya cemiyeti) 1807′de kurulan the Geological Society of London yani “Londra Yerbilim Topluluğu”dur. Bu ilk derneğin kurucularının bir kısmı British Mineralogical Society yani “İngiliz Mineraloji Topluluğu”nun kurucu üyelerindendi. Aynı dönemde gerek Büyük Britanya gerekse diğer bölgelerde yerbilim toplulukları oluşmaya başlamıştır: 1814′de kurulan the Royal Geological Society of Cornwall, 1830 tarihli Fransız Société Géologique de France, 1848 tarihli Alman Deutsche Geologische Gesellschaft, ve 1817′de St. Petersburg’da, Rusya’da kurulan ve büyük oranda yerbilim ile de ilgilenen Mineraloji Topluluğu verilebilecek örnekler arasındadır. 1888′de ise the Geological Society of America (“Amerika Yerbilim Topluluğu”) kurulmuştur. İlerleyen yıllarda yerbilimin alt dalı sayılan dallara ve ilgili alanlara dair birçok topluluk da kurulmuştur.

Bugün bazı ülkelerde yerbilim toplulukları profesyönel standartlara ve ilgili çoğunluğu idari konulara yardımcı olmak gibi bir görev de üstlenmiştir. Bunun bir örneği Birleşik Krallık’tır. Millî açıdan yerbilim topluluklarının öneminin ve sayısının artmasının yanı sıra, ülkesel sınırların ötesinde uluslararası örgütlenmeler de kurulmaktadır. Bunlara örnek olarak bugün 70.000′den fazla yerbilimciyi temsil eden Avrupa Yerbilimciler Federasyonu verilebilir[4].