هیدروژئولوژی
سال:1397 | دوره:3 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

حفر چاه و بهره­ برداری بی رویه از منابع آب آبرفتی، وضعیت بدی برای بسیاری از آبخوان­ های آبرفتی در دشت­ های کشور ایجاد کرده است با توجه به این شرایط، تمایل برای استفاده از منابع آب کارستی که کمتر به آن توجه شده بود، رو به افزایش است. در این پژوهش با در نظر گرفتن برخی معیارهای توسعه کارست مانند لیتولوژی، ارتفاع، شیب، بارش، دما، شاخص پوشش گیاهی، تراکم آبراهه، تراکم خطواره، تراکم تقاطع خطواره، فاصله از خطواره، فاصله از تقاطع خطواره و به کارگیری روش های سیستم استنتاج فازی و تحلیل سلسله مراتبی فازی، مدل­ سازی توسعه کارست انجام شده است. نتایج نشان داد که در روش سیستم استنتاج فازی پهنه­ های با توسعه زیاد و خیلی زیاد 79. 1درصد از مساحت منطقه را پوشش می­ دهد درحالی که این عدد در روش تحلیل سلسله مراتبی فازی 26 درصد می­ باشد. برای صحت­ سنجی وزن­ های بکار گرفته شده در روش تحلیل سلسله مراتبی فازی، آنالیز حساسیت 5± و 10± درصد انجام شده است.

پیش بینی سطح آب زیرزمینی یک حوضه نقش مهمی را در مدیریت منابع آبی ایفا می کند. به خصوص در مناطق نیمه خشک آب های زیرزمینی نقش بسیار مهمی در تعیین آب مورد نیاز، کشاورزی، شهری و امور صنعتی دارد. مطالعه حاضر در دو سناریو به پیش بینی تراز آب زیرزمینی در دشت آذرشهر با استفاده از ابزارهای پیش پردازش پرداخته است. برای انجام پیش پردازش مکانی از ابزار خوشه بندی به وسیله نقشه های خودسازمان ده(SOM)، برای پیش پردازش زمانی از تبدیل موجک و برای مدل سازی از شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است. نقشه های خود سازمانده برای تعیین مناطقی همگن از نظر داده های آب زیرزمینی جهت استفاده در مدل شبکه عصبی برای مدل سازی منابع آب زیرزمینی استفاده شد. تبدیل موجک برای استخراج ویژگی های زمانی و نا ایستایی سری های زمانی تراز آب زیرزمینی بکار رفت. نتایج نشان داد که استفاده از تبدیل موجک و ترکیب آن با شبکه عصبی مصنوعی در مدل سازی تراز آب زیرزمینی دشت آذرشهر باعث بهبودی 6/11 درصدی در دقت مدل سازی، در گام های صحت سنجی در سناریو اول و بهبودی 5/23 درصدی در سناریو دوم شد. می توان نتیجه گرفت استفاده از روش های نوین مدل سازی مانند استفاده از ابزارهای پیش پردازش زمانی و مکانی باعث افزایش قابل توجه دقت مدل سازی می گردد.

روش های هیدروژئوشیمی به منظور تعیین فرآیندهای مؤثر بر تغییرات طبیعی سیستم کیفی آبخوان و اثرات آلودگی هیدروکربنی بر کیفیت آب های زیرزمینی دشت کوهدشت به کار گرفته شده است. نمونه های آب زیرزمینی در چهار دوره اردیبهشت، مرداد و آذر (16 حلقه چاه آب) و بهمن ماه (25 حلقه چاه آب) سال 1393 جهت سنجش هدایت الکتریکی، یون های عمده، یون های فرعی (ید، آهن، روی، باریم، اکسیژن محلول، اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) و بیوشیمیایی (BOD)، وpH)، و مواد هیدروکربنی مورد سنجش قرار گرفته اند. پس از انجام بررسی های زمین شناسی و هیدروژئولوژی، مطالعات دقیق هیدروژئوشیمی با تعیین تیپ و رخساره هیدروشیمیایی، تهیه و تحلیل نقشه های هیدروشیمی، تهیه و تفسیر نمودارهای ترکیبی، با تأکید بر بررسی تحولات شیمیایی آب های زیرزمینی در جهت جریان آب زیرزمینی و شناسایی تغییرات ناهنجار کیفی در منطقه آلوده به مواد هیدروکربنی انجام شد. نتایج نشان می دهد که سیر تکامل ژئوشیمیایی آب زیرزمینی در دشت کوهدشت از تیپ بی کربناته کلسیک (منیزیک) با غلظت املاح محلول کم در مناطق تغذیه شمالی آغاز و به تیپ بی کربناته (سولفاته) منیزیک ادامه می یابد ولی در مناطق تخلیه جنوب غربی دشت (منطقه آلوده به مواد هیدروکربنی) به طور ناگهانی تیپ آب زیرزمینی کلروره – سدیک و غلظت املاح محلول زیاد می شود. وجود محیط احیایی با غلظت های BOD و COD و غلظت های کم اکسیژن محلول و نیترات، غلظت زیاد املاح محلول، کلراید، سدیم، و باریم از مشخصه های اصلی هیدروشیمی آب زیرزمینی آلوده با شورابه نفتی در جنوب غرب منطقه می باشد.

توسعه و مدیریت اصولی منابع آب به دلیل توزیع مکانی و زمانی نامناسب آن در نقاط مختلف جهان، به خصوص مناطق خشک و نیمه خشک از جمله ایران امری ضروری است. در این راستا، مکا ن­ یابی و احداث سدهای زیرزمینی یک راه کار مدیریتی است که با ذخیره جریانات زیرسطحی سبب احیاء و توسعه این منابع و تأمین نیازمندی های آب می­ شود. این تحقیق با توسعه یک سیستم پشتیبان تصمیم­ گیری طی سه مرحله، به مکان­ یابی محل این نوع سدها در منطقه شبستر (شما ل­ شرق ارومیه) می­ پردازد. ابتدا با تعریف معیارهای حذفی، مناطق نامناسب شناسایی و از کل منطقه کسر شد سپس در محدوده های پتانسیل­ دار اولیه، محل تنگه­ ها و خروجی زهکش آبراهه­ ها (53 محور در 8 قسمت) تعیین و بهترین محور هر قسمت انتخاب شد. نهایتاً با تعریف معیارها و زیر معیارها در قالب ساختار درختی، محورهای انتخابی(8 محور)، به صورت سلسله مراتبی تحلیل شد و با توجه به شاخص تناسب نهایی اولویت ­ بندی شدند که محور سوم واقع در آبراهه فصلی مشنق­ چای با شاخص تناسب 299/0 در اولویت اول قرار گرفت.

بر طبق استانداردهای بهداشتی، آب مصرفی در حوضچه­ های شنای چشمه­ های آب گرم همانند آب آشامیدنی باید دارای ویژگی­ های فیزیکی، شیمیایی و میکروبی مناسب باشد. این مطالعه در راستای ارزیابی کیفیت فیزیکوشیمیایی و بار میکروبی آب حوضچه­ های شنای چشمه­ های معدنی شهرستان مشکین شهر در استان اردبیل در سال94-93 انجام گرفت. در این مطالعه توصیفی-مقطعی، تعداد 52 نمونه از چشمه های آب گرم معدنی شهرستان مشکین شهر (قینرجه و موئیل) در طی مهر 93 تا شهریور 94 برداشته شد. خواص فیزیکوشیمیایی شامل دما، pH، EC، سختی، قلیائیت و کلر­ باقیمانده و میزان پارامترهای میکروبی شامل استافیلوکوکوس اورئوس، سودوموناس آئروژینوزا، کلی­ فرم­ های تام و مدفوعی و انتروکوکوس های مدفوعی بر اساس روش­ های استاندارد تعیین شدند. هیچ یک از خواص فیزیکوشیمیایی اندازه گیری شده مطابق با استاندارد نبود. جمعیت باکتری­ های کلی­ فرم تام، کلی­ فرم مدفوعی و سودوموناس آئروژینوزا به ترتیب در 46/88، 07/73 و84/53 درصد نمونه­ ها بیش ازحد استاندارد بود و باکتری انتروکوکوس مدفوعی در 85/3 درصد نمونه ها مشاهده شد. با توجه به بار میکروبی بالای دیده شده در این مطالعه، پایش مستمر کیفیت آب استخرهای شنای مورد استفاده برای افزایش ایمنی و سلامت شناگران ضروری به نظر می­ رسد.

تعیین مسیر حرکت آب در سفره­ های کارستی بسیار حائز اهمیت است. منطقه کوهستانی سالدوران در استان چهارمحال و بختیاری واقع شده است. وجود سنگ های آهکی به شدت کارستی و میانگین بارش سالانه نسبتاً بالای منطقه باعث رخنمون چشمه­ های کارستی بزرگ سراب باباحیدر، باغ­ رستمو پیرغار در منطقه شده است. ارزیابی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و همچنین بررسی جهت جریان آب زیرزمینی برای شناخت آبخوان کارستی تاقدیس سالدوران مهم می باشد. میزان نزولات جوی بیش از 600 میلی متر در سال بوده و اغلب ریزش های آسمانی به صورت برف می­ باشد. میانگین دبی و هدایت الکتریکی به ترتیب برابر با m3/s 9/1 و mhos/cmµ 438 برای چشمه پیرغار، m3/s 3 و mhos/cmµ 475 برای چشمه باغ رستم و m3/s 98/0 و mhos/cmµ 347 برای چشمه سراب باباحیدر اندازه گیری شده است. منحنی فرود چشمه­ ها دارای دو شیب 1α (02/0) و 2α (003/0) می باشد. در طی رژیم 1α که حدود چهار ماه طول می کشد، آبدهی چشمه ناشی از ذوب شدن برف ها است و حجم زیاد آب به وسیله مجراهاو کانال های بزرگ توسعه یافته کارستی تخلیه می شود. رژیم 2α حدود دو ماه طول می­ کشد و آب خروجی چشمه به طور عمده از طریق شکستگی ها تأمین می­ شود. رابطه کاملاٌ معکوسی بین هدایت الکتریکی و دبی چشمه مشاهده گردید. تغییرات قابل توجه آن ها، بیانگر توسعه یافتگی در آبخوان کارستی مورد مطالعه می­ باشد. بر اساس پارامترهای مختلف هیدروژئولوژیکی و ژئوموفولوژیکی منطقه همانند دره­ های کارستی، مسیر سینکهول­ ها، چینه­ شناسی، گسل­ ها، درزه­ ها، شیب و ارتفاع، جهت­ های کلی جریان آب زیرزمینی از شمال­ غرب به جنوب­ شرق و در جهت محور تاقدیس سالدوران برآورد گردید.

مدیریت صحیح منابع آبی وابسته به شناخت و بررسی عوامل تأثیرگذار بر کیفیت و کمیت آب منابع می باشد. در این پژوهش ویژگی های هیدروشیمیایی و ایزوتوپی برخی منابع آبی مهم در محدوده های مطالعاتی پاوه و جوانرود واقع در منتهی الیه شمال غربی استان کرمانشاه در مجاورت مرز ایران و عراق ارزیابی شده است. نمونه برداری از منابع مورد مطالعه، طی دو دوره فصل های تر (دی ماه 1393) و خشک (مهر ماه 1394) صورت گرفت و مجموعاً 34 نمونه آب، متشکل از آب های زیرزمینی (چشمه، چاه و غار آبی) و آب های سطحی (رودخانه) جمع آوری شد. به کارگیری تکنیک های مختلف هیدروژئوشیمیایی (پایپر، مدل گیبس، نسبت های یونی، نمودارهای ترکیبی و تحلیل عامل اصلی) و بررسی محتوای ایزوتوپی، نشان می دهد که آهک های بیستون و سازند های ایلام-سروک در ترکیب شیمیایی منابع آبی تأثیرگذارند و تیپ هیدروشیمیایی آب در اغلب منابع بیکربناته-کلسیک می­ باشد. زمین شناسی (تعامل آب و سنگ) بر کیفیت منابع آبی منطقه اثر گذار می باشند. بررسی محتوی ایزوتوپی منابع آبی و مقایسه آن با خط ایزوتوپی آب جوی پاوه، نشان دهنده سه گروه منبع آبی است: گروه اول به علت تهی شدگی ایزوتوپی، از ارتفاعات و در فصول سرد سال تغذیه می شوند و به دلیل حرکت سریع (سیستم مجرایی)، آب های کارستی زمان ماندگاری کمی دارند. منابع آبی گروه دوم غنی شدگی داشته و بنابراین علاوه بر بارش، اختلاط آب های زیرزمینی نیز بر آن ها تأثیر داشته و زمان ماندگاری بیشتری نسبت به اولین گروه دارند. گروه سوم (رودخانه ها) به دلیل تبخیر، غنی شدگی بیشتری نسبت به سایر منابع دارند. ارتفاع متوسط تغذیه ی تمام منابع آبی کارستی تطابق قابل توجهی با ارتفاع سینکهول های کارستی در منطقه دارد.

آب زیرزمینی یکی از منابع مهم برای کشاورزی، شرب و صنعت در مناطق خشک و نیمه خشک به­ شمار می­ رود. بنابراین، مطالعه و مدیریت این منابع ارزشمند امری حیاتی می­ باشد. به دلیل اینکه پایش و بررسی کیفیت آب­ های زیرزمینی نیازمند صرف زمان و هزینه زیاد است، بنابراین یافتن روشی که بتوان با استفاده از آن و با تعداد پارامتر هیدروشیمیایی محدود، طبقه کیفیت آب را پیش­ بینی نمود، موجب صرفه­ جویی در زمان و هزینه خواهد شد. هدف از این مطالعه، پیش­ بینی طبقه کیفی آب زیرزمینی دشت خانمیرزا بر اساس دیاگرام USSL با استفاده از روش تصمیم گیری درختی می­ باشد. پارامترهای شیمیایی آب و همچنین بارش ماهانه و تجمعی به عنوان ورودی­ های مدل استفاده شدند. بدین منظور از داده های کیفی 19 حلقه چاه واقع در این دشت، در بازه زمانی 90-1370 استفاده شد. نتایج به­ دست آمده از مدل نشان داد روش تصمیم­ گیری درختی قادر است تنها با استفاده از 4 پارامتر هیدروشیمیایی (EC، Na، SAR و Cation) طبقه کیفیت آب را با دقت بسیار بالایی تعیین نماید. به عبارت دیگر، برای تشخیص کلاس کیفیت آب دشت خانمیرزا در آینده، اندازه­ گیری این چهار پارامتر کافی می­ باشد که این مسئله باعث کاهش قابل توجه هزینه­ ها و زمان تحلیل آزمایش­ ها می گردد.