علوم زمین
سال:1393 | دوره:24 | شماره:94 (زمین شناسی مهندسی و محیط زیست) |تعداد مقالات:24

فرایند شکست هیدرولیک معمولا در تولید مخازن نفت و گاز طبیعی به عنوان عامل افزایش تولید چاه و گسترش زمان تولید مخزن مورد استفاده قرار می گیرد. میزان تولید مخازن نفت و گاز که به روش هیدرولیکی شکسته یا شکاف دار می شوند، به طور مستقیم به گسترش شکستگی و چگونگی ارتباط دیواره چاه با شکستگی بستگی دارد. برخی از تشکیلات و سازندهای سنگی شامل سامانه هایی با شکستگی طبیعی هستند که بعدها می توانند تولید یک چاه را افزایش دهند. این موضوع خاطر نشان می کند که ایجاد شکستگی های هیدرولیک می تواند یک چنین شکستگی های طبیعی را افزایش دهد. برای انجام شبیه سازی در این نوشتار ابتدا یک منطقه فرضی به همراه سازند بهره ده و لایه های دربرگیرنده آن تعریف و سپس به کمک روش اجزای مرزی کار شبیه سازی اجرا شد. نتایج نشان دادند که ایجاد صحیح شکستگی به افزایش تولید و راندمان بهره وری خواهد افزود. بدیهی است این روش برای داده های واقعی نیز به آسانی قابل کاربرد است.

ارزیابی زمین به منظور شناخت و پهنه بندی عرصه های حساس به حرکات دامنه ای به ویژه زمین لغزش از پژوهش های مربوط به جغرافیدانان طبیعی به ویژه ژئوموروفولوژیست ها است. شناسایی و تعیین مناطق حساس و مستعد لغزش می تواند ضمن جلوگیری از بروز خسارت ها، زمینه را برای اجرای طرح های پایدار سازی دامنه ها فراهم آورد. در این پژوهش به منظور پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه آبخیز طالقان از متغیر های شیب، سوی شیب، سنگ نگاری، کاربری زمین ها، بارش، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل، فاصله از جاده برای پهنه بندی خطر زمین لغزش استفاده شد. پس از ساخت و تجزیه تحلیل لایه های اطلاعاتی در محیط نرم افزار Arc GISاز توابع عضویت فازی برای وزن دهی به لایه ها استفاده شد. لایه های فازی استاندارد شده در محیطGIS همپوشانی شده و با استفاده از عملگر های منطق فازی نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش تولید شدند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد عملگر گامای 0.7 در مقایسه با دیگر عملگرهای فازی مناسب تر است. بر این اساس 18.91 درصد از مساحت منطقه به عنوان مناطق پرخطر معرفی شده است؛ بدیهی است که اختصاص کاربری های مسکونی، خدماتی و ... در این محدوده ها سبب افزایش خسارت های مالی و جانی می شود.

در این مطالعه زمین ریخت شناسی مهندسی محدوده شهر مشهد براساس مطالعه عکس های هوایی، اطلاعات 180 چاه پمپاژ آب آشامیدنی و نیز اطلاعات 1500 گمانه ژئوتکنیکی در سطح شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. براساس داده های یاد شده، شهر مشهد به 7 پهنه زمین ریخت شناسی شامل رخنمون سنگی، کوه پایه، مخروط افکنه رودخانه گلستان، مخروط افکنه رودخانه های جنوبی، مخروط افکنه رودخانه طرق، دشت هموار و آبرفت های جوان تقسیم شده است. بر اساس اطلاعات گمانه های ژئوتکنیکی ویژگی های زمین شناسی مهندسی حاکم بر هر محیط تا ژرفای 10 متری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان می دهد که بافت خاک غالب در پهنه کوهپایه ای و مخروط افکنه های جنوبی شنی بوده و در پهنه مخروط افکنه گلستان ماسه و شن غالب هستند در حالی که پهنه مخروط افکنه طرق و دشت هموار، خاک های ماسه ای و رسی بافت غالب را تشکیل می دهند. نتایج آزمون عدد نفوذ استاندارد حاکی از مقاومت بیشتر خاک های پهنه کوه پایه ای است. از جمله ویژگی های مهم تاثیر پذیر از فرایندهای زمین ریخت شناسی، نوع کانی رسی غالب می باشد. در این مطالعه شناسایی کانی رسی بر مبنای نمودار فعالیت انجام گرفت. در واحد کوهپایه، اسمکتیت کانی رسی غالب بوده و در دشت هموار، کائولینیت غالب است.

داده های مکانی دقیق و بهنگام نقش بنیادین در برنامه ریزی و مدیریت بحران ایفا می نمایند. با این وجود در حال حاضر دسترسی به داده های مکانی و استفاده سریع و آسان از آنها در تصمیم گیری ها با مشکلات بسیاری روبه رو است. ترکیب خودکار سرویس های مکانی می تواند به عنوان یک راه کار جامع برای بهبود روال تصمیم سازی و تصمیم گیری در مدیریت بحران مطرح شود. این نوشتار بر آن است تا با ارایه راه حلی اجرایی به منظور فراهم آوردن امکان انجام پردازش های پیچیده مکانی با استفاده از ترکیب خودکار سرویس های مکانی فرایند برنامه ریزی مدیریت بحران را بهبود بخشد. بر این اساس سرویس های مکانی، که توسط سازمان های مختلف توسعه داده شده، به صورت نحوی و معنایی تشریح شده و در بستر زیرساخت ملی داده مکانی پیاده سازی می شوند. این سرویس ها در ادامه متناسب با نیاز کاربران با استفاده از الگوریتم های برنامه ریزی هوش مصنوعی با یکدیگر ترکیب شده و پردازش های مورد نیاز را اجرا می کنند. روش ارایه شده با استفاده از یک مورد اجرایی در زمینه ایجاد نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش راستازمایی شده است.

با توسعه روز افزون شهری و ساخت و گسترش سازه های سطحی و زیر سطحی چون خطوط بسیار مترو درسطح کشور، نیاز به انجام مطالعات ژئوتکنیک پیرامون این سازه ها بیش از پیش مورد تاکید قرار می گیرد. تهران بزرگ، که در دامنه جنوبی بلندی های البرز مرکزی روی مجموعه نهشته های آبرفتی کواترنری با گسل های جنبای لرزه زایی چون سامانه شمالی در سوی شمال و گسل های پارچین و پیشوا در سوی جنوب در بر گرفته شده است، نیاز انجام پژوهش هایی با هدف برآورد ارتباط دو سویه توان لرزه خیزی گسل های پیرامون و ویژگی های ژئوتکنیکی نهشته های گستره مورد مطالعه را آشکار می سازد. در این پژوهش با استفاده از داده های صحرایی و آزمایشگاهی به بررسی ویژگی های ژئوتکنیکی نهشته های مسیر، جنس لایه های خاک و پارامترهای مختلف هر لایه به کمک نرم افزارهای تهیه شده، چون مقادیر ظرفیت باربری و نشست و پتانسیل روانگرایی در درازای 27 کیلومتری از مسیر تونل خط 7 مترو تهران پرداخته شده است. بر پایه این پژوهش، نهشته های آبرفتی واحدهای Cو Dمجموعه های آبرفتی تهران، از مقاومت به نسبت بالایی برخوردار بوده و مقدار نشست سطح زمین در تمامی نقاط اندازه گیری شده، در حد مجاز (2.5cm>) است. بررسی ارزیابی پتانسیل روانگرایی بر پایه داده های SPT، نشان از نبود احتمال رخداد روانگرایی در لایه های ماسه دار در گستره خاوری- مرکزی تهران، در هنگام یک جنبش لرزه ای احتمالی دارد.

در طی چنددهه اخیر، پژوهشگران زیادی نقشه های حساسیت به زمین لغزش را با استفاده از روش های مختلف شامل روش های احتمالاتی (نسبت فراوانی)، تحلیل سلسله مراتبی، دو متغیره، چند متغیره، رگرسیون لجستیک، منطق فازی و شبکه های عصب مصنوعی تهیه کرده اند. هدف از این مطالعه ارزیابی حساسیت به رخداد زمین لغزش حوزه آبخیز وازرود واقع در استان مازندران است که با استفاده از سه روش نسبت فراوانی (FR)، دو متغیره آماری ارزش اطلاعاتی (Wi) و وزن دهی به فاکتورها (Wf)، و با بهره گیری از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش های سنجش از دور به انجام رسید. حوزه آبخیز کوهستانی وازرود حساسیت زیادی به رخداد زمین لغزش داشته و تاکنون خسارات متعددی ایجاد کرده و تهدیدهای آن در آینده ادامه دارد. برای کاهش خسارات این پدیده، ارزیابی علمی این نواحی حساس به رخداد زمین لغزش ضرورت دارد. بنابراین، نواحی حساس به رخداد زمین لغزش با استفاده از سه روش پهنه بندی، شناسایی و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج این سه روش با استفاده از سطح زیر منحنی ویژگی های عامل نسبی (ROC) مورد اعتبارسنجی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. فرایند اعتبارسنجی نشان داد که مقدار سطح زیرمنحنی ROC در روش وزن دهی به فاکتورها (Wf) برابر با 0.962 همراه با خطای استاندارد 0.002 بوده و نسبت به دیگر روش ها پیش بینی بهتری در رخداد زمین لغزش ها داشته است.

با ردیابی کانی های مغناطیسی همراه با کرومیت می توان ذخائر کرومیت را پی جویی کرد. کرومیت خود فاقد خاصیت مغناطیسی است ولی از نظر ژنتیکی رابطه نزدیکی بین کرومیت و منیتیت وجود دارد. با توجه به این امر و اختلاف مغناطیسی کرومیت با سنگ های در برگیرنده، سعی بر این بود تا با استفاده از داده های ژئوفیزیک هوایی، ذخائر کرومیت برگه 1:50000 آبدشت مورد پی جویی قرار گیرد. در بررسی داده های ژئوفیزیک هوایی منطقه با اعمال فیلترهای دیجیتال برگردان به قطب، مشتق اول و دوم، سیگنال تحلیلی و ادامه فراسو بر روی نقشه شدت کل میدان مغناطیسی، توده های مغناطیسی دیده شده در منطقه مورد بررسی قرار گرفتند. با بررسی این نقشه ها و مقایسه آنها با کانسارهای کرومیت منطقه یک الگوی مغناطیسی حاصل شد. زمین شناسی منطقه، به ویژه مجموعه های افیولیتی و اولترامافیک و مناطق دارای کرومیت، مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج حاصل با الگوی مغناطیسی مقایسه شد و با توجه به نقشه مشتق قائم و ادامه فراسو، در کل برگه آبدشت 25 منطقه برای اکتشافات تفصیلی و برداشت های زمینی پیشنهاد شد.

روش ادیومگنتوتلوریک با منبع کنترل شونده اسکالر در کانسار طلای ووشی به کار گرفته شد و طی آن 237 ایستگاه در هشت خط اندازه گیری شدند. طراحی خطوط در راستای شمالی - جنوبی به گونه ای صورت گرفت تا ثبت داده ها در راستای تقریبا عمود بر ساختارهای زمین شناسی منطقه صورت گیرد. با استفاده از داده های به دست آمده نقشه های کنتور مقاومت ویژه در 10 بسامد 8، 16، 32، 64، 128، 256، 512، 1024، 2048 و 4096 رسم شدند. داده های سی.اس.ای.ام.تی اطلاعات مهمی را در مورد زون های کانه زایی و ساختارهای موجود در منطقه ارائه داد، به طوری که افزون بر شناسایی برخی زون های کانه زایی و تعیین پارامترهای مکانی آنها، تشخیص برخی گسل های جدید نیز ممکن شد. نقشه برداری های تفصیلی زمین شناسی و حفاری های بعدی بیشتر نتایج به دست آمده را مورد تایید قرار دادند.

امروزه تلفیق داده های زمین مرجع با استفاده از فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، به صورت گسترده ای به کار گرفته می شود. در این روش ها، تلفیق لایه های اطلاعاتی با توجه به کیفیت و کمیت داده ها و به کارگیری روش های وزن دهی مناسب صورت می گیرد. در پایان با استفاده از روش های تقسیم بندی مانند روش فواصل هندسی، نقشه پتانسیل معدنی تهیه می شود. روش های خوشه بندی که استفاده از آنها در پردازش داده ها در حال افزایش است، با توجه به میزان شباهت میان داده ای، نمونه ها را میان گروه های مشخص تقسیم می کند. در این پژوهش روش تهیه نقشه پتانسیل معدنی با هدف اکتشاف طلا با استفاده از روش خوشه بندی میانگین های K- و میانگین هایK- فازی بررسی می شود. پس از آن نتایج این روش ها با نقشه پتانسیل معدنی که در محیط GIS با استفاده از مدل تلفیق همپوشانی اندیس ها برای منطقه باریکا در برگه 1:100000 آلوت در جنوب آذربایجان غربی تهیه شده، مقایسه می شود. در منطقه باریکا به دلیل در دسترس نبودن نقاط حفاری در دسترس نمی توان تعداد کلاس ها و مرز هر کلاس برای تعیین امتیازات نقشه نهایی را با روش های متداول مشخص کرد، ولی در روش های خوشه بندی، تعیین آستانه برای تعداد کلاس مفروض به صورت خودکار و بر پایه میزان شباهت داده ها به خوبی انجام می شود. افزون بر این با استفاده از روش های خوشه بندی می توان شمار کلاس بهینه برای نمایش امتیاز های نقشه پتانسیل را نیز تعیین کرد که در این پژوهش انجام شده است. نتایج نشان می دهد که هر دو روش، خوشه بندی و همپوشانی اندیس ها، پرپتانسیل ترین محدوده را تقریبا مشابه یکدیگر به دست آورده اند با این تفاوت که روش خوشه بندی به اطلاعات کمتری نسبت به منطقه مورد بررسی نیاز دارد در حالی که در روش همپوشانی اندیس ها، وزن دهی داده ها و تعیین آستانه برای تعیین مرز امتیازات پایانی به اطلاعات بیشتری نیاز دارد.

پی جویی کانسارها با بررسی زون های دگرسانی از اهمیت زیادی برخوردار بوده است. با توجه به اینکه شناسایی زون های دگرسانی نواحی دارای پتانسیل آهن با استفاده از داده های سنجش از دور کمتر مورد بررسی و توجه قرار گرفته است، بنابراین برای نیل به شناسایی دگرسانی های پیرامون اندیس آهن حاجی آباد واقع در شمال خاوری سنقر، تکنیک های پردازش تصاویر ماهواره ای نظیر ترکیب رنگی کاذب (FCC)، نسبت باندی (B.R)، روش کروستای انتخابی (DPCA) و روش نقشه برداری زاویه طیفی (SAM) بر روی داده های مرئی و مادون قرمز نزدیک به علاوه مادون قرمز کوتاهVNIR+SWIR) ) سنجندهASTER  مورد استفاده قرار گرفته اند. مقایسه منحنی های استاندارد(United States Geological Survey) USGS  با منحنی های منطقه مورد مطالعه نشان دهنده این است که منحنی کانی های نماینده زون پروپیلیتیک با کانی های کلریت و اپیدوت و زون فیلیک- آرژیلیک با ایلیت و کائولینیت و اکسیدهای آهن با گوتیت و هماتیت مطابقت بیشتری دارد. صحت نتایج حاصل توسط بازدید های صحرایی و مطالعات میکروسکوپی تایید شده و نشان دهنده وجود الگوهای دگرسانی در اطراف این کانسار است.

تصاویر ابرطیفی سنجنده هایپریون دارای اطلاعات بسیار غنی از سطح زمین در 242 باند ظریف و پیوسته هستند. در این میان عوامل جوی بسیاری وجود دارند که محتوای اطلاعات طیفی برخی از باندها را آلوده می کنند،در نتیجه برای استخراج بیشتر میزان اطلاعات در بهتر ین حالت از یک تصویر ابرطیفی، انجام تصحیحات جوی مرحله ای اجتناب ناپذیر است که منجر به تصحیح اطلاعات باندهای آلوده شده به وسیله عوامل جوی می شود. تصحیحات جوی با دو روش داده پایه و صحنه پایه روی تصاویر قابل اعمال هستند. در روش های صحنه پایه بدون نیاز به اطلاعات صحرایی، ناهنجاری های طیفی با استفاده از پردازش اطلاعات طیفی خود تصویر شناسایی و بازیافت می گردند. در این مطالعه به بررسی نتایج حاصل از دو روش صحنه پایه تصحیح جوی آنی QUAC (Quick Atmospheric Correction) و روش میانگین نسبی بازتاب ها IARR (Internal Average RelativeReflectance) روی تصویر هایپریون پهنه آرژیلیک در منطقه آتشفشان مساحیم پرداخته شده است. به منظور ارزیابی نتایج حاصل از روش های صحنه پایه یادشده، از مطالعات طیف نگاری صحرایی و روش تصحیح داده پایه خط تجربی انطباق ELM (Empirical Line Method) استفاده شده است. مقایسه مورد نظر با استفاده از روش نقشه بردار زاویه طیفی و محاسبه اختلاف زاویه ای طیف تصاویر تصحیح شده و طیف صحرایی انجام شد. نتایج تجزیه های XRD و طیف سنجی روی نمونه های برداشت شده از منطقه الگوی کائولینیت را نشان می دهد که کانی شاخص دگرسانی آرژیلیک به حساب می آید. بررسی های میدانی انجام شده (در نقاط ارائه شده توسط روش نقشه بردار زاویه طیفی در تصاویر تصحیح شده) موید برتری تصحیح جوی IARR در تفکیک پهنه آرژیلیک است. به منظور مقایسه کمی نتایج حاصل از تصحیحات، پیکسل های حداکثر امکان به دستامده از روش نقشه بردار زاویه طیفی برای هر کدام از تصاویر تصحیح شده، در قالب اطلاعات طبقه بندی شده مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از رسم ماتریس درستی پیکسل های نمایه شده در طبقه بندی و نیز پیکسل های نمونه برداری شده و بررسی شده در مطالعات صحرایی - آزمایشگاهی، ضریب درستی عامل برای نواحی مطلوب ارائه شده در تصاویر تصحیح شده با روش های صحنه پایه و روش داده پایه ELM محاسبه شد. نتایج به دست آمده بیان گر ضریب درستی عامل 74.58 درصد برای تصویر تصحیح شده به روشIARR  و ضریب درستی عامل 35.5 درصد برای تصویر تصحیح شده به روش QUAC است؛ این در حالی است که تصحیح داده پایه ELM نیز با اتکا به داده های طیف نگاری صحرایی ضریب درستی 74.58 درصد را نشان می دهد. بنابراین در تفکیک پهنه آرژیلیک در مناطق نیمه خشک تصحیح جوی IARR پیش پردازشی مناسب و کم هزینه برای بازیافت اطلاعات طیفی داده های ابرطیفی به حساب می آید.

دریاچه ارومیه یکی از پیکره های آبی قدیمی و بسیار مهم ایران زمین است که امروزه به یک بحران زیست محیطی عظیم دچار شده است. مشابه آنچه که امروز برای دریاچه ارومیه اتفاق می افتد در فاصله ای نه چندان دور برای دریای آرال رخ داد و آن را به یک شوره زار تبدیل کرد و اثرات زیست محیطی مخربی به جای گذاشت. پسروی دریاچه ارومیه نیز عواقب زیست محیطی بسیاری دارد که یکی از آنها تخریب و شور شدن خاک ها است. در این پژوهش با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و به کمک علم سنجش از دور و GIS، شوره زارهای اطراف دریاچه مورد بررسی قرار گرفته است. بدین ترتیب که ابتدا مناطق شور در داده های ماهواره ای تشخیص داده شده و سپس ترکیب های رنگی مورد نظر در نرم افزار ENVI تعریف شد و در نهایت پس از استخراج نقشه از تصاویر، تغییرات مساحت مورد بررسی قرار گرفت و اثرات زیست محیطی که در اثر افزایش شوره زارها اتفاق خواهد افتاد مطالعه شد. مطالعه تصاویر ماهوارهای لندست در یک دوره 13 ساله روند بسیار سریع افزایش اراضی شور را نشان می دهد آنچنان که در سال 1998، مساحت شوره زارها 28.516 کیلومترمربع و در سال 2011 به 744.411 کیلومترمربع افزایش یافته است، که این مقدار تقریبا 26 برابر سال 1998 است افزایش اراضی شور منجر به تخریب و از بین رفتن حاصلخیزی خاک شده و اگر این روند به همین ترتیب ادامه یابد می تواند منجر به خارج شدن اراضی حاصلخیز از عرصه تولیدات کشاورزی شود.

از جمله ساختارهایی که می توان به سازوکار زمین ساختی منطقه پی برد شکستگی ها هستند. برداشت شکستگی ها در فرادیواره و فرودیواره راندگی شمال نیشابور که به عنوان یک گسل فعال شناخته شده است صورت گرفته است. شکستگی های اطراف راندگی شمال نیشابور را به دو دسته شکستگی های عمود و موازی با گسل تقسیم کرده و هر دو دسته، تغییر در نوع حرکت راندگی شمال نیشابور را نشان داده و این نشانه تغییر سازوکار زمین ساختی در منطقه است. جدیدترین سازوکاری که برای این منطقه تعریف شده است نظریه چرخش ساعتگرد حول یک محور قائم است. نظریه چرخش بیان می دارد که این منطقه به سمت جنوب در حال حرکت است و هر چه به سمت خاور می رویم بزرگی آن بیشتر می شود. از آنجایی که جهت حرکت جهانی خرد قاره ایران مرکزی به سمت شمال است، حرکت به سمت جنوب این منطقه خلاف جهت حرکت جهانی است. افزایش بلندی ارتفاعات به سمت خاور که دلیلی برای بیشتر بودن میزان کوتاه شدگی در این منطقه است و کاهش بزرگی بردار سرعت GPS به سمت خاور خود دلیلی بر این مدعاست که کمتر شدن بردار سرعت به سمت خاور دلیل بر کم شدن میزان کوتاه شدگی نیست.

مجموعه آتشفشانی نفوذی ترود- چاه شیرین در بخش باختری کمربند فلززایی سبزوار و در شمال معلمان در استان سمنان واقع شده است. نفوذ توده های آذرین اسیدی تا حدواسط در سنگ های آتشفشانی منطقه باعث دگرسانی و کانی سازی های متفاوتی در برخی از قسمت های منطقه شده است. در این مطالعه روش های مختلف بارزسازی دگرسانی ها از قبیل روش های ترکیب رنگی کاذب، عملگر های منطقی نسبت باندی و روش نقشه بردار زاویه طیفی بر روی داده های سنجنده ASTER اعمال گشت و مناطق دارای دگرسانی های آرژیلیک پیشرفته، آرژیلیک متوسط، فیلیک و پروپیلیتیک در سطح منطقه بارزسازی شد .مناطق دگرسانی آرژیلیک و فیلیک با استفاده از دو روش عملگر های منطقی نسبت باندی و روش نقشه بردار زاویه طیفی و کانی های کائولینیت، ایلیت، مونت موریلونیت، آلونیت، پیروفیلیت، کلریت، اپیدوت و کلسیت که در آلتراسیون های آرژیلیک متوسط، آرژیلیک پیشرفته، فیلیک و پروپیلیتی منطقه یافت می شوند، با روش نقشه بردار زاویه طیفی بارزسازی و تفکیک شدند و نتایج آن با نقشه زمین شناسی، مشاهدات میدانی و نتایج آنالیز XRD نمونه های میدانی مقایسه شد. برای مقایسه نتایج و ارزیابی صحت روش های یادشده از ماتریس خطا و ضریب کاپا استفاده شد. بر این اساس دقت کلی دو روش عملگر های منطقی نسبت باندی و روش نقشه بردار زاویه طیفی برای تفکیک مناطق آرژیلیک و فیلیک به ترتیب 68% و 72% و ضریب کاپای آنها به ترتیب 0.6 و 0.627 به دست آمد. مقایسه این آمارها بیانگر آن است که روش نقشه بردار زاویه طیفی با دقت بالاتر و مطلوب تری توانسته است مناطق دگرسانی منطقه را بارزسازی نماید.

دشت راین با گستردگی حدود 1900 کیلومتر مربع بخشی از حوزه آبریز کویر لوت به شمار می آید که درحاشیه جنوب باختری کویر لوت و دامنه خاوری کوه هزار و به فاصله حدود 110 کیلومتری جنوب خاوری کرمان قرار گرفته است. این منطقه از در محدوده´ 13˚، 57 تا ´ 54، ˚57 طول خاوری و ´23، ˚ 29 تا ´52، ˚ 29 عرض شمالی قرار دارد. ارتفاع متوسط آن از سطح دریا حدود 2600 متر است. با توجه به قرارگیری منطقه در مجاورت کمربند آتشفشانی ارومیه- دختر و نقش فوران ها و سنگ های آتشفشانی و فعالیت های گرمابی در تمرکز آرسنیک و اهمیت این عنصر در محیط زیست، مطالعه روی آرسنیک در آب های زیرزمینی دشت انجام گرفت. در این مطالعه به منظور ارزیابی پراکندگی و منشأ آرسنیک، از 29 منبع آب زیرزمینی (چشمه، قنات و چاه) نمونه برداری شد و غلظت As، کاتیون ها و آنیون های اصلی (+Na، +K، Ca2+، Mg2+، -Cl، SO4-، HCO3-)، فلوراید، نیترات و پارامترهای EC، TDS، قلیاییت و سختی کل در نمونه های آب تعیین شد. بر پایه این داده ها، نقشه هم غلظت و نمودار همبستگی رسم شدند و سپس با روش های آزمون مولفه اصلی(PCA)  و تجزیه خوشه ای (CA) مورد تجزیه و تحلیل های آماری قرارگرفتند.تغییرات غلظت آرسنیک در منطقه میان0.1 ppb تا ppb 204.8 با میانگین 20.96ppb است. بر پایه تجزیه و تحلیل آماری، آرسنیک در منطقه با pH همبستگی مثبت نشان می دهد. دو عامل اصلی تزریق آب های گرمابی به سفره آب زیرزمینی و واجذبی از اکسید و هیدرواکسیدهای آهن به عنوان عوامل افزایش غلظت آرسنیک در این دشت معرفی می شوند.

خاک یکی از مهمترین اجزای لیتوسفر بوده و به عنوان بخشی از اکوسیستم نقش بسیار مهمی در چرخه حیات ایفا می کند. هدف از این تحقیق ارزیابی تاثیر کانه زایی و معدن متروکه سرب- روی آی قلعه سی بر نحوه توزیع فلزات سنگین و آلودگی خاک منطقه است. در این راستا 4 نمونه از خاک حاصل از باطله های رها شده در اطراف معدن متروکه و 23 نمونه خاک برجا در کل حوضه آبریز مورد مطالعه، از عمق 5 تا 25 سانتی متری با در نظر گرفتن چینه شناسی منطقه و فاصله از معدن متروکه، برداشت شد. نمونه های خاک حاصل از باطله و خاک برجای منطقه توسط پلاسمای جفت شده القایی (ICP-OES) برای تعیین غلظت فلزات سنگین (Pb، Zn، As، Cd، Cu وAg ) آنالیز شدند. نتایج نشان می دهند که متوسط غلظت فلزات Pb (2.9187)، Zn (9392.3)، As (630.8)، Cd (0.2)، Cu (1005.9) و Ag (61.1)، برحسبmg/kg در نمونه های خاک حاصل از باطله ها نسبت به متوسط خاک جهانی، به جز Cd و نسبت به استاندارد خاک هلند به جز Ag بالا است. در نمونه های خاک اطراف معدن نیز غلظت فلزات بالا است و با دور شدن از رگه معدنی و معدن متروکه از غلظت آنها کاسته می شود. در نمونه های شاهد غلظت فلزات Pb، Zn،As و Ag نسبت به متوسط خاک جهانی و استاندارد کشور هلند بالا است که این امر نشان دهنده بالا بودن غلظت زمینه این عناصر در منطقه می باشد. خاک منطقه از نظر شاخص های زمین انباشت، ضریب غنی شدگی، ضریب آلودگی و درجه آلودگی و شاخص بار آلودگی برای عناصر Pb و Zn در اطراف محدوده معدنی دارای آلودگی بالا تا بی نهایت است. بر اساس ضریب همبستگی، عناصر Pb، Zn، Cu و Ag دارای همبستگی بالایی هستند.

آلودگی های انسان زاد و یا زمین زاد مهم ترین تهدیدکننده های منابع آبی هستند که ارتباط مستقیم با سلامت عمومی جامعه دارد و توسعه انسانی منابع آب را به شدت تهدید می کند. مخزن سد لتیان، یکی از منابع اصلی تامین آب شرب تهران است که در این نوشتار، مطالعات ژئوشیمی زیست محیطی همزمان آب و رسوب در آن مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور 8 ایستگاه در سطح دریاچه انتخاب و نمونه برداری آب (برای دو فاز معلق و حل شده) و رسوبات سطحی بستر بر اساس استانداردها و دستورالعمل های معتبر انجام گرفت. نتایج تجزیه ژئوشیمیایی انجام شده به روشICP-OES ، بر روی نمونه های برداشت شده از آب و رسوب مخزن سد لتیان، نشان داد که غلظت عناصر بالقوه سمی در بیشتر نمونه ها زیر حد آشکارسازی دستگاه و در حد استانداردهای EPA برای آب آشامیدنی است و نمونه های رسوب برای بیشتر عناصر جزو آرسنیک و سرب که تاثیرات مضری برای گونه های زیستی دارند، در محدوده مجاز معیارهای کیفی قرار گرفته است. همچنین ضریب EF و شاخص Igeo حالت بدون آلودگی نمونه های رسوبی را نشان داد. غنی شدگی فلزی بسیار شدید رسوبات نسبت به آب در این محدوده در مقایسه با مطالعات انجام شده در دیگر نقاط جهان نشانگر نقش آشکار و چشمگیر فرایندهای جذب سطحی در جذب آلاینده ها از آب و نیز خطر احتمالی برگشت عناصر از رسوب به ستون آب باشد.

دشت خوی در شمال باختر کشور و در شمال استان آذربایجان غربی گسترده شده است. این منطقه جزو مناطق سرد و خشک محسوب شده و میانگین بارندگی آن 344 میلی متر است. هدف از این پژوهش بررسی وضعیت هیدروشیمیایی منابع آب زیرزمینی دشت خوی، از نظر تعیین آلودگی آرسنیک در مناطق مختلف دشت است. با توجه به نتایج تجزیه های هیدروشیمیایی از 36 نمونه آب زیرزمینی دشت خوی، مقادیر عنصر آرسنیک در برخی مناطق دارای غلظت بالاتر از حد استاندارد سازمان بهداشت جهانی (WHO) برای آب شرب است. در نمونه های تجزیه شده، به سوی خاور و جنوب خاور منطقه مورد مطالعه، غلظت آرسنیک افزایش نشان می دهد. بر پایه تجزیه خوشه ای، نمونه های تجزیه شده در سه خوشه قرار گرفته اند. هر کدام از خوشه ها با توجه به محتوی عناصر سنگین از جمله آرسنیک و آهن نیز به زیرگروه های دیگری تقسیم شده اند. در ماتریس ضریب همبستگی، آرسنیک همبستگی مثبتی با آهن، مس، سدیم، کلر، سولفات و EC نشان می دهد. همبستگی بالای آرسنیک با آهن و مس نشان دهنده تاثیر بالای اکسیدها و هیدروکسیدهای این عناصر در جذب آرسنیک در رسوبات و همراه بودن آنها را در رسوبات و به تبع آن در آب است. بیشترین اشباع شدگی آرسنیک به ترتیب برای ترکیبات FeAsO4:2H2O و Ca3(AsO4)2:4H2O را نشان می دهد که روند تغییر شاخص اشباع برای این دو ترکیب نیز مشابه است و تقریبا از مناطق تغذیه به سوی مناطق تخلیه آب زیرزمینی افزایشی است. بر پایه روش تجزیه فاکتوری، سه عامل اصلی موثر بر هیدروشیمی منطقه مورد شناسایی قرار گرفت. در عامل نخست کلر، سدیم، سولفات، پتاسیم، آرسنیک، مس، آهن و هدایت الکتریکی موثرند که در واقع این عوامل منشا زمین زاد دارد. با توجه به نتایج حاصل می توان گفت منشا آرسنیک منطقه مورد مطالعه زمین زاد (geogenic) است و مربوط به عوامل زمین شناسی، سنگ ها و رسوبات حاصل از فرسایش این سنگ هاست. با این وجود می توان گفت انحلال کانی های موجود در سازندهای میوسن (مارن، شیل و ماسه و کنگلومرای قرمز) و پلیوسن (کنگلومرای با میان لایه های مارن و ماسه) بر آرسنیک آب زیرزمینی این ناحیه تاثیر داشته است.

مطالعات کانی شناسی و درجه آزادی از مهم ترین متغیرهای مورد استفاده در انتخاب روش جدایش است. در این مطالعه ویژگی های انواع مختلف کانی های موجود درکانسنگ فلورین شناسایی و روش های مناسب برای پیش فرآوری و فرآوری پایانی ارائه شد. ویژگی های کانسنگ با مطالعات میکروسکوپی، XRF،XRD  و تجزیه شیمیایی تعیین و ترکیبات کانی شناسی بر پایه تجزیه شیمیایی و مطالعات میکروسکوپی و همچنین مشخصات بافت مانند ابعاد ذرات، توزیع ذرات کانی باارزش، وضعیت کانی های درگیر و وضعیت کانسنگ مشخص شد. بر پایه بررسی های انجام یافته این کانسنگ شامل: فلورین (40.52%)، کلسیت (24%)، کوارتز (20%)، اسمیت زونیت (8%)، گالن (2%)، کانی-های رسی (3%)، باریت (1%) و گوتیت (0.6%) است و فاز کربناتی به دو شکل کلسیت درشت بلور و میکرایتی تا میکرواسپارایت دیده شد. کوارتز به شکل ریزبلورین و اکسیدهای لیمونیت و گوتیت به شکل لکه های 20 تا 30 میکرونی در درون کوارتز تشکیل شده است. درجه آزادی نمونه پس از خردایش در فراکسیون های ابعادی مختلف، با روش میکروسکوپی تعیین و بر پایه آن درجه آزادی فلورین (100 میکرون)، کلسیت (100 میکرون) وکوارتز (90 میکرون) و همچنین درگیری کانی کوارتز و کلسیت با فلورین در ابعاد 100 مش (150 میکرون) به ترتیب 36 و23 درصد است. در پایان روش ثقلی در ابعاد 600 - 425+ میکرون به عنوان روش پیش فرآوری و فلوتاسیون در ابعاد 150- 75+ میکرون به عنوان روش پایانی فرآوری انتخاب شد.

تاقدیس نوا در باختر استان کرمانشاه واقع شده و با توجه به گستردگی سازندهای آهکی، وجود گسل ها و درزه های تکتونیکی و شرایط اقلیمی، دارای کارست تحول یافته ای است. هدف از این پژوهش، بررسی و پهنه بندی تحول کارست و شناخت میزان تاثیر عوامل مختلف توسعه کارست تاقدیس نوا می باشد. داده های اصلی تحقیق را نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، خاک و کاربری اراضی، عکس های هوایی، تصاویر ماهواره ای به همراه آمار هواشناسی وزارت نیرو و سازمان هواشناسی تشکیل داده اند. در مطالعه موجود 9 عامل محیطی به عنوان متغیرهای مستقل و ژئومورفولوژی اشکال کارستی به عنوان متغیر وابسته مورد بررسی قرار گرفتند. سپس با انجام بررسی های میدانی، چاله های بسته به عنوان تکامل یافته ترین لندفرم های کارستی منطقه شناسایی شدند و بر اساس ویژگی های این لندفرم ها به هر کدام از عوامل موثر در توسعه کارست وزن کارشناسی اختصاص داده شد. در نهایت در محیط Arc Gis نقشه های همپوشانی تهیه و یکسان سازی عوامل و تصحیح نهایی با کمک مدل آنتروپی انجام شد و نقشه پهنه بندی نهایی تهیه و عوامل تاثیرگذار در تحول کارست تاقدیس مشخص شد. نتایج نشان می دهد که منطقه دارای چهار طبقه کارست با تحول بسیار زیاد، زیاد، متوسط و فاقد کارست می باشد. در میان عوامل نه گانه به ترتیب فاصله از گسل، جهت شیب، شیب، دما و بارش دارای بیشترین نقش و عوامل خاک، کاربری اراضی، سطوح ارتفاعی و لیتولوژی فاقد تاثیر می باشند. دقت سنجی مدل با چاله های بسته نشان دهنده وجود 92% چاله های بسته در دو طبقه تحول بسیار زیاد و زیاد می باشد که حاکی از کارایی مطلوب مدل آنتروپی در پهنه بندی تحول کارست است.

ارزیابی آسیب پذیری آبخوان به منظور تعیین مناطق دارای پتانسیل آلودگی برای مدیریت منابع آب زیرزمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق، با استفاده از مدل دراستیک ارزیابی آسیب پذیری آب زیرزمینی در آبخوان دشت مراغه- بناب برآورد شده است. در مدل دراستیک از پارامترهای موثر در ارزیابی آسیب پذیری سفره آب زیرزمینی شامل ژرفای سطح ایستابی، تغذیه، جنس سفره، نوع خاک، شیب توپوگرافی، مواد تشکیل دهنده منطقه غیراشباع و هدایت هیدرولیکی استفاده می شود که به صورت 7 لایه در محیط GIS تهیه شدند و با وزن دهی و رتبه بندی و تلفیق 7 لایه یاد شده، نقشه نهایی آسیب پذیری آبخوان نسبت به آلودگی، با تقسیم بندی به 3 محدوده آسیب پذیری کم، متوسط و زیاد تهیه و شاخص دراستیک برای کل منطقه بین 81 تا 116 برآورد شد. برای صحت سنجی مدل از داده های غلظت نیترات در منطقه استفاده شد که نتایج همبستگی نسبی با ضریب همبستگی 0.81 را برای مدل دراستیک نشان داد. به منظور بهبود نتایج مدل، از 4 روش هوش مصنوعی شامل شبکه عصبی مصنوعی، مدل فازی ساجنو و ممدانی، و مدل نروفازی استفاده شد. به این منظور داده های ورودی (پارامترهای دراستیک) و خروجی (آسیب پذیری) مدل و مقادیر نیترات مربوطه به 2 دسته آموزش و آزمایش تقسیم شد. خروجی مربوط به مرحله آموزش با مقادیر نیترات مربوطه تصحیح شد و پس از آموزش مدل، با استفاده از مقادیر نیترات نتایج مدل ها در مرحله آزمایش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تمام مدل های هوش مصنوعی به کار گرفته شده، قابلیت بهبود نتایج مدل دراستیک اولیه را دارند، اما در این بین، مدل نروفازی بهترین نتایج را دربرداشت و به عنوان مدل نهایی برگزیده شد. به طوری که در مرحله آزمایش، تمام چاه های حاوی آلودگی نیترات بالا در دسته آسیب پذیری بالا قرار گرفتند. بر اساس مدل نهایی، نواحی باختری منطقه دارای بیشترین میزان پتانسیل آلودگی هستند. همچنین، نتایج نشان داد که مدل های هوش مصنوعی می تواند به عنوان روشی کارا جهت بهینه سازی مدل دراستیک عمل کند و نتایج دقیق تری از برآورد پتانسیل آلودگی در منطقه مورد مطالعه را در پی داشته باشد.

دشت تبریز با وسعتی بیش از 700 کیلومترمربع از محدوده خاوری شهر تبریز تا شوره زارهای دریاچه ارومیه گسترده شده است. این دشت دارای دونوع آبخوان با کیفیت آب زیرزمینی متفاوت است. آبخوان آزاد که در کل دشت گسترده شده، در مناطق تغذیه دشت از بالادست دارای کیفیت آب خوب و در طول مسیر جریان رودخانه آجی چای و قسمت های باختری دشت کاملا شور می باشد. آبخوان های تحت فشار چند لایه ای که در مرکز و قسمت های باختری دشت قرار گرفته اند، از کیفیت آب نسبتا خوبی برخوردارند. غلظت مقادیر آرسنیک نیز در این آبخوان ها مختلف بوده و نمونه های تجزیه شده از نظر شیمیایی و به ویژه غلظت آرسنیک دو گروه آب کاملا متفاوتی را تشکیل می دهند. هدف این پژوهش، بررسی توزیع مکانی و عوامل کنترل کننده غلظت بالای آرسنیک در این آبخوان ها است. برای این منظور 16 نمونه آب با توزیع مناسب در دشت از آبخوان های یاد شده، برای آنالیز یون های اصلی و عناصر جزئی جمع آوری و در آزمایشگاه مورد تجزیه شیمیایی قرار گرفتند. مقدار غلظت آرسنیک در آبخوان آزاد و در محل تغذیه از مرزهای دشت، کم و در آبخوان های تحت فشار و ژرف، زیاد است. ارتباط غلظت آرسنیک با شرایط هیدروژئولوژیکی، غلظت های نیترات، سولفات و pH مقایسه و نتایج با روش های تجزیه به عوامل و روش های هیدروژئوشیمیایی تعبیر وتفسیر شد. حضور نیترات و سولفات با بار عاملی مثبت و آرسنیک با بار عاملی منفی می تواند شرایط احیایی را برای سیستم آب زیرزمینی بیان کند که باعث تحرک آرسنیک می شود. اشباع شدگی(SI) کانی های حاوی آرسنیک، با وجود بالا بودن میزان آرسنیک در نمونه ها، بسیار پایین و تحت اشباع است. آرسنیک موجود در منابع آب زیرزمینی منطقه دارای منشا زمین شناسی است و مقادیر غلظت آن به شرایط هیدروژئولوژیکی و احیایی محیط، مدت زمان ماندگاری آب در لایه های زیرین زمین و ژرفای چاه بستگی دارد.