زمین شناسی کاربردی پیشرفته
سال:1396 | دوره:7 | شماره:24 |تعداد مقالات:8

زمین لغزش یکی از مخاطرات طبیعی است که هرساله باعث خسارات جانی و مالی فراوانی در سراسر جهان می گردد. پهنه بندی زمین لغزش می تواند به شناخت مناطق خطر کمک کرده و در برنامه ریزی ها مورداستفاده قرار گیرد. در این مطالعه کارایی دو مدل ارزش اطلاعات و تراکم سطح جهت پهنه بندی خطر زمین لغزش در استان سیستان و بلوچستان مورد آزمایش قرارگرفته است. بدین منظور در ابتدا نقشه زمین لغزش های روی داده تهیه شد سپس نقشه های مربوط به ده عامل های موثر در وقوع لغزش تهیه و طبقه بندی شد. در مرحله بعد با استفاده از مدل های تراکم سطح و ارزش اطلاعات وزن طبقه های هر معیار محاسبه گردید. سپس نقشه های خطر زمین لغزش با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و تلفیق آن ها در محیط نرم افزار Arc GIS تهیه شد. این نقشه ها عمدتا مناطق مرتفع با لیتولوژی فیلیشی و مناطقی که در امتداد گسلهای اصلی قرار دارند را مستعد زمین لغزش و مناطق پست را بدون استعداد نشان می دهند. به منظور مقایسه روش ها نسبت به یکدیگر و تعیین کارآمدی آن ها شاخص های مجموع کیفیت (Qs) و دقت (P) موردبررسی قرار گرفتند. مقدار بالاتر این شاخص ها برای مدل ارزش اطلاعات کارایی بیشتر آن را نسبت به مدل تراکم سطح جهت پهنه بندی زمین لغزش نشان می دهد.

منطقه رامند بخشی از نوار ماگمایی ارومیه- دختر (زون ساختاری ایران مرکزی) است که از نظر جغرافیایی در جنوب غربی شهرستان بویین زهرا و جنوب دانسفهان قرار دارد. این منطقه دارای سنگ های آذرین اسیدی با ترکیب ریولیت و ریوداسیت است. آثار دگرسانی رس و تعدد رگه های سیلیسی در سنگ های آتشفشانی مشاهده میگردند. در این مطالعه با استفاده از روش شاخص همپوشانی و تلفیق داده های مکانی، نقشه پیش داوری از وضعیت پتانسیل های معدنی (منشاء گرمابی) بدست آمده است. لایه های مورد استفاده شامل اطلاعات زمین شناسی، زمین ساختی، تصاویر ماهواره ای و شواهد کمی حاصل از سنجش های ژئومغناطیسی هستند که پس از پردازش مقدماتی داده ها و تولید نقشه های پربندی (لایه های نشانگر)، فایل های شبکه متناسب با معیارهای شاخص، تلفیق و برای تحقق اهداف اکتشافی منطقه رامند آماده شده اند. بدین ترتیب آثار دگرسانی و کانه زایی با تاکید بر توان معدنی ذخایر گرمابی به صورت نقشه پیش داوری معرفی گردیدند که این امر، فاز اکتشافات مقدماتی را تسریع و جنبه کاربردی این تحقیق را اثبات نمود. در این نقشه نواحی مستعدی وجود دارند که از اولویت پی جویی ذخایر فلزی در عمق رخساره های دگرسانی برخوردارند. لذا در پایان تحقیق برخی از نتایج و پیشنهادات کاربردی به منظور ادامه عملیات اکتشاف (در فاز تفصیلی) ارائه شده اند.

ناحیه معدنی سنگ آهن گل گهر در 53 کیلومتری جنوب غرب شهرستان سیرجان، استان کرمان یکی از بزرگترین معادن روباز کشور می باشد. در اثر استخراج و بهره برداری از معدن، تراز کف پیت معدن به زیر سطح آب زیرزمینی منطقه رسیده و هجوم آب زیرزمینی به پیت معدن رخ داده است. جهت جلوگیری از آب گرفتگی پیت معدن، عملیات زهکشی آب زیرزمینی با نرخ حدود 4000 تا 5000 متر مکعب بر روز اجرا می شود و درنتیجه آن، یک مخروط افت بزرگ در محدوده پیت تشکیل شده است. جهت انجام مدیریت صحیح فرایند زهکشی، خصوصا تشدید احتمالی نشت آب زیرزمینی به محدوده پیت در اثر تعمیق آن در طی توسعه آتی معدن و همچنین به منظور شناخت مکانیسم حرکت آب های زیرزمینی در این محدوده، با استفاده از نرم افزار FEFLOW یک مدل ریاضی حرکت آب زیرزمینی در محدوده معدنکاری ارائه شده است که بتواند شرایط پیچیده تخلخل دوگانه سازند سخت معدن را شبیه سازی و پیش بینی نماید. در این تحقیق، تلاش گردیده تا با به کارگیری شبکه بندی عناصر محدود، درنظر گرفتن درزه و شکاف های سازند سخت و به کارگیری متناسب معادلات حاکم بر حرکت آب در این محیط ناهمگن و اعمال سطح تراوش محدوده پیت در مدل، نوسانات سطح آب زیرزمینی منطقه، به نحوه مناسب و قابل قبولی شبیه سازی شوند. در نهایت با انجام بهینه سازی توسط مدل، موقعیت 10 حلقه چاه و دبی پمپاژ بهینه در یک سناریوی پیشنهادی زهکشی، مشخص شده است. پیش بینی مدل، حاکی از آن است که در طول یک سال، سطح ایستابی در محدوده پیت به اندازه 18 متر افت خواهد نمود. لذا با اجرای بخش کاربردی تحقیق با استفاده از سناریوی پیشنهادی مذکور در زهکشی، سطح آب زیرزمینی به زیر توده معدنی خواهد رسید و عملیات معدنکاری می تواند بدون مشکل از لحاظ آب گرفتگی پیت ادامه یابد.

با توجه به مشاهده علائم ابتلای ساکنین منطقه صحرای باغ لارستان به فلوروسیس دندانی خفیف تا شدید، غلظت فلوئور در منابع آب منطقه بررسی گردید. برای این منظور تعداد 62 نمونه آب از چشمه، چاه های شرب و کشاورزی و آب انبارهای منطقه جمع آوری شدند. غلظت یون های اصلی و یون فلوراید در نمونه ها اندازه گیری شد. مطالعه پراش پرتو ایکس (XRD) و کروماتوگرافی یونی نیز بر روی پنج نمونه سنگ از واحدهای سنگ شناختی اطراف منطقه انجام گردید. نتایج نشان می دهد که در بیش از %98 از چاه های نمونه برداری شده، میزان فلوراید بالاتر از حد مجاز اعلام شده توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) یعنی بیش از 1.5 میلیگرم در لیتر می باشد. نتایج بررسی های آب زمین شیمی و آماری نمونه های آب و سنگ نشان داد که محتمل ترین منشا فلوئور در آب زیرزمینی منطقه از آزادسازی فلوئور از کانی های فلوئوردار در خاک و رسوبات منطقه شامل کانی های فلوئوردار رسی، میکا و نیز فلوئوروآپوفیلیت می باشد. با توجه به نتایج این پژوهش استفاده از منابع آبی موجود در منطقه به شدت سلامت ساکنین منطقه را تهدید می کند و بایستی از منابع آب جایگزین مانند سازندهای کارستی و یا روشهای حذف فلوئور در آب شرب استفاده گردد.

محدوده مورد مطالعه در شمال باختر مرزن آباد، دارای گسل های شاخصی می باشد. با توجه به نقش گسل ها در رخداد زمین لغزش و شکل گیری فرونشست ها و به تبع آن، وارد آمدن خسارت به سازه های سطحی همچون واحد های صنعتی و شبکه توزیع برق در این منطقه، پهنه بندی پتانسیل فرونشست و ارزیابی تاثیر ساختار های تکتونیکی بر میزان فرونشست، مورد بررسی قرار گرفت. پس از تعیین روند و نوع گسل های موجود در منطقه (گسل های F1 تا F9)، مشخص گردید که گسل های F1 تا F5 دارای روند یکسان بوده و خردشدگی در پهنه های گسلی سبب به وجود آمدن مناطق تراوا شده است. گسل های F6 و F7 بین واحدهای آهکی ضخیم لایه در دامنه های شمالی و جنوبی منطقه شکل گرفته اند. گسل F8 نیز با راستای شمال خاوری-جنوب باختری، دارای برش های گسلی در پهنه گسلی می باشد که سبب ناپایداری و لغزش در محل کف جاده در محدوده مورد مطالعه گشته است. گسل F9 از جمله گسل های با پهنه گسلی عریض می باشد که خود، متشکل از چندین گسل بوده و موجب ناپایداری ساختگاه در دکل های خطوط انتقال نیرو و تخریب واحدهای صنعتی در منطقه می گردد. با مطالعه به روش AHP به منظور تجزیه و تحلیل خطر فرونشست در منطقه مورد مطالعه، چنین نتیجه می شود که عوامل زمین شناسی از جمله: وجود درزه ها و شکستگی های گسلی سبب ایجاد سطوح ضعف در خاک و ناپایداری در منطقه گشته اند و از طرف دیگر سبب انتقال آب به واحدهای آهکی زیر سطحی شده و حفرات انحلالی را پدید آورده است. پس از برداشت های صحرایی، تهیه نقشه DEM، نقشه شیب و جهت شیب، آبراهه ها و در نهایت، تهیه نقشه پهنه بندی خطر فرونشست در منطقه تهیه گردید، این نقشه نشان می دهد که خطر فرونشست در بخش های جنوبی منطقه نسبت به سایر مناطق، بیشتر می باشد و سازه های حساس که در این مناطق قرار گرفته اند نیازمند جابه جایی به مناطق امن دارند. با استفاده از مدل های تصمیم گیری چند متغییره و تولید لایه های اطلاعاتی مورد نیاز می توان در جانمایی سازه های صنعتی در مناطقی که با خطر فرونشست و زمین لغزه مواجه هستند از احداث سازه ها در مناطق پر خطر اجتناب نمود. تهیه نقشه های پتانسیل فرونشست می تواند به عنوان سندی برای چشم انداز توسعه مناطق مختلف استفاده شود و در بحث آمایش زمین مورد استفاده قرار گیرد و از خسارت های جبران ناپذیر احتمالی جلوگیری نماید.

بررسی پارامترهای ژئوتکنیکی، یکی از مهمترین شاخص های مورد مطالعه در مباحث زمین شناسی مهندسی به شمار می رود. به همین جهت به منظور توسعه صنعتی و سازه ای، تهیه بانک جامع اطلاعاتی زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک ضروری است. در این راستا، نفوذپذیری از مهمترین مشخصات فیزیکی خاک است که در مهندسی ژئوتکنیک استفاده شده است. نفوذپذیری خاک به دو عامل کلی بستگی دارد، یک عامل مشخصات خود خاک شامل فضای خالی خاک، زبری سطح ذرات جامد، درجه اشباع و عامل دیگر مشخصات سیالی (آب) است که از آن عبور می کند. به منظور انجام تحقیق حاضر، اقدام به طراحی و آزمایش دستگاهی برای اندازه گیری نفوذپذیری افقی و قائم در نمونه ذرات درشت دانه شده است. در تحقیق حاضر سه نمونه با دانه بندی غیر یکنواخت برای آزمایش انتخاب گردیده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد میزان ناهمسانی نفوذپذیری بدست آمده برای نمونه های غیر یکنواخت در محدوده 1.32 تا 3.5 قرار دارد، نتیجه دیگر آنکه با افزایش ضریب یکنواختی میزان ناهمسانی نفوذپذیری کاهش می یابد. همچنین در نمونه های غیر یکنواخت با افزایش درصد ذرات ریز (ذراتی با قطر کوچکتر از 4.75 میلیمتر) میزان ناهمسانی نفوذپذیری افزایش می یابد. با توجه به نتایج به دست آمده استفاده از ذرات ریزدانه در اجرای طرح های سازه های مختلف دریایی توصیه می شود.

اختلاط یکی از عوامل مهم در تغییر کیفیت منابع آب زیرزمینی به شمار می رود. در پهنه زاگرس وجود مولفه های مختلفی چون شورابه های نفتی، آب های متاثر از سازندهای تبخیری همچون گچساران سبب شده است که فرآیند اختلاط نقشی اساسی در کیفیت این منابع آبی داشته باشد. چشمه گرو در محدوده مسجدسلیمان می تواند شاخصی برای بررسی مکانیسم اختلاط منابع آب زیرزمینی در پهنه زاگرس باشد. تخلیه بخش عمده ای از تاقدیس آسماری از این چشمه صورت می گیرد، ولی متاسفانه به دلیل اختلاط با آب شور در دماغه شمال غربی تاقدیس آسماری باعث زوال کیفیت این منبع عظیم آب شیرین منطقه گردیده است. در این تحقیق سعی شده است تا با مطالعات هیدروشیمیایی و استفاده از روش ها و نمودارهای ترکیبی هیدروژئوشیمیایی، اختلاط آب های شور و شیرین بررسی گردد. نتایج تجزیه های شیمیایی عناصر اصلی از 20 نمونه آب سطحی و زیرزمینی و 10 نمونه تعیین TOC موردبررسی قرار گرفت. نسبت Br/Cl و دیاگرام های ترکیبی که وجود روند خطی واضحی را بین عناصر سدیم و کلر نشان می دهند حاکی از اختلاط آب شیرین و شور می باشد. همچنین مقادیر TOC نشان دهنده آلودگی چشمه شور کارستی گرو به مواد آلی می باشد. نتایج استفاده از نرم افزار Phreeqc برای تعیین درصد اختلاط در منطقه نشان می دهد که دلایل شوری در آبخوان تاقدیس آسماری و چشمه شور کارستی گرو مختلف بوده، و شامل انحلال سازند تبخیری گچساران و شورابه میادین نفتی در منطقه می باشد. علت اصلی شوری چشمه کارستی گرو و آبخوان کارستی آسماری در فصل مرطوب ورود حجم بالای آب رودخانه شور تمبی و در فصل خشک اختلاط با شورابه نفتی می باشد.

دشت قوری میدان، واقع در استان خراسان شمالی، از شمال و جنوب توسط سازند تیرگان، مهمترین مخزن آب کارستی منطقه، محصور شده است. هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای ساختاری (چین، گسل و درزه ها) و الگوی شکستگی ها و تخمین آب نفوذی و زهکشی شده از سازند تیرگان می باشد. تجزیه و تحلیل داده های ساختاری حاصل از عملیات صحرایی و تصاویر ماهواره ای بیانگر تاقدیسی بودن ارتفاعات شمالی و جنوبی و ناودیسی بودن دشت و وجود شکستگی ها (N50) با ساختار نفوذپذیری کانالی افشان و کانالی سدی است. با همپوشانی لایه های اطلاعاتی مختلف در نرم افزار GIS، میزان نفوذ آب در سازند تیرگان به دست آمد (44%)، که با توجه به مساحت و متوسط بارندگی، حدود 22.8 MCM8 آب از طریق شکستگی ها نفوذ و سپس از طریق چشمه دشتک (8.7 MCM) و بصورت زهکشی (14.1 MCM) از سازند تیرگان به داخل رودخانه اترک تخلیه و از منطقه خارج می گردد.