حاجی کریمی

بررسی خصوصیات هیدروژئوشیمیایی چشمه ها در لندفرم های کارستی زاگرس می تواند راهنمای مناسبی برای تعیین میزان تکامل و توسعه ی کارست و مدیریت منابع آب این مناطق باشد. هدف این پژوهش مقایسه ی توسعه یافتگی کارست به کمک ویژگی های هیدروژئوشیمیایی چشمه های کارستی توده ی شاهو در زاگرس رورانده و آبخوان اسلام آباد در محدوده ی زاگرس چین خورده است. ابتدا با استفاده از نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، ژئومورفولوژی و مطالعات میدانی لندفرم های کارستی مناطق مورد مطالعه شناسایی شد. سپس 17 نمونه آب از چشمه های دائمی منطقه در فصل تر (اردیبهشت ماه 96) برداشت و در آزمایشگاه شیمی دانشگاه رازی تجزیه گردید. وضعیت هیدروژئوشیمیایی چشمه های فوق با استفاده از روش تحلیل مولفه های اصلی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور شناسایی فرآیندهای ژئوشیمیایی حاکم بر آبخوان ها، نمودارهای ترکیبی، نسبت های یونی و اندیس های اشباع کلسیت، دولومیت و ژیپس نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفت و جهت صحت سنجی داده ها از نمودار MRDS استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که سیستم کارستی آبخوان شاهو نسبت به آبخوان اسلام آباد توسعه یافته تر است. رخساره ی کلسیتی،  نسبت بالای Ca2+  به Mg2+  و پایین بودن شاخص اشباع دولومیت در شاهو که بیانگر خلوص بالای آهک است و بالا بودن نسبت دبی حداکثر به حداقل، که بیانگر تراکم بیشتر مجاری باز و وجود جریان مجرایی- انتشاری (آشفته- خطی) در آبخوان شاهو است نیز تایید کننده مطلب است. در مقابل، پایین بودن نسبت Ca2+ به Mg2+  در آبخوان اسلام آباد و بالا بودن شاخص اشباع دولومیت، مبین دولومیتی بودن کارست در این محدوده است. پایین بودن نسبت دبی حداکثر به حداقل در چشمه های محدوده ی اسلام آباد نیز نشان دهند ه ی وجود جریان انتشاری در آبخوان های این محدوده و عدم توسعه ی کامل کارست است.

ویژگی های هیدرودینامیکی و هیدروشیمیایی و تغییرات کمّی و کیفی چشمه ها نشان دهنده میزان توسعه و تکامل کارست یک منطقه است. هدف این پژوهش، شناخت رفتار هیدرودینامیکی آبخوان های کارستی و بررسی میزان توسعه کارست بلوک های الشتر و نورآباد با بهره گیری از تجزیه وتحلیل ویژگی های فیزیکوشیمیایی و منحنی فرود هیدروگراف چشمه هاست. برای این منظور در هر بلوک پنج چشمه انتخاب و پس از بررسی ویژگی های ژئومورفولوژی، اقلیمی، هیدرودینامیکی، هیدروشیمیایی، فیزیوگرافی و چند مرحله پیمایش میدانی، میزان توسعه کارست در آبخوان هر چشمه براساس روش مالیک و وجکتوا مشخص شد. با توجه به ارزیابی هیدرودینامیکی، درجه توسعه یافتگی کارست در آبخوان چشمه های امیر، چناره و هنام (بلوک الشتر) و چشمه های عبدالحسینی و نیاز (بلوک نورآباد) بین 5/2 تا 3 است و سیستم غالب جریان افشان و زیررژیم های خطی دارند. درجه توسعه کارست در آبخوان چشمه زز و آهنگران (بلوک الشتر) به ترتیب 4 و 3/4 و سیستم جریان در آنها از نوع مجرایی - افشان است. آبخوان چشمه های گلم بحری، لاغری و تیمور (بلوک نورآباد) با درجه توسعه کارست 5/5 و سیستم جریان در آنها مجرایی است. براساس تحلیل های هیدروشیمیایی در بلوک الشتر افزایش یون منیزیم، زیادبودن آنیون ها و کاتیون ها، هدایت الکتریکی بسیار، سختی زیاد آب و کم بودن Ca/Mg در مقایسه با بلوک نورآباد، نشان دهنده آبخوان های کارستی دولومیتی، غلبه درز و شکاف های کوچک، ارتباط زیاد بین سنگ و آب ذخیره شده و جوانی کارست در بلوک الشتر است. نتایج تحلیل های هیدرودینامیکی و هیدروشیمیایی نشان می دهد سیستم کارست در نورآباد نسبت به الشتر از توسعه و تکامل بیشتری برخوردار است.

ویژگی های زمین شناسی تأثیر بسیار زیادی در ویژگی های فیزیکی حوضه و شبکه آبراهه ها دارد. هدف از این پژوهش تعیین بُعد فراکتال شبکه هیدروگرافی و بررسی ارتباط بُعد فراکتال با الگوهای ژئومورفولوژی سازندهای زمین شناسی و میزان حساسیت آن ها در حوضه های مورد مطالعه است. پس از محاسبه بُعد فراکتال و تعیین میزان حساسیت هر سازند، ارتباط بُعد فراکتال با سازندها در حوضه های مختلف بررسی شد. نتایج نشان داد بین عدد فراکتال و حساسیت سازندهای حوضه ها، که بیانگر میزان فرسایش و ناهمواری در حوضه است، ارتباط معناداری در سطح 5درصد و افزایشی وجود دارد؛ به نحوی که با افزایش حساسیت سنگ شناسی و، به تبع آن، تراکم زهکشی، عدد فراکتال افزایش می یابد. بیشترین مقدار بُعد فراکتال در حوضه های مطالعاتی مربوط به سازند کواترنری ریزدانه معادل 65/1 و کمترین مقدار عددی بُعد فراکتال مربوط به سازند سروک معادل 06/1 است. همچنین، در سازندهایی با حساسیت بیشتر نسبت به سازند های مقاوم تغییرات بیشتری در تراکم شبکه هیدروگرافی رخ داده است؛ درنتیجه، تغییر بُعد فراکتال آن ها نیز بیشتر مشاهده می شود.

انتخاب یک روش درون یابی بهبنه برای تخمین ویژگی های یک منطقه موردی در نقاط نمونه گیری نشده نقش مهمی در مدیریت داده ها دارد. در این پژوهش، مدل های میان یابی کریجینگ معمولی شامل خطی، نمایی، گوسی و کروی معمولی جهت تخمین پارامتر میانگین بارندگی استان ایلام مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا نرمال بودن داده ها با استفاده از روش کلموگروف- اسمیرنف بررسی و سپس به ازای هر مدل وایروگرام آن محاسبه و ترسیم شد. در ادامه واریوگرامی برای برازش بر داده ها استفاده شد که همبستگی مکانی بین داده ها را به صورت مطلوب تری از سایر واریوگرام ها نشان دهد. برای این امر از نسبت میان اثر قطعه ای و سقف واریوگرام استفاده گردید (Co+C). با توجه به پارامترهای به دست آمده برای واریوگرام های برازش شده وایروگرام گوسین با میزان 33/0 بهترین همبستگی بین داده ها را مدل کرده و برای درون یابی استفاده گردید. برای ارزیابی انواع مدل ها از مربع میانگین ریشه خطا با خطای استاندارد استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مدل گوسین با پایین ترین میزان خطای برآورد (12/6) و مربع میانگین ریشه خطا (166) بهترین مدل برای درون یابی داده ها در این پژوهش ارزیابی شد. هم چنین در مقایسه مربع میانگین ریشه خطا با خطای استاندارد برای تعیین میزان برآورد مورد انتظار، هر چهار مدل دارای برآوردی بیشتر از حد انتظار بودند.

حوضة کارستی رودخانة الوند در غرب استان کرمانشاه به علت فراهم بودن شرایط مساعد کارست زایی، دارای آبخوان های کارستی متعددی است. این آبخوان ها نقش حیاتی در استمرار و شکل گیری مدنیت در منطقه داشته، منبع اصلی تأمین آب جوامع انسانی است. هدف از این پژوهش ارزیابی و تعیین درجة توسعة کارست آبخوان های کارستی حوضة الوند استفاده از طریق تجزیه و تحلیل منحنی فرود هیدروگراف چشمه های کارستی است. در این پژوهش، پس از تعیین محدودة آبخوان ها، ویژگی های ژئومورفولوژی کارست سطحی و زمین شناسی آنها بررسی شد و در ادامه منحنی فرود هیدروگراف پنج چشمه ارزیابی و درجة توسعة کارست آبخوان ها تعیین شد. نتایج حاکی از آن است که آبخوان های ریجاب و ماراب با درجة توسعة کارست 5/5، توسعه یافته ترین آبخوان های حوضه اند و دارای دو زیررژیم خطی و یک زیررژیم آشفته اند. آبخوان های گلین، گلودره و سرابگرم دارای درجة توسعة کارست 7/3، 7/3 و 7/2 هستند و دو زیررژیم خطی دارند. درجة توسعة کارست و ویژگی های هیدرودینامیکی آبخوان ها تحت تأثیر تفاوت های محلی در عوامل مؤثر بر توسعة کارست و ژئومورفولوژی کارست متفاوت است. سه عامل ژئوموفولوژی کارست سطحی، فیزیوگرافی حوضه های تغذیه کنندة آبخوان ها و ارتفاع، به ترتیب بیشترین اثر را بر ویژگی های هیدرودینامیکی و درجة توسعة کارست آبخوان های حوضة الوند دارند.

کشف منابع آب زیر زمینی به عنوان یکی از راه های تأمین آب شرب در جهان با توجه به نیاز روزافزون جهانیان به آب، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. در این تحقیق به بررسی درجه اهمیت عوامل موثر در توسعه کارست در بخشی از پهنه کارستی زاگرس در محدوده تاقدیس کبیرکوه در استان ایلام پرداخته شده است. بدین منظور لایه های اطلاعاتی لیتولوژی، چگالی خطواره ها، شیب سطح زمین، بارش، ارتفاع، پوشش گیاهی و تراکم آبراهه ها با استفاده از اطلاعات رقومی سنجش از دور، نقشه های زمین شناسی، نقشه های توپوگرافی و آمار بارش فراهم شد و برای تهیه مدل پتانسیل توسعه کارست به نرم افزار ArcGIS معرفی شد. لایه های اطلاعاتی مختلف با اعمال قضاوت کارشناسی و بازدید های صحرایی به صورت نقشه-های معیار طبقه بندی شده و با توجه به درجه اهمیت هرکدام از پارامترها رتبه ای از 1 تا 9 داده شده و همچنین به هر لایه براساس اولویت در پتانسیل توسعه کارست و با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) وزن مناسب اختصاص داده شد. سپس لایه ها به نرم افزار Idrisi انتقال یافته و با استفاده از روش فازی استاندارد سازی روی آنها اعمال شده است. سپس برای تهیه نقشه پتانسیل توسعه کارست لایه های موجود با روش هم پوشانی در محیط نرم افزار Idrisi با استفاده از ماژول Image Calculator با هم تلفیق شدند. در این روش وزن هر لایه با توجه به تأثیری که آن لایه در توسعه کارست دارد به صورت درصد و نقشه یا مدلی بدست آمد که توسعه کارست را در سازندهای مختلف دارای پتانسیل نشان می-دهد. آنالیز حساسیت مدل مذکور نشان داد که مهمترین پارامتر تأثیرگذار بر روی توسعه کارست در تاقدیس کبیرکوه، پارامتر لیتولوژی می باشد. این مدل با استفاده از آمار چشمه های منطقه و حوضه آبگیر آنها بویژه چشمه های پر آب منطقه ارزیابی و صحت سنجی گردید. بطوریکه همخوانی مطلوبی بین حوضه آبگیر چشمه های پر آب منطقه و مناطق با توسعه کارست مشاهده گردید.

با توجه به اندازه گیری نقطه ای بارش و عدم پوشش تمام سطح حوزه ها، پیش بینی این نوع داده ها ضروری است. تکنیک های مختلفی جهت برآورد داده های بارندگی در نقاط فاقد داده وجود دارد. به طور کلی روش های زمین آماری در مقایسه با روش های آمار کلاسیک برای برآورد بارش دقیق تر هستند.در ایﻦ راﺳﺘﺎ، ﻣیﺎﻧﮕیﻦ ﺑﺎرش ﺳﺎﻻﻧﻪی 97 ایﺴﺘﮕﺎه باران سنجی در اﺳﺘﺎن ایلام در یک دوره آماری 23 ساله (سال های 1389-1366) ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳی ﻗﺮارﮔﺮﻓﺖ. پس از جمع آوری آمار و اطلاعات مربوطه، نقشه هم باران تهیه و آنالیز واریوگرام انجام شد. در این تحقیق سه نوع روش کریجینگ شامل کریجینگ معمولی، ساده و عام مورد استفاده قرار گرفت. برای ارزیابی انواع مدل ها از مربع میانگین ریشه خطا با خطای استاندارد استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که روش کریجینگ عام با پایین ترین میزان میانگین خطای برآورد (003/0) و مربع میانگین ریشه خطاء (97/74) بهترین روش برای درون یابی در این پژوهش می باشد. همچنین در مقایسه مربع میانگین ریشه خطا با خطای استاندارد برای تعیین میزان برآورد مورد انتظار، هرچهار مدل دارای برآوردی بیشتر از حد انتظار بودند. در پایان مشاهده گردید که تغییر نمایی ارتفاع و بارش منطقه نشان می دهد که تاشعاع 4/117 کیلومتری، بین ایستگاه ها از نظر ارتفاع رابطه ی معنا داری وجود دارد و پس از این فاصله، رابطه ی آنها به صورت تصادفی است.

آبخوان های کارستی دارای ناهمگنی بالا و تنوع فضایی از نظر توسعه کارست بوده، که این امر واکنش آبخوان های کارستی به ورودی و تغییرات آن در سیستم کارستی را کنترل می کند. ژئومورفولوژی کارست با تعیین نوع و میزان تغذیه، واکنش آبخوان ها را به بارش کنترل می کند. ارزیابی سری های زمانی ورودی و خروجی در سیستم های کارستی اطلاعات جامعی را در زمینه رفتار هیدرودینامیکی آبخوان ها ارائه می دهد. هدف از این پژوهش ارزیابی و شناخت ویژگی های هیدرودینامیکی آبخوان های گیلانغرب و خورین با استفاده از توابع خودهمبستگی و چگالی طیفی و مشخص کردن عوامل موثر در ویژگی های هیدرودینامیکی آبخوان ها است. در این پژوهش از داده های دبی و بارش ایستگاه های هیدرومتری و بارانسنجی وزارت نیرو جهت محاسبه تحلیل سری های زمانی تک متغیره و آنالیز منحنی فرود هیدروگراف استفاده شده است. نتایج نشان داد سیستم کارستی آبخوان خورین نسبت به آبخوان گیلانغرب توسعه یافته تر است. آبخوان خورین دارای رفتار هیدرودینامیکی چندگانه و اینرسی کم و آبخوان گیلانغرب دارای رفتار هیدرودینامیکی نسبتا پایدار و اینرسی بالا می باشد. معادله منحنی فروکش در آبخوان خورین، چندگانگی رفتار سیستم کارستی را نشان داده و نتایج بدست آمده از توابع سری زمانی را تایید می کند. اما معادله منحنی فروکش هیدروگراف در چشمه گیلانغرب وجود جریان سریع در آبخوان را که توسط توابع سری زمانی نشان داده، تایید نمی کند. توسعه ژئومورفولوژی کارست سطحی و وجود فروچاله ها عامل اصلی رفتار هیدرودینامیکی چندگانه در آبخوان خورین می باشد. نبود فروچاله ها و توسعه کم ژئومورفولوژی کارست و ویژگی های فیزیوگرافی همچون کشیدگی حوضه تغذیه کننده آبخوان گیلانغرب باعث نوسان کم در رفتار هیدرودینامیکی آبخوان گیلانغرب گردیده است. در نهایت می توان گفت که توابع سری زمانی کارکرد قبل قبولی در ارزیابی رفتار هیدرودینامیک آبخوان های کارستی دارند.

مدیریت منابع آب بویژه آب های زیرزمینی، در مناطق خشک و نیمه خشک از اهمیت خاصی برخوردار است. عوامل مختلف طبیعی و انسانی در چند دهه اخیر باعث ایجاد شرایط بحرانی و افت سطح آب زیرزمینی در بیشتر مناطق کشور شده است. در این تحقیق نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت مهران در استان ایلام طی دوره آماری 13 سال (از سال آبی 77-76 تا 89-88) با استفاده از هیدروگراف واحد مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین حجم ذخیره آبخوان، میزان تخلیه و بهره برداری از این آبخوان آبرفتی تعیین گردید. برای انجام این تحقیق از گزارشات هواشناسی، هیدرولوژی و هیدروژئولوژی و همچنین داده ها و اطلاعات مربوط به چاههای بهره برداری و پیزومتری و بازدید صحرایی استفاده شد. بعد از تهیه داده ها و اطلاعات در سیستم اطلاعات جغرافیایی اقدام به تهیه نقشه های عمق آب، ضخامت آبخوان، تراز آب و تغییرات تراز گردید. نتایج تحقیق نشان داد که در دوره آماری مذکور میزان افت تراز آب زیرزمینی از خیز تراز آن بیشتر بوده و تراز آب زیرزمینی83/10 متر افت داشته است که میزان متوسط افت سالانه دشت مهران حدود 77/0 متر بوده است. همچنین حجم ذخیره آبخوان و میزان بهره برداری از آن به ترتیب 577 و 44 میلیون متر مکعب برآورد گردید.

در سال های اخیر، عوامل طبیعی و انسانی باعث تشدید خسارت های ناشی از زمین لغزش ها شده است. یکی از راهکار های مهم برای کاهش خسارت های ناشی از وقوع زمین لغزش ها، دوری جستن از مناطق دارای خطر است. بدین منظور، لازم است نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش برای این مناطق تهیه گردد.در این تحقیق، ابتدا پس از بررسی های میدانی در حوضه سد ایلام 9 عامل مؤثر شامل شیب دامنه، جهت دامنه، ارتفاع از سطح دریا، بارندگی، فاصله از جاده، فاصله از گسل، فاصله از شبکه زهکشی، کاربری اراضی و سنگ شناسی به عنوان عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش های منطقه تشخیص داده شدند و این 9 عامل در محیط GIS با استفاده از نرم افزار Arcview تهیه گردیدند و لایه پراکنش زمین لغزش ها بر روی هر کدام از این لایه ها انداخته شدند و همپوشانی گردید، تا نقش طبقات مربوط به عوامل مختلف مشخص شود. سپس پهنه بندی با پنج روش ارزش اطلاعاتی، تراکم سطح، فرایند تحلیل سلسله مراتبی، روش پیشنهادی کوپتا-جوشی(Lnrf) و نسبت فراوانی انجام گرفت. در پایان، برای ارزیابی صحت نقشه های پهنه بندی، وزن های به دست آمده از روش های ذکر شده در حوضه سد ایلام برای حوضه آبخیز مجاور (حوضه پاکل گراب) -که از بسیاری لحاظ مشابه حوضه سد ایلام بود- به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که روش ارزش اطلاعاتی نسبت به سایر روش ها در تفکیک طبقات خطر نتایج بهتری ارایه نموده است. بنابراین، این روش به عنوان روش نهایی پهنه بندی خطر زمین لغزش برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد گردید.