منحنی فروکش

در این پژوهش، مدل تجربی Mangin و مدل Coutagne به منظور مدل سازی دبی روزانه چشمه علی دامغان در طول دوره فروکش مورد استفاده قرار گرفت. برای این منظور داده های روزانه دبی چشمه مورد مطالعه طی نه سال متوالی (از سال 1380 تا 1388) اخذ و بکار گرفته شد. روش اول، بر اساس تئوری جداسازی جریان سریع که در قسمت غیراشباع آبخوان به صورت موقت ناشی از تغذیه سطحی ذخیره شده از جریان پایه که در تشکیلات کارستی آبخوان مطابق با تئوری Mailletوجود دارد، استوار است. درحالی که روش دوم، منحنی فروکش را پاسخ سیستم تک مخزنی آبخوان به محرک ورودی (بارندگی) درنظر می گیرد. نتایج روش Mangin در مورد چشمه علی دامغان نشان داد که درصد مشارکت حجم جریان سریع در مقایسه با جریان پایه آبخوان کارستی از حجم کل جریان، بسیار اندک (%5/0) می باشد که نشان دهنده درجه بالای توسعه یافتگی بخش غیراشباع این آبخوان کارستی نسبت به بخش پائینی و غالب بودن سیستم افشان بخش اشباع آبخوان است. حجم جریان ذخیره شده در آبخوان کارستی که توسط روش Mangin (با متوسط خطای 5%) به دست آمده است، از خطای کمتری نسبت روش Coutagne (با متوسط خطای 23%) برخوردار است. درحالی که مقادیر پیش بینی شده دبی جریان در طول منحنی فروکش توسط روش Coutagne(80/0=RMSE و 08/0= R2)، درجه دقت بالاتری نسبت به روش Mangin (44/0=RMSE و 45/0= R2) دارد. نتایج این تحقیق نشان داد که به منظور پیش بینی جریان روزانه چشمه کارستی طی دوره فروکش، روش Coutagne نسبت به روش Mangin از این نظر که لازم به تفکیک جریان های سریع و پایه چشمه طی دوره فروکش نمی باشد و همچنین به دلیل سادگی ساختار مدل و اینکه تنها به یک پارامتر وابسته است و در نتیجه به محاسبات کمتری نیازمند است، دارای ارجحیت می باشد.

خصوصیات هیدروگراف چشمه ی کارستی و ضریب خشکیدگی می تواند منعکس کننده ی نوسانات هیدرواقلیمی و خصوصیات فیزیکی و زمین شناسی سیستم آبخوان تغذیه کننده ی چشمه باشد. در این مطالعه به منظور شناسایی رفتار هیدرولوژئولوژیکی سراب کارستی مطهری خرم آباد طی نوسانات هیدرواقلیمی از تحلیل کمی منحنی خشکیدگی بر اساس معادله نمایی Maillet استفاده و ضریب منحنی خشکیدگی طی دوره ی 27 ساله (71-1370 تا 97-1396) محاسبه گردید. برای بررسی اثر نوسانات هیدرولوژیکی بر ضریب خشکیدگی هیدروگراف، تغییرات سری زمانی ضریب تخلیه در هنگام جریان پایه از طریق شاخص خشک سالی هیدرولوژیکی SDI تحلیل، سپس همبستگی آماری این شاخص با شاخص خشک سالی کسری تبخیر و تعرق SEDI تحلیل گردید. نتایج نشان داد ضریب خشکیدگی دارای روند خطی صعودی بوده و مقدار آن در هنگام خشک سالی های ملایم تا شدید از 0082/0 تا 0574/0 تغییر کرده است. مقایسه ی آماری بین سری زمانی ضریب خشکیدگی با مقادیر شاخص SDI نشان داد که یک همبستگی معکوس معنی دار با ضریب منفی 65 درصد وجود دارد؛ یعنی اینکه که با افزایش خشک سالی هیدرولوژیکی چشمه، ضریب تخلیه ی آن افزایش و زهکشی سریع تر صورت می گیرد. بخشی از این تغییرات، ناشی از نوسانات اقلیمی و بیولوژیکی است. این اثرات با بررسی همبستگی بین شاخص های SDI و SEDI در مقیاس زمانی 6 ماهه بر اساس روش تحلیل طیفی و همبستگی متقابل در فواصل اطمینان 95 درصد تأیید شد. علاوه بر نوسانات هیدرواقلیمی، ضریب خشکیدگی سراب می تواند تحت تأثیر خصوصیات سازند کربناته سروک با لیتولوژی آهک و تا حدودی مواد ریزدانه متشکله ی آن باشد؛ به طوری که در زمان خشک سالی ها، جریان آب پایه تحت جریان مجرایی و آب ذخیره شده در بدنه ی سفره قرار می گیرد و در اثر مجاری بزرگ کارستی و گسله ی سازند سروک، تحت شیب هیدرولیکی زیاد تخلیه می شود. در سال های تر علاوه بر هدایت سریع آب توسط مجاری کارستی و شکستگی ها، احتمالاً در هنگام تداوم آب پایه با هدایت آب تغذیه شده ی ماه های تر از طاقدیس سروک به درون زمینه دارای خلل و فرج ریزتر و شامل مواد آهکی با ترکیب ماسه و مارن در اعماق پایین تر، باعث ذخیره ی زیاد دینامیکی و تغییرات کم دبی با شیب هیدرولیکی کم در ماه های خشک می شوند. درمجموع نتایج این تحقیق، نگرشی جامع به مدیریت چشمه های کارستی با پیش بینی خشک سالی ها و تحلیل ضریب خشکیدگی آن ها می دهد.