چشمه های کارستی

آبخوان کارست در مناطق آهکی اهمیت زیادی در تأمین آب مصرفی دارند، این آبخوان ها تحت تأثیر دوره های افزایش و کاهش بارش و همچنین تغییرات اقلیمی قرار دارند. به منظور مدیریت پایدار منابع آب، شناسایی تغییرات دبی چشمه های کارستی این آبخوان ها ضروری می باشد. در تحقیق حاضر تحلیل سری های زمانی هیدرولوژیکی، بین دبی چشمه های کارستی شهرستان کرمانشاه و بارش با استفاده از شاخص بارش استانداردشده، آزمون من- کندال و زنجیره مارکوف برای پایش و پیش بینی خشکسالی و اثر آن بر دبی چشمه های انجام گرفت. همچنین ارتباط بارش- دبی و تأخیر زمانی به صورت کوتاه و بلندمدت با همبستگی پیرسون بررسی شد. داده های تحقیق شامل دبی سراب های بی ابر، ورمنجه و نیلوفر و بارش ایستگاه های هواشناسی کرمانشاه، روانسر و اسلام آباد غرب برای دوره زمانی 88-1368 به صورت ماهانه و سالانه بود. نتایج تحقیق نشان داد بین دبی سراب ورمنجه (639/0) و بی ابر (642/0) با بارش ایستگاه هواشناسی اسلام آباد غرب و سراب نیلوفر با ایستگاه هواشناسی کرمانشاه (484/0) بیشترین همبستگی وجود دارد. به دلیل حالات مختلف بارش مانند جامد یا مایع، توزیع و شدت آن، اثر بارش بر افزایش دبی با تأخیر حداقل 2 ماه و حداکثر 6 ماه مشاهده شد. نتایج آزمون من- کندال بیانگر افزایش مقدار بارش (76-1368) و سپس کاهش (88-1377) می باشد که دبی سراب بی ابر همین روند را نشان می دهد، و دبی سراب نیلوفر از سال 1387 دچار تغییر کاهشی شده است. نتایج آزمون زنجیره مارکوف نشان داد که در هر سه ایستگاه احتمال رخداد دوره خشک بیشتر از دوره بارانی است، در ایستگاه اسلام آباد غرب 892/0، در ایستگاه روانسر 89/0 و در ایستگاه کرمانشاه 886/0 می باشد. مطالعه نشان داد که احتمال افزایش دوره های خشک در آینده بیشتر و به تبع آن دبی سراب های موردمطالعه کاهش خواهد یافت. مطالعه شاخص SPI سالانه روند کاهش دبی با خشکسالی را نسبت به دوره های تر بهتر نشان می دهد.

آبخوان های کارستی از مهم ترین منابع تأمین آب مورد نیاز برای شرب و کشاورزی در استان کرمانشاه است. وقوع خشکسالی های دو دهه گذشته، سبب کاهش شدید میزان آبدهی این آبخوان ها شده است و این امر تأثیر زیادی بر جوامع انسانی منطقه داشته است. هدف از این پژوهش ارزیابی تأثیر پذیری رژیم آبدهی و همچنین شناخت روند رژیم آبدهی چشمه های کارستی حوضه رودخانه الوند از رخداد خشکسالی در طول چندین دهه گذشته است. آمار ماهانه بارش و دبی ایستگاه های باران سنجی و هیدرومتری، داده های اصلی پژوهش هستند و بر اساس مشابه بودن شرایط اقلیمی، ویژگی های زمین شناسی و ژئومورفولوژی کارست سه چشمه سرابگرم، ماراب و ورده ناو به عنوان چشمه های شاخص انتخاب شدند. از شاخص SPI برای تحلیل خشکسالی ها و از روش های آماری استانداردسازی دبی و بارش، RAPS، محاسبه شاخص و تعیین خشکسالی هیدرولوژیکی و ارتباط آن با خشکسالی هواشناسی برای ارزیابی و برآورد تأثیرپذیری رژیم آبدهی چشمه ها از رخداد خشکسالی استفاده شد . نتایج پژوهش نشان داد، هر سه چشمه به کاهش بارش حساس است؛ اما زمان واکنش به کاهش بارش در سه چشمه یکسان نیست؛ همچنین تأخیر زمانی بین رخداد خشکسالی هواشناسی با کاهش آبدهی چشمه ها وجود دارد و از 1377 تا 1389 روند نزولی در رژیم آبدهی چشمه ها مشاهده می شود. تأثیرپذیری آبدهی چشمه ها از خشکسالی به توسعه یافتگی سیستم های کارستی، حجم ذخیره دینامیکی (اثر حافظه) آبخوان، مدت و شدت خشکسالی بستگی دارد و رخداد دو دوره خشک شدید، اثر حافظه آبخوان ها را تعدیل کرده و باعث شده است که از سال 1378 تا 1389 خشکسالی هیدرولوژیکی ملایمی در رژیم آبدهی چشمه ها غلبه داشته باشد.

تکتونیزه شدن استان کردستان و گسترش سنگ های کربناته انحلال پذیر، باعث توسعه ی کارست شده است. تعیین واحد کارستی و غیرکارستی و انتقال موقعیت چشمه ها و غارها روی نقشه نشان داد که تمام غارهای منطقه بر روی واحدهای کارستی قرار گرفته اند. مقایسه ی دیاگرام گلسرخی امتداد گسل های اطراف چند غار با امتداد راهروهای این غارها تأثیر آب یا ساختار در کنترل الگوی توسعه ی غارها مشخص گردید. با اینکه 29 درصد از سازندهای استان را واحدهای کارستی تشکیل می دهد، به علت تراکم و دبی بالای چشمه های کارستی، 5/69 درصد آبدهی کل چشمه های استان از واحدهای کارستی می باشد. از نظر کاربری حدود 79 درصد آب مورد نیاز کشاورزی و 4 درصد آب شرب استان کردستان از چشمه های کارستی تأمین می شود. کمترین هدایت الکتریکی مربوط به چشمه های سازند سخت و واحدهای کارستی بوده و بیشترین و کمترین دبی ویژه به ترتیب مربوط به سنگ های کربناته و سنگ های بلورین می باشد. با توجه به شرایط زمین شناسی و تکتونیکی منطقه حدود ۹0 درصد چشمه ها تحت تأثیر درز و شکستگی های تکتونیکی تشکیل شده اند. سیستم توسعه ی کارست در بخش های جنوبی استان عمدتاً کانالی و در بقیه ی قسمت های منطقه افشان است.