برآورد پتانسیل تغذیه آب زیرزمینی در مناطق کارستی نواحی خشک، مطالعه موردی رشته کوه شتری، ایران مرکزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 استاد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

برآورد مقدار تغذیه یکی از مهمترین پارامترهای مطالعات هیدروژئولوژیکی برای محاسبه بیلان می‌باشد. نقشه پهنه‌بندی پتانسیل تغذیه با استفاده از هشت لایه‌ اطلاعاتی لیتولوژی، مقدار شیب، جهت شیب، تراکم شبکه آبراهه‌ها، بارش، تراکم شکستگی‌ها، ا‌پی‌کارست و عوارض کارستی، پس از وزن‌دهی به روش کارشناسی و تلفیق در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) تهیه گردید. برای وزن‌دهی عوامل موثر بر تغذیه از نقشه‌های زمین‌شناسی و بازدید‌های صحرایی استفاده گردید. با توجه به نتایج بدست آمده منطقه مورد نظر به 4 بخش با پتانسیل تغذیه 15، 25، 35 و 45 درصد تقسیم گردیدند. مساحت مربوط به هر یک از بخش‌های فوق‌الذکر به ترتیب حدود 251، 879، 943 و 200 کیلومتر مربع می‌باشند. متوسط تغذیه در کل محدوده 30 % برآورد گردید. بر اساس مقدار تغذیه و متوسط بارش سالیانه (164‌میلی‌متر) مقدار کل تغذیه در رشته کوه شتری حدود 112 میلیون متر مکعب برآورد می‌گردد، که از این مقدار 25 میلیون مترمکعب توسط چشمه‌ها و چاه‌های موجود در رشته کوه تخلیه و حدود 87 میلیون متر مکعب، سبب تغذیه آبخوان‌های مجاور می‌شوند. چشمه‌های بزرگ رشته‌کوه شتری ازمیغان، قنبر و کریت می‌باشند که متوسط دبی آنها 63، 60 و 24 لیتر بر ثانیه و متوسط هدایت الکتریکی آنها 1640، 601 و 825 میکروموس بر سانتیمتر می‌باشد. تعیین مساحت حوضه‌ آبگیر این چشمه‌ها بر مبنای مقدار تغذیه به روش معادله بیلان آب و روش توالی چینه‌شناسی، وضعیت زمین‌شناسی و مورفولوژیکی، نشان‌دهنده اختلاف کمتر از 15% می‌باشد که مقدار درصد تغذیه بدست آمده را تائید می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of groundwater potential recharge in karstic terrains in arid regions: The case study Shotori mountains, central Iran

نویسندگان [English]

  • hassan zia 1
  • Goliam Hossan Karami 2
  • Ali Taheri 3
1 Ph.D Student, Faculty of Earth Sciences, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Associated Professor, Faculty of Earth Sciences, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Professor, Faculty of Earth Sciences, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

Estimation recharge is an important parameter in the hydrogeological study that used for water budget. Recharge potential map prepared based on spatial maps of eight major influencing factors on groundwater recharge rates (lithology, slope value, aspect, drainage density, precipitation, fracture density, karstification and epikarst) were integrated using GIS after expertise judgment. The study area has been classified into four zones with potential recharge of 15, 25, 35 and 45 percent. The extent of each zone was determined 251, 879, 943 and 200 km2, respectively. The average potential recharge was 30% in the study area. According to potential recharge and average of annual precipitation (164 mm), the total recharge in the Shotori mountains was estimated to be 122 million cubic meters (MCM) and about 25 MCM from that volume were discharged from springs and abstraction wells and remaining volume (87 MCM) is recharging to adjacent aquifers. Ezmigan, Ganbar, and Korit are the major karstic springs that drain the Shotori Mountain with the mean discharge rate of 63, 60 and 24 lit/s and electrical conductivity values of 601, 1640 and 825 µS/cm respectively. The estimated catchment area based on the recharge rate in comparison to the evaluated catchments by geological, stratigraphical methods showed that the difference is less than 15%, which confirms the estimated amount of recharge.

کلیدواژه‌ها [English]

  • karst
  • GIS
  • Shotori Mountains
  • Potential recharge
 

کتابنگاری

ابراهیمی، ب. و سیف، ع.، 1394- به کارگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی برای ارزیابی پتانسیل گسترش کارست سنگ‎های کربناتی زاگرس بر پایه عامل‎های آب زمین‎شناختی و اقلیمی. نشریه علوم زمین شماره 98، 348 ص.

اذانی، س.،  1395- ارزیابی توسعه کارست درکوه­های آهکی آهنگران، شمال خاور  بیرجند، پایانامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود.

آقانباتی، س. ع.، 1389- زمین‌شناسی ایران. انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور، 606 ص.

تاج‏آبادی، م. ت. و زارع، م.، 1395- ارزیابی پتانسیل تغذیه آب زیرزمینی در محیط GIS و مقایسه آن با نتایج بیلان هیدروکلیماتولوژی، مطالعه موردی: حوضه آبریزرودخانه کر، پژوهش آب ایران، 10 (22) ، صص. 135 تا  145.

سازمان زمین‌شناسی کشور، 1372- نقشه زمین‌شناسی 1:250000 بشرویه.

شرکت سهامی آب منطقه­ای خراسان جنوبی، 1387- گزارش توجیهی ممنوعیت محدوده مطالعاتی بشرویه، 116ص.

شرکت سهامی آب منطقه­ای یزد،  1388- گزارش توجیهی ممنوعیت محدوده مطالعاتی طبس، 47 ص.

کریمی وردنجانی، ح.، 1394-  هیدروژئولوژی و ژئومورفولوژی کارست، انتشارات ارم شیراز، 536 ص.

مهندسین مشاور آساراآب، 1395- گزارش بیلان منابع آبی محدوده دستگردان، 70 ص.

مهندسین مشاور پورآب، 1391- مطالعات نیمه تفضیلی منابع آب سازند سخت طبس، 208 ص.

مهندسین مشاور ری‎آب، 1396- گزارش بیلان منابع آبی محدوده دیهوک، 66 ص.

نبوی، م. ح.، 1355- دیباچه‌ای بر زمین‌شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور، 109ص.

نجفی، ز.، 1392-  ارزیابی تغذیه آهک­های کارستی سازند بیستون (خاور و جنوب­ خاوری روانسر)، پایانامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود.

 

References

Ayalon, A., Bar- Matthews, M. and Sassb, E., 1998- Rainfall-recharge relationships within a karstic terrain in the Eastern          Mediterranean semi-arid region, Israel: 18O and D characteristics. J. Hydrol 207,18-31. https://doi.org/10,1016/ S0022-1694(98)00119-X

Bakalowicz, M., 2005- Karst groundwater: a challenge for new resources. Hydrogeology Journal, 13(1), 148- 160, https://doi.org/10.1007/s10040-004-0402-9.

Bekesi, G.  and  Mcconchie, J., 1999- Groundwater recharge modelling using the Monte Carlo technique, Manawatu region, New Zealand. Journal of Hydrology, 224(3), 137- 148. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(99)00128-6.

Berbarian, M.,1976- Contribution to the seismotectonic of Iran (part II). Geological Survey of Iran, Rep. No. 39

Bonacci, O., 2001- Analysis of the maximum discharge of karst springs. Hydrogeol. J. 9 (4), 328–338. https://link.springer.com/article/10.1007/s100400100142.

Chitsazan, M., Vardanjani, H. K., Karimi, H. and Charchi, A., 2015- A comparison between karst development in two                                                         main zones of Iran: case study- Keyno anticline (Zagros Range) and Shotori anticline (Central Iran). Arabian Journal of Geosciences, 8(12), 10833-10844. https://link.springer.com/article/10.1007/s12517-015-1961-x.

Ford, D. C. and Williams, P. W., 2007- Karst hydrogeology and geomorphology. Chichester. John Wiley; Second ed., 553 p.

Freeze, R.  A. and Cherry, J. A., 1979- Groundwater. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 604 pp.

Karami, G. H., Bagheri, R. and Rahimi, F., 2016- Determining the groundwater potential recharge zone and karst springs   catchment area: Saldoran region, western Iran. Hydrogeology Journal, 24(8), 1981- 1992. DOI:10.1007/s10040-016-1458-z.                                           

Kastning, E. H., 1977- Faults as positive and negative influence on groundwater flow and conduit enlargement, In

Milanovic, P. T., 1981- Karst hydrogeology:Water Resources Publications, 434 p.           

Milewski, A., Sultan, M., Yan, E., Becker, R., Abdeldayem, A., Soliman, F. and Gelil, K. A., 2009- A remote sensing                                                              solution for estimating runoff and recharge in arid environments. Journal of Hydrology, 373(1), 1- 14. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.04.002.                        

Patil, S. G. and Mohite, N. M., 2014- Identification of groundwater recharge potential zones for a watershed using remote sensing and GIS. International Journal of Geomatics and Geosciences, 4(3), 485.                                                           

Scanlon, B. R, Keese, K. E., Flin,t A. .L, Flint, L. E., Gaye, C. B., Michael Edmunds, W. and Simmers, I., 2006- Global synthesis of groundwater recharge in semiarid and arid regions. Hydrol. Process. 20, 3335–3370. https://doi.org/10.1002/hyp.6335.

Shaban, A., Khawlie, M. and Abdallah, C., 2006- Use of remote sensing and GIS to determine recharge potential zone: the  case of Occidental Lebanon. Hydrogeol J 14:433- 443.https:// doi.org/ 10.1007/s10040-005-0437-6                      

Singhal, V. and Goyal, R., 2012- A methodology based on spatial distribution of parameters for understanding affect of rainfall and vegetation density on groundwater recharge. European Journal of Sustainable Development 1, 2, 85- 96.

Stocklin,  J., Eftekhar- Nezhad, J. and Hushmand Zadeh, A., 1965- Geology of the Shotori Range (Tabas area, East Iran). Rep. No. 3. 69 p.

Todd, D. K. and Mays, L., 2005- groundwater hydrology. John Wiley  and Son, Inc., New Jersey, USA.

Tweed, S. O., Leblanc, M., Webb, J. A. and Lubczynski, M. W., 2007- Remote sensing and GIS for mapping groundwater recharge and discharge areas in salinity prone catchments, southeastern Australia, Hydrogeol J 15:75- 96. https://doi/10.1007/s10040-006-0129-x.

Waikar, M. L. and Nilawar, A. P., 2014- Identification of groundwater potential zone using remote sensing and GIS technique. Int J Innov Res Sci Eng Technol, 3(5), 12163- 12174.