فصلنامه علمی علوم زمین

فصلنامه علمی علوم زمین

اثر فوج لرزه‌های گوریه بر روی پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب زیرزمینی در جنوب خاوری شوشتر، فروبار دزفول، کمربند چین‌خورده زاگرس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
10.22071/gsj.2026.566761.2241
چکیده
در این مطالعه اثر فوج لرزه‌های گوریه که طی آبان ۱۳۹۶ تا تیر ۱۳۹۷ در محدوده آبخوان‌های شوشتر و میان‌آب در شمال‌خاوری خوزستان رخ داد، با استفاده از اطلاعات چاه‌های مشاهده‌ای و بهره‌برداری بر روی سطح ایستابی آب و هیدروشیمی آب زیرزمینی بررسی گردید. این پژوهش با استفاده از داده‌های چاه‌های بهره‌برداری طی دوره ۱۳۸۳ تا ۱۳۹۸، نقشه‌های زمین‌شناسی و بولتن زمین‌لرزه‌ها، به ارزیابی سطح ایستابی آب و تغییرات پارامترهای EC، TDS، pH و غلظت یون‌های اصلی (Na⁺، K⁺، Ca²⁺، Mg²⁺، HCO₃⁻، Cl⁻، SO₄²⁻) در دو بازه زمانی پیش و پس از فوج لرزه‌ها پرداخته است. نتایج پهنه‌بندی مکانی داده‌ها که با روش کریجینگ در محیط GIS انجام شد، نشان می‌دهد که رخدادهای لرزه‌ای هم‌زمان با تراکم کانون‌های زلزله، موجب تغییرات ساختاری در مسیرهای جریان زیرزمینی، بازشدگی شکستگی‌ها و افزایش نفوذپذیری گسل‌ها شده و در پی آن، تغییرات معنی‌داری در توزیع مکانی و مقدار پارامترهای شیمیایی ایجاد شده است. در بازه زمانی بعد از فوج لرزه‌ها، افزایش شایان‌توجه EC و TDS در امتداد گسل‌های فعال و نواحی دارای بیشترین تراکم لرزه‌ها مشاهده شد که بیانگر ورود سیالات ژرف‌تر و شورتر به آبخوان‌ها است. همچنین الگوهای پهنه‌بندی یون‌های Na⁺، Ca²⁺، Mg²⁺، SO₄²⁻ و Cl⁻ از تغییرات گسترده و پهنه‌ای در دوره پیش از فوج لرزه‌ها به تمرکزهای موضعی و خوشه‌ای در دوره پس از فوج لرزه‌ها تبدیل شده‌اند که نشان‌دهنده فعال‌شدن مجدد مسیرهای هیدروژئولوژیکی در راستای گسل‌ها است. در مقابل، کاهش غلظت SO4 و افزایش غلظت pH در بخش‌های مرکزی و جنوبی با افزایش رخدادهای لرزه‌ای هم‌زمان بوده و احتمالا ناشی از تغییرات فشار منفذی، افزایش تبادل آب ـ سنگ و جابه‌جایی آب‌های کم‌ژرفا و ژرف است. برهم‌کنش بین لرزه‌خیزی، ساختارهای گسلی و سامانه آبخوان‌های آبرفتی منطقه نشان می‌دهد که فوج لرزه‌های گوریه اثر مستقیم و قابل تشخیصی بر پایداری هیدروشیمیایی آبخوان‌ها داشته و می‌تواند به‌عنوان شاخصی برای شناسایی گسل‌های پنهان و مسیرهای ترجیحی جریان زیرسطحی به‌کار رود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

اکبری، ا.، کلانتری، ن.، رحیمی، م.ح.، 1385، بررسی و ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت میان آب شوشتر با استفاده از GIS، اولین همایش منطقه‌ای بهره‌برداری از منابع آب حوضه‌های کارون و زاینده رود (فرصت‌ها و چالش‌ها)، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد.
جلیلی، ی.، چرچی، ع.، جهانگیری، ی.، 1404، اثر فوج لرزه‌های گوریه بر روی سطح تراز و جهت جریان آب زیرزمینی در جنوب خاوری شوشتر، فروبار دزفول، کمربند چین‌خورده زاگرس. اولین کنفرانس ملی هیدروژئولوژی، تبریز. ایران.
چرچی، ع.، هوشمند، ف.، سامانی، ب.، 1399، تحلیل لرزه زمین‌ساخت منطقه گوریه با نگرشی بر فوج لرزه سال‌های 1397 -1396 (استان خوزستان)، فصلنامه زمین‌ساخت، سال چهارم، شماره 16، ص 1-18.
حفیظی، ز.، هوشمند، ع.، ناصری، ع.ع.، عبده کلاهچی، ع.، 1396، ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی و شرب (مطالعه موردی دشت میان آب شوشتر)، اولین همایش بین المللی وچهارمین همایش ملی گیاهان دارویی و کشاورزی پایدار، همدان.
رشیدی گویا، ح.، کتیبه، ه.، امجد، م.، 1403، نگرشی نوین به تأثیر زمین‌لرزه بر تغییرات سطح آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان سرپل ذهاب). فصلنامه تحقیقات منابع آب ایران، سال بیستم، شماره 2، ص 146-177.
سازمان آب و برق خوزستان، ۱۴۰4، اطلاعات چاه‌های بهره‌برداری و مشاهده‌ای آب زیرزمینی استان خوزستان. اهواز، ایران.
شیخی بگلری، پ.، میرزایی ارجنکی، س.ی.، چیت سازان، م.، 1397، بررسی هیدروژئولوژیکی دشت میان آب شوشتر با تاکید بر تهیه مدل مفهومی منطقه، اولین دوره همایش ملی مدل‌سازی وفناوری‌های جدید در مدیریت آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
مرکز لرزه‌نگاری کشور، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، 1404، کاتالوگ زمین‌لرزه‌های ایران. تهران، ایران.
مومبنی صالحی، ر.، 1399. تحلیل ساختاری و رخدادهای لرزه‌ای منطقه گوریه و ارتباط آن‌ها با ساختارهای زیر سطحی، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، 100 ص.
هوشمند، ف.، 1398، تحلیل لرزه‌زمین‌ساخت گسلش محدوده گوریه در جنوب شوشتر، رساله کارشناسی‌ارشد، گرایش تکتونیک، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز.
 
Adinolfi Falcone, R., Carucci, V., Falgiani, A., Manetta, M., Parisse, B., Petitta, M., Rusi, S., Spizzico, M., and Tallini, M., 2012. Changes on groundwater flow and hydrochemistry of the Gran Sasso carbonate aquifer after 2009 L’Aquila earthquake, Italian Journal of Geosciences, 131, 459-474. https://doi.org/10.3301/IJG.2011.34.
Akbari, A., Kalantari, N., and Rahimi, M.H., 2007. Evaluation and assessment of groundwater quality in the Mianab Plain, Shushtar, using GIS, In Proceedings of the First Regional Conference on Water Resources Management in the Karun and Zayandeh-Rud Basins: Opportunities and Challenges. Shahrekord University, Shahrekord, Iran (in Persian).
Andrén, M., Stockmann, G., Skelton, A., Sturkell, E., Mörth, C.M., Guðrúnardóttir, H.R., and Kockum, I., 2016. Coupling between mineral reactions, chemical changes in groundwater, and earthquakes in Iceland, Journal of Geophysical Research: Solid Earth 121(4), 2315-2337. https://doi.org/10.1002/2015JB012614.
Aydin, A., and Nur, A., 1982. Evolution of pull-apart basins and their scale independence, Tectonics, 1(1),91–105. https://doi.org/10.1029/TC001i001p00091.
Berberian, M., and King, G.C.P., 1981. Toward a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Canadian Journal Earth Science, 18, 210-265. https://doi.org/10.1139/e81-019.
Charchi, A., Houshmand, F., and Samani, B., 2021. Seismotectonic analysis of the Guriyeh region with emphasis on the 2017–2018 earthquake swarm (Khuzestan Province, Iran), Journal of Tectonics, 4(16), 1–18 (in Persian).
Danciu, L., Şeşetyan, K., and Demircioglu, M., 2018. The 2014 Earthquake Model of the Middle East: seismogenic sources, Bull Earthquake Eng, 16, 3465–3496. https://doi.org/10.1007/s10518-017-0096-8.
Gorbunova, E., Besedina, A., Petukhova, S., and Pavlov, D., 2023. Reaction of the Underground Water to Seismic Impact from Industrial Explosions, Water, 15 (7), 1358. https://doi.org/10.3390/w15071358.
Hafizi, Z., Houshmand, A., Naseri, A.A., and Abdeh Kolahchi, A., 2018. Evaluation of groundwater quality for agricultural and drinking purposes: A case study of the Mianab Plain, Shushtar, Iran, In Proceedings of the First International Conference and Fourth National Conference on Medicinal Plants and Sustainable Agriculture. Hamadan, Iran (in Persian).
Hartmann, J., 2006. Long-term seismotectonic influence on the hydrochemical composition of a spring located at Koryaksky-Volcano, Kamchatka: deduced from aggregated earthquake information, Internatioanl Journal of Earth Science, 95, 649–664.
Hosono, T., and Masaki, Y., 2020. Post-seismic hydrochemical changes in regional groundwater flow systems in response to the 2016Mw 7.0 Kumamoto earthquake. Journal of Hydrology 580, 124340. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124340.
Houshmand, F., 2019. Seismotectonic analysis of faulting in the Guriyeh area, south of Shushtar (Zagros Fold–Thrust Belt). M.Sc. thesis, Faculty of Earth Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran (in Persian).
Iranian Seismological Center, Institute of Geophysics, University of Tehran, 2025. Earthquake Catalogue of Iran. Tehran, Iran.
Jalili, Y., Charchi, A., and Jahangiri, Y., 2025. Effects of the Guriyeh earthquake swarm on groundwater level and flow direction in southeastern Shushtar, the Dezful Embayment, Zagros Fold–Thrust Belt, In Proceedings of the First National Conference on Hydrogeology. Tabriz, Iran (in Persian).
Khuzestan Water and Power Authority, 2025. Groundwater Data from Production and Observation Wells in Khuzestan Province. Ahvaz, Iran.
Kim, J., Kaown, D., Park, I.W., and Lee, K.K., 2023. Hydrogeochemical and microbial signatures of deep and shallow groundwater near the enhanced geothermal system in response to the earthquake, Environmental Earth Sciences 82(3):87.
Kim, J., Lee, J., Pettitta, M., Lee, S., Lee, K.K., Kim, H., Kwon, D., and Park, I.W., 2018. Hydrogeological responses to the 2016 Gyeongju earthquakes, Korea, Hydrology and Earth System Sciences, Discuss. https://doi.org/10.5194/hess-2018-360.
Lee, S-H., Lee, J-M., Yoon, H., Kim, Y., Hwang, S., Ha, K., and Kim, Y., 2020. Groundwater Impacts from the M5.8 Earthquake in Korea as Determined by Integrated Monitoring Systems, Ground Water, 58(6), 951-961. https://doi.org/10.1111/gwat.12993.
Matsumoto, N., Kitagawa, G., and Roeloffs, E., 2003. Hydrological response to earthquakes in the Haibara well, central Japan–I. Groundwater level changes revealed using state space decomposition of atmospheric pressure, rainfall and tidal responses, Geophysical Journal International, 155, 885-898. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2003.02103.x.
Mombeni Salehi, R., 2021. Structural analysis and seismic events of the Gurieh region and their relationship with subsurface structures. M.Sc. thesis, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran, 100 p. (in Persian).
Montgomery, D.R., and Manga, M., 2003. Streamflow and water well responses to earthquakes: Science, 300 (5628), 2047-2049. https://doi.org/10.1126/science.1082980.
Pérez, N.M., Hernández, P.A., Igarashi, G., Trujillo, I., Nakai, S., Sumino, H., and Wakita, H., 2008. Searching and detecting earthquake geochemical precursors in CO2-rich groundwaters from Galicia, Spain, Geochemical Journal, 42, 75-83. https://doi.org/10.2343/geochemj.42.75.
Rashidi Gouya, H., Katibeh, H., and Amjad, M., 2025. A new perspective on the effects of earthquakes on groundwater level fluctuations: A case study of the Sarpol-e Zahab aquifer, Iranian Journal of Water Resources Research, 20(2), 146–177 (in Persian).
Roeloffs, E. A., 1998. Persistent water level changes in a well near Parkfield, California, due to local and distant earthquakes, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 103, 869-889, https://doi.org/10.1029/97jb02335.
Roeloffs, E., Sneed, M., Galloway, D. L., Sorey, M. L., Farrar, C. D., Howle, J. F., and Hughes, J., 2003. Water-level changes induced by local and distant earthquakes at Long Valley caldera, California, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 127, 269-303. https://doi.org/10.1016/s0377-0273(03)00173-2.
Rosen, M.R., Binda, G., Archer, C., Pozzi, A., Michetelli, A.M., and Noble, P.J., 2018. Mechanisms of earthquake induced chemical and fluid transport to carbonate earthquakes groundwater springs after earthquakes, Water Resources Research, 54 (8), 5225-5244. https://doi.org/10.1029/2017WR022097.
Sheikhi Baghlari, P., Mirzaei Arjanki, S.Y., and Chitsazan, M., 2019. Hydrogeological investigation of the Mianab Plain, Shushtar, with emphasis on developing a conceptual model of the study area, In Proceedings of the First National Conference on Modeling and New Technologies in Water Management. University of Birjand, Birjand, Iran (in Persian).
Shi, Z., Wang, G., Manga, M., and Wang, C.Y., 2015. Mechanism of co-seismic water level change following four great earthquakes-insights from co-seismic responses throughout the Chinese mainland, Earth and Planetary Science Letters, 430, 66-74. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.08.012.
Skelton, A., Andrén, M., Kristmannsdóttir, H., Stockmann, G., Mörth, C.-M., Sveinbjörnsdóttir, Á., Jónsson, S., Sturkell, E., Guõrúnardóttir, H.R., Hjartarson, H., Siegmund, H., and Kockum, I., 2014. Changes in groundwater chemistry before two consecutive earthquakes in Iceland, Nat. Geoscience, 7, 752–756. https://doi.org/10.1038/NGEO2250.
Talbot, C.J., and Alavi, M., 1996. The past of a future syntaxis across the Zagros: In: Salt Tectonics. In: Alsop, I., Blundel, D, J. and Davison, I. (Eds), Geological Society of London Special Publication, 100, 89-109. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1996.100.01.08.
Talebian, M., and Jackson, J., 2004. A reappraisal of earthquake focal mechanisms and active shortening in the Zagros mountains of Iran, Geophysical Journal International 156(3), 506-526. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02092.x.
Tsunogai, U., Wakita, H., 1995. Precursory chemical changes in ground water: Kobe earthquake, Japan, Science, 269, 61–63. https://doi.org/10.1126/science.269.5220.61.
Vernant, P., Nilforoushan, F., Chéry, J., Bayer, R., Djamour, Y., Masson, F., Nankali, H., Ritz, J.F., Sedighi, M., and Tavakoli, F., 2004. Deciphering oblique shortening of central Alborz in Iran using geodetic data, Earth and Planetary Science Letter 223(1), 177-185. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2004.04.017.
Wang, C.Y., Dreger, D., Manga, M., and Wong, A., 2004. Streamflow increases due to rupturing of hydrothermal reservoirs: evidence from the 2003 San Simeon, California, earthquake, Geophys. Res. Lett. 31, L10502. https://doi.org/10.1029/2004GL020124.
Wang, C.Y., and Manga, M., 2015. New streams and springs after the 2014 Mw 6.0 South Napa earthquake, Nat. Commun, 6, 7597. https://doi.org/10.1038/ncomms8597.
Wang, C.Y., Manga, M., Wang, C.H., and Chen, C.H., 2012. Transient change in groundwater temperature after earthquakes, Geology, 40, 119-122. https://doi.org/10.1130/g32565.1.
Zhang, S., Shi, Z., Wang, G., Zhang, Z., and Guo, H., 2023. The origin of hydrological responses following earthquakes in a confined aquifer: insight from water level, flow rate, and temperature observations, Hydrology and Earth System Sciences, 27, 401-415. https://doi.org/10.1111/gwat.12993.
Zhou, Z., Zhong, J., Zhao, J., Yan, R., Tian, L., and Fu, H., 2021. Two Mechanisms of Earthquake-Induced Hydrochemical Variations in an Observation Well. Water, 113(17), 2385. https://doi.org/10.3390/w13172385. 
دوره 36، شماره 3 - شماره پیاپی 141
پاییز 1405، سال سی‌ و ششم، شماره 3، پیاپی 141
پاییز 1405
صفحه 173-190