بخشی از مقاله
چکیده
عوامل مختلف طبیعی و انسانی در چند دهه اخیر باعث ایجاد شرایط بحرانی برای آب های زیرزمینی در بیشتر مناطق کشور از جمله دشت مشهد شده است .یکی از مهمترین عوامل در این بحران، برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی مخصوصا در بخش کشاورزی استکه پیامدهای زیست محیطی همچون تغییر کیفیت آب زیرزمینی، خشک شدن منابع برداشت آب، نشست زمین، به خطر افتادن اکو سیستم منطقه و ...را بدنبال داشته است.
در حال حاضر در دشت مشهد حدود6008 حلقه چاه عمیق و نیمه عمیق حفر شده است که در سال های اخیر روند برداشت بی رویه و شاید بدون برنامه باعث افت روز افزون سطح آب زیرزمینی شده و این امر نشست زمین در این دشت را به همراه داشته است.در این پژوهش سعی شده است با استفاده از اطلاعات 38 چاه در این دشت و بررسی نرخ فرو نشست هر کدام و تغییرات یون های اصلی تشکیل دهنده کیفیت آب زیر زمینی ، تاثیر افت سطح آب زیر زمینی و نشست دشت مشهد را بر کیفیت آب زیر زمینی مورد بررسی قرار دهیم. بررسی پارامترهای مختلف کیفی نشان میدهد که در مناطقی که روند فرونشست افزایش می یابد کیفیت آب زیرزمینی کاهش بیشتری را نسبت به مناطق با فرونشست کم نشان میدهد.
-1 مقدمه
یکی از چالش های مهم در جوامع بشری بحث بحران آب و عدم توازن میان منابع آب در دسترس و شدت تقاضا می باشد. از طرفی با افزایش روز افزون جمعیت، توسعه کشاورزی، صنعت و همچنین به وجود آمدن نیازهای آبی جدید میزان سرانه آب بالا رفته است. با افزایش تقاضا و همچنین کمبود منابع آب های سطحی میزان بهره برداری از منابع آب زیرزمینی با احداث چاههای عمیق بالا رفته و باعث افت سطح آب زیرزمینی در بیشتر مناطق شده است. یکی از مشکلاتی که در پی افت سطح آب زیرزمینی به وجود می آید نشست زمین می باشد که با توجه به نوع زمین و مسائل زمین شناختی میتواند به صورت تدریجی یا ناگهانی رخ دهد.
این مسئله که در پژوهش های علمی در مورد فرونشست زمین برای اولین بار در سال 1825 در بلژیک انجام شد.ایالات آریزونا و کالیفرنیا در آمریکا، توکیو و اوساکا در ژاپن، ونیز در ایتالیا، بانکوک در تایلند، جاکارتا در اندونزی ، هانوی در ویتنام و مکزیکو در مکزیک از جمله مناطق مهم در جهان می باشندکه با پدیده فرونشست مواجه هستند.در نقاط مختلف ایران نیز این پدیده بوفور به چشم می خورد.به عنوان مثال دشت رفسنجان و کرمان، که اولین گزارش آثار پدیده فرونشست آنها تحت عنوان" مطالعات فروریزش زمین در شمال غرب کرمان" در سال 1377 توسط سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور تهیه شده است.
همچنین گزارشات مربوط به فرونشست دشت های کبودر آهنگ و فامنین در استان همدان با فروچاله های فراوان و دشت معین آباد ورامین و شهریار در استان تهران ، نمونه های دیگری از این نوع پدیده در سطح کشور می باشند.دشت مشهد یکی از دشت های حاصلخیز شمال شرق ایران است که در امتداد شمال غرب به سمت جنوب شرق و به ابعاد 130 کیلومتر در 40 کیلومتر گسترش یافته است.وجود شهر بزرگ مشهد به عنوان دومین کلان شهر کشور در این دشت بر اهمیت آن می افزاید. علائم بحران، آب از اوایل دهه 1350 در دشت مشهد، از طریق افت مستمر سطح آب زیرزمینی، که در هیدروگراف واحد آن نمود یافته بود، مشاه ده گردید .
یک مدیریت کارآمد، حکم میکرد که پس از مشاهده بحران، اقداماتی اساسی در جهت مهار افت سطح آب زیرزمینی، در کوتاه مدت صورت گیرد و در بلندمدت، تمهیداتی پیرامون تقویت پتانسیل آبی و تعادل بخشی این دشتها، از طریق کاهش آبدهی چاهها، جلوگیری از اضافه برداشت و یا تغذیه مصنوعی آبخانه و غیره به عمل آید .ولی چون این قبیل اقدامات، به طور جدی صورت نگرفته است، در نتیجه در سالهای بعد، این روند ادامه پیدا کرد و وضعیت بحران را تشدید کرد.بررسی آبهای زیرزمینی از دو جنبه کمی و کیفی حائز اهمیت می باشد. جنبه کمی آن مربوط به سطح آب در آبخوان و همچنین حجم آب موجود در آن می باشد ولی جنبه کیفی آن مربوط به غلظت عناصر و یون های مختلف موجود در آب می باشد.عناصر شیمیایی اصلی تاثیر گذار در کیفیت آب زیر زمینی شامل Na+ ، Cl-، آنیون ها و کاتیون های موجود در آب و TDS میباشد .
-2 جغرافیا و زمین شناسی منطقه مورد مطالعه
محدوده مطالعاتی دشت مشهد در محدوده عرض شمالی 36 تا 37 و طول شرقی 58 30 60 تا 60 جزو حوضه درجه یک قره قوم ودر حوضه درجه دو کشف رود قرار دارد.این محدوده در شمال استان خراسان رضوی واقع شده و از شمال به خط الراس ارتفاعات هزار مسجد - کپه داغ - ، از جنوب به ارتفاعات بینالود و از شمال غرب به حوضه آبریز اترک محدود میگردد.
مساحت کل محدوده مطالعاتی مشهد تا محل خروجی دشت - کال تنگل شور - 9909کیلومتر مربع است که 3251 کیلومتر مربع آن را دشت و 6558 کیلومتر مربع آن را ارتفاعات تشکیل میدهد.طول کشیدگی حوضه حدود 150 کیلومتر و از اراضی آبگرگ، دولو در 9 کیلومتری شرق جاده قوچان - مشهد شروع و به کال تنگل شور ختم میگردد.بلندترین نقطه ارتفاعی حوضه 3300 متر در قله بینالود و کمترین آن 880 متر در محل خروجی دشت می باشد.جهت شیب زمین از شمال غرب به جنوب شرق است.آب و هوا در دشت مشهد متغییر و به توپوگرافی حاکم در منطقه نیز بستگی دارد.
میزان بارندگی در فصول مختلف سال متغییر و حداکثر در ماه های بهمن تا اواخر اردیبهشت می باشد.بررسی اقلیم منطقه در دو سیستم امبرژه و دو مارتن آن را جز اقلیم خشک و نیمه خشک قرار میدهد.متوسط بارندگی سالیانه 200 میلی متر و در حدود 63 میلیارد متر مکعب می باشد. قلت نزولات جوی و شرایط ژئومورفولوژیکی و هیدروژئولوژیکی سبب شده رودخانه های پر آب و بزرگ در این استان وجود نداشته باشند.با این وجود در بخش های شمالی و شمال غرب رودخانه هایی جریان دارند که سرشاخه آنها دارای آب دائم می باشند.
مهمترین آنها عبارتند از: کشف رود، اترک، کال تنگل شور، نیشابور، کال سالارو شورقائن.از میان سازند های موجود در این دشت سازند مزدوران - سازند دوران دوم - در رابطه با منابع آب زیرزمینی حائز اهمیت است.این سازند که از رسوبات سخت کربناته تشکیل شده به دلیل وجود فضاهای خالی کارستی قادر است سفره های آب زیرزمینی را بوجود آورد. قدیمی ترین سازند زمین شناسی منطقه از شیست و کوارتزیت تشکیل شده و مربوط به قبل از دوران اول زمین شناسی - پرکامبرین - می باشد.این سازند در حوالی معدن آق دربند واقع در شرق حوضه مطالعاتی رخنمون دارد. شکل 1 محدوده دشت مشهد و موقعیت شهرستان های آن را نمایش میدهد.
شکل :1 محدوده مطالعاتی دشت مشهد و موقعیت شهرستان های مهم آن
-3 روش تحقیق
به منظور بررسی تاثیر فرونشست بر کیفیت آب های زیر زمینی اطلاعات مربوط به 38 حلقه چاه در دشت مشهد طی سال های 1380 تا 1390 مورد بررسی قرار گرفت. میانگین فرونشست برای هر چاه در هر سال مشخص گردید، که در بعضی از چاه ها میزان فرونشست کم ودر برخی میزان فرونشست چشمگیر بود. بیشترین میزان فرونشست مربوط به چاه شماره 38 - چاه مهدی آباد - با میزان حدود 19 سانتی متر در سال میباشد. میزان فرونشست برای هر چاه در جدول شماره1 نشان داده شده است. اطلاعات هیدروشیمیایی مربوط به هر یک از چاهها از قبیل- TDS, Na+,Cl و مقدار آنیون و کاتیون های هر چاه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.سپس از بین نمودار های ترسیم شده برای پارامترهای مختلف هر چاه ، نمودارهای چند چاه به نمایندگی از فرونشست کم و فرونشست زیاد آورده شده است.
جدول شماره :1 اطلاعات چاه ها و میزان فرو نشست هر یک از آن ها
