بخشی از مقاله
سازوکار و علل تشکیل شکافهاي زمین در منطقه معین آباد - ورامین
-1 چکیده
پدیده شکافهاي طولی در ایران براي اولین بار در منطقه کرمان مشاهده و مطالعه گردید. بـر اسـاس بررسـیهاي انجـام شـده، مشخص گردید که علت وقوع این پدیده برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی بوده است. بتـدریج در سـایر نقـاط ایـران وقوع پدیده هایی مشابه گزارش گردید. در سالهاي اخیر پدیدار شدن شکافهایی بر روي سطح زمین و گسترش آن در خـلال سال1382 در منطقه معین آباد ورامین، نگرانی هایی را در میان مردم و مسؤولین منطقه بوجود آورد. محدوده شکل گیري این شکافها بخشی از حوضه آبریز دشت ورامین در استان تهران می باشد. این شکافها از نقطه اي با موقعیت جغرافیاییً7َ41
ْ51 طول شرقی وً16,3َ16ْ35 عرض شمالی تا نقطه اي با موقعیـتً43,8َ39ْ51 طـول شـرقی وً38,3َ16ْ35
عرض شمالی گسترش دارند. بازدید اولیه به منظور علت یابی شکل گیري شکافهاي یاد شده در زمسـتان 1382 انجـام پذیرفت.
شکاف اصلی معین آباد، شکافی منحنی شکل است که انحناي آن به طرف شمال خاوري می باشد. راسـتاي کلـی آن 27 W N بوده که قسمت اولیه آن با آزیموت 120 درجه به موازات گسل پیشوا قرار گرفته و امتـداد آن بـه طـرف بـاختر رونـدي خاوري – باختري به خود می گیرد. این شکاف در فاصله تقریبی 5/5 کیلومتري جنوب گسل پیشوا واقع شده است. گسترش این شکاف در سال 1382 بالغ بر 2/4 کیلومتر بوده که گاه حالت حفره هاي نزدیک به هم را به خود مـی گیـرد. در پـاره اي
178
موارد این شکافها بوسیله روستائیان پر گشته و به آب بسته می شوند که به گفته خود اهالی پس از 24 تا 48 ساعت با صداي مهیبی فروریخته و شکاف بار دیگر خود را آشکار می کند.
با توجه به بررسیهاي صورت پذیرفته از دیدگاههاي مختلف، بنظر می رسد که شکل گیري شکاف معین آباد در رابطـه بـا نشست هاي ناهمگن مرتبط با تغییرات سطح و سرعت آبهاي زیرزمینی میباشد. این نشستها در منطقه اي رخ داده کـه محـل تغییر رخساره از مواد دانه درشت تر به مواد دانه ریز است. در این مورد تأثیر بعضی از عوامل دیگر بعنوان عوامـل فرعـی از جمله وجود تپه هاي سنگ بستري، گسل قدیمی یا فرعی در ارتباط با گسل پیشوا و وجود خط تقسیم آب زیرزمینـی محتمل میباشد.
واژگان کلیدي: شکافهاي زمین، ریخت شناسی، آبخوان، دشت ورامین
-2 وضعیت جغرافیائی وزمین ریخت شناسی
محدوده مورد مطالعه بخشی از حوضه آبریز دشت ورامین با موقعیت جغرافیائیًَ26 9ْ51 تـا ً 56َ55ْ51 در اسـتان تهـران قرار دارد. این حوضه از شرق به حوضه هاي آبریز ایوانکی وگرمسار، از غرب به حوضه هاي آبریز تهران، پشاپویه وکرج، از جنوب به حوضه آبریز رودخانه گلو(در مجاورت یال شمالی ارتفاعات سیاه کوه) واز شـمال بـه لواسـانات محـدود گردیـده است. بزرگترین شهر واقع در این دشت، شهرستان ورامین با طول جغرافیـائیَ39ْ51 شـرقی وعـرض جغرافیـائیَ19ْ35
شمالی میباشد. این شهرستان درحدود40 کیلومتري جنوب شرقی تهران قرار دارد؛ بطور متوسـط حـدود920 متـر از سـطح دریاهاي آزاد بالاتر است.
راه ارتباطی تهران – ورامین از نوع آسفالته درجه 1 وراههاي ارتباطی بین شهرها وآبادي هاي واقع در ایـن دشـت، اغلـب از نوع آسفالته درجه2 و در بعضی مواد از نوع شوسه می باشد.
مساحت کل حوضه آبریز دشت ورامین 1720 کیلومتر مربع می باشد. که از این مقدار حدود 1200 کیلومترمربـع مربـوط بـه دشت، 432 کیلومتر مربوط به کوههاي شمال دشت، 75/5 کیلومتر مربع مربوط به تپـه پیشـوا در شـرق دشـت وحـدود12/8
کیلومتر مربع مربوط به ارتفاعات غرب حوضه است.
ارتفاع متوسط دشت حدود 950 متر وشیب متوسط آن حدود9 درصد می باشد. در محدوده دشـت ورامـین متوسـط سـالیانه ریزشهاي جوي حدود 140میلیمتر ومتوسط سالیانه تبخیر وتعرق پتانسیل و واقعی به ترتیب حدود1200و126 میلیمترمیباشد.
ورامین داراي اقلیمی خشک تا نیمه خشک است که فقط در ماههاي دي وبهمن میزان ریزشهاي جوي از میزان تبخیر وتعرق بیشتر می باشد.
شکافهاي ایجاد شده در این دشت از دیدگاه موقعیت جغرافیائی درجنوب روستاي معین آباد از نقطه اي با موقعیتًَ41 7ْ51
طول شرقی ًو16/3َ16ْ35 عرض شمالی تا نقطه اي با موقعیتً43/8َ39ْ51 طول شرقی وً38/3َ16ْ35 عرض شمالی گسترش دارند. روستاي معین آباد در فاصله حدود 5 کیلومتري جنوب خاوري شهرستان ورامین وحدود 6کیلومتري جنـوب باختري شهرستان پیشوا قراردارد.(شکل ( 1
179
شکل – 1 نقشه موقعیت جغرافیایی محدوده مورد مطالعه
-3 زمین شناسی عمومی وساختمانی
از دیدگاه زمین شناختی حوضه آبریز دشت ورامین در بخش جنوبی منطقه (zone) البرز مرکزي قرار دارد. قدیمی ترین سازند این منطقه سازند سلطانیه (متعلق به اینفرا کامبرین- کامبرین زیرین) وجدیدترین سازند، سازند آبرفتی عهد حاضر مـی باشد. سازندهاي آبرفتی موجود بویژه سازندآبرفتی تهران خفتگاه مناسبی را براي تشکیل سفره آب زیرزمینی فراهم نموده اند. سنگ کف این آبخوان را سنگها و رسوبات سازند قرمز فوقانی (upper red formation) تشکیل می دهد.
سازند یاد شده سازند قم را که بطور عمده از آهک وآهک مارنی تشکیل یافته، می پوشاند. هر سه بخش سازند قرمز فوقـانی به همراه سازند قم در تپه پیشوا رخنمون دارند.
ارتفاعات شمال شرقی حوضه بطور عمده از سازندهاي قرمز فوقانی، هزار دره وکهریزك تشکیل یافتـه اسـت. بنـابراین بـین قسمت یاد شده وآبخوان دشت ارتباط هیدرولیکی برقرار می باشد. در قسمتهاي شمالی تپه پیشـوا نیـز سـازندهاي آبرفتـی کهریزك وهزار دره رخنمون دارند. ارتفاعات شمال وشمال غرب حوضه بطور عمده از سازندهاي نفوذ ناپذیر تا سازندهاي با نفوذ پذیري بسیار کم نظیر سازند کرج تشکیل یافته اند. لذا ارتباط هیدرولیکی این مناطق با آبخـوان دشـت بسـیار ضـعیف است. دوناودیس وسیع وعمیق در شمال وجنوب دشت جایگاه مناسبی را براي تجمع رسوبات آبرفتی فراهم نمـوده انـد. بـه این ترتیب دو حوضه بزرگ زیرزمینی در دشت ورامین تشخیص داده می شود:
الف) حوضه شمالی که عمیق تر بوده، حاوي رسوبات آبرفتی دانه درشت می باشد.
180
ب) حوضه جنوبی با عمق کمتر که حاوي رسوبات دانه ریز است.
درحد فاصل ناودیس هاي شمالی وجنوبی دشت، تاقدیس پیشوا قرار دارد. تاقدیس پیشوا از غرب شهرستان پیشوا به سـمت شمال غرب توسط رسوبات آبرفتی پوشیده شده، از طریق این رسوبات ارتباط هیدرولیکی بین بخش شمالی وجنوبی برقـرار می باشد. از ورامین به سمت غرب به دلیل وجودرسوبات دانه ریز، ارتباط هیدرولیکی یاد شده ضعیف است.
در بین گسلهاي موجود در منطقه، گسلهاي پیشوا، دره جاجرود وغرب ورامـین از لحـاظ تـأثیر بـر وضـعیت آبخـوان داراي اهمیت بیشتري هستند. گسلهاي دره جاجرود وغرب ورامین گسلهائی عادي،قدیمی وپرشیب می باشند. عملکرد توأمان آنهـا در سنگ کف آبخوان سبب ایجاد یک فرونشست (Graben) درحد فاصل شهرستان پیشوا تـا غـرب ورامـین گردیـده ودر نتیجه سبب ایجاد معبري زیرزمینی بین بخش شمالی وجنوبی به پهناي حـدود 9 کیلـومتر شـده اسـت. خطـوط جریـان آب زیرزمینی در پهناي این معبر همگرا شده، به طوري که بخش اعظم آب زیرزمینی حوضه شـمالی از طریـق معبریـاد شـده بـه قسمتهاي جنوبی هدایت می شود. گسل پیشوا گسلی معکوس وجوان است که درحد فاصل بین دو بخش شمالی وجنوبی به مثابه یک زهکش عمل نموده، آبهاي زیرزمینی اطراف خود را به سمت شوره زار موجود درجنوب شرقی حوضه هدایت مـی کند.
براساس لوگ زمین شناسی چاههاي دشت ورامین، نقشه تغییرات رخساره هاي رسوبی تهیه شده و در شکل 2 ارائه گردیـده است. براساس این نقشه محل وقوع شکافهاي مورد نظر منطبق بر مرز تغییر رخسـاره هـاي رسـوبی منطقـه(zone 3) 3 بـه منطقه(zone 4) 4 می باشد. منطقه 3 شامل طبقات متناوب دانه متوسط گراول وماسه اي ودانه ریز رسی با ضخامتهاي بطور نسبی یکسان است که در قسمتهاي جنوبی آن ضخامت طبقات رسی بیشتراست. منطقه 4 شامل طبقات متناوب دانه ریز رسی وماسه اي است که در قسمتهاي جنوبی آن ضخامت طبقات رسی ودرصد آن در لایه هاي مخلوط رسوبی ( لوم) بیشـتر مـی باشند. در محل یاد شده ارتفاع سنگ کف حدود 780 متر وضخامت آبرفت حدود110 متر می باشد.
شکل – 2 نقشه تغییرات رخساره هاي رسوبی
181
-4 هیدروژئولوژي
-1-4 هیدروژئولوژي دشت ورامین
از دیدگاه زمین آبشناختی دشت ورامین داراي سه نوع آبخوان آزاد، تحت فشار ومعلق می باشد. آبخوان شمال دشت از نـوع آزاد ودر مرکز وجنوب آن از نوع تحت فشار است ؛ضمن این که سفره هاي معلق بسیاري نیز در بخش شمالی بطور پراکنده وجود دارند. در سالهاي اخیر بدلیل بهره برداري بیش از حد مجاز از آب زیرزمینی وافت سطح پیزومتري، آبخوان در قسمت مرکز وجنوب دشت از صورت تحت فشار به صورت آزاد تغییر حالت داده است.
از مرکز دشت به سمت جنوب، وجود یک لایه رسی با نفوذ پذیري کم وضخامت متغیر باعـث شـده تـا در ایـن نـواحی دو آبخوان سطحی وعمقی مجزا از یکدیگر وجود داشته باشد.
سطح آب زیرزمینی در ابتداي دهانه ورودي رودخانه جاجرود وحاشیه شـمال شـرقی دشـت در بیشـترین عمـق قـرار دارد، بطوري که عمق متوسط تراز آب در این محدوده به بیش از 90متر می رسد.به سمت جنوب وغرب بتدریج از میـزان عمـق سطح ایستابی کاسته شده،بنحوي که درنواحی غرب وشمال غرب، مقدار آن به کمتر از 5متر می رسد.
دریک دوره ده ساله( سال آبی 66-67 تا(75-76 حداکثر رقوم خط تراز درحاشیه شمال شرقی وشمال غربی به مقـدار 1000 متر وحداقل رقوم تراز آب زیرزمینی به مقدار 800 متر درجنوب دشت می باشد.
جهت جریان آب زیرزمینی در مطابقت با شیب عمومی دشت از شمال به سمت جنوب ودر نهایت به سمت جنـوب شـرقی است. البته در بعضی از مناطق بعلت تغییرات میزان نفوذ پذیري وعمق سنگ کف، موقعیتهاي محلـی وخصوصـیات هندسـی معبرهاي آب زیرزمینی ونیز تغذیه و زهکشهاي جانبی آبخوان، در جهت عمومی آب زیرزمینی انحرافاتی وجود دارد.
میزان قابلیت انتقال آب زیررمینی از رقم 8000 متر مربع بر روز در قسـمتهاي شـمالی دشـت تـا100 متـر مربـع بـر روز در قسمتهاي جنوبی دشت متغیراست. میزان ضـریب ذخیـره در شـمال دشـت از 15 درصـد بیشـتر بـوده، لـیکن در قسـمتهاي جنوبی،شرقی و غربی دشت میزان آن به کمتراز 5درصد می رسد مقدار ضریب ذخیره متوسط دشت ورامین حدود 10 درصد می باشد. از مخزن آب زیرزمینی دشت ورامین طی سال آبی 66-67 تا 75-76 سالیانه بطور متوسط 51 3میلیون متر مکعـب تخلیه صورت گرفته464 میلیون متر مکعب آن توسط عوامل مختلف تغذیه جبران گردیده است.بنابراین سالیانه حجم مخـزن آب زیرزمینی بطور متوسط داراي افتی به میزان 49 میلیون متر مکعب بوده که سبب افت سـطح ایسـتابی بـه مقـدار 41 cm
میگردد.
-2-4 هیدروژئولوژي پیرامون شکافهاي زمین در منطقه معین آباد ورامین
درجنوب معبر زیرزمینی ورامین – پیشوا وجود یک لایه رسی با نفوذپذیري کم وضخامت متغیـر باعـث گردیـده تـا در ایـن ناحیه دو آبخوان سطحی وعمقی مجزا از یکدیگر وجود داشته باشد. براین اساس با استفاده از آمار پیزومترهاي موجود نقشـه هاي هم پتانسیل، هم عمق وهم افت سطح آب زیرزمینی براي سفره هاي سطحی و عمقی بطور مجزا در پیرامـون شـکافهاي زمین در منطقه روستاي معین آباد ترسیم شده است (شکلهاي 3 تا .( 8
182
-1-2-4 تراز آب زیرزمینی پیرامون روستاي معین آباد
با توجه به نقشه تراز آب زیرزمینی سفره عمقی در سال آبی 81-82 (شکل ( 3 حداکثر رقوم خط تراز در حاشیه شـمالی بـه مقدار بیش از 865 متر وحداقل خط تراز به مقدار 787 متر درجنوب شرقی محدوده می باشد. لذا جریـان آب زیرزمینـی در مطابقت با شیب عمومی دشت از شمال به سمت جنوب است.لیکن بعلت تغییر رخساره ودر نتیجه ایجاد تغییر در میزان نفوذ پذیري وهدایت هیدرولیکی، تغییرات عمق سنگ کف بویژه نقـش گسـل پیشـوا در زهکشـی آبهـاي زیرزمینـی منطقـه، آب زیرزمینی به سمت این گسل متمایل شده به طوري که در غرب آن جهت جریان بطور تقریبی از غرب به سمت شرق می باشد. بنابراین یک خط تقسیم آب زیرزمینی درقسمت میانی بخش جنوب نقشه با راستاي جنـوب شـرق- شـمال غـرب مشاهده می شود که بطور تقریبی به موازات گسل پیشوا ازجنوب وغرب روستاي معین آباد عبور می کند. در نقشه تراز آب زیرزمینی سفره سطحی در سال آبی 81-82 (شکل 4 )، حداکثر رقوم خط تراز به مقدار 844 متـر درجنـوب محـدوده مـی باشد. در محدوده جنوب معین آباد جهت عمومی جریان آب زیرزمینی سفره سطحی از شمال غرب به سمت جنـوب شـرق است. براساس این نقشه یک محدوده که بطور تقریبی مثلثی شـکل مـی باشـد؛ در جنـوب غـرب روسـتاي معـین آبـاد(
درمحدوده روستاهاي تقی آباد، قلعه خواجه، رستم آباد وریزآباد) وجود دارد که سهم ورودي آب زیرزمینی به آن بسـیار کـم است. بنابراین حتی بهره برداري کم از سفره سطحی در این محدوده، مـی توانـد سـبب ایجـاد افـت شـدید در سـطح آب زیرزمینی شود.
-2-2-4 عمق آب زیرزمینی پیرامون روستاي معین آباد
براساس نقشه عمق آب زیرزمینی سفره عمقی درسال آبی 81-82 (شکل ( 5 بیشترین عمق آب زیرزمینی به میزان حدود98
متر در اواسط حد فاصل روستاي معین آباد تا شهرستان پیشوا وکمترین عمق آب زیرزمینی به میزان حـدود46 متـر در 2500
متري غرب پیشوا وحدود1500 متري جنوب غرب ورامین مشاهده می شود. میزان تغییـرات عمـق آب زیرزمینـی در شـرق معین آباد وپیرامون گسل پیشوا زیاد وبرخلاف آن درغرب معین آباد کم می باشد؛ به طوري که درغرب معین آباد از شمال به سمت جنوب در فاصله اي حدود 9/5 کیلومتر،میزان تغییرات عمق آب زیرزمینی حدود8 متراست. در حالی که میزان تغییرات عمق آب در شرق معین آباد به سمت گسل پیشوا در فاصله اي حدود 2/5 کیلومتر، حدود 33 متر می باشد.
بنابر نقشه عمق آب زیرزمینی سفره سطحی در سال آبی 81-82 (شکل 6 )، بیشترین عمق آب زیرزمینی سطحی بـه مقـدار حدود 38 متر درجنوب شرق محدوده وکمترین عمق به میزان حدود16 متر در حدود 2/5 کیلومتري جنوب غرب معین آبـاد مشاهده می گردد.
-3-2-4 تغییرات سطحی آب زیرزمینی پیرامون روستاي معین آباد
با توجه به نقشه تغییرات سطح آب زیرزمینی سفره عمقی از سال آبی 70-71 تا79-80 (شکل ( 7 بیشـترین میـزان افـت بـه مقدار بیش از 20متر در شرق محدوده (حوالی شهرستان پیشوا) وکمترین میزان افـت بـه مقـدار کمتـر از یـک متـر درغـرب محدوده مشاهده می شود. درجنوب معین آباد میزان بافت ده ساله از حدود 4 تا 7 متر می باشد.
183
براساس نقشه تغییرات سطح آب زیرزمینی سفره سطحی از سال آبی 70- 71 تا79-80 (شـکل(8، بـرخلاف سـفره عمقـی سطح آب زیرزمینی در بیشتر منطقه افزایش یافته است. بیشترین میزان افزایش به مقدار بیش از 16 متر در شرق محـدوده
(حوالی شهرستان پیشوا) مشاهده می گردد. درجنوب غرب معین آباد( درمحدوده روستاهاي تقی آباد، قلعه خواجـه، رسـتم آباد ودمزآباد) برخلاف روند یاد شده، افت سطح آب زیرزمینی تا حدود 2 متر صورت پذیرفته است. با توجـه بـه ضـخامت قابل ملاحظه بخش رسی در این منطقه وافزایش سطح آب در سفره سطحی در سایر نقاط، پتانسیل نشست زمین دراین منطقه زیاد بوده، به طوري که به نظر می رسد این منطقه به صورت کاسه فرونشست، نقش عمدهاي در ایجـاد شـکافهاي زمـین در منطقه معین آباد داشته باشد.
