بخشی از مقاله
چکیده
امروزه یکی از موثرترین روش ها در کاوش و پی جوئی منابع آبهای زیرزمینی، استفاده از روشهای ژئوفیزیکی به ویژه روشهای ژئوالکتریک می باشد که یکی از زیرمجموعه های آن، روش مقاومت ویژه است. این روش در مطالعه ناپیوستگی های قائم و افقی در خواص الکتریکی زمین و همچنین در اکتشاف توده های بی هنجار رسانا به کار می رود. امروزه روش مقاومت ویژه به طور وسیع در مطالعات و تحقیقات هیدروژئولوژیکی به منظور بررسی و اکتشاف سفره های آب زیرزمینی به کار برده می شود.
در این راستا شناسایی زونهای کارستی حاوی آب در مناطق آهکی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و یکی از روش های ارزان قیمت جهت تشخیص این زون ها روش ژئوالکتریک می باشد. از طرفی سیستم اطلاعات جغرافیایی این مکان را فراهم می آورد که بین داده های مکانی و پردازش های مکان یابی، برای تولید نقشه میزان شایستگی، از ترکیب چندین لایه اطلاعاتی به خوبی استفاده شود.
در این پژوهش از پارامترهای ضخامت اشباع آبخوان و مقاومت ویژه به دست آمده از مطالعات ژئوالکتریک در ارزیابی پتانسیل آب های زیرزمینی دشت ایج استفاده شده است و به منظور شناسایی زونهای کارستی حاوی آب در منطقه ایج استان فارس شهرستان استهبان تعداد 17 عدد سونداژ ژئوالکتریک با استفاده از سیستم آرایه های چهارقطبی متقارن شولومبرژه و بیشینه طول فرستنده جریان 400 متر اجرا شده است.
-1 مقدمه
لند فرم های کارستیک و همچنین عوامل تکتونیکی هر منطقه نقش خشکسالی یک رخداد طبیعی است که همه ساله گریبان گیر مناطق مهمی در نفوذ پذیری و تغذیه آب های زیرزمینی ایفا می کنند. غالبگسترده ای از جهان می شود
پدیده های سطحی و زیرزمینی که در محیط های کارستی یافت می شوند، مرتبط به وجود جریان آب هستند. ایجاد روابط حاکم بر حرکت خشکسالی گونه ای نرمال و برگشت پذیر از اقلیم محسوب می شود و ذخیره آب در پهنه های کارستی پیچیده است؛ زیرا آبخوان های که برخی به اشتباه آن را رخدادی تصادفی و نادر در نظر می گیرند.
کارستی غالباً جریان متمرکز خود را به چشمه ها تخلیه می کنند ومناطق خشک و نیمه خشک با چالش همیشگی کمبود منابع آب جهت مقاصد متنوع شرب، صنعت، کشاورزی و فضای سبز روبه رو تغییرات کمی و کیفی این چشمه ها تا حدود زیادی بیانگر خصوصیات سیستم کارستی منطقه است.
این چشمه ها محل تخلیه ی طبیعی بوده اند و کمبود آب همواره یکی از موانع اصلی پیشرفت در این آبخوان های کارستی هستند که بهره برداری از آن ها در مقایسه با گونه مناطق قلمداد گردیده است. در سالهای اخیر تغییرات جهانی استحصال آب از طریق حفاری و پمپاژ به مراتب آسان تر و کم هزینه اقلیمی بسیاری از مناطق ایران را متاثر کرده است. افزایش احتمالی وقوع و شدت خشکسالی در مناطق می تواند کمیت و کیفیت منابع تر است
در زمینه رابطه بین ساختارهای تکتونیکی و آب آن را تغییر دهد. عوامل ژئومورفولوژیکی با آب های زیر زمینی در مناطق کارستی مطالعات محدودی انجام شده است. یکی از راه های شناسایی و ثبت ناهمگنی های شدید محیط کارستی و جهت جریان در این مناطق استفاده از روش های قدرتمند ژئوالکتریکی است. که با در اختیار قرار دادن ساختار ژئوالکتریکی و ابعاد آنومالی هایی همچون حفرات، شکستگی ها و غیره با استفاده از روش های دو بعدی ژئوالکتریک می توان عمق برخورد به سطح آب، عمق حفاری و دبی قابل برداشت را با تقریب بالایی پیش بینی نمود.
-2 روش
سیستم جریان آب زیر زمینی در یک منطقه کارستی دارای سه قسمت است، بخش ورودی؛ که از طریق آن تغذیه سیستم انجام می شود. بخش میانی، که انتقال آب را صورت می دهد و فاصله بین مناطق تغذیه و تخلیه است. و بخش خروجی که عمدتاً چشمه ها را شامل می شود و در آن مسیر جریان زیر سطحی به سمت سطح ایستابی هدایت می گردد .Toth, 1963 برای بررسی سیستم جریان کارستی در منطقه مورد مطالعه فروچاله ها به عنوان ورودی، شبکه درزه ها و گسله ها به عنوان بخش میانی و چشمه ها به عنوان خروجی سیستم کارستی در نظر گرفته می شوند.
به طور کلی برای شناسایی این ورودی ها ابتدا با بازدیدهای صحرایی از منطقه؛ موقعیت فروچاله ها توسط GPS برداشت و با اطلاعات سازمان آب تطبیق داده می شود. برای پیدا کردن ورودی ها از کور بودن آبراهه ها و قلل و چاله های منفرد و مطابقت دادن آنها با نقشه توپوگرافی استفاده می شود. همچنین به دلیل انعکاس بیشتر مناطق آهکی در باند قرمز و مادون قرمز نزدیک و میانی نسبت به باندهای مرئی، باندهای - 5- 3 باند قرمز و مادون قرمز میانی - تصاویر ETM+ برای شناسایی فروچاله ها قابل استفاده است؛ - قهرودی تالی؛ . - 1390 از آنجا که تمرکز این پژوهش بیشتر بر پی جویی گسله های پنهان مستقر در کف دشت بر اساس داده های ژئوالکتریک برداشت شده می باشد؛ لذا ارتباط کارست، آبهای زیرزمینی و زون گسله موجود در بخش میانی منطقه کارستی ایج به روش ژئوالکتریک مورد بررسی قرار گرفت و از بررسی های مربوط به ورودی و خروجی زون کارستی چشم پوشی شد.
-3 نحوه استفاده از روش مقاومت ویژه در تشخیص شکستگی ها و خردشدگی ها
از آنجا که دسترسی به مناطق زیرسطحی تنها از طریق حفرگمانه و آن هم به صورت محدود امکان پذیر است، بنابراین دسترسی به روشی که بتوان با صرف وقت و هزینه بسیار کم به نتایج مشابه با حفرگمانه دست یافت، بسیار مطلوب به نظر می رسد. یکی از مهمترین راه های تعیین میزان شکستگی و تخلخل در سنگ ها استفاده از روش تعیین مقاومت ویژه در سنگ ها است. در این روش با استفاده از دو الکترود، جریان الکتریسیته به درون زمین وارد شده و به وسیله دو الکترود دیگر جریان عبور کرده از سنگ ها را دریافت می نمایند.
بدین وسیله با کمک جریان دریافتی میزان مقاومت هر سنگ قابل تشخیص است. بنابراین استفاده از یک آرایش چهار الکترودی که در آن با افزایش فاصله بین الکترودهای جریان و الکترودهای پتانسیل، مقاومت سنگ ها در اعماق مختلف را بتوان اندازه گیری نمود، مد نظر اینگونه مطالعات است. در این روش آرایش های متفاوتی جهت چیدمان الکترودها در نظر گرفته می شود که متداول ترین این آرایش ها، آرایش شلومبرژر است. در این آرایش چهار الکترود B-N-M-A در طول یک خط مستقیم و در روی سطح زمین و به ترتیبی که در شکل زیر نشان داده شده است قرار می گیرند. در این روش آرایش بطوری است که فاصله دو الکترود AB باید حداقل 5 برابر MN باشد. مقاومت ظاهری به صورت زیر محاسبه می شود.
معادله محاسبه مقاومت ویژه ظاهری برای هرنوع آرایش الکترودی است
معادله محاسبه مقاومت ویژه الکتریکی
در این مطالعه به منظور بررسی تغییرات عمقی مقاومت لایه های زیر سطحی از - vertical Electric sounding - VES استفاده شده است. در روش سونداژ الکتریکی قائم - VES - اگر زمینی دارای یک سری لایه های افقی هموژن و ایزوتروپ باشد، یافته های حاصله مبین تغییرات مقاومت نسبت به عمق می باشد. ولی در عمل یافته ها تحت تاثیر ناهمگنی عمودی و افقی مقاومت قرار می گیرد. از این رو اجراء، تعبیر و تفسیر و ارائه یافته ها باید به گونه ای باشد که تغییرات مقاومت به آسانی از تغییرات قائم قابل تشخیص باشد.
-4 تاریخچه زمین شناسی
سازند تاربور نشان دهنده قدیمی ترین رخنمون موجود در ناحیه مورد مطالعه است و نشانی از گسترش محیط دریائی کم عمق و ساکن که باعث ته نشینی آهک های حاصل از جانوران ریفی، قطعات جلبک ها و رودیست ها و سایر نرم تنان در این دوره است. پس از آن ساچون با لیتولوژی خاص خود شامل مارن، دولومیت و ژیپس با نسبت های مساوی بر روی این سازند نهشته شده که ژیپس غالبا حالت عدسی شکل داشته و در جهت جانبی و افقی خود به مارن های اُخرایی رنگ و دولومیت های نازک لایه تبدیل می شود. این روند ادامه پیدا می کند با نهشته شدن سازند جهرم که در عربستان سعودی و کویت هم ادامه داشته و به اسامی دهوما و دامام خوانده می شود.
-5 منابع آب سطحی
آب موجود در رودخانهها، دریاچه ها و تالاب ها که برروی سطح زمین جاری و یا ساکن بوده را آب سطحی می گویند که به طور طبیعی از جریان یافتن و یا تجمع آب برف و باران تأمین میشود و پس از ورود به آب های آزاد یا حوزه های تبخیری و یا نفوذ به سفرههای آب زیرزمینی از چرخه دسترسی سطحی خارج میشود. آب منابع آب های سطحی از طریق سدها و شبکه های آبیاری، سردهنه و نهرهای منشعب از رودخانه ها، موتورپمپهای ثابت و سیار کنار رودخانهها و نیز آببندها در دسترس قرار میگیرد. در محدوده ایج منابع آب سطحی وجود ندارد
نقشه منابع آب موجود در ایج برگرفته از سازمان آب و فاضلاب استان فارس
-6 منابع آب زیرزمینی
رسوبات آبرفتی و سازندهای آهکی به دلیل داشتن تخلخل مفید و یا حفرات انحلالی و درزها و شکستگی معمولاً پذیرای آب نفوذ کرده از بارش های آسمانی، سیلاب ها و جریان های سطحی می باشند که در طول چندین هزار سال منابع آب زیرزمینی را در مناطق مختلف زمین ایجاد می کنند. منابع آب زیرزمینی از آن جهت دارای اهمیت هستند که معمولا آب زیرزمینی دارای دمای ثابت بوده و کمتر تحت تأثیر منابع آلوده کننده سطحی قرار می گیرد و در زیرزمین به صورت اندوخته طبیعی بدون آن که در معرض تبخیر قرار گیرد، برای استفاده نسل های مختلف ذخیره شده است
در کشور ما بیش ترین استفاده به منظور شرب و کشاورزی و سایر مصارف از آب زیرزمینی صورت میگیرد که این استفاده به صورت حفر چاه های عمیق و نیمه عمیق، احداث قنات و یا محل خروج طبیعی آب از زیرزمین یا همان چشمه می باشد. در محدوده مورد مطالعه تخلیه و برداشت از منابع آب زیرزمینی توسط چاه، چشمه و یا قنات صورت می-گیرد. در تمامی محدوده پراکندگی چاه ها وجود دارد ولی بیش ترین تمرکز در نواحی مرکزی محدوده ایج به دلیل گسترش بیش تر آبرفت می باشد
-7 فرآیندهای تکتونیکی و ایجاد مناطق کارستی
سازندهای آهکی سازندهایی سخت و غیر قابل نفوذ بوده که از تخلخل بسیار کمی برخوردار می باشند، بنابراین این سازندها در حالت عادی بنا به دلایل عنوان شده قابلیت نگهداری آب در خود را ندارند و عملا نمی توانند به عنوان آبخوان در نظر گرفته شوند اما آنچه موجب می شود که این سازندها به بزرگترین آبخوان های جهان تبدیل شوند وجود عوامل تکتونیکی است که موجب می گردد در یک منطقه این سازند در اثر فشارهای تکتونیکی دچار شکستگی و خردشدگی گردیده و عملا این مسئله موجب می شود تا رواناب ها بتوانند در این سازند های سخت نفوذ کرده و رفته رفته به دلیل وجود عوامل شیمیایی - اسیدی - موجبات انحلال بخش های عظیمی از این سازندها را فراهم آورده و شبکه غارهای وسیع و عمیقی را در بخش های زیرین ایجاد نمایند که عملا محلی برای نگهداری آب های نفوذی می شوند. از مهمترین نمونه اینگونه غارها می توان به غار علیصدر واقع در منطقه همدان اشاره نمود که مشتمل بر چندین کیلومتر مربع غار وسیع با منابع آبی فراوان است.
