بخشی از مقاله
چکیده:
دشت کبودرآهنگ به وسعت 1093 کیلومتر مربع در استان همدان واقع شده است. در برخی از مناطق دشت که سنگ کف آهک کارستی گسترش دارد، فروچاله هایی ایجاد شده است. افزایش تعداد و وسعت این فروچاله ها نگرانی هایی در رابطه با توسعه کشاورزی و صنعت منطقه به همراه دارد.
در این مطالعه با هدف تعیین مناطق مستعد تشکیل فروچاله، سیستم آب زیرزمینی دشت توسط روش عددی تفاضلات محدود به وسیله نرم افزارGMS7.1 شبیه سازی شد. پس از اجرا و کالیبره کردن مدل جریان آب زیرزمینی در حالت ماندگار برای یک ماه - مهر ماه - ، مدل از مهر 87 تا شهریور 88 در حالت ناماندگار طی 12 دوره تنش واسنجی شد.
با توجه به ارتباط هیدرولیکی بین آبخوان آبرفتی و سنگ کف آهکی، نتایج واسنجی مدل نشانگر تخلیه آبرفت توسط سنگ کف کارستی در نواحی نوآباد، گنده جین، انجیرباغی و بزنیه جرد می باشد که هم بستگی خوبی با محل فروچاله های دشت نیز نشان می دهد. بنابراین با توجه به مکانیسم تشکیل فروچاله های منطقه و نقش تخلیه آبرفت توسط سنگ کف کارستی در ایجاد آنها، می توان گفت که مناطق مذکور مستعد وقوع این پدیده می باشند.
مقدمه :
مطالعات آب های زیرزمینی با اهدافی چون بررسی وضعیت فعلی منابع آب های زیرزمینی، تعیین پتانسیل موجود آب زیرزمینی از طریق محاسبه بیلان آب زیرزمینی، پیش بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی در دوره آتی، و امکان برنامه ریزی و مدیریت منابع آب برای بهبود شرایط آبخوان در آینده انجام می گردد. برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی در بسیاری از نقاط جهان سبب افت شدید سطح آب زیرزمینی شده است و آمار ارائه شده در منابع جهانی روند افت سالانه آب زیرزمینی را نشان می دهد
متاسفانه به علت عدم اجرای مدیریت صحیح، بیشتر آبخوان های کشور نیز در طی سال های اخیر با افت سطح ایستابی و کاهش حجم ذخیره مواجه شده اند. در دشت کبودرآهنگ از سال 1367 تاکنون، سطح ایستابی آبخوان دچار افت پیوسته بوده است به طوری که از مهر ماه 67 تا مهر ماه 87 سطح ایستابی حدود 34 متر افت نموده است. مقدار این افت به طور متوسط سالانه 1/72 متر می باشد.
مهندسین مشاور پنگان آوران - 1388 - بیلان دشت کبودرآهنگ را منفی اعلام نموده است با کاهش آبدهی چاه ها به علت افت سطح آب زیرزمینی، بهره برداران اقدام به کف شکنی چاه ها کرده اند و عملا تبادل طبیعی بین سنگ بستر کارستی و آبخوان آبرفتی بر هم خورده است به طوری که عمده برداشت از آهک های کارستی زیرین صورت گرفته است. با روند بهره برداری بی رویه از کارست، فروچاله هایی در سطح دشت ایجاد شده است. بنابراین مطالعات آب های زیرزمینی با هدف برنامه ریزی و مدیریت منابع آب برای بهبود شرایط آبخوان در آینده ضرورت دارد.
مدل سازی، یکی از روش های غیر مستقیم مطالعه منابع آب زیرزمینی است که با توجه به کارایی بالا و هزینه کمتر نسبت به روش های دیگر، امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مدل جریان می تواند اطلاعات مفیدی از عوامل هیدرولیک از قبیل نرخ جریان، افت و جهت جریان ارائه دهد. علاوه برآن شرایط زیرسطحی به آسانی قابل دسترس و قابل مشاهده نیست. به همین دلیل مدل ها به عنوان ابزاری کاربردی برای درک سیستم های آب زیرزمینی، شبیه سازی و پیش بینی رفتارشان درآمده اند. در این ارتباط مطالعات زیادی در نقاط مختلف دنیا صورت گرفته است.
ایماک و همکاران - Emace et al., 2000 - یک مدل سه بعدی برای آبخوان فوقانی و میانی در منطقه هیل کانتری در جنوب تگزاس با هدف شناسایی سیستم هیدروژئولوژی و کمک به تخمین میزان آب و نوسانات سطح آب نسبت به پمپاژ و پتانسیل خشکسالی در آینده تهیه نمودند.
هیل 1996 - ، - Hill جهت یافتن راهحلی برای مشکل بالاآمدگی سطح آب زیرزمینی ناحیه یوما درایالت آریزونا اقدام به تهیه مدل سه بعدی آبخوان منطقه کرد. علیاری و همکاران - 1380 - در مطالعه فروچاله های همدان با بررسی هیدروگراف واحد، میانگین تقریبی افت سطح آب در یک دوره 9 ساله، حدود 3 متر در سال برآورد کردند و عامل اصلی تشکیل این فروچاله ها را افت شدید سطح آب دانستند و برای تایید آن اظهار کردند که محل تشکیل فروچاله ها بر محل تلاقی مخروط افت چاه ها واقع است. ناصری - 1384 - به مطالعه پدیده نشست و فروچاله ها در دشت فامنین همدان پرداخت .
در این مطالعه سیستم آب زیرزمینی دشت کبودر آهنگ توسط روش عددی تفاضلات محدود به وسیله نرم افزار GMS7.1 شبیه سازی شد و با استفاده از نتایج بدست آمده مناطق مستعد تشکیل فروچاله تعیین گردید.
مواد و روش کار
دشت کبودر آهنگ در بخش میانی نیمه شمالی استان همدان قرار دارد و بخشی از حوضه رودخانه قره چای است. محدوده شبیه سازی شده تقریباً منطبق با محدوده دشت در نظر گرفته شده و بین طول جغرافیایی 251000 تا 322000 و عرض جغرافیایی 3862000 تا 3949000 واقع شده است - شکل . - 1 مساحت محدوده آبخوان دشت کبودرآهنگ 1093 کیلومتر مربع می باشد. متوسط بارندگی سالانه 284 میلی متر و متوسط تبخیر سالانه محدوده مورد مطالعه 1866میلی متر می باشد. اقلیم منطقه طبق دو روش آمبرژه و دومارتون، نیمه خشک سرد است.
از نظر تقسیمات زمینشناسی ایران و از دیدگاه ساختاری دشت کبودر آهنگ در پهنه ایران مرکزی و سنندج - سیرجان قرار دارد . شکل 1 نقشه زمین شناسی محدوده مطالعاتی کبودرآهنگ را نمایش می دهد . آبرفتهای کواترنر و نهشتههای مارن رسی و کنگلومرایی پلیوسن سازندهای اصلی تشکیل دهنده دشت کبودرآهنگ می باشند.
مورفولوژی دشت مورد مطالعه متاثر از تحولات تکتونیکی و تغییرات اقلیمی کواترنر است. از نظر ریخت شناسی محدوده مطالعاتی شامل بخشهای ارتفاعات، تپه ماهور و دشت میباشد. تودههای سنگی، برونزد سنگی، تپهماهور، پادگانههای آبرفتی و رسوبات بستر سیلابی نیز از جمله زیر واحدهای منطقه هستند. با توجه به اهمیت سنگ کف دشت در این مطالعه، نقشه جنس سنگ کف آبخوان آبرفتی دشت در شکل 2 ارائه شده است. سنگ کف در مرکز دشت و در مجاورت تشکیلات آهکی، از جنس آهک و در سایر نقاط اغلب از جنس مارنهای الیگومیوسن است.
شکل -1 موقعیت منطقه و نقشه زمین شناسی محدوده مطالعاتی
