بخشی از مقاله
مطالعه و ارزيابي اثرات زيست – محيطي انحلال نمک و فرار آب از سد مخزني
آرباتان درآذربايجان شرقي
چکيده
در مقاله حاضر عوارض زيست - محيطي ناشي از فرارآب و تخريب سد مخزني آرباتان واقع در استان آذربايجان شرقي مورد بررسي و تحقيق قرار گرفته است . ساختگاه اين سد در ٥٠کيلومتري شمال شرق تبريز واقع شده و گنجايش نهايي مخزن آن ٢٧ ميليون مترمکعب در نظر گرفته شده بود. آب سد نيز از طريق يک کانال بتوني به طول ٢٦ کيلومتر از سرشاخه هاي تلخه رود تامين شده است . اين سد در سال ١٣٨٤ آبگيري شده و ٥ سال بعد بدليل فرار آب ناشي از انحلال لايه هاي گچي و نمکي در مخزن آن تخليه شده است . انحلال اين سازندها و فرار آب سد سبب بروز عوارض زيست – محيطي متعددي در منطقه شده است . از بين رفتن جانداران آب شيرين ، شوري چشمه هاي پايين دست و تغيير شکل ظاهري زمين در محدوده ساختگاه ، از عمده عوارض مستقيم ناشي از انحلال سازندهاي تبخيري و به تبع آن فرار آب از مخزن محسوب مي شود. احداث کانال به طول ٢٦ کيلومتر در زمينهاي زراعي و بلااستفاده ماندن آن پس از فرار آب از سد، از ديگر عوارض زيست – محيطي در منطقه مي باشد که سبب بروز تبعات اجتماعي در منطقه شده است . با توجه به اين مشکلات و با در نظر گرفتن گسترش سازندهاي تبخيري در بخشهاي وسيعي از کشور ايران ، توجه به شناسايي اين سازندها با انجام مطالعات زمين شناسي مهندسي دقيق ، مي تواند کمک موثري در اجراي موفق پروژه هاي آبي در اين گونه مناطق شود.
کليد واژهها: سد آرباتان، فرارآب، عوارض زيست -محيطي، آذربايجان شرقي
١-مقدمه (
سد آرباتان در استان آذربايجان شرقي ، در٥٠ کيلومتري شمال شرق شهر تبريز و در ٢٥ کيلومتري غرب شهرستان هريس احداث شده است (شکل ١). مخزن اين سد در يک فرونشست طبيعي زمين واقع شده که ٦ بند خاکي (Dyke) مجزا بخشهاي حاشيه اي آنرا محدود کرده است . اين سد به منظور بهره برداري از منابع آب و خاک و فراهم آوردن امکانات براي توليدات کشاورزي در منطقه آرباتان هريس ، باتوجه به محدوديت هاي دسترسي به منابع آب، جهت استفاده از منابع آبهاي سطحي که بصورت فصلي در منطقه وجود دارند احداث گرديده است (جهادکشاورزي، ١٣٨٢). آب سد از طريق يک کانال بتوني به طول ٢٦ کيلومتر از سرشاخه هاي تلخه رود تامين شده- است .
اين سد خاکي شامل شش ديواره است (شکل ٢) که در سال ١٣٨٤ آبگيري شده و با فرار آب از مخزن آن، ٥ سال بعد از آبگيري کاملا تخليه شده و مخزن آن در حال حاضر تقريبا خالي از آب شده است . فرار آب از زير ديواره D شروع شده که همين امر باعث نشست اين ديواره و مخزن در نزديکي اين محل گرديده است . بررسيهاي صورت گرفته بيانگر حضور لايه نمکي نسبتا
١١٩٧
ضخيم در اعماق مخزن سد بوده است که با آبگيري مخزن، آب به اين لايه ها نفوذ کرده و سبب انحلال نمک و ايجاد کاناهاي
زيرزميني براي فرار آب شده است (عبادي ، ١٣٩١). دربرسيهاي اوليه اين لايه نمکي شناسايي نشده بود.
شکل ١ - موقعيت جغرافيايي سد آرباتان در حوزه آبربز آجي چاي
شکل ٢ - موقعيت محورهاي سد به همراه محل فرو نشست و مسير فرارآب بر روي تصوير ماهواره اي
پديده فرار آب از مخازن بدليل انحلال سازندهاي گچي و نمکي و يا بدليل حضور انحلالهاي کارستي در سازندهاي کربناتي ، توسط محققين مختلف در ايران و کشورهاي ديگر مورد مطالعه قرار گرفته است . بدليل گستردگي سازندهاي تبخيري در ايران ، پديده انحلال اين نوع سازندها در مخازن و پي سازه هاي آبي احداث شده برروي اين نوع سنگها در سالهاي اخير مورد توجه قرار
گرفته است . مطالعات مرادي و عباس نژاد (١٣٨٩) برروي سد قيصرق در آذربايجان شرقي نشان داد که انحلال ميان لايه هاي ژيپسي سبب فرار پيشرونده آب از مخزن اين سد شده است . بررسيهاي اداره مهندسي ارتش امريکا بر روي سد موصل عراق که در سال ١٩٨٥ آبگيري شده است نيز نشانگر عملکرد انحلال لايه هاي انيدريتي و ژيپسي در وقوع پديده فرار آب از مخزن اين سد پس از يکسال و نيم از آبگيري آن ميباشد(٢٠٠٧ ,.Julie, et al). همچنين بعد از اتمام عمليات ساختماني سد Quail Creek واقع در ايالت يوتاي آمريکا، درزه هاي سنگ بستر در اثر بار مخزن باز شده و باعث افزايش جريان نشت آب از پي و بستر سازه شده و موجب بروز فروچاله ها و نشت آب کدر در پائين دست سد گرديد. ادامه پديده انحلال باعث تشديد فرسايش و شستشوي مصالح
بين بدنه سد و پي شده که درنهايت منجر به خرابي بدنه سد گرديده است (١٩٩٠ ,Von Thun).
هرچند پديده فرار آب از مخازن و پي سدهايي که در مناطق تبخيري احداث مي شوند، توسط محققين مختلف مورد بررسي قرار گرفته است ، با اين حال بررسي عوارض زيست -محيطي واجتماعي اين پديده کمتر مورد توجه و تحقيق بوده است . سد آرباتان و سد گتوند نمونه هاي قابل ذکر اين موارد هستند که ضرورت بررسيهاي زيست -محيطي ناشي از انحلال نمک و گچ را در بخشهاي پايين دست سد نشان مي دهند. از اينرو تحقيق حاضر به منظور شناسايي و معرفي عوارض اجتماعي و زيست -محيطي تخريب اين سد به انجام رسيده است .
٢-زمين شناسي محلي ساختگاه سد
محور و مخزن سد بر روي تشکيلات سنگي تخريبي -تبخيري قرمز رنگ شامل مارنهاي ژيپس دار، سيلتستون ، ماسه سنگ و کنگلومرا قرارگرفته است . واحدهاي سنگي مذکور متعلق به ميوسن تحتاني تا فوقاني و احتمالا معادل سازند قرمز بالايي هستند(سازمان زمين شناسي ، ١٣٨٩). بررسي هاي صحرايي نشان مي دهد که حضور واحد مارنهاي ژيپس دار در منطقه غالب بوده و برونزد ساير واحدهاي سنگي در اولويت بعدي قرار دارند. درصد فراواني ژيپس ها در داخل مارنها در قسمت هاي مختلف متفاوت است . در بخش هايي از آن، بلورهاي ژيپس در داخل لايۀ مارن بصورت پراکنده و مجزا از هم قرار گرفته اند بطوريکه در داخل مارن بصورت درون لايه اي (Embedded) ميباشند. در بخش هايي نيزميزان بلورهاي ژيپس زياد شده و بصورت ميان لايه هاي نازک و پيوسته در آمدهاند. در هر دو حالت فراواني مارن بيشتر از گچ است . لايه هاي مذکور در قسمت هايي از حواشي شرقي و غربي مخزن سد آرباتان و نيز در بخش شرقي محور D سد، در داخل مخزن قابل مشاهده هستند. به منظور شناسايي و تعيين مشخصات لايه هاي ژيپس و مارنهاي ژيپس دار و گسترش اين نوع تشکيلات در جناحين سد و داخل مخزن، يک ترانشه اکتشافي به عمق حدود ٤ متر در تمام عرض مخزن سد حفر گرديده است . برداشت هاي صحرايي از وضعيت استقرار لايه هاي زمين شناختي بويژه توالي رخنمون و گسترش لايه هاي ژيپس در مقطع کانال اطلاعات با ارزشي حاصل آورد. بطور کلي مشخص
گرديد که لايه هاي ژيپس و مارنهاي ژيپس دار عليرغم دارابودن وضعيت هاي زمين ساختاري متفاوت ، در غالب طول مقطع کانال رخنمون دارند (شکل ٣).
شکل ٣ - مقطع زمين شناسي ترانشه اکتشافي حفر شده در داخل مخزن سد آرباتان
٣-مشکلات و عوارض ناشي از فرار آب
پديده فرار آب از مخزن سد آرباتان چند سال پس از آبگيري و بهره - برداري از آن شروع شده است . از زمان بهره برداري تا تخليه کامل آب از مخزن نيز، يک بازه زماني ٧ ساله مشاهده مي شود که بيانگر تدريجي بودن فرار آب و تخليه درياچه از آب مي باشد. از اينرو تبعات و عوارض اين پديده علاوه بر تاثيرات منفي در روند هيدروژئولوژيکي و هيدروژئوشيميايي منطقه ، باعث تغييرات زيست -محيطي سريعي نيز در محدوده ساختگاه سد و درياچه آن شده است که در ادامه به تعدادي از آنها اشاره مي شود.
٣-١ شوري آبهاي زير سطحي و چشمه ها
آب درياچه سد از طريق يک کانال بتوني بطول ٢٦ کيلومتر از سرشاخه هاي تلخه رود تامين شده است . اين آب از کيفيت مناسبي برخوردار بوده و در محل سرشاخه به عنوان آب آشاميدني توسط آباديهاي اطراف مورد استفاده قرار مي گيرد. هرچند در حال حاضر داده هاي مناسبي از روند تغييرات غلظت نمکهاي محلول در درياچه دردسترس نيست ، با اينحال بررسيهاي محلي نشان مي دهد که روند تغيير کيفيت آب از سال دوم آبگيري شروع شده و با شروع فرار آب از سال سوم آبگيري، ميزان شوري آب درياچه نيز به شکل فزاينده اي افزايش يافته است . آب نفوذي به لايه هاي زير سطحي از بخشهاي پايين دستي به صورت چشمه هاي جديد يا از طريق افزايش دبي چشمه هاي قديمي از مخزن تخليه شده است . انحلال لايه هاي ژيپس دار و رسيدن آب به لايه هاي نمکي در عمق ٣٥ متري از سطح زمين از طريق کانالهاي انحلالي ، سبب شوري دائمي آبهاي زير زميني منطقه شده است . آب چشمه هاي قديمي نيز با برخورد آبهاي سطحي به لايه هاي نمک دار از طريق کانالهاي انحلالي شور شده است (شکل ٤–الف
نمونه اي از ظهور چشمه هاي شور در پايين دست درياچه سد در شکل ٤–ب نشان داده است .
شکل ٤ - الف ) چشمه شور شده دره شوربولاغ ب) چشمه شور نوظهور در پايين دست سد
٣-٢ ازبين رفتن موجودات آب شيرين
اداره جهاد کشاورزي استان آذربايجانشرقي در مدت بهره برداري از سد آرباتان ، اقدام به تخم ريزي و پرورش ماهيهاي آب شيرين در درياچه آن کرده بود. باتوجه به شرايط بالقوه مناسب منطقه و دردسترس بودن مواد غذايي در محدوده درياچه ، رشد و تکثير اين ماهيها در مدت بهره برداري بسيار خوب گزارش شده است (جهاد کشاورزي، ١٣٨٢)بطوريکه سايت سدآرباتان به يک منطقه گردشگري تبديل گشته بود. علاوه براين ، در اکو سيستم شکل گرفته از آب شيرين درياچه سد، چرخه زندگي جانداران دوزيست و خشکي زي متعددي نيز شکل گرفته بوده است . با افزايش شوري و غلظت آب درياچه ، اکوسيستم بوجود آمده در داخل درياچه تقريبا از بين رفته و زندگي حيات وحش ايجاد شده در اطراف درياچه سد نيز دچار اختلال جدي شده است . شکل
٥ لاشه ماهيان آب شيرين برجاي مانده در کف درياچه را نشان مي دهد.
شکل ٥ - مرگ ومير ماهيان وآبزيان درياچه سد
٣-٣ تغيير شکل ظاهري زمين
مناطق داراي نهشته هاي تبخيري غالبا از پوشش گياهي کمتري برخوردار هستند. با اينحال محدوده زمين درياچه سد آرباتان بدليل زمين شناسي ساختماني آن به شکل يک فرونشست وسيع در آمده بود و تمرکز آبهاي سطحي ناشي از بارندگيها، شرايط نسبتا
