تحلیل کیفی چشمه های کارستی استان کرمانشاه با استفاده از مدلهای آماری و هیدروشیمیایی(مطالعه موردی: آبخوان کارستی توده های پرآو- بیستون وحوضه الوند )
محورهای موضوعی : اقلیم شناسیسارا محمدی 1 , امجد ملکی 2 , حاجی کریمی 3 , علی اکبر زینتی زاده 4
1 - دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی،دانشگاه رازی.کرمانشاه،ایران
2 - دانشیار گروه جغرافیا، دانشگاه رازی .کرمانشاه،ایران
3 - دانشیار دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام،ایران
4 - دانشیار گروه شیمی، دانشگاه رازی.کرمانشاه،ایران
کلید واژه: آب زیرزمینی, هیدروشیمیایی, نسبت های یونی, چشمه های کارستی,
چکیده مقاله :
آب زیرزمینی از منابع مهم بهره برداری از آب در مناطق خشک و نیمه خشک است. چشمه های کارستی استان کرمانشاه نقش مهمی در تامین منابع آب استان و بیلان آبخوان ها دارند. هدف از پژوهش حاضر بررسی کیفی منابع آب استان (در دو آبخوان بیستون و سرپل ذهاب) با استفاده از مدل های هیدروشیمیایی و روش های آماری است. بدین منظور، پس از مطالعات میدانی، 22 نمونه آب از چشمه های دائمی منطقه در فصل تر (اردیبهشت ماه 96) برداشت و تجزیه گردید. وضعیت هیدروژئوشیمیایی چشمه ها با استفاده از روش تحلیل مولفه های اصلی بررسی شد. به منظور شناسایی فرآیندهای ژئوشیمیایی حاکم بر آبخوان ها، نمودارهای ترکیبی، نسبت های یونی و اندیس های اشباع کلسیت، دولومیت و ژیپس نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل، دال بر پایین تر بودن انحلال کانی ها در چشمه های آبخوان بیستون نسبت به محدوده ی سرپل ذهاب به دلیل توسعه ی بیشتر کارست است. فرآیندهایی نظیر انحلال کانی های تبخیری و زمان ماندگاری طولانی در آبخوان های سرپل ذهاب سبب بالا رفتن غلظت املاح در این چشمه ها نسبت به چشمه های محدوده ی بیستون شده است. طبق یافته های پژوهش چشمه های محدوده ی بیستون به دلیل توسعه ی بیشتر کارست، در معرض تغییرات آنی ناشی از ورودی های بارش قرار دارند.
آب زیرزمینی از منابع مهم بهرهبرداری از آب در مناطق خشک و نیمهخشک است. چشمههای کارستی استان کرمانشاه نقش مهمی در تامین منابع آب استان و بیلان آبخوانها دارند. هدف از پژوهش حاضر بررسی کیفی منابع آب استان (در دو آبخوان بیستون و سرپلذهاب) با استفاده از مدلهای هیدروشیمیایی و روشهای آماری است. بدین منظور، پس از مطالعات میدانی، 22 نمونه آب از چشمههای دائمی منطقه در فصل تر (اردیبهشت ماه 96) برداشت و تجزیه گردید. وضعیت هیدروژئوشیمیایی چشمهها با استفاده از روش تحلیل مولفههای اصلی بررسی شد. به منظور شناسایی فرآیندهای ژئوشیمیایی حاکم بر آبخوانها، نمودارهای ترکیبی، نسبتهای یونی و اندیسهای اشباع کلسیت، دولومیت و ژیپس نمونهها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل، دال بر پایینتر بودن انحلال کانیها در چشمههای آبخوان بیستون نسبت به محدودهی سرپل ذهاب به دلیل توسعهی بیشتر کارست است. فرآیندهایی نظیر انحلال کانیهای تبخیری و زمان ماندگاری طولانی در آبخوانهای سرپلذهاب سبب بالا رفتن غلظت املاح در این چشمهها نسبت به چشمههای محدودهی بیستون شده است. طبق یافتههای پژوهش چشمههای محدودهی بیستون به دلیل توسعهی بیشتر کارست، در معرض تغییرات آنی ناشی از ورودیهای بارش قرار دارند.
1- جوانمرد زهرا، اصغری مقدم اصغر (1395): استفاده از مدلهای آماری و هیدروشیمیایی در تحلیل کیفی منابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت مهربان آذربایجان شرقی)، نشریه دانش آب و خاک، جلد 25، شماره 2/3، صص 40-3865
2- دولتی جواد، لشکری پور غلامرضا و حافظی مقدس ناصر (1393): بررسی عوامل مؤثر بر هیدروژئوشیمی آبخوان زاهدان با استفاده از روشهای تحلیل عاملی، نمایه های اشباع و نمودارهای ترکیبی، مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 28 ، شماره 4، صص 694-679
3- ملکی امجد، شوهانی داوود (1385): پهنهبندی تحول کارست در استان کرمانشاه. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه رازی کرمانشاه
4- ملکی امجد (1386): نقش زمین ریخت شناسی کارست در بررسی هیدروژئولوژی ناهمواری های بیستون، پرآو، کنفرانس بررسی منابع آب استان کرمانشاه، شرکت آب منطقه ای کرمانشاه صص 86-76
5- محمدزاده حسین (1395): تهیه ی نقشههای پهنه بندی و خط ایزوتوپی نزولات جوی استان کرمانشاه و بررسی منشاء آبهای سطحی و زیرزمینی و تعیین سن نسبی و زمان ماندگاری آبهای سطحی با استفاده از ردیاب های هیدروشیمیایی و ایزوتوپی، مرکز تحقیقات آب های زیرزمینی (متآب) دانشگاه فردوسی مشهد، صص 280-290
6- مقصودی مهران، کریمی حاجی، صفری فرشاد، چهارراهی ذبیح الله (1388): بررسی توسعهی کارست در توده ی پرآو بیستون با استفاده از ضرایب فرود، زمان مرگ چشمهها و تحلیل نتایج ایزوتوپی و شیمیایی، پژوهشهای جغرافیایی، شماره 69، صص 65-51
7- وحدتی سید مهران، طاهری کمال (1386): دستهبندی ساختاری چشمههای کارستی حوضهی الوند جنوبغربی استان کرمانشاه. کنفرانس بررسی منابع آب استان، شرکت آب منطقهای کرمانشاه، صص 99-87
8- باقری سیدشکری سجاد، یمانی مجتبی، جعفربیگلو منصور، کریمی حاجی، مقیمی ابراهیم (1392): بررسیتوسعه یافتگی و ویژگیهای هیدرودینامیکی سامانههای کارستی با استفاده از تجزیه و تحلیل منحنی فرود هیدروگراف (مطالعه موردی: آبخوانهای کارستی حوضة رودخانة الوند)، پژوهشهای جغرافیای طبیعی، دورهی 47، شماره 3، پاییز 94، صص 333-346
_||_1- Andre, L., Franceschi, M., Puchan, P., Atteia, O., (2005): Using geochemical and modeling to enhance the understanding of groundwater flow in a regional deep aquifer, Aquitaine Basin, South-west of France, Journal of Hydrology, 305: 40- 42.
2- Appelo, C.A.J., Postma, D., (1993): Geochemistry, Groundwater pollution, Balkema Rotterdam, the Netherlands, 536.
3- Albinet M, Margat J. (1970): Cartographie de la vulnerabilit´e a la pollution des nappes d’eau souterraine [Contamination vulnerability mapping of groundwater]. Bulletin de la Bureau de Recherches G´eologiques et Mini`eres 2nd serves 3(4): 13-22.
4- Bhardwaj Vikram, Singh Dhruv Sen, Singh A. K. (2009), Hydrogeochemistry of groundwater and anthropogenic control over dolomitization reactions in alluvial sediments of the Deoria district: Ganga plain, India, Environ Earth Sci, 59:1099–1109
5- Celalettin Simsek, Alper Elci, Orhan Gunduz, Burhan Erdogan. (2007): Hydrogeological and hydrogeochemical characterization of a karstic mountain region. Environ Geol. 54:291–308
6- Daly D, Dassargues A, Drew D, Dunne S, Goldscheider N, Neale S, Popescu C, Zwhalen F. (2002): Main concepts of the “European approach” to karst-groundwater-vulnerability assessment and mapping. Hydrogeology Journal 10 (2): 340-345.
7- Doerfliger N, Jeannin PY, Zwahlen F. (1999): Water vulnerability assessment in karst environments: a new method of defining protection areas using a multi-attribute approach and GIS tools (EPIK method). Environ Geol 39(2): 165-176
8- Dussart-Baptista L, Massei N, Dupont J.-P, Jouenne T. (2003): Transfer of bacteria-contaminated particles in a karst aquifer: evolution of contaminated materials from a sinkhole to a spring. Journal of Hydrology 284: 285–295
9- Ford, D. Williams, P. (2007). Karst Hydrogeology and Geomorphology. John Wiley & Sons Ltd
10- Gastmans D, Chang H.K. & Hutcheon, I (2010): Groundwater geochemical evolution in the northern portion of the Guarani Aquifer System (Brazil) and its relationship to the diagenetic features, Appl, Geochem, p: 16
11- Goldscheider, N. (2005): Karst groundwater vulnerability mapping: application of a new method in the Swabian Alb, Germany. Hydrogeology Journal, 13(4): 555-564.
12- Margat J. (1968): Vuln_rabilit_ des nappes d’eau souterraine-la pollution (Vulnerability of groundwater to pollution). BRGM Publication 68 SGL 198 HYD, Orleans.
13- Marfiaa A.M., Krishnamurthya R.V, Atekwanab E.A., Pantonc W.F. 2004. Isotopic and geochemical evolution of ground and surface waters in a karst dominated geological setting: a case study from Belize, Central America. Applied Geochemistry 19: 937–946.
14- Murad, A.A., Garamoon, H., Hussein, S., Al-Nuaimi, H.S., (2011): Hydrogeochemical characterization and isotope investigations of a carbonate aquifer of the northern part of the United Arab Emirates. J. Asian Earth Sci. p: 214
15- Peiyue Li, Jianhua Wu, Hui Qian. 2012. Assessment of groundwater quality for irrigation purposes and identification of hydrogeochemical evolution mechanisms in Pengyang County, China. Environ Earth Sci 69:2211–2225.
16- Pan Wu, Changyuan Tang, Lijun Zhu, Congqiang Liu, Xuefang Cha, Xiuzhen Tao, 2009, Hydrogeochemical characteristics of surface water and groundwater in the karst basin, southwest China, HYDROLOGICAL PROCESSES, Ministry of Education, Guiyang, China DOI: 10.1002/hyp.7332.
17- Todd, D. K. 1980. Groundwater Hydrology (2nd edn). Wiley, New York. 552 pp.
18- Vincent Cloutier, Rene´Lefebvre,ReneTherrien,Martine M Savard. (2008): Multivariate statistical analysis of geochemical data as indicative of the hydrogeochemical evolution of
groundwater in a sedimentary rock aquifer system, Journal of Hydrology, 353: 294-313
19- Vias JM, Andreo B, Perles MJ, Carrasco F, Vadillo I, Jiménez P. (2006): Proposed method for groundwater vulnerability mapping in carbonate (karstic) aquifers: the COP method Application in two pilot sites in southern Spain, Hydrogeol. J. 14: 912-925.
20- Vaute. L, C. Drogue, L. Garrelly, M. Ghelfenstein. (1996): Erratum to "Relations between the structure of storage and the transport of chemical compounds in karstic aquifers ''. J. Hydrol 199: 221-238.
21- Xiangquan Li, Li Zhang, Xinwei Hou. (2007): Use of hydrogeochemistry and environmental isotopes for evaluation of groundwater in Qingshuihe Basin, northwestern China, Hydrogeology Journal (2008) 16: 335-348
22- Yun-Chao Lang, Cong-Qiang Liu, Zhi-Qi Zhao, Si-Liang Li, Gui-Lin Han. (2006): Geochemistry of surface and ground water in Guiyang, China: Water/rock interaction and pollution in a karst hydrological system, Applied Geochemistry PP. 887–903