اثر بارش و لیتولوژی در هیدروشیمی چشمه¬های کارستی استان خراسان شمالی
محورهای موضوعی :فاطمه باقری 1 , غلامحسین کرمی 2 , رحیم باقری 3 , جواد مشکینی 4
1 - دانشگاه صنعتی شاهرود
2 - دانشگاه صنعتی شاهرود
3 - صنعتی شاهرود
4 - 4. مدیر مطالعات شرکت آب منطقه¬ای خراسان شمالی
کلید واژه:
چکیده مقاله :
آبخوان‌های کارستی به‌عنوان مهم‌ترین منبع آب شرب و کشاورزی در مناطق خشک و نیمه‌خشک محسوب می شود. شناخت رفتار هیدروژئولوژیکی این چشمه ها و ردیابی کیفی این منابع آبی، اولین مرحله در جهت مدیریت بهتر آنها می باشد. در منطقه مورد مطالعه واقع در استان خراسان شمالی، رخنمون گسترده ای از آهک های کارستی سازند تیرگان وجود دارد. در این منطقه تعداد معدودی چشمه کارستی با دبی بین 50 تا 500 لیتربرثانیه وجود دارد. منطقه تغذیه این چشمه ها از لحاظ ارتفاع، اندازه حوضه آبگیر، ضخامت اپی کارست و درجه کارستی شدن متفاوت می باشند. در این مطالعه سری زمانی و تغییرات مکانی هیدروژئوشیمیایی در 5 چشمه ارناوه، رزقانه، اسطرخی، قردانلو و سرانی و سه ایستگاه بارش و همچنین تاثیر بارش و لیتولوژی بر شیمی آب چشمه های کارستی برای یک دوره یک‌ساله بررسی شده است. ترکیب بارش ها دارای رخساره Ca-SO4-Cl و Ca-HCO3 بوده که این ترکیب توسط فرآیند انحلال در طول جریان آب زیرزمینی به آبخوان کارستی تغییر کرده و Ca-Mg-HCO3 شده است. قسمت عمده تغذیه در اثر بارش های زمستانه و به‌صورت برف صورت می گیرد. میانگین هدایت الکتریکی بارش‌ها از 70 در ایستگاه نامانلو تا 100 و 150 میکروموس بر سانتی‌متر به ترتیب در ایستگاه اسطرخی و قلعه بربر متغیر است. بارش های تابستانه منشا گرفته از سمت غرب به دلیل تماس بیشتر با ذرات معلق در مناطق کویری ایران، دارای مقادیر هدایت الکتریکی بیشتری نسبت به بارش‌های زمستانه نشات گرفته از جبهه شمالی کشور هستند. به‌طورکلی در اکثر چشمه های کارستی مورد مطالعه، تغییرات مقدار دبی در طول زمان به‌جز در چشمه های سرانی و اسطرخی، وجود ندارد. ترکیب هیدروشیمیایی چشمه های سرانی و قوردانلو و اسطرخی که در ارتفاع بالاتری قرار دارند و عمده تغذیه آن ها از طریق برف صورت می-گیرد، بیشتر تحت تاثیر ترکیب هیدروشیمیایی بارش ها می باشند، درصورتی‌که چشمه ارناوه و رزقانه با توجه به یکسان بودن ترکیب بارش در این منطقه، دارای هدایت الکتریکی بالاتری بوده که به دلیل وجود پوشش خاک در حوضه آبگیر این چشمه ها، انحلال کانی های رسی و جریان افشان آن ها بوده است.
Karstic aquifers are vital water resources which are used for irrigation and drinking purposes in arid and semi-arid regions. Understanding of the hydrogeological behavior of these springs and the qualitative tracing of these water resources are the first step in their better management. There are wide outcrops of Tirgan karstic formation in the study area, in the north of Khorasan province. In this area, there are a few karstic springs the discharge rate ranges from 50 to 500 lit/s. The recharge area characteristics of these springs vary significantly with their elevation, catchment size, thickness of epikarst and degree of karstification. In this study, temporal and spatial hydrogeochemcal variations of the five karstic springs including Arnaveh, Rezghaneh, Estarkhi, Ghordanlo and Sarani and 3 rain stations are investigated during one year period. The effects of both precipitation and lithology on the chemistry of these karstic springs are also considered. The dominant rain water types are Ca-SO4-Cl and Ca-HCO3 which change into Ca-Mg- HCO3 type during ground water flow in karstic system. This karstic aquifer is recharged during winter snowfall. The EC values of the rainfall vary from 70 µmohs/cm in Namanloo station to 100 and 150 µmohs/cm in Estarkhi and Ghale Barbar stations, respectively. The summer precipitations have more EC value than winter precipitations. This is due to long trajectory of air masses through arid regions with dust particles. The time series variations of discharge value are negligible in some karstic springs except for Sarani and Estarkhi springs. Hydrochemical composition of Sarani, Ghordanlo and Estarkhi springs are mostly affected by precipitation; while, Arnaveh and Rezghaneh springs with the same precipitation composition in this area have higher EC values. This is due to soil cover in catchment area, dissolution of clay minerals and diffusion.
