- پایین افتادن سطح آبهای زیرزمینی.
۵.آشفته شدن آب در چاه، در بعضی موارد در مراحل اولیه ایجاد یک فروچاله، آب چاههای مجاور آشفته می شود [۳].
۲-۴مخاطرات مناطق کارستی
نرخ سریع رشد جمعیت کره زمین و به دنبال آن تامین نیازهای اساسی مانند سوختهای فسیلی، آب آشامیدنی، زمین برای خانه سازی، زیرساختهای حمل و نقل، انسانها را به سوی بهره برداری بیشتر از مناطق کارست هدایت کرده است. آگاهی از فرایندهای هیدروژئولوژیکی در زمینه پیدایش، حرکت و ویژگیهای شیمیایی آب مناطق کارست در حال افزایش است .یقینا یکی از دلایل عمده این روند سریع رو به رشد، نقش مناطق کارست در تامین منابع آب بشر است، به طوریکه حدودا ۲۰ تا۲۵ درصد آب مورد نیاز جمعیت کره زمین از آبهای زیرزمینی مناطق کارست تامین می شود همچنین حدود۵۰ درصد از ذخایر نفت و گاز جهان در خلل و فرج سنگ آهک دولومیت کارستی قرار دارد. علاوه بر موارد فوق، مناطق کارست از نظر وجود اراضی کشاورزی مناسب و زیبایی چشماندازها، مکانهای مناسبی برای شکل گیری سکونتگاهها و شهرها را فراهم می کنند به طوریکه حدود۲۵ درصد جمعیت کره زمین در مناطق کارستی زندگی می کنند[۳۵]
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۲-۴-۱خطر ریزش
اگرچه لندفرمهای ریزشی از مشخصات چشم اندازهای کارستی محسوب میشوند و فرآیندهای ریزشی جدایی ناپذیر از سیرتکامل غارها هستند ، حوادث طبیعی که درگیر ریزش سنگ بستر باشد بسیار نادر هستند. فروچالههای ریزشی و پوش سنگی به ندرت در هر یک کیلومتر مربع در چشم انداز کارستی تراکم دارند که شاید در طول میلیونها سال به تکامل رسیده باشد. در بیشتر مناطق کارستی، فروچالهی پوش سنگی و ریزشی بسیار فاصله دار هستند، و خطر آنها کمتر است. تراکم بالاتر از این نوع از فروچالهها در مناطق کارستی که تکامل دارند، دیده می شود جایی که لندفرمها در مقیاس زمانی طولانیتری تکامل مییابند، که در این حال دلالت بر وجود خطر است. در تمام موارد، کارهای مهندسی با بارگذاری باعث افزایش خطر شکستگی زمین میشوند. فروچالههای ریزشی و پوش سنگی در ژیپس خطر بزرگتری دارند چراکه فرایندهای انحلالی با سرعت بیشتری صورت میگیرد.
۲-۴-۲خطر فروچالهی فرونشستی
مناطق پست کارستی که سنگ بستر آهکی یا ژِیپسی به وسیله پوششی از خاکهای نامستحکم پوشیده شده است، برای سایتهای ساخت وساز روی آنها حساب باز می شود. خطر بزرگ موجود در اینجا رخداد یک فروچاله فرونشینی جدید است. ساختمانهای کوچک که در پوشش خاکی ایجاد شده اند وقتی که خاک دچار آبشویی شود و به فضاهای خالی کارستی برسد آن وقت خطر این ساختمانها را تهدید می کند. میزان توسعه فروچالهی جدید در یک کیلومتر مربع در یک سال در کارستها دلالت بر این قضیه دارد که در هر ۱۰۰ سال در هر یک هکتار یک فروچاله توسعه مییابد. بیشتر فروچالههای جدید کوچک هستند،اما می تواند خطرناک باشد یا قسمتی از یک ساختمان را تخریب کند. در خاکهای ضخیم، فروچالههای بزرگتری کمتر عمومیت دارند، اما می تواند یک خانه را در خود ببلعد. در مناطق کارستی که کمتر تکامل یافته اند و در خاکهای ناتراوا خطرات نیز کمتر هستند. این امر که بتوان محل وقوع یک فروچاله را در خاکهای دستکاری نشده پیش بینی کرد واقعا غیر ممکن است ، و مشکلات زیادی از لحاظ اقتصادی برای شناسایی خاکها وجود دارد. واکنشهای مکرر مهندسی در مورد خطر فروچالههای نشستی کاهش ریسک آنها بوده است. فروچالهها در نتیجه آبشویی خاک به سمت داخل زمین اتفاق افتادهاند، و فروچالههای جدید وعظیم در سایتهای ساخت و ساز شده به وسیله تحریک کارهای مهندسی اتفاق افتادهاند. کنترل شبکه زهکشی اساس یک کارخوب مهندسی در مناطق کارستی با پوشش خاکی است. متاسفانه فروچالههای فرونشینی منفرد در حال حاضر به طور سطحی مکانهای جذب برای دفن مواد زائد است. بنابراین دو راه حل مناسب شناخت ساختمان پایدار سنگ بستر یا شناخت ساختارخاک که از این طریق از وقوع فروچاله جدید در زیر تاسیسات جلوگیری کرد[۲].
۲-۴-۳ مشکلات ناشی از ایجاد فروچالهها
افزایش جمعیت همراه با گسترش بیرویه بهره برداری از منابع آب برای استفاده در کشاورزی و صنعت منجر به افزایش تقاضای آب از منابع آب زیرزمینی می شود. کاهش سطح آب زیرزمینی در سفره موجب متراکم شدن سفره میگردد. این تراکم نتیجه رابطه بین کاهش سطح ایستابی و افزایش تنش عمودی ناشی از عدم تحمل بار طبقات بالایی توسط آبخوان است که در نهایت منجر به ایجاد فروچاله میگردد.وقوع فروچالهها عواقب زیست محیط متعددی را به دنبال دارد که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
۱-کاهش بازدهی یا ایجاد تخریب در شریانهای حیاتی و سازههای مهم مانند آسیب به پلها، راه ها، خطوط راه آهن، کانالهای آبی، خاکریزها، خطوط آبرسانی، گاز و مجاری فاضلاب و خسارت به پی ساختمانها و سازها
۲-کاهش برگشت نا پذیر تمام یا بخشی از مخزن آب زیرزمینی و در نتیجه از بین رفتن یا کاهش تخلخل مفید نهشتهها
۳-کاهش میزان نفوذپذیری سطحی و تغییر در توپوگرافی و توسعه دشتهای سیلابی و پیرو آن پهنههای بیابانی
۴-فروچالهها باعث مشکلاتی برای قسمتی از زمینهای کشاورزی می شود که نمی توانند آن قسمت را کشت نموده و از نظر یک کشاورز بی ارزش میباشند.
۵-همچنین محل مناسبی برای ریختن آشغالها و زبالهها به نظر میرسند این در حالی است که مسیرهای خشک بسیاری از چالههای کارستی با سیستم مجاری زیرسطحی آبهای زیرزمینی ارتباط مستقیم دارند.نشانه اولیه وقوع فروچاله همیشه قبل از وقوع ریزش مشاهده نمیگردد. به این دلیل تشخیص و نمایان سازی نواحی که مستعد فروچاله هستند، ضروری به نظر میرسند. لذا این پدیده بایستی به خوبی مورد شناسایی و مطالعه قرار گیرد به نحوی که اهمیت و حساسیت حضور آن در مناطقی که مورد ساخت و سازهای مهندسی و صنعتی و یا محل سکونت افراد است، مورد ارزیابی و مدیریت صحیح قرار گیرد. با توجه به اینکه این پدیده در دشتهای وسیعی از کشور مانند دشت کبودرآهنگ و فامنین در استان همدان، دشت کرمان، دشت رفسنجان، دشت یزد-اردکان، دشت ابرقو و نواحی چند دراستانهای خراسان و گلستان مشاهده گردیده است، احتمال گسترش آن در سایر دشتها نیز وجود دارد[۳۰].
فصل سوم
۳-۱ موقعیت جغرافیایی منطقه
دشت کبودر آهنگ در شمال استان همدان و در حوضه آبریز رودخانه قرهچای قرار دارد که زهکش اصلی این دشت به حساب می آید ودر نهایت این رودخانه به حوضه آبریز دریاچه نمک میریزد. مساحت این حوضه ۲۸۲۳ کیلومتر مربع است . منطقه مورد مطالعه بین´ ۳۰ ° ۴۸ تا´ ۰۰ ° ۴۹ طول شرقی و´۰۰ ° ۳۵ تا ´۳۰ ° ۳۵ عرض شمالی قرار دارد.شکل ۳-۱ نشان دهنده موقعیت جغرافیایی حوضه است.
شکل شماره۳-۱ موقعیت جغرافیایی دشت کبودر آهنگ دراستان همدان
استان همدان یکی از قطبهای اصلی کشاورزی و دامداری در ایران محسوب می شود. شرایط اقلیمی مناسب، زمینهای حاصلخیز کشاورزی، منابع آبهای سطحی و زیرزمینی، زمینه مناسبی را برای کشت محصولات زراعی چون گندم، جو، سیبزمینی، علوفه، دانه های روغنی ومحصولات باغی مانند: گردو، انگور، سیب، هلو را در سطح وسیع فراهم آورده است[۳۶].
۳-۲زمین شناسی
از نظر ساختاری، استان همدان در فصل مشترک چند قلمروی ساختاری متفاوت قرار گرفته است به طوری که در یک روند جنوب غرب به شمال شرق میتوان پهنههای زیر را در این استان معرفی کرد.
الف: زاگرس مرتفع
حاشیه جنوب باختری استان همدان بخشی از ارتفاعات زاگرس مرتفع است که به وسیله گسله جوان و پویای بروجرد-مروارید از سایر قسمت های استان جدا می شود. لیتولوژی حاکم بر بخش زاگرس مرتفع استان همدان از نوع کربناتهای کوه ساز ژوراسیک- کرتاسه است که در نتیجه عملکرد راندگیهای هم آغوشی به صورت ورقه ورقه بر روی یکدیگر رانده شده اند.به همین دلیل ساختار حاکم بر جنوب باختر همدان از نوع گسلههای راندگی است.
ب: سنندج- سیرجان
بخش بیشتر استان همدان متعلق به قسمت شمال باختری ایالت زمین ساختی-رسوبی موسوم به سنندج-سیرجان است که در یک روند شمال غرب- جنوب شرق بلندیهای پیرامون شهر همدان را تشکیل می دهند. بخش سنندج-سیرجان استان همدان عمدتا متشکل از سنگهای دگرکونه به دو سن پالئوزوئیک تا اوایل مزوزوئیک و مزوزوئیک تا اوایل سنوزوئیک هستند. اگرچه پدیده دگرگونی، حاصل تکتونیک برخوردی و مسائل فرورانش دانسته شده ولی به نظر میرسد که عامل دگرگون شدن سنگها بیشتر تودههای نفوذی گرماند که ضمن جایگیری در درون سنگهای رسوبی و ایجاد دگرشکلی، برای دگرگونی ناحیهای و مجاورتی حرارت لازم را تامین کرده باشد.
ج:ایران مرکزی
قسمت اول شمال خاوری استان همدان نواحی دشتگونه است که به طور عمده با نهشتههای آبرفتی جوان پوشیده شده است. رخنمونهای سنگی این بخش از نوع سنگهای کربناتی-ولکانیکی کرتاسه پایین، خصوصا سنگ آهکهای اولیگوسن- میوسن(سازند قم) هستند که در یک روند شمال غرب- جنوب شرق در جنوب شهرستان رزن برون زد دارد. مرز بین زون سنندج- سیرجان و دشت رزن چندان مشخص نیست[۳۷].
۳-۳-۱زمین شناسی دشت کبودرآهنگ
ناحیه کبودراهنگ از لحاظ زمین شناسی بین دو منطقه واقع شده بدین صورت که قسمت های شمال آن در بخش ایران مرکزی و ناحیه جنوب غرب در زون سنندج - سیرجان واقع است. بنابراین در محدوده مورد مطالعه سنگها و اثرات تکتونیکی هر دو ناحیه را میتوان مشاهده نمود. شیلها و شیستهای دگرگون شده ژوراسیک قدیمی ترین تشکیلات منطقه هستند. این سنگها بیشتر در حاشیه غربی و گاهی بصورت پراکنده در جنوب و شرق منطقه دیده میشوند. در قسمت زیرین از نوع شیستهای خاکستری رنگ و آهک کریستالیزه همراه با آهک دولومیتی که به صورت تداخل بین لایهای قرار گرفته وجود دارد.
در حاشیه دشت رسوبات کرتاسه گسترش چندان زیادی نداشته و فقط در محدوده کوچکی از جنوب و مرکز دشت شناخته شده است . این تشکیلات به دو واحد آهکی و شیلی تقسیم میگردند. واحد آهکی در حد جنوبی دشت گسترش داشته وارتفاعات جنوب روستای قرخلر را تشکیل می دهند ، گسترش این آهکها در شرق دره خورونده نسبت به سایر نقاط بیشتر بوده ، واحد شیلی در ۱۵ کیلومتری شرق کبودراهنگ ارتفاعات کوه قره لار را تشکیل میدهد.
تشکیلات الیگومیوسن در اطراف منطقه کبودراهنگ زیاد بوده و چین خوردگیهای زیادی بصورت تاقدیس و ناودیس بوجود آورده است . قسمت زیرین این تشکیلات آهکی بوده و قسمتی فوقانی آن بیشتر از مارن های سبز رنگ و ماسه سنگ تشکیل شده اند ، آهکها در نواحی شمالی و مارنها در قسمت شرقی دشت گسترش دارند.
رسوبات دوران چهارم شامل رسوبات مخروط افکنه و واریزههای پای ارتفاعات که گسترش بیشتری داشته و دانه بندی آنها منظمتر میباشد وگاهی تا مراکز دشت هم گسترش مییابد که جنس این رسوبات از نوع شن وماسه قلوه سنگ و رس بوده و در قسمت های مرکزی دانه ریز تر از حواشی می باشد. آبرفت دشت از فرسایش ارتفاعات حاشیه دشت ورسوبگذاری مواد تخریبی حمل شده در گودیهای منطقه تشکیل گردیده که ضخامت آن در مناطق مختلف متفاوت است. و لایه آبدار منطقه را تشکیل میدهد. مواد سازنده آبرفت متشکل از ذرات سیلت، رس، ماسه، شن و قلوه سنگهای ریز و درشت و از جنس واحدهای سنگی تشکیل دهنده ارتفاعات حاشیه دشت میباشند.
ضخامت آبرفت در این دشت بسیار متفاوت بوده و سنگ کف آن آهک، شیست و کنگلومرا میباشد و یکی از عوامل موثر در تغذیه آبرفت این منطقه آهکهای دوره الیگوسن است که قابلیت کارستی شدن را دارا میباشد و به طور کلی ضخامت آبرفت در مرکز دشت حداکثر ۱۰۰-۲۰۰متر است ضخامت آبرفت در این منطقه از سمت غرب به شرق افزایش مییابد. متوسط ضخامت اشباع آبرفت ۲۰ متر میباشد[۲۶].
دشت کبودرآهنگ یکی از چهار دشت اصلی استان همدان است که در بخش شمالی زون اصلی تراست زاگرس قرار دارند. این منطقه اسلیتهای دگرگونی تریاس-ژوراسیک، سنگ آهکهای تا حدودی دگرگون شده کرتاسه و توالی دگرگون نشدهی ترشیاری تا عهد حاضر در آن رخنمون یافتهاند. آهکهای کرتاسه با دو رخساره بخش فوقانی متشکل از شیل و آهکهای مارنی در شمالشرقی سراوک و قسمت تحتانی متشکل از آهکهای تودهای اربیتولیندار عمدتا در جنوب و جنوب غربی دشت کبودرآهنگ –فامنین در منطقه کوریجان رخنمون یافتهاند. رسوبات دوران سوم در حواشی دشتهای فوق صرفنظر از بیرونزدگی محدودی از تشکیلات ائوسن از تناوب توف سبز و مارن عمدتا شامل بیرونزدگیهای الیگوسن است که تناوب لایه های مارن، ماسه سنگ در رخساره قسمت تحتانی و سازند قم رخساره فوقانی را شامل می شود. رسوبات دوران چهارم شامل قشر گستردهای از رسوبات آبرفتی است که به شکل لایهی پوششی با ضخامت متغیر بین ۵۰ تا حداکثر ۱۵۰ متر سنگ بستر دشت را میپوشاند[۵]. شکل ۳-۲ نقشه زمین شناسی حوضه کبودرآهنگ نشان داده شده است.
شکل شماره ۳-۲ موقعیت فروچالهها در نقشه زمین شناسی
۳-۳اقلیم
آب و هوا، نقش بسیار مهمی در مطالعات زیستی، مدیریت منابع آب، کشاورزی و دیگر فعالیتهای انسانی دارد.دما و بارش دوعنصر اصلی و موثر بر تنوع آب و هوا میباشند.عوامل محلی و بیرونی همواره کنترل کننده وضعیت دما و بارش در سطح زمین هستند. از عوامل محلی موثر در اقلیم میتوان عامل عرض جغرافیایی، ارتفاع و فاصله از دریا را بیان کرد.تودههای هوا،مهمترین عامل بیرونی موثر در تنوع و تغییرات آب و هوایی هر ناحیه است. استان همدان هم از این قواعد مستثنا نیست و تحت تاثیر عوامل بیرونی و محلی دارای تنوع آب و هوایی است.عوامل بیرونی موثر بر اقلیم استان همدان به صورت زیر است:
۱-توده هوای مرطوب غربی: مهمترین توده هوایی است که آب و هوای استان را تحت تاثیر قرار میدهد و در فصول سرد(پاییز تا اواسط بهار) از غرب و شمال غرب، رطوبت دریای مدیترانه و اقیانوس اطلس را وارد کشور کرده و موجب بارش می شود.
۲- توده هوای سرد قطبی: تودهی هوا در فصل سرد سال با فعال شدن پرفشار سرد سیبری از عرضهای بالا وارد کشور شده و آب وهوای استان را تحت تاثیر قرار میدهد و موجب کاهش دما و ریزش برف می شود.
۳- توده هوای گرم و خشک: در فصل گرم، استقرار مرکز پرفشار جنب حاره در سطح فوقانی جو، مانع از ورود تودههای هوای غربی و درنتیجه موجب تشدید گرما ، خشکی هوا و غبار آلودشدن اقلیم استان می شود.
با توجه به تاثیر عوامل مختلف بر آب و هوای استان، میانگین بلند مدت سالانهی دما ۵/۱۱+ درجه سانتی گراد است. میانگین بارندگی سالانهی استان در یک دوره آماری حدود ۵/۳۸۷ میلیمتر میباشد. این در حالی است که شهرستانهای استان از این نظر با هم فرق دارند. پربارانترین نقطهی استان وارینهی نهاوند با میانگین ۹/۵۱۷میلیمتر و کم بارانترین آن قهاوند با میانگین ۷/۲۲۳ میلیمتر بوده است. از نظر دمایی نیز کبودرآهنگ سردترین و ملایر گرمترین ایستگاه استان بوده اند[۳۶].
اقلیم منطقه مورد مطالعه در طبقه بندی سیستم کوپن، آب و هوای مدیترانهای با باران بهاره در نواحی دشت و کوهستانی سرد در ارتفاعات است. در طبقه بندی دومارتن، جزء اقلیم نیمه خشک و در سیستم طبقه بندی آمبرژه، نیمه خشک سرد است.همچنین در طبقه بندی اقلیم حیاتی ایران به روش گوسن دارای دو وضعیت اقلیمی است. مناطق مرتفع، اقلیم سرد و مرطوب و نواحی دشت جزء اقلیم استپی سرد یا سرد نیمه خشک میباشد.میزان بارندگی در شرایط طبیعی حدود ۳۳۲ میلیمتر است. حداکثر بارش نزولات جوی در ماههای دی و بهمن و حداقل در ماهای تیر و مرداد رخ میدهد. در زمستان ارتفاعات منطقه پوشیده از برف است وآبراهههای دشتها نیز در سالهای اخیر فاقد جریان آب بوده است[۲۵]. شکل ۳-۳نقشه ایستگاه های باران سنجی و آبراهه های دشت کبودرآهنگ را نشان می دهد.
شکل شماره۳- ۳نقشه ایستگاههای باران سنجی و آبراهه های دشت کبودرآهنگ
۳-۴هیدرولوژی
از نگاه ژئومورفولوژی تغییرات اشکال فیزیوگرافیک استان از قله بلند الوند(۳۵۷۴متر)تا نواحی دشتگونه و کم ارتفاع رزن متغیر است، از همین روشبکهی آبهای سطحی استان به دو حوضهی دریاچه نمک قم و خلیج فارس تخلیه میشوند. در دامنه شرقی الوندکوه هرزابهای سطحی نواحی همدان، بهار، لالجین ،کبودرآهنگ ملایر، رزن و… از طریق رودخانه قره چای به دریاچه نمک قم میریزد. شبکه آبریز دامنههای غربی رشته کوه الوند از طریق رودهای بزرگ گاماسیاب، قره سو، سیمره و کرخه به خلیج فارس میرسند[۳۷]. زهکش اصلی حوضه آبریز کبودرآهنگ رودخانه قره چای است که این رود شامل دو سرشاخه اصلی است. سرشاخه سیمینه رود که از ارتفاعات الوندسرچشمه میگیرد. سیمینه رود در ادامه مسیر در حوالی روستای امامزاده پیرنهان با سرشاخه دیگری به نام شراء که از ارتفاعات استان مرکزی سرچشمه میگیرد، به هم میپیوندد و رود قره چای را تشکیل می دهند. قره چای پس از زهکشی بخش مهمی از اراضی استان ، از شرق وارد استان مرکزی شده و در نهایت به مسیلهی قم در حوضه آبریز مرکزی میریزد حوضه آبریز دشت کبودرآهنگ دارای ۱۳۱۱ حلقه چاه عمیق ، ۷۹۱ حلقه چاه نیمه عمیق، ۱۲۵ رشته قنات و ۱۹۲ دهنه چشمه است [۳۶].
۳-۵هیدروژئولوژی دشت کبودرآهنگ
۳-۵-۱تاثیر ساختمان زمین شناسی در تشکیل منابع آب
آبهای نفوذی تحت نیروی ثقل از خلل وفرج تشکیلات تا برخورد به سازندهای غیر قابل نفوذ حرکت نموده و پس از تماس با تشکیلات مذکور تشکیل سفره های آب را می دهند . تشکیلات متصل نظیر ماسه سنگها و سنگهای آهکی در صورت شکستگی و وجود حفرههای انحلالی میتوانند سبب تشکیل سفره آب گردد. هر گونه ساختمان زمین شناسی نظیر گسلها ، شکل ونوع سنگ کف، روراندگی، طاقدیس و ناودیسها در تشکیل سفره های آب نیز نقش دارند.
۳-۵-۲ تشکیلات آبرفتی
تشکیلات آبرفتی از سمت شمال، غرب و شرق متاثر از فرسایش ارتفاعات اطراف میباشند. اندازه ذرات متشکله آبرفت در مجاورت ارتفاعات و حواشی دشت نسبتاً درشت و در قسمت های مرکزی و خروجی دشت دانه ریزتر میگردد. آبرفت دشت کبودراهنگ به سبب فرسایش در محیط مرطوب اکثراً از نوع شیمیائی بوده تا فیزیکی بنابراین غالباً آبرفت این منطقه دانه ریز بوده هر چند که دانه بندی آبرفت به جنس سنگ مادر نیز بستگی دارد، ولی در مجاورت سنگهای آهکی و ماسه سنگی میبایستی آبرفت از مواد خرد شده تشکیل گردد، نه از رسوبات نرم موجود، آبهای زیرزمینی این منطقه در خلل و فرج همین تشکیلات شکل گرفته است.
