تعیین خصوصیات آبخوان کارستی چشمه برم جمال با استفاده از پاسخهای فیزیکی- شیمیایی

نوع مقاله: یاداشت‌ فنی

نویسندگان

1 دانشیار گروه زمین شناسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 کارشناس هیدروژئولوژی مهندسین مشاور زایندآب، اصفهان

3 عضو هیئت علمی گروه زمین شناسی، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

چشمه برم جمال در جنوب غرب ایران در استان خوزستان و در شمال شرق شهر اهواز واقع شده است. یالهای شمال شرقی و جنوب غربی تاقدیس کوه سفید، که از سازند کربناته و کارستی آسماری تشکیل شده‌اند، حوضه آبگیر این چشمه را شامل می‌شوند. در این حوضه سیما‌های کارستی از قبیل فروچاله، غار و پدیده‌های مورفولوژیک سطحی مناطق کارستی نیز قابل مشاهده است. عبور چند روند گسله از تاقدیس کوه سفید باعث شده تا آبخوان چشمه برم جمال به شدت خرد شده و فرایند کارستی شدن در امتداد سیستم‌های درز و شکستگی صورت گیرد. در طول مدت مطالعه، هدایت الکتریکی، اسیدیته و دمای آب چشمه هر هفته و در فاصله زمانی 12 ماه و آنالیز نمونه‌های آب چشمه به منظور تعیین میزان غلظت آنیون‌ها و کاتیون‌های اصلی انجام شد. آبدهی چشمه به روش دبی- اشل به صورت روزانه در طول زمان فروکش و دو هفته یک‌بار در زمان آرامش اندازه‌گیری می‌شد. با استفاده از مدل کامپیوتری PHreeqc 2.6 فشار جزئی دی‌ اکسید کربن و شاخصهای اشباع کلسیت و دولومیت تعیین شد. در هیدروگراف چشمه برم جمال سه ضریب فروکش α2 ،α3 و ضریب فروکش ناشی از وقایع بارندگی α1 تمیز داده شد که تفاوت قابل ملاحظه‌ای بین دومین و سومین ضریب فروکش به چشم نخورد. جریان پایه برای فروکش‌های α1، α2 و α3 به ترتیب برابر 49،75/34 و 100 درصد به دست آمد. هدایت الکتریکی، غلظتهای کلسیم، کربنات و بیکربنات و شاخص اشباع کلسیت تغییرات شاخصی را نشان ندادند، مورفولوژی و زمین شناسی حوضه آبگیر چشمه برم جمال و داده‌های هیدروگراف و آنالیز شیمیایی نمونه‌ها بیانگر این است که سیستم هیدروژئولوژیکی آبخوان کارستی چشمه برم جمال از نوع مجرایی‌- افشان می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Characterization of Barmejamal Spring Karst Aquifer Using Physico-Chemical Spring Responses

نویسندگان [English]

  • Manochehr Chitsazan 1
  • Masoud Sayyedipour 2
  • Seyed Yahya Mirzaie 3
1 Assoc. Prof., Dept. of Geology, Shahid Chamran University of Ahwaz
2 Hydrogeology Engineer, Zayandab Consulting Engineers, isfahan
3 Lecturer of Dept. of Geology, Shahid Chamran University of Ahwaz
چکیده [English]

Barmejamal Spring is located in northeast of Ahwaz, Khuzestan Province, Iran. The catchment area of the spring consists of the northeast and southwest flanks of the Koh-e-Safid anticline, which is made up of karstic calcareous Asmari formations. There are sinkholes, caves, and other karst landforms in the catchment area. The existence of several faults has brecciaed Barmejamal spring karst aquifer that may have caused karstification to occur in parallel fracture systems. For the purposes of this study, pH and water temperature were measured on a weekly basis for a period of 12 months and water samples were analyzed for major anions and cations. Flow rate was measured on a daily basis during the recession, and weekly during the rest of the study period. Using the PHreeqc 2.6 computer model, the partial pressure of carbon dioxide and the saturation index of calcite and dolomite were also estimated. Three distinct periods belonging to three recession coefficients (α1, α2, α3) were observed in the hydrograph of the Barmejamal Spring. No considerable differences were observed between the first and second recession coefficients. Base flow for α1, α2 and α3 constituted 49%, 75.34%, and 100% of the total flow in the first and second recession periods and in the precipitation period, respectively. The variation of specific conductance, calcium and bicarbonate concentrations, and calcite saturation indices were not significant throughout the study period. The morphology and geology of the Barmejamal Spring catchment area and the data from hydrograph and chemographs show that the hydrologic system is of the diffuse-conduit flow type.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barmejamal Spring
  • Recession Coefficients
  • Calcite Saturation Indices
1- Currens, J. (2002). “Changes in groundwater quality in a conduit-flow-dominated karst aquifer, following BMP implementation.” Environmental Geology, 42 (5), 525-531.

2- Birk, S. (2004). “Identification of localized recharge and conduit flow by combined analysis of hydraulic and physico-chemical spring responses.” J. of Hydrology, 286 (1-4), 179-193.

3- Genthon, P. (2005). “Temperature as a marker for karstic waters hydrodynamics.” J. of Hydrology, 311(1-4), 157-171.

4- Kova´cs, A. (2005). “A quantitative method for the characterisation of karst aquifers based on spring hydrograph analysis.” J. of Hydrology, 303 (1-2), 152–160.

5- Karimi, H. (2005). “Characterising the main karst aquifers of the Alvand basin, northwest of Zagros, Iran, by a hydrogeochemical approach.” J. Hydrogeology, 13(5-6), 787-799.

6- Mangin, A. (1975). “Contribution a letude hydrodynamique des aquifers Karstiques.” Ann Speleol, 29 (5-6), 283-332.

7- Drogue, C. (1972). “Analyse statistique des hydrogrammes de decrues des sources karstiques.” J. of Hydrology, 15, (1-4), 49-68.

8- Elhatip, H. (1997). “Karst hydrogeology of the Kas¸-Kalkan springs along the Mediterranean coast of Turkey.” Environmental Geology, 36 (1-2), 150-158.

9- Aquilina, L. (2005). “Recharge processes in karstic systems investigated through the correlation of chemical and isotopic composition of rain and spring-waters.” Applied Geochemistry, 20 (4), 2189-2206.

10- آغاسی، ع. (1378). هیدروژئولوژی کارست، انتشارات طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور، تهران.

11- چیت سازان، م.، و کشکولی، ح. (ترجمه) (1381). مدل سازی آبهای زیرزمینی و حل مسائل هیدروژئولوژی، تألیف نون کرسیک، انتشارات دانشگاه شهید چمران، اهواز.

12-Worthington, S. R. H. (1991). “Karst hydrogeology of the Canadian Rocky Mountains.” PhD. Thesis, Department of Geography,McMasterUniversity,Hamilton,Ontario,Canada.

13- Langmuir, D. (1997). Aqueous environmental geochemistry,Prentice Hall,New Jersey.