برخی از متداولترین رنگهایی که در سازندهای آهکی برای ردیابی آب رایج گردید شامل فلئورسین رودامین، پیرانین، رودامین B و مالاشیت گرین میباشند. این رنگها برای بررسی جریان آب و انتقال آن در تمام انواع سفره های آب برای مطالعات هیدرولیک و اتصال سرعت جریان و انتشار استفاده شدند و ردیاب فلئورسین بهترین ردیاب معرفی شد (فرستین و سلک[۹]، ۱۹۶۳).
خاکهای با مقدار بالای رس و مقدار پایین کربن آلی، ردیابهای رنگی را بیشتر از دیگر خاکها جذب می کنند (کتلن[۱۰] و همکاران، ۱۹۹۹). اندازه گیری غلظت ردیابهای معدنی به طور گستردهای برای تعیین پارامترهای انتقال مانند سرعت و انتشار استفاده شد (ویلد و بابکر[۱۱]، ۱۹۷۶).
گیش و کافامان[۱۲](۱۹۸۷) اثرات ریشه روی کیفیت آب زیرزمینی را مورد بررسی قرار دادند در واقع ریشه گیاهان مسیرهایی را برای جریان ترجیحی ایجاد مینماید. آنها انتقال آترازین و برماید را تحت زراعت با ذرت و بدون ذرت زیر منطقه نهال ریشه مورد بررسی قرار دادند و گزارش کردند که ریشهها روی مسیرهای ترجیحی جریان (با بهره گرفتن از محلول رنگی) اثر دارد. آنها گزارش کردند مقادیر ردیاب برماید در خاکهای مزرعهای بهوسیله عملیات شخم تحت تأثیر قرار نمیگیرد در حالی که انتقال آترازین به میزان زیادی بهوسیله عملیات شخم تحت تأثیر قرار میگیرد.
اشرف و ایزدی[۱۳](۱۹۹۷) انتقال برماید در یک خاک را تحت شرایط غرقابی پیوسته و متناوب بررسی کردند و گزارش کردند که در عمق ۳۰ سانتیمتری سرعت متوسط ردیاب در مدیریتهای غرقاب پیوسته و متناوب از سرعت جریان پیستونی بزرگتر بود. سرعت املاح با عمق برای هر دو شرایط کاهش مییافت، بنابراین مدلهای مدیریتی مواد غذایی که بر اساس سرعت جریان پیستونی استوار هستند ممکن است مقدار عناصر غذایی قابل دسترس برای گیاه در منطقه ریشه را بیش ازمقدار واقعی برآورد نمایند.
کلروفلئوروکربنها از سال ۱۹۴۰ توسط فعالیتهای انسانی به محیط زیست منتشر شدند(مالکولم[۱۴] و همکاران، ۱۹۸۰). این ردیابها چون بدون واکنش هستند و به تجزیه مقاوم و سمیت کمی دارند به عنوان ردیابهای مفید زیست محیطی در نظر گرفته شدند. ولی از سال ۱۹۷۴ به دلیل تخریب لایه اوزون استراتوسفری از این ردیاب در هیدرولوژی دیگر استفاده نمی شود (دیویس[۱۵] و همکاران، ۱۹۸۰).
از نمک طعام بعضی مواقع برای بررسی خصوصیات پخش جریان و ضرایب انتشار طولی و عرضی جریان استفاده می شود. غلظت تزریق باید به حدی باشد که در اثر حرکت جریان، غلظت نمونههای برداشت شده در خروجی محسوس و قابل مقایسه باشد. براساس توصیه سازمان زمین شناسی آمریکا حداقل غلظت تزریقی بایستی کمتر از ۰۱/۰ میلیگرم در لیتر نباشد (هوبارد[۱۶] و همکاران، ۱۹۸۲).
تاکنون ردیابهای متعددی به منظور کاربرد در مسائل جریان آبهای سطحی و زیر سطحی بکار برده شده اند. رایجترین آنها ردیابهای رنگی فلورسنتی میباشند، زیرا بهراحتی قابل تهیه بوده، و طرز استفاده و کاربرد آنها نسبتاً سادهتر از سایر ردیابها میباشند. مزیت مهم دیگر ردیابهای رنگی قابلیت تشخیص بسیار زیاد آنها حتی در غلظتهای بسیار کم میباشد، بهطوریکه در مقایسه با سایر ردیابها تا ۱۰۰ مرتبه رقیقتر قابل تشخیص میباشند (هوبارد و همکاران، ۱۹۸۲).
میزان سمی بودن ردیابها یکی از نکات ظریف و مهم در کاربرد آنها میباشد. اسمارت و لایدلو[۱۷] (۱۹۸۴) طبقه بندی جدیدی از میزان سمیت ردیابها را در اختیار محققان قرار داد. بر اساس گزارش اسمارت و لایدلو دو ردیاب تینوپال و رودامین دارای کمترین سمیت میباشند. وسایل و تجهیزات ردیاب سنج از اهمیت زیادی برخوردار میباشند. دقت و میزان فرکانس دستگاه غلظتسنج نیز باید مورد توجه قرار گیرد. مثلاً دقت برداشت و تعداد قرائت در زمان باید طوری باشد که منحنی رخنه با دقت خوبی قابلیت تشکیل داشته باشد. لازم است قبل از اجرای عملیات ردیابی دستگاه و تجهیزات اندازه گیری غلظت واسنجی شده باشند، زیرا متغیرهای زیادی چون دما، میزان املاح و… تأثیر محسوسی بر دقت داده های برداشت شده دارند (هوبارد و همکاران، ۱۹۸۲).
یکی از مهمترین روشهای مطالعه منابع آب کارستیک به کار بردن مواد ردیاب فلورسانس می باشد به طوریکه افزودن ماده ردیاب به آب در یک نقطه و مشاهده مقدار بازیافت شده آن در منطقهای دیگر همواره ابزاری مفید جهت تحقیقات هیدروژئولوژی بوده و اطلاعات حاصل از انجام دقیق آن می تواند ارتباط بین منابع تغذیه و تخلیه مختلف مانند چشمه ها و چاهها را مشخص سازند. به علاوه تحلیل کمی داده های ردیابی می تواند اطلاعات کنترلی مهمی مانند زمان عبور، غلظت حداکثر و سرعت جریان را مشخص سازد (یوسپا[۱۸]، ۱۹۸۸).
یکی از مهمترین کاربردهای مطالعات ردیابی در بازیابی و شناسایی منبع تامین آب شرب در منابع زیر سطحی میباشد. به همین دلیل، شناخت و سنجش مشخصههای هیدرولیکی از مهمترین اهداف این مطالعات میباشد. از این رهگذر میتوان آسیبپذیری این منابع و تشکیلات را در مقابل آلایندههای آلی و معدنی بررسی کرد (مول[۱۹] و همکاران، ۱۹۸۸).
مطالعه ردیابی در مسائل آبهای زیرزمینی همواره یکی از روشهای مهم تخمین سریع خصوصیات جریان میباشد. تاکنون شماری از مواد رنگی مانند اورانین، ائوزین، پیرانین و رودامین برای تخمین پارامترهای انتقال همچون سرعت، پخشیدگی، ظرفیت ذخیره آب و غیره در محیطهای متخلخل و سازندهای زمین شناسی مورد استفاده قرار گرفتهاند (فرز و چری[۲۰]، ۱۹۷۹ و آبیلین[۲۱] و همکاران، ۱۹۹۱).
انتشار سولفور هگزا فلئورید به محیط زیست به عنوان یک ردیاب مفید در تحقیقات اتمسفری و آبهای زیرزمینی در نظر گرفته شد (بوسنبرگ و پلومر[۲۲]، ۲۰۰۰). این ردیاب ممکن است برای تشخیص نشت پلوتونیوم از ظروف ذخیرهسازی مفید باشد (کونگ[۲۳]، ۱۹۹۸). خواص شیمیایی این ماده نشان میدهد که فاز گازی آن اثر گرم شدن گلخانهای بیشتر از دیاکسیدکربن را دارد، بنابراین برای اهداف ردیابی باید با احتیاط از آن استفاده کرد (بوسنبرگ و پلومر، ۲۰۰۰). سولفور هگزا فلئورید می تواند به عنوان یک ردیاب فاز گازی و مایع استفاده شود. غیر سمی است، بیرنگ و بیبو میباشد و چگالی آن ۶۰۲/۶ گرم بر لیتر میباشد. (ویلسون و مکی[۲۴]، ۱۹۹۳).
هینتون و همکاران[۲۵] (۱۹۹۴) اکسیژن ۱۸ و سیلیس را به عنوان شاخص های مکمل به کار بردند و با یک نمودار سه مؤلفه آب زیرزمینی (جریان پایه)، آب خاک و آب جدید(رواناب حاصل از رگبار) را از هم تفکیک کردند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که میتوان مؤلفه های مختلف شرکت کننده در تولید رواناب حوضه را مشخص نمود.
براون [۲۶]و همکاران (۱۹۹۵) تأثیر جریان ترجیحی روی حرکت آفتکشها و ردیاب برماید را در یک خاک سنگین رسی مورد بررسی قرار دادند. آنها نتیجه گرفتند که از دست رفت آفتکشها از طریق جریان زهکشها یا جریانهای لایهای سطحی وقتی اثر متقابل بین آب خاک حرکت کرده و حجم خاک بهواسطه جریان ترجیحی حداقل باشد، حداکثر مقدار خواهد بود. جریان ترجیحی روی انتقال برماید هم موثر است و منحنی رخنه برماید نشان میدهد که جریان ماتریکس برای انتقال نمکها در یک خاک رسی سنگین مهم است.
برونسویجک [۲۷]و همکاران (۱۹۹۵) انتقال املاح در مقیاس مزرعهای را در یک خاک سنگین رسی با بهره گرفتن از ردیاب برماید مورد بررسی قرار دادند. آنها با گرفتن نمونههای مکرر آب از تخلیهی آبهای زیرزمینی و زهکشها، نتیجه گرفتند انتقال نمکها در سه دامنه رخ میدهد: ماکروپورهای بزرگ پیوسته، مزوپورها پر پیچ و خم کوچکتر و منافذ درون خاکدانههای خاک. آنها همچنین گزارش دادند که بیشترین انتقال نمک در مزوپورها رخ میدهد
باتچر و دوینیسولد[۲۸] (۱۹۹۶) تغییرات غلظت برماید و نیترات در طول انتقال املاح در یک خاک شنی در شرایط مزرعه تا عمق ۱۲۰ سانتیمتر را مورد بررسی قرار دادند و گزارش کردند که بررسیهای استوکستیک و احتمالاتی نشان میدهد که تغییرات مکانی غلظت این محلولها کاملاً مشابه است و شامل یک تغییرات متناوب با تناوب ۳۳۳/۰ متری میباشد و از این جا نتیجه گرفتند که تغییرات مکانی غلظت نیترات بهوسیله فاکتورها ذاتی و باطنی در طول انتقال املاح در خاک ایجاد می شود.
یتایو و یوساف[۲۹](۱۹۹۷) حرکت املاح را تحت سه سیستم آبیاری قطرهای، بارانی و غرقابی در مزرعه با بهره گرفتن از ردیاب برماید مورد بررسی قرار دادند. نتایج مشاهدات آنها نشان داد که توزیع زمانی و مکانی برماید تحت آبیاری قطرهای نسبت به آبیاری بارانی و غرقابی یکنواختتر میباشد. این به این مفهوم است که سیستم آبیاری قطرهای پتانسیل بیشتری برای استفاده بیشتر و کارآمدتر از مواد شیمیایی و مواد غذایی و به حداقل رساندن آلودگی آبهای زیرزمینی را دارد.
لاون و اسلیمیکر[۳۰](۱۹۹۷) جهت تفکیک جریان پایه از سطحی، در دو حوضه در رشته کوههای ساحلی یکی از ایالتهای غربی کانادا، از هدایت الکتریکی، غلظت سیلیس و ایزوتوپهای پایدار دوتریوم و اکسیژن ۱۸ استفاده کردند، نتایج آنها نشان داد که سهم مشارکت جریان پایه خیلی بیشتر از حد انتظار بود( حدود۹۰-۲۵ درصد در حوضه مرتفع و حدود ۹۰-۶۰ درصد در حوضه کم ارتفاع).
مایرویندل[۳۱] و همکاران(۱۹۹۹) انتقال برماید و آفتکشها را تحت جریان متعادل و جریان غیر متعادل مورد بررسی قرار دادند و نتیجه گرفتند که پویایی جریان آب در خاک روی رفتار انتقالی نمکها تأثیر می گذارد. آنها پارامترهای موثر در انتقال املاح را از این برازش کردن مدل CDE بر نمودار غلظت در برابر زهکشی تجمعی بهدست آوردند.
بزرگترین و جامعترین مطالعات ایزوتوپی توسط کندال و کوپلن[۳۲] ( ۲۰۰۱) در آمریکا انجام شده است. آنها اظهار کردند که از ترکیب ایزوتوپی رودخانهها، که نشأت گرفته از ترکیب ایزوتوپی باران است، میتوان برای بازسازی اقلیم منطقه کمک گرفت، اما باید توجه داشت که محتوی ایزوتوپی آب رودخانه تحت تأثیر کاربری اراضی، ارتباط بین رودخانه و آبخوان قرار گرفته و ممکن است تغییر یابد. بنابراین، مهم است جهت درک بهتر وضعیت هیدرولوژیکی رودخانههای مختلف، تأثیر تغییر اقلیم بر رواناب رودخانهها، ارزیابی و تعیین تأثیر بشر بر جریان رودخانهها و همچنین تهیه و ارزیابی مدلهای هیدرولوژیکی در مقیاس جهانی، مطالعات پایش ایزوتوپ پایدار طولانی انجام گردد.
ردیابهایی که اغلب برای آبهای زیرزمینی استفاده میشوند شامل فلئورسین، رودامین B، سولفو رودامین B، اورانین و رودامین (WT) هستند. فلئورسین حلالیت پایینتری از اورانین دارد و به عنوان ردیاب هیدرولوژیکی استفاده می شود. بر اساس معیارهای خاصی همچون حلالیت، جذب، تحرک و پایداری در محیطهای شیمیایی مختلف برخی از رنگها به عنوان ردیاب مناسب معرفی شده اند. نمونه ای از آنها مثل فلئورسین، اورانین، رودامین G و رودامینWT (اسمارت لایدلو، ۱۹۷۷) رودامین WT و رودامین B (ویلسون[۳۳] و همکاران، ۱۹۸۶) هستند. اورانین، فلئورسین و سولفورودامین B هم اغلب به عنوان مارکر مولکولی در بیوشیمی استفاده میشوند (هوگلند [۳۴]، ۲۰۰۱) .
ورنلی[۳۵]، (۲۰۰۲) گزارش کرد که کاربردی ترین ماده مورد استفاده در مطالعات ردیابی آب های زیرزمینی، مواد رنگی فلورسانس میباشد. مهم ترین ویژگی این مواد که باعث شده به عنوان یک ردیاب اصلی مورد استفاده قرار گیرند قابلیت آشکارسازی آنها در غلظت بسیار کم در حد چند صدم ppm، همچنین حلالیت بالای آنها در آب و پیروی کامل آنها از آبهای زیرزمینی میباشد. متأسفانه تنها چند ردیاب وجود دارد که جوابگوی این نیازها میباشد از آن جمله میتوان به اورانین، ائوسین، رودامین، نفیتونات اشاره نمود.
در بیشتر مطالعات انجام شده درمورد حرکت املاح و شبیهسازی آن با بهره گرفتن از مدل به عناصر سنگین از قبیل کادمیم و سرب و حرکت آفتکشها و علفکشها درخاک پرداخته شده است. این ترکیبات درخاک درمعرض پدیده های تولید و تخریب و رسوب وجذب سطحی کلوئیدهای خاک قرار میگیرند. در مطالعات دیگر به بررسی حرکت آنیونها درخاک، که کمتر در معرض پدیده های تولید و تخریب درخاک هستند و سریعتر همراه آب در خاک حرکت می کنند به ویژه کلراید و برماید پرداخته شده است که از برماید به دلیل اینکه مقدار زمینه آن در خاک کم است، در خاک غیر فعال است و تعیین غلظت آن در خاک به سادگی امکان پذیر میباشد، بیشتر استفاده می شود.
دوتریوم آب به عنوان یک ماده ردیاب در منابع زیر سطحی و سفره های آب متخلخل استفاده می شود و در مقایسه با سایر ردیابهای آبهای زیر زمینی دوتریوم بالاترین درجه محافظه کاری را نشان میدهد (لیز و بنیسچک [۳۶]، ۲۰۰۴). مور[۳۷] (۲۰۰۴) دلیل استفاده از نمک طعام را به عنوان یک ردیاب، ارزان بودن، دسترسی آسان و سازگار بودن با محیط زیست معرفی کرد.
نینا [۳۸] و همکاران (۲۰۰۷) برای درک بهتر حرکت و انتقال آب و آلودگی از طریق شن درشت منطقه غیر اشباع آزمایش ردیابی با دوتریوم آب و اورانین انجام دادند و گزارش کردند که دوتریوم به عنوان یک ردیاب ایدهآل و مناسب تر از ردیاب اورانین برای مطالعه جریان آب در مناطق غیر اشباع شن درشت به کار میرود.
طلائی و همکاران (۱۳۷۹) به بررسی مسیر حرکت آب در چشمه کارستی تنگاب فیروزآباد توسط ماده رنگی رودامین B پرداختند. آنها پس از تزریق ۱۵ کیلوگرم ماده رنگی فلئورسنت رودامین B و نمونه برداری شامل چشمهها، چاهها، قناتها، گمانهها و چند نقطه در طول رودخانه فیروزآباد و تجزیه آنها، مشخص گردید که ردیاب عمدتأ در چشمه تنگاب و به مقدار کمی در یک چشمه کوچک در ساحل رودخانه فیروزآباد ظاهر شده است.از نظر این محققان نتایج نشاندهنده وجود ارتباط بین یال شمالی و جنوبی تاقدیس در محل دره تنگاب است. همچنین بررسی منحنی غلظت- زمان این چشمه و محاسبه سرعت حرکت آب نشان میدهد که یک مجرای کارستی بسیار توسعه یافته در حد فاصل بین گمانه تزریق و چشمه تنگاب وجود دارد.
زارع و همکاران (۱۳۸۰) منشأ چشمهی هفتخان در دشت بیضای فارس را مورد بررسی قرار دادند. آنها از محلول اشباع حاوی ۳ تن کلرید سدیم به عنوان ردیاب به داخل یک چاه آبرفتی در بالادست چشمهی مذکور استفاده کردند. از چشمه، چاه تزریق و دو چاه در حد فاصل آنها، در چند عمق، نمونه برداری به عمل آمده و غلظت یونهای کلر و سدیم و هدایت الکتریکی(EC) در نمونهها اندازه گیری گردیده است. پس از برداشت بیش از ۳۰ نمونه برداری، هیچ گونه اثری از ردیاب تزریقی، در چشمه دریافت نگردید، اما بر اساس روند تغییرات پارامترهای مذکور و نتایج مطالعات هیدروژئوشیمیایی در منطقه، تفاوت میان آب چاهها و چشمه و همچنین احتمال وجود یک جریان نشتی از لایه آهکی سروک به داخل آبرفت، گزارش گردید.
زارع و همکاران (۱۳۸۱) مطالعه ای را به منظور نحوه حرکت شوری و شور شدن آب چشمههای واقع در یال جنوبی کوه رحمت انجام دادند. با تزریق ماده رنگی اورانین به داخل یک چاهک تزریق در نزدیکی یکی از چشمههای محل مورد مطالعه و نمونهبرداری از چاهکهای بالادست و پاییندست آن، غلظت رنگ در نمونهها اندازه گیری شد و با توجه به منحنیهای غلظت- زمان، مقدار پراکنش در جهتهای طولی و عرضی برآورد و پدیده های دیگر مورد بررسی قرار گرفت. آنها با بهره گرفتن از این منحنیها، زمان ظهور ردیاب و غلظت آن در مکانهای دیگر پیش بینی و با نتایج صحرایی مقایسه کردند. همچنین آنالیز حساسیت پارامترهای مؤثر در انتقال مادۀ آلاینده (شوری) انجام شد و تأثیر هر یک از عوامل مؤثر در انتقال نمک در محیط متخلخل و اشباع آب زیرزمینی که در شوری چشمههای کارستی تاقدیس رحمت مؤثر میباشند، نیز مشخص گردید.
نقوی و همکاران(۱۳۸۴) به بررسی تاثیر کود گاوی بر برخی خصوصیات فیزیکی و ضرایب هیدرولیکی و انتقال برماید در یک خاک لوم شنی در کرمان پرداختند. نتایج آنها نشان داد که افزودن کود دامی باعث کاهش جرم مخصوص ظاهری، افزایش تخلخل، مقدار ماده آلی و رطوبت خاک در بیشتر پتانسیل های ماتریک شده است. همچنین افزودن کود دامی باعث تغییر ضرایب هیدرولیکی خاک گردید. مقدار برماید در نیم رخ پلاتهایی که کود دامی دریافت کرده بودند، کمتر انتقال پیدا کرد. مشابه همین نتایج از بررسی مرکز جرم ردیاب در زمانهای نمونهبرداری به دست آمد
خانلری و همکاران(۱۳۸۵)به منظور اطمینان از عدم فرار آب از مخزن کارستی سد گرین که در ۱۹ کیلومتری جنوب غرب نهاوند بر روی رودخانه گاماسیاب احداث شده است و همچنین تعیین جهت جریان آب زیرزمینی در منطقه، عملیات ردیابی در حوضه احداث سد، را انجام دادند. ایشان در تحقیق خود اقدام به تزریق ردیاب هیدرولوژیکی اورانین در چشمههای اطراف از جمله چشمه امید گمانههای RGL2 وRGL1 کردند و گزارش کردند که مسیرجریان آب زیرزمینی از ارتفاعات منطقه به طرف مناطق شمالی و شمال غرب میباشد.
کریمی و همکاران (۱۳۸۶) مطالعات هیدروژئولوژیکی و یک مرحله عملیات ردیابی با ماده رنگی اورانین را در تکیهگاه راست سد پاتاق کرمانشاه به منظور شناخت سیستم جریان و بررسی مسئله فرار آب از تکیهگاه راست سدانجام دادند. بر اساس تحقیق آنها، دو نوع رژیم جریان در تکیه گاه راست سد موجود شناسایی گردید. آنها گزارش کردند که در این محدوده یک رژیم جریان مجرایی که رفتاری سیفونی دارد و سرعت جریان در آن حدود ۱۰ متر بر ساعت می باشد، و یک سیستم جریان افشان که سرعت جریان آب در آن حدود یک متر بر ساعت می باشد وجود دارد. بر اساس تحقیق فوق، با احداث یک پرده آب بند احتمالأ میتوان از فرار آب از تکیه گاه راست این سد جلوگیری نمود. ایشان نتیجه گیری کردند که بررسی مسئله فرار آب از مخزن سد نیاز به مطالعات تکمیلی دارد.
رضایی و بوستانی(۱۳۸۸) به بررسی ویژگیهای ردیابها به هدف گزینش ردیاب مناسب در چشمه آبشار یاسوج پرداختند. هدف آنها گزینش ردیاب مناسب در چشمه آبشار یاسوج، اثر فاکتورهای محیطی همچون pH، نور، دما، شوری، کلر، جذب در محیط رسوبی و آلودگیهای هیدروکربوری بر تعدادی از ردیابهای عمده مورد استفاده در مطالعات ردیابی بود. از نظر این محققان توجه به ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آب، خصوصیات لیتولوژیکی سنگ مخزن و شرایط زمانی و مکانی آزمون ردیابی، نقش تعیین کننده ای در انتخاب نوع ردیاب دارد.
صدقی اصل و همکاران (۱۳۸۹) به بررسی چگونگی حرکت مواد ردیابی درون زهکشهای سنگریز در مقیاس آزمایشگاهی پرداختند و سرعتهای متوسط و حداکثر جریان را برای شرایط مختلف تعیین کردند. آنها گزارش کردند که رفتار مواد ردیابی به خصوصیات فیزیکی مصالح و همچنین ویژگیهای هیدرولیکی جریان بستگی زیادی دارد.
کمالی و همکاران(۱۳۸۹) به بررسی تعیین حوضه آبگیر و شعاع حفاظتی چشمه آبشار کارستی مارگون پرداختند. از نظر زمین شناسی مهمترین سازند کارستی منطقه سازند آسماری – جهرم است که دارای ویژگی انحلال و کارستی شدن بوده و چشمه مارگون نیز در این سازند مظهر مییابد. ژئومورفوولوژی پدیده های کارستی موجود در منطقه و به طور ویژه ریختهای انحلالی سازند آسماری- جهرم مورد بررسی قرار گرفته است. بارزترین پدیده ژئومورفولوژیکی کارست منطقه مجموعه آبفروچالههای کارستی است که در کوه برم فیروز و در سازند سروک دیده می شود. حدود ۲۵۹ آبفروچاله در کوه برم فیروز وجود دارد که این آبفروچالهها در امتداد یک مسیر مشخص ردیف شده اند. یکی از آبفروچالهها جهت تزریق ماده ردیاب، انتخاب گردید با توجه به نتایج مطالعات مذکور و با بهره گرفتن از روشهای محاسبه بیلان اجمالی، سه محدوده حفاظتی (درجه یک، دو، سه) برای چشمه مذکور تعیین شد که بر همین اساس مطالعات ردیابی با بهره گرفتن از ۲ کیلوگرم ماده رنگی اورانین در منطقه انجام شد. نتیجه مطالعات ردیابی محدوده حفاظتی درجه یک تعیین شده با بهره گرفتن از سایر مطالعات را تأیید نمود.
اجل لوئیان (۱۳۹۱) به بررسی خصوصیات آبخوانهای چند لایه توسط آزمایش نمکسنجی پرداخت. در این آزمایش محلول نمک طعام را در نقطهای وارد لایه آبدار نمود و در نقاط دیگر پایین دست هدایت الکتریکی آب را در اعماق مختلف اندازه گیری کرد. ایشان نتیجه گرفت که نمکسنجی یکی از آزمایشهای مکمل مطالعات ردیابی بوده و میتوان جهت تخمین درصد ماده بازیابی از هر یک از بخشهای هیدروژئولوژیکی لایه های آبدار استفاده کرد. ضمن اینکه میتوان جهت بررسی مسیر حرکت آب، ارزیابی سرعت جریان آب زیرزمینی، تخمین ضریب نفوذپذیری و سایر مشخصههای لایه های آبدار آنرا به کار برد.
۲-۳- انتقال املاح در خاک
بررسی حرکت املاح درخاک چه از لحاظ اقتصادی چه از لحاظ اکولوژیکی وچه از لحاظ سلامتی امری اجتناب ناپذیر است. از این رو، حرکت آب واملاح در خاک از دهههای پیش مورد توجه بوده است. این مسئله، درچند دهه اخیر، توجه بسیاری از مطالعات دانشگاهی را چه درقالب ستونهای خاکی آزمایشگاهی و چه در قالب لایستمیتر و چه در قالب وسیعتر در مزرعه به خودجلب نموده است. بررسی حرکت املاح در دو دهه اخیر به عنوان یکی از مباحث قابل توجه مطرح بوده به طوری که اخیرأ حجم زیادی از مطالعات در زمینه علوم خاک را به خود اختصاص داده است.
زنگ [۳۹]و همکاران (۱۹۹۶) بر روی انتقال املاح از ناحیهی وادوز یک پژوهش مزرعهای انجام دادند و میزان رطوبت و کلر را در اعماق مختلف و در زمانهای مختلف اندازه گرفتند و گزارش کردند اثر تغییرات عمقی خاک بر توزیع آب خاک به طور نسبی کم بود. از طرف دیگر توزیع غلظت بویژه در ناحیهی پیک در پروفیل عمودی تغییرات زیادی در مزرعه نشان داد، مقایسه نتایج حاصل از مدلهای برازش شده با داده های مزرعهای نشان داد که مدل میانگین غلظت را به طور منطقی برآورد می کند اما پراکندگی مقیاس خلل و فرج تأثیر معنیداری در برآورد واریانس غلظت داشت.
اندرو [۴۰]و همکاران(۱۹۹۶) به شبیهسازی اثرات مدیریت آبیاری روی بیلان نمک و بیلان آب در خاکهای باتلاقی زهکشی شده پرداختند. آنها از مدل ماکرو برای شبیهسازی استفاده کردند. ایشان اثر کاهش مقدار آب آبیاری ورودی بر روی بیلان نمک و آب و رشد گیاه در یک خاک رسی شور زهکشی شده در اقلیم مدیترانه را مورد بررسی قرار دادند. مدل در ابتدا به طور موفقیتآمیزی در برابر اندازه گیریهای مزرعهای از قبیل بیلان کلراید و آب خاک و اعماق سطح ایستایی و جریان خروجی زهکشها در طی فصل رشد ١٩٨٩، واسنجی گردید. سپس مدل برای یک دوره شبیه سازی سه ساله با فرض دو کاربرد مختلف آبیاری (کاهش ۶٠ و ٧۵ % مقدار آب آبیاری نسبت به مقدار آبیاری در سال ١٩٨٩) و دو تناوب متفاوت ( ١٢ یا ۶ آبیاری در هر فصل رشد) ارزیابی شد.
السورد[۴۱] و همکاران (۱۹۹۶) به بررسی انتقال نمک در خاک غیر اشباع پرداختند. آنها اهداف خود را از این پژوهش بصورت زیر بیان کردند: (۱) بررسی کارآیی دو روش نمونهبرداری در توصیف انتقال نمکها تحت شرایط پایدار (۲) مقادیر پارامترهای ورودی مورد نیاز در مدلهای انتقال نسبت به افزایش عمق آبشویی چه مقدار تغییر می کنند. برماید، نیترات و کلراید را بطور متوالی در یک کرت که مجهز به دو دستگاه نمونهبردار، مستقر شده در اعماق ۲۵ /. و ۶۵ / . متری است، بکار بردند. هر کدام از این دو دستگاه مجهز به ۱۲ نمونه بردار از محلول خاک بود. در پایان آزمایش آنها از سر تاسر کرت دو در دو متری تا عمق دو متر نمونه برداری کردند جرم بازیافت شده بهوسیله نمونه بردارها از محلول خاک از ۶۳ تا ۸۳ % برای سه ردیاب متفاوت بود و مقدار جرم بهدست آورده شده با کمک حفاری خاک از ۹۶ تا ۱۰۵ % بود.
میانگین سرعت نمکها تخمین زده شده با داده های حاصل از نمونهبردارها از محلول خاک بطور معنیداری کمتر از مقادیر تعیین شده بهوسیله حفاری خاک بود. میانگین سرعت املاح تعیین شده از حفاری خاک دلالت بر حجم انتقال موثر برابر با ۸۲۸% برای سه ردیاب میکند. نمونهبردارها از محلول خاک و حفاری خاک مقادیر مشابهی از پراکندگی عمودی را برآورد می کنند. هر دو روش نمونه برداری پراکندگی وابسته به مقیاس را نشان می دهند که در آن پراکندگی بطور خطی با متوسط زمان اقامت افزایش مییابد.
۲-۴- مدلسازی عددی حرکت جریان و املاح
مدل Seep/w و Ctran/w یک مدل یا زیر برنامه اجزای محدود هستند که زیر مجموعه ای از مجموعه نرم افزاریهای GEO-SLOPE بوده و برای بررسی شرایط نشت و جریان و شبیهسازی پخش و انتقال آلودگی در محیط متخلخل استفاده میشوند.
عفیفی (۱۳۸۵) با بهره گرفتن از مدل رایانهای Seep/w که از روش اجزای محدود به بررسی و محاسبه نشت پرداخت و به بررسی عوامل موثر بر اثر دیوار آببند در کاهش نشت از زیر سدهای خاکی پرداخت.
میرانی مقدم و اسپندار (۱۳۸۸) پدیده نشت آب از پی سد بیدواز اسفراین را با بهره گرفتن از مدلسازی دو بعدی مورد بررسی قرار دادند. بدین منظور با بهره گرفتن از نرمافزار Seep/w از بسته نرمافزاری GEOSLOPE که بر اساس روش اجزاء محدود طراحی شده، یک مدل دو بعدی از پی مرکزی و بدنه سد مذکور تهیه شد. مدل سازی در تراز ۱۵۰۴ مخزن و در یک مقطع سد انجام گرفت و با بهره گرفتن از داده های ابزار دقیق سد و نیز میزان نشت در این تراز مدل کالیبره شد. سپس نتایج این مقطع برای کل بدنه و پی مرکزی سد مورد استفاده قرار گرفت. از مدل کالیبره شده برای پیش بینی میزان نشت در ترازهای ۱۵۱۶و ۱۵۳۰ مخزن استفاده گردید. نتایج حاصل از مدلسازی آنها بیانگر این است که میزان نشت که از طریق پی مرکزی و بدنه سد صورت میگیرد، بسیار کم بوده و در مقابل نشت کل ساختگاه ناچیز میباشد. بیشترین میزان نشت سد از جناحین سد و مقدار کمی از فضای زیر پرده تزریق عبور می کند. مقادیر نشت در پرده پی مرکزی، خیلی کم و در هسته سد تقریبأ صفر است.
زارع و همکاران (۱۳۸۹) با بهره گرفتن از مدل Seep/w مدلی برای آب بندی تکیهگاه راست سد غازان خوی ارائه کردند. مشکل اساسی در این سد ضخامت زیاد آبرفتهای منطقه در پی سد و وجود سنگهای هوازده و با نفوذپذیری بالا در تکیهگاه است. نتایج آنها نشان داد که به دلیل وجود لایه های با نفوذپذیری بالای کنگلومرا در زیر هسته سد، نشت آب از آن محسوس است، لذا با توجه به خصوصیات زمین شناسی محل برای آببندی تکیهگاه راست سد این موارد را پیشنهاد کردند: ۱- اجرای پرده آببند متصل ۲- اجرای پتوی بتونی. همچنین به دلیل وجود میان لایه های نفوذپذیر علاوه بر لایه نفوذپذیر اصلی در زیر هسته اجرای پتوی آببند برای جلوگیری کامل از نشت بهتر به نظر میرسد.
رجائی بایگی و علوی (۱۳۹۰) به ارزیابی اثر زهکشهای افقی در ایمنسازی دیوارههایی با شیبهای ۲۶ درجه و ۱۸ درجه در مناطقی با خاک رسی و ماسهای ریز دانه پرداختند. جهت مدلسازی از نرمافزارهای Seep/w، Slope/wوXstable استفاده و در ابتدا اثر چند زهکش در فواصلی مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس تأخیر هر زهکش را به تنهایی بررسی کردند. نتایج آنها نشاندهنده این موضوع میباشد که زهکشها در نزدیکی پای شیب اثر بیشتری در افزایش ضریب اطمینان دارا میباشند.
دانلود فایل ها با موضوع : شناسایی و کاربرد ردیاب های جدید در بحث انتقال املاح ...
