سطح آب زیرزمینی با بهره گرفتن از نرم افزار10ArcGIS از روش میانیابی کریجینگ رسم شد و مقدار افت در سطح دشت به طور متوسط حدود5/30متر بوده است که این امر به عنوان عامل ثانویه برای ایجاد فروچاله شناخته شده است.با توجه به اینکه فروچاله ها در اطراف گسل مدفون قرار دارند تاثیر این گسل مشخص می شود و عامل اصلی ایجاد فروچاله در این دشت می باشد.
کلمات کلیدی: همدان، کبودرآهنگ، فروچاله ، سطح ایستابی
فهرست مطالب
فصل اول
مقدمه1
1-1بیان مسئله.2
1-2فرضیات تحقیق4
1-3پیشینه تحقیق.4
1-4اهداف تحقیق.13
1-5روش جمع آوری داده ها.14
1-6 روش تجزیه وتحلیل.14
فصل دوم
مقدمه15
2-1اشکال کارستی15
2-1-1کارن.15
2-1-2 دره های خشک.16
2-1-3چاه های کارستی.16
2-1-4غارها17
2-1-5 پولیه یا پولژه17
2-1-6دشت کارستی.17
2-1-7 طاق کارستی.18
2-1-8پنجره کارستی.18
2-1-9 پونور یا چاه های مکنده18
فروچاله ها18
2-2طبقه بندی فروچاله ها19
1)فروچاله آنترپوژنیک.21
2)پدیده های کارستی21
3)فروچاله سنسواستریکو یا فروچاله تونلی عمیق22
2-2-1فروچاله انحلالی و دولین انحلالی24
2-2-2فروچاله پوش سنگی و نشستی25
2-2-3فروچاله پر شونده و سقوط کننده و فرونشستی26
2-2-4فروچاله مدفون27
2-3زمین شناسی مهندسی پی های کارستی.27
1-تراکم متفاوت و نشست28
2-فرسایش زیرسطحی یا رگاب.28
3-2ایجاد فروچاله29
2-4مخاطرات مناطق کارستی.29
2-4-1خطر ریزش.30
2-4-2خطر فروچاله فرونشستی.30
2-4-3مشکلات ناشی از ایجاد فروچاله ها.31
فصل سوم
3-1موقعیت جغرافیایی منطقه.33
3-2زمین شناسی.34
3-3-1زمین شناسی دشت کبودرآهنگ35
3-3اقلیم.38
3-4هیدرولوژی.40
3-5هیدروژئولوژی دشت کبودرآهنگ.41
3-5-1تاثیر ساختمان زمین شناسی در تشکیل منابع آب.41
3-5-2تشکیلات آبرفتی.41
3-5-3تشکیلات آهکی41
3-5-4سایرتشکیلات.42
3-6ژئومورفولوژی43
فصل چهارم
مقدمه.49
4-1مرور بر شرایط هیدروژئولوژی دشت کبودرآهنگ.49
4-2ارزیابی شرایط زیرسطحی دشت کبودرآهنگ بر پایه بررسی چاه های اکتشافی.51
1)چاه اکتشافی خنجر آباد.51
2)چاه اکتشافی عین آباد.51
3)چاه اکتشافی ایده لو.52
4)چاه اکتشافی طاسران52
5)چاه اکتشافی کوریجان.52
6)چاه اکتشافی اورقین.53
7)چاه اکتشافی داق داق آباد53
8)چاه اکتشافی قاپاق تپه.53
9)چاه اکتشافی تپه دبی53
11)چاه پیزومتری بیوک آباد.53
12)چاه پیزومتری یسترلو54
4-2-1ساختار زیرین دشت کبودرآهنگ55
4-3ارزیابی چگونگی افت سطح آب و ظرفیت بهره برداری آب های زیرزمینی 59
4-3-1ارزیابی ظرفیت دشت.59
4-3-2ارزیابی وضعیت افت سطح آب در دشت کبودرآهنگ.62
4-3-3تاثیر افت سطح آب زیرزمینی در توسعه و نشست زمین و فروچاله ها.67
4-4بررسی فرایند تشکیل و توسعه فروچاله ها در منطقه.70
4-4-1تشکیل حفرات توده سنگ بستر.71
4-4-2توسعه حفرات در داخل توده آبرفتی72
4-4-3فروچاله های دشت کبودرآهنگ.73
4-4-3-1پدیده فروچاله73
4-4-3-1نحوه کاربری اراضی در محل فروچاله ها76
4-4-4مخاطرات نوع فروچاله های دشت کبودرآهنگ.79
فصل پنجم
5-1نتایج و پیشنهادات80
5-2اثبات فرضیات82
5-3پیشنهادات82
5-3-1پیشنهاداتی در رابطه با چگونگی بهسازی و ترمیم محل فروچاله83
منابع84
فهرست جداول
جدول 2-1 شش نوع فروچاله با نیمرخ عرضی و پارامترهایی برای هرنوع.19
جدول 2-2 طبقه بندی نایسیو وهمکاران 23
جدول 1 مشخصات فروچاله های دشت کبودرآهنگ.74
فهرست اشکال
شکل شماره3- 1 موقعیت جغرافیایی دشت کبودرآهنگ در استان همدان.33
شکل شماره3- 2موقعیت فروچاله ها در نقشه زمین شناسی.38
شکل شماره3- 4 نقشه ایستگاه های باران سنجی و آبراهه سطحی دشت کبودرآهنگ40
شکل شماره3- 5 نقشه ناهمواری دشت کبودرآهنگ44
شکل شماره3- 6 نقشه طبقات ارتفاعی دشت کبودرآهنگ.46
شکل شماره3- 7 نقشه طبقات شیب دشت کبودرآهنگ47
شکل شماره 3-8 نقشه ژئوموفولوژی دشت کبودرآهنگ48
شکل شماره4- 1 لوگ های زمین شناسی دشت کبودرآهنگ54
شکل شماره 4-2نقشه موقعیت چاه های اکتشافی در دشت کبودرآهنگ.55
شکل شماره 4-3 نقشه گسل مدفون احتمالی در دشت کبودرآهنگ.57
شکل شماره4- 4نقشه گسل های دشت کبودرآهنگ و فروچاله ها58
شکل شماره4- 5 نقشه پهنه بندی تخلیه سالانه در حوضه کبودرآهنگ.60
شکل شماره 4-6 نقشه پراکندگی چاه های عمیق61
شکل شماره4- 7 نقشه پراکندگی چاه های نیمه عمیق61
شکل شماره4- 8 نقشه انطباق فروچاله ها بر محل چاه های عمیق.62
شکل شماره4- 9 نقشه هم تراز سطح آب زیرزمینی در سال 138064
شکل شماره 4-10 نقشه هم تراز سطح آب زیرزمینی در سال 1390.65
شکل شماره4- 11 نقشه ترکیب خطوط تراز سال های 1380 و 1390.66
شکل شماره4-12 نمایی از نحوه شکل گیری فروچاله ریزشی77
شکل شماره4-13 نمایی از فروچاله مدفون.78
شکل5- 1 نمایی از عملیات ترمیم فروچاله84
فصل اول
کلیات طرح تحقیق
مقدمه
لندفرمهایی که با انحلال سنگهایی مثل سنگ آهک، دولومیت، مرمر، ژیپس، و نمک ایجاد میشوند به عنوان کارست شناخته میشوند. اشکال کارستی چشماندازهایی شامل فروچالهها، غارها، چشمههای بزرگ، درههای خشک هستند که با انحلال سنگ بستر به وجود میآیند. این مناطق غنی از آب ، سنگ آهک، کانیها، نفت، و گاز طبیعی هستند. بیشتر مناطق کارستی چشماندازهای زیبایی دارند که مناطق شهری در این سایتها گسترش یافته است. این مناطق زهکشی سطحی ضعیفی دارند و ریزشهای ناگهانی و اشکال فرونشینی در این مناطق اغلب دیده میشود. حدود 25% از سطح زمین را مناطق کارستی تشکیل میدهد که البته مناطق کارستی در سطح زمین توزیع ناهمگونی دارند[1]
اصطلاح دولین[1] از واژه اسلووانیایی[2] دولینا[3] گرفته شده که یک لندفرم معکوس است، در کارستهای آهکی اسلووانی درههای غیرواقعی به صورت چالههای بسته در آنجا وجود دارد که همان دولینا میباشند.این اصطلاح اولین بار در نوشتههای سیویچ[4] (1893)به علم وارد شد و در حال حاضر در میان ژئومورفولوژیستهای جهان پذیرفته شده است. اصطلاح سینکهول[5] از فرایندهای انحلالی گرفته شده است. چالابی در سطح زمین که به صورت بسته میباشد(مانع از دریاچه شدن) ،رسوبات این چالهها به وسیله آب شسته شده و در زمین فرو میروند، درنتیجه سطح زمین به صورت ناگهانی نشست می کند و فروریزش اتفاق میافتد[2]
فروچالهها که به آبفروچالهها نیز موسوم هستند و در بعضی موارد، دولین هم نامیده میشوند، در نتیجه فعالیتهای شیمیایی آب تشکیل میشود. در سنگهای آهکی، در محلهایی که دویا بیشتر از دو گسل وجود دارد بیشترین امکان برای کارستی شدن و ایجاد فروچالهها فراهم میگردد. به همین دلیل فروچالهها در زونهای گسله فراوان هستند.این پدیده کارستی از ریزش سقف غارها نیز نتیجه میشود که ناشی از دست دادن مقاومت سقف غار در اثر اعمال بار حاصل از وزن مواد بالایی و بالاخره جریان یافتن آب به درون آنهاست. تعداد فروچالهها باتوجه به شرایط توپوگرافی، زمینشناسی و نیز میزان کارستی شدن متغیر است. برای مثال اگر دشتها را با نواحی تپه ماهوری مقایسه کنیم، خواهیم دید که تعداد آنها در دشتها زیاد است ولی ابعاد کوچک دارند؛ در حالی که در نواحی تپه ماهوری تعدادشان کم بوده و ابعاد بزرگتری دارند معمولا در شیبهای تند فروچاله مشاهده نمی شود و اگرهم موجود باشد، نتیجه فروریختن سقف غار است. فروچالهها به اشکال گوناگون از جمله قیفی شکل، به صورت چاه عمودی و نیز گودیهای دراز دیده میشوند. عمق آنها ممکن است زیاد باشد و به چند صدمتر برسد. کف فروچالهها اغلب با یک لایه ضخیم خاکی- گلی پوشیده شده است وبندرت فاقد پوشش است. کف آنها از رسهای ماسهای پوشیده شده است، در مواقع خالی بودن ازآب به عنوان زمین کشاورزی میتوانند مورد استفاده قرار بگیرند[3].
1بیان مسئله
رکن اصلی هر تحقیقی را انتخاب تعریف وبیان مسئله تشکیل میدهد ؛ زیرا محقق کلیهی فعالیتهای تحقیقاتی خود را بر پایهی آن شکل میدهد. در این مرحله ، مسئله تحقیق مشخص میشود و محقق متوجه میشود که ناشناخته و مجهول چیست و چه چیزی باید معلوم شود[4].
تقریبا کمی کمتر از یک پنجم سطح زمین را سنگهای کربناتی با خصوصیات فیزیکی پیچیده پوشیده است .مسائل مربوط به کارست و فرونشینی ها و ریزش ها در سطح زمین به عنوان مسائلی تلقی می شوند که نیاز به تکنیک بسیار پیچیده دارد.با توجه به افزایش تعداد فروچاله ها و فرونشست ها در سطح جهان و بروز خسارات و مشکلات فراوان نیاز به بررسی هر چه بیشتر پیدا کرده است . با توجه به اینکه حدود یک پنجم سطح زمین را سنگ های کربناته در بر گرفته اند ،بروز مشکلات فروچاله و فرونشست در مناطقی مانند ایالت فلوریدا ،آفریقای جنوبی، منطقه پرم در روسیه نمود پیدا کرده است. یکی از مسائل مهم در بحث کارست، خطرات ناشی از دستکاری محیط یا تحمیل بار اضافی و تغییررفتار هیدرودینامیکی یا خود ماهیت تغییر پذیری کارست است که به صورتهای مختلفی از جمله فروچالهها خود را نشان میدهد. سرزمینهای کارستی باویژگیهای شناختهشده زمینشناسی، زمینریختشناسی و هیدروژئولوژی از مستعدترین مناطق برای تاثیرپذیری از تغییرات وآسیبهاییاند که توسط انسان برآن تحمیل میشوند [5].
اجرای سازههای زمینشناسی مهندسی گسترده مانند احداث شهرها و شهرکهای متمرکز ، ساخت ساختمانهای مرتفع، نیروگاهها پالایشگاهها، سدها و یا ایجاد سازههای خطی مانند تونلها، آزادراهها و مسیرهای راهآهن در مناطق کارستی به مطالعات تفصیلی نیاز دارد. در پروژههای مهندسی اجرا شده در نواحی کارستی، نشست زمین و ایجاد پدیدههای ژئومورفولوژیکی کارست مانند تشکیل فروچالهها از مشکلات متداولی است که در اغلب موارد به بروز خسارات مالی وجانی منجر میگردد[3].
نزدیک به دو دهه اخیر با توسعه کشاورزی در ایران و به تبع آن افزایش میزان مصرف آبهای زیرزمینی در بسیاری از نقاط کشور نشست زمین و فروچالهها رخ داده
