توضیحات

نقشه 2-3- گسله‌هاي منطقه كپه‌داغ

4- نفوذپذيري نسبي سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي

در بررسي سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي رسوبي از ديدگاه نفوذپذيري نسبي و قابليت ذخيره آب‌هاي زيرزميني به طور كلي دو فاكتور مهم بايد در نظر گرفته شود:

1- نفوذپذيري اوليه و آرايش ذرات متشكله سنگ‌ها و هم‌چنين فرآيندهاي بعدي از قبيل سيماني شدن و دياژنز كه در ايجاد حفرات و فضاهاي منفصل و متصل بين ذرات سنگ از اهميت زيادي برخوردار مي‌باشد.

2- فعاليت تكتونيكي و اثرات گسل‌ها و جوينت‌ها در ميزان نفوذپذيري و تراوايي سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي نيز قابل توجه مي‌باشد كه سبب ايجاد تخلخل ثانويه مي‌گردد.

مقاله بررسی سازندها و واحدهای زمین شناسی از نظر نفوذپذیری

ويژگي‌هاي هيدروديناميكي سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي توسط عوامل مختلفي از قبيل جنس سنگ، ساخت، بافت، كيفيت پيوستگي اجزاي متشكله، ميزان سخت‌شدگي، ميزان نفوذپذيري و تخلخل، ضريب انتقال، ضخامت آن، نحوه رخنمون و گسترش آن‌ها، خصوصيات لايه‌بندي، ميزان شكستگي‌ها و گسيختگي‌ها، نوع اقليم و بالاخره خصوصيات فيزيوگرافي كنترل مي‌شود. مجموعه اين عوامل و پارامترها است كه رفتار هيدروديناميكي سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي را تحت تأثير قرار مي‌دهد.

جهت بررسي دقيق خصوصيات هيدروديناميكي سازندها و واحدهاي سنگي حوضه آبريز انجام عمليات و آزمايشات خاص ضروري مي‌باشد. ولي در اين جا با بررسي‌هاي مقايسه‌اي و نسبي، رفتار هيدروديناميك سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي ارزيابي مي‌گردد. بر اين اساس سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي در اين حوضه آبريز در 5 رده به شرح زير تقسيم‌بندي مي‌گردد:

4-1- واحد بانفوذپذيري نسبي خيلي زياد (بسيار تراوا)

اين واحد در برگيرنده نهشته‌هاي دانه درشت و منفصل آبرفتي عهد حاضر (آبرفت‌هاي جوان ) واقع در بستر آبراهه‌ها، مسيل‌هاي اصلي و رودخانه‌ها مي‌باشد. عمده اجزاي اين آبرفت‌ها قطعات درشت دانه سنگي است كه در نتيجه فرسايش و خردشدگي سازندها و واحدهاي سنگي و سخت منطقه حاصل شده است.

4-2- سازندها و واحدهاي با نفوذپذيري نسبي زياد (تراوا)

سازندها وواحدهاي زمين‌شناسي اين رده بيشترين وسعت حوضه آبريز را پوشش مي‌دهد. نفوذپذيري زياد سازندهاي سخت مربوط به آهك‌هاي تيرگان با سيستم درزه و شكستگي مي‌باشد. رخنمون و گسترش اين آهك ايجاد شده است كه در جذب و هدايت آب نقش دارد. لازم به توضيح است كه آهك‌هاي تيرگان جز آن دسته از سنگ‌ها مي‌باشد كه در حالت بكر و دست نخورده ناتراوا است، ولي عمدتا دخالت فرآيندهاي فرسايشي انحلالي ناشي از آب‌هاي نفوذي در راستاي فرآيندهاي تكتونيكي از قبيل سيستم‌هاي درزه و شكستگي و يا زون‌هاي خرد شده گسل و قرارگيري در مراكز ناوديس‌ها و يا تاقديس‌ها و خردشدگي ناشي از اين فشارها به شدت نفوذپذيري آن‌ها را متحول نموده است به حدي كه اكنون در رده سنگ‌هاي با نفوذپذيري نسبي زياد و يا تراوا قرار مي‌گيرد.

بررسي طرح و الگوي سيستم آبراهه‌هاي موجود در محدوده گسترش اين آهك‌ها و نيز روند فرسايش‌هاي هيدروديناميكي، مبين توسعه كم و تراكم پايين اين سيستم‌ها بر روي رخنمون آهك‌ها مي‌باشد كه اين امر خود حاكي از وجود نفوذپذيري نسبي زياد آن‌ها است. به طوري كه اين آهك‌ها عليرغم برخورداري از شيب‌هاي تند و نيز وجود پرتگاه‌ها از استعداد سيل‌خيزي و رسوب‌زدايي نسبتا كمي برخوردار است.

نفوذپذيري نسبتا زياد واحدهاي آبرفتي حوضه آبريز نيز مربوط به آبرفت‌هاي كواترنري (Q , Q_t) است.

4-3- سازندها و واحدهاي با نفوذپذيري نسبي متوسط (نيمه تراوا)

اين سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي شامل سازندهاي چهل‌كمان، كلات، نيزار، آب دراز و آتامير و واحد Q_P1 است كه در مجموع داراي نفوذپذيري نسبي متوسطي مي‌باشد. از طرفي برخي سازندها به طور موضعي به سبب وجود درزه و شكاف فراوان داراي نفوذپذيري نسبتا زياد مي‌باشد. لازم به توضيح است كه در برخي موارد نيز به علت ليتولوژي شيل و مارن كه به صورت متناوب در ميان ليتولوژي‌هاي سخت و با نفوذپذيري بالا قرار دارد سبب كاهش نفوذپذيري آن‌ها شده است. بنابراين سازندها و واحد زمين‌شناسي فوق‌الذكر در مجموع داراي نفوذپذيري نسبي متوسط يا نيمه‌تراوا مي‌باشد.

4-4- سازندهاي با نفوذپذيري نسبي كم (كم تراوا)

اين سازندها شامل خانگيران (شيل و ماسه‌سنگ)، پستليق (شيل و شيل گچي ماسه‌سنگ و طبقات گچ)، آب تلخ (مارن و شيل)، سنگانه (شيل و سيلت)، سرچشمه (مارن و شيل و لايه‌ها مارن و آهك) و شوريچه (شيل، ماسه سنگ و گچ) مي‌باشد. نهشته‌هاي شيلي ومارني گرچه داراي تخلخل بالايي مي‌باشد ولي به دليل عدم ارتباط تخلخل در رده سازندهاي كم‌تراوا قرار مي‌گيرد.

4-5- واحدهاي با نفوذپذيري نسبي بسيار كم (ناتراوا)

اين واحدها شامل نهشته‌هاي نئوژن و لس‌ها مي‌باشد كه از وسعت نسبتا زيادي نيز برخوردار است. ليتولوژي واحد نئوژن شامل رس سنگ و ماسه‌سنگ مي‌باشد كه به سبب نفوذناپذيري نسبي، سنگ كف بستر در دشت شمالي و جنوبي درگز را تشكيل داده است.

5- بررسي اثرات نسبي سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي بر منابع آب

مطابق بررسي‌هاي چينه‌شناسي در حوضه آبريز، سازندهاي زمين‌شناسي دوره كرتاسه و پالئوژن به همراه تنوع ليتولوژيكي آن‌ها، اثرات متفاوتي به لحاظ كمي و كيفي بر روي آب‌هاي سطحي و تحت‌الارضي دارد. بررسي اثرات سازندها و واحدهاي زمين‌شناسي قابل رخنمون در حوضه آبريز نيز در قسمت چينه‌شناسي آن‌ها آورده شده است. آهك‌هاي داراي درزه و شكستگي‌ سازند تيرگان، غني‌ترين ذخاير سازندي آب زيرزميني را فراهم آورده است و ليتولوژي مذكور به لحاظ كمي و كيفي اثرات مطلوبي به منابع آب حوضه دارد.

آهك‌هاي سازند چهل كمان به همراه لايه‌هاي مارن و ژيپس كه عمدتا در شمال حوضه آبريز روند جنوب‌شرق- شمال‌غرب رخنمون و گسترش دارد تنها در قسمت‌هايي كه با آبرفت‌هاي ابتدايي دشت لطف‌آباد در تماس است، تغذيه بيشتر آن‌ها را باعث مي‌گردد. البته به سبب لايه‌هاي مارن و ژيپس از اهميت ذخيره سازندي آن كاسته نشده است و البته اثرات نامطلوبي بر كيفيت منابع آب سطحي و زيرزميني منطقه دارد.

به طور كلي ديگر سازندهاي زمين‌شناسي دوره كرتاسه و پالئوژن از ليتولوژي شيل، مارن، ماسه‌سنگ و آهك به همراه لايه‌هاي گچي و ژيپس تشكيل شده است. وسعت و پراكندگي اين سازندها نيز متفاوت است. ساير سازندهاي كرتاسه و پالئوژن در كل از اهميت هيدروژئولوژيكي قابل توجهي برخوردار نمي‌باشد و بعضا به سبب ليتولوژي مارن و شيل و وجود لايه‌هاي ژيپس و گچ اثرات منفي بر كيفيت منابع آب حوضه دارد.

مجموعه تخريبي نئوژن كه سطح وسيعي از منطقه مورد مطالعه در شمال‌شرق، شرق و جنوب حوضه را مي‌پوشاند، از رخساره‌هاي ناتراواي تخريبي تشكيل شده است. اين رسوبات نيز اغلب به دليل داشتن گچ و نمك اثرات نامطلوبي بر كيفيت منابع آب سطحي و زيرزميني حوضه دارد. در نتيجه در صورت اجراي طرح‌هاي پخش سيلاب با اهداف مهار و تغذيه مصنوعي منابع آب زيرزميني، بايد مسأله فرسايش‌پذيري زياد آن‌ها مورد توجه خاص قرار گيرد.

فصـل سوم:هيـدروژئولـوژي

1- مقدمه

مطالعات آب‌هاي زيرزميني در سازندهاي سخت از نظرهاي متعدد شبيه به مطالعات مربوط به آب‌هاي زيرزميني در رسوبات آبرفتي مي‌باشد. به طوري كه مي‌توان براي آن‌ها به جز در مواردي، سرفصل‌هاي مشترك منظور نموده و نسبت به مطالعه آن‌ها اقدام كرد. تفاوت‌هاي قابل ذكر كه مي‌توان براي اين نوع مطالعه ارائه كرد همانا يكسان نبودن شرايط محيطي تشكيل آبخوان و ابعاد هندسي آن‌ها مي‌باشد كه مهم‌ترين وجه تمايز در نحوه مطالعه اين دو محيط را تشكيل مي‌دهد. سازندهاي سخت اصولا يك محيط غيرهمگن و آنيزوتروپ مي‌باشد در صورتي كه در محيط‌هاي آبرفتي غالبا آبخوان‌هاي در شرايط ايزوتروپ و همگن جريان و يا تشكيل مي‌گردد.

در مطالعات مربوط به محدوده مطالعاتي تيرگان- باجگيران كه باهدف بررسي پتانسيل منابع آب در سازندهاي سخت صورت گرفته است با در نظر گرفتن خصوصيات زمين‌شناسي انواع سازندها از نظر ميزان نفوذپذيري طبقه‌بندي گرديده‌اند سپس با توجه به تعداد منابع آب شناسايي شده بر روي هر يك حجم تخليه ساليانه از آن‌ها محاسبه و بر اين اساس وضعيت هيدروژئولوژيكي آن‌ها با يكديگر مقايسه شده و درنهايت نسبت به ارائه پتانسيل قابل برداشت آن‌ها اقدام شده است.

در آماربرداري‌هاي انجام شده از سازندهاي سخت اين محدوده كلا تعداد 288 دهنه چشمه و 11 رشته قنات و هم‌چنين 1 حلقه چاه مورد شناسايي قرار گرفته است.

2- بررسي وضعيت عمومي سنگ‌شناسي و هيدروژئولوژيكي سازندهاي سخت

در اين مبحث به خصوصيات هيدروژئولوژيكي تك‌تك سازندها با توجه به منابع آب شناسايي شده بر روي آن‌ها و چگونگي نقش آن‌ها از نظر كمي و كيفي بر منابع آب پرداخته و سپس پتانسيل ذخيره‌سازي آن‌ها در قالب دبي ويژه با توجه به بهره‌وري از نزولات جوي و ميزان تخليه محاسبه و ارائه شده است.

2-1- سازند شمشك

رخساره‌هاي سازند شمشك را در محدوده مطالعاتي تيرگان- باجگيران غالبا شيل‌هاي سياه‌رنگ تشكيل مي‌دهند كه در مبحث زمين‌شناسي به طور مفصل مورد بررسي قرار گرفته است. در ارتباط با موضوع اين مبحث ذكر اين مسئله حائز اهميت مي‌باشد كه اصولا شيل‌ها با توجه به شرايط محيطي حاكم بر زمان تشكيل از رسوبات با دانه‌بندي به هم فشرده و متراكم به وجود آمده و اين مسئله در كاهش ميزان تخلخل اوليه و در نتيجه نفوذپذيري و قدرت ذخيره‌سازي سيال در آن‌ها حائز اهميت مي‌باشد.

در تشكيلات شيلي آب تنها به وسيله جريان يافتن در درون درز و شكاف‌هاي حاصل از فعاليت‌هاي تكتونيكي و فضاي بين لايه‌بندي به درون لايه‌هاي افقي در زير سنگ‌هاي كربناته قرار گرفته باشند خواهد بود در اين حالت به علت عدم عبور آب‌هاي نفوذي از درون آن‌ها باعث تسريع در انجام فعل و انفعالات شيميايي در سنگ‌هاي كربناته لايه‌هاي فوقاني گرديده و توسعه كارست را سبب مي‌شود. در محدوده مطالعاتي به علت عدم وجود شرايط مناسب چينه‌شناسي و هم‌چنين وسعت كم آن‌ها (تنها 3 كيلومترمربع) اين سنگ‌ها از نظر هيدروژئولوژيكي فاقد ارزش مي‌باشد. در محدوده گستره اين شيل‌ها هيچ گونه آب در مطالعات صحرايي شناسايي نشده است.

2-3- سازند مزدوران

سنگ‌هاي متعلق به اين سازند از جنس آهك ضخيم لايه و آهك دولوميتي با ميزان تخلخل اوليه و ثانويه زيادي مي‌باشد. اين سازند به دليل برخورداري از ستبراي زياد و پراكندگي وسيع، اكثرا در قسمت‌هاي مركزي تاقديس‌ها قرار گرفته و اين جايگاه شرايط مناسبي را جهت دريافت، نفوذ و ذخيره‌سازي نزولات جوي براي اين سازند فراهم نموده است. سنگ‌هاي اين سازند با برخورداري از خصوصيات كارستي زياد جزء با اهميت‌ترين آبخوان سنگي و كارستي در ناحيه مورد شناسايي قرار گرفته است. وسعت رخنمون اين سنگ‌ها در محدوده مورد مطالعه بالغ بر 5/232 كيلومترمربع برآورد شده و بر روي اين گستره تعداد 72 دهنه چشمه شناسايي شده است. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده بالغ بر 4/98 ليتر در ثانيه و كمترين آن معادل 2 ليتر در ثانيه گزارش شده است. حجم تخليه از كل منابع آب قرار گرفته بر روي اين سازند ساليانه معادل 4/22 ميليون مترمكعب مي‌باشد كه برابر 3/17 درصد حجم كل تخليه از منابع آب سازندي در اين محدوده مي‌باشد. دبي ويژه محاسبه شده براي اين سازند با توجه به گستره و تعداد منابع آب بالغ بر 05/3 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع مي‌باشد.

2-4- سازند شوريچه

اين سازند از نظر خصوصيات ليتولوژيكي همان گونه كه در مبحث چينه‌شناسي نيز بدان پرداخته شد با برخورداري از شيل، رس، ماسه‌سنگ، گچ و بعضا كنگلومرا و لايه‌هايي بسيار نازك از سنگ‌هاي كربناته به صورت مجزا فاقد ارزش هيدروژئولوژيكي بوده ولي با توجه به جايگاه چينه‌شناسي آن در محدوده مطالعاتي و قرار گرفتن در زير سازند تيرگان به عنوان سنگ كف در جلوگيري از نفوذ يافتن آب به قسمت‌هاي عميق تشكيلات حائز اهميت مي‌باشد. بر اساس آماربرداري‌هاي انجام شده در كل گستره اين سازند تعداد 21 دهنه چشمه شناسايي شده و حجم آبي معادل 4/3 ميليون مترمكعب از آن‌ها به خارج جريان مي‌يابد.

اين مقدار معادل 4/4 درصد كل حجم تخليه از منابع آب قرار داشته در سازندهاي سخت ناحيه مي‌باشد. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده مربوط به چشمه گورني پايين با مقدار 7/39 ليتر در ثانيه و حداقل آن معادل 5/1 ليتر در ثانيه مربوط به چشمه بزي مي‌باشد. اغلب چشمه‌هاي شناسايي شده بر روي اين سازند از نوع كنتاكتي مي‌باشد كه تحت تأثير خصوصيات ناتراوا بودن بافت سنگي اين سازند در حد كنتاكت بين دو سازند تيرگان و شوريچه ظاهر گرديده‌اند. آبدهي ويژه محاسبه شده براي اين سازند با توجه به مجموعه خصوصيات سنگ‌شناسي و هيدروژئولوژيكي برابر 6/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع برآورد شده است.

2-5- سازند تيرگان

ازنظر ليتولوژيكي همان گونه كه در مبحث زمين‌شناسي عنوان گرديده است، اين سازند از جنس آهك ستبر لايه در مناطقي از زون كپه‌داغ از آهك‌هاي تخريبي تشكيل شدهاست. اين سازند با برخورداري از خصوصيات كارستي ناشي از يكنواختي ليتولوژي و ضخامت زياد، هم‌چنين درز و شكاف‌هاي فراوان حاصل شده از جنبش‌هاي تكتونيكي نقش غيرقابل انكاري را در بهره‌وري و ذخيره‌سازي نزولات جوي در زون كپه‌داغ و به طبع آن در محدوده مطالعاتي ايفا مي‌نمايد.

در كل وسعت رخنمون اين سازند در آماربرداري‌هاي انجام شده تعداد 47 دهنه چشمه و 3 رشته قنات مورد شناسايي قرار گرفته كه منبع تغذيه‌كننده آن‌ها پتانسيل آب موجود در اين آهك بوده است. حجم تخليه از اين منابع آبي ساليانه معادل 4/2 ميليون مترمكعب معادل 1/3 درصد كل تخليه از منابع آب موجود در سازندهاي سخت محدوده مطالعاتي مي‌باشد. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده از منابع اين سازند معادل 185 ليتر در ثانيه مربوط به چشمه چهل مير و حداقل آن معادل يك ليتر در ثانيه بوده است. اين سازند با برخورداري از ليتولوژي همسان و هموژن فاقد هر گونه تأثير منفي بر كيفيت آب‌هاي نفوذ يافته به درون خود مي‌باشد. اين سازند به واسطه برخورداري از پتانسيل آب در خورتوجه جزء مخازن سنگي غني از نظر آب‌هاي زيرزميني و كارستي مورد شناسايي قرار گفته است

دبي ويژه اين سازند با توجه به مجموعه خصوصيات هيدروژئولوژيكي و ميزان تخليه نسبت به وسعت برابر 8/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع برآورد شده است.

2-6- سازند سرچشمه

سنگ‌هاي اين سازند از نظر ليتولوژي شامل مارن و شيل است و بعضا در قسمت‌هاي فوقاني آن لايه‌هاي نازكي از آهك‌هاي آواري به رنگ خاكستري نيز قابل مشاهده مي‌باشد. اين سازند با توجه به بافت و ساير خصوصيات سنگي خود در گروه سازندهاي فاقد ارزش هيدروژئولوژيكي قرار گرفته است و بعضا نيز لايه‌هاي مارني آن باعث تغيير كيفيت آب‌هاي نفوذ كرده و درحال عبور از اين سازند در قسمت‌هاي تحتاني مي‌گردد.

در نواحي كه رخنمون اين سازند به دلايل تكتونيكي هم‌چون چين‌خوردگي‌ها و گسل‌ها در سازند تيرگان يا سنگانه قرار گرفته است، چشمه‌هاي متعددي را از خود تغذيه مي‌نمايد. در گستره رخنمون اين سازند تعداد 46 دهنه چشمه و 2 رشته قنات شناسايي گرديده است. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده در اين منابع برابر 5/25 ليتر در ثانيه و كمترين آن معادل يك ليتر در ثانيه بوده است. حجم تخليه سالانه از اين تعداد چشمه و قنات برابر 7/0 ميليون مترمكعب در سال كه رقمي معادل 9/0 درصد از كل حجم تحليه از منابع آب موجود در سازند سخت محدوده مطالعاتي مي‌باشد. ميزان دبي ويژه اين سازند با توجه به وسعت رخنمون آن برابر 6/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع برآورد شده است.

2-7- سازند سنگانه

اين سازند با ليتولوژي شيل خاكستري رنگ و لايه‌هايي از سيلت استون داراي رخنمون مي‌باشد. كل وسعت رخنمون اين سازند معادل 133 كيلومترمربع مي‌باشد كه در اين وسعت تعداد 30 منبع آبي شامل يك حلقه چاه، 27 دهنه چشمه و 2 رشته قنات كوهستاني يا چشمه قنات قرار داشته است. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده بر روي اين سازند معادل 5/27 ليتر در ثانيه مربوط به چشمه رباط و حداقل آن برابر 1 ليتر در ثانيه مربوط به چشمه خرمن بوده است. با توجه به آبدهي‌هاي لحظه‌اي اندازه‌‌گيري شده در زمان آماربرداري حجم كل تخليه سالانه از اين تعداد منابع آب بالغ بر 3/0 ميليون مترمكعب مي‌باشد كه معادل 3/0 درصد از حجم كل تخليه از سازندهاي سخت منطقه مي‌باشد. نظر به وسعت محدود اين سازند، نوع سنگ‌هاي تشكيل‌دهنده آن از نظر برخورداري از قدرت جذب و ذخيره‌سازي آب حاصل از نزولات جوي، وجود اين تعداد منبع آبي بر روي اين سازند و حجم نسبتا خوب تخليه از آن را مي‌توان ناشي از وجود ارتباط هيدروديناميكي مابين مخازن آب در اين سازند و سازندهاي زيرين دانست كه از طريق سيستم‌هاي گسلي و درز و شكاف‌هاي موجود در اين سازند با توجه به شيب موافق از اين سازند به خارج جريان مي‌يابند. مقدار دبي ويژه اين سازند با توجه به وسعت برابر 66/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع بوده كه از نظر قدرت آبدهي در مقايسه با ساير سازندها در وضعيت مطلوبي قرار دارد.

2-8- سازند آتامير

اين واحد سنگي با دو بخش متفاوت از نظر ليتولوژي از ماسه‌سنگ و شيل تشكيل شده است. در بخش شيلي آن گاها لايه‌هاي نازك ماسه‌سنگ نيز قابل مشاهده مي‌باشد. اين سازند به دليل سختي و مقاومت در مقابل عوامل فرسايشي غالبا به صورت رخنمون‌هاي برجسته و ستيغ مانند در گستره‌اي به وسعت 5/35 كيلومترمربع بر روي سازند سنگانه و در زير مارن‌هاي سازند آب دراز قرار گرفته است. اين سنگ‌ها به علت وضعيت مرفولوژيكي و هم‌چنين جايگاه چينه‌شناسي در محدوده مطالعاتي و سختي زياد ناشي از متراكم بودن بافت سنگ‌هاي آن از نظر نفوذپذيري اوليه و ثانويه وهم‌چنين ساير خصوصيات هيدروژئولوژيكي بسيار ضعيف مي‌باشد به طوري كه در كل گستره اين سازند تنها تعداد 4 منبع آب از نوع چشمه شناسايي شده است كه از نوع كنتاكتي بوده و در اثر جابه‌جايي لايه‌ها در اثر فعاليت‌هاي تكتونيكي شكل گرفته و به صورت محدود

آب‌هاي نفوذ يافته به درون اين سازند را به خارج هدايت مي‌نمايند. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده دراين سازند برابر 5/6 ليتر در ثانيه مربوط به چشمه قنات سودابه و حداقل آن يك ليتر در ثانيه مربوط به چشمه قنات فيروز بوده است. ميزان حجم تخليه ساليانه كه بر اساس اندازه‌گيري دبي لحظه‌اي براي اين منابع برآورد شده معادل 4/0 ميليون مترمكعب مي‌باشد كه با توجه به وسعت 5/35 كيلومترمربع ميزان دبي ويژه اين سازند برابر با 32/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع مي‌باشد.

2-9- سازند آب دراز

سازند آب دراز با رخساره‌هايي از آهك مارني، شيل خاكستري همراه با يك واحد آهكي سه تا چهار لايه تشكيل شده است. رخساره‌هاي مارني و شيلي اين سازند با توجه به جنس خود از نظر هيدروژئولوژيكي فاقد ارزش مي‌باشند و بعضا در محدوده مطالعاتي با توجه به موقعيت چينه‌شناسي به عنوان سنگ كف يا لايه غيرقابل نفوذ براي بخش فوقاني كه از جنس آهك مي‌باشد عمل مي‌نمايد. قسمت آهكي اين سازند از لايه‌بندي نازك توأم با درز و شكاف فراوان و در نتيجه نفوذپذيري مناسب برخوردار مي‌باشد. اكثر منابع آب شناسايي شده بر روي اين سازند در حد كنتاكت اين لايه آهكي قرار گرفته‌اند. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده در مجموعه 13 دهنه چشمه شناسايي شده برابر 3/35 ليتر در ثانيه بوده و مربوط به چشمه لاين نو مي‌باشد و حداقل آبدهي مربوط به چشمه قره‌قويونلو به ميزان 1 ليتر در ثانيه اندازه‌گيري شده است. حجم كل تخليه از منابع آب قرار داشته بر روي اين سازند معادل 8/1 ميليون مترمكعب در سال مي‌باشد كه برابر با 6/2 درصد ميزان تخليه از كليه منابع آب در محدوده مطالعاتي مي‌باشد. بر اساس وسعت رخنمون ميزان دبي ويژه اين سازند معادل 09/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع برآورد مي‌گردد.

2-10- سازند آب تلخ

همان گونه كه در مبحث چينه‌شناسي بر جنبه‌هاي ليتولوژيكي اين سازند پرداخته شده است، رسوبات اين سازند از نظر رخساره‌اي شامل شيل‌هاي آهكي، لايه‌هاي مارني و ماسه‌سنگ به همراه آهك‌هاي مارني مي‌باشد. اين خصوصيات ليتولوژيكي از ديدگاه آب‌هاي زيرزميني با توجه به ضخامت كم و جنس رسوبات متشكله آن فاقد قدرت جذب و ذخيره‌سازي نزولات جوي در خود بوده به طوري كه در گستره 5/7 كيلومتري اين سازند در محدوده مطالعاتي تنها تعداد 4 دهنه چشمه شناسايي گرديده است. حجم تخليه ساليانه از اين تعداد منبع آب برابر 15/0 ميليون مترمكعب برآورد گرديده است. حداكثر آبدهي لحظه‌اي اندازه‌گيري شده برابر 5/1 ليتر در ثانيه و حداقل برابر يك ليتر در ثانيه بوده كه نشان دهنده ضعف نفوذپذيري و انتقال آب در رخساره‌هاي متنوع اين سازند مي‌باشد. با توجه به وسعت رخنمون ميزان آبدهي ويژه محاسبه شده براي اين سازند معادل 63/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع مي‌باشد.

2-11- سازند ني‌زار

از نظر ليتولوژيكي اين واحد سنگي از ماسه‌سنگ به همراه شيل تشكيل يافته است. ضخامت اين واحد سنگي به لحاظ تأثيرات تكتونيكي در قسمت‌هاي مختلف محدوده مطالعاتي و زون كپه‌داغ متفاوت مي‌باشد. لايه ماسه‌سنگي اين سازند از درز و شكاف فراوان برخوردار مي‌باشد و احتمالا در جذب و هدايت بخشي از نزولات جوي به درون سازندهاي زيرين مؤثر مي‌باشد. در رخنمون محدوده اين سازند هيچ‌گونه منبع آبي شناسايي نشده است.

2-12- سازند كلات

از نظر سنگ‌شناسي جنس اين سازند از آهك و آهك‌ماسه‌اي تشكيل يافته است . اين سازند با توجه به رخنمون محدود و هم‌چنين جايگاه قرارگيري از نظر چينه‌شناسي در محدوده مطالعاتي فاقد نقشي با اهميت در جذب و هدايت نزولات جوي به درون خود و قسمت‌هاي زيرين بوده و از اين ديدگاه تقريبا فاقد اثر مي‌باشد. بر روي اين سازند يك دهنه چشمه شناسايي گرديده است. ميزان آبدهي لحظه‌اي اندازه‌گيري شده برابر 5/6 ليتر در ثانيه بوده است. حجم تخليه ساليانه از طريق اين چشمه معادل 24/0 ميليون مترمكعب و آبدهي ويژه اين سازند با توجه به وسعت برابر 04/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع محاسبه شده است.

2-13- سازند پستليق

اين سازند از ماسه‌سنگ قرمزرنگ، سيلت استون و ماد ستون گچ‌دار تشكيل يافته است. تعداد 2 دهنه چشمه در اين سازند شناسايي شده كه ميزان آبدهي لحظه‌اي آن‌ها به ترتيب حداكثر به حداقل برابر با 4/29 و5/1 ليتر در ثانيه بوده است. حجم كل تخليه ساليانه از طريق چشمه 97/0 ميليون مترمكعب محاسبه شده است. ميزان آبدهي ويژه برآورد شده با توجه به وسعت آن بالغ بر 4/1 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع مي‌باشد. با توجه به وسعت بسيار محدود در كنار نوع رخساره‌هاي تشكيل‌دهنده اين سازند و نحوه قرار گرفتن از نظر موقعيت چينه‌شناسي ومورفولوژيكي در ناحيه مطالعاتي شرايط مطلوب هيدروژئولوژيكي را نمي‌توان براي اين سازند در جذب و ذخيره‌سازي آب‌هاي نفوذي انتظار داشت.

2-14- سازند چهل كمان

اين سازند از نظر جنس از سنگ‌هاي كربناته تشكيل يافته است. وجود لايه‌هاي مارن و شيل آهكي به صورت بين لايه‌اي به همراه رسوبات ماسه سنگي گوياي غيريكنواختي در محيط رسوب‌گذاري اين سازند مي‌باشد. بر روي اين سازند تعداد 2 دهنه چشمه قرار داشته كه در زمان آماربرداري ميزان آبدهي لحظه‌اي آن‌ها مورد سنجش قرار گرفته است. حداكثر آبدهي لحظه‌اي آن‌ها برابر 5/2 ليتر در ثانيه و حداقل برابر 5/1 ليتر در ثانيه بوده است. حجم تخليه ازاين دو چشمه ساليانه بالغ بر 12/0 ميليون مترمكعب محاسبه شده كه برابر 15/0 درصد حجم كل تخليه ساليانه از سازندهاي سخت محدوده مطالعاتي مي‌باشد. ميزان دبي ويژه اين سازند با توجه به وسعت رخنمون آن برابر 02/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع محاسبه شده است. شيب و غيريكنواختي ليتولوژيكي به همراه ضعف نفوذپذيري اوليه و ثانويه ناشي از اين غيريكنواختي باعث حائز اهميت نبودن اين سازند از نظر هيدروژئولوژيكي گرديده است.

2-15- سازند خانگيران

از نظر جنس اين سازند از شيل‌هاي آهكي به همراه لايه‌هاي ماسه‌سنگي رس‌دار تشكيل شده كه از نظر قدرت جذب و ذخيره‌سازي از ديدگاه هيدروژئولوژيكي فاقد وضعيت مطلوب مي‌باشد. به واسطه اين خصوصيات اغلب نزولات جوي پس از قرار گرفتن بر روي سطح اين سازند به صورت جريان‌هاي سطحي از اين سازند خارج مي‌گردند. اين سازند در قسمت‌هاي شرقي زون كپه‌داغ به عنوان سنگ كف پهنه‌هاي آبرفتي به شمار مي‌آيد. بر روي اين سازند هيچ‌گونه منبع آب زيرزميني شناسايي نشده است.

2-16- رسوبات نئوژن

از نظر رخساره‌اي اين نهشته‌ها از كنگلومرا، ماسه‌سنگ و رس سنگ تشكيل گرديده است.

اين رسوبات به دليل دانه درشت بودن سنگ‌هاي با منشأ آهكي آن از درز و شكاف فراوان و بعضا نيز ظواهر كارستي برخوردار است كه اين خاصيت در جذب و هدايت نزولات جوي به درون و ذخيره شدن در اين سازند حائز اهميت مي‌باشد. وجود و عبور گسله‌هاي متعدد از قسمت‌هاي غربي و جنوبي اين رسوبات نيز در هدايت و كاناليز نمودن آب‌هاي نفوذ يافته به درون اين سازند و حركت آن در جهت شيب عمومي منطقه بسيار حائز اهميت مي‌باشد. وجود چشمه‌هاي متعدد در مسير اين گسل‌ها خود دلالت بر صحت اين وضعيت دارد. در سطح اين سازند تعداد 38 دهنه چشمه شناسايي شده است كه بعد از سازندهاي مزدوران، تيرگان و سرچشمه بيشترين تعداد چشمه را از خود تغذيه مي‌نمايد. حداكثر آبدهي لحظه‌اي اندازه‌گيري شده برابر 8/48 ليتر در ثانيه و حداقل آن به ميزان يك ليتر در ثانيه بوده است. حجم تخليه كل بر اساس آبدهي لحظه‌اي بالغ بر 4/1 ميليون مترمكعب در سال مي‌باشد كه معادل 8/1 درصد كل حجم تخليه از سازندهاي سخت اين منطقه مي‌باشد. ميزان آبدهي ويژه برآورد شده براي اين سازند با توجه به وسعت نسبتا زياد آن برابر 1/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع مي‌باشد.

2-17- رسوبات كواترنر

همان گونه كه در قسمت‌هاي قبلي اشاره شد هدف از انجام اين مطالعات شناسايي منابع آب و چگونگي خصوصيات هيدروژئولوژيكي سازندهاي سخت در محدوده مطالعاتي مي‌باشد. لذا نظر به اين كه رسوبات مربوط به كواترنر اغلب تشكيل‌دهنده رسوبات آبرفتي در دشت‌هاي درگز و دشت‌هاي كوچك پيرامون آن مي‌باشد در اين پروژه مورد توجه قرار نگرفته است.

3- گروه‌بندي سازندهاي سخت محدوده مطالعاتي تيرگان- باجگيران از نظر هيدروژئولوژيكي

از مهم‌ترين هدف‌هاي اين نوع مطالعه، طبقه‌بندي و تفكيك سازندها و واحدهاي سنگي داراي رخنمون از نظر نفوذپذيري و قدرت جذب و انتقال آب و ذخيره‌سازي مي‌باشد. تفكيك و طبقه‌بندي سازندهاي هر ناحيه بر مبناي ويژگي‌هاي مختلف سنگ‌شناسي، هيدروژئولوژيكي صورت پذيرفته و در اين راستا آگاهي از پارامترهايي از قبيل دبي ويژه، ميزان آبدهي چشمه و ساير خصوصيات مربوط به منابع آب موجود در سازندها كه بر اساس اعداد و ارقام واقعي در بازديدهاي صحرايي حاصل شده‌اند در كنار ساير ويژگي‌هاي عمومي سنگ‌ها مدنظر قرار مي‌گيرند، به طوري كه مي‌توان گفت مبناي اين طبقه‌بندي اختصاص به محدوده تعيين شده و مشخص داشته و نمي‌توان به صورت كلي براي تمامي مناطق از آن استفاده نمود.

محدوده مطالعاتي تيرگان باجگيران با وسعتي معادل 4800 كيلومترمربع متشكل از رسوبات منفصل (آبرفت‌ها) و متصل (سازندهاي سخت) تشكيل يافته است. وسعت رسوبات منفصل يا آبرفت‌ها 1414 كيلومترمربع و بقيه معادل 3386 كيلومترمربع را وسعت سنگي تشكيل مي‌دهد كه معادل 7/1844 كيلومترمربع آن را سازندهاي سخت از نوع كربناته و بقيه شامل وسعتي معادل 3/1541 كيلومترمربع را سازندهاي سخت غيركربناته تشكيل داده‌اند. چگونگي خصوصيات هيدروژئولوژيكي و اهميت آن از نظر ميزان نفوذپذيري پتانسيل ذخيره‌سازي آب‌هاي زيرزميني در گروه‌هاي مختلف شامل سنگ‌هاي كربناته با آبدهي بسيار خوب، سنگ‌هاي غيركربناته با آبدهي خوب، سنگ‌هاي غيركربناته با آبدهي متوسط و سنگ‌هاي غيركربناته با آبدهي بسيار ضعيف و ناچيز تقسيم‌بندي كه در ادامه به شرح هر يك مي‌پردازيم:

3-1- سازندهاي سخت كربناته با آبدهي بسيارخوب

سنگ‌هاي قرار گرفته در اين گروه را سازندهاي مزدوران و تيرگان به ترتيب متعلق به دوره ژوراسيك و كرتاسه تشكيل مي‌دهند. اين دو سازند با توجه به شكل ظاهري، جايگاه چينه‌شناسي و وسعتي بالغ بر 7/1845 كيلومترمربع به همراه ساير خصوصيات هيدروژئولوژيكي از قبيل برخورداري از درز و شكاف‌هاي فراوان تكتونيكي، ظواهر كارستي نسبتا زياد و منابع متعدد با آبدهي نسبتا خوب از نظر آب‌هاي زيرزميني از جايگاه خاصي برخوردار مي‌باشد. بر روي رخنمون اين دو سازند در محدوده مطالعاتي تعداد 119 منبع آب از دو نوع مختلف چشمه و قنات شناسايي شده است. حجم كل تخليه ساليانه از اين دو سازند بالغ بر 46 ميليون مترمكعب در سال يا 60 درصد حجم كل تخليه از سازندهاي سخت اين محدوده مي‌باشد. همان گونه كه در مبحث ظواهر كارستي نيز اشاره شده است. در سطوح برونزد اين سازند انواع مختلف اشكال كارست را مي‌توان مشاهده نمود كه در افزايش ميزان تخلخل اوليه و ثانويه و جذب و هدايت نزولات جوي به درون اين سازندها حائز اهميت است. حداكثر آبدهي اندازه‌گيري شده از منابع آب در سازند مزدوران برابر 4/98 ليتر در ثانيه كه اين مقدار در سازند تيرگان به ميزان 4/185 ليتر در ثانيه بوده است. ميزان آبدهي ويژه سازند مزدوران با توجه به وسعت و حجم تخليه از آن برابر 05/3 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع و اين پارامتر در سازند تيرگان معادل 8/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع مي‌باشد. يكنواختي ليتولوژيكي اين دو سازند و ضخامت مناسب آن‌ها باعث گرديده است تا از نظر هيدروژئولوژيكي اين دو سازند در گروه سازندهاي با آبدهي بسيار خوب طبقه‌بندي شوند.

3-2- سازندهاي غيركربناته با آبدهي خوب

سازندهايي كه در اين گروه قرار مي‌گيرند شامل رسوبات مربوط به نئوژن، سازند سرچشمه، سنگانه، آبدراز و شوريچه مي‌باشند. وسعت كلي رخنمون اين گروه معادل 8/1149 كيلومترمربع مي‌باشد. تعداد منابع آب شناسايي شده در اين گروه برابر با 145 دهنه چشمه و 4 رشته قنات بوده است. حجم تخليه ساليانه از اين گروه معادل 8/14 ميليون مترمكعب برآورد شده كه اين مقدار بر اساس اندازه‌گيري دبي لحظه‌اي در تك‌تك منابع محاسبه شده است. اغلب اين سازندها به واسطه شرايط خاص مرفولوژيكي و چينه‌شناسي حاكم بر محدوده مطالعاتي در اين گروه از نظر آبدهي قرار گرفته‌اند و برخورداري آن‌ها از ميزان نفوذپذيري و يا دارا بودن درز و شكاف فراوان ملاك قرارگيري در اين جايگاه نبوده است.

3-3- سازندهاي سخت غيركربناته با آبدهي متوسط تا ضعيف

سازندهاي غيركربناته قرار گرفته در اين گروه را سنگ‌هاي مربوط به سازندهاي آتامير، آب تلخ، كلات، پستليق و چهل كمان تشكيل مي‌دهند كه عموما به واسطه وجود رخساره‌هاي غيرقابل نفوذ يا با نفوذپذيري كم فاقد قدرت جذب و ذخيره‌سازي نزولات جوي بوده و از موقعيت چينه‌شناسي مطلوب و وسعت رخنمون وسيعي نيز در محدوده مطالعاتي برخوردار نمي‌باشد. كل منابع آب شناسايي شده در اين 5 سازند برابر 10 دهنه چشمه بوده است. حجم تخليه ساليانه آب زيرزميني كه از طريق اين سازندها به خارج جريان مي‌يابد بر اساس دبي لحظه‌اي اندازه‌گيري شده در زمان آماربرداري بالغ بر 8/1 ميليون مترمكعب مي‌باشد كه با توجه به كل وسعت 5/244 كيلومترمربعي اين سازندها در منطقه از آبدهي ويژه قابل توجهي برخوردار نمي‌باشند. ميزان دبي ويژه هر يك از سازندهاي قرار گرفته در اين گروه با توجه به حجم تخليه و وسعت رخنمون محاسبه شده و به ترتيب برابر با 32/0، 63/0، 04/0، 4/1 و 02/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع برآورد شده است.

4- پديده‌هاي كارستي در محدوده مطالعاتي

در بعضي از تشكيلات زمين‌شناسي در محدوده مطالعاتي تيرگان- باجگيران عمل انحلال نقش اصلي و غالبي را در توسعه ساختار بعضي از اشكال مرفولوژيكي در سازندهاي كربناته ايفا مي‌نمايد. چگونگي اين عمل را كارستي شدن و ريختار حاصله را مرفولوژي كارست مي‌نامند. در محدوده مطالعاتي چگونگي اين اشكال كارستي مورد بررسي و شناسايي قرار گرفته و گونه‌هاي مختلف و حاكم اين ريختاراز نحوه تشكيل و چگونگي اثربخشي در افزايش ظرفيت ذخيره‌سازي آب معرفي گرديده‌اند. پديده‌هاي كارستي را مي‌توان به پديده‌هاي كارستي در سطح زمين و در درون زمين تقسيم‌‌بندي نمود. مهم‌ترين پديده‌هاي سطحي كارستي كارن، آبفروچاله، آبراهه‌هاي كارستي، پليه و چشمه مي‌باشد. مهم‌ترين پديده‌هاي كارستي دروني، غار و مجاري و كانال‌هاي زيرزميني است.

4-1- كارن

كارن عبارت است از فرورفتگي و يا برآمدگي‌هاي كوچكي كه در سطح سنگ‌هاي كربناته به وجود مي‌آيند. اين پديده به علت عمل انحلال آب مي‌باشد كه آب مي‌تواند به صورت ريزش مستقيم بارندگي، جريان ورقه‌اي و يا جويبار باشد.

كارن داراي شكل‌هاي بسيار متنوعي مي‌باشد. اگرچه كارن يك پديده انحلالي موضعي است ولي مي‌توان با استفاده از آن پتانسيل سنگ‌هاي كربناته را تشخيص داد. معمولا كارن در سنگ‌هاي كربناته خالص و توده‌اي با ضخامت زياد و به طور وسيعي ايجاد مي‌شود در حالي كه در آهك‌هاي شيلي و لايه نازك معمولا به وجود نمي‌آيند.

اشكال مختلف كارن‌ها را در آهك‌هاي تيرگان و مزدوران به وفور مي‌توان مشاهده نمود. اين وضعيت باعث مي‌گردد تا فضاي بازتري جهت نفوذ و حركت آب‌هاي حاصل از نزولات جوي به درون اين سازندها به وجود آمده و سبب افزايش قدرت جذب و ذخيره آب در اين سازندها مي‌گردد.

4-2- آبفروچاله

يكي از مهم‌ترين پديده‌هاي كارستي سطحي آبفروچاله مي‌باشد كه عبارت از گودال‌هاي بسته مي‌باشند كه در سطح سنگ‌هاي كربناته برهنه و يا خاك‌هايي كه بر روي سنگ‌هاي كربناته قرار دارند ايجاد مي‌گردند. هر آبفروچاله داراي يك حوضه آبگير مي‌باشد كه آب‌هاي اين حوضه از طريق حفراتي كه در انتهاي آبفروچاله قرار دارد به درون زمين منتقل مي‌گردد. قطر آبفروچاله از چند متر تا يك كيلومتر تغيير مي‌كند عمق آن از چند متر تا چند صدمتر مشاهده مي‌گردد.

مهم‌ترين ويژگي آبفروچاله از نظر هيدرولوژيكي انتقال رواناب‌ها به داخل سنگ‌هاي كارستي مي‌باشد. چون در مناطقي كه آبفروچاله وجود ندارد رواناب‌ها عمدتا از طريق آبراهه از محدوده سنگ‌هاي كارستي خارج مي‌گردند ولي وجود آبفروچاله باعث مي‌گردد كه درصد بالاتري از آب بارندگي به داخل سنگ‌هاي كارستي نفوذ كند.

در محدوده مطالعاتي در سازندهاي كارستي آبفروچاله فراواني مشاهده نمي‌گردد و علت اين مسئله وجود چين‌خوردگي در سازندهاي كارستي است كه باعث افزايش شيب شده و در شيب‌هاي بالا آبفروچاله به وجود نمي‌آيد.

4-3- پليه

پليه دشتي است كه عمدتا توسط ارتفاعات آهكي محاصره شده است داراي شكل كشيده است كه طول آن موازي پديده‌هاي تكتونيكي مي‌باشد. در محيط آن چشمه وجود دارد كه آب چشمه وارد دشت مي‌گردد. پليه داراي حفرات است كه آب‌هاي دشت را در خود فرو مي‌كشد.

4-4- آبراهه‌هاي كارستي

يكي از ويژگي‌هاي مناطق كارستي وجود آبراهه‌هاي فاقد آب در فصول خشك مي‌باشند كه گاهي در اثر توسعه كارست اين آبراهه از بين رفته و آبفروچاله‌هاي متعددي به وجود مي‌آيد. در بعضي از نواحي كارستي، آب در آبراهه به علل مختلف از قبيل عدم توسعه پديده كارست، بالا بودن سطح سفره آب، برخورد آبراهه به لايه‌هاي غيرقابل نفوذ زيرين، نهشته شدن رسوبات ريزدانه در آبراهه و… مشاهده مي‌گردد.

4-5- چشمه‌هاي كارستي

يكي از ويژگي‌هاي مناطق كارستي وجود چشمه مي‌باشد. در شرايطي كه سطح آب زيرزميني به علل مختلف با زمين برخورد نمايد چشمه مشاهده مي‌گردد. در مناطقي كه كارست توسعه نيافته تعداد چشمه‌ها زياد و آبدهي چشمه‌ها كم مي‌باشد در حالي كه در نواحي كه كارست توسعه يافته باشد معمولا چشمه‌ها بسياربزرگ هستند. هر چشمه داراي حوضه آبگير مشخصي مي‌باشد. حوضه آبگير زيرزميني هر چشمه به منطقه‌اي محدود مي‌گردد كه كليه آب‌هاي بارندگي كه در زمين نفوذ مي‌نمايد از چشمه خارج گردد. حوضه آبگير زيرزميني چشمه مي‌تواند با حوضه آبگير سطحي چشمه متفاوت باشد.

4-5- غار

يكي از پديده‌هاي مهم كارستي است كه در زير زمين مشاهده مي‌گردد.

هيدروژئولوژيست‌ها غار كارستي را فضاي انحلالي در درون زمين مي‌دانند كه عرض آن بيش از 15-5 ميليمتر بوده و اين حداقل عرضي است كه جريان از خطي به متلاطم تبديل مي‌گردد و بايد اين مجاري در درون سنگ به قدري توسعه يافته باشد كه مجرا از محل ورودي تا خروجي به يكديگر مربوط باشند. به عبارت ديگر غار عبارت است از مسيري كه آب وارد سنگ‌هاي كارستي شده و از اين مسير به يكديگر متصل بوده به طوري كه آب‌هايي كه وارد سنگ شده‌اند از چشمه‌هاي مربوطه خارج شده و يا وارد آبرفت و يا سازندهاي مجاور گردد.

5- مسير يا جهت جريان آب در سازندهاي سخت حوضه

قسمت‌هاي جنوبي و غربي محدوده مطالعاتي تيرگان- باجگيران با توجه به رفتارهاي تكتونيكي اعمال شده بر آن از ارتفاع بيشتري نسبت به ساير قست‌هاي اين حوضه برخوردار مي‌باشد. در نتيجه شيب حوضه و طبقات بعضا از اين قسمت‌ها به دو قسمت شمال و شمال‌شرقي مي‌باشد. در قسمت غربي حوضه آبريز رودخانه درونگر و ارتفاعات جنوبي، جهت جريان به پيروي از شيب عمومي و لايه‌بندي از طرف غرب به شرق مي‌باشد كه با سيستم زهكشي شاخه شمالي اين رودخانه كه شمخال نام دارد نيز مطابقت دارد. رودخانه شمخال پس از زهكشي ارتفاعات قره‌چه، كيسمار و قره‌كوه كه عمدتا از سازند تيرگان تشكيل شده در امتداد شيب عمومي به طرف شمال‌شرقي و شرق جريان مي‌يابد آب اين رودخانه پس از امتزاج با پتانسيل آب خروجي از چشمه‌هاي اين منطقه و ادغام با شاخه جنوبي كه از قسمت‌هاي جنوبي اين ارتفاعات سرچشمه مي‌گيرد به سمت شرق جريان مي‌يابد. جهت جريان آب‌هاي زيرزميني نيز به پيروي از سيستم زهكشي رودخانه به سمت شمال‌شرق مي‌باشد.

در قسمت‌هاي جنوبي محدوده مطالعاتي جهت حركت آب‌هاي زيرزميني عمدتا از جنوب به سمت شمال در مسير رودخانه اينچه مي‌باشد كه از سمت غرب به شرق جريان مي‌يابد. اين رودخانه پس از زهكشي سازندهاي تيرگان، سرچشمه، سنگانه و مزدوران به سمت شرق جريان مي‌يابد و در ناحيه كبكان به شاخه شرقي كه از چشمه‌هاي خارج شده از سازند مزدوران تغذيه مي‌گردد مي‌پيوندد. در اين ناحيه نيز جهت جريان در آبخوان كارستي مزدوران از جنوب به شمال مي‌باشد. از ادغام دو شاخه غربي و شرقي رودخانه سنگرسو تشكيل مي‌شود كه باجهت جنوب به شمال ضمن زهكشي ارتفاعات هزارمسجد و ا…اكبر به طرف شمال جريان مي‌يابد. جهت جريان آب زيرزميني در اين سازند نيز عمدتا منطبق با سيستم زهكشي در دو طرف يال تاقديس ا…اكبر از سمت جنوب به طرف شمال مي‌باشد. در قسمت‌هاي غربي در محدوده آبخيز رودخانه پيرگن سو نيز عمدتا جهت جريان آب در مخازن كارستي از جنوب به سمت شمال از يال شمالي كوه هزار مسجد به سمت جنوب مي‌باشد. اين رودخانه پس از بهره‌گيري از پتانسيل آب خارج شده از چشمه‌هاي اين منطقه در امتداد شيب عمومي به سمت جنوب جريان مي‌يابد.

در منتهي‌اليه بخش غربي در حوضه آبخيز رودخانه قوزقان چاي يا سرسو جهت جريان آب در آبخوان كارستي كه عمدتا از آهك مزدوران تشكيل شده به سمت جنوب مي‌باشد. اين رودخانه پس از زهكشي ارتفاعات خرپشته داغ، زنگلانلو و كلات خليل و قازان بيك و پس از بهره‌گيري از پتانسيل آب چشمه‌هاي اين منطقه به سمت شمال جريان مي‌يابد. اين رودخانه در دو مسير شرقي و غربي در امتداد خط‌القعر دره‌ها جريان يافته و سرانجام در محلي به نام حاتم قلعه از كشور خارج مي‌شود. تراز آب در چشمه‌هاي قرار داشته در اين منطقه نيز كه از زياد به كم در راستاي شيب مي‌باشد مؤيد مطابقت روند حركتي آب در سازندهاي سخت ناحيه را با اين سيستم نشان مي‌دهد.

نقشه 3-1، نحوه حركت آب‌هاي زيرزميني در سازندهاي سخت منطقه و انطباق آن را با شبكه هيدروگرافي نشان مي‌دهد.

نقشه 3-1- جهت جريان آب زيرزميني در تشكيلات سخت

فصـل چهارم:بيلان منابع آب در سازندهاي سخت (كارستي)

1- مطالعات پيش‌نياز بيلان

قبل از اين كه مطالعات مستقيم بيلان انجام شود بايد بعضي از خصوصيات سازندهاي كارستي را به خوبي شناخت. اين موارد به شرح زير مي‌باشند:

1-1- تهيه نقشه زمين‌شناسي منطقه با ديدگاه هيدروژئولوژي

تهيه يك نقشه زمين‌شناسي با مقياس 1:50000 و چندين مقطع زمين‌شناسي از اهميت زيادي برخوردار است. نقشه زمين‌شناسي 1:50000 بايد دقتي چندين برابر نقشه 1:250000 داشته باشد. در اين نقشه‌ها بايد سازندها بر اساس ليتولوژي و خصوصيات هيدروژئولوژيكي آن‌ها به چندين زيرسازند تقسيم گردد. به طوري كه بتوان بين آهك خالص يا آهك رس‌دار و … تفكيك قايل شد.

اگر سازندي قسمت‌هاي مختلف آن از نظر خصوصيات آبدهي متفاوت است بايد اين مسئله در نقشه مشخص گردد. تشخيص سازند و يا زيرسازندهايي كه نفوذپذيري آن‌ها كم مي‌باشد به اندازه تشخيص لايه آبدار از اهميت برخوردار است.

شناخت گسل و رسم آن در نقشه به عنوان يك خط‌واره به هيچ وجه كافي نيست بلكه بايد در مقاطع نقش گسل و ميزان جابه‌جايي آن مشخص گردد.

شناخت پديده‌هاي كارستي در تشخيص زيرسازندها مي‌تواند مفيد باشد.

1-2- تعيين نوع سيستم تغذيه سازندهاي كارستي

تغذيه سازندهاي كارستي را مي‌توان به دو گروه اصلي زير تقسيم‌بندي نمود:

1- تغذيه خودزا (Autogenic Rechange)

2- تغذيه دگرزا (Allogenic Recharge)

در تغذيه خودزا آب‌هايي كه به داخل سازند كارستي نفوذ مي‌كنند حاصل نزولاتي است كه بر روي سازند كارستي ريزش نموده است. تغذيه دگرزا زماني وجود دارد كه رواناب‌هاي حاصل از سازندهاي غيرقابل نفوذ مجاور وارد لايه آبدار كارستي گردند كه معمولا اين رواناب‌ها به صورت متمركز از آبفروچاله‌ها وارد سيستم كارستي مي‌گردند. باتوجه به مرتفع و كوهستاني بودن محدوده مطالعاتي و اين كه سازندهاي كارستي خود تشكيل دهنده ارتفاعات هستند هيچ‌گونه جريان سطحي از خارج محدوده مطالعاتي واردمنطقه نمي‌گردد. بنابراين نوع سيستم تغذيه سازندهاي كارستي از نوع تغذيه خودزا مي‌باشد.

3- بديهي است كه در محاسبه بيلان علاوه بر درصدي از نزولات آسماني كه مستقيما وارد سازندهاي كارستي مي‌گردد بايد حجم آبي كه از سازندهاي مجاور وارد سازند كارستي مي‌شود در نظر گرفته شود.

1-3- خصلت و ويژگي جريان آب در داخل لايه‌هاي آبدار كارستي

جريان آب در داخل لايه‌هاي آبدار كارستي كاملا با آبرفت‌ متفاوت است و علت اصلي آن وجود ناهمگني در سازندهاي كارست است. آبي كه از طريق درزه، شكاف و صفحات لايه‌بندي وارد سازند كارستي مي‌گردند به يكديگر پيوسته و مجاري بزرگ‌تري را به وجود مي‌آورند. وقتي در سازندهاي كارستي مجاري بزرگ توسعه پيدا نمود آب را به سمت خود كاناليزه نموده و باعث مي‌شوندكه در بعضي از قسمت‌هاي سازند، عمل انحلال و انتقال آب به مقدار قابل ملاحظه‌اي كاهش يابد. تشخيص مجاري اصلي انتقال آب در بسياري موارد حتي با حفر گمانه‌هاي متعدد و مطالعات ژئوفيزيك بسيار مشكل است اين پيچيدگي مي‌تواند بر روي محاسبات بيلان در شرايطي كه حجم ورودي يا خروجي از يك مقطه مشخص سازند كارستي مورد نياز باشد اثر بگذارد.

1-4- تعيين مرز و محدوده بيلان

بيلان آب‌هاي زيرزميني براي يك محدوده مشخص محاسبه مي‌گردد. در آبرفت تعيين مرز و محدوده بيلان مي‌تواند تابع اهداف پروژه باشد چون حجم آب ورودي و خروجي با رسم نقشه‌هاي ايزوپتانسيل و اندازه‌گيري ضريب قابليت انتقال قابل محاسبه است. در سازندهاي كارستي اگر مرز بيلان در داخل سازند كارستي انتخاب گردد، رسم نقشه‌هاي ايزوپتانسيل و اندازه‌گيري ضريب قابليت انتقال با مشكلات روبرو خواهد بود.

1- بسياري از سازندهاي كارستي كوه‌هاي مرتفع را مي‌سازد و حفر چاه اكتشافي و پيزومتر به علت راه دسترسي و ضخامت زياد سازندهاي كارستي بسيار پرهزينه خواهد بود.

2- در صورتي كه شبكه‌هاي پيزومتري احداث شود با وجود داشتن اطلاعات سطح آب نمي‌توان به سادگي نقشه ايزوپتانسيل را رسم نمود چون امكان دارد ارتباط هيدروليكي بين پيزومترها وجود نداشته باشد و هر پيزومتر مربوط به يك حوضه فرعي باشد يا پيزومتر به مجاري و كانال‌هايي كه نقش اصلي را در انتقال آب بر عهده دارند برخورد ننمايد.

3- اندازه‌گيري ضريب قابليت به علت عدم همگني سازند كارستي از دقت برخوردار نيست، چون ضريب قابليت انتقال در چاه‌هايي كه به مجاري و كانال اصلي برخورد نموده با ضريب قابليت چاهي كه به اين مجاري برخورد ننموده است كاملا متفاوت است.

با توجه به موارد فوق در صورتي كه اهداف پروژه اجازه دهد مرز بيلان را مي‌توان به مرزهاي هيدرولوژيكي محدود نمود. در اين شرايط نقشه زمين‌شناسي 1:50000 كه با ديد هيدرولوژيكي تهيه شده است مي‌توانند بسيار مفيد باشد.

بنابراين با توجه به مرزهاي هيدرولوژيكي حوضه آبريز درونگر محدوده مطالعاتي تيرگان- باجگيران بين طول‌هاي جغرافيايي ’15/58 تا ’30/59 شرقي و عرض‌هاي جغرافيايي ’00/37 تا ’40/37 شمالي قرار گرفته است. محدوده مطالعاتي با وسعتي معادل 4800 كيلومترمربع متشكل از رسوبات منفصل و متصل تشكيل يافته است. وسعت آبرفت‌ها 1414 كيلومترمربع و بقيه معادل 3386 كيلومترمربع را وسعت سنگي تشكيل مي‌دهد كه معادل 7/1844 كيلومترمربع آن را سازندهاي سخت از نوع كربناته و بقيه وسعتي معادل 3/1541 كيلومترمربع را سازندهاي سخت غيركربناته تشكيل داده‌اند.

در ايران در بسياري از موارد تشخيص لايه‌هاي آبدار كارستي امكان‌پذير است. سازندهاي كارستي در ايران داراي ضخامت زيادي نيستند و عمدتا بين دو سازند غيرقابل نفوذ قرار گرفته‌اند. بنابراين مرز لايه‌هاي آبدار در اكثر موارد به سازندهاي غيرقابل نفوذ محدود مي‌گردد.

معمولا در مناطق چين‌خورده كه چندين تاقديس به طور موازي قرار گرفته‌اند در شرايط زير امكان دارد كه هر يال تاقديس چون يك لايه آبدار مستقل عمل كند.

1- در شرايطي كه ارتفاع تاقديس زياد باشد لايه غيرقابل نفوذي كه در زير سازندهاي كارستي قرار دارد باعث مي‌گردد كه ارتباط هيدرولوژي بين يال شمالي و جنوبي قطع گردد كه هر يال مي‌تواند به عنوان يك لايه آبدار فرعي به شمار آيد.

2- در شرايطي كه ارتفاع تاقديس زياد باشد سازند غيرقابل نفوذي كه در زير سازند كارستي قرار دارد مانع عبور آب از يك تاقديس به تاقديس ديگر مي‌گردد.

2- محاسبه حجم آب‌هاي ورودي به داخل سازندهاي كارستي كربناته

دو حالت مختلف را مي‌توان در نظر گرفت.

1- ورود آب به داخل سازند كارستي فقط از طريق رخنمون كارستي صورت مي‌گيرد و از جوانب به علت محدود بودن لايه آبدار كارستي به مرزهاي غيرقابل نفوذ هيچ‌گونه آبي وارد مي‌شود.

2- علاوه بر ورود آب از طريق رخنمون‌هاي كارستي، آب از طريق سازندهاي مجاور و يا از طريق مرز بيلان كه در داخل سازند كارستي قرار داده شده آب وارد سازند كارستي مي‌گردد.

2-1- محاسبه آب ورودي از طريق رخنمون‌هاي كارستي

آب‌هاي بارندگي مستقيما وارد درزه‌ها و صفحات لايه آب‌بندي در سازندهاي كارستي شده و يا بر روي توده آهك به صورت جريان ورقه‌اي و جويباري حركت نموده و زماني كه به درزه‌ها و صفحات لايه آب‌بندي برخورد مي‌كنند وارد آن مي‌گردند.

در صورتي كه سازند آهكي توسط خاك پوشيده باشد مقدار آبي كه مي‌تواند به داخل خاك نفوذ كند تابع شرايط نفوذپذيري خاك مي‌باشد. آبي كه وارد خاك شده همه به آب‌هاي زيرزميني نمي‌پيوندد بلكه قسمتي به صورت تبخير و تعرق مجدد به اتمسفر برمي‌گردد.

تعيين درصد از آب بارندگي كه به داخل سازندهاي كارستي وارد مي‌گردد به علت ناهماهنگي رخنمون سازندهاي كارستي بسيار پيچيده است چون عوامل نفوذ آب از قبيل فاصله بين ذره‌ها عرض و عمق بازشدگي درزه‌ها، درصد پوشش خاك، نوع بافت خاك، ميزان، شدت، مدت و نوع بارندگي متفاوت است. براي محاسبه ميزان نفوذپذيري آب به داخل رخنمون‌هاي كارستي دو روش ارائه مي‌گردد.

2-1-1- محاسبه حجم آب ورودي به داخل سازندهاي كارستي به روش بيلان آب‌هاي سطحي

ميزان حجم نفوذ آب به داخل سازند كارستي را مي‌توان با استفاده از فرمول زير محاسبه نمود:

(1)

كه دراين فرمول:

I: حجم نفوذ آب به داخل سازند كارستي

P: حجم بارندگي بر محدوده بيلان

Re: حجم آب ورودي خارج از محدوده بيلان كه از طريق آبفروچاله وارد سازند كارستي مي‌گردد.

E: حجم تبخير و تعرق از خاك‌هايي كه در روي سازند كارستي در محدوده بيلان وجود دارند.

R: حجم روانابي است كه از محدوده بيلان خارج مي‌گردد.

2-1-2- محاسبه حجم آب نفوذي به داخل سازندهاي كارستي با استفاده از ضريب نفوذ

محاسبه ميزان آب نفوذي به داخل سازندهاي كارستي به روش بيلان سطحي مستلزم اندازه‌گيري‌هاي متعددي است كه معمولا براي مطالعات مرحله تفصيلي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در حالي كه در مراحل مطالعات شناخت نياز به روشي ساده‌تر و ارزان‌تر است. در اين شرايط مي‌توان ميزان آب نفوذي را از فرمول زير محاسبه كرد:

(2)

كه دراين فرمول I حجم آب نفوذي به داخل سازند كارستي، I_C ضريب نفوذ، P حجم بارندگي در محدوده بيلان و Re حجم آب ورودي خارج از محدوده بيلان كه از طريق آبفروچاله‌ها وارد سازند كارستي مي‌گردد. ضريب نفوذ را به دو روش مي‌توان محاسبه كرد. در روش اول حوضه كوچكي در محدوده بيلان انتخاب مي‌گردد و به روش بيلان آب‌هاي سطحي ميزان بيلان محاسبه مي‌گردد. در روش دوم ضريب نفوذ با استفاده از تحليل منطقه‌اي و نظر كارشناسي تعيين مي‌گردد.

ضريب نفوذ به عوامل متعددي از قبيل شدت، ميزان، زمان و نوع نزولات آسماني، سيستم درزه‌ها، عرض و عمق بارندگي، درصد پوشش خاك، شيب توپوگرافي، وجود و يا عدم وجود آبفروچاله بستگي دارد. ضريب نفوذ معمولا در مناطقي كه آبفروچاله وجود ندارد بين 40 تا 60 درصد مي‌باشد و در مناطقي كه آبفروچاله به طور وسيعي وجود داشته باشد ضريب نفوذ مي‌تواند تا 90 درصد نيز افزايش يابد. اين روش تخميني بوده و بيلان مي‌تواند در حدود 20 درصد خطا داشته باشد.

3- محاسبه بيلان آب‌هاي كارستي

براي محاسبه بيلان آب‌هاي كارستي مي‌توان فرمول زير را در محدوده بيلان به كار گرفت:

(3)

كه در اين فرمول:

I: عبارت است از حجم آب‌هاي نفوذي به داخل سازندهاي كارستي از طريق رخنمون سازندهاي كارستي كربناته

I_g: حجم آب ورودي از طريق سازندهاي مجاور و يا از مرز بيلان مي‌باشد.

V₁ حجم آب خروجي چشمه‌ها از محدوده بيلان مي‌باشد كه با اندازه‌گيري ماهيانه مي‌توان حجم خروجي را محاسبه كرد.

V₂: حجم خروجي از سازند كارستي به داخل آبرفت، سازندهاي مجاور يا از مرز بيلان مي‌باشد.

E_t: ميزان تبخير از سطح آب زيرزميني در محدوده بيلان مي‌باشد در صورتي كه عمق سطح آب بيش از 5 متر باشد ميزان تبخير از سفره را مي‌توان صفر در نظر گرفت. در اكثر سازندهاي كارستي درايران عمق سطح آب بيش از 5 متر مي‌باشد.

عبارت از حجم ذخيره يا افت آب در داخل مخزن مي‌باشد.

محاسبه آن مستلزم ايجاد شبكه پيزومتري در داخل آهك و اندازه‌گيري ضرايب آبدهي است كه بسيار پرهزينه خواهد بود و مي‌توان آن را به عنوان مجهول بيلان در نظر گرفت.

در شرايطي كه لايه آبدار كارستي به سازندهاي غيرقابل نفوذ محدود گردد فرمول بيلان به شكل ساده زير خواهد بود:

(4)

4- محاسبه بيلان محدوده مطالعاتي

براي محاسبه بيلان در محدوده مطالعاتي دوره بيلان را 5 ساله و از مهرماه 77 لغايت شهريور 82 در نظر مي‌گيريم. در اين مدت متوسط بارندگي 306 ميليمتر مي‌باشد. هم‌چنين وسعت محدوده بيلان برابر 7/1844 كيلومترمربع و ارتفاع متوسط منطقه برابر 2260 متر مي‌باشد. ساير اطلاعات و آمار لازم براي محاسبه بيلان در جدول شماره 4-2 آمده است.

لازم به ذكر است به علت در دسترس نبودن آمار مناسب، كافي و مطمئن و قابل استناد، اعداد و ارقام به كار برده شده در اين محاسبات با استفاده از تخمين بوده و اعدادي كه در محاسبات به دست مي‌آيد قابل استناد نبوده و صرفا جنبه محاسباتي دارد.

جدول 4-2- آمار و اطلاعات بيلان

ورودي	حجم (ميليون مترمكعب)	خروجي	حجم (ميليون مترمكعب)
نفوذ	42/427	آبدهي چشمه‌ها	01/21
آب برگشتي از مصرف	51/6	تخليه سازند سخت (چاه و قنات)	33/4
شرب و صنعت	0	تغذيه آبخوان‌هاي آبرفتي	38/28
آب‌برگشتي ازمصرف‌كشاورزي	13/43	تبخير و تعرق	72/52
جريان سطحي	0	مصرف آب‌هاي سطحي و چشمه‌ها	68/115
		جريان سطحي خروجي	3/17

براي محاسبه نفوذ با استفاده از فرمول شماره 1 داريم:

E=427.42 MCM P=564.72 MCM

R=84.58 MCM Re=0

حال با استفاده از فرمول 3، اگر مجموع خروجي از سازند و I برابر كل آب نفوذي به سازند باشد داريم:

لازم به ذكر است مقدار در فرمول برابر صفر در نظر گرفته مي‌شود.

طبق اين محاسبات سالانه 64/237 ميليون مترمكعب در سازندهاي كارستي منطقه نفوذ و ذخيره مي‌گردد.

نتيجه‌گيري و پيشنهاد

محدوده مطالعاتي تيرگان- باجگيران كه بين طول‌هاي جغرافيايي ’15/58 تا ’30/59 و عرض‌هاي جغرافيايي ’00/37 تا ’40/37 شمالي قرار گرفته و شامل قسمت‌هاي وسيعي از حوضه‌هاي آبريز رودخانه‌هاي درونگر، سنگرسو، قوزقان چاي و پيرگن سو مي‌باشد.

از نظر زمين‌شناسي اين محدوده در زون زمين‌ساختي كپه‌داغ قرار گرفته است. از بعد چينه‌شناسي سازندهاي داراي رخنمون از ژوراسيك تا عهد حاضر را شامل مي‌گردد. اين گروه سنگي از نظر آبدهي به 3 گروه عمده تقسيم‌بندي شده كه شامل:

الف- گروه سازندهاي كربناته با آبدهي بسيار خوب، شامل سازند مزدوران و تيرگان؛

ب- سازندهاي غيركربناته با آبدهي خوب تا متوسط شامل سازندهاي سرچشمه، سنگانه و سازند شوريجه؛

ج- سازندهاي غيركربناته با آبدهي متوسط تا ضعيف شامل آبدراز، آب تلخ، پستليق، كلات و چهل كمان مي‌باشد.

از ميان اين سازندها، سازند مزدوران با دبي ويژه 5/3 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع حداكثر و سازند چهل كمان با دبي ويژه 02/0 ليتر در ثانيه بر كيلومترمربع كمترين آبدهي ويژه را به خود اختصاص داده‌اند.

از نظر تأثير بر كيفيت منابع، سازندهاي سخت اين محدوده را مي‌توان به دو گروه اصلي تقسيم نمود: سازندهاي شوريجه، پستليق و آب تلخ در گروه سنگ‌هايي قرار مي‌گيرند كه سبب نامطلوب شدن كيفيت آب‌ها مي‌شوند و ديگر سازندها تأثير زيادي بر كيفيت آب منطقه ندارند. به طور كلي آب‌هاي سطحي و زيرزميني محدوده مطالعاتي را مي‌توان در رده آب‌هاي خوب تا بسيارخوب قرار داد.

بيلان آب‌هاي زيرزميني در سازندهاي سخت محدوده با استفاده از اطلاعات هواشناسي و آب‌هاي سطحي، حجم تخليه آب‌هاي زيرزميني محاسبه شده است. طبق اين محاسبات سالانه معادل 64/237 ميليون مترمكعب از نزولات جوي در سازندهاي سخت منطقه نفوذ و ذخيره مي‌گردد كه قابل بهره‌برداري مي‌باشد.

از مهم‌ترين آبخوان‌هاي سنگي مي‌توان از آبخوان‌هاي كارستي سازند مزدوران و تيرگان نام برد كه از اهميت بيشتري برخوردار مي‌باشند و در صورت لزوم پس از انجام مطالعات كامل نسبت به بهره‌برداري از آن‌ها مي‌توان اقدام نمود.