عنوان مقاله : | بررسی نقش زمین ساخت فعال در پیدایش سفره های آب زیر زمینی با استفاده از داده های سنجش از دور و داده های صحرای منطقه مورد مطالعه دشت اصفهک در منطقه طبس |
نوع مقاله : | دورسنجى و GIS |
محل ارائه : | بيست و پنجمين گردهمائى علوم زمين |
متن کامل :
1– محمد آریامنش 2- مهدی زارع 3- Timothy M. Kusky 4- احمد افراسیابیان
1- دانشجوی دکتری ژئوفیزیک گرایش زلزله شناسی پژوهشـگاه بين المللى زلزله شناسى و مهندسى زلزله، تهران md.aryamanesh@iiees.ac.ir
2- مهدى زارع دکترای تخصصی زلزله شناسی مهندسی از دانشگاه ژوزف فوریه فرانسه،1377 ، دانشیار پژوهشـگاه
بين المللى زلزله شناسى و مهندسى زلزله، تهران mzare@iiees.ac.ir
3- مدیر مرکز علوم محیط زیست دانشگاه لوئیس امریکا kusky@eas.slu.edu
4- بنیان گذار مرکز تحقیقات کارست کشور ، عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی – تهران ، ایران ahmadafrasibian@hotmail.com
◊◊◊◊◊◊◊
چکيده:
دشت اصفهک واقع در جنوب شرق طبس در یک منطقه فعال زمین ساختی با گسلهای فراوان امتداد لغز و رو رانده قرار گرفته است. در این پژوهش ، اثر متقابل گسلهای پویا و شاخص های ریخت زمین شناختی ، به منظور ارزیابی منابع آب زیر زمینی مورد استفاده قرار گرفته است.بدین منظور تصاویر ماهواره ای لندست TM به وسیله نرم افزار ERDAS 8.5 پردازش شدند. در ادامه با استفاده از تصاویر پردازش شده و مدل تهیه شده رقومی ارتفاع برای منطقه و همچنین داده های صحرایی ، نقشه های موقعیت گسلهای پویا ، خطواره ها،زمین شناسی، ریخت شناسی، خاک، کاربری و پوشش اراضی، شیب، هیدرو ژئومورفولوژی ، تهیه شد. نهایتا با استفاده از تلفیق لایه های اطلاعاتی بدست آمده بر اساس نسبت وزنی مناسب ، نقشه موقعیت آب زیر زمینی مورد انتظار برای منطقه رسم و با داده های صحرایی مقایسه شد.نتایج بدست آمده نشان می دهد که بین موقعیت آبهای زیر زمینی و گسلهای فعال و زون خرد شده ارتباط تنگاتنگ، وجود دارد.
کلید واژه: زمین ساخت پویا، آب زیر زمینی، سنجش از دور، طبس
Abstract:
Isfahak is located in the south of the city of Tabas, eastern Iran, and is a region of rapid active tectonics, with abundant strike-slip and thrust-related earthquakes. We used the interactions between active faults characteristics and surface geomorphology to assess the groundwater potential zones in the area. Hence the Landsat TM satellite images were processed using ERDAS 8.5 Software package. Then a digital elevation model (DEM) was developed and with helping of the field observation data the active faults, liniments, Geology, geomorphology, soil, landuse/ land cover, slop, hydro-geomorphology map were prepared. The groundwater prospects map has been generated by integration of the thematic layers in ArccGIS9 Software package. The results show that the locations of ground water potential zones have a closed relationship with seismic, fractured zones in the study area.
Key words; Active tectonics, groundwater, remote sensing, Tabas
خلاصه توضيحات :
مقدمه :
دشت اصفهک واقع در جنوی شرق طبس و در قسمت غربی کوهپایه کوهستان شتری از جمله مناطقی است که با بارندگی حدود 110 میلمتر در سال دارای قنوات و منابع آب زیر زمینی تقریبا” مطلوبی برای توسعه منطقه ای در طبس محسوب می شود ( شکل 1). قنات یکی از راههای اصلی بهره برداری از منابع آب زیر زمینی در منطقه می باشد با این وجود چاههای متعددی به منظور بهره برداری از منابع آب در منطقه حفر شده است. با این وجود بررسی های و برداشتهای آماری حاکی از تغییرات متعدد دبی آب در قنوات و چاههای مختلف با فواصل نه چندان دور از یکدیگر ، در این منطقه می باشد(Aryamanesh M. et al , 2004). از طرفی زمین ساخت پویا در این منطقه با مطالعه گسله های امتداد لغز و رورانده ، خطواره ها و چینهای متعدد ، بوسیله تصاویر ماهواره ای، داده های صحرایی و شواهد لرزه ای دستگاهی قابل پی گیری می باشد. مرکز سطحی اغلب زمین لرزه های روی داده در دهه گذشته در منطقه طبس در این قسمت قرار گرفته اند. شواهد عینی حاکی از تغییر سطح آب زیر زمینی و وجود واحدهای مختلف هیدرولیکی در منطقه را دارد .در سالهای اخیر تعدادی قنوات خشکیده اند و آبدهی برخی از چاهها تنزل یافته و همزمان برخی از قنوات خشکیده ، احیا و آبدهی برخی چاهها افزایش یافته است. با توجه به عدم تغییرات آب و هوایی و یا حداقل تغییرات مشابه در منطقه ، آیا این تغییرات می توانند با وضعیت زمین ساختی منطقه ارتباط داشته باشند .در این صورت با ترسیم زون شکسته ناشی از زمین ساخت پویا در منطقه امکان دستیابی به زونهای امید بخش ، آب زیر زمینی قابل دستیابی خواهد بود (Afrasiabian.A.1998). در این راستا ، مطالعه شواهد نو زمین ساخت و ریخت زمین ساختی بویژه در مناطق خشک که پوشش گیاهی متراکمی ندارند ، از طریق تصاویر ماهواره ای بخوبی قابل ارزیابی است(Tim Kusky, T.M. 2005).استفاده از ، لایه های اطلاعاتی رقومی شده در سیستم اطلاعات جغرافیایی و تعریف نسبتهای وزنی مناسب برای هر کدام از لایه ها می تواند در تلفیق این اطلاعات به منظور دستیابی به نتایج قابل اعتماد در ترسیم زونهای امید بخش منابع آب زیر زمینی و ارتباط آنها با زمین ساخت پویا مفید می باشد.
روش شناسی :
به منظور ارزیابی وضعیت زمین ساخت فعال و مطالعه نشانه های ریخت شناسی تصاویر ماهواره لندست TM به وسیله نرم افزار Erdas 8.5 پردازش شد . باندهای 2 ،3 و 5 این سنجنده توانایی بسیار خوبی در تفکیک واحدهای ساختاری بویژه در مناطقی که دارای پوشش گیاهی غیر متراکمی دارند را دارا می باشند(Choudhury, P. R. 1999). مدل رقومی ارتفاع بر اساس نقشه های توپوگرافی 50000/1 به وسیله نرم افزار ARCGIS 9 تهیه شد . بر این اساس و با این نگرش که زون های خرد شده در هر منطقه در نفوذ آبهای زیر زمینی نقش زیادی دارند ، مطالعه ریخت زمین ساخت منطقه با دقت 50000/1 و به منظور شناسایی زونهای مذکور انجام و ضمن بررسی وضعیت الگوی زهکشی ، وجود اشکال سینوسی ، پادگانه هاى رودخانه اى ، مخروط افکنه ها ( Alluvial Fans ) سطوح مثلثى شکل( Triangular Facets ) واقع بر روى افراز گسلى و در منطقه جبهـــــه کوهستان (Mountain Front ) آبراهه هاى قطع شده ، جابجا شدگى نهشته هاى کواترنر توسط گسلها و یا چين خوردگى با دقت مورد مطالعه قرار گرفت و ضمن مشخص نمودن وضعت گسله های فعال ، نقشه خطوا ره ها تهیه شد. سپس با توجه به نقش ریخت سناسی ، توپوگرافی ، شیب ، الگوی زهکشی ، بافت خاک ، موقعیت واحدهای رسوبی و پوشش گیاهی و کاربری اراضی در نفوذ آبهای سطحی به اعماق زمین ، نقشه هر کدام از عوارض مذکور با در مقیاس 50000/1 تهیه شد. براساس آزمایشات موجود پمپاژ ، آبدهی چاهها و قنوات وضعیت آب زیر زمینی منطقه در 4 دسته: الف)خیلی خوب ، ب ) خو ب ، ج)- متوسط ، د) ضعیف را با توجه به موقعیت پارامترهای مذکور تعریف و وزن مناسبی ، برای آنها بدست آمد. سپس به منظور بهره برداری از لایه های اطلاعاتی مورد نیاز در سیستم اطلاعات جغرافیایی ، کلیه نقشه های تهیه شده بصورت رقومی در آمده و پس از تلفیق آنها با استفاده از نرم افزار ARCGIS 9 زون امید بخش منابع آب زیر زمینی برای دشت اصفهک تهیه شد. نتایج بدست آمده مجددا با وضعیت آبدهی قنوات، چاههای مورد بهره برداری و نتایج بدست آمده از طریق روشهای مقاومت الکتریکی در دشت مذکور ، مقایسه شدند.
بحث:
از ديدگاه زمين شناسى ،گستره مورد مطالعه، جزئى از ايران مرکزى است. واحد زمين شناسى ايران مرکزى بصورت مثلثى مرکز ايران را در برگرفته و از پيچيده ترين واحدهاى زمين شناسى به شمار مى رود( Berberian, M. 1979). ارتفاعات شتری قسمت شرقی منطقه مورد مطالعه را کاملا پوشیده و واحدهاى سنگى ,از دونين (Devonian)تا پالئوژن پسين (Later Paleocene) در آن دیده مى شود .واحدهاى سنگى مذکور شامل تنوعى از شيل(Shale) ماسه سنگ(Sandstone)، آهک (Limestone) دولوميت ((Dolomite،مى باشند ،اين رسوبات ، چين خورده و با گسله هاى اصلى و فرعى زيادى بريده شده اند.گسترش نهشته هاى کواترنر ،تقريباً تمام ، بخشهای ميانى را پوشانده و در واقع زون گسلش(Fractured Zone) زلزله سا ل 1357 (Mw = 7.4)نيز در این رسوبات مشاهده شده اند. فــــراوانترين نهشته ها ى کواترنرى ، رسوبات مخروط افکنه اى ( Alluvial Fans Deposits)، ،تپه هاى ماسه اى، کفه هاى نمکى(Playa) وآبرفتهاى عهد حاضر(Holocene Epoch Alluvium) و کفه هاى رسى تشکيل مى دهند.نهشته هاى گوناگون کواترنر, به ترتيب اندازه دانه ها و نحوة تشکيل (فيزيکى و شيميايى) از ارتفاعات به صورت رسوبات مخروط افکنه اى تشکيل شده, و با پيشروى به نواحى پست تر از حجم واندازة آنها کاسته شده ودرصدنسبى مواد فيزيکى به شيميايى نيزبه همين روال کاهش مى يابد.از پديده هاى مهم موجود در اين نهشته ها وجود پادگانه هاى آبرفتى و مخروط افکنه هاى درشت دانه کهن مى توان اشاره کرد. در این نواحی ، محور چين ها آرايش جريانى به خود گرفته و دربرخی موارد از هندسه و جنبش گسله ها پيروى مى کند.رسوبات رودخانه اى در بخش ميانى حدا اقل در 4 نسل به چشم مى خورد که کهن ترين آنها را پادگانه هاى آبرفتى (QT1) تشکيل داده و در ترازهاى پائين تر از آنها پادگانه هاى آبرفتى جوان (QT2) ديده مى شود.اين دو نسل در حال حاضر فاز فرسايشى را پشت سر مى گذرانند و مواد آنها دوباره در دشتهاى بستر رودخانه ها برجاى گذاشته مى شوند، همچنين از طرف ديگر نهشته هاى مخروط افکنه اى را در4 نسل کاملاً مجزا از هم قابل پیگیری است.برخى از اين پادگانه ها و مخروط افکنه ها با گسله هاى اصلى يا شاخه هاى فرعى آنها قطع و جابجا شده يا بخشهايى از آنها حذف شده اند.چينها و گسله ها مهمترين ساختار اين بخش( بويژه در قسمت شرقى) هستند . چينها با روند کلى شمال غربى -جنوب شرقى پديدار شده و گسله هاى بسيارى آنها را قطع نموده و حالت اوليه هندسه چين ها را تغيير داده اند .اين رويدادها باعث بهم ريختگى زيادى درچينها شده است.جنبشهای افقی باعث انحراف مسیر ابراهه ها شده و حرکات قائم نیز علاوه بر آن ابراهه های قطع شده زیادی را بویژه در بخشهای میانی بجای گذاشته اند(شکل2 ) اینگونه تغییرات در آبراهه ها حرکات زمین ساختی در یک منطقه را به نمایش می گذارد. Cox, R.T., 1994)). دگر شکل هاى اخير بيشتر بصورت شکننده عمل کرده و با حرکات ناگهانى ناپيوستگى هايى(incompatibility) بوجود آورده اند.همه اين پديده ها گوياى اين نکته است که سرتاسر گستره مورد مطالعه تحت تأثير جنبش هاى قائم و راستالغز(Right Lateral) بسيار جوان است.
از آنجائی که ،در مطالعه اخیر سعی شده است از ميان روشهاى زمين شناختى براى مطالعة حرکات زمین ساخت فعال،و ارتباط آن با آبهای زیر زمینی ، تلفیقی از روشهای سنجش از دور و ژئوفیزیکی و همچنین داده های صحرایی ،مورد توجه قرار گیرند. بسيارى از عوارض ریخت زمین ساخت در مقابل فعالیتها ی لرزه زمین ساختی ،بسيار حساس مى باشند . بر اساس داده های موجود لرزه ای و همچنین با توجه به شواهد صحرایی و بررسی های انجام شده از طریق تهیه مدل رقومی ارتفاع به منظور تعقیب گسلهای فعال و خطواره ها (شکل 3و 5) اگرچه حرکات جوان ردیابی شده از نوع ترکیبی ( معکوس– امتدادلغز –نرمال) می باشد Aryamanesh M.,2007) ((مدل ارائه شده در شکل 3 )، ولی زمین ساخت غالب در منطقه از نوع فشارشی با مولفه امتداد لغز چپگرد می باشد، و دو نوع دیگر به دلیل حرکات جانبی حاصل شده است.
مولفه چپگرد علاوه بر مطابقت با شواهد صحرائی ،با نتایج ارائه شده از سوی نیازی ،که مولفه فشارشی در منطقه را در امتدادN 46-49W بدست آورده است مطابقت می نماید.و جود حرکات ترکیبی زمین ساختی یکی از عوامل مهم زمین ساختی در پیدایش 10 واحد مجزای هیدرولیکی در منطقه می باشد.نهایتا به منظور تهیه مدل توزیع آب زیر زمینی ( شکل 8) بر اساس روش شناسی ارائه شده ، نقشه زون امید بخش منابع آب زیر زمینی برای منطقه اصفهک تهیه شد. نتایج بدست آمده با آبدهی آبدهی قنوات و چاهها ؛با موقعیت های جغرافیایی مختلف یعنی در فواصل دور و نزدیک از گسلهای پویا و خطواره ها ی شناسایی شده ( شکل 7)، همچنین اطلاعات موجود از آزمایشات پمپاژ در منطقه و نتایج آزمایشات مقاومت الکتریکی مقایسه شد.
نتیجه گیری:
تفسیر داده های سنجش از دور که طیف گسترده ای دارند و در شناسایی نسانگرهای زمین ساخت پویا ، بویژه در مناطق خشک کاربرد وسیعی دارند. شناسایی این عوامل با استفاده از داده های فوق و تلفیق آنها با داده های صحرایی و استفاده از سایر داده های ژئوفیزیکی از جمله مقاومت ویژه الکتریکی در سیستم اطلاعات جغرافیایی ما را قادر به شناسایی زونهای امید بخش آب زیر زمینی در مناطق دارای زمین ساخت پویا ، خواهد نمود. عملکرد زمین ساخت پویا در منطقه اصفهک –طبس باعث تقسم دشت اصفهک به 10 واحد هیدر( David Keith Todd,2003)ولیکی متفاوت شده که هر گروه بدون تداخل با دیگر واحد ها بطور مستقل تغذیه می شوند. گسلها با ایجاد اختلاف سطح در امتداد لایه غیر قابل نفوذ باعث گسست نسبی سفره آب شده و لذا معمولا پیشروی یک گروه قنات و یا حفر چاه در واحدهای متفاوت تاثیری در واحدهای اطراف که در فاصله کمی از هم قرار دارند را نخواهد نمود.
References
- Afrasiabian.A.1998, Importance Of Study And Research On Karst Water Resources On Iran. Proceeding 2nd International Symposium On Karst Water Resources.I.R.Iran-Tehran-Kermanshah.July.1998
- Aryamanesh Md. Et Al ,2004, Study Of Structural Geomorphology For Groundwater Development Using Remote Sensing And GIS -A Case Study, Tabas, East Iran, International Seminar On Geoinformation (Erath Science And Natural Resource Management),University Of Mysore, 570006, India
- Aryamanesh M.,2007, Seismic Hazard Analysis In Tabas Area, Phd Thesis(Unpublished) , International Institute Of Earthquake Engineering And Seismology(IIEES),Tehran, Iran
- Berberian, M. 1979,Earthquake Faulting And Bedding Thrust Associated With The Tabas -E-Golshan(Iran) Earthquake September 16,1978,Bulletain Of The Seismological Society Of America,Vol.69,No.6,Pp.1861-1887 December 1979
- Choudhury, P. R. 1999, Integrated Remote Sensing And GIS Techniques For Groundwater Studies In Part Of Betwa Basin, Ph.D. Thesis (Unpublished), Department Of Earth Sciences, University Of Roorkee, India.
- Cox, R.T., 1994, Analysis Of Drainage Basin Symmetry As A Rapid Technique To Identify Areas Of Possible Quaternary Tilt-Block Tectonics: An Example From The Mississippi Embayment; Geological Society Of America Bulletin, V. 106, P. 571-581.
- David Keith Todd,2003,Groundwater Hydrology, Second Edition, University Of California, Berkeley, John Wiley &Sons Publisher ,New York ,Printed In India At Gopsons Papers Ltd.,A-14,Sector-60,Nodia ,ISBN 9971-51173-8,P.250
- Niazi.M Et Al 1981 , Source Parameters Of 1978 Tabas And 1979 Qainat, Iran, Earthquakes From Long-Period Surface Waves, Bulletin Of The Selsmologmal Socmty Of America, Vol 71, No 4, Pp 1201-1213,
- Tim Kusky, T.M. 2005. Assessment Of Neotectonics And Land-Use Classification Along The Red Sea Coastal Plain From Safaga To Marsa Alam, Egypt.. Journal Of Faculty Of Education, Ain Shams University.
منبع : سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور www.gsi.ir
در صورت داشتن اطلاعات و تصاویر جدیدتر ؛ آنرا به همراه نام خود
به آدرس tabasenc@yahoo.com ارسال فرمایید
“استفاده از مطالب سایت با ذکر منبع (www.tabasenc.ir) بلا مانع است
پاسخ دهید