تلفیق آنالیزهای شیمیایی و ایزوتوپی برای درک فرآیندهای هیدروشیمیایی و زمان ماند آب زیرزمینی در منطقه کارستی هزارمسجد، شمال‌شرق ایران

نویسندگان

1 دکتری گروه زمینشناسی کاربردی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران؛ کارشناس شرکت مهندسین مشاور فناوران طرح جامع، تهران، ایران.

2 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

3 استادیار، گروه زمینشناسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

doi
10.22034/iwrr.2024.467515.2770
چکیده

یکی از پیش‌شرط‌های اصلی حفاظت و مدیریت منابع آب در سیستم‌های کارستی، درک کاملی از ویژگی‌های شیمیایی و فرآیندهای اثرگذار بر کیفیت آن‌هاست. این تحقیق با استفاده از یک رویکرد چند تکنیکی ترکیبی از داده‌ها و نمودارهای هیدروشیمیایی و ایزوتوپی متعدد، به همراه مطالعات آماری چندمتغیره به توصیف منشأ آب، شناسایی عوامل اصلی کنترل‌کننده شوری آب‌های زیرزمینی و فرآیندهای هیدروژئوشیمیایی در منطقه کارستی رشته‌کوه‌های هزارمسجد در شمال‌شرق ایران می‌پردازد. بدین منظور، 22 نمونه از چشمه‌ها، 2 نمونه از رودخانه‌ها و 2 نمونه از مخازن سدها برای تجزیه و تحلیل‌های هیدروشیمیایی و ایزوتوپی (δ18O، δ2H و تریتیم) جمع‌آوری شدند. نتایج تجزیه و تحلیل‌های آماری چند متغیره (خوشه‌بندی سلسله مراتبی (HCA) و تحلیل مؤلفه اصلی (PCA)) نشان می‌دهد که چهار گروه (عامل) شامل انحلال کانی‌های کربناته، انحلال کانی‌های سولفاته، انحلال نمک و اثر یون‌ مشترک را می‌توان بر کیفیت آب‌های کارستی منطقه مؤثر دانست. منبع اصلی آب‌های زیرزمینی کارست، آب‌های جوی بوده و همچنین توسط آب‌های سطحی و آب‌های زیرزمینی کم‌عمق تغذیه می‌شود. بر اساس نتایج آنالیز ایزوتوپی، زمان ماند آب در سیستم کارست زیاد نبوده و آب‌ها از نوع تجدیدشونده هستند. برهمکنش آب و سنگ نقش اصلی را در تکامل هیدروژئوشیمیایی آب‌های زیرزمینی کارست داشته و از نقش تبادل کاتیونی، تبخیر و فعالیت‌های انسانی می‌توان صرف‌نظر نمود. دو نوع آب با تیپ غالب Ca2+-Mg2+- HCO3 و Ca2+-Mg2+-SO42 برای سیستم آب زیرزمینی کارست هزار مسجد مشخص شد. چشمه‌های نیمه جنوب‌شرقی منطقه مورد مطالعه در محدوده انحلال دولومیت با اندیس اشباع بزرگ‌تر از صفر و چشمه‌های نیمه شمال‌شرقی در محدوده انحلال کلسیت با اندیس اشباع کوچک‌تر از صفر قرار دارند.