تهیه مدل مفهومی و آشکارسازی منبع چشمه کارستی با تلفیق داده های ژئوفیزیکی و هیدروژئولوژی: مطالعه موردی چشمه کارستی روانسر

منابع آب سطحی و زیرزمینی از ارکان اصلی توسعه پایدار، به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، محسوب می شوند و بخش قابل توجهی از این منابع در سازندهای کربناته و محیط های کارستی ذخیره می شود. زون ساختاری زاگرس به دلیل ضخامت زیاد و گسترش وسیع سنگ های کربناته، یکی از مهم ترین نواحی کارستی ایران محسوب می شود و نقش اساسی در تامین آب زیرزمینی دارد. چشمه کارستی روانسر در استان کرمانشاه، با منشا سازند آهکی بیستون (کرتاسه)، از منابع آبی شاخص این منطقه است که توسعه آن به شدت تحت تاثیر گسل های اصلی با روندهای غالب N۶۰W و N۳۰E قرار دارد.به منظور شناسایی و تصویرسازی حفرات زیرسطحی کارستی، از تلفیق روش های میکروگرانی و توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی استفاده شد. داده های گرانی سنجی در قالب حدود ۱۷۰۰ ایستگاه برداشت و آنومالی های منفی بوگه با دامنه ای در حدود ۰.۱۴- تا ۰.۱۷- میلی گال استخراج گردید که بیانگر حضور فضاهای خالی و کاهش چگالی در زیرسطح است. بر اساس نتایج مدلسازی، چگالی واحدهای کارستی نسبت به سنگ آهک سالم کاهش یافته و به مقادیر تقریبی ۲.۴۵ تا ۲.۵۵ گرم بر سانتی متر مکعب می رسد.در ادامه، دو پروفیل ژئوالکتریکی با آرایش های قطبی–دوقطبی و دوقطبی–دوقطبی طراحی و داده های مقاومت ویژه و قطبش القایی برداشت و با استفاده از الگوریتم های وارون سازی دوبعدی مبتنی بر روش حداقل مربعات پردازش شدند. نتایج نشان می دهد که نواحی کارستی و حفرات پرشده از آب دارای مقاومت ویژه پایین در بازه ۳۰ تا ۱۰۰ اهم متر بوده، در حالی که حفرات خشک و سنگ های آهکی سالم مقادیر مقاومت بالاتر از ۸۰۰ تا ۱۵۰۰ اهم متر را نشان می دهند. ابعاد جانبی حفرات و فروچاله های شناسایی شده بین ۲۰ تا ۵۰ متر و عمق آن ها در برخی بخش ها بیش از ۳۰ تا ۶۰ متر برآورد می شود.مقایسه مقاطع چگالی و مقاومت ویژه الکتریکی نشان می دهد که فضاهای خالی خشک با مقاومت الکتریکی بالا و کاهش چگالی همراه هستند، در حالی که حفرات پرشده از آب با مقاومت کمتر و کاهش نسبی چگالی مشخص می شوند. در نهایت، با تلفیق نتایج حاصل از دو روش ژئوفیزیکی و تطبیق آن ها با شواهد زمین شناسی و تکتونیکی، مدل زمین شناسی و مدل مفهومی کارست محدوده روانسر تهیه شد که گسترش جانبی و عمقی سیستم کارستی را تا عمق تقریبی ۸۰ تا ۱۲۰ متر نشان می دهد. نتایج این مطالعه کارایی بالای تلفیق روش های گرانی سنجی و ژئوالکتریک را در تفکیک نواحی کارستی از ساختارهای گسلی و شناسایی دقیق مسیرهای جریان آب زیرزمینی تایید می کند.

کلیدواژه ها:

تشخیص حفرات پنهان ، میکروگرانی ، مقاومت الکتریکی ، کارست ، مدل مفهومی