[add_to_cart id=616067]
(در فایل دانلودی نام نویسنده و استاد راهنما موجود است)
فروچاله ها در دشت کبودرآهنگ استان همدان
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
دانشگاه زنجان
دانشکده انسانی
گروه جغرافیا
(هیدروژئومورفولوژی)
عنوان پایان نامه : مکانسیم تشکیل فروچاله ها در دشت کبودرآهنگ استان همدان
اسفند 93
چکیده
دشت کبودرآهنگ در شمال استان همدان و یکی از چهار دشت اصلی استان همدان است. در دو دهه اخیر به دلیل حفر چاه های عمیق و نیمه عمیق سطح آب زیرزمینی دچار افت شدید شد این امر تحریک سطح زمین را به دنبال داشته است که در سطح زمین گودال هایی ایجاد شد که در اصطلاح علمی به سینک هول معروف هستند. با توجه به بررسی های زمین شناسی که توسط مهندسین مشاور «زمیران» و سازمان زمین شناسی انجام شد، مشخص گردید که بستر دشت کبودرآهنگ سنگ آهک است و همچنین یک گسل مدفون منطبق بر کانال های احتمالی دوران چهارم با حرکات تکتونیکی سنگ بستر آهکی منطقه را دچار درزو شکاف کرده و با وجود سفره آبخوان کارستی این درزو شکاف ها با عمل انحلال دچار گستردگی وایجاد حفره های داخلی شده است و به مرور افت سطح آب زیرزمینی در آبخوان آبرفتی و گسترده شدن حفرات زیرین و کم ضخامت شدن سقف حفرات باعث گردید که تحمل وزن رسوبات بالایی را نداشته باشند و فروچاله هایی ایجاد شوند.با توجه به این امر نقشه افت 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
مقدمه…………………………………………………………………………………………….1
1-1بیان مسئله…………………………………………………………………………………..2
1-2فرضیات تحقیق…………………………………………………………………………….4
1-3پیشینه تحقیق……………………………………………………………………………….4
1-4اهداف تحقیق……………………………………………………………………………..13
1-5روش جمع آوری داده ها…………………………………………………………………..14
1-6 روش تجزیه وتحلیل………………………………………………………………………14
فصل دوم
مقدمه…………………………………………………………………………………………..15
2-1اشکال کارستی…………………………………………………………………………….15
2-1-1کارن…………………………………………………………………………………..15
2-1-2 دره های خشک………………………………………………………………………16
2-1-3چاه های کارستی………………………………………………………………………16
2-1-4غارها………………………………………………………………………………….17
2-1-5 پولیه یا پولژه…………………………………………………………………………..17
2-1-6دشت کارستی………………………………………………………………………….17
2-1-7 طاق کارستی………………………………………………………………………….18
2-1-8پنجره کارستی………………………………………………………………………..18
2-1-9 پونور یا چاه های مکنده…………………………………………………………….18
فروچاله ها……………………………………………………………………………………..18
2-2طبقه بندی فروچاله ها……………………………………………………………………19
1)فروچاله آنترپوژنیک………………………………………………………………………….21
2)پدیده های کارستی…………………………………………………………………………..21
3)فروچاله سنسواستریکو یا فروچاله تونلی عمیق………………………………………………22
2-2-1فروچاله انحلالی و دولین انحلالی……………………………………………………..24
2-2-2فروچاله پوش سنگی و نشستی…………………………………………………………25
2-2-3فروچاله پر شونده و سقوط کننده و فرونشستی…………………………………………26
2-2-4فروچاله مدفون…………………………………………………………………………27
2-3زمین شناسی مهندسی پی های کارستی…………………………………………………….27
1-تراکم متفاوت و نشست……………………………………………………………………..28
2-فرسایش زیرسطحی یا رگاب……………………………………………………………….28
3-2ایجاد فروچاله…………………………………………………………………………….29
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 کبودرآهنگ……………………………………………………….35
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 آهکی…………………………………………………………………………41
3-5-4سایرتشکیلات………………………………………………………………………….42
3-6ژئومورفولوژی………………………………………………………………………………43
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 طاسران…………………………………………………………………………52
5)چاه اکتشافی کوریجان………………………………………………………………………..52
6)چاه اکتشافی اورقین………………………………………………………………………….53
7)چاه اکتشافی داق داق آباد……………………………………………………………………53
8)چاه اکتشافی قاپاق تپه………………………………………………………………………..53
9)چاه اکتشافی تپه دبی…………………………………………………………………………53
11)چاه پیزومتری بیوک آباد…………………………………………………………………….53
12)چاه پیزومتری یسترلو……………………………………………………………………….54
4-2-1ساختار زیرین دشت کبودرآهنگ……………………………………………………….55
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 آبرفتی……………………………………………………72
4-4-3فروچاله های دشت کبودرآهنگ………………………………………………………..73
4-4-3-1پدیده فروچاله……………………………………………………………………….73
4-4-3-1نحوه کاربری اراضی در محل فروچاله ها…………………………………………..76
4-4-4مخاطرات نوع فروچاله های دشت کبودرآهنگ………………………………………..79
فصل پنجم
5-1نتایج و پیشنهادات…………………………………………………………………………80
5-2اثبات فرضیات…………………………………………………………………………….82
5-3پیشنهادات………………………………………………………………………………….82
5-3-1پیشنهاداتی در رابطه با چگونگی بهسازی و ترمیم محل فروچاله……………………….83
منابع…………………………………………………………………………………………….84
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 کبودرآهنگ…………40
شکل شماره3- 5 نقشه ناهمواری دشت کبودرآهنگ…………………………………………..44
شکل شماره3- 6 نقشه طبقات ارتفاعی دشت کبودرآهنگ…………………………………….46
شکل شماره3- 7 نقشه طبقات شیب دشت کبودرآهنگ……………………………………….47
شکل شماره 3-8 نقشه ژئوموفولوژی دشت کبودرآهنگ……………………………………….48
شکل شماره4- 1 لوگ های زمین شناسی دشت کبودرآهنگ………………………………….54
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 ها…………………………….58
شکل شماره4- 5 نقشه پهنه بندی تخلیه سالانه در حوضه کبودرآهنگ………………………..60
شکل شماره 4-6 نقشه پراکندگی چاه های عمیق………………………………………………61
شکل شماره4- 7 نقشه پراکندگی چاه های نیمه عمیق…………………………………………61
شکل شماره4- 8 نقشه انطباق فروچاله ها بر محل چاه های عمیق……………………………62
شکل شماره4- 9 نقشه هم تراز سطح آب زیرزمینی در سال 1380…………………………..64
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 ریزشی………………………………..77
شکل شماره4-13 نمایی از فروچاله مدفون…………………………………………………..78
شکل5- 1 نمایی از عملیات ترمیم فروچاله……………………………………………………84
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 می شود. 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 می شود. 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 می شود 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، زمین شناسی 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 کلیه فعالیتهای تحقیقاتی خود را بر پایه آن شکل میدهد. در این مرحله ، مسئله تحقیق مشخص می شود و محقق متوجه می شود 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 زمین شناسی، زمینریختشناسی و هیدروژئولوژی از مستعدترین مناطق برای تاثیرپذیری از تغییرات وآسیبهاییاند که توسط انسان برآن تحمیل میشوند [5].
اجرای سازههای زمین شناسی 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 پروژه های 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 است.مطالعات موردی متعددی بر روی فروچالهها و نشست زمین در اثر عوامل انسانزادی یا تحریک عوامل زمین شناسی بر اثر فرایندهای انسانی در دشتهای رفسنجان، کرمان، اردکان، دشتهای شهریار در تهران وغیره انجام شده است. وجه مشترک تمامی این مطالعات استفاده بیش از حد از آبهای زیرزمینی است[5]
مطالعه موردی این تحقیق در استان همدان، دشت کبودرآهنگ میباشد. محدوده مورد نظر در عرض شمالی ́00˚35 تا ́ 30 ˚35 و طول شرقی ́ 30 ˚ 48 تا́ 00 ˚ 49 قرار دارد. زمین شناسی منطقه کبودرآهنگ دارای پیسنگی از دوران ژوراسیک و شامل سنگهای دگرگونی است، چینه بعدی سنگهای شیل و آهکهای مارنی مربوط به دوران کرتاسه است که پتانسیل کارستی شدن را دارد سپس رسوبات دوران سوم که شامل تشکیلات ائوسن متشکل از تناوب توف سبز و مارن است ،قرار گرفته است. بعد از آن سازند های دوران چهارم که شامل سازند قم وآهکها و مارنهای الیگومیوسن میباشد با توجه شرایط سطحی و زیرسطحی و قرار گرفتن رسوبات آبرفتی تا حداكثر 150 متر که یک پوشش برای سنگ بستر آهكی كارستیک است، به همراه افزایش افت سطح آب زیرزمینی در طی دو دهه گذشته شرایطی ایجاد شد که مشکلات جدی را به همراه داشته است. از سال1370 که به طور جدی سفره های آب زیرزمینی با کمبود مواجه شدند فرونشستهایی در زمین اتفاق افتاد که به فروچالهها موسوماند که در دو دهه اخیر تعداد 39 فروچاله در دشتهای کبودرآهنگ و فامنین اتفاق افتاده است ، این فروچالهها عمدتا از نوع فرونشست و به صورت مدفون بوده اند[5]. ایجاد این فروچالهها خساراتی را به مردم منطقه ازجمله کشاورزان وارد کرده است که هنوز هم ادامه دارد . فروچالههایی که در استان همدان اتفاق افتاده است به عنوان بارزترین خطرات کارست ایران معرفی شده اند. وقوع این فروچالهها با برداشت زیاد از آبهای زیرزمینی تسریع یافته است ودر نقاط مختلف به وقوع میپیوندد که امکان مشخص بودن مکان دقیق وقوع آنها خیلی کم است . وقوع این پدیده امکان بروز خسارات مالی و حتی جانی را نیز محتمل است و در زمرهی حوادث غیر مترقبه میباشد که ماهیت لیتولوژی در وقوع آنها حرف اول را میزند و سپس نوسانات آب زیرزمینی تحت تاثیر فعالیت های انسانی در وقوع سریعتر آنها موثر است. بنابراین بررسی سازوکار تشکیل این فروچالهها در دشت کبودرآهنگ لازم میباشد با توجه به اینکه این فروچالهها مشکلاتی را در منطقه به وجود آورده اند ، سوالاتی مطرح می شود که در پایان این نوشته باید به این سوالات پاسخ داده شود ، این سوالات به شرح زیر است:
- عامل اصلی ایجاد فروچالههای دشت کبودرآهنگ چیست؟
- آیا فروچالههای دشت کبودرآهنگ فقط در جایی که افت سطح آب زیرزمینی اتفاق افتاده است، به وجود میآید؟
- فروچالههای دشت کبودرآهنگ از نظر ژئومرفولوژی چه مخاطراتی دارند؟
- آیا عوامل زمین ساخت مانند گسل در ایجاد فروچالههای دشت کبودرآهنگ تاثیر گذار است؟
1-2 فرضیات تحقیق
فرضیه عبارت است از حدس یا گمان اندیشمندانه درباره ماهیت ، چگونگی و روابط بین پدیده ها ، اشیاء ومتغیر ها، که محقق را در تشخیص نزدیک ترین و محتمل ترین راه برای کشف مجهول کمک مینماید؛ بنابراین فرضیه گمانی موقتی که درست بودن یا نبودنش باید مورد آزمایش قرار گیرد.فرضیه براساس معلومات کلی و شناختهای قبلی یا تجارب محقق پدید میآید[4].حال فرضیات مورد نظر در این تحقیق به شرح زیر است:
1.افت سطح آب زیرزمینی عامل اصلی ایجاد فروچالهها در دشت کبودر آهنگ میباشد.
- در ایجاد فروچالههای دشت کبودرآهنگ وجود گسل تاثیرگذار بوده است.
[1] Doline
[2] Slovene
[3] Dolina
[4] Cvijic
[5] Sinkhole
قیمت :37500 تومان
