ارزیابی توسعه یافتگی آبخوان های کارستی در ارتباط با ژئومورفولوژی دولین ها و ویژگی های هیدرودینامیکی (مطالعه ی موردی: توده ی کارستی شاهو)

نوع مقاله : علمی

نویسندگان

1 دانشجوی مقطع دکتری ژئومورفولوژی دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 استاد ژئومورفولوژی دانشگاه تهران

3 دانشیار ژئومورفولوژی دانشگاه تهران، تهران، ایران.

4 استاد ژئومورفولوژی دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده


توده­ ی کارستی شاهو واقع در زاگرس مرتفع، دارای اشکال کارستی در مقیاس­ های مختلف است. بررسی و تحلیل لندفرم­ های کارستی در ارتباط با ویژگی­ های هیدروژئولوژیکی آبخوان­ ها اطلاعات جامعی را در زمینه ­ی مدیریت این مناطق ارائه می­دهد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش منحنی­ های بسته دولین­ های منطقه­ ی مورد مطالعه شناسایی شد. در ادامه­ ی ویژگی­ های مورفومتریک از جمله مساحت، عمق، شیب، محور کوچک و بزرگ دولین و شاخص­ های نسبت کشیدگی، نسبت D/H و شاخص سینوسیته برای هریک از دولین­ ها محاسبه شد. ویژگی­ های هیدرودینامیکی و عوامل مؤثر در آبخوان­ های روانسر و هولی با استفاده از توابع همبستگی خودکار و چگالی طیفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می­دهد که بیش از 90 درصد دولین­ های منطقه را دولین­ های کشیده دربر می­گیرد که دارای منشأ انحلالی هستند. تعدد دولین­ های کشیده، تراکم نسبتاً بالا و منشأ انحلالی این اشکال در منـطقه­ ی مورد مطالعه نشان­دهنده­ ی توسعه­ یافته بودن ژئومورفولوژی کارست شاهو است. ارزیابی ویژگی­ های هیدرودینامیکی آبخوان­ های مورد مطالعه نشان داد که سیستم کارستی در این آبخوان­ ها توسعه­ یافته است به گونه­ ای که دارای رفتار هیدرودینامیکی چندگانه و اینرسی کم می­باشند؛ و همچنین معادله­ ی منحنی هیدروگراف در آبخوان­ های مورد مطالعه چندگانگی رفتار سیستم کارستی را نشان داده و نتایج حاصل از بررسی ژئومورفولوژی کارست و توابع سری زمانی را تأیید می­کند. در نهایت می­توان گفت که توسعه­ ی ژئومورفولوژی کارست سطحی و وجود دولین­ ها، عامل اصلی رفـتار هیدرودیـنامیکی چـندگانه در آبخوان­ های روانسر و هولی است.

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Evaluation of the Development of Karstic Aquifers in Relation to the Geomorphology of Dolines and Hydrodynamic Characteristic (Case Study: Shahu Karstic Terrain)

نویسندگان [English]

  • Abdolkarim Veysi 1
  • ebrahim moghimi 2
  • Mehran Maghsoudi 3
  • Mojtaba Yamani 4
  • Sayed Musa Hosseini 3
1 - Phd student of geomorphology Factualy of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Professor. Factualy of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran, (Correspondin Author),
3 - Associate Professor, Factualy of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Professor, Factualy of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Yamani[1], Sayed Musa Hosseini[2]
Introduction
Shahu karstic aquifers are the main sources of drinking and agricultural water in Paveh, Javanrood and Ravansar cities. Therefore, according to the important role of karst aquifers in supplying water to local communities in Kermanshah Province, recognizing their hydrodynamic characteristics for qualitative and quantitative management plays an important role in water policy planning in the province. The aim of this study was to identify and analyze the characteristics of karstic Dolines in the Shahu area and its relationship to the hydrodynamic characteristics of the water resources of the region. The identification of the sinkholes and their dispersion along with the morphometric analysis of these forms in the study area can be used in discussions on morphological characteristics and environmental hazards assessment and provide usable data for environmental planning.
Methodology
The purpose of this study was to evaluate the hydrogeological characteristics of Kavat and Holi springs in connection with the development of Karst geomorphology, which is based on library, field, and applied research. To this end, CCL, elongation index, sinusoidal index, D/H ratio, the analysis of the nearest neighbor in order to

 

 analyze the Dolin characteristics of the region and time series analysis methods were used. In addition, automatic correlation and spectral density were used in order to study the hydrodynamic characteristics of aquifers in the study area. The data on discharge and precipitation of hydrometric stations and rain stations of the Ministry of Energy were also used during the period of 2003-2014. The sinkholes identified in the Karst Shahu area were derived from 10-meter digital elevation model. Extensive field activities were carried out to check identified forms. A descriptive table including location, geology and morphometric characteristics for each doline were calculated. The doline morphometric characteristics were recorded. Then the data were analyzed by statistical methods in SPSS software. In this study, parameters including density, area, diameter, depth, slope and distance from faults were analyzed. The analysis of the hydrograph subsidence curve was used to evaluate the type of flow system in the karstic aquifers of the study. Finally, to evaluate the results obtained from the time series analysis, the results of the hydrograph curve analysis and karst geomorphological features in Shahu area were considered and the hydrodynamic features in the study aquifer was determined.
Result
According to CCL method, 104 dolins were identified in the shahu area. These dolines covered 11km2. The majority of the dolines were located in the central and northwestern parts of the study area. The mean depth of dolines in Shahu was 15m. The morphometry of the hollows generally tended to be elliptical or stretched. In the Shahu area, elliptical dolines were predominant forms. This indicated the significant role of rock mass in the evolution of the dolines. Semi-circular hollows were the lowest type of hollows in the study area. These types of dolines represented the initial forms of the dolines and were in a young stage. The number of dolines associated with distance from fault showed that the farthest doline was located in 3400 km, while more than 60 percent of Dolines were located within 0 to 500 m of faults in the region. Dolin density was related to the area of Karsts and the number of dolin in the study area. Dolin density in the study

 
 area reached over 1.5 per km2. The results of the analysis of the nearest neighbor showed that the mean of the nearest neighbor for Dolines in the study area was 0.86, which indicated the cluster distribution of Dolin. The cluster distribution of the Dolines indicated the evolution of the karstic system of the Shahu area. Correlogram of Kavat Spring had three distinct sections. In the first section, there was a quick drop in flow and within 10 days. This represented a quick flow in the karstic conduit. In the second part, the fluctuation was in the upper range of 2%.  It is indicative of a semi-fast current in large fractures. In the third section, the fluctuation was mainly in the range between -2 and 2 and had a roughly uniform shape indicating a basic flow and a low inertia and low dynamic reserve in the aquifer. The Holy Spring Correlogram also showed almost the same situation and consisted of three distinct sections. Consequently, the aquifers showed the behavior of a developed karst. The spectral density function of both studied fountains provided a broad spectral band at frequencies below 17% and less than 15%. Ravansar spring at frequencies above 17% had a good filtering effect. And this value for a holly spring was higher than 15%. Indeed, distinct peaks at different frequencies over a period of time led to the identification of periodic events and, thus, to the recognition of the characteristics of the karstic system. The spectral density function indicated low inertia of studied aquifers, poor filtering, rapid flow and expansion of karstic channel networks in this aquifer.
Discussion and conclusion
The comparative evaluation of the karst geomorphology in relation to the hydrodynamic properties of aquifers in the study area suggested the development of the karst system in Shahu area. The results showed that relatively large parts of the shahu karst area were covered with dolines. The Dolin morphmetery features helped to recognize Dolines origin. More than 90 % of the Dolin area was elliptical doline which had a dissolution origin. The high dolin density in this region indicated the development of karst system. Differences in the Dolin morphometric characteristics indicated that the Dolin type was different from the origin of formation, the conditions and the time of formation. The analysis of the hydrodynamic characteristics of the Kavat and Holi springs also indicated the development of Shah's karstic system. The analysis of the hydrograph of the studied springs suggested a high degree of karstfication  and the presence of a quick flow and the presence of karst coundit in Shahu area. The automatic correlation function of the springs confirmed the multiplicity of the behavior of the karstic system, the rapid response to precipitation, and the small volume of dynamic reservoir of aquifers. Accordingly, the existence of the developed karst forms, the multiplicity of elliptical dolin, their high density, the presence of joints, the abundant fracture in karstic masses, the presence of large karst conduit in the Shahu area indicated the development of the karst system and was confirmed by hydrodynamic surveys.



[1]- Professor, Factualy of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran.


[2]- Associate Professor, Factualy of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keyword: Karst geomorphology
  • Doline
  • Karstic Aquifer
  • Shahu

مقدمه

کارست در ارتباط با یک چـشم ­انداز خاص است که لنـدفرم­ ها را در زیـر و سـطح زمین دربرمی­­گیرد. ایجاد یک طرح برای طبقه­ بندی جامع لندفرم­ های کارستی بسیار دشوار است، چرا که آن­ها به طور قابل توجهی در ویژگی­های مورفومتریک و منشأ خود متفاوت هستند (ترنتین و ربینا[1]، 2016: 57).

گلدشایر[2] (2004: 84) فروچاله­ ها و چشمه­ های کارستی را قابل اطمینان­ ترین شاخص جهت وجود آبخوان­ های کارستی می­داند. یکی از راه­ های مطالعه لندفرم­ های کارستی بررسی لندفرم­ های منفرد از قبیل کارن، دولین، پولیه، تپه­ شاهدها و دره­ ها است (فورد و ویلیامز[3]، 2007: 420). سیویجیچ[4] (1983: 25) اصطلاح آبخوان کارستی دربرگیرنده نواحی کارستی در سنگ­ های کربناته است که توسعه کم یا زیاد کارست را به ترتیب در آبخوان، جریان افشان یا جریان مجرایی ایجاد می­کند (آتکینسون[5]، 1997: 98). جریان آب زیرزمینی در آبخوان­ های کارستی متفاوت از جریان آب در محیط­ های متخلخل است (لاروسکوئه و همکاران[6]، 1998: 216). علاوه بر این بسته به میزان توسعه­ ی کارست و نوع جریان میـزان ناهـمگنی در هـدایت هـیدرولیکی آبخوان­ های کارستی متفاوت است (مانجین[7]، 1984: 30) ملاحظات هیدرودینامیکی، هیدروشیمیایی و ویژگی­ های ایزوتوپی در خروجی سیستم­ های کارستی، وابسته به شرایط جریان غالبی است که بر آبخوان حاکم است. در حقیقت شناخت تنوع فضایی - زمانی دبی چشمه در سیستم­ های کارستی، منجر به شناخت فرایندهای هیدرولوژیکی ساختار آبخوان نسبت به آلاینده­ ها می­شود. آنالیز سری­ های زمانی با استفاده از روش تک­ متغیره، مشخص کننده­ ی ساختار ویژه و منحصربفرد هیدروگراف است (گلدشایر و درئو[8]، 2004: 93).

اهمیت تحلیل­ های مورفومتری در کارست در دهه­ های گذشته به ویژه در کارهای ویلیامز[9] (1971، 1972) و دریک و فورد[10] (1972) به خوبی مشخص شده است. دولین­ ها نخستین اشکال کارستی بودند که موضوع تحلیل مورفومتریک قرار گرفتند (سائورو[11]، 111:2005). بسته به منشأ ایجاد فروچاله­ ها، محدوده و نوع ویژگی­های مورفومتریک آن­ها خیلی متفاوت است. بنابراین شناسایی نوع فروچاله­ ها در هر تحلیلی دارای اهمیت اساسی است. پارامترهای مورفومتریک زیادی بسته به منشأ متفاوت دولین­ ها (باسو و همکاران[12]، 2013: 2551) در مطالعات علمی کارست منتشر شده­ است، پارامترهایی که بیشترین اهمیت را برای تشریح فروچاله­ های کارستی در منطقه­ ی شاهو داشته ­اند انتخاب شدند (جدول1) و ارتباط این متغیرها با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات بسیاری در ایران انجام گرفته است از جمله می­توان به موارد زیر اشاره کرد: بررسی­ های کمی مربوط به دولین­ های منطقه تخت سلیمان (رضایی مقدم  و همکار، 1388: 113)، تحلیل مورفوتکتونیک فروچاله­های کارستی منطقه­ ی پراو (جعفربیگلو و همکاران، 1390: 1)، بررسی عوامل مؤثر در تشکیل فروچاله­ های کارستی در منطقه­ ی گازورخانی (ثروتی و همکاران، 1393: 181)، روش­های تحقیق در هیدروژئولوژی کارست (قدیمی و همکاران،205:1394)، تأثیر هیدروژئومورفولوژی آبخوان دشت نورآباد ممسنی بر آب زیرزمینی منطقه (نگارش و همکاران، 1395: 55). مانجین[13] (1984) برای نخستین بار سری­ های زمانی را برای آنالیز عملکرد آبخوان­ های کارستی به کار گرفت. در سال­ های بعد محققان بسیاری از روش تحلیل سری زمانی برای ارزیابی عملکرد آبخوان­ های کارستی استفاده کردند (آنجلینی[14]، 1997؛ کوواچیچ[15]، 2009؛ لی و همکاران[16]، 2002؛ پادیلا و پولیدابوش[17]، 1995؛ رهنمایی و همکاران، 2005). فروچاله­ های کارستی در منطقه­ ی شاهو نقش بسیار مهمی در سیستم هیدرولوژیکی این منطقه دارند و تغذیه­ ی متمرکز از طریق آن­ها صورت می­گیرد آبخوان­ های کارستی شاهو منبع اصلی تأمین آب شرب و کشاورزی شهرهای پاوه، جوانرود و روانسر می­باشند. از این رو با توجه به نقش مهم آبخوان­ های کارستی در تأمین آب جوامع محلی در استان کرمانشاه، شناخت ویژگی­ های هیدرودینامیکی آن­ها برای مدیریت بهینه از نظر کمی و کیفی، نقش مهمی را در زمینه ­ی سیاستگذاری منابع آب استان دارد. در این مطالعه ما به شناسایی فروچاله­ ها و تعیین حدود آن­ها در سطوح کارستی شاهو با استفاده از روش CCL[18] پرداخته ­ایم. پیچیدگی هر چشم­انداز کارستی از جمله منحصربفردبودن و نداشتن یک الگوی زهکشی سطحی واحد، انجام تحلیل­ های مورفومتری این اشکال را با مشکل روبرو می­کند. با این حال تحلیل­ های مورفومتریک لندفرم­ های کارستی ممکن است نتایجی را در پی داشته باشد که به طور مشخصی برای شناسایی روابط بین فاکتورهای مختلفی که به طور غیرمستقیم بر این اشکال تأثیر می­گذارند، مفید است و همچنین مقایسه مقادیر پارامترهای اندازه­ گیری شده نتایج غیرقابل انتظاری را به دست دهد و منجر به ایجاد نظریات جدید شود. شناسایی فروچاله­ ها و نحوه پراکندگی آن­ها به همراه تجزیه و تحلیل مورفومتری این اشکال در منطقه­ ی مورد مطالعه می­تواند در مباحث مربوط به چگونگی شکل­ گیری، ویژگی­های مورفولوژیکی و ارزیابی مخاطرات محیطی مورد استفاده قرار گیرد و داده­ های قابل استفاده­ای برای برنامه ­ریزی­ های محیطی فراهم سازد.

 

ـ منطقه­ ی مورد مطالعه

منطقه­ ی کارستی شاهو در زاگرس رورانده واقع شده است. بخش عمده­ ی این منطقه شامل یک توده کوهستانی آهکی با ضخامت زیاد است. اسکلت اصلی ناهمواری شاهو متشکل از آهک­ های ضخیم بیستون است که سن آهک­ های آن به کرتاسه برمی­گردد و با روند شمال­غربی ـ جنوب­شرقی در فاصله ­ی میان استان­ های کردستان و کرمانشاه قرار گرفته است (شکل1). آهک­ های ضخیم بیستون با ضخامت تقریبی 3000 متر رسوبات به شدت چین­ خورده­ای هستند که تکوین آن از تریاس بالایی تا کرتاسه میانی- پایانی به طول انجامیده است (آگارد و همکاران[19]، 2005: 402).

 

شکل (1) موقعیت منطقه ­ی مورد مطالعه

شهرهای پاوه، جوانرود و روانسر در دامنه جنوبی این ناهمواری قرار گرفته اند. محدود مورد مطالعه بین  عرض­های ̋47 ´42  º34 تا  ̋ 5 ´7  ̊35 و طول شرقی ̋ 29 ´23 º46 تا  ̋ 50 ´40 º46 قرار گرفته­ اند.

مواد و روش­ ها

پژوهش حاضر مبتنی بر روش­ های کتابخانه­ ای، میدانی است و از نوع تحقیقات توسعه ­ای- کاربردی می­باشد. از روش­های CCL، شاخص­ های کشیدگی، شاخص سینوسیته، نسبت D/H، تحلیل نزدیک­ترین همسایه به منظور تجزیه و تحلیل ویژگی­ های دولین­ های منطقه و روش ­های تحلیل سری­ های زمانی: همبستگی خودکار و چگالی طیفی در راستای بررسی ویژگی­ های هیدرودینامیکی آبخوان­ های منطقه­ ی مورد مطالعه است. در این پژوهش از داده­ های دبی و بارش ایستگاه­ های هیدرومتری و باران­سنجی وزارت نیرو در بازه­ی زمانی 1395-1384 استفاده شده است. از آنجایی که تحول لندفرم­ های کارستی عمدتاً به وسیله فراینـد انحلال که در سطح و زیرزمین عمل مـی­کند صورت می­ پذیرد (میلروی[20]، 1995). در سال­ های اخیر تکنیک­ های GIS برای تحلیل مورفومتری محیط­ های کارستی به کار گرفته شده ­اند (دنیزمن[21]، 2003: 29). فروچاله­ های شناسایی شده در منطقه­ ی کارستی شاهو با استفاده از این روش از تحلیل مدل رقومی ارتفاعی 10 متر به دست آمده است. فعالیت­ های میدانی گسترده به منظور چک کردن اشکال شناسایی شده صورت گرفته است. یک جدول توصیفی شامل موقعیت، زمین­ شناسی و ویژگی­ های مورفومتری برای هر فروچاله محاسبه شد (جدول1). برای مطالعه­ ی فروچاله­ ها از شاخص کشیدگی استفاده شده است که نسبت بین قطر بزرگ و قطر کوچک دولین است. هـنگامی که این شاخص برابر یا نزیک به 1 است شکل دولین مدور است، افزایش مقدار این شاخص منجر به ایجاد اشکال نیمه­ بیضوی و بیضوی (1.65>R>1.21) و اشکال کشیده (1.8<R) می­شود. همچنین با استفاده از روش CCL و از طریق منحنی­ های میزان دولین­ های منطقه­ ی مورد مطالعه شناسایی شد.

دورترین (خارجی­ ترین) منحنی بسته به عنوان مرز یک لندفرم مجزا مورد استفاده قرار گـرفت. از این رو یـک لندفرم خاص بـه وسیله­ ی مجموعه­ ای از منحنی­ های بـسته فروچاله در دورترین CCL نشان داده می­شود. پس از آن نوع لندفرم منفرد با مطالعه CCL بیرونی و تغییرات ارتفاعی بین این دو تعیین شد. هر دسته CCL با یک گره خاص به یک گراف مدور تبدیل شد که نشان­دهنده­ ی یک CCL  خاص است.  خارجی ­ترین CCL به وسیله یک گره اصلی نشان داده می­شود. یک گره برگی برای نشان دادن CCL درونی استفاده شده است که هیچ CCL دیگری را در برنمی­گیرد اما خود حداقل به وسیله یک CCL محدود شده است. اگر یک CCL حداقل دو CCL دیگر را با ارتفاع یکسان دربرگیرد، به عنوان یک شاخه از گراف مدور تعریف شده است.  همه CCLهای دیگر در خارجی ­ترین CCL به وسیله­ گره­ های میانی نشان داده است (لیانگ و همکاران[22]،1073:2014). با توجه به این موضوع لندفرم­ های منفرد می­توانند با استفاده از سناریوی فوق تشریح گردند. در گام بعدی ویژگی­ های مورفومتریک دولین­ ها در قالب یک پایـگاه داده برداشت شد (جدول1). در ادامه داده­ های به دست آمده به وسیله روش­ های آماری در نرم­ افزار Minitab مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین از ویژگی هایی مانند: تراکم، مساحت، قطر، عمق، شیب و فاصله از گسل دولین­ ها اندازه­ گیری شده، سپس با استفاده از نرم­ افزار Minitab روی داده ­های به دست آمده تحلیل­ های آماری انجام گرفته است. همچنین از تحلیل نزدیکترین همسایه برای بررسی الگوی توزیع دولین­ های منطقه­ ی مورد مطالعه استفاده شد.از آنالیز منحنی فروکش هیدروگراف برای ارزیابی نوع سیستم جریان در آبخوان­ های کارستی مورد مطالعه استفاده شده است. در نهایت، با ارزیابی نتایج به دست­آمده از تحلیل سری­ های زمانی، نتایج حاصل از آنالیز منحنی فروکش هیدروگراف و نیز مدنظر قراردادن ویژگی­ های ژئومورفولوژی کارست در منطقه شاهو، رفتار هیدرودینامکی در آبخوان­ های مورد مطالعه مشخص شد. در این میان برای تحلیل سری­ های زمانی از نرم ­افزار ­Minitab16استفاده شد.

جدول(1) ویژگی­های مورفومتریک برخی از دولین­ های شناسایی شد در منطقه­ ی شاهو

ردیف

1

2

3

4

5

6

7

8

نوع

بیضی

کشیده

کشیده

بیضی

کشیده

کشیده

کشیده

کشیده

قطر بزرگ (سانتی متر)

431

1032

213

428

672

618

201

295

قطر کوچک (سانتی متر)

333

426

108

325

179

293

100

109

مساحت (کیلومتر مربع)

06/0

36/0

02/0

11/0

09/0

13/0

01/0

02/0

عمق (متر)

6

34

4

2

14

15

4

4

میانگین شیب (متر)

8/6

20

9

9/10

8/7

8/14

2/10

2/9

شاخص کشیدگی

29/1

42/2

97/1

32/1

75/3

11/2

01/2

71/2

شاخص D/H

6/4

14

2

5/1

7/3

1/7

2

5/1

شاخص سینوسیته

13/0

72/0

03/0

22/0

19/0

25/0

03/0

04/0

فاصله از گسل (متر)

318

216

180

521

108

663

287

646

یافته­ های پژوهش

ـ مورفومتری دولین­ های کارستی

بر مبنای روش  CCL در منطقه­ ی مورد مطالعه 104 دولین شناسایی شد (شکل3). این دولین­ ها مساحتی در حدود 11 کیلومتر مربع را در برمی­گیرند. فروچاله­ های محدوده مورد مطالعه عمدتاً در قسمت مرکزی و شمال غربی منطقه­ ی مورد مطالعه تشکیل شده­اند (شکل3). به لحاظ ویژگی­ های مورفومتری، تفاوت­ های زیادی را نشان می­دهند، به طوری که بزرگ­ترین فروچاله منطقه، در بخش مرکزی منطقه با مساحتی برابر با 41/1 کیلومتر مربع و کوچک­ترین آن­ها در بخش شمال­ غربی منطقه مساحتی در حدود 1535مترمربع را دارا می­باشد. دامنه ­ی تغییر در مساحت این دولین­ ها زیاد (R= 0.49) است و واریانس آن­ها نیز رقمی بیش از 4/0 را نشان می­دهد که در خور توجه است. اکثریت فروچاله ­های بررسی شده در منطقه­ ی شاهو دارای عمق میانگین 15 متر است. مورفومتری فروچاله­ ها عموما تمایل به اشکال بیضوی یا کشیده دارند.

 

شکل (2) موقعیت فروچاله­ های شناسایی شده در توده ­ی کارستی شاهو

فروچاله­ های بیضوی شکل عمدتاً بزرگ هستند و فروچاله­ های تکامل­یافته را تشکیل می­دهند. علاوه­بر این فروچاله­ های خوشه­ ای منطقه شاهو عمدتاً دارای یک رشد ترجیحی در جهت شکست­ های تکتونیکی است که گمان می­رود با فروریزش و فروافتادن قطعات سنگی از حاشیه­ این اشکال که باعث شده است که این اشکال دارای شکل بیضوی و کشیده شوند. بیشترین فراوانی مساحت دولین­ها در محدوده­ ی 2000-1000 مترمربع است. که در مقایسه با برخی از مطالعات صوت گرفته  از جمله (برونو و همکاران[23]، 2008: 198) در جنوب­ غربی ایتالیا بزرگ­تر می­باشند.

شکل (3) ارتباط بین دو قطر فروچاله­ های منطقه­ ی مورد مطالعه را نشان می­ دهد. ضریب تعیین برابر با 79/. است و بیانگر این است که همبستگی غیرخطی بین دو محور فروچاله­ ها وجود دارد. چندین دلیل برای توضیح این وضعیت می­توان متصور شد. نخست وجود عناصر تکتونیکی تأثیرگذار می­تواند باعث ایجاد آنومالی در نسبت قطر بزرگ به قطر کوچک شود. ثانیاً فروریزش قطعات سنگی و بخش­ های از حاشیه فروچاله­ ها می­تواند باعث تغییر این نسبت شود. با توجه به شکل (4) فروچاله­ ها، در منطقه­ ی شاهو فروچاله­ های بیضوی اشکال غالب هستند. این نشان­دهنده­ ی نقش قابل توجه توده سنگ در تکامل فروچاله­ ها است. فروچاله­ های نیمه­ مدور کمترین نوع فروچاله ­ها در منطقه­ ی مورد مطالعه هستند. این نوع از فروچاله­ ها بیانگر اشکال اولیه فروچاله­ ها هستند و در مرحله­ ی جوانی قرار دارند.

 

شکل (3) ارتباط بین محور کوچک و بزرگ فروچاله ­ها

 

شکل (4) نمودار اشکال فروچاله­ ها در منطقه­ ی شاهو

بسیاری از محققان بر نقش ساختارهای تکتونیکی در توزیع و تحول اشکال دولین در مناطق مختلف کارستی تأکید داشته­ اند و نتایج تحقیقات آن­ها بر تأثیرپذیری دولین­ ها از ویژگی­ های تکتونیکی منطقه دلالت دارد (دنیزمن، 2003، فلورا[24]، 2005) تعداد فروچاله­ ها در ارتباط با فاصله از گسل­­ ها نشان می­دهد که دورترین فروچاله از گسل در فاصله­ ی 3400 متری قرار گرفته است.این در حالی­ است که بیش از 60 درصد دولین­ ها در فاصله­ ی 0 تا 500 متری از گسل ­های منطقه قرار گرفته­ اند. به منظور بررسی دقیق­ تر ارتباط بین درز و شکاف­ ها با فروچاله­ ها در منطقه مورد مطالعه یک تحلیل سه مرحله­ ای انـجام گرفـته است: 1) انـدازه­ گیری درز و شـکاف­ های منطقه­ ی مورد مطالعه، 2) اندازه ­گیری آزیموت محور طویل فروچاله و 3) مقایسه­ ی این دو مجموعه با استفاده از نمودار رزدیاگرام آن­ها. تحلیل توزیع فروچاله­ ها در منطقه­ ی شاهو نشان می­دهد که آنها دو جهت اصلی را دنبال می­کنند (شکل5). نخست جهت شمال­ غربی-جنوب­ شرقی است و در وهله­ ی دوم جهت شمال­ شرقی-جنوب­ غربی را دنبال می­کنند. توزیع شکستگی­ های منطقه ­ی مورد مطالعه نیز همین دو جهت اصلی را نشان می­دهد (شکل6). این حقیقت منعکس­ کننده ­ی ارتباط قوی بین درز و شکاف ها و محور طولی فروچاله ­ها است.

 

شکل(5) رزدیاگرام دولین ­های منطقه­ ی مورد مطالعه

 

شکل (6) رزدیاگرام گسل­ های منطقه­ ی مورد مطالعه

امروزه مشخص شده است که لندفرم­ های کارستی از هر دو نوع اپی­ژن و هیپوژن هستند که کم و بیش به وسیله ساختارهای زمین­ شناسی کنترل می­شوند (پاریسه[25]، 2014: 395). به منظور تعیین تاریخچه نسبی عناصر اپی­ژن یک پارامتر شکل برای بخشی از اشکال تعریف شده است که نسبت بین میانگین قطر و عمق دولین­ ها است (شکل7). بزرگ­ترین آن­ها قدیمی­ ترین آن­ها است. این پارامتر تمایز قابل توجهی در مورفولوژی و اندازه دولین­ ها در ساختارهای با مورفواستراکچر متفاوت فراهم می­آورد. در منطقه شاهو که به لحاظ زمین­ شناختی یک توده­ ی آهکی تقریباً یکسان است و عمدتاً از سنگ آهک بیستون تشکیل شده است تنوع مورفولوژیکی دولین­ ها می­تواند به میزان تحول اشکال دولین برگردد. دولین­ های دارای کف مسطح نسبت به دیگر اشکال دولین زمان زیادتری را در معرض فرایندهای محیطی بوده­ اند و به تکامل رسیده­اند. کمترین تعداد دولین­ ها مربوط به دولین­ های استوانه­ ای و ریزشی هستند که مکان­ های تجمع برف و یخ نیز محسوب می­شوند.

 

شکل (7) رابطه بین مساحت و عمق دولین­ ها

از آنجایی که دولین­ ها در اثر تجزیه و فرسایش سنگ­ های کربناته به وجود می­آیند، از این­رو هرچه سطح چاله­های انحلال­ یافته بیشتر باشد، بیانگر شدت فرسایش و مهیا بودن شرایط برای فرایند انحلال می­­­­باشد. بزرگ­ترین دولین منطقه از نظر وسعت، در قسمت شمالی کوهستان شاهو قرار گرفته است که دارای شکل کشیده بوده و مساحتی در حدود 41/1 کیلومترمربع را دربرمی­گیرد. کوچک­ترین آن­ها در قسمت شمال غربی منطقه قرار گرفته است و دارای مساحتی در حدود 1535 مترمربع است. دامنه­ ی تغییرات مساحت دولین­ ها بسیار زیاد مـی­باشد. بیشترین انـحراف استانـدارد در بین پارامترهای بررسی شده مربوط به مساحت بوده که این مسئله به اختلاف بسیار زیاد آن­ها از لحاظ مساحت اشاره می­کند (جدول1). این مسئله می­تواند با تفاوت سنی دولین­ ها در ارتباط باشد. دولین­ های کم وسعت جوان بوده و مدت زیادی از سن آن­­ها نمی­گذرد.  

این دولین­ ها هنوز مراحل رشد و تحول را سپری نکرده­ اند. مساحت دولین رابطه­ ی نزدیکی با جمع­ آوری و انتقال آب به عمق زمین دارد. بزرگ­ترین دولین منطقه مساحت زیادی دارد و می­تواند بیشتر از یک دولین کوچک، قله یک کوه و یا یک زمین مسطح حاصل از بارش را در خود جمع­ آوری کرده و با تمرکز و نفوذ آن­ها به عمق زمین به افزایش سطح آب­های زیرزمینی کمک کند. نسبت مساحت به عمق نشان می­دهد که عمیق­­ شدن فروچاله ­ها در پایه ی آن­ها با گسترش حاشیه آن­ها (محیط) و متعاقباً افزایش مساحت آن همراه است که منشأ فروچاله را به ما نشان می­دهد. ازاین رو نسبت مساحت به عمق بازتاب­کننده­ ی منشأ فروچاله­ ها است به شرح زیر است. در مقایسه با فروچاله­ های انحلالی عمیق­ شدن فروچاله­ های ریزشی ارتباط مستقیمی با افزایش پهنای آن ندارد. برخی نویسندگان دریافتند که مورفومتری دولین­ های ریزشی بوسیله اشکال استوانه ­ای شکل و دیواره­ های پرشیب مشخص می­شود (کارامانا و همکاران[26]، 145:2008).  از این رو در دولین­ های ریزشی عمق آن نمی­تواند به عنوان تابعی از مساحت در نظر گرفته شود. نتایج یک ارتباط نسبتاً قوی را بین این دو پارامتر نشان می­دهد که حاکی از منشأ انحلالی بودن فروچاله­ های منطقه­ ی مورد مطالعه است (شکل8).

 

شکل (8) ارتباط بین مساحت و عمق دولین­ ها در منطقه­ ی مورد مطالعه

 

شکل (9) نمونه ­ای از دولین­ های کارستی در منطقه­ ی پیاز دول

ـ ویژگی­ های هیدرودینامیکی آبخوان ­ها

توده­ ی کارستی شاهو از جمله پهنه­ های کارستی فاقد پوشش خاک است و این بیانگر خودزا بودن تغذیه در آبخوان­ های این منطقه است. از این رو می­ توان انتظار داشت که80 درصد بارش در این مناطق نفوذ کند (گلدشایر و درئو، 2004). در منطقه ­ی مورد مطالعه­ ی­ تغذیه به دو صورت متمرکز (از طریق فروچاله­ ها) و منتشر (از طریق درز و شکاف­ ها و کارن­ ها) صورت می­گیرد. ویژگی­های هیدرولوژیکی چشمه­ ها در دوره ­ی آماری 1386-1387و 1385-1386 نشان می­دهد که حدأکثر دبی چشمه­ های روانسر و هولی در اردیبهشت ماه و حدأقل دبی آن­ها در شهریور ماه اتفاق می­افتد. ضریب تغییرات دبی در چشمه روانسر 28/3 و در چشمه­ ی هولی برابر با 4 است. نتایج آنالیز منحنی فروکش هیدرگراف چشمه­ های مورد مطالعه نشان می­دهد که هر دو چشمه دارای دو زیررژیم خطی و یک زیررژیم آشفته بوده و میزان توسعه کارست آن­ها 5/5 می­باشد. این معادله بیانگر تخلیه­ ی جریان سریع از آشفته از طریق مجراهای کارستی و جریان پایه از طریق در و شکاف و ماتریکس است.

ـ همبستگی خودکار

توزیع فضایی و زمانی بارش و نسبت بین نفوذ متمرکز و منتشر بر شکل هیدروگراف و در نهایت در کرولوگرام تأثیر چشمگیری دارد. در نتیجه شکل کرولوگرام به میزان توسعه­ ی سیستم کارستی مرتبط است (ایسنلور و همکاران[27]، 1997) کرولوگرام چشمه­ ی روانسر دارای سه بخش مجزا است. در بخش اول آن شاهد کاهش جریان به سرعت و در عرض 10 روز می­باشیم که این امر معرف جریان سریع در مجراهای کارستی این آبخوان است. در بخش دوم نوسان در محدوده­ ی بالای 2/. است و حاکی از جریان نیمه سریع در شکستگی­ های بزرگ است. بخش سوم نیز نوسان عمدتاً در محدوده­ ی بین 2 و 2- است و دارای شکل تقریباً یکنواختی است که حاکی از وجود جریان پایه در آبخوان و اینرسی پایین و ذخیره­ی دینامیکی کم در آبخوان است (شکل10). کرولوگرام چشمه­ ی هولی نیز شرایط تقریباً مشابهی را نشان می­دهد و از سه بخش مجزا و غیریکسان همانند چشمه­ ی روانسر تشکیل شده است. براین اساس آبخوان­ های مورد مطالعه رفتار آبخوان­ های کارستی توسعه یافته را نشان می­دهند. به گونه­ ای که تابع همبستگی خودکار نشان می­دهد این آبخوان­ ها دارای چندگانگی در سیستم کارستی خود هستند. این چندگانگی در سیستم کارستی بیانگر این است که فیلترینگ آبخوان روی ورودی اثر کمی دارد و در ادامه باعث واکنش سریع به بارش و تخلیه حجم زیادی از ورودی در دوره­ ی کوتاه مدت و کم­ شدن حجم ذخیره دینامیکی آبخوان­ ها می­شود (شکل10).

 

شکل (10)کرولوگرام چشمه روانسر (بالا) و چشمه هولی (پایین)

ـ چگالی طیفی

آنالیز چگالی طیفی ابزاری برای نشان دادن دوره تناوب در سری­ های زمانی است (باکس و جنکینز[28]، 1976). این تابع با مقایسه سری زمانی دبی و بارش اثرات نگهداشت سیستم کارست را نشان می­دهد(فلورا و ویچر[29]، 2006). تابع چگالی طیفی هر دو چشمه­ ی مورد مطالعه ارائه دهنده یک باند طیفی گسترده در فرکانس­ های کمتر از 17/. (چشمه­ ی روانسر) و کمتر از 15/. (چشمه­ ی هولی) بوده است. چشمه­ ی روانسر در فرکانس­ های بالاتر از 17/. به یک اثر فیلترینگ خوب می­رسد و این مقدار برای چشمه­ ی هولی فرکانس بالاتر از 15/. است (شکل12). در واقع پیک­ های مجزا در فرکانس­ های مختلف در یک سری زمانی منجر به شناسایی رخدادهای دوره ­ای و در نتیجه شناخت ویژگی­ های سیستم کارستی می­شود. تابع چگالی طیفی بیانگر اینرسی کم آبخوان­ های مورد مطالعه، فیلترینگ ضعیف، وجود جریان سریع و توسعه­ ی شبکه­ ی مجراهای کارستی در این آبخوان است (شکل 11).

 

شکل (11) تابع چگالی طیفی چشمه روانسر

 

شکل (12) تابع چگالی طیفی چشمه هولی

نتیجه ­گیری

این پژوهش به شناسایی و تحلیل مورفومتریکی دولین­ ها به منظور ارزیابی میزان توسعه­ یافتگی کارست سطحی و همچنین تجزیه و تحلیل ویژگی­ های هیدرودینامیکی آبخوان­ های روانسر و هولی در ارتباط با توسعه ­یافتگی ژئومورفولوژی کارست در منطقه شاهو پرداخته است. نتایج نشان می­دهد که بخش­ های نسبتاً وسیعی از منطقه­ ی کارستی شاهو به وسیله­ ی  دولین هاپوشیده شده است. ویژگی ­های شکلی دولین­ ها به شناخت منشأ دولین­ ها کمک می­کند. بیش از 90 درصد دولین­ های منطقه را دولین­ های کشیده دربرمی ­گیرد که دارای منشأ انحلالی می­ باشند. تراکم بالای دولین در این منطقه حاکی از توسـعه­ یافته ­بـودن ایـن سیستم کارستی است. تـفاوت در ویـژگی­ های مورفومتریکی دولین­ ها بیانگر این است که نوع دولین­ ها از نظر منشأ شکل­ گیری، شرایط و زمان شکل­ گیری با هم تفاوت دارند. دولین­ های کشیده که بیشترین نوع دولین­ های منطقه را شامل می­شوند از نوع دولین­ های انحلالی است. کشیده بودن دولین­ ها بیانگر این است که این نوع دولین­ ها زمان بیشتری را در معرض فرایندهای محیطی بوده­ اند.  دولین­ هایی که مساحت بیشتری دارند، در زمان قدیمی­ تری نسبت به دولین­ های دیگر شکل گرفته است. دولین­ های کوچک­تر یا سن کمتری دارند و یا عوامل فرسایشی آنچنان فعال نبوده که بتواند آن­ها را گسترش دهد. مساحت بالای دولین­ ها نقش زیادی در جمع­ آوری آب حاصل از بارش و نفوذ آن­ها به عمق زمین دارند.

تجزیه و تحلیل ویژگی­ های هیدرودینامیکی چشمه­ های روانسر و هولی نیز بیانگر توسعه­ یافتگی سیستم کارستی شاهو است. تحلیل فرود هیدروگراف چشمه­ های مورد مطالعه حاکی از درجه کارستی­ شدن زیاد و وجود جریان سریع و وجود مجاری کارستی در منطقه شاهو است. تابع همبستگی خودکار چشمه­ ها تأییدکننده­ ی چندگانگی رفتار سیستم کارستی، واکنش سریع به بارش و حجم کم ذخیره­ ی دینامیکی آبخوان است. کرولوگرام چشمه­ ها در زمان اولیه پرشیب بوده و در مدت 10 روز کاهش می­یابد که معرف جریان سریع در مجراها است. بخش سوم کرولوگرام چشمه­ ها تقریبا شکل یکنواخت دارد. این امر ناشی از وجود جریان پایه در آبخوان و اینرسی پایین و ذخیره­ ی دینامیکی کم در آبخوان­ های منطقه­ ی مورد مطالعه است. تابع چگالی هردو چشمه یک اوج بزرگ در فرکانس 003/. را نشان می­دهد که بیانگر چرخه­ ی تغذیه­ ی سالانه آبخوان­ ها است. این تابع در هر دو چشمه­ ی مورد مطالعه نشان­دهنده­ ی باند طیفی وسیع و واریانس­ های قابل توجه در فرکانس­ های کمتر از 3/. بوده و حاکی از اینرسی کم، فیلترینگ ضعیف، غلبه جریان سریع و توسعه­ یافتگی شبکه­ ی مجراهای کارستی است، وجود فرم­ های توسعه ­یافته کارستی، تعدد دولین­ های کشیده، تراکم بالای آن­ها، وجود درزه­ ها و شکاف­ های فراوان در توده­ ی آهکی، وجود مجاری کارستی وسیع در منطقه شاهو نشان­دهنده ­ی توسعه­ یافتگی سیستم کارستی در این منطقه است که با بررسی­ های هیدرودینامیکی نیز این امر مورد تأیید قرار می­گیرد.

 




[1]- Trentin & Robaina

[2]- Goldscheider & Drew

[3]- Ford and Willams

[4]- Cvijic

[5]- Atkinson

[6]- Larocque et al.,

[7]- Mangine

[8]- Goldscheider & Drew

[9]- Williams

[10]- Drake & Ford

[11]- Sauro

[12]- Basso et al.,

[13]- Mangine

[14]- Angelini

[15]- Kovačič

[16]- Lee et al.,

[17]- Padilla & Pulida-Bosch

[18]- Closed contour lines

[19]- Agard et al.,

[20]- Mylroie

[21]- Denizman

[22]- Liang et al.,

[23]- Bruno et al

[24]- Florea

[25]- Parise

[26]- Caramanna et al.,

[27]- Eisenlohr et al.,

[28]- Box & Jenkins

[29]- Florea  &Vacher

و ربینا[1]، 2016: 57).

 

گلدشایر[2] (2004: 84) فروچاله­ها و چشمه­های کارستی را قابل اطمینان­ترین شاخص جهت وجود آبخوان­های کارستی می­داند. یکی از راه­های مطالعه لندفرم­های کارستی بررسی لندفرم­های منفرد از قبیل کارن، دولین، پولیه، تپه­شاهدها و دره­ها است (فورد و ویلیامز[3]، 2007: 420). سیویجیچ[4] (1983: 25) اصطلاح آبخوان کارستی دربرگیرنده نواحی کارستی در سنگ­های کربناته است که توسعه کم یا زیاد کارست را به ترتیب در آبخوان، جریان افشان یا جریان مجرایی ایجاد می­کند (آتکینسون[5]، 1997: 98). جریان آب زیرزمینی در آبخوان­های کارستی متفاوت از جریان آب در محیط­های متخلخل است (لاروسکوئه و همکاران[6]، 1998: 216). علاوه بر این بسته به میزان توسعه­ی کارست و نوع جریان میـزان ناهـمگنی در هـدایت هـیدرولیکی آبخوان­های کارستی متفاوت است (مانجین[7]، 1984: 30) ملاحظات هیدرودینامیکی، هیدروشیمیایی و ویژگی­های ایزوتوپی در خروجی سیستم­های کارستی، وابسته به شرایط جریان غالبی است که بر آبخوان حاکم است. در حقیقت شناخت تنوع فضایی - زمانی دبی چشمه در سیستم­های کارستی، منجر به شناخت فرایندهای هیدرولوژیکی ساختار آبخوان نسبت به آلاینده­ها می­شود. آنالیز سری­های زمانی با استفاده از روش تک­متغیره، مشخص کننده­ی ساختار ویژه و منحصربفرد هیدروگراف است (گلدشایر و درئو[8]، 2004: 93).

اهمیت تحلیل­های مورفومتری در کارست در دهه­های گذشته به ویژه در کارهای ویلیامز[9] (1971، 1972) و دریک و فورد[10] (1972) به خوبی مشخص شده است. دولین­ها نخستین اشکال کارستی بودند که موضوع تحلیل مورفومتریک قرار گرفتند (سائورو[11]، 111:2005). بسته به منشأ ایجاد فروچاله­ها، محدوده و نوع ویژگی­های مورفومتریک آن­ها خیلی متفاوت است. بنابراین شناسایی نوع فروچاله­ها در هر تحلیلی دارای اهمیت اساسی است. پارامترهای مورفومتریک زیادی بسته به منشأ متفاوت دولین­ها (باسو و همکاران[12]، 2013: 2551) در مطالعات علمی کارست منتشر شده­ است، پارامترهایی که بیشترین اهمیت را برای تشریح فروچاله­های کارستی در منطقه­ی شاهو داشته­اند انتخاب شدند (جدول1) و ارتباط این متغیرها با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات بسیاری در ایران انجام گرفته است از جمله می­توان به موارد زیر اشاره کرد: بررسی­های کمی مربوط به دولین­های منطقه تخت سلیمان (رضایی مقدم  و همکار، 1388: 113)، تحلیل مورفوتکتونیک فروچاله­های کارستی منطقه­ی پراو (جعفربیگلو و همکاران، 1390: 1)، بررسی عوامل مؤثر در تشکیل فروچاله­های کارستی در منطقه­ی گازورخانی (ثروتی و همکاران، 1393: 181)، روش­های تحقیق در هیدروژئولوژی کارست (قدیمی و همکاران،205:1394)، تأثیر هیدروژئومورفولوژی آبخوان دشت نورآباد ممسنی بر آب زیرزمینی منطقه (نگارش و همکاران، 1395: 55). مانجین[13] (1984) برای نخستین بار سری­های زمانی را برای آنالیز عملکرد آبخوان­های کارستی به کار گرفت. در سال­های بعد محققان بسیاری از روش تحلیل سری زمانی برای ارزیابی عملکرد آبخوان­های کارستی استفاده کردند (آنجلینی[14]، 1997؛ کوواچیچ[15]، 2009؛ لی و همکاران[16]، 2002؛ پادیلا و پولیدابوش[17]، 1995؛ رهنمایی و همکاران، 2005). فروچاله­های کارستی در منطقه­ی شاهو نقش بسیار مهمی در سیستم هیدرولوژیکی این منطقه دارند و تغذیه­ی متمرکز از طریق آن­ها صورت می­گیرد آبخوان­های کارستی شاهو منبع اصلی تأمین آب شرب و کشاورزی شهرهای پاوه، جوانرود و روانسر می­باشند. از این رو با توجه به نقش مهم آبخوان­های کارستی در تأمین آب جوامع محلی در استان کرمانشاه، شناخت ویژگی­های هیدرودینامیکی آن­ها برای مدیریت بهینه از نظر کمی و کیفی، نقش مهمی را در زمینه­ی سیاستگذاری منابع آب استان دارد. در این مطالعه ما به شناسایی فروچاله­ها و تعیین حدود آن­ها در سطوح کارستی شاهو با استفاده از روش CCL[18] پرداخته­ایم. پیچیدگی هر چشم­انداز کارستی از جمله منحصربفردبودن و نداشتن یک الگوی زهکشی سطحی واحد، انجام تحلیل­های مورفومتری این اشکال را با مشکل روبرو می­کند. با این حال تحلیل­های مورفومتریک لندفرم­های کارستی ممکن است نتایجی را در پی داشته باشد که به طور مشخصی برای شناسایی روابط بین فاکتورهای مختلفی که به طور غیرمستقیم بر این اشکال تأثیر می­گذارند، مفید است و همچنین مقایسه مقادیر پارامترهای اندازه­گیری شده نتایج غیرقابل انتظاری را به دست دهد و منجر به ایجاد نظریات جدید شود. شناسایی فروچاله­ها و نحوه پراکندگی آن­ها به همراه تجزیه و تحلیل مورفومتری این اشکال در منطقه­ی مورد مطالعه می­تواند در مباحث مربوط به چگونگی شکل­گیری، ویژگی­های مورفولوژیکی و ارزیابی مخاطرات محیطی مورد استفاده قرار گیرد و داده­های قابل استفاده­ای برای برنامه­ریزی­های محیطی فراهم سازد.

 

ـ منطقه­ی مورد مطالعه

منطقه­ی کارستی شاهو در زاگرس رورانده واقع شده است. بخش عمده­ی این منطقه شامل یک توده کوهستانی آهکی با ضخامت زیاد است. اسکلت اصلی ناهمواری شاهو متشکل از آهک­های ضخیم بیستون است که سن آهک­های آن به کرتاسه برمی­گردد و با روند شمال­غربی ـ جنوب­شرقی در فاصله­ی میان استان­های کردستان و کرمانشاه قرار گرفته است (شکل1). آهک­های ضخیم بیستون با ضخامت تقریبی 3000 متر رسوبات به شدت چین­خورده­ای هستند که تکوین آن از تریاس بالایی تا کرتاسه میانی- پایانی به طول انجامیده است (آگارد و همکاران[19]، 2005: 402).

 

شکل (1) موقعیت منطقه­ی مورد مطالعه

شهرهای پاوه، جوانرود و روانسر در دامنه جنوبی این ناهمواری قرار گرفته­اند. محدود مورد مطالعه بین  عرض­های ̋47 ´42  º34 تا  ̋ 5 ´7  ̊35 و طول شرقی ̋ 29 ´23 º46 تا  ̋ 50 ´40 º46 قرار گرفته­اند.

مواد و روش­ها

پژوهش حاضر مبتنی بر روش­های کتابخانه­ای، میدانی است و از نوع تحقیقات توسعه­ای- کاربردی می­باشد. از روش­های CCL، شاخص­های کشیدگی، شاخص سینوسیته، نسبت D/H، تحلیل نزدیک­ترین همسایه به منظور تجزیه و تحلیل ویژگی­های دولین­های منطقه و روش­های تحلیل سری­های زمانی: همبستگی خودکار و چگالی طیفی در راستای بررسی ویژگی­های هیدرودینامیکی آبخوان­های منطقه­ی مورد مطالعه است. در این پژوهش از داده­های دبی و بارش ایستگاه­های هیدرومتری و باران­سنجی وزارت نیرو در بازه­ی زمانی 1395-1384 استفاده شده است. از آنجایی که تحول لندفرم­های کارستی عمدتاً به وسیله فراینـد انحلال که در سطح و زیرزمین عمل مـی­کند صورت می­پذیرد (میلروی[20]، 1995). در سال­های اخیر تکنیک­های GIS برای تحلیل مورفومتری محیط­های کارستی به کار گرفته شده­اند (دنیزمن[21]، 2003: 29). فروچاله­های شناسایی شده در منطقه­ی کارستی شاهو با استفاده از این روش از تحلیل مدل رقومی ارتفاعی 10 متر به دست آمده است. فعالیت­های میدانی گسترده به منظور چک کردن اشکال شناسایی شده صورت گرفته است. یک جدول توصیفی شامل موقعیت، زمین­شناسی و ویژگی­های مورفومتری برای هر فروچاله محاسبه شد (جدول1). برای مطالعه­ی فروچاله­ها از شاخص کشیدگی استفاده شده است که نسبت بین قطر بزرگ و قطر کوچک دولین است. هـنگامی که این شاخص برابر یا نزیک به 1 است شکل دولین مدور است، افزایش مقدار این شاخص منجر به ایجاد اشکال نیمه­بیضوی و بیضوی (1.65>R>1.21) و اشکال کشیده (1.8<R) می­شود. همچنین با استفاده از روش CCL و از طریق منحنی­های میزان دولین­های منطقه­ی مورد مطالعه شناسایی شد.

دورترین (خارجی­ترین) منحنی بسته به عنوان مرز یک لندفرم مجزا مورد استفاده قرار گـرفت. از این رو یـک لندفرم خاص بـه وسیله­ی مجموعه­ای از منحنی­های بـسته فروچاله در دورترین CCL نشان داده می­شود. پس از آن نوع لندفرم منفرد با مطالعه CCL بیرونی و تغییرات ارتفاعی بین این دو تعیین شد. هر دسته CCL با یک گره خاص به یک گراف مدور تبدیل شد که نشان­دهنده­ی یک CCL  خاص است.  خارجی­ترین CCL به وسیله یک گره اصلی نشان داده می­شود. یک گره برگی برای نشان دادن CCL درونی استفاده شده است که هیچ CCL دیگری را در برنمی­گیرد اما خود حداقل به وسیله یک CCL محدود شده است. اگر یک CCL حداقل دو CCL دیگر را با ارتفاع یکسان دربرگیرد، به عنوان یک شاخه از گراف مدور تعریف شده است.  همه CCLهای دیگر در خارجی­ترین CCL به وسیله­ گره­های میانی نشان داده است (لیانگ و همکاران[22]،1073:2014). با توجه به این موضوع لندفرم­های منفرد می­توانند با استفاده از سناریوی فوق تشریح گردند. در گام بعدی ویژگی­های مورفومتریک دولین­ها در قالب یک پایـگاه داده برداشت شد (جدول1). در ادامه داده­های به دست آمده به وسیله روش­های آماری در نرم­افزار Minitab مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین از ویژگی­هایی مانند: تراکم، مساحت، قطر، عمق، شیب و فاصله از گسل دولین­ها اندازه­گیری شده، سپس با استفاده از نرم­افزار Minitab روی داده­های به دست آمده تحلیل­های آماری انجام گرفته است. همچنین از تحلیل نزدیکترین همسایه برای بررسی الگوی توزیع دولین­های منطقه­ی مورد مطالعه استفاده شد.از آنالیز منحنی فروکش هیدروگراف برای ارزیابی نوع سیستم جریان در آبخوان­های کارستی مورد مطالعه استفاده شده است. در نهایت، با ارزیابی نتایج به دست­آمده از تحلیل سری­های زمانی، نتایج حاصل از آنالیز منحنی فروکش هیدروگراف و نیز مدنظر قراردادن ویژگی­های ژئومورفولوژی کارست در منطقه شاهو، رفتار هیدرودینامکی در آبخوان­های مورد مطالعه مشخص شد. در این میان برای تحلیل سری­های زمانی از نرم­افزار ­Minitab16استفاده شد.

جدول(1) ویژگی­های مورفومتریک برخی از دولین­های شناسایی شد در منطقه­ی شاهو

ردیف

1

2

3

4

5

6

7

8

نوع

بیضی

کشیده

کشیده

بیضی

کشیده

کشیده

کشیده

کشیده

قطر بزرگ (سانتی متر)

431

1032

213

428

672

618

201

295

قطر کوچک (سانتی متر)

333

426

108

325

179

293

100

109

مساحت (کیلومتر مربع)

06/0

36/0

02/0

11/0

09/0

13/0

01/0

02/0

عمق (متر)

6

34

4

2

14

15

4

4

میانگین شیب (متر)

8/6

20

9

9/10

8/7

8/14

2/10

2/9

شاخص کشیدگی

29/1

42/2

97/1

32/1

75/3

11/2

01/2

71/2

شاخص D/H

6/4

14

2

5/1

7/3

1/7

2

5/1

شاخص سینوسیته

13/0

72/0

03/0

22/0

19/0

25/0

03/0

04/0

فاصله از گسل (متر)

318

216

180

521

108

663

287

646

یافته­های پژوهش

ـ مورفومتری دولین­های کارستی

بر مبنای روش  CCL در منطقه­ی مورد مطالعه 104 دولین شناسایی شد (شکل3). این دولین­ها مساحتی در حدود 11 کیلومتر مربع را در برمی­گیرند. فروچاله­های محدوده مورد مطالعه عمدتاً در قسمت مرکزی و شمال غربی منطقه­ی مورد مطالعه تشکیل شده­اند (شکل3). به لحاظ ویژگی­های مورفومتری، تفاوت­های زیادی را نشان می­دهند، به طوری که بزرگ­ترین فروچاله منطقه، در بخش مرکزی منطقه با مساحتی برابر با 41/1 کیلومتر مربع و کوچک­ترین آن­ها در بخش شمال­غربی منطقه مساحتی در حدود 1535مترمربع را دارا می­باشد. دامنه­ی تغییر در مساحت این دولین­ها زیاد (R= 0.49) است و واریانس آن­ها نیز رقمی بیش از 4/0 را نشان می­دهد که در خور توجه است. اکثریت فروچاله­های بررسی شده در منطقه­ی شاهو دارای عمق میانگین 15 متر است. مورفومتری فروچاله­ها عموما تمایل به اشکال بیضوی یا کشیده دارند.

 

شکل (2) موقعیت فروچاله­های شناسایی شده در توده­ی کارستی شاهو

فروچاله­های بیضوی شکل عمدتاً بزرگ هستند و فروچاله­های تکامل­یافته را تشکیل می­دهند. علاوه­بر این فروچاله­های خوشه­ای منطقه شاهو عمدتاً دارای یک رشد ترجیحی در جهت شکست­های تکتونیکی است که گمان می­رود با فروریزش و فروافتادن قطعات سنگی از حاشیه­ این اشکال که باعث شده است که این اشکال دارای شکل بیضوی و کشیده شوند. بیشترین فراوانی مساحت دولین­ها در محدوده­ی 2000-1000 مترمربع است. که در مقایسه با برخی از مطالعات صوت گرفته  از جمله (برونو و همکاران[23]، 2008: 198) در جنوب­غربی ایتالیا بزرگ­تر می­باشند.

شکل (3) ارتباط بین دو قطر فروچاله­های منطقه­ی مورد مطالعه را نشان می­دهد. ضریب تعیین برابر با 79/. است و بیانگر این است که همبستگی غیرخطی بین دو محور فروچاله­ها وجود دارد. چندین دلیل برای توضیح این وضعیت می­توان متصور شد. نخست وجود عناصر تکتونیکی تأثیرگذار می­تواند باعث ایجاد آنومالی در نسبت قطر بزرگ به قطر کوچک شود. ثانیاً فروریزش قطعات سنگی و بخش­های از حاشیه فروچاله­ها می­تواند باعث تغییر این نسبت شود. با توجه به شکل (4) فروچاله­ها، در منطقه­ی شاهو فروچاله­های بیضوی اشکال غالب هستند. این نشان­دهنده­ی نقش قابل توجه توده سنگ در تکامل فروچاله­ها است. فروچاله­های نیمه­مدور کمترین نوع فروچاله­ها در منطقه­ی مورد مطالعه هستند. این نوع از فروچاله­ها بیانگر اشکال اولیه فروچاله­ها هستند و در مرحله­ی جوانی قرار دارند.

 

شکل (3) ارتباط بین محور کوچک و بزرگ فروچاله­ها

 

شکل (4) نمودار اشکال فروچاله­ها در منطقه­ی شاهو

بسیاری از محققان بر نقش ساختارهای تکتونیکی در توزیع و تحول اشکال دولین در مناطق مختلف کارستی تأکید داشته­اند و نتایج تحقیقات آن­ها بر تأثیرپذیری دولین­ها از ویژگی­های تکتونیکی منطقه دلالت دارد (دنیزمن، 2003، فلورا[24]، 2005) تعداد فروچاله­ها در ارتباط با فاصله از گسل­­ها نشان می­دهد که دورترین فروچاله از گسل در فاصله­ی 3400 متری قرار گرفته است.این در حالی­است که بیش از 60 درصد دولین­ها در فاصله­ی 0 تا 500 متری از گسل­های منطقه قرار گرفته­اند. به منظور بررسی دقیق­تر ارتباط بین درز و شکاف­ها با فروچاله­ها در منطقه مورد مطالعه یک تحلیل سه مرحله­ای انـجام گرفـته است: 1) انـدازه­گیری درز و شـکاف­های منطقه­ی مورد مطالعه، 2) اندازه­گیری آزیموت محور طویل فروچاله و 3) مقایسه­ی این دو مجموعه با استفاده از نمودار رزدیاگرام آن­ها. تحلیل توزیع فروچاله­ها در منطقه­ی شاهو نشان می­دهد که آنها دو جهت اصلی را دنبال می­کنند (شکل5). نخست جهت شمال­غربی-جنوب­شرقی است و در وهله­ی دوم جهت شمال­شرقی-جنوب­غربی را دنبال می­کنند. توزیع شکستگی­های منطقه­ی مورد مطالعه نیز همین دو جهت اصلی را نشان می­دهد (شکل6). این حقیقت منعکس­کننده­ی ارتباط قوی بین درزو شکاف­ها و محور طولی فروچاله­ها است.

 

شکل(5) رزدیاگرام دولین­های منطقه­ی مورد مطالعه

 

شکل (6) رزدیاگرام گسل­های منطقه­ی مورد مطالعه

امروزه مشخص شده است که لندفرم­های کارستی از هر دو نوع اپی­ژن و هیپوژن هستند که کم و بیش به وسیله ساختارهای زمین­شناسی کنترل می­شوند (پاریسه[25]، 2014: 395). به منظور تعیین تاریخچه نسبی عناصر اپی­ژن یک پارامتر شکل برای بخشی از اشکال تعریف شده است که نسبت بین میانگین قطر و عمق دولین­ها است (شکل7). بزرگ­ترین آن­ها قدیمی­ترین آن­ها است. این پارامتر تمایز قابل توجهی در مورفولوژی و اندازه دولین­ها در ساختارهای با مورفواستراکچر متفاوت فراهم می­آورد. در منطقه شاهو که به لحاظ زمین­شناختی یک توده­ی آهکی تقریباً یکسان است و عمدتاً از سنگ آهک بیستون تشکیل شده است تنوع مورفولوژیکی دولین­ها می­تواند به میزان تحول اشکال دولین برگردد. دولین­های دارای کف مسطح نسبت به دیگر اشکال دولین زمان زیادتری را در معرض فرایندهای محیطی بوده­اند و به تکامل رسیده­اند. کمترین تعداد دولین­ها مربوط به دولین­های استوانه­ای و ریزشی هستند که مکان­های تجمع برف و یخ نیز محسوب می­شوند.

 

شکل (7) رابطه بین مساحت و عمق دولین­ها

از آنجایی که دولین­ها در اثر تجزیه و فرسایش سنگ­های کربناته به وجود می­آیند، از این­رو هرچه سطح چاله­های انحلال­یافته بیشتر باشد، بیانگر شدت فرسایش و مهیا بودن شرایط برای فرایند انحلال می­­­­باشد. بزرگ­ترین دولین منطقه از نظر وسعت، در قسمت شمالی کوهستان شاهو قرار گرفته است که دارای شکل کشیده بوده و مساحتی در حدود 41/1 کیلومترمربع را دربرمی­گیرد. کوچک­ترین آن­ها در قسمت شمال غربی منطقه قرار گرفته است و دارای مساحتی در حدود 1535 مترمربع است. دامنه­ی تغییرات مساحت دولین­ها بسیار زیاد مـی­باشد. بیشترین انـحراف استانـدارد در بین پارامترهای بررسی شده مربوط به مساحت بوده که این مسئله به اختلاف بسیار زیاد آن­ها از لحاظ مساحت اشاره می­کند (جدول1). این مسئله می­تواند با تفاوت سنی دولین­ها در ارتباط باشد. دولین­های کم وسعت جوان بوده و مدت زیادی از سن آن­­ها نمی­گذرد.  

این دولین­ها هنوز مراحل رشد و تحول را سپری نکرده­اند. مساحت دولین رابطه­ی نزدیکی با جمع­آوری و انتقال آب به عمق زمین دارد. بزرگ­ترین دولین منطقه مساحت زیادی دارد و می­تواند بیشتر از یک دولین کوچک، قله یک کوه و یا یک زمین مسطح حاصل از بارش را در خود جمع­آوری کرده و با تمرکز و نفوذ آن­ها به عمق زمین به افزایش سطح آب­های زیرزمینی کمک کند. نسبت مساحت به عمق نشان می­دهد که عمیق­­شدن فروچاله­ها در پایه­ی آن­ها با گسترش حاشیه آن­ها (محیط) و متعاقباً افزایش مساحت آن همراه است که منشأ فروچاله را به ما نشان می­دهد. ازاین رو نسبت مساحت به عمق بازتاب­کننده­ی منشأ فروچاله­ها است به شرح زیر است. در مقایسه با فروچاله­های انحلالی عمیق­شدن فروچاله­های ریزشی ارتباط مستقیمی با افزایش پهنای آن ندارد. برخی نویسندگان دریافتند که مورفومتری دولین­های ریزشی بوسیله اشکال استوانه­ای شکل و دیواره­های پرشیب مشخص می­شود (کارامانا و همکاران[26]، 145:2008).  از این رو در دولین­های ریزشی عمق آن نمی­تواند به عنوان تابعی از مساحت در نظر گرفته شود. نتایج یک ارتباط نسبتاً قوی را بین این دو پارامتر نشان می­دهد که حاکی از منشأ انحلالی بودن فروچاله­های منطقه­ی مورد مطالعه است (شکل8).

 

شکل (8) ارتباط بین مساحت و عمق دولین­ها در منطقه­ی مورد مطالعه

 

شکل (9) نمونه­ای از دولین­های کارستی در منطقه­ی پیاز دول

ـ ویژگی­های هیدرودینامیکی آبخوان­ها

توده­ی کارستی شاهو از جمله پهنه­های کارستی فاقد پوشش خاک است و این بیانگر خودزا بودن تغذیه در آبخوان­های این منطقه است. از این رو می­توان انتظار داشت که80 درصد بارش در این مناطق نفوذ کند (گلدشایر و درئو، 2004). در منطقه­ی مورد مطالعه­ی­ تغذیه به دو صورت متمرکز (از طریق فروچاله­ها) و منتشر (از طریق درز و شکاف­ها و کارن­ها) صورت می­گیرد. ویژگی­های هیدرولوژیکی چشمه­ها در دوره­ی آماری 1386-1387و 1385-1386 نشان می­دهد که حدأکثر دبی چشمه­های روانسر و هولی در اردیبهشت ماه و حدأقل دبی آن­ها در شهریور ماه اتفاق می­افتد. ضریب تغییرات دبی در چشمه روانسر 28/3 و در چشمه­ی هولی برابر با 4 است. نتایج آنالیز منحنی فروکش هیدرگراف چشمه­های مورد مطالعه نشان می­دهد که هر دو چشمه دارای دو زیررژیم خطی و یک زیررژیم آشفته بوده و میزان توسعه کارست آن­ها 5/5 می­باشد. این معادله بیانگر تخلیه­ی جریان سریع از آشفته از طریق مجراهای کارستی و جریان پایه از طریق در و شکاف و ماتریکس است.

ـ همبستگی خودکار

توزیع فضایی و زمانی بارش و نسبت بین نفوذ متمرکز و منتشر بر شکل هیدروگراف و در نهایت در کرولوگرام تأثیر چشمگیری دارد. در نتیجه شکل کرولوگرام به میزان توسعه­ی سیستم کارستی مرتبط است (ایسنلور و همکاران[27]، 1997) کرولوگرام چشمه­ی روانسر دارای سه بخش مجزا است. در بخش اول آن شاهد کاهش جریان به سرعت و در عرض 10 روز می­باشیم که این امر معرف جریان سریع در مجراهای کارستی این آبخوان است. در بخش دوم نوسان در محدوده­ی بالای 2/. است و حاکی از جریان نیمه سریع در شکستگی­های بزرگ است. بخش سوم نیز نوسان عمدتاً در محدوده­ی بین 2 و 2- است و دارای شکل تقریباً یکنواختی است که حاکی از وجود جریان پایه در آبخوان و اینرسی پایین و ذخیره­ی دینامیکی کم در آبخوان است (شکل10). کرولوگرام چشمه­ی هولی نیز شرایط تقریباً مشابهی را نشان می­دهد و از سه بخش مجزا و غیریکسان همانند چشمه­ی روانسر تشکیل شده است. براین اساس آبخوان­های مورد مطالعه رفتار آبخوان­های کارستی توسعه یافته را نشان می­دهند. به گونه­ای که تابع همبستگی خودکار نشان می­دهد این آبخوان­ها دارای چندگانگی در سیستم کارستی خود هستند. این چندگانگی در سیستم کارستی بیانگر این است که فیلترینگ آبخوان روی ورودی اثر کمی دارد و در ادامه باعث واکنش سریع به بارش و تخلیه حجم زیادی از ورودی در دوره­ی کوتاه مدت و کم­شدن حجم ذخیره دینامیکی آبخوان­ها می­شود (شکل10).

 

شکل (10)کرولوگرام چشمه روانسر (بالا) و چشمه هولی (پایین)

ـ چگالی طیفی

آنالیز چگالی طیفی ابزاری برای نشان دادن دوره تناوب در سری­های زمانی است (باکس و جنکینز[28]، 1976). این تابع با مقایسه سری زمانی دبی و بارش اثرات نگهداشت سیستم کارست را نشان می­دهد(فلورا و ویچر[29]، 2006). تابع چگالی طیفی هر دو چشمه­ی مورد مطالعه ارائه دهنده یک باند طیفی گسترده در فرکانس­های کمتر از 17/. (چشمه­ی روانسر) و کمتر از 15/. (چشمه­ی هولی) بوده است. چشمه­ی روانسر در فرکانس­های بالاتر از 17/. به یک اثر فیلترینگ خوب می­رسد و این مقدار برای چشمه­ی هولی فرکانس بالاتر از 15/. است (شکل12). در واقع پیک­های مجزا در فرکانس­های مختلف در یک سری زمانی منجر به شناسایی رخدادهای دوره­ای و در نتیجه شناخت ویژگی­های سیستم کارستی می­شود. تابع چگالی طیفی بیانگر اینرسی کم آبخوان­های مورد مطالعه، فیلترینگ ضعیف، وجود جریان سریع و توسعه­ی شبکه­ی مجراهای کارستی در این آبخوان است (شکل 11).

 

شکل (11) تابع چگالی طیفی چشمه روانسر

 

شکل (12) تابع چگالی طیفی چشمه هولی

نتیجه­گیری

این پژوهش به شناسایی و تحلیل مورفومتریکی دولین­ها به منظور ارزیابی میزان توسعه­یافتگی کارست سطحی و همچنین تجزیه و تحلیل ویژگی­های هیدرودینامیکی آبخوان­های روانسر و هولی در ارتباط با توسعه­یافتگی ژئومورفولوژی کارست در منطقه شاهو پرداخته است. نتایج نشان می­دهد که بخش­های نسبتاً وسیعی از منطقه­ی کارستی شاهو به وسیله­ی دولین­ها پوشیده شده است. ویژگی­های شکلی دولین­ها به شناخت منشأ دولین­ها کمک می­کند. بیش از 90 درصد دولین­های منطقه را دولین­های کشیده دربرمی­گیرد که دارای منشأ انحلالی می­باشند. تراکم بالای دولین در این منطقه حاکی از توسـعه­یافته ­بـودن ایـن سیستم کارستی است. تـفاوت در ویـژگی­های مورفومتریکی دولین­ها بیانگر این است که نوع دولین­ها از نظر منشأ شکل­گیری، شرایط و زمان شکل­گیری با هم تفاوت دارند. دولین­های کشیده که بیشترین نوع دولین­های منطقه را شامل می­شوند از نوع دولین­های انحلالی است. کشیده بودن دولین­ها بیانگر این است که این نوع دولین­ها زمان بیشتری را در معرض فرایندهای محیطی بوده­اند.  دولین­هایی که مساحت بیشتری دارند، در زمان قدیمی­تری نسبت به دولین­های دیگر شکل گرفته است. دولین­های کوچک­تر یا سن کمتری دارند و یا عوامل فرسایشی آنچنان فعال نبوده که بتواند آن­ها را گسترش دهد. مساحت بالای دولین­ها نقش زیادی در جمع­آوری آب حاصل از بارش و نفوذ آن­ها به عمق زمین دارند.

تجزیه و تحلیل ویژگی­های هیدرودینامیکی چشمه­های روانسر و هولی نیز بیانگر توسعه­یافتگی سیستم کارستی شاهو است. تحلیل فرود هیدروگراف چشمه­های مورد مطالعه حاکی از درجه کارستی­شدن زیاد و وجود جریان سریع و وجود مجاری کارستی در منطقه شاهو است. تابع همبستگی خودکار چشمه­ها تأییدکننده­ی چندگانگی رفتار سیستم کارستی، واکنش سریع به بارش و حجم کم ذخیره­ی دینامیکی آبخوان است. کرولوگرام چشمه­ها در زمان اولیه پرشیب بوده و در مدت 10 روز کاهش می­یابد که معرف جریان سریع در مجراها است. بخش سوم کرولوگرام چشمه­ها تقریبا شکل یکنواخت دارد. این امر ناشی از وجود جریان پایه در آبخوان و اینرسی پایین و ذخیره­ی دینامیکی کم در آبخوان­های منطقه­ی مورد مطالعه است. تابع چگالی هردو چشمه یک اوج بزرگ در فرکانس 003/. را نشان می­دهد که بیانگر چرخه­ی تغذیه­ی سالانه آبخوان­ها است. این تابع در هر دو چشمه­ی مورد مطالعه نشان­دهنده­ی باند طیفی وسیع و واریانس­های قابل توجه در فرکانس­های کمتر از 3/. بوده و حاکی از اینرسی کم، فیلترینگ ضعیف، غلبه جریان سریع و توسعه­یافتگی شبکه­ی مجراهای کارستی است، وجود فرم­های توسعه­یافته کارستی، تعدد دولین­های کشیده، تراکم بالای آن­ها، وجود درزه­ها و شکاف­های فراوان در توده­ی آهکی، وجود مجاری کارستی وسیع در منطقه شاهو نشان­دهنده­ی توسعه­یافتگی سیستم کارستی در این منطقه است که با بررسی­های هیدرودینامیکی نیز این امر مورد تأیید قرار می­گیرد.

 




[1]- Trentin & Robaina

[2]- Goldscheider & Drew

[3]- Ford and Willams

[4]- Cvijic

[5]- Atkinson

[6]- Larocque et al.,

[7]- Mangine

[8]- Goldscheider & Drew

[9]- Williams

[10]- Drake & Ford

[11]- Sauro

[12]- Basso et al.,

[13]- Mangine

[14]- Angelini

[15]- Kovačič

[16]- Lee et al.,

[17]- Padilla & Pulida-Bosch

[18]- Closed contour lines

[19]- Agard et al.,

[20]- Mylroie

[21]- Denizman

[22]- Liang et al.,

[23]- Bruno et al

[24]- Florea

[25]- Parise

[26]- Caramanna et al.,

[27]- Eisenlohr et al.,

[28]- Box & Jenkins

[29]- Florea  &Vacher

References
-Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L., and Mouthereau, F., (2005), Convergence history across Zagros (Iran): constraints from collisional and earlier deformation, International journal of earth sciences, Vol. 94, No.3, PP. 401-419.
-Angelini, P., (1997), Correlation and Spectral Analysis of Two Hydrogeological Systems in Central Italy, Hydrology, Vol. 42, No. 3, PP. 425-438.
-Atkinson, T., (1977), Diffuse flow and conduit flow in limestone terrain in the Mendip Hills, Somerset (Great Britain), Journal of hydrology, Vol.35, No.1-2, PP.93-110.
-Basso, A., Bruno, E., Parise, M., and PePe, M., (2013), Morphometric analysis of sinkholes in a karst coastal area of southern Apulia (Italy), Environmental Earth Sciences, Vol.70, No.6, PP.2545-2559.
-Box, G.E.P., and Jenkins, G.M., (1976), Time series analysis: Forecasting and control, revised edition, San Francisco, John Wiley & Sons.
-Bruno, E., Calcaterra D., and Parise, M., (2008), Development and morphometry of sinkholes in coastal plains of Apulia, southern Italy, Preliminary sinkhole susceptibility assessment. Eng Geol, PP.198–209.
-Caramanna, G., Ciotoli, G., and Nisio, S., (2008), A review of natural sinkhole phenomena in Italianplain areas, Nat. Hazards, Vol 45, PP. 145–172.
-Denizman, C.,(2003), Morphometric and Spatial Distribution Parameters of Karstic Depressions, Lower Suwannee River Basin, Florida, Journal of Cave and Karst Studies, Vol. 65, No.1, PP.29-35.
-Drake, JJ., and Ford, DC.,(1972), The analysis of growth patterns of two generation populations: the example of karst sinkholes, Can Geogr No.16, PP.381–384.
-Eisenlohr, L., Bouzelboudjen, M., Kiraly, L.,  and Rossier, Y., (1997), Numerical Versus Statistical Modelling of Natural Response of a Karst Hydrogeological System,Hydrology,Vol.202, No. 1-4, PP. 244-262.
-Florea, J., and Vacher, H., (2006), Springflow hydrographs: eogenetic vs. telogenetic karst, Groundwater Journal, Vol 44, No. 3, 352-361.
-Florea, L.,(2005), Using state-wide GIS data to identify the coincidence between sinkholes and geologic structur, Journal of Cave Karst Studies.Vol 67, No.2, PP.120–124.
-Ford, D.C., and Williams, P.W., (2007), Karst Geomorphology and Hydrology, Unwin Hyman: London, UK.
-Ghadimi, M., Moqimi, E., and Malekian, A., (2015), Methods in karst hydrology, Tehran Press, Tehran.
-Goldscheider, N., Drew, D., (2004), Methods in Karst Hydrogeology, Taylor & Francis,
-Jafarbeiglu, M., Moqimi, E., and Safari, F., (2011), Application of digital elevation model in morphometric analysis of karstic sinkhole in Parav-Bisetoon, Journal of geography and environmental planning, Vol. 22. PP. 1-18.
-Kovačič, G., (2009), Hydrogeological Study of the Malenščica Karst Spring (SW Slovenia) by Means of a Time Series Analysis, Acta Carsologica, Vol, 39, No. 2, PP. 201–215.
-Larocque, M., Mangin, A., Razack, M., and Banton, O., (1998), Contribution of correlation and spectral analyses to the regional study of a large karst aquifer (Charente, France). Journal of Hydrology, Vol. 205, No. (3-4), PP. 217-231.
-Lee, JY., and Lee, KK., (2002), Use of Hydrologic Time Series Data for Identification of Recharge Mechanism in a Fractured Bedrock Aquifer System, Hydrology, Vol. 229, No.3-4, PP.190–201.
-Liang, F., Yunyan, DU.,Yong, GU., and CeA, LI., (2014), quantitative morphometric comparison of cockpit and doline karst landforms, Journal of Geographical Sciences, Vol 24, No. 6, PP.1069-1082.
-Mangin, A., (1984), Pour Une Meilleure Connaissance des Systèmes Hydrologiques à Partirndes Analyses Corrélatoire et Spectral, Journal of Hydrology, Vol, 67, No. 1-4, PP. 25-43.
-Mylroie, John E., (1995), Karst Lands, American Scientist. Vol 83, No.5, PP. 450-459.
-Negaresh, H., Shafiee, N., Doraninejhad, M., (2016), Effects of hydrogeomorpholoy of Nourabad mamasani plain on groundwater by using of Gis, Journal of Hydrogeomorphology, Vol.2, No.6, PP 55-73.
-Padilla A., and Pulida-Bosch, A., (1995), Study of Hydrographs of Karstic Aquifers by Means of Correlation and Cross-spectral Analysis, Hydrology, Vol. 168, No.1-4, PP.73–89.
-Parise, M., (2014), No limits, no boundaries: a view of karst as the typical transboundary environment, Trebinje – Dubrovnik (Bosnia & Herzegovina – Croatia), Vol.42, No.13, PP.392-397.
-Rahnemaei, M., Zare, M., and Nematollahi, A.R., (2005), Application of Spectral Analysis of Daily Water Level and Spring Discharge Hydrographs Data for Comparing Physical Characteristics of Karstic Aquifers, Hydrology, Vol. 311, No. 1, PP.106-116.
-Rezaeemoghadam, M.H., and Qadri, M.R., (2009), Quantitive analysis of doline in Karst lands in Taxt-e Soleiman, Journal of geography and Planing, Tabriz University, Vol.3, PP.113-135.
-Sauro, U., (2005), Closed depressions, Encyclopedia of caves. Elsevier Academic Press, Amsterdam, PP.108–122.
-Servati, M.R., Rostami, M., Nosrati, K., and Ahmadi, M., (2013), Recognition of effective factors on distribution of sinkholes in Gazourxani in Kermanshah by logistic regression, Journal of jeography and development, Vol. 36, PP.181-194.
-Trentin, R., and Robaina, L.E., (2016), Classification Of TheLandform Units Supported By Geomorphometric Attributes, Mercator, Vol. 15, No. 3, PP.53-66.
-Williams, PW., (1972), Morphometric analysis of polygonal karst in New Guinea. Geol Soc Amer Bull, 83, PP.761–796
-Williams, P.W., (1971), Illustrating morphometric analysis of karst with examples from New Guinea, Zeitschrift für Geomorphologie, Vol 15, PP.40-61.