ارزیابی روش‌های برآورد جریان پایه در چشمه‌های کارستی، مطالعه‌ی موردی چشمه‌های پیرغار و دیمه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد آبشناسی، بخش علوم زمین، دانشگاه شیراز

2 دانشیار بخش علوم زمین، دانشگاه شیراز

چکیده

بررسی هیدروگراف جریان چشمه از کاربردی‌ترین موضوعات در هیدروژئولوژی است و پژوهش در مورد آن، می تواند کاربردهای مفیدی در تعیین رفتار دینامیکی آب زیرزمینی و پشتوانه ای علمی در اتخاذ راه‌کارهای مناسب در مدیریت کمی و کیفی آب آبخوان‌ها و حوضه‌‌های آبگیر داشته باشد. در این پژوهش علاوه بر روشهای مرسوم، جدایش جریان پایه چشمه‌های کارستی دیمه و پیرغار واقع در استان چهارمحال و بختیاری به روش‌های فیلتر دیجیتال بازگشتی با استفاده از نرم افزارHydroOffice 2010  انجام گرفته است. تغییرات دبی جریان پایه که بر اساس شیمی‌نگار چشمه برآورد شده است، به عنوان معیار ارزیابی و مبنای مقایسه جهت انتخاب مناسب‌ترین روش فیلتر دیجیتال بازگشتی در محاسبه‌ی جریان پایه (BFI) در نظر گرفته شده است. در هر دو چشمه، روش‌ Eckhardt Filter با مقایسه‌ی عددی و معیارهای آماری مناسب ترین روش تفکیک جریان در بین روش‌های دیجیتال الگوریتم عددی می‌باشد. با استفاده از روش مذکور، میانگین شاخص جریان پایه در چشمه‌های دیمه و پیرغار به ترتیب 9/0 و 61/0 محاسبه شده است. با بررسی تغییرات زمانی بارش، دبی و غلظت یون کلسیم در چشمه‌ی دیمه و پیرغار، اثر تدریجی آب نفوذی حاصل از بارش، به ترتیب در طول 12 و 5 ماه ظاهر می شود و درصد مشارکت آب جدید در دبی کل چشمه ها، در طول مدت مطالعه به ترتیب حدود % 12 و % 33 است. با توجه به پایین‌تر بودن شاخص جریان پایه‌ و درصد بیشتر مشارکت آب جدید در چشمه‌ی پیرغار نسبت به چشمه‌ی دیمه، می‌‌توان گفت احتمالا سیستم آبخوان چشمه ی پیرغار نسبت به دیمه دارای سهم جریان مجرایی بیشتری بوده و از درجه‌ی کارستی شدن بیشتری برخوردار است.
 

کلیدواژه‌ها


شجاع. ع، 1390، بررسی تاثیرتغییرات الگوی بارش برمشخصات هیدروگراف چشمه های کارستی، پایان نامه ی کارشناسی ارشد، بخش زمین شناسی دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

قنبرپور. م. ر، تیموری. م، غلامی. ش. ع، 1387، مقایسه‌ی روش‌های برآورد دبی پایه بر اساس تفکیک هیدروگراف جریان (مطالعه موردی حوضه‌ آبخیز کارون)، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی – سال دوازدهم – شماره چهل و چهارم.

کاوسی. حیدری. ع، 1387، تعیین مرز بین جریان افشان (Diffuse flow) و مجرائی (Conduit flow) در سازندهای کارستی. پایان نامه کارشناسی ارشد، بخش علوم زمین، دانشگاه شیراز، شیراز - ایران.

کلانتری. ن، محمدی بهزاد. ح، چرچی. ع، کشاورزی. م، 1390، چشمه های کارستی به عنوان ساده‌ترین ابزار برای تعیین خصوصیات هیدروژئولوژیکی آبخوان‌های کارستی، مطالعه موردی چشمه‌ بی بی‌تلخون، استان خوزستان، مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 2، جلد 1.

Ashton. K., 1966, The analysis of flow data from karst drainage system. Trans. Cave Res. Group Great Britain, Vol:7, No: 2, p: 163-203

Atkinson. T. C., 1977, Diffuse flow and conduit flow in limestone terrain in the Mendip Hills, Somerset (Great Britain), Journal of Hydrology, Vol: 35, p:93-110

Boughton. W. C., 1993, A hydrograph-based model for estimating water National Conference, Pub, 93/14,p: 317-324

Chapman. T. G., 1991, Comment on evaluation of automated techniques for base flow and recession analyses, by RJ Nathan and TA McMahon, Water Resources Research, Vol: 27, No: 7, p: 1783 -1784

Chapman. T. G., Maxwell. A. I., 1996, Baseflow separation comparison of numerical methods with tracer experiments. Institute Engineers Australia National Conference. Pub, 96/05, p: 539-545

Chapman. T., 1999, A comparison of algorithms for streamflow recession and baseflow separation, Hydrological Processes, No: 3, p: 701–714

Dickinson. W. T., Holland. M. E., Smith. G. L., 1967, An experimental rainfall-runoff facility Hydrology paper, Colorado State University, No: 25, pp: 78.

Dreiss. S. J., 1989, Regional scale transport in a karst aquifer, Part 1, Component separation of spring flow hydrographs, Water Resoures, Vol: 25, No: 1, p:117–125

Eckhardt. K., 2008, A comparison of baseflow indices, which were calculated with seven different baseflowseparation methods, Journal of Hydrology, Vol: 352, p: 168– 173

Furey. P. R., Gupta. V. K., 2001, A physically based filter for separating base flow from streamflow time series, Water Resources Research, Vol: 37, No:11, p: 2709-2722

Gonzales. A., Nonner. L., Heijkers. J., Uhlenbrook. S., 2009, Comparison of different baseflow separation methods in a lowland catchment, Hydrology and Earth System Sciences, No: 6, p: 3483-3515.

Gregor.M., 2010, User Manual " BFI+ 3.0"

Hall. A. J., 1971, Baseflow recessions and the baseflow hydrograph separation problem Hydrology papers, The Institution of Engineers, Australia, pp: 159-170.

Jacobson. R. L., Longmuir. D., 1974, Controls on the quality variation of some carbonate spring waters, J Hydrol, No: 23, pp: 247 – 265

Kresic. N., Stevanovic. Z., 2010, Groundwater hydrology of spring, Elsevier

Lvovich. M. I., 1979, World water resources and their future. American Geophysical Union, Washington DC.

Lyne. V. D., Hollick. M., 1979, Stochastic time-variable rainfall-runoff modelling, Institution of Engineers, Australia, Canberra, pp: 89 - 93

Tallaksen. L. M., Van lanen. H. A., vaneds.J., 2004, Hydrological Drought – Processes and Estimation Methods for Streamflow and Groundwater, Developments in Water Science, 48. Amsterdam, Elsevier Science B.V, ISBN 0-444-51688-3, pp. 579

Veni. G., 1994, Geomorphology, hydrodeology, geochemistry and evolution of the karstic lower Glen Rose aquifer, south-central Texas, Dissertation, Pennsylvania State University, pp.720