ارزیابی اکوهیدرولوژی کارست و پتانسیل تغذیۀ آب‌های زیرزمینی در منطقۀ جنگلی درفک، شمال ایران

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 عضو هیات علمی دانشکده علوم زمین- گروه آبشناسی و زمین شناسی زیست محیطی- دانشگاه صنعتی شاهرود

3 استادیار، دانشکدۀ علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

هدف: تغذیۀ آب‌های زیرزمینی در آبخوان‌های کارستی سازندهای کربناته نقش اساسی در تأمین منابع آب شیرین و پایداری اکوسیستم‌های وابسته به آب دارد. از دیدگاه اکوهیدرولوژی کارست، این فرایند حاصل تعامل پیچیده میان ویژگی‌های هیدروژئولوژیکی، ساختاری، پوشش گیاهی و شرایط اقلیمی است. منطقۀ کارستی ـ جنگلی درفک در استان گیلان، با اقلیم مرطوب و توپوگرافی پیچیده، نمونه‌ای شاخص از سامانه‌های اکوهیدرولوژیکی است که در آن تغذیۀ آب‌های زیرزمینی به‌شدت تحت تأثیر سنگ‌شناسی، شبکۀ شکستگی‌ها، نوع خاک، پوشش جنگلی و متغیرهای اقلیمی قرار دارد.
روش پژوهش: در این مطالعه، به‌ منظور ارزیابی پتانسیل تغذیۀ آب‌های زیرزمینی در این محیط ناهمگن، از مدل اصلاح‌شدۀ APLIS استفاده شده است که علاوه بر پارامترهای کلاسیک، متغیرهای مرتبط با اکوهیدرولوژی شامل پوشش گیاهی، تراکم زهکشی، تراکم شکستگی، جهت شیب، بارندگی و دما را نیز در بر می‌گیرد. لایه‌های اطلاعاتی با استفاده از داده‌های GIS و سنجش از دور تهیه و از طریق فرایند تحلیل سلسله‌مراتبی (AHP) وزن‌دهی شدند.
یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد 30/4درصد از منطقه دارای پتانسیل تغذیۀ متوسط (نرخ تغذیۀ سالانه ۴۰-۴۲ درصد) است، در حالی که مناطق با پتانسیل تغذیۀ کم (۳۸-۴۰ درصد) و زیاد (۴۲-۴۴ درصد) به‌ترتیب 23/1 و 22/4 درصد از مساحت منطقه را شامل می‌شوند. همچنین، پهنه‌های دارای پتانسیل تغذیۀ بسیار زیاد (بیش از ۴۴ درصد) و بسیار کم (کمتر از ۳۸ درصد) به‌ترتیب 14/6 و 9/5 درصد از محدودۀ مورد مطالعه را تشکیل می‌دهند. سنگ‌آهک‌های کارستی بالاترین پتانسیل تغذیه را نشان می‌دهند. حجم تغذیۀ سالانه با توجه به میانگین بارندگی سالانه ۷۶۲ میلی‌متر و نرخ تغذیه ۴۲ درصد، حدود ۱۶۳ میلیون مترمکعب در سال برآورد شده است.
نتیجه‌گیری
این مطالعه نشان می‌دهد رویکرد اصلاح‌شده APLIS، در ترکیب با AHP و GIS، مدلی کارآمد برای تحلیل اکوهیدرولوژی و ارزیابی تغذیۀ آب‌های زیرزمینی در محیط‌های کارستی مرطوب و جنگلی فراهم می‌کند. نتایج این پژوهش می‌تواند مبنایی قابل اعتماد برای مدیریت پایدار منابع آب، حفاظت از چشمه‌های کارستی، تعیین حریم کیفی و کمی منابع آب، و برنامه‌ریزی کاربری اراضی در مناطق جنگلی ارائه دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • زارعی، مهناز و جوادی پیربازاری، سامان، (1395)، پتانسیل‌یابی منابع آب در سازندهای کارستی با استفاده از مدلAPLIS و اصلاح آن با AHP، پانزدهمین کنفرانس ملی هیدرولیک ایران، قزوین، https://civilica.com/doc/562839
  • Alem, H., Ebrahimzade, A., Nahas, S., & Farmanie, S. (2017). Ground water recharge assessment in the karst aquifers of North Khorasan, IRAN, using APLIS. Acta Carsologica, 46(2-3), 283-294.
  • Alem, H., Esmaeilzadeh Soudejani, A., & Fallahi, M. (2021). Estimate the amount of ground water recharge in hard formations, case study: Mashhad, Iran. Applied Water Science, 11(1), 6. https://doi.org/10.1007/s13201-020-01317-w
  • Andreo, B., Vías, J., Durán, J. J., Jiménez, P., López-Geta, J. A., & Carrasco, F. (2008). Methodology for groundwater recharge assessment in carbonate aquifers: application to pilot sites in southern Spain. Hydrogeology Journal, 16(5), 911-925.
  • Bagheri, R., Mirhasani, G., Jafari, H., & Mozafari, M. (2022). Quantify karstic aquifer potential recharge zones by integrated hydrogeology and GIS approaches, Northern Iran. Geopersia, 12(1), 23-37.
  • Bonacci, O., & Andric, I. (2015). Karst hydrology and hydrogeology. In Environmental Earth Sciences. Springer.
  • Bonacci, O., Pipan, T., & Culver, D. C. (2009). A framework for karst ecohydrology. Environmental Geology, 56, 891-900. https://doi.org/10.1007/s00254-008-1189-0
  • Doctor, D. H., Alexander, E. C., Jr., Petric, M., Kogovsek, J., Urbanc, J., Lojen, S., & Stichler, W. (2006). Quantification of karst aquifer discharge components during storm events through end-member mixing analysis using natural chemistry and stable isotopes as tracers. Hydrogeology Journal, 14, 1171-1191.
  • Entezari, M., Karimi, H., Gholam Heidari, H., & Jafari Aghdam, M. (2020). Estimation of groundwater recharge level in karstic aquifers using modified APLIS model. Arabian Journal of Geosciences, 13(4), 198. https://doi.org/10.1007/s12517-020-5173-7
  • Errahmouni, A., El Messari, J. E. S., & Taher, M. (2022). Estimation of groundwater recharge using APLIS method–case study of Bokoya Massif (Central Rif, Morocco). Ecological Engineering & Environmental Technology, 23.
  • Espinoza, K., Marina, M., Fortuna, J. H., & Altamirano, F. (2014). Comparison of the APLIS and modified-APLIS methods to estimate the recharge in fractured karst aquifer, Amazonas, Peru. In B. Andreo, F. Carrasco, J. Durán, P. Jiménez, & J. LaMoreaux (Eds.), Hydrogeological and environmental investigations in karst systems (pp. 83-90). Environmental Earth Sciences.
  • Geyer, T., Birk, S., Liedl, R., & Sauter, M. (2008). Quantification of temporal distribution of recharge in karst systems from spring hydrographs. Journal of Hydrology, 348(3-4), 452-463.
  • Karami, G. H., Bagheri, R., & Rahimi, F. (2016). Determining the groundwater potential recharge zone and karst springs catchment area: Saldoran region, western Iran. Hydrogeology Journal, 24(8), 1981–1992. https://doi.org/10.1007/s10040-016-1458-z.
  • Motamedi rad, M., Goli mokhtari, L., Bahrami, S., & Zanganeh asadi, M. (2018). Assessment of infiltration potential using the AHP, APLIS and modified APLIS models (Case study: Roein Esfarayen Basin). Quantitative Geomorphological Research, 7(2), 117-139.
  • Raeisi, E., & Kowsar, N. (1997). Development of Shapour Cave, Southern Iran. Journal of Cave and Karst Science, 24(1), 27-34.
  • Shaban, A., Bou Kheir, R., Khawlie, M., Froidefond, J., & Girard, M. C. (2004). Caractérisation des facteurs morphométriques des réseaux hydrographiques correspondant aux capacités d'infiltrations des roches au Liban occidental. Zeitschrift fur Geimorphologie, 48(1), 79-94.
  • Tadmouri, R., Shaban, A., Baghdady, K., & Soliman, M. R. (2024). Unveiling novel APLIS model for identifying groundwater recharge zones in semi-arid regions: A case from Lebanon. Alexandria Engineering Journal, 97, 360-375.
  • S. Geological Survey. (2025). Landsat 9 surface reflectance product (Level-2), Product ID: LC09_L2SP_165035_20250527_20250529_02_T1. U.S. Department of the Interior. https://earthexplorer.usgs.gov/
  • Zaree, M., & Javadi Pirbazari, S. (2017). Ground water recharge assessment in the karst aquifers using APLIS and modify the model by AHP. In 15th Hydraulic Conference of Iran. Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran. (In Persian)
مجله اکوهیدرولوژی
دوره 13، شماره 1
فروردین 1405
صفحه 1124-1144

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 03 بهمن 1404
  • تاریخ بازنگری: 26 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش: 09 اسفند 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 01 فروردین 1405
  • تاریخ انتشار: 01 فروردین 1405

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار