تأثیر پدیده‌های ساختاری و مورفولوژیکی در ظهور، تغذیه و گل‌آلود شدن چشمه‌ی گرداب در شمال شرق اندیمشک استان خوزستان

فرایندهای تکتونیکی شدید باعث به وجود آمدن سیستم­های درز و شکاف زیادی می­شود که آب می­تواند از این طریق به قسمت­های عمیق توده سنگ ضخیم انتقال یابد. قطعه­قطعه شدن توده سنگ­ها در اثر فرایندهای تکتونیکی عامل مهمی در کارستی شدن بوده که به طور افقی و عمودی عمل می­نماید (گلداسکیدر[1]، 2008). شناخت ساختارهای تکتونیکی بارهیدرولیکی، جریان آب زیرزمینی و آبدهی را در مناطق زمین­شناسی کنترل می­کنند (اپایدین[2]، 2010). در محیط­هایی که تحت تأثیر تکتونیک قرار دارند الگوی جریان آب زیرزمینی ناحیه­ای تأثیر زیادی بر روی تغذیه آبخوان­ها دارد، اما بعضی مواقع این الگو به خاطر اینکه مربوط به مقیاس بزرگ می­باشد در توازن آب­های محلی اهمیت ندارد (هابرت[3]،  2009). زون­های گسلی می­توانند در محیط­های زمین­شناسی بین مناطق کم­عمق و عمیق ارتباط هیدرولیکی برقرار کنند، ولی گاهی اوقات محدوده­ی مناطق گسلی سدهایی در برابر جریان آب ایجاد می­کنند و مانع ارتباط هیدرولیکی می­شوند (بنز و همکاران[4]، 2013). در دهه­ی اخیر مطالعات مهمی بر روی ارتباط میان ساختارهای تکتونیکی و آب­های زیرزمینی انجام شده است و نقش گسل­ها بر روی آب­های زیرزمینی، تخلیه چشمه­ها و نوسان سطح آب مورد بررسی قرار گرفته است (روجستیزر و همکارن[5]، 1995). نفوذپذیری گسل­ها به خصوصیات زمین­شناسی مانند ماهیت سنگ­هایی که در آنها گسلش اتفاق افتاده است، محیط ساختمانی، مدت زمانی که گسلش اتفاق افتاده است و تبلور ثانویه بستگی دارد. گسل­ها اغلب به وسیله مجموعه­ای موازی از درزه­ها همراهی می­شوند و این درزه­ها باعث نـفوذپذیری لایه­ها مـی­شوند. نـفوذپذیری زون­های گسلی در رسوبات آواری متغیر می­باشد و تابع عمق دفن رسوبات (فولجیمز و همکاران[6]، 1997؛ رولینگ[7]، 2001؛ بنز و پرسن[8]، 2006)، گسترش گسل (ویک و همکاران[9]، 1995 (و تبلور مجدد در طول صفحه گسلی (فیشر و کنیپ[10]، 1998) می­باشد. کاستینگ[11] در سال 1977 تحقیقی پیرامون نقش گسل­ها در جریان آب زیرزمینی در سنگ­های آهکی انتشار داد. وی سه نقش مثبت، منفی و خنثی برای گسل­ها در مقابل جریان آب زیرزمینی در نظر گرفت. نقش مثبت گسل­ها در جایی است که بر اثر افزایش شکستگی و ضعف ساختمانی منجر به افزایش نفوذپذیری محلی شوند. نقش منفی آنها هنگامی است که به دلیل وجود صفحه گسلی ناتروا، جلوی جریان آب زیرزمینی را سد کنند به طوری که جریان را به سوی دیگر هدایت کنند و یا منجر به ظهور چشمه در سطح زمین گردند. چنانچه وجود گسل، اثری در جهت جریان آب زیرزمینی نگذاشته باشد نقش آن گسل خنثی می باشد. یکی از مهم ترین موضوعات در رابطه با منبع آلودگی آب­های زیرزمینی، جریان آب در شکستگی­ها می­باشد (هین کامپ[12]، 1999). در رابطه با آلودگی آ­ب­های زیرزمینی در مناطق کارستی توسط فروچاله­ها در امتداد گسل­ها محققان (افگبو و همکاران[13]، 2001؛ مال کووسکی و پک[14]، 1996) مطالعاتی انجام داده­اند.

با توجه به این که چشمه­ها در شناخت هیدروژئولوژی به ویژه سازندهای سخت دارای اهمیت زیادی هستند مطالعات فراوانی بر روی آنها در سطح جهان و ایران انجام شده است (کلانتری و همکاران، 1388؛ چیت­سازان و همکاران، 1387؛ خوبیاری و همکاران، 1387؛ الهتیپ و گونی[15]، 1988؛ رهنمائی[16]، 2005). در این تحقیق سعی شده است با استفاده از تجزیه و تحلیل ساختارهای زمین­شناسی و هیدروگراف تخلیه چشمه کارستی گرداب تأثیر ساختارهای زمین­شناسی بر هیدروژئولوژی، تعیین نوع جریان آبخوان کارستی، رژیم و روند تغذیه­ی چشمه­ مورد بررسی قرار گیرد. علاوه براین، در این مطالعات علت کدورت و گل­آلود شدن آب چشمه­ی گرداب نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است.

موقعیت  و زمین­شناسی منطقه­ی مورد مطالعه

این منطقه­ی در جنوب غرب استان لرستان، غرب استان ایلام و شمال غرب استان خوزستان ('58 و°32 - '49 و°32 عرض شمالی  و'24 و°48 - '10و°48 طول شرقی) و در شمال زون گسلی امتداد لغزچپ گرد با مؤلفه معکوس بالارود واقع شده و اولین ارتفاعات مربوط به زاگرس چین­خورده را تشکیل می­دهد (شکل 1). بر اساس وضعیت هندسی سطح محوری، چین­های موجود در منطقه­ی مورد مطالعه از نوع چین نامتقارن (دارای سطح محوری مایل) و دو سو مایل می­باشند. این چین­های نامتقارن شامل تاقدیس­های خوشاب، ریت و چناره می­باشند. تاقدیس­های خوشاب، چناره و ریت از نوع چین­های خم گسلی می­باشند. یک تراست که بخشی از  گسل جبهه کوهستان است و در شمال تاقدیس خوشاب قرار دارد از طرف شمال به این تاقدیس­ها فشار وارد می­کند و گسل بالارود که یک گسل امتداد لغز چپگرد با مؤلفه معکوس می­باشد از جنوب، این تاقدیس­ها را تحت تأثیر قرار داده و این تاقدیس­ها را به صورت چین­های خم گسلی درآورده­اند.

عوامل مؤثر در انحلال پذیری سنگ و توسعه کارست در منطقه­ی مورد مطالعه بارندگی نسبتاً زیاد منطقه، پوشش گیاهی و خاک که منجر به افزایش دی­اکسید کربن محیط شده در توسعه­ی فرایند کارستیفیکاسیون نقش مهمی دارند و منجر به تشکیل کارن، دره­ی عمیق کارستی و فروچاله از جمله فروچاله­ی چالاب شده است. اما مهم­ترین عامل در انحلال­پذیری سنگ­ها و توسعه­ی کارست در منطقه تکتونیک شدید، گسل­ها و شکستگی­های فراوان و به هم پیوسته می­باشد که با ایجاد درزه­ها و شکستگی­های عمیق در جهات عمودی، افقی و مایل توده­های سنگی سازندهای آسماری – شهبازان شده است که باعث جریان و گردش آب درون این مخازن کارستی می­شود.

پدیده­ی انحلال و کارستیفیکاسیون  باعث ایجاد مخازن عظیم آب در سازندهای آسماری – شهبازان کوه چائونی شده است، به طوری که این مخازن کارستی،  باعث تغذیه و آبدهی زیاد چشمه­ی گرداب در تمام طول سال می­شوند.

شکل (1) موقعیت جغرافیایی و نقشه­ی زمین­شناسی منطقه­ی مورد مطالعه

مواد و روش

در مرحله­ی اول این تحقیق، نقشه­های توپوگرافی، زمین­شناسی، عکس­های هوایی، تصاویر ماهواره­ای و تصاویر گوگل ارث منطقه مورد بررسی قرار گرفته است. داده­های مورد استفاده در این مرحله شامل نقشه­ی زمین­شناسی با مقیاس 100000/1 شرکت ملی نفت ایران، نقشه­های توپوگرافی رقومی شده سازمان نقشه­برداری کشور با فرمت dgn (مقیاس 25000/1)، تصویر ماهواره­ای منطقه بر گرفته از سنجنده Lansat TM-2002 و عکس­های هوایی سازمان نقشه­برداری کشور با مقیاس 40000/1 است. طی چندین مرحله­ی بازدید از منطقه، موقعیت چشمه­ها توسط دستگاه GPS برداشت شده است و برای اندازه­گیری میزان آبدهی چشمه­ی گرداب اشل در بستر مسیر جریان آب این چشمه نصب گردید. با استفاده از نمودار دبی- اشل میزان آبدهی چشمه، به صورت روزانه محاسبه شده است. علاوه بر این، در نقاط مختلف منطقه برداشت­های چینه­شناسی، لیتولوژیکی و ساختاری انجام گردیده است و در 20 ایستگاه (بالا دست چشمه­ها) برداشت درزه و شکستگی انجام شده است و خصوصیات شکستگی­ها شامل مختصات، میزان بازشدگی و فاصله آنها اندازه­گیری شده است. با استفاده از درزه برداری در مناطق مختلف حوضه­ی آبگیر چشمه­ی گرداب، نمودارهای استریوگرافیک و گل سرخی از شکستگی­ها، تصویر استریوگرافیک، نمودار نقطه­ای، نمودار کنتوری و نمودار گل سرخی امتدادی و شیبی ترسیم گردیده است.

در مرحله­ی دوم با توجه به اهمیت شکستگی­ها در ظهور چشمه­ی گرداب، با استفاده از نرم­افزار ENVI 4،0 خطواره­های منطقه از تصاویر ماهواره­ای استخراج شده است. جهت تفکیک شکستگی­ها از دیگر پدیده­های خطی مانند جاده­ها، خطوط انتقال آب و غیره از عکس­های هوایی، نقشه­های زمین­شناسی و بازدیدهای میدانی استفاده شده است. در نهایت نیز در محیطGIS  با استفاده از تابع density از ابزار Spatial analyst، نقشه­ی هم­تقاطع شکستگی­های منطقه تهیه شده است و در نهایت مدل تفهیمی هیدروژئولوژیکی از وضعیت تغذیه­ی چشمه­ی گرداب ارائه شده است.

بحث و بررسی

نقش توپوگرافی بر تغذیه و آبدهی چشمه­ی گرداب

جهت حرکت آب، عموماٌ تابع پارامترهایی مثل شیب توپوگرافی، شیب لایه­ها، جهت

میل محور چین و شکستگی­ها می­باشد. براساس پارامترهای فوق شیب سیستم­های درزه و شکستگی بیشتر سبب نفوذ عمودی آب به درون­سازندهای سخت منطقه می­شوند، در حالی که سطوح لایه­بندی عامل انتقال جانبی آب زیرزمینی هستند. شیب لایه­های کوه چائونی نیز به سمت چشمه­ی گرداب (جنوب) می­باشند و آب را به سمت چشمه انتقال می­دهند و توپوگرافی منطقه به سمت جنوب می­باشد و باعث انتقال آب از ارتفاعات کوه چائونی به سمت چشمه­ی گرداب می­شود (شکل 2).

نقش درزه­ها بر تغذیه و آبدهی چشمه­ی گرداب

برای تعیین نقش درزه­ها بر تغذیه و آبدهی چشمه­ی گرداب پنج ایستگاه در ارتفاعات تاقدیس خوشاب و کوه چائونی در حوضه­ی آبریز چشمه­ی گرداب  انتخاب گردید و در مجموع داده­های 40 درزه برداشت شد. با توجه به روند لایه­بندی موجود در منطقه و همچنین با استفاده از روند کلی چین خوردگی ناحیه­ای زاگرس درزه­های منطقه به رده­هایی تقسیم شد، که در ادامه مورد بررسی قرار می­گیرند. یکی از پارامترهای بسیار مهم در میزان نفوذ آب به درون آبخوان، پرشدگی درزه­ها و نوع پرشدگی آنها می­باشد. در مطالعات میدانی صورت گرفته، تعداد درزه­هایی که دارای پرشدگی بوده­اند حدود 1 درصد از کل درزه­های مطالعه شده را در برمی­گیرند و این خود می­تواند دلیلی بر تغذیه زیاد آب به درون آبخوان کارستی منطقه باشد.

هندسه درزه­ها نسبت به لایه­بندی

یکی از ویژگی­های مهم سنگ­های آهکی محدوده­ی مورد مطالعه، وجود سطوح لایه­بندی می­باشد که در سراسر حوضه به خوبی مشاهده می­گردند. درزه­هایی نیز به موازات این لایه­بندی تشکیل گردیده­اند که نقش بسیار شاخصی در پدیده­ی نفوذ و هدایت جریان آب در حوضه دارند. علاوه بر درزه­هایی که در امتداد لایه­بندی شکل گرفته­اند، در مواردی خود سطح لایه­بندی به عنوان درزه­هایی با بازشدگی زیاد عمل کرده و با داشتن متوسط شیب 50 درجه­­ نقش شایانی در نفوذ آب در این ناحیه دارند.

شکل (2) توپوگرافی حوضه­ی آبگیر چشمه­ی گرداب و نقش ارتفاعات کوه چائونی و بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب در تغذیه­ی چشمه­ی گرداب

با مشاهده نمودار استریوگرافیک و کنتوری لایه­بندی در حوضه­ی آبگیر چشمه­ی گـرداب (شکل 3)، مـلاحظه می­شود که رونـد لایه­بـندی در منطقه از رونـد کلی چین­خوردگی زاگرس تبعیت می­نماید.

نمودارهای استریوگرافیک از قطب لایه­بندی و کنتوری تمام درزه­های برداشت شده نشان داده شده است. با توجه به نمودارها می­توان درزه­های برداشت شده در منطقه را به رده­هایی تقسیم کرد.

دسته­ی 1 با روند N45E ، چون جهت شیب آنها تقریباً موازی امتداد لایه­بندی طبقات است، جزء درزه­های شیبی است.

دسته­ی 2 با روند N20E، امتدادشان تقریباً موازی امتداد لایه­بندی در منطقه است و جزء درزه­های امتدادی است.

دسته­ی 3 با روندN15W ، چون سطح آنها تقریباً موازی سطوح لایه­بندی است، جزء درزه­های طبقه­ای محسوب می­شوند.

شکل (3) الف- نمودار استریوگرافیک از لایه­بندی در حوضه­ی چشمه­ی گرداب (قسمت شمالی تاقدیس خوشاب) ب- نمودار کنتوری

درزه­های دسته­ی 1 و 3 به ترتیب 18 و 42 درصد از کل درزه­های اندازه­گیری شده در حوضه­ی آبگیر چشمه­ی گرداب را شامل می­شوند، در صورتی که درزه­های دسته­ی 2 فقط 15درصد از کل درزه­های قـرائت شده در این حوضـه را شـامل می­شوند.

با توجه به داده­های جدول (1)، بیشترین میانگین شیب مربوط به درزه­های دسته­ی 1 می­باشد که دارای میانگین شیبی برابر 70 درجه می­باشند. کمترین میانگین شیب در بین دسته­ی درزه­های موجود مربوط به دسته­ی 2 با میانگین شیب برابر 42 درجه می­باشد. بنابراین، درزه­های دسته­ی 3 نقش بیشتری در نفوذ و هدایت آب دارند.

هندسه درزه­ها نسبت به روند ساختاری زاگرس

با توجه به روند کلی چین­خوردگی زاگرس، می­توان این سه دسته درزه را به صورت زیر تفسیر کرد:

دسته­ی 1 با روندN45E ، تقریباً عمود بر روند کلی چین­خوردگی زاگرس هستند و جزء درزه­های کششی عرضی هستند.

دسته­ی 2 با روندN20E ، چون مورب نسبت به روند کلی چین­خوردگی زاگرس هستند، جزء درزه­های مورب می­باشند.

دسته­ی 3 با روندN15W ، تقریباً دارای روندی مشابه چین خوردگی زاگرس هستند و به عنوان درزه­های طولی محسوب می­شوند. هر چند که درزه­ها روند متفاوتی را نشان می­دهند ولی همه­ی آنها و به ویژه دسته­ی 3 نقش مهمی در نفوذ و انتقال آب به داخل گسل­ها دارند که در نهایت باعث تغذیه­ی چشمه­ی ­گرداب می­شود.

بازشدگی دهانه درزه­ها

یکی از پارامترهای دیگری که تأثیر بسیار مهمی در فرایند نفوذ آب در مناطق درز و شکافدار و به خصوص مناطق کارستی دارد، اندازه­ی بازشدگی دهانه­ی درزه­ها می­باشد. این پارامتر همچنین بر روی فرایند کارستی شدن و توسعه­ی کارست تأثیر زیادی دارد. به همین منظور در برداشت­های صحرایی اقدام به اندازه­گیری بازشدگی درزه­های رده­های مختلف با دقت میلی­متر شده است.

شکل (4) نمودارهای استریوگرافیک و گل سرخی از شکستگی­ها. الف: تصویر استریوگرافیک ب: نمودار نقطه­ای، ج: نمودار کنتوری و د: نمودار گل سرخی امتدادی و شیبی

با توجه به جدول (1)، درزه­های دسته­ی 1 با میانگین بازشدگی 34 میلی­متر کمترین مقدار بازشدگی را در بین سیستم درزه­های موجود دارا هستند و از آنجا که این دسته از درزه­ها 28 درصد از درزه­های مطالعه شده را در شامل می­شوند، به نوبه­ی خود موجب افزایش مقدار نفوذ آب به درون آبخوان می­گردند.

طول درزه­ها

شکل حوضه­ی آبگیر چشمه­ی گرداب ­دارای روندی تقریباً شمالی- جنوبی می­باشد. با توجه به امتداد درزه­های دسته­ی 2 و 3 و طول بالای این سیستم درزه­ها می­توان این دو سیستم درزه را به عنوان هدایت­کننده­ی اصلی جریان آب زیرزمینی در منطقه قلمداد کرد. با توجه به جدول (1) ملاحظه می­شود که بیشترین متوسط طول مربوط به درزه­های دسته­ی 3 می­باشد و از این بابت، درزه­های دسته­ی 2 و 1 در رده­های بعدی قرار دارند.

جدول (1) خصوصیات اندازه­گیری میدانی دسته­ی درزه­ها

نقش شکستگی­ها و گسل­ها بر تغذیه و آبدهی چشمه­ی گرداب

بر اساس بازدید میدانی از منطقه­ی مورد مطالعه مشخص گردید که مهم­ترین شکستگی­های محدوده­ی مطالعاتی ناشی از عملکرد گسل­های پی­سنگی و زون گسلی بالارود می­باشند و نیز مشخص شد که زون گسلی بالارود یک زون گسلی امتداد لغز چپ­گرد با مؤلفه معکوس می­باشد.

این سامانه­های گسلی در منطقه­ی مورد مطالعه به صورت یک گسل منفرد وجود ندارند، بلکه یک زون گسله شامل مجموعه­ای از گسل­های فرعی با روندهای شمال شرقی-جنوب غربی، شمالی-جنوبـی (گسل منگره و…)، شمال غربی- جنوب شرقـی (شامل گسل­های چاره، ورنا و …)  و شرقی- غربی می­باشد. به موازات گسل جبهه کوهستانی زاگرس و زون گسلی بالارود، گسل­های معکوس دیگری نیز در محدوده­ی مورد مطالعه شکل گرفته­اند که سبب ایجاد تغییرات قابل ملاحظه­ای در لایه­بندی، سیمای مورفولوژیکی، مسیر حرکت آبراهه­ها و شرایط ساختمانی شده­اند (شکل 5). علاوه بر این، فشارش ناشی از صفحه عربستان در راستای تقریبی E N26، سبب تشکیل گسل­های کششی در امتداد شمال شرق ـ جنوب غرب شده است. چنین سیستم­های کششی مکان مناسبی برای عبور آب و فرسایش هستند. شکل­گیری دره­ها، تنگه­ها و آبراهه­های اصلی در این امتداد، شاهدی بر این مدعا است.

شکل (5) نقشه­ی گسل­ها و شکستگی­های منطقه­ی مورد مطالعه

با شمارش نقاط تقاطع شکستگی­ها در محدوده‌های مختلف تاقدیس خوشاب، نقشه­ی چگالی تقاطع شکستگی‌ها تهیه گردیده است (شکل6).

شکل (6) نقشه­ی هم­تقاطع شکستگی­ها در منطقه­ی مورد مطالعه

با بررسی و تطابق تمام عوامل ساختاری، مورفولوژیکی و هیدروژئولوژی موجود در منطقه یک مدل تفهیمی هیدروزئولوژیکی از وضعیت تغذیه­ی چشمه­ی گرداب تهیه شد (شکل 7). با توجه با این مدل مهم ترین پارامتر در ظهور و تغذیه­ی چشمه­ی گرداب، شکستگی­ها و گسل­های موجود در منطقه می­باشند. شکستگی­های عرضی و  مزدوج برشی همراه آن که نسبت به محور تاقدیس­های منطقه به ترتیب حالات عمود و مورب دارند تـحت تأثـیر کشـش به وجود آمده­اند و چون دارای بازشدگی هستند، از نظر هدایت جـریـان آب، توسعه کارست و تغذیه چشمه­های پرآب منطقه نظیر چشمه­های گرداب و چپ کو نقش مهمی دارند. این شکستگی­ها با قطع نمودن شکستگی­های طولی و لایه­بندی­ها، باعث ارتباط مجاری انحلالی کارست و ذخایر آبی در بخش­های مختلف حوضه­های کارستی محدوده­ی مطالعاتی می­شوند. شکستگی­ها و گسل­های عرضی باعث تخلیه و زهکشی آب کوه چائونی و نیز قسمتی از بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب به بخش غربی گسل چاره (روند شمال غربی – جنوب شرقی) و بخش شمالی گسل منگره (روند شمالی – جنوبی) می­شوند. گسل چاره و گسل منگره در محل روستای دوراهان که در شمال محور تاقدیس خوشاب قرار دارد با هم برخورد کرده و آب این دو گسل در جهت شیب توپوگرافی به سمت جنوب گسل منگره  انتقال می­یابد (شکل 7).

در جنوب محور تاقدیس خوشاب گسل منگره با گسل ورنا (روند شمال غربی – جنوب شرقی) تلاقی کرده و در محل تقاطع این دو گسل چشمه­­ی گرداب به وجود آمده و آب گسل منگره در محل چشمه­­ی گرداب تخلیه می­شود.

بنابراین، همان طور که در فوق اشاره شد و نیز با توجه به خطوط جهت جریان آب (شکل 7)، آب چشمه­ی گرداب ناشی از زهکشی آب کوه چائونی و نیز قسمتی از بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب می­باشد.

شکل (7) مدل تفهیمی هیدروژئولوژیکی از وضعیت تغذیه­ی چشمه­ی گرداب

ترسیم آبنمود چشمه­ی گرداب

چشمه­ی کارستی گرداب با دبی متوسط 330 لیتر بر ثانیه پرآب­ترین چشمه در محدوده­ی مورد مطالعه به شمار می­رود. در این مطالعات، تهیه­ی آبنمود به منظور شناسایی تأثیر ساختارهای زمین­شناسی بر رفتار هیدرودینامیکی چشمه، پاسخ چشمه به بارندگی و علت کدورت آن در فصل بارندگی بوده است. بنابراین، در چندین مرحله از بازدید­های صحرایی دبی چشمه با دستگاه مولینه اندازه­گیری شد.

شکل (8) نمودار دبی- اشل چشمه گرداب

برای اندازه­گیری سرعت جریان، عرض بستر به مقاطع 25 سانتی­متری تقسیم گردید و برای هر مقطع در عمق­های مختلف سرعت آب (توسط دستگاه مولینه و طبق فرمول تعریف شده برای دستگاه) اندازه­گیری شد. با توجه به سرعت میانگین در هر مقطع و عمق اندازه­گیری شده، دبی چشمه محاسبه و نمودار دبی- اشل ترسیم گردید (شکل 8) و با استفاده از نمودار دبی- اشل میزان آبدهی برای مقادیر قرائت شده اشل به صورتروزانه به دست آمد. با استفاده از دبی روزانه آبنمود چشمه گرداب ترسیم گردید (شکل 9).

در آبنمود چشمه­ی گرداب 3 نقطه­ی اوج مشخص وجود دارد که به صورت ناگهانی در نمودار ظاهر شده­اند که مربوط به تغذیه­ی ناشی از بارندگی است. اولین نقطه­ی اوج (1) که در آبنمود ظاهر شده است، مربوط به بارندگی­های اواخر پاییز است که باعث افزایش دبی چشمه و ایجاد پیک در نمودار شده است. نقطه­ی اوج (2) به علت بارندگی­های اوایل اسفند­ است. بارندگی­های پراکنده بهمن ماه پیک واضحی در هیدروگراف چشمه ایجاد نکرده است. نقطه­ی اوج (3) در انتهای فصل تر و بلافاصله بعد بارندگی بهاره ایجاد شده است. در این فصل به دلیل افزایش یافته و چنین نقطه­ی اوجی در آبنمود ظاهر شده است و در اردیبهشت ماه دوباره روند نزولی در آبنمود چشمه فزایش مقدار بارندگی و پوشش­گیاهی در سطح منطقه میزان نفوذ افزایش یافته و چنین نقطه­ی اوجی در آبنمود ظاهر شده است و در اردیبهشت ماه دوباره روند نزولی در آبنمود چشمه مشاهده می­شود.

بررسی­های انجام شده نشان می­دهد که چون مخزن آبخوان کارستی چشمه­ی گرداب بزرگ است و نقطه­ی اوج چشمه نسبت به بارش پاییزه قابل توجه نبوده است. چون در سال قبل از اندازه­گیری دبی (1392) مقدار بارندگی کم بوده است، حجم زیادی از آب ورودی در باران پاییزه سال 1393صرف پر کردن فضای خالی درون مخزن شده است. در باران زمستان نیز نقطه­ی اوج خیلی زیاد نیست که ناشی از میزان کم بارش می­باشد. در بارش بهاره نقطه­ی اوج قابل توجهی به وجود آمده است. در هر سه وضعیت پاسخ چشمه نسبت به بارندگی مناسب است که نشان­دهنده­ی تأثیر ساختارهای تکتونیکی بر آبدهی و نوع جریان است. گل­آلودگی در آب چشمه نیز در هر سه بارندگی مشاهده شده است، ولی میزان آن در بارندگی پاییزه بیشتر بوده است. البته میزان کدورت آب چشمه به میزان بارش، شدت، تثبیت خاک و رویش گیاه بستگی دارد.

شکل (9) آبنمود و نمودار بارش چشمه گرداب

نقش فروچاله­ی چالاب بر کدورت و گل آلود شدن آب چشمه گرداب

در منطقه­ی مورد مطالعه­ی فروچاله­ی چالاب در بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب و در محدوده­ی محور این تاقدیس و سایر فروچاله­ی منطقه در بخش جنوب شرقی تاقدیس خوشاب و در مجاورت سازند گچساران قراردارند (شکل 7). با مطالعه و بررسی ساختارهای تکتونیکی، تهیه­ی نقشه­ی شکستگی­ها و بررسی ابعاد و اندازه­گیری قطرهای فروچاله­ی چالاب مشخص گردید که عامل ایجاد این فروچاله، تکتونیک و گسل­های موجود در منطقه می­باشند.

 فروچاله­ی چالاب در محل تقاطع گسل عرضی با شکستگی­های اطراف ایجاد شده است. قطر طویل این فروچاله 20/4 متر و قطر کوچک آن 80/2 متر است که قطر طویل فروچاله در امتداد گسل عرضی و تقریباً عمود بر محور تاقدیس می­باشد (شکل 10). مساحت حوضه­ی آبریز این فروچاله، دایره­ای شکل و در حدود یک کیلومترمربع می­باشد که باعث جمع­آوری و انتقال آب از زمین­های اطراف به دهانه این فروچاله می­شود. با توجه به اینکه زمین­های اطراف این فروچاله دارای مقادیر زیادی رس می­باشند که در اثر بارندگی رس وارد فروچاله می­شود و همراه با آب از طریق گسل­ها وارد در مسیر جریان انتقال می­یابد و موجب کدورت آب چشمه­ی گرداب می­شود. گسل عرضی باعث تخلیه و زهکشی آب فروچاله­ی چالاب به بخش غربی گسل چاره می­شود، در محل تقاطع گسل چاره و گسل منگره  آب در جهت شیب توپوگرافی به سمت جنوب گسل منگره و چشمه­ی گرداب انتقال می­یابد. آب ورودی به فروچاله­هایی که در بخش جنوب شرقی تاقدیس خوشاب قرار دارند به داخل سازند گچساران تخلیه می­شوند (شکل 7). بنابراین، عامل گل­آلودی چشمه­ی گرداب فروچاله­ی چالاب می­باشد.

شکل (40) فروچاله­ی چالابدر بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب

نتیجه­گیری

در منطقه­ی مورد مطالعه به علت عملکرد شدید تکتونیک، عوارض ساختمانی متعددی از جمله درزه­ها، شکستگی­ها و نیز گسل­های بزرگی تشکیل شده است که زمینه کارستی شدن سازند آسماری - شهبازان را در منطقه فراهم کرده است. این سیماهای کارستی نشان­دهنده­ی توسعه­ی کارستیفیکاسیون در محدوده­ی مورد مطالعه می­باشند.

پارامترهایی که باعث تعیین جهت حرکت آب از ارتفاعات کوه چائونی و بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب بـه سمت چشمه­ی گـرداب و تـغذیه­ی این چـشمه می­شوند عبارت­اند از: 1) شیب توپوگرافی که به سمت جنوب است و باعث انتقال آب از کوه چائونی در شمال به سمت چشمه­ی گرداب در جنوب می­شود. 2) شیب لایه­های کوه چائونی نیز به سمت چشمه­ی گرداب (جنوب) می­باشند و آب را به سمت چشمه انتقال می­دهند 3) مهم ترین پارامتر در ظهور و تغذیه چشمه­ی گرداب و انتقال آب به چشمه، شکستگی­ها و گسل­های موجود در منطقه می­باشند.

شکستگی­ها و گسل­های عرضی باعث تخلیه و زهکشی آب کوه چائونی و نیز قسمتی از بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب به بخش غربی گسل­های چاره و بخش شمالی گسل منگره می­شوند. در جنوب محور تاقدیس خوشاب گسل منگره با گسل ورنا با هم برخورد کرده و در محل تقاطع این دو گسل چشمه­ی گرداب به وجود آمده و آب در امتداد گسل منگره به سمت چشمه گرداب هدایت می­شود.

بیشترین نقاط تقاطع شکستگی در یال جنوبی تاقدیس خوشاب و در محل چشمه­ی گرداب می­باشد. با توجه به اینـکه این چشمه در محل تقاطع گسل­ها می­باشد، شکستگی­ها از چگالی و توسعه زیادی برخوردار می­باشند و میزان نفوذ و انتقال آب به درون سامانه­ی کارستی این چشمه نیز زیاد می­باشد. در نتیجه در این منطقه­ی پتانسیل آبی نیز زیاد می­باشد. چشمه گرداب که پرآب­ترین چشمه­ی منطقه­ی مورد مطالعه می­باشد مؤید و تصدیق­کننده­ی این تحلیل ساختاری می­باشد.

هیدروگراف چشمه­ی گرداب نشان­دهنده­ی تأثیر ساختارهای تکتونیکی بر آبدهی، نوع جریان و همچنین عامل گل آلودی آب چشمه می­باشد. 

فروچاله­ی چالاب که در اثر یک گسل عرضی و انحلال سنگ­ها در بخش شمال غربی تاقدیس خوشاب به وجود آمده است باعث ایجاد کدورت و گل­آلودگی آب چشمه­ی گرداب در هنگام بارندگی می­شود.

     باتوجه به نتایج حاصل از مطالعات می­توان گفت که هرچند که منبع کدورت آب چشمه­ی گرداب با توجه به مطالعات ساختاری شناسایی شده است، ولی ترجیح داده می­شود که با یک ردیابی مناسب بیشتر مورد تأیید قرار گیرد.  

با توجه به اینکه فروچاله­ی چالاب در زمین تقریباٌ مسطحی تشکیل شده است و امکان دسترسی به آن نیز وجود دارد با تمهیدات کم­هزینه­ای (خاک­ریزی اطراف آن) می­توان آب ورودی به آن را مهار کرد و از آلودگی آب چشمه­ی گرداب جلوگیری کرد