نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار ژئومورفولوژی، گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
2 کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
The Zagros Mountain range channels a significant volume of water towards the Persian Gulf basin due to the presence of gorges, diverting it from a potential southeast trajectory parallel to the Zagros folds. This study aimed to assess the water flow through the Zagros straits, utilizing 1:50,000 topographic and 1:100,000 geological maps, Iran's Digital Elevation Model (DEM), and various library sources. Hydrometric stations were used as the starting point and their associated sub-basins were delineated. The relationship between precipitation and elevation in each basin was analyzed to extract the precipitation layer of each sub-basin and calculate its average precipitation. Considering the sub-basin areas, the precipitation amount over a specific period was estimated and compared with the recorded discharges. The findings revealed that approximately 110,695 billion cubic meters of water were channeled to the Persian Gulf via the tidal currents of the Zagros Mountains. Notably, the sub-basins with lower discharge relative to the received precipitation, including Gilvan, Simre, Sartang Dolab, Qara Aghaj, and Dez, were situated to the east of the Zagros main thrust, while those with higher discharge were located to the west. This disparity in discharge on either side of the Zagros main thrust could be attributed to various mountain features, such as land surface slope, position in relation to incoming streams, karst, and faulting.
Keywords: Debit, Gap, Karst, Watershed, Zagros.
Introduction
Iran, spanning an area of 1,648,195 km2, is characterized as one of the arid countries globally. Recent climate classifications indicate that approximately 90% of Iran's territory experiences dry and semi-arid conditions with over 40% facing a critical water scarcity crisis (Masoudian, 2011, p. 60). Notably, the intricate nature of the Zagros system has led to the water network often intersecting the folds perpendicularly and forming narrow gaps en route to the Persian Gulf's base level, facilitating substantial water transfer to the external watershed area. This study aimed to investigate the water transfer through the Zagros Gorges. While previous research has focused on the role of karst and fault systems in the sub-surface and underground water potential within the sub-basins of the Zagros Mountain range, their specific impacts on water transfer have received comparatively less attention. This article addressed this gap by evaluating their influence on a basin-specific basis while examining the effects of these gaps on water transfer from the Zagros Rivers.
Materials & Methods
To assess the impact of karst on surface water resources and the volume of water conveyed through the Zagros Gorges on a basin-specific basis, we employed 1:50,000-scale topographic and 1:100,000-scale geological maps, Iran's Digital Elevation Model (DEM), and various library sources. The initial step involved identifying the hydrometric stations and extracting their associated sub-basins. In the Zagros Mountains, local topographical features and the positioning of basin areas in relation to incoming rainfall significantly influence precipitation levels in addition to the well-established correlation between rainfall and altitude. To comprehensively evaluate the climatic conditions of the Zagros region, we utilized data from the statistical stations (rainfall, temperature, and discharge), the Esfazari Database spanning 49 years, and discharge data from the Water Organization. Employing Excel software, we determined the relationships between precipitation, temperature, and station elevation, focusing on those with an explanatory coefficient exceeding 70%. This facilitated the extraction of the precipitation layer for each sub-basin and the calculation of their average precipitation. Considering the sub-basin areas, we estimated the precipitation volume over a specific period and compared it with the recorded discharge data. Subsequently, we estimated the annual average rainfall and temperature for 156 basins in the Zagros region. Leveraging the DEM layer, we calculated the maximum and minimum basin elevations and determined their respective areas using GIS software. While 36 out of the 156 sub-basins were equipped with hydrological stations, we utilized Justin's method to estimate the discharge for the remaining basins, leveraging the similar functions of watersheds within the Zagros unit.
Research Findings
The comprehensive survey of the expansive basins of Simre, Karun, Qara-Aghaj, Dez, and Gilvan within the Zagros Mountain range revealed that the alluvial rivers channeled an impressive 110,695 billion m3 of water from the internal basins to the Persian Gulf basin through the creation of gorges and hydrological connections between the alluvial areas via depressions. It was evident that the volume of water output was not solely contingent on the basin areas. Notably, the sub-basins of Sartang Dolab and Tang Dez exhibited the highest outflow of water. The deep incisions of the folds coupled with faulting and limestone dissolution facilitated the transfer of water from the interior regions, particularly in basins characterized by varying elevations. The substantial proliferation of carbonate formations and the water potential of upstream karst aquifers manifested through the emergence of karst waters from springs significantly augmented surface water volume and played a pivotal role in sustaining underground streams within the karst aquifers. Limestone and karst formations were notably more prevalent on the eastern slope of the primary Zagros thrust than on the western slope. Furthermore, the density of faults was higher on the eastern slope, contributing to the creation of seams and cracks in limestone formations and the expansion of karst features. The springs originating from karst formations were more prevalent on the eastern slopes. It is noteworthy that the sub-basins with lower discharges relative to the received precipitation among the five basins of Gilvan, Simre, Sartang Dolab, Qara Aghaj, and Dez were situated to the east of the Zagros main fault. Conversely, those with higher discharges relative to the received precipitation were located to the west of the Zagros main fault. This disparity in discharge on either side of the Zagros main thrust could be attributed to various mountain features, including the slopes of the mountain land surfaces, their positioning in relation to the incoming streams, as well as the presence of karst and faulting.
Discussion of Results & Conclusion
The towering Zagros range is characterized by an extensive network of faults and folds, spanning approximately 1600 km from Lake Van in eastern Turkey to Bandar Abbas at the mouth of the Persian Gulf, encompassing significant portions of Iran and Iraq (Oberlander, 2000, p. 13). Within the Zagros region, the mountains correspond to anticlines, while the valleys correspond to synclines. Anticlines and synclines are formed as a result of upward and downward movements of rock layers during folding and their physical appearance is linked to the undulating nature of folding waves (Zomordian, 2013, p. 209). Many of the rivers originating from the heights of the Zagros are perennial with some exhibiting substantial flow and turbulence. This hydrological characteristic has led to the natural evolution of basin limitations and expansions, as well as river capture during the Quaternary period (Ramesht, 2014). The majority of the basins within the Zagros Mountain range are situated within the folded Zagros or accordion levels characterized by expansive synclinal currents. The interconnection of these synclinal currents through saddles has resulted in the formation of numerous gaps, facilitating the outflow of significant water volumes to exoreic basins in Iran. Furthermore, geological factors, faults, and topography of the area may have influenced the modulation of output flow, either reducing or increasing it.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
کشور ایران با مساحت 1648195 کیلومتر مربع یکی از کشورهای خشک است. براساس جدیدترین طبقه‌‌بندی‌های اقلیمی که تاکنون انجام شده است، حدود 90 درصد مساحت ایران، اقلیم خشک و نیمه‌‌خشک دارد و بیش از 40 درصد از مساحت آن با بحران کم‌‌آبی شدید مواجه است (مسعودیان، 1391، ص. 60). آب به‌عنوان مایع حیات‌‌بخش در نواحی خشک ارزش و اعتبار فراوانی دارد؛ به‌طوری‌که تنها عامل دوام و استقرار جمعیت در اینگونه نواحی میزان آب در‌دسترس در آن است. شاخص‌های بحران آب در کشور ایران به مراتب نامطلوب‌‌تر از متوسط دنیاست (علیزاده، 1400، ص. 13). از مجموع 430 میلیارد متر مکعب بارش سالانۀ ایران حدود 80 تا 90 میلیارد متر مکعب بارش‌ها ازسوی سدها و یا روش‌های دیگر استفاده میشود و بقیه در درون زمین تبخیر میشود و یا نفوذ می‌کند (شهرستانی، 1393). بخش عظیمی از آب زیرزمینی در سازندهای کارستی است که به‌صورت چشمه بر سطح زمین ظاهر و یا در نقاط نامعلوم و ناشناخته‌‌ای ناپدید می‌شوند (ملکی و همکاران، 1396). شبکۀ آب‌ها برای دستیابی به سطح پایۀ خلیج‌فارس و نیز به‌علت رشته‌‌رشته‌بودن سیستم زاگرس در موارد زیادی چین‌ها را در جهت عمود بر امتداد محور آنها بریده و در محل برش، تنگ (کلوز، گپ) ایجاد کرده است (علایی طالقانی، 1400، ص. 168). بدین ترتیب، آب بسیار زیادی از داخل ایران به حوضۀ آبریز خارجی خلیج‌فارس هدایت میشود. در منطقه‌های کارستیک و آهکی و اراضی که سطح نفوذناپذیر دارند، هرچه میزان نفوذپذیری سطح‌ها کمتر باشد، تطابق این مرزها با یکدیگر بیشتر خواهد شد (رامشت، 1393، ص. 22) و بدین صورت، محدودۀ حوضۀ توپوگرافی با حوضۀ حقیقی اختلاف بیشتری پیدا می‌کند. با‌توجه به غلبۀ سنگ‌های آهکی در کوه‌های زاگرس که بهترین شرایط را برای توسعۀ فرسایش انحلالی و کارست فراهم کرده است، مرز حوضههای آبریز مجازی با مرز حوضههای آبریز حقیقی در بیشتر موارد انطباق ندارد. در چنین صورتی امکان انتقال آب‌های کارستی از حوضهای به حوضه دیگر بسیار زیاد است.
بربریان و بربریان پژوهشی با عنوان «اپیزودهای تکنوپلوتونیک در ایران با استفاده از شواهد لیتولوژیکی» انجام داده‌اند. نتایج نشان داد که عوامل مؤثر بر تکامل ژئودینامیکی زاگرس، هندوکش و هیمالیا با‌توجه به دیدگاه وایت (White, 1988)در قالب سه نیروی پیش‌برندۀ فیزیکی، شیمیایی و وضعیت آب‌شناختی عمل کرده است (Berberian & Berberian, 1981). وایت در بررسی ژئومورفولوژی و هیدرولوژی اراضی کارستی دربارۀ شیمی آب‌های کارستی فرآیندهای پر‌شدن رسوب، منشأ غارها و تکامل سیستم‌های کارست در‌طول زمان زمینشناسی بحث کرده است (White, 1988). علوی پژوهشی با عنوان «زمین‌ساخت کمربند کوه‌زایی زاگرس ایران» انجام داده است. محقق با استفاده از داده‌ها و تفسیر‌های جدید مراحل تکامل و تحول این واحد ناهمواری را تحلیل کرده است (Alavi, 1994). ونی در پژوهشی با عنوان «سنگ‌شناسی به‌عنوان یک ابزار پیش‌بینی مورفولوژی و هیدرولوژی مجرا در ارزیابی اثرات زیست‌محیطی» نقش لیتولوژی را در مورفولوژی و هیدرولوژی سنگ‌های کربناته ارزیابی کرده است. نتایج نشان داد که تغییرات در سنگ‌شناسی واحدهای کربناته بر مورفولوژی غارها، مجراها و بر نقش هیدرولوژیکی آنها در سفره‌های کارستی اثر‌های زیادی داشته است (Veni, 2005). سعیدآبادی و همکاران در پژوهشی با عنوان «مدل‌سازی تغییرپذیری مکانی، ارتفاعی و زمانی بارش سالانه در مناطق کوهستانی: مورد مطالعه زاگرس میانی، ایران» روابط بین بارش و ارتفاع را در منطقۀ میانی زاگرس با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی استخراج و مدل‌سازی کردند. نتایج نشان داد که بارش اغلب با افزایش ارتفاع در شیب رو‌به باد تا حداکثر ارتفاع 2500 متر در‌سطح زمین افزایش و پس از آن ثابت‌مانده و یا به‌آرامی تا خط‌الرأس کاهش یافته است (Saiedabadi et al., 2016). برمکی و همکاران در پژوهشی با عنوان «مقایسۀ توسعۀ کارست سطحی و داخلی در سفره‌های کارستی زاگرس جنوب غربی ایران» ارتباط بین کارستی‌شدن سطح با توسعۀ کارست داخلی یک آبخوان را با‌توجه به ضخامت سازندهای کربناته، فاصله از گسل‌ها، تراکم شکستگی، بارندگی، دما، شاخص پوشش گیاهی، شیب و برجستگی بررسی کردند. نتایج نشان داد که بارش، وجود تراکم گسل‌ها و شکستگی‌ها بیشترین و پوشش گیاهی کمترین اثرگذاری را بر کارستی‌شدن داشته است. همچنین، محققان از تجزیهوتحلیل هیدروگراف بهاره نیز نتیجه گرفتند که باوجود روش‌های مختلف تخمین توسعۀ نسبی کارست، اثرگذاری هر پارامتر بر ویژگی خاص آبخوان کارست مستقل از سایر پارامترهاست و مقایسۀ سطح نسبی و توسعۀ کارست داخلی نیز نشان داد که ارتباط احتمالی بین آنها پیش‌بینی‌ناپذیر است (Barmaki et al., 2019). مظفری و همکاران در پژوهشی با عنوان «هیدروژئولوژی و ژئومورفولوژی آبخوان بیستون (شمال غرب ایران): نمونۀ جالب اندوکارست عمیق» سیستم کارست زیرزمینی سنگ آهک بیستون به ضخامت حدود 3000 متر و با بیش از 80 درصد مواد معدنی کربناته را بررسی کردند. نتایج نشان داد که تشکیل کارست درونی عمیق در آبخوان بیستون بیشتر به ویژگی‌های زمین‌ساختی مربوط میشود. همۀ غارها و شفت‌ها منشأ خشکی‌زایی دارند؛ زیرا غارها و شفت‌ها ازطریق حرکت آب از ناحیۀ تغذیه با ارتفاع بالا به سمت چشم‌های دره‌های مجاور تشکیل شده است. شیمی آب و ضرایب رکود فراوان هیدروگراف‌های چشمه، حرکت سریع آب زیرزمینی را با مجراهای کارستی نشان داده است که بیشتر در امتداد گسل‌ها و شکستگی‌ها ایجاد شده است (Mozafari et al., 2020). گراوند و همکاران پژوهشی با عنوان «روش‌های کمّی و کیفی برای شناسایی چشمه‌های کارستی: مطالعۀ موردی: کوه‌های زاگرس در استان لرستان» انجام دادند. محققان در این پژوهش از آخرین روش‌های آماری توسعه‌یافته برای توصیف آبخوان کارست براساس تجزیهوتحلیل هیدروگراف رکود چشمه و کیفیت آب چشمه و نیز از 42 چشمۀ اصلی کارستی که بیشتر در قسمت چین‌خوردۀ منطقه زاگرس (غرب ایران) واقع شده است برای اعمال روش‌های بررسی‌شده استفاده کردند. نتایج نشان داد که زون اشباع به‌طور تقریبی، کنترل اصلی را بر دبی 76 درصد از چشمه‌های مطالعه‌شده اعمال می‌کند. جریان پایه بین 80 تا 100٪ از کل ذخیرۀ آب را در سفره‌های زیرزمینی تشکیل داده است. همچنین، 5/78 درصد از سفره‌های زیرزمینی مطالعه‌شده در کوه‌های زاگرس استان لرستان درجۀ کارستی زیادی را داشته است (Geravand et al., 2022).
دربارۀ ناهمواری‌های زاگرس در کتاب‌های ژئومورفولوژی ایران نگارش و خسروی (1377)؛ زمردیان (1381)؛ مقیمی (1392)؛ رامشت و باباجمالی (1398)؛ جداری عیوضی (1400)؛ علایی طالقانی (1400) به‌طور مفصل بحث شده است. تنها کتاب اختصاصی در این زمینه کتاب رودخانه‌های زاگرس از‌دیدگاه ژئومورفولوژی است که ابرلندر (1379) چاپ کرده است. در این کتاب رودخانه‌ها و تنگ‌های زاگرس ایران و عراق بررسی شده است. همچنین، نویسنده ضمن شناسایی و معرفی تنگ‌های زاگرس، نحوۀ شکل‌گیری آنها را با استفاده از مدل‌های مختلف ارزیابی کرده است. محمودی و ملکی(1380) پژوهشی با عنوان «تحول کارست و نقش آن در منابع آب زیر زمینی در ناهمواری‌های بیستون–پرآو (کرمانشاه)» انجام دادند. آنها ضمن شناسایی اشکال تکامل‌یافتۀ کارستی نتیجه گرفتند که در مکان‌هایی با تحول کارست پیشرفته، پتانسیل قوی در جذب آب و ذخیرۀ آن ایجاد شده است. کاظمی و همکاران (1385) پژوهشی با عنوان «بررسی نقش عوامل ساختاری در فراوانی منابع آب در منطقۀ کارستی لار با استفاده از سنجش از دور و GIS» انجام دادند. نتایج نشان داد که ارتباط نزدیکی بین خطواره‌ها، عناصر تکتونیکی، شبکۀ هیدروگرافی و شیب توپوگرافی با فراوانی منابع آب کارستیک در منطقه وجود داشته است. این روابط نشاندهندۀ نقش بارز عناصر تکتونیکی و لزوم توجه به آن در بررسی استعداد منابع آب و انتقال آب‌های زیرزمینی در منطقه‌های کارستیک است. اسکانی کزازی (1390) پژوهشی با عنوان «تشکیل و تکامل تنگ‌ها در زاگرس چین‌خورده: مطالعۀ موردی: تنگ تکاب در تاقدیس خاویز، شمال شرق بهبهان» انجام دادند. محقق در این پژوهش ضمن به چالش کشیدن فرضیه‌های رایج دربارۀ چگونگی تشکیل تنگ‌ها در درة عرضی تنگ تکاب به این نتیجه رسیده است که منشأ درۀ عرضی تنگ تکاب فرآیندهایی (اقلیمی، دینامیک و زمینشناسی) است که امروزه به‌طور فعّال دست‌اندرکار تغییر سطح‌های وسیعی از زاگرس هستند. خانلری و مؤمنی (1391) پژوهشی با عنوان «ژئومورفولوژی، هیدروژئولوژی و مطالعۀ فاکتورهای مؤثر بر توسعۀ کارست در منطقۀ گرین، غرب ایران» انجام دادند. محققان در این پژوهش در بررسی هیدروژئومورفولوژی کارست گرین در غرب ایران، وضعیت منابع آب منطقه را ارزیابی کردند. آنالیز نمونه‌های آب نشان داد که تیپ آب موجود در بیشتر چشمه‌های منطقه به‌صورت بی‌کربنات کلسیم و منیزیم بوده است که با تیپ آبخوان‌های کارستی مطابقت دارد. ابراهیمی و سیف (1394) پژوهشی با عنوان «به کار‌گیری سیستم اطلاعات جغرافیایی برای ارزیابی پتانسیل گسترش کارست سنگ‌های کربناتی زاگرس بر‌پایۀ عامل‌های آب زمین‌شناختی و اقلیمی» انجام دادند. نتایج نشان داد که 132 غار و 300 چشمه در پهنۀ متوسط و 51 غار و 162 چشمه در پهنۀ زیاد تا خیلی زیاد گسترش کارست قرار گرفته است و تراکم چشمه‌ها و غارها با درجۀ گسترش واحدهای کربناتی زاگرس تطابق خوبی دارد. دشتی برمکی و همکاران (1394) پژوهشی با عنوان «پتانسیل‌یابی منابع آب کارست کوه‌های دوان و شاپور براساس تصمیم‌گیری چندمعیاره» انجام دادند. محققان در این پژوهش عوامل مؤثر در پتانسیل منابع آب (چشمه‌ها)، ساختاری (شکستگی‌ها و گسل‌ها)، زمینشناسی (لیتولوژی)، توپوگرافی (سطح اساس فرسایش محلی و شیب)، نزولات جوّی و پوشش گیاهی کارستی تاقدیس دشتک را بررسی کردند. نتایج نشان داد که پتانسیل آب کارست دشتک شمالی بیش از جنوبی است. عابدینی و همکاران (1394) پژوهشی با عنوان «بررسی عوامل مؤثر در شکل‌گیری فروچاله‌ها در سازندهای کارستی با استفاده از مدل رگرسیون خطی چند‌متغیره در محیط ArcGIS و SPSS: مورد مطالعه: ناهمواری‌های بیستون–پرآو» انجام دادند. تفسیر ضرایب و نتایج نشان داده است که لیتولوژی مهمترین نقش را در توسعۀ کارست بر‌عهده داشته است و بعد از آن به‌ترتیب لایه‌های گسل، بارش، ارتفاع، دما، شیب و جهت‌های شیب در درجه‌های بعدی اهمیت قرار می‌گیرند. فتح‌نیا و همکاران (1397) پژوهشی با عنوان «پایش و پیش‌بینی اثر خشکسالی‌ها بر دبی چشمه‌های کارستی شهرستان کرمانشاه» انجام دادند. محققان در این پژوهش سری‌های زمانی هیدرولوژیکی بین دبی چشمه‌های کارستی شهرستان کرمانشاه و بارش را با استفاده از شاخص بارش استانداردشده، آزمون من-کندال و زنجیرۀ مارکوف برای پایش و پیش‌بینی خشکسالی و اثر آن بر دبی چشمه‌های کارستی شهرستان کرمانشاه تحلیل کردند. نتایج تحقیق نشان داد که بین دبی سراب ورمنجه (639/0) و بی‌ابر (642/0) با بارش ایستگاه هواشناسی اسلام‌آباد غرب و سراب نیلوفر با ایستگاه هواشناسی کرمانشاه (484/0) بیشترین همبستگی وجود دارد. به‌دلیل حالت‌های مختلف بارش مانند جامد یا مایع، توزیع و شدت آن، اثر بارش بر افزایش دبی با تأخیر حداقل 2 ماه و حداکثر 6 ماه مشاهده شد. نتایج آزمون من-کندال بیانگر افزایش مقدار بارش (76-1368) و سپس کاهش (88-1377) است که دبی سراب بی‌ابر همین روند را نشان می‌دهد. همچنین، دبی سراب نیلوفر از سال 1387 دچار تغییر کاهشی شده است. نتایج آزمون زنجیرۀ مارکوف نشان داد که در هر سه ایستگاه احتمال رخداد دورۀ خشک بیشتر از دورۀ بارانی است. صفاری و همکاران (1398) پژوهشی با عنوان «مخاطرۀ محیطی آسیبپذیری منابع آب زیرزمینی تحت‌تأثیر ژئومورفولوژی کارست: مطالعۀ موردی: حوضههای الشتر و نورآباد» انجام دادند. محققان در این پژوهش تأثیر توسعۀ ژئومورفولوژی کارست و رخداد خشکسالی را بر ویژگی‌های کمّی و کیفی آبخوان‌های کارستی تاقدیس گرین ارزیابی کردند. با‌توجه به توسعۀ متفاوت ژئومورفولوژی کارست می‌توان‌گفت که در چشمه‌های لاغری و تیمور به‌علت پایین‌بودن اثر حافظه و توسعه‌‌یافتگی آبخوان، واکنش دبی به تغییرات بارشی با تأخیر زمانی کوتاه‌مدت بوده است؛ اما در چشمه‌های امیر و چناره به‌علت توسعۀ اندک کارست، تأثیر خشکسالی با تأخیر حدود 24 ماهه مواجه بوده است. زنگنه‌تبار و قدیمی (1398) پژوهشی با عنوان «بررسی پتانسیل منابع آبی کارست پرآو-بیستون به‌عنوان منابع تأمین آب پایدار اکوسیستم‌های زاگرس» انجام دادند. محققان در این پژوهش با استفاده از مدل تاپسیس، اثر‌های هشت متغیر لیتولوژی، تراکم گسل، بارش، تراکم آبراهه، شیب، ارتفاع، جهت شیب و پوشش گیاهی را بر پتانسیل منابع آب زیرزمینی تودۀ کارستی پرآو-بیستون بررسی کردند. نتایج نشان داد که دو عامل سنگ‌شناسی و گسل بر پتانسیل منابع آب کارست تأثیر زیادی گذاشته است؛ بهطوری که طبقات با پتانسیل زیاد منطبق بر سازندهای ضخیم لایۀ آهکی با تراکم زیاد گسل‌ها و شکستگیهای محلی مواجه بوده است. دسترنج و جعفری اقدم (1398) پژوهشی با عنوان «مدل‌سازی میزان تغذیۀ آب زیرزمینی آبخوان کارستی دالاهو با استفاده از مدل Karstlop» انجام دادند. نتایج نشان داد که میزان شارژ سالانۀ به‌دست‌آمده برای آبخوان کارستی دالاهو بین 37 تا 81 درصد است. نتایج پهنهبندی تغذیه به‌طور کامل با نتایج حاصل از پهنهبندی توسعۀ کارست سطحی منطبق است. پروین و حاتمی فرد (1400) پژوهشی با عنوان «واکاوی اثرات ژئومورفولوژی کارست و خشکسالی بر ویژگی‌های کمّی-کیفی منابع آب کارستی محدودۀ تاقدیس گرین: استان لرستان» انجام دادند. محققان در این پژوهش آسیبپذیری ذاتی منابع آب آبخوان‌های کارستی حوضههای الشتر و نورآباد را با استفاده از روش PaPRIKa ارزیابی و پهنهبندی کردند. ارزیابی آسیبپذیری با روش PaPRIKa نشان داد که محدوده‌های مطالعاتی به پنج طبقۀ آسیب‌پذیر با درجه‌های خیلی‌زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی‌کم تقسیم شده است. صحت‌سنجی ارزیابی آسیبپذیری آبخوان‌های کارستی با داده‌های EC و دبی چشمه‌ها نشان می‌دهد که چشمه‌های زز و آهنگران در محدوده با آسیبپذیری زیاد واقع شده است؛ اما نمودار EC در‌برابر دبی ماهانه در چشمه‌های نیاز و عبدالحسینی در حوضۀ نورآباد تغییرات زیادی نداشته است که نشاندهندۀ توسعه‌نیافتگی و یا توسعۀ اندک آبخوان این چشمه‌هاست. جعفری و ناصری (1401) پژوهشی با عنوان «شناسایی تراکم و خصوصیات فیزیوگرافی دولین‌ها در طبقات ارتفاعی مختلف: مناطق کارستی زاگرس» انجام دادند. محققان در این پژوهش ارتباط بین پراکندگی و تغییر ویژگی‌های مورفولوژیکی دولین‌های زاگرس (طول، عرض، مساحت و عمق) را با ارتفاع و اقلیم بررسی و تجزیهوتحلیل کردند. نتایج نشان داد که شکل و عمق دولین‌های زاگرس از ارتفاع و تغییرات اقلیمی کواترنری متأثر شده است. مقدار آب فراوانی با تنگ‌های زاگرس به حوضۀ خلیج فارس منتقل میشود که در‌صورت نبود تنگ‌ها آن مقدار آب به نواحی جنوب شرقی ایران هدایت می‌شد. از طرف دیگر، تمام منابع آبی نیز با تنگ‌ها به خلیج‌فارس منتقل نمی‌شود. در نواحی آهکی نقش کارست را در انتقال آب نمی‌توان به‌طور دقیق مشخص کرد. کارست تیغۀ دو لبه‌ای است که امکان اثرگذاری عکس فرض بالا را نیز فراهم می‌کند؛ زیرا کارست پنهان را نمی‌توان به‌طور کامل شناسایی و آب انتقالی از آنها را نیز نمی‌توان به‌صورت صد‌درصد ردیابی کرد؛ از این جهت نتایج نهایی آن را باید در موارد دیگری ارزیابی کرد. بر این اساس، محققان در پژوهش حاضر با تقسیم واحد زاگرس به زیرحوضههای کوچک کوشیده‌اند تا خروجی نهایی کارست و تنگ را در انتقال آب به حوضۀ خلیج‌فارس بررسی و سپس تفاوت بین زیرحوضههای مختلف را از‌نظر مقدار آب انتقالی ارزیابی کنند.
از آنجایی که زمینۀ کاری منابع طبیعی بسیار‌گسترده و شامل علوم مختلف می شود، لازم است برای مطالعات محیطی یک پایگاه اطلاعات جغرافیایی تشکیل شود که قادر باشد نیاز اطلاعاتی هر‌یک از علوم مربوط به محیط طبیعی را برآورد کند. منابع اطلاعاتی پژوهش حاضر شامل نقشه‌های 1:50000توپوگرافی، 1:100000 زمینشناسی، مدل رقومی ارتفاع ایران و منابع کتابخانه‌‌ای است. برای تدوین این پژوهش ابتدا لایۀ ایستگاه‌های هیدرومتری که داده‌های آماری مطمئنی داشت، انتخاب و به‌عنوان نقطۀ خروجی در‌نظر گرفته و سپس زیرحوضههای مسلط به آنها مرزبندی و استخراج شد. در کوه‌های زاگرس علاوه‌بر ارتباط تنگاتنگ بارش با ارتفاع، عوامل کوهستانی محلی و محدوده‌های پشت به باران و رو‌به باران حوضهها در میزان دریافت بارش اثرگذار هستند. بر همین اساس، برای ارزیابی دقیق‌تر وضعیت اقلیمی زاگرس از داده‌های ایستگاه‌های آماری (بارش، دما و دبی) و از پایگاه داده‌های اسفزازی (دما و بارش) با دورۀ ۴۹ ساله در بازۀ زمانی 1961 تا 2010 و داده‌های دبی سازمان آب استفاده شد. با گرفتن روابط همبستگی بین داده‌های بارش و دما با ارتفاع ایستگاه‌ها در نرم‌افزار Excel از روابطی استفاده شد که ضریب تبیین آنها بیشتر از 70 درصد باشد. این وضعیت برای برآورد دما با استفاده از پایگاه داده‌های اسفزاری رابطه‌ای با همبستگی زیادی برآورد شد (رابطۀ 1).
رابطۀ (1)
برای ترسیم نقشۀ هم‌بارش و برآورد بارش حوضهها در زاگرس میانی از داده‌های ایستگاهی استفاده شد؛ زیرا در این قسمت از زاگرس رابطۀ رگرسیونی بین ارتفاع با بارش داده‌های ایستگاهی ضریب همبستگی مطمئنی را داشت (رابطۀ 2). همچنین، به‌دلیل پایین‌بودن ضریب تبیین روابط ارتفاع با بارش برای ترسیم لایۀ بارش سایر قسمت‌های زاگرس از داده‌های اسفزازی به روش کریچینگ استفاده شد (شکل 1).
شکل 1: نقشۀ هم‌بارش به روش کریجینگ (منبع: نویسندگان، 1401)
Figure 1: Map of precipitation using kriging method
به این‌ترتیب، میانگین سالانۀ بارش و دمای ۱۵۶حوضه در‌سطح محدودۀ زاگرس برآورد و با استفاده از لایۀ رقومی ارتفاع، حداکثر و حداقل ارتفاع حوضهها مشخص و مساحت حوضهها نیز در نرم‌افزار جی‌آی‌اس محاسبه شد. از ۱۵۶ زیرحوضه، ۳۶ زیرحوضه ایستگاه دبی‌سنجی داشت. با‌توجه به پراکندگی مناسب در‌سطح زاگرس برای برآورد دبی سایر حوضهها از روش جاستین استفاده شد.
رابطۀ (2)
روش جاستین براساس عملکرد مشابه حوضهها استوار است. در این روش ابتدا منطقۀ مدنظر یک حوضۀ آبریز که آمار اندازه‌گیری آب را داشته و مشخصات زیر در آن معلوم باشد با حوضۀ آبریزی در‌نظر گرفته میشود.
- مساحت حوضه، A (کیلومترمربع) - حداکثر ارتفاع حوضه، Hmax (کیلومتر) - حداقل ارتفاع حوضه، Hmin (کیلومتر) - آبدهی سالانه، W (میلیون مترمکعب) - متوسط بارش سالانه در حوضه، P (سانتی‌متر) - متوسط دمای سالانۀ هوا، T (سانتی‌گراد). سپس با داشتن این مشخصه‌ها محاسبه‌ها با روابط (3 تا 7) انجام و ضریب K به‌عنوان ضریب جاستین، برآورد شد سپس برای حوضۀ فاقد دبی با انجام‌دادن عمل عکس آبدهی سالانه (W) محاسبه شد (علیزاده، 1400، ص. 375؛ عابدینی و همکاران، 1391).
رابطۀ (3)
رابطۀ (4) 𝑅
رابطۀ (5) 𝐾=𝑅
رابطۀ (6)
رابطۀ (7) 𝑅=𝑆 (
با داشتن دبی زیرحوضههای مختلف و انتظار دبی که از هر حوضه با‌توجه به وسعت و مقدار بارش دریافتی آن می‌رود، حجم آب خروجی از زیرحوضههای مختلف با یکدیگر مقایسه و تجزیهوتحلیل شد. با در نظر گرفتن وسعت زیرحوضهها حجم بارش دوره‌های مدنظر برآورد و دبی‌های ایجاد‌شده در‌طول همان دوره‌ها مقایسه شد. با این مقایسه مشخص میشود که دبی کدام دسته حوضهها با بارش‌های دریافتی ارتباط منطقی دارد و کدام یک از آنها کمتر و یا بیشتر از حد انتظار بارش، رواناب داشته است. مراحل انجام‌دادن کار در سه گام به شرح زیر انجام شد.
معرفی منطقۀ مطالعه‌شده
کمربند کوهستانی وسیع و پرآبی که بین دشت‌های خشک بینالنهرین و فلات بیابانی ایران واقع شده است و به‌صورت یک سپر به‌نسبت مؤثر اقوام آریایی و سامی را از یکدیگر جدا می‌کند، از دیرباز در دنیای غرب با نام «کوهستان زاگرس» شناخته شده است. زاگرس مرتفع از تعداد زیادی گسل و چین تشکیل یافته است که با عوامل فرسایشی به‌شدت بریده شده و به طول 1600 کیلومتر از دریاچۀ وان واقع در منتهی‌الیه شرق ترکیه تا بندرعباس در دهانۀ خلیج‌فارس ادامه یافته و بخش‌های مهمی از دو کشور ایران و عراق را دربرگرفته است (Oberlander, 1995/1379, p. 13). رشته‌کوه‌های زاگرس با طول حدود 1400 کیلومتر و عرض بین صد تا سیصد کیلومتر مساحتی معادل 323000 کیلومتر مربع یا 20 درصد از مساحت کشور را زیرپوشش قرار داده است. موقعیت جغرافیایی محدودۀ مطالعه‌شده در 27 تا 35 درجۀ شمالی و 46 تا 58 درجۀ شرقی قرار گرفته است (شکل 2).
Figure 2: The location of Zagros on the map of Iran
بیشتر رودخانه‌هایی که از ارتفاعات زاگرس سرچشمه می‌گیرند، جزء رودخانه‌های دائمی و پرآب کشور و پاره‌ای از آنها بسیار‌طغیانی و سرکش هستند. این رفتار آبی سبب شده است که در‌طول دوران چهارم، قبض و بسط وسعت برخی حوضهها و اسارت رودخانه‌‌ای در این منطقه امری عادی تلقی شود (رامشت، 1393، ص. 56). کوهها در زاگرس منطبق بر طاقدیس‌ها و دره‌ها نیز در قالب ناودیس‌ها شکل گرفته است. به‌عبارتی، کوهها و دره‌ها بر اثر بالا و پایین‌رفتن لایه‌ها به‌هنگام چینخوردگی تشکیل شده و سیمای ظاهری و فیزیکی آنها با نوسان امواج چینخوردگی مرتبط است (زمردیان، 1381، ص. 209). زاگرس با تعدادی رودخانه به‌طور تقریبی، موازی و با فواصل یکسان بریده شده و از نزدیکی حاشیۀ شمال شرقی ارتفاعات زاگرس سرچشمه گرفته است. رودخانه‌های زاگرس در مسیر خود به سمت چالۀ بینالنهرین-خلیج فارس، رشتهکوه زاگرس را به‌طور کامل در‌می‌نوردند. رواناب حاصل از دامنۀ شرقی کوه‌های مرتفع برف‌گیر این رشته‌کوهِ نامتقارن ابتدا در فاصلۀ کوتاهی در دره‌های طولی جریان می‌یابد و سپس به سمت غرب منحرف و در حین عبور از رشته‌ای از کوهها در جهت غرب چند‌بار به‌طور ابهام‌‌آمیز تغییر مسیر می‌دهد تا سرانجام وارد چالۀ آبرفتی بینالنهرین میشود. در شمال عرض جغرافیایی 30 درجه خطوط زهکشی اصلی زاگرس مرتفع نسبت به ساختمان زمینشناسی از نوع عرضی است. 11 رودخانۀ اصلی بدون تأثیر از موانع زمین‌شناختی این سیستم کوهستانی را قطع میکنند و کشیدگی 8 مورد از حوضههای آبگیری که در این نیمه از زاگرس مرتفع قرار دارد، در جهت عمود بر ساختمان زمینشناسی است. در هر یک از این حوضههای آبگیر تعداد زیادی شاخۀ کوتاه دیده میشود که مسیر آنها نیز مشابه رودهای اصلی عمود بر ساختمان زمینشناسی است. رژیم رودخانه‌های زاگرس فصلی و میزان دبی آنها در اواخر تابستان و اوایل پاییز یک‌پنجم میانگین سالانۀ آنهاست (Oberlander, 1995/1379, p. 25, 132). کارون از مهمترین رودخانه‌های زاگرس و تنها رودخانۀ ایران است که به آب‌های آزاد می‌ریزد و طول آن 950 کیلومتر است. از دیگر رودخانه‌های زاگرس می‌توان اروندرود، زاینده‌رود، دز، سیروان، سیمره، قره‌سو، گاماسیاب، زهره، الوند، جامیشان و کُر نام برد. زاگرس شامل حوضههای کرخه، کارون، مرزی غرب، جراحی، طشک_بختگان، مند، حله و کل مهران است.
موقعیت زمینشناسی منطقه
با توجه به زمینشناسی پیچیدۀ ایران انواع مختلفی از سنگ‌های رسوبی به‌ویژه سنگ‌های کربناتی را می‌توان در محدودۀ مطالعاتی یافت. از مجموع 205589 کیلومتر مربع واحدهای کربناتی سطح ایران (62/12 درصد از سطح ایران) حدود 109313 کیلومتر مربع (7/6 درصد از سطح ایران) در منطقه مطالعاتی قرارگرفته است. از این میان، واحدهای آهک خالص، دولومیت خالص، آهک ناخالص و دولومیت ناخالص به‌ترتیب 41510 (38 درصد)، 6953 (4/6 درصد)، 55172 (4/50 درصد) و 5638 (2/5 درصد) کیلومتر مربع را دارند. در این میان، واحدهای آسماری، بیستون و سروک مهمترین واحدهای کربناتی در محدودۀ مطالعاتی زاگرس هستند (Raeisi & Kowsar, 1997). منطقۀ مطالعاتی زاگرس 50-45 درصد از واحدهای کربناتی کل کشور را دارد. واحدهای بیستون، سروک، مزدوران، آسماری، لار و زیارت مهمترین واحدهای کربناتی از‌دید ضخامت چینهای هستند که واحدهای آسماری، بیستون و سروک متعلق به منطقۀ مطالعاتی زاگرس هستند (ابراهیمی و سیف، 1394).
یافته‌های پژوهش و تجزیهوتحلیل
با استفاده از لایۀ نقشۀ توپوگرافی زاگرس محور چینخوردگی ناهمواری‌های زاگرس در نرم‌افزار جی.آی.اس ترسیم شد. در این نقشه محورهای طاقدیسی زاگرس و روند آنها به‌‌خوبی نمایش داده شده است. بخش عمده‌‌ای از حوضههای آبریز رشتهکوه زاگرس در‌سطح‌های آکاردئونی یا زاگرس چین‌خورده قرار دارد که به‌علت جریان‌های ناودیسی بسیار وسیع است. گذر جریان‌های ناودیسی با فرودها باعث ایجاد تنگ‌های متعدّد و خروج فراوان آب به خارج از کشور میشود. همچنین، در این میان ممکن است عوامل زمینشناسی، گسل‌ها و توپوگرافی منطقه در کاهش یا افزایش دبی خروجی تأثیرگذار باشند. این موضوع در 5 حوضۀ اصلی در جدول 1 بررسی شده است (جدول 1).
جدول 1: خصوصیات فیزیوگرافی حوضههای اصلی زاگرس (منبع: نویسندگان، 1401)
Table 1: Physiographic characteristics of the main basins of Zagros
|
نام حوضه |
مساحت )Km2( |
ارتفاع (متر) |
بارش سالانه (mm) |
دمای سالانه °C |
دبی سالانه (میلیون متر مکعب) |
تعداد زیرحوضه |
|
|
حداکثر |
حداقل |
||||||
|
تنگ دز |
4/15377 |
4049 |
346 |
544 |
06/12 |
59/51626 |
13 |
|
تنگ گیلوان |
9176 |
3333 |
641 |
84/575 |
4/13 |
44/22 |
4 |
|
تنگ پل دختر |
9588 |
3626 |
653 |
73/535 |
42/12 |
75/67 |
3 |
|
سرتنگ دولاب |
5/23906 |
4415 |
216 |
58/811 |
31/11 |
29/94807 |
15 |
|
قره آغاج |
9/27002 |
3171 |
64 |
378 |
21/14 |
01/66 |
6 |
منبع: محاسبات نویسندگان
حوضۀ تنگ دز
حوضۀ تنگ دز با دبی سالیانه 59/51626 میلیون متر مکعب، 13 زیرحوضۀ بخش زاگرس چین‌خورده را در‌بر‌می‌گیرد که دبی حوضهها به‌ترتیب از شمال به سمت جنوب 7/1، 35/5، 99/4، 4/206، 28/113، 96/44، 51/1837، 17/1880، 21/2058، 03/1461، 95/1213، 09/1120 و 34/1002 میلیون متر مکعب در سال است. مقدار‌های دبی برخی از زیرحوضهها با‌توجه به وسعت آنها غیرعادی است؛ به این معنا که زیرحوضهها با وسعت کم، دبی بسیار زیادی دارند و یا برعکس. مجموع دبی زیرحوضهها 10977 میلیون مترمکعب در سال، یک‌پنجم دبی خروجی از تنگ دز است. دبی سه زیرحوضه از 13 زیرحوضه در دامنۀ شرقی تراست زاگرس با‌توجه به وسعتشان بسیار‌کم است (68/1، 35/5، 99/4 میلیون متر مکعب در سال). دلیل تفاوت زیاد دبی تنگ دز از مجموع دبی زیرحوضهها می‌تواند در نقش پهنه‌های آهکی، توزیع گسل‌ها و ارتفاعات حوضه ارزیابی شود. گسل‌ها با ایجاد درز و شکاف در سازندهای آهکی همراه با برودت هوا در نواحی مرتفع انحلال سنگ‌های آهکی و تراوش چشمه‌ها را تقویت میکنند. آبراهه‌های حوضۀ تنگ دز در زاگرس چین‌خورده و در طاقدیس‌های به‌شدت فشرده، عمود بر محورها هستند و در فرودهای محوری، فشرده‌ترین چینهای زاگرس مرکزی را قطع میکنند. براساس شواهد محیطی عواملی افزایش دبی به این قرار است: الف) گسترش زیاد سازندهای آهکی و موازی با روند چین‌خوردگی‌های زاگرس و واقع‌شدن زهکش رودخانه‌هایی با دبی‌های بزرگ درون این ساز؛ ب) وجود گسل‌های ماکرو و اصلی فراوانی؛ ج) وجود چشمه‌های کارستی تقویت‌کننده در پهنه‌های کارستی؛ د) ریزش‌های جوّی بیشتر دامنۀ غربی زاگرس به‌علت بادگیر‌بودن این دامنه‌ها؛ ه) وجود ارتفاعات مهمی همچون اشترانکوه زردکوه و دنا که باعث میشود بارش به نهایت میزان خود برسد؛ ن) کشیدگی حوضه در امتداد چین‌خوردگی‌های زاگرس و عبور تراست اصلی زاگرس از وسط حوضه دال بر این است که حوضه‌هایی با این مشخصات می‌توانند آب نفوذی درون کارست را از حوضههای مجاور دریافت کنند و آب‌های ورودی غیر‌حوضه‌ای نیز می‌توانند در دبی خروجی آنها علاوه‌بر رواناب ناشی از بارش در‌سطح حوضه اثرگذار باشند (شکل 3).
شکل 3: زیرحوضههای تنگ دز (منبع: نویسندگان، 1401)
Figure 3: Sub-basins of Tang Dez
حوضۀ تنگ گیلوان
محدودۀ این حوضه که از قسمت خروجی تنگ گیلوان بسته شده است، 4 زیرحوضه دارد و تنگ‌ها نیز از قسمت خروجی حوضه‌بندی شده است. در این میان، رواناب‌های آنها به حوضۀ تنگ گیلوان سرازیر و از انتهای تنگ خارج شده است. دبی خروجی 4 زیرحوضۀ مسلط به تنگ به‌ترتیب 62/1، 9، 22/5، 05/10 متر مکعب و دبی خروجی از این تنگ نیز 44/22 میلیون متر مکعب است. رواناب‌های این حوضۀ آبریز در انتهای حوضه، منطبق بر تنگ گیلوان در ارتفاع 776 متری از حوضه خارج میشود و به رودخانه سیروان می‌ریزد. این حوضۀ آبریز در شمالی‌ترین ناحیۀ زاگرس قرار گرفته و شیب هیدرولوژیکی حوضه از شمال شرق به جنوب غرب است. مجموع دبی زیرحوضههای تنگ گیلوان 90/25 میلیون متر مکعب است که با دبی خروجی از تنگ گیلوان که 44/22 میلیون متر مکعب است، همخوانی ندارد (46/3 میلیون مترمکعب بیشتر). با‌توجه به شکل (4) تراکم گسل‌ها در محدودۀ حوضۀ آبریز تنگ گیلوان بسیار زیاد و قسمت شمال و شرق حوضه از سازندهای آهکی است؛ بنابراین این احتمال وجود دارد که گسل‌های فراوان در‌سطح حوضۀ آبریز باعث ایجاد درز و شکاف در این سازندها شود و در مقدار رواناب خروجی حوضه تأثیر گذاشته باشد. پدیدۀ کارست می‌تواند در این حوضه همراه با گسل‌ها باعث فرار آب از این منطقه شود. در‌واقع، سازندهای آهکی و گسل‌ها از بالاترین قسمت حوضه تا نقطۀ خروجی حوضه، عامل تحلیل بَرَنده هستند. با‌توجه به گسترش گسل‌ها، شکستگی‌ها و آبراهه‌ها می‌توان گفت که این گسل‌ها باعث شدهاند تا آبراهه‌هایی منطبق بر محورهای طاقدیسی بر اثر گسل تغییر مسیر دهند و در فرودهای محوری به کمک انحلال تنگ‌هایی را ایجاد کنند و باعث عبور آب از مسیرهای عمود بر محور طاقدیس‌ها شوند. با‌توجه با اینکه مجموع دبی‌ها قبل از ورود به محدودۀ تنگ گیلوان به 9/25 میلیون متر مکعب رسیده است، پس عامل تحلیل برنده را می‌توان بعد از خروجی این تنگ‌ها بررسی کرد؛ زیرا در این بین 46/3 میلیون متر مکعب آب قبل از رسیدن به محل خروجی حوضه در تنگ گیلوان از دسترس خارج میشود.
شکل 4: زیرحوضههای تنگ گیلوان (منبع: نویسندگان، 1401)
Figure 4: Sub-basins of Tang Gilvan
با‌توجه به گسل‌های حوضه و اینکه گسل اصلی درست قبل از محوری قرار گرفته است که تنگ گیلوان بر آن منطبق است، می‌توان این نکته را مطرح کرد که گسل اصلی به‌همراه مجموعه‌ای از شکستگیهای وابسته به آن موازی با محور طاقدیس زاگرس و عمود بر تنگ گیلوان مقدار زیادی از آب را تقلیل می‌دهد. همچنین، ارتفاع زیاد این حوضه موجب بلوکه‌شدن نزول‌های جوّی میشود که با ارتفاع و برودت کوهستان بیشتر به‌صورت جامد است و با ذوب تدریجی و نفوذ بیشتر آب به درون زمین دبی خروجی را تقلیل می‌دهد. هرچند شکستگیهای فراوانی در این حوضه وجود دارد، تحلیل برندگی دبی حوضه با‌توجه به قرارگیری آن در شرق تراست اصلی زاگرس دال بر این است که نه‌تنها از آب‌های نفوذی حوضههای مجاور بهره‌ای نمی‌برد مقداری از آب‌های ناشی از بارش حوضه که به درون زمین نفوذ می‌کند با آب‌های زیرزمینی به حوضههای مجاور هدایت میشود.
حوضۀ تنگ پل دختر
این حوضه در محدودۀ زاگرس شمالی قرار گرفته است. دبی سه زیرحوضۀ این حوضه به‌ترتیب 8/28، 25/6 و 77/51 میلیون متر مکعب در سال است که با تنگ پل دختر در شهر ایلام از حوضه خارج میشود. دبی خروجی از این تنگ 75/67 میلیون متر مکعب در سال برآورد شده است. مجموع دبی زیرحوضهها 83/86 میلیون متر مکعب در سال که نسبت دبی خروجی از تنگ در حدود 07/19 میلیون متر مکعب در سال بیشتر است. میزان گسل‌خوردگی و شکستگی‌ها در شرق حوضه نسبت به غرب بسیار بیشتر است. همچنین، گسل اصلی زاگرس در قسمت شرقی این حوضه و در راستای محور طاقدیس‌ها قرار گرفته است. به‌علت گسل‌های فراوان و گسترش پهنۀ کارستی در این ناحیه و اینکه گسل‌ها باعث شکستگی و ایجاد درز و شکاف در تشکیلات آهکی و توسعۀ کارست در این ناحیه شدهاند، رواناب‌ها به طبقات زیرین سطح‌های ارضی راه می‌یابند و نمی‌توانند به خروجی حوضه برسند. این عامل، آب‌های قسمت شمال و شمال غرب حوضه را نیز تحلیل می‌برد. در این قسمت تشکیلات آهکی با روند شمال غربی–جنوب شرقی بخش زیادی از حوضه را پوشانده است. شکل این حوضه نیز همانند حوضۀ تنگ گیلوان نزدیک به مربع بوده و در شرق تراست اصلی زاگرس قرار گرفته است. چنین ویژگی‌هایی گویا در رشتهکوه زاگرس در تحلیل‌‌بردن رواناب‌های سطحی بی‌تأثیر نیست (شکل 5).
شکل 5: زیرحوضههای تنگ پل دختر (منبع: نویسندگان، 1401)
Figure 5: Sub-basins of Tang Poldakhter
حوضۀ سرتنگ دولاب
حوضۀ سرتنگ دولاب بخش عمده‌‌ای از آکاردئون زاگرس را دربرگرفته است. این حوضه که استان‌های کهکیلویه و بویراحمد، چهارمحال و بختیاری، اصفهان و خوزستان را فرا‌می‌گیرد به موازات زاگرس چین‌خورده کشیده شده است؛ بهطوری که قلّۀ زردکوه در قسمت شمالی این حوضه و قلّۀ دنا در قسمت جنوبی آن قرار گرفته است و در‌نهایت، با تنگ دولاب رواناب‌ها را به رود کارون هدایت می‌کند. رواناب 15 زیرحوضه در این حوضه ارزیابی شد. سه زیرحوضۀ شمالی از ارتفاعات زردکوه سرچشمه می‌گیرد که دبی آنها به‌ترتیب 8/1، 55/4 و 4 میلیون متر مکعب در سال است. تنگ‌های این زیرحوضهها با جهت شمال شرق–جنوب غربی فرودهای محوری را قطع و رواناب‌های سرچشمه‌گرفته از زردکوه را به‌طرف جنوب غرب، رود کارون و خلیج فارس هدایت کرده است. دبی سایر زیرحوضههای این ناحیه به‌ترتیب 79/0، 23/3، 15/6، 22/9، 87/59، 36/4، 40/0، 23/108، 63/75، 551، 44/327، 94/35 میلیون متر مکعب در سال است. در قسمت جنوبی این حوضه قلّۀ دنا واقع شده است. در این ناحیه از زاگرس، واحدهای کربناته و گسل‌های اصلی گسترش زیادی داشته است. مجموع دبی زیرحوضهها 92/1084 میلیون متر مکعب است که با دبی سرتنگ دولاب (29/94807 میلیون مترمکعب) بسیار متفاوت است (شکل 6).
شکل 6: زیرحوضههای تنگ سر تنگ دولاب (منبع: نویسندگان، 1401)
Figure 6: Sub-basins of Sartang Dolab
در‌سطح حوضۀ سرتنگ دولاب، پهنه‌های آهکی به موازات چین‌ها کشیده شده و گسترش پیدا کرده است. در غرب این حوضه گسل اصلی زاگرس قرار گرفته است که باعث گسترش کارست در سازه‌های آهکی منطقه شده و روند چینخوردگی را تا حدی دچار آشفتگی کرده است. باوجود رودهای دائمی و خروشان این منطقه، ارتفاعات بلند، گسل‌ها و گسترش پهنه‌های آهک (به‌ویژه آسماری) و چشمه‌هایی که از دامنههای ارتفاعات این حوضه وجود دارد، منجر به افزایش دبی خروجی از سرتنگ دولاب نسبت به مجموع دبی زیرحوضهها شده است. شکل این حوضه نیز همانند حوضۀ دز در امتداد چین‌خوردگی‌های زاگرس کشیده شده است که تراست اصلی زاگرس نیز از وسط آن عبور می‌کند. چنین ویژگی‌هایی در حوضههای تقویت‌کننده نشان می‌دهد که آب‌های نفوذی کارست به امتداد تراست اصلی زاگرس منتقل شده است. در این امتداد نیز آب درون کارست‌های پنهان در زمان هم‌سطحی کارست پنهان با سطح زمین به حوضهها منتقل و باعث تقویت آبدهی نهایی حوضه میشود.
حوضۀ قره آغاج
این حوضه در زاگرس جنوبی و به‌طور تقریبی، در استان فارس قرار دارد. در این قسمت از زاگرس چین‌ها بازتر و دره‌ها وسیع‌تر است. در این حوضه محور چین‌ها امتداد کمتری دارد و گاه منقطع میشود. گسل‌های این حوضه از نوع فرعی و در جهت‌های مختلف باعث بر‌هم‌خوردگی سیستم آبراهه‌ها در‌سطح حوضه و تغییر مسیر آنها شده است. همچنین، در این حوضه سازندهای آهکی نیز بسیار‌کم است. در این حوضه تعداد 6 زیرحوضه استخراج شد که دبی آنها به‌ترتیب 23/0، 18/0، 26/0، 03/29، 12/36 و 2/0 میلیون متر مکعب در سال است. درمجموع، این 6 زیرحوضه حجم روانابی معادل 58/38 میلیون متر مکعب را با رودخانۀ قره آغاج به حوضۀ خلیج‌فارس منتقل میکنند (شکل 7).
شکل 7: زیرحوضههای تنگ قره‌آغاج (منبع: نویسندگان، 1401)
Figure 7: Sub-basins of Tang Qara-Aghaj
مجموع دبی سالیانۀ تنگ معادل 01/66 میلیون متر مکعب است که در‌مقایسه با مجموع دبی زیرحوضهها 43/27 میلیون متر مکعب در سال کمتر است. گسل‌های زیادی در‌سطح حوضه با جهت‌های مختلف، سیستم زهکشی حوضه را متأثر کرده است. همچنین، پهنه‌های کارستی نیز در داخل حوضه مشاهده میشود. قسمت خروجی حوضه بر یک سازند آهکی منطبق است و زیرحوضههایی که دبی زیادی دارند نیز درست قبل از این سازند قرارگرفته‌اند. احتمال می‌رود که مقداری از حجم رواناب برآوردی زیرحوضهها در پهنۀ سازند آهکی نفوذ کند و نتواند به نقطۀ خروجی حوضه برسد. به این ترتیب، عواملی همچون پهنه‌های کارستی، گسل‌ها و شکستگی‌ها شرایط فرار آب از این حوضه را فراهم میکنند. شکل این حوضه نیز همانند حوضههای تنگ گیلوان و پل دختر نزدیک به مربع بوده و در امتداد چین‌خوردگی‌های زاگرس کمتر کشیده شده است. موقعیت حوضۀ قره آغاج نیز در شرق تراست اصلی زاگرس در عدم تقویت رواناب آن و تحلیل برندگی دبی زیرحوضهها بی‌تأثیر نیست.
ذات داده‌های هیدرولوژی و اثرپذیری سیستماتیک از عوامل لیتوسفریک و اقلیمی زمین است؛ به‌گونه‌ای که به هیچ‌وجه نمی‌توان به‌طور قطع، تغییرات آنها را به‌صورت حوضهای و به‌خصوص در حوضههای کارستی با شرایط اقلیمی و ژئومورفولوژی سطحی زمین در ارتباط دانست. چنین رهیافتی ناشی از ویژگی سیستم‌هایی است که کارکرد اجزا آنها پدیدار‌شدن رفتاری است که براساس بردارهای مختلف اجزا نمی‌توان تبیین و ارزیابی کرد (Stacey et al., 2000/1391, p. 9). جریان آب در سازندهای آهکی به‌مثابۀ سیستم‌های بازی است که با فرض شناخت عملکرد عملکرد اجزاء نمی‌توان کارکرد کل آن را ارزیابی کرد. سیستم باز سیستمی است که اتفاقاتی را که درونش رخ می‌دهد بتواند دوباره تبدیل به ورودی کند؛ البته می‌توان برای تشریح چنین سیستم‌هایی از سیستم پیوسته و گسسته نیز استفاده کرد. در سیستم‌های گسسته نیز همچون سیستم‌های باز اتفاقاتی در درون سیستم رخ می‌دهد که پیش‌بینی عملکرد سیستم را براساس عملکرد اجزا نا‌ممکن می‌کند. در بررسی تغییرات دبی زیرحوضههای مختلف زاگرس به این جمع‌بندی می‌توان دست یافت که کارست و مورفوتکتونی همانند تیغۀ دولبه‌ای عمل کرده‌اند که گاه منجر به افزایش خروجی آب شدهاند و حوضه را قادر به دریافت آب‌های حوضههای مجاور بر اثر عملکرد کارست پنهان کرده‌اند و گاه دبی خروجی را با‌توجه به شرایط بارش، دبی و وسعت حوضههای بالادست کاهش داده‌اند. سه عامل کارست، گسل و ارتفاع زیاد حوضهها را از‌جمله عواملی می‌توان در‌نظر گرفت که در افزایش یا کاهش دبی حوضههای مطالعه‌شده در زاگرس اثر گذاشته‌اند. ارتفاع با تأثیر‌گذاری بر دما و نوع بارش حوضه می‌تواند از طرفی، در شرایط انحلال و کارست حوضه و از طرف دیگر، در زمان پاسخ حوضه به بارش نیز اثر بگذارد و زمان پاسخ حوضه را در‌مقابل بارش دریافتی به تأخیر اندازد. ارتفاع در واکنش حوضه به بارش نیز مؤثر است؛ بهطوری که با اثرگذاری بر وضعیت ذوب ریزش‌های جامد یا طولانی‌تر‌کردن مدت ذوب آنها، شرایط نفوذ آب به درون خاک را فراهم می‌کند و یا در‌مواقع ذوب سریع نزولات جامد بر اثر افزایش ناگهانی دما، شرایط سیلابی را در حوضه فراهم می‌کند و درمجموع، دبی خروجی را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد.
نتیجه‌گیری
نتایج برآورد دبی خروجی حوضههای وسیع سیمره، کارون، قره آغاج، دز و گیلوان نشان می‌دهد که با جریان‌های ناودیسی و فرودهای ناشی از تنگ‌ها در حوضههای سیمره، کارون، قره آقاج، دز و گیلوان درمجموع 110695 میلیارد متر مکعب آب به حوضۀ خلیج‌فارس منتقل میشود. مقدار خروجی آب از هر حوضه با وسعت حوضه همبستگی کاملی ندارد. از بین حوضههای مختلف بررسی‌شده در این پژوهش بیشترین آب با دو زیرحوضۀ سرتنگ دولاب و تنگ دز به حوضۀ خلیج‌فارس منتقل میشود (146433 میلیون متر مکعب). با‌توجه به مرتفع‌بودن آبخیز اصلی این حوضهها (ارتفاع خط‌الرأس این حوضهها در بیشتر منطقه‌ها بیشتر از 3000 متر است) می‌توان چنین نتیجه گرفت که فرودهای عمیق چین‌خوردگی‌ها به‌همراه گسل‌ها و انحلال توده‌های آهکی شرایط انتقال آب را از حوضههای داخلی به حوضۀ خلیج‌فارس فراهم کرده‌اند. گسترش زیاد سازندهای کربناته و پتانسیل آبدهی آبخوان‌های کارستی نواحی مرتفع در افزایش آب چشمه‌های کارستی، جریان‌های زیرزمینی، رواناب و حجم دبی خروجی این حوضهها نقش مهمی داشته است. سازندهای آهکی و کارستی در دامنۀ شرقی تراست اصلی زاگرس نسبت به دامنۀ غربی گسترش بیشتری دارند. علاوه بر آن، تراکم گسل‌ها و شکستگی‌ها نیز در دامنۀ شرقی تراست بیشتر از دامنۀ غربی است که این خود باعث ایجاد درز و شکاف و گسترش کارست در سازندهای آهکی شده است. به همین علت، مظهر چشمه‌ها با منشأ کارستی بیشتر در دامنههای شرق تراست اصلی زاگرس قرار دارد. در بین پنج زیرحوضۀ مطالعه‌شده زیرحوضههایی با دبی کم در شرق تراست اصلی زاگرس و زیرحوضههایی با دبی زیاد در غرب تراست اصلی زاگرس قرار دارد. با مقایسۀ مجموع دبی زیرحوضههای موجود در هر حوضه با دبی خروجی از حوضۀ اصلی، حوضههای اصلی را می‌توان در دو گروه تقویت‌کننده (دز و تنگ دولاب) و تحلیل برندۀ دبی خروجی (تنگ گیلوان، پل دختر و قره آقاج) تقسیم کرد. بررسی فرم حوضه و موقعیت قرارگیری حوضههای تقویت‌کننده در‌مقایسه با حوضههای تحلیل برنده دال بر این است که حوضههای تقویت‌کننده کشیدگی بیشتری در امتداد چین‌خوردگی‌های زاگرس دارند و تراست اصلی زاگرس نیز به‌طور تقریبی، از وسط آنها می‌گذرد. در‌صورتی که شکل حوضههای تحلیل برنده نزدیک به مربع باشد، تراست اصلی زاگرس از شرق و از قسمت سرچشمۀ آنها می‌گذرد. نکته دیگر اینکه بین مقدار دبی خروجی از حوضههای تحلیل برنده با جمع دبی برآوردی زیرحوضهها تفاوت چندانی وجود ندارد (بیشترین تفاوت دبی برآوردی در حوضۀ پل دختر 28/1 برابر دبی خروجی از حوضه است). این در‌حالی است که این تفاوت در حوضههای تقویت‌کننده بسیار چشمگیر است (دبی خروجی از تنگ دولاب 83 برابر مجموع دبی خروجی از زیرحوضه‌هاست) که علت تفاوت در دبی آنها را می‌توان در چند ویژگی زاگرس ردیابی کرد: 1) شیب دامنههای زاگرس؛ 2) موقعیت دامنه‌ها نسبت به جریان‌های ورودی؛ 3) کارست و گسل‌خوردگی. بنابراین چنین می‌توان نتیجه گرفت که حوضههای واقع در دامنههای غربی زاگرس با شیب بیشتر و ارتفاع کمتر باوجود دریافت بارش بیشتر به‌دلیل سطح کمتر دریافت‌کنندۀ بارش (به‌دلیل شیب زیاد) زمان پاسخ حوضه به بارش بسیار کوتاه‌تر از حوضههای است که در شرق تراست اصلی زاگرس واقع شدهاند. بارش دریافتی زیرحوضههای غرب تراست اصلی زاگرس به‌سرعت در خط‌القعرها متمرکز و سپس با دبی‌های لحظه‌ای از حوضه خارج میشود. به‌علت زیاد‌بودن ارتفاع در زیرحوضههای شرق تراست زاگرس و شیب ملایم‌تر آنها نسبت به حوضههای واقع در غرب آن و موقعیت بادپناهی، هرچند بارش کمتری دریافت میکنند، سطح دریافت‌کنندۀ بارش وسیع‌تری دارند و نیز به‌علت زیاد‌بودن ارتفاع، بیشتر بارش را به‌صورت جامد نیز دریافت میکنند. در‌طول سال با ذوب برف امکان نفوذ بیشتر آب به درون زمین فراهم میشود که این خود به تداوم دبی رودها کمک می‌کند. دبی‌های شرق تراست اصلی زاگرس هرچند نسبت به دبی حوضههای غربی آن حجم کمتری دارند، ماندگاری بیشتری دارند. همچنین، به‌دلیل قرار‌گرفتن ارتفاعاتی همچون اشترانکوه، زردکوه و دنا با ذخایر برفی فراوان، منابع آبی شهرهایی مثل یاسوج، شهرکرد بخش غربی استان فارس و لرستان (این شهرها بر‌روی بیشترین تراکم سازندهای کارستی، گسل‌خوردگی و چشمه‌های کارستی واقع شده است) تأمین میشود.
)