نوع کارست و مسئله آب بندی سد میرزای شیرازی(کوار)

دسته آب شناسی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری سومین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران
نویسنده محمد حسین قبادی-لطف الله ملک زاده
تاريخ برگزاری ۱۹ شهریور ۱۳۸۴
متن اصلی:
     زمین شناسی
در محدوده طرح احداث سد میرزای شیرازی (کوار) که در منطقه زاگرس چین خورده قرار دارد تنها توده سنگهای مربوط به ترشیاری شامل سازندهای رازک و آسماری – جهرم رخنمون دارند. بخش وسیعی از مخزن و نیز قسمتهای زیادی از تکیه گاهها در محل محور توسط نهشته های کواترنر پوشیده شده است. ساختار اصلی جایگاه سد کوار را ناودیسی نامتقارن با روند شمال غرب – جنوب شرق تشکیل می دهد. عملکرد نیروهای تکتونیکی در محدوده طرح با چین خوردگی شدید یالهای ناودیس، تشکیل گسل و برگشتگی لایه ها همراه بوده است. بر اساس نتایج حاصل از حفاری در عمق کم نیز شیب لایه ها قائم تا برگشته می باشد. فشارهای وارده به یالهای ناودیس منجر به تشکیل گسلهای متعددی شده که آثار آنها در رخنمونها بصورت آینه های گسلی، خش لغزش، خردشدگی و برشی بودن لایه ها دیده می شود. گسلها عمدتا از نوع فشاری هستند. طول قابل تشخیص گسلهای اصلی منطقه که راستای شمال غربی – جنوب شرقی و یا تقریبا شمالی – جنوبی دارند بین 3 تا 25 کیلومتر است. بر اساس بررسیهای انجام شده گسلهای مذکور فعال نیستند. چین خوردگی شدید و رخداد گسلهای مختلف درناحیه باعث خرد شدگی و دگر شکلی در جایگاه سد شده است. این خردشدگی معمولا تا عمق 50 متری دیده می شود و در عمقهای بیشتر از شدت آن کاسته می شود. کم بودن فاصله درزه ها و خردشدگی سنگها باعث بالا رفتن نفوذپذیری سنگ بویژه در بخشهای آهکی گردیده است. سیستم ناپیوستگی غالب در رخنمونهای سنگی امتداد شمال شرقی – جنوب غربی دارد که میانگین شیب آن 66 درجه بطرف جنوب شرق است. سطوح درزه ها صاف تا ناهموار و مواد پرکننده عمدتا رس میباشد. متوسط طول درزه ها بین 2 تا 4 متر، متوسط فاصله درزه ها بین 2/0 تا 3/0 متر و اندازه دهانه درزه ها از 2 تا 6 میلیمتر تغییر می کند.
هیدروژئولوژی
مخزن سد کوار ناودیسی است با محور شمال غرب – جنوب شرق که قشر غیر قابل نفوذ آنرا سازند شیلی – مارنی پابده تشکیل می دهد. با توجه به حضور سازند رازک و اینکه نفوذپذیری سازند مذکور در اعماق بیش از 80 متر کاهش پیدا می کند افت شدید سطح آب زیرزمینی که توام با گرادیان هیدرولیکی قائم است در محل گزارش نشده است.
جهت عمومی جریان آب زیرزمینی منطبق بر راستای سیستمهای شکستگی و گسلهایی است که امتداد شمال غرب – جنوب شرق دارند و گسلهای عمود بر این روند در بعضی قسمتها بصورت سد زیر زمینی عمل می کنند. اندازه گیری سطح ایستایی در گمانه ها و ردیابی های انجام شده وضعیت آب زیرزمینی در ناحیه طرح را بصورت زیر متمایز ساخته است:
1- در کرانه راست یک جریان آب زیرزمینی با شیب ملایم از شمال غرب به طرف جنوب شرق و به موازات رودخانه حرکت میکند. این جریان در محل یک سد زیرزمینی (گسلی عمود بر دره کوار) با سفره دیگری ادغام شده و بخشی از آن بصورت چند چشمه تخلیه و به رودخانه وارد میشود. بخش دیگر این آب با سر ریز کردن از سد زیرزمینی وارد سنگ آهکهای آسماری شد ه ( تاقدیس سفیدار) و به دلیل خردشدگی و وجود کارستی در تراز پایین تر از سطح آب رودخانه به حرکت خود ادامه می دهد. در بالا دست محل سد آب رودخانه وارد سفره آب زیرزمینی می شود و با آن مخلوط می گردد و در پائین دست محل سد دوباره سفره آب زیرزمینی بتدریج بالا می آید تا در 5/1 کیلومتری پائین دست محل سد در تراز بالای سطح آب رودخانه قرار می گیرد و در آنجا بخشی از آن بصورت سه چشمه به بیرون راه پیدا می کند. باقیمانده آب زیرزمینی برای اساس نتایج ردیابی به حرکت خود به سمت پائین دست ادامه میدهد.
2- در کرانه چپ در اکثر محلها سطح آب زیرزمینی پائین تر از رودخانه قرار دارد و رودخانه تغذیه کننده آب زیرزمینی است اما در بعضی قسمتها بعلت ورود یک جریان آب زیرزمینی از ادامه جنوبی تاقدیس سبزپوشان و اشباع شدن نهشته های دامنه ای سطح آب زیرزمینی بالاتر از رودخانه میباشد.
3- بین سازند آسماری در تکیه گاههای راست و چپ ارتباط هیدرولیکی وجود دارد. سطح آب در این سازند و در هر دو تکیه گاه در تراز یکسان و پائین تر از سطح آب رودخانه است. بین آب زیرزمینی در سازند آسماری و آب زیرزمینی در سازند رازک در تکیه چپ ارتباط وجود ندارد و سطح آب در سازند اخیر بالاتر از سطح آب رودخانه است.
نوع کارست
در کلیه گمانه هایی که در تکیه گاه راست حفاری شده است سطح آب زیرزمینی حدود 15 متر پائین تر از سطح آب رودخانه قرار دارد. با توجه به نتایج حاصل از اندازه گیرهای تراز آب زیر زمینی، رودخانه قره آغاج آب زیرزمینی را تغذیه می کند و سطح آب زیرزمینی در عمق کمی نسبت به تراز آب رودخانه قرار دارد. نتایج حاصل از بررسیهای ژئوفیزیکی و حفاریهای اکتشافی افزایش کارستی شدن را نسبت به عمق نشان نمی دهند بنابراین می توان دره کارستی کوار را از نوع تراوش بیرونی (Outward seepaging) محسوب نمود که نوع کارست آن با توجه به ساختمان زمین شناسی ژئوسنکلینالی می باشد(2). در چنین شرایطی و با توجه به دلایل زیر زون کارستی شده عمق زیادی ندارد:
1- حضور سازند رازک که با وجود تشکیل دریاچه طبیعی کوار به صورت پوششی با نفوذ پذیری کم ( در محلهای کمتر خرد شده ) عمل نموده است.
2- نتایج حاصل از حفاریهای اکتشافی که در اعماق 60 و 65 متری در تکیه گاه راست حفراتی را به قطر حدود 5/1 متر نشان داده و در عمقهای بیشتر ( حداکثر عمق حفاری 120 متر بوده است) پدیده کارستی مهمی گزارش نشده است.
3- افت شدید سطح آب زیرزمینی از ابتدای مخزن تا محل محور سد مشاهده نشده است.
4- به استثنای تعدادی حفرات سطحی و عمقی سایر پدیده های مورفولوژیکی کارست از قبیل فرو چاله ها و … در محدوده طرح مشاهده نگردیده است.
روش آب بندی
بر اساس ویژگیهای زمین شناسی و هیدروژئولوژیکی، بررسیهای ژئوفیزیکی و نتایج حاصل از حفاریهای اکتشافی همراه با تجزیه و تحلیل اطلاعات بدست آمده از آزمایشات نفوذپذیری و ردیابی، سازند آسماری در سرتاسر ناحیه طرح کارستی شده و دارای نفوذ پذیری بالائی است. سازند رازک در بخش بالائی مخزن بطور کلی دارای نفوذپذیری پائین و در بخش پائینی بعلت تحمل تنشهای تکتونیکی خرد شده و دارای نفوذپذیری متوسط تا بالاست و در بسیاری از گمانه ها با ضخامتهای قابل توجهی از گچ همراه است. در سرتاسر ناحیه طرح نفوذ پذیری آبرفتهای رودخانه ای بالا و نفوذپذیری رسوبات دریاچه ای پائین است.
با توجه به قرارگیری سازند شیلی – مارنی پابده در عمق زیاد اتصال پرده تزریق به سنگ ناتراوا توجیه اقتصادی ندارد. نظر به زهکشی آب رودخانه از تکیه گاه راست، وجود ارتباط هیدرولیکی بین سازند آسماری در هر دو جناج و زیر سازند رازک، احتمال وجود پدیده های انحلالی در اعماقی بیشتر از حفاریهای انجام شده و برای افزایش ایمنی سازه، آب بندی پی سد و مخزن از طریق جدا کردن آب دریاچه از بستر نفوذ پذیری بوسیله کف پوش سیلتی – رسی و شاتکریت صورت می گیرد. یک پرده تزریق با طول محدود و عمق متوسط و نیز یک دیوار آب بند در زیر تکیه گاه رویه بتنی بعنوان آب بندهای حمایتی (فرعی) اجرا می شود. یک ذخیره گچ در بالا دست دیوار آب بند در سازند رازک با هدف اشباع نمودن آب نشتی قبل از عبور از پی ایجاد می شود تا از تسریع در انحلال گچ موجود در سازند رازک جلوگیری بعمل آید(4).

کلید واژه ها: کارست آب شناسی سایر موارد