تحصيلات تکميلي

تاريخ دفاع : 8/3/80

رشته و گرايش : جغرافياي طبيعي-ژئومورفولوژي

استاد مشاور : دکتر ايران غازي-دکتر احمد افراسيابيان

نام و نام خانوادگي : محمدعلي زنگنه اسدي

دانشكده : ادبيات و علوم انساني

استاد راهنما : دکتر حسنعلي غيور-دکتر محمدحسين رامشت-دکتر سعدالله ولايتي

تحليل سيماي مورفولوژيكي-هيدرولوژيكي فرسايش كارستي و اهميت آن در مديريت محيط

( مطالعه موردي : حوضة آبي اخلمد در دامنه شمالي كوههاي بينالود )

چكيده

حوضة آبي اخلمد يكي از زير حوضه‏هاي كشف رود در حوضة آبي قره قوم است . اين حوضه آبي با مساحتي معادل 130 كيلومتر مربع در بين عرضهاي جغرافيايي 36 درجه و 30 دقيقه و 45 ثانيه تا 36 درجه و 39 دقيقه و 37 ثانيه نيمكردة شمالي و طولهاي جغرافيايي 58 درجه و 51 دقيقه و 24 ثانيه تا 59 درجه و 2 دقيقه و 25 ثانيه نيمكره شرقي ،‌ در شمال شرق ايران و شمال استان خراسان واقع شده است . اين منطقه كه از نظر سياسي قسمتي از دهستان چناران در بخش مركزي شهرستان چناران در استان خراسان است ، از شمال تا دشت چناران – مشهد و درة كشف رود ،‌ از جنوب و مشرق به حوضة آبي فريزي و از مغرب به حوضة آبي بازه سرحصار به عنوان زير حوضه‏هاي كشف رود محدود شده است.

مطابق بررسيهاي انجام شده ، منطقه مورد مطالعه از سازندهاي دومين دورة مزوزوئيك ( ژوراسيك) پوشيده شده است كه از نظر سنگ شناسي ، از نوع سنگ آهك نخودي روشن توده‏اي و مطبق و سنگ آهك مارني خاكستري روشن هستند . مكانيسم پيدايش اين سازندها به اين ترتيب است كه با پيشروي دريا در ژوراسيك مياني ( دوگر) ، رسوبات كربناته نسبتاً عميق دريايي به تدريج بر روي رسوبات ژوراسيك تحتاني ( لياس) قرار مي‏گيرند.

بررسي ليتولوژي و زيستي سنگهاي ژوراسيك در حوضه آبي اخلمد و ارتفاعات بينالود نشانگر آن است كه اين سنگها در طي دو چرخه رسوبي جداگانه تشكيل شده‏اند . سنگهاي اولين چرخه بيشتر آواري بوده و مصرف حوضه‏هاي مردابي ـ رودخانه‏اي است . در طي دومين چرخه رسوبي بيشتر سنگهاي مارني ـ آهكي دريايي تشكيل شده است . مرز بين دو چرخه مورد نظر منطبق با لياس پاياني است كه در منطقه تحت مطالعه با يك رويداد زمين ساختي انطباق دارد . اولين چرخة رسوبي ژوراسيك ادامه رسوبگذاري ترياس بالايي است كه در حوضة آبي اخلمد برونزد ندارد و سنگ كف ( زير چينه) حوضه مورد مطالعه را ، با ضخامت بالغ بر 1000 متر ، تحت عنوان سازند مشهد يا كشف رود ( معادل شمشك) ؛ تشكيل داده است . اين سنگ كف به عنوان لايه سد كننده آب زير زمين در منطقه محسوب مي‏گردد . چون از تشكيلات دگرگوني و نيز شيست ، شيل و فيليت تشكيل يافته‏اند كه مانع انتقال مخازن آب زير زميني به سطوح تحتاني مي‏شوند.

از اواخر ژوراسيك زيرين ، پس از يك انقطاع كوتاه در رسوبگذاري و فاز فرسايش اندك ؛ دومين چرخه رسوبي ژوراسيك كه دريايي است ، آغاز مي‏شود و تا پايان اين دوره ادامه مي‏يابد . رسوبات دريايي ژوراسيك مياني – بالايي در منطقه تحت بررسي مارن و آهك (‌سازند دليچاي و سازندلار) است . ضخامت اين رسوبات در حوضه آبي مورد مطالعه بالغ بر 1000 متر است . سازندهاي آهكي خالص و مطبق و توده‏اي ( سازندلار) به دليل عدم وجود ناخالصي و كانيهاي غير قابل حل به عنوان سازندهاي كارستي شونده محسوب مي‏گردند كه بر فراز سنگهاي آهكي مارني ( سازند دليجاي) استقرار يافته‏اند و مساحتي حدود 95 درصد از سطح حوضه آبي اخلمد را در بر مي‏گيرند .در مقابل ، سازندهاي غير قابل كارستي شدن كه حدود 5 درصد از سطح حوضه مورد مطالعه را اشغال مي‏كنند به دليل وجود مارن در سنگ آهك مانع نفوذ و در نتيجه انحلال سنگ آهك مي‏گردند و به عنوان يك لايه سد كننده اوليه آب براي سازند فوقاني محسوب مي‏گردند.

در ژوراسيك فوقاني ( مالم) با رخداد كوهزايي سيمرين پسين ، درياي ژوراسيك ابتدا به حوضه رسوبي كم عمق و بالاخره با عقب نشيني كامل دريا ،‌ منطقه مورد تحقيق به خشكي تبديل شده است . جنبش‏هاي سيمرين پسين با بالا آمدگي زمين ، چين خوردگي ، گسل خوردگي و تجديد فعاليت گسلهاي عمده قديمي همراه بوده است . متعاقب ژئومرفولوژيك ديگري ،‌ از قبيل ميكرو گسله‏ها ، شكستگي‏ها و گسيختگي‏هاي فراوان ، هورست‏ها ، گرابن‏ها ، دره‏ها و پرتگاههاي ساختماني وغيره را به دنبال داشته است.

با حاكميت نسبي دورة‌ آرامش ، يك فاز شديد فرسايشي بر منطقه حاكم مي‏گردد . به گونه‏اي كه در اثناي دوره‏هاي يخچالي پليستوسن حوضه آبي آخلمد عمدتاً تحت تأثير سيستم فرسايش پريگلسير قرار داشته است و در سطوح پائين‏تر از خط تراز 1900 متري ، سيستم فرسايش روان آنها تسلط داشته است . توده‏هاي گلي مملو از سنگريزه‏هاي مختلف ، اشكال و پديده‏هاي مختلف كارستي ، اشكال كاوشي وتراكمي آبهاي جاري مانند دره‏هاي عميق فرسايشي ، پادگانه‏هاي آبرفتي و مخروط افكنه‏ها از مواريث اقليمي اين دوره‏ها به شمار مي‏آيند . در عوض ،‌ در دوره‏هاي بين يخچالي پليستوسن ، شرايط حاكم بر اين منطقه كم و بيش مشابه شرايط كنوني و متأثر از فرسايش باراني و روان آبها بوده است.

در هولوسن ( عصر حاضر) ،‌ ويژگيهاي مورفوژنتيك منطقه از پريگلسير به نيمه خشك تغيير نمود . آب و هواي ناحيه ،‌ كوهستاني نيمه خشك ، تا نيمه مرطوب با زمستانهاي سرد و تابستانهاي تقريباً خنك مي‏باشد . متوسط دماي ساليانه منطقه ، 8/10 درجه سانتيگراد ،‌ متوسط ژانويه ( سردترين ماه سال) 1/1- درجه سانتيگراد و متوسط دماي ژوئيه ( گرم‏ترين ماه سال) 8/22 درجه سانتيگراد است . ميانگين بارش سالانه براي حوضه آبي اخلمد 386 ميلي‏متر برآورد شده است . در فرسايش كارستي شاخص‏هاي مركزي و ميانگين داده‏هاي عناصر اقليمي ، از اهميت بيشتري نسبت به شاخص‏هاي پراكندگي عناصر اقليمي برخورد دارند.

در عصر حاضر ،‌ هوازدگي فيزيکي از مهمترين فرايندهاي آغازين ژئومرفولوژي منطقه محسوب مي‏گردد كه همراه با ساير فرايندهاي شكل زا ، از قبيل آبهاي جاري و آبهاي نفوذي نقش اساسي را در تغييرات سيماي ژئومرفولوژيكي محيط ، به عهده دارند . از اين رو روان آبها در سطح حوضه آبي اخلمد ، قادر به ايجاد پنج حوضه توپوگرافي بزرگ و كوچك مستقل گشته‏اند به عبارت دقيق‏تر ، روان‏آبها 129 دره و آبراهه به طول 65/195 كيلومتر را در وسعت 130 كيلومتر مربع حفر نموده‏اند ،‌ كه گوياي يك تراكم زهكشي بسيار كم ( 5/1 كيلومتر در كيلومتر مربع ) ، بافت و چهرة‌ كاملاً خشن ناهمواري و مرحله بلوغ – تعادل از نظر فرسايش حوضه است.

آبهاي نفوذي در سطح حوضة آبي اخلمد نيز متأثر از درز و شكاف‏هاي تكتونيكي و شرايط خاصي ليتولوژي سازندهاي منطقه است كه اشكال و فرآيندهاي خاصي را پديد آورده‏اند . مهمترين اين فرايندها عبارتند از :

1-فرايند كار ستيفيكاسيون ( كارستي شدن)

2-فرآيندها و تحولات دامنه‏اي از قبيل لغزش و ريزش

3-سوفوژن ( آب بردگي با زهكشي عمقي مواد ريزدانه)

تغيير حالت فيزيكي آب در نتيجه نوسانات درجه حرارت و انرژي گرمايي ، منجر به پيدايش فرايندها و پديده‏هاي ژئومرفولوژيكي – هيدرولوژيكي خاصي نظير كريوكلاستي ، هيدروكلاستي ، باروكلاستي ( پيدايش اشكال بلوكي ماكروژلي فركسيون آهكي) ،‌ انحلال ناشي از بخار آب و رطوبت هوا ( تشكيل حفره‏هاي سطحي كارست و تافوني‏ها) . تجزيه شيميايي ناشي از رطوبت هوا به صورت كربناتاسيون و پيدايش گل سنگ بر سطح سنگها ( توليد رسوبات ريزدانه) و اكسيداسيون ( پيدايش ورني و زنگار بر سطح سنگها) و امثال آن شده است.

عوامل عمده مؤثر در توسعه اشكال كارست در منطقه اخلمد را مي‏توان به دو گروه اصلي زير تقسيم‏بندي نمود :

1-عوامل داخلي

2-عوامل خارجي

در زمره مهمترين عوامل داخلي ،‌ ساختار زمين شناسي ،‌ اعم از ساختمان و تكتونيك شكننده و ليتولوژي عمومي يا شرايط سنگ شناسي است . مؤثرترين عوامل خارجي اقليم ، پوشش گياهي ، ارتفاع ، عرض جغرافيايي و زمان است . پيدايش و توسعه پديده‏هاي كارست با درجه تكنونيزه شدن ، ميزان خلوص ضخامت سنگ آهك ، برودت هوا و آب ، رطوبت و ميزان ريزشهاي جوي ، تراكم پوشش گياهي ،‌ ميزان ارتفاع ، عرض جغرافيايي و طول زمان در منطقه مورد مطالعه رابطه مستقيم دارد ، اگر چه تغييرات عرض جغرافيايي در حوضة آبي اخلمد محسوس نيست و يك متر تغييرات ارتفاعي برابر هزار متر حركت روي نصف‏النهار به سمت عرضهاي بالاتر جغرافيايي در توسعه اشكال كارست مؤثر است.

سرانجام خاطر نشان مي‏سازيم كه سيماي مورفولوژيكي – هيدرولوژيكي و پديده‏هاي حاصله از فرسايش كارستي در حوضه آبي اخلمد ، ضمن اينكه يك سري محدوديتها و تنگناهاي فيزيكي را براي روستاها ،‌ روستائيان و فعاليتهاي اقتصادي و اجتماعي آنها فراهم آورده‏اند ، در كاهش ضريب اطمينان و كارايي تأسيسات زيربنايي و روبنايي مؤثر هستند . با وجود اين ، توسعه سيماي مورفولوژيكي – هيدرولوژيكي حاصله از فرسايش كارستي داراي قابليت‏ها ، توانمنديهاي طبيعي توسعه و پتانسيلفهاي بسياري ، نظير تأمين ذخايز آبي ، انرژي هيدروالكتريسته ،‌ تدارك مصالح ساختماني ،‌ تفريحات سالم و جغرافياي گذران اوقات فراغت از قبيل ورزش‏هاي زمستاني ( پيست اسكي) ورزش‏هاي كوهســــتاني ( كوهنوردي ، غار نوردي ، صخره نوردي و سنگ نوردي) و بالاخره جاذبه‏هاي توريستي و صنعت گردشگري هستند ؛ كه مديران ، برنامه‏ريزان و سياستگزاران محيطي بايد به آن توجه خاص داشته باشند و با مد نظر قرار دادن تعادل زيست محيطي ، براي نيل به توسعه پايدار ، تلاش كنند . از بافته‏هاي شاخص در تحقيق مي‏توان به تحليل آماري متغيرهاي عمدة مؤثر در توسعة پديده‏هاي كارست و فرسايش كارستي اشاره كرد كه بر مبناي آن فرمول ( 6-1) و نيز مدل پديده‏هاي كارست ( شكل 6-1) طراحي گرديده است.