مطالعه تاثیر گنبد نمکی کرسیا داراب بر منابع آبی مجاور |
امروزه استفاده از آبهای زیرزمینی در نقاط مختلف دنیا به خصوص در کشور ما به دلیل کم بودن ذخائر سطحی توسعهی زیادی یافتهاست و برای مصارف مختلف کشاورزی، صنعتی، شرب و غیره مورد استفاده قرار میگیرد، به همین دلیل لازم است که منابع آب زیرزمینی در هر ناحیه به دقت مورد مطالعه و بررسی کمی و کیفی قرارگیرند تا بتوان از آنها استفادهی بهینه را به عمل آورد (سنگدهی و همکاران 1387) عواملی چون بهره برداری نادرست از منابع آب ز یرزمینی ، وجودعوامل طبیعی همچون گنبدهای نمکی و سازندهای زمین شناسی آلاینده، هم گاها موجب کاهش کیفیت آب چاهها وسفرههای زیرزمینی میشوند(زمردیان،1383) گنبدهای نمکی میتوانند به صورتهای مختلف منابع آب سطحی و زیرزمینی راآلوده نمایند .آلوده کنندگی گنبدهای نمکی درحد حجمها و دبیهای بسیار زیاد میباشد. در مناطق خشک و نیمه خشکی مانند ایران که منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار هستند بررسی شدت و نحوه آلودگی توسط گنبدهای نمکی کمک زیادی در مدیریت کیفی این منابع خواهد نمود. نظر بهاینکه تعداد گنبدهای نمکی در ایران زیاد است، ارائه راهکار مناسب برای تعیین مقادیر و نحوه آلودگی منابع آب توسط گنبدهای نمکی راهکارهای مناسبی را برای سایر نقاط ارائه خواهد داد. احمدزاده و همکاران 115 گنبد نمکی را در جنوب ایران نام بردهاند که 101 گنبد محدوده بین بندرعباس- سروستان و 14 گنبد در جنوب کازرون قرار دارند. با توجه به نوپا بودن مطالعات صورت گرفته در زمینه گنبدهای نمکی در ایران بسیاری از مطالعات اولیه توسط زمین شناسان غیر ایرانی و در زمینه تکتونیک نمک انجام پذیرفتهاست و پس از آن با گسترش مطالعات صورت گرفته، بررسیهای مربوط به هیدروژئولوژی گنبدهای نمکی نیز آغاز گردید.
1-1- سنگ نمک
سنگ نمک یا هالیت با ترکیب NaCl در زیر سطح به شکل لایه ای (salt bed) و بر روی زمین به شکل dome، sill، dike و دیاپیر (diapir) وجود دارد. بسته به تاریخ رسوبگذاری،نهشتههای هالیت ممکن است با دیگر نمکهای کلریدی همچون کارنالیت (KMgCl3,6H2O) یا سیلویت (KCl)، سولفاتهاهمچون پولی هالیت (K2Ca2Mg[SO4]4H2O)،انیدریت (CaSO4)،ژیپس (CaSO4,2H2O) یا باکربناتها همچون دولومیت (CaMg(CO3)2) یا کلسیت(CaCO3) همراه باشند. از مهمترین خواص نمک میتوان به چگالی کم آن که برابر با kg/m3 165/2 می باشد و انحلال پذیری بالای آن که برابر با g/l360 می باشد نام برد. نمک در اعماق زیاد نفوذ ناپذیر می باشد. از دیگر خواص مهم نمک شکل پذیری آن است که به صورت Halokinesis، plastic creepin و deformation under pressure تغییر شکل میدهد.
1 – 2 – انحلال نمک
در بسیاری از حوضههای رسوبی در جهان لایههای ضخیمی از سنگ نمک وجود دارد و در بعضی موارد، نمک تغییر شکل داده و به صورت دیاپیرهای نمکی و یا گنبدهای نمکی رخنمون دارند. نمک با توجه به حلالیت سادهی آن تحت تاثیر بارش های جوی قرار گرفته و به راحتی انحلال مییابد. اما در بعضی موارد با وجود قابلیت حلالیت زیاد، این نهشته ها برای چندین هزار سال پایدار بوده و ممکن است یا انحلالی در آنها رخ نداده و یا این که پیشرفت انحلال بسیار کند بوده باشد، که این امر بیانگر عدم تماس آنها با چرخهی آبهای شیرین میباشد. لایههای نمک ممکن است در بین سیستمهای جریان آب زیرزمینی ناحیهای یا محلی قرار گرفته و دائما از قسمتهای بالایی و حواشی در حال حل شدن بوده و باعث شوری آبهای زیرزمینی گردند. برای مثال در مناطق تگزاس و نیومکزیکو بییش از 200 متر نمک به وسیلهی آبهای زیرزمینی انحلال یافتهاند.
جانسون و همکارانش (1977) به اختصار عوامل موثر در انحلال نمک را شرح دادهاند:
1– غیر اشباع بودن آب نسبت به نمک
2– وجود نهشتهی نمکی و آب کافی
3– امکان حرکت آب در داخل یا بر روی نهشتههای نمکی و امکان خروج آب
4- انرژی (مانند بار هیدرواستاتیکی) که باعث جریان آب در سیستم گردد.
با وجود این شرایط، آبهای جوی به داخل زمین نفوذ کرده و انحلال نمک در زیر سطح اتفاق میافتد و آب راه خود را به نواحی با ارتفاع کمتر ادامه میدهد. تخلیهی چشمههای شور حاصل از انحلال نمک و تبخیر آبهای شور در سطح زمین میتواند باعث تولید و توسعهی پهنههای نمکی گردد. چنین پهنههای نمکی در دشت رولینگ (Rolling) در شمال تگزاس و جنوب غرب اکلاهاما به وسیله یوارد (1961) و ریشتر و کیلر (1986)، Ward,1961 و Richter and Kreitler,1986 توصیف شدهاند. آبهای شور تخلیه شده در این نواحی از چند هزار میلیگرم بر لیتر تا 150000 میلی گرم بر لیتر کلر را در خود حل کرده که کیفیت آب-های سطحی را تا صدها مایل پایین تر تحت تاثیر قرار میدهند (Richter,1993).
1 – 3 – حلالیت هالیت
قابلیت حلالیت مولی هالیت در 25 درجه سانتی گراد بسیار زیاد است به طوری که ثابت حلالیت آن طبق معادله 1 -1 برابر با 38 میباشد.
معادله (1-1) = 38 Ksp = [Na+].[Cl–]
خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir
جدول 1- 1- قابلیت انحلال کانیهایی که به صورت متجانس حل میشوند
(دمای 25 درجه سانتی گراد و فشار کل یک بار)، (Lioyd et al,1985)
از آنجایی که ماکزیمم حد اشباع آب از کلسیت 500 میلی گرم در لیتر میباشد بنابراین میتوان دریافت که انحلال هالیت 720 برابر انحلال کلسیت و 170 برابر ژیپس میباشد که این خود بیانگر سادگی حلالیت هالیت میباشد. حلالیت هالیت با افزایش درجه حرارت زیاد میگردد. شکل 1 افزایش حلالیت هالیت را با افزایش درجه حرارت نشان میدهد.
شکل1 – 1- افزایش حلالیت هالیت با افزایش درجه حرارت بر حسب میلیگرم بر لیتر
و درصد وزنی(شیمی عمومی هیئت مولفان، 1364)
1-4 – شوری و انواع آن
شورابه آبی است که غلظت کلر آن از غلظت متوسط کلر جهانی در آب اقیانوس بیشتر باشد(Hem,1973). شور شدن که با افزایش میزان مواد جامد حل شده (TDS) تعریف میشود، شایعترین نوع آلوده شدن منابع آب است.
افزایش شوری علاوه بر این که باعث بالا رفتن کل مواد شیمیایی آب میشود باعث افزایش غلظت تشکیل دهندههای خاصی نیز میگردد.
1 – 5 – تعیین منابع شوری
همانگونه که بحث شد منابع شوری گوناگونی وجود دارند. برای تشخیص و تفكیك منابع شوری از یكدیگر، از روشهای مختلفی استفاده میگردد كه عمدتاً عبارتند از:
- آنالیز شیمیایی آب
- روشهای ایزوتوپی
برای نیل به این هدف از پارامترهای گوناگونی همچون كاتیونهای اصلی (Na,Mg,Ca) و آنیونهای اصلی (HCO3,SO4,Cl) و عناصر فرعی (K,I,Br,Li) و بعضی ایزوتوپهای محیطی (14C,3H,2H,18O)استفاده میگردد. در سالهای اخیر از این اجزاء شیمیایی و یا نسبتهای آنها جهت تفکیک منابع شوری استفاده شده است. جدول 2 نسبتهای بهكار رفته در تعیین منابع شوری را نشان میدهد.
جدول1-2 – پارامترهای شیمیایی پیشنهاد شده جهت تفکیک منابع شوری (Richter, 1993)
1 – 6- روشهای شیمیایی تعیین انحلال نمک
1 – استفاده از نسبت Na/Cl
شکل1- 2- ترکیب نسبت وزنی سدیم به کلر برای شورابههای میادین نفتی
دایرهها و شورابههای انحلال نمک (مثلث ها)
نسبت وزنی سدیم به کلر حدود 65/0 بیانگر انحلال نمک و کمتر از 6/0 آلودگی بوسیله میادین نفتی را نشان میدهد.
رودخانهی Cimarron (نقاط5 و6) بوسیله انحلال نمک و رودخانهی Little (نقطه4) و رودخانهی آرکانزاس (نقاط7 و8) به وسیله شورابههای میادین نفتی آلوده شدهاند (Leinard and Ward,1962).
2 – استفاده از نسبت (Ca+Mg)/SO4
نهشته های هالیت اغلب همراه با ژیپس و انیدریت میباشند. در شرایطی که انحلال صورت گیرد، کلسیم و منیزیم و سولفات به میزانی حل میگردند که نسبت مجموع کلسیم و منیزیم به سولفات (هر کدام بر حسب مول بر لیتر) برابر با یک میگردد. اگر این نسبت بسیار بزرگتر از یک گردد یعنی مقدار مجموع کلسیم و منیزیم بسیار بیشتر از سولفات باشد، بیانگر آلودگی به وسیلهی میادین نفتی میباشد.
شکل 3 این روابط را به خوبی نشان میدهد. چنانچه مقادیر مجموع کلسیم و منیزیم به سولفات (برحسب مول بر لیتر) در مقابل نسبت سدیم به کلر (برحسب مول بر لیتر) رسم گردد، اب های حاصل از انحلال نمک پراکندگی نداشته و در محل تقاطع نسبت 1:1 قرار میگیرند در صورتی که آبهای حوضهای عمیق به علت کمتر بودن مقدار سولفات پراکندگی را نشان میدهد.
شکل1- 3 – نسبت مولی (Ca+Mg)/SO4 در مقابل Na/Cl در چشمه های شور در دشت Rolling در تگزاس، (Richter and Kreitler,1986)، گروه A بیانگر انحلال هالیت و ژیپس و گروه C شورابههای حوضهای عمیق را نشان میدهد.
3 – استفاده از نسبت سولفات به کلر (SO4/Cl)
Mast (1982) با استفاده از مقادیر سولفات و کلر برحسب میلیگرم بر لیتر منابع مختلف شوری و میزان اختلاط آنها را تشخیص داد. براساس شکل 4 مقادیر سولفات (ppm) در مقابل کلر (ppm) رسم گردیده و براساس اعضای انتهایی همچون آبهای شیرین، شورابههای انحلال نمک و شورابههای میادین نفتی مشخص میگردند. در بین هر دو عضو انتهای خط اختلاط در نظر گرفته میشود.
فرم در حال بارگذاری ...
[شنبه 1400-05-16] [ 05:28:00 ب.ظ ]
|