بررسی هیدروژئوشیمیایی آب دریاچه سد کارده و ارتباط هیدرولیکی آن با منابع زیرزمینی پایین دست سد

چکیده حوضه آبریز سد کارده یکی از مهم ترین حوضه های کارستی کربناته با پتانسیل آبی بالا در استان خراسان رضوی است. این حوضه در 45 کیلومتری شمال شهر مشهد قرار دارد. بررسی پدیده های ژئومورفولوژیک کارست نشان دهنده توسعه پدیده کارست سطحی (کارن های شیاری و چاله های باران) در این حوضه است، در حالیکه پدیده های کارست عمقی به دلیل بارندگی نسبتا پایین (15/340) میلی متر در حوضه و پوشش گیاهی اندک منطقه توسعه چندانی ندارند. بررسی آبخوان کارستی در پایین دست سد کارده و در دره اندرخ با استفاده از ضریب تغییرات سختی کل نمونه های آب و آبدهی سیلابی چشمه اندرخ نشان می دهد که آبخوان کارستی فوق دارای دو سیستم جریان افشان و مجاری است ولی سیستم جریان افشان سیستم غالب در این آبخوان می باشد. در طی مطالعه فوق، پارامترهای هیدروشیمیایی در منابع آب زیرزمینی (کارستی و غیر کارستی) و منابع آب سطحی (اعماق1، 5، 10، 15 و20 متر در دریاچه سد کارده) مورد آنالیز قرار گرفته است. پارامترهای صحرایی دما، هدایت الکتریکی ec)) ، شوری و کل مواد جامد محلول ((tds در صحرا توسط دستگاه orion اندازه گیری و غلظت آنیون ها و کاتیون های اصلی در آزمایشگاه فیزیکوشیمیایی شرکت آب و فاضلاب شهر مشهد و در آزمایشگاه آب منطقه ای خراسان رضوی توسط دستگاه compact ic 761 و bwb xp flame photo meter و غلظت یون نیترات نیز توسط دستگاه 801striorاندازه گیری شده است. مقدار ایزوتوپ های پایدار (18oو (2h نیز در نمونه های آب در آزمایشگاه ایزوتوپ های پایدار دانشگاه اتاوا کانادا ( (g.g. hatch isotopeتوسط دستگاهdelta plus xp isotope ratio mass spectrometer (thermo finigan, germany) اندازه گیری شده است. نمایه اشباع کانی های کربناته و سولفاته در نمونه های مورد مطالعه توسط نرم افزار phreeqc محاسبه شده است. بررسی نتایج حاصل از آنالیز کیفی داده ها توسط روش های آماری و نمودارهای ترکیبی هیدروشیمیایی نشان دهنده این موضوع است که کیفیت منابع مورد مطالعه به طور گسترده وابسته به انحلال واحدهای کربناته سازند مزدوران و سیلیکاته و سولفاته سازند ماسه سنگی شوریجه و رسوبات نئوژن است. بررسی نمایه اشباع کانی های کربناته و سولفاته در منابع مورد مطالعه نشان دهنده اشباع بودن کانی های کربناته کلسیت و دولومیت و تحت اشباع بودن کانی سولفاته ژیپس است. تعیین کانی های کربناته و سیلیکاته انحلال یافته در نمودارهای ترکیبی log(aca2+/a(h+)2)در مقابل log(amg2+/a(h+)2)برای کانی های کربناته و نمودارهای log(aca2+/a(h+)2) و log(amg2+/a(h+)2) در مقابل log (ana+/a(h+)2) برای کانی های سیلیکاته نشان می دهد که کانی های کربناته کلسیت و دولومیت و سیلیکاته کائولونیت، لامونتیت و کلینوکلر بیشترین کانی های انحلال یافته در منابع مورد مطالعه هستند. بررسی کانی های سیلیکاته در دریاچه سد کارده نشان می دهد که در اعماق کم و در نزدیکی سطح آب، کانی سیلیکاته کلینوکلر بیشترین انحلال را دارد، ولی با افزایش عمق میزان انحلال کانی کائولونیت بیشتر می شود. بررسی ارتباط هیدرولیکی بین منابع آب زیرزمینی پایین دست سد کارده و دریاچه سد کارده با استفاده از روش های هیدرودینامیکی، هیدروشیمیایی و ایزوتوپی انجام گرفته است. در روش هیدرودینامیکی، بررسی سری زمانی داده های (آبدهی چشمه کارستی اندرخ، بارندگی و میزان حجم آب دریاچه سد کارده) برای مدت 6 ماه (از دی ماه 1389 تا خرداد 1390) نشان دهنده ارتباط هیدرولیکی نسبی بین چشمه اندرخ و آب پشت سد کارده می باشد. بررسی ارتباط هیدرولیکی بین دریاچه سد کارده و منابع آب زیرزمینی پایین دست سد کارده با استفاده از داده ها هیدروشیمیایی و نمودار دورو نیز نتایج حاصل از داده های هیدرودینامیکی را تایید می کنند. مطالعه ایزوتوپ های پایدار ( 18oو (2h و مقایسه آن با خط آب جوی مشهد نشان می دهد که نمونه های دریاچه سد کارده نسبت به سایر منابع به دلیل فرایند تبخیر ثانویه، بیشتر از خط آب جوی شهر مشهد منحرف شده اند. در میان منابع آب زیرزمینی، نمونه های مربوط به چشمه اندرخ نسبت به سایر منابع بیشتر به سمت نمونه های دریاچه سد کارده منحرف شده اند که نشان دهنده ارتباط نسبی بین این دو منبع است.