تجزیه و تحلیل کمی ژئومورفولوژیکی و هیدرومورفومتری حوضه های زهکشی آس صبریه (کویت) با استفاده از تکنیک های GIS

 

یک شبکه زهکشی توسعه یافته در منطقه مورد مطالعه در یک ماسه سنگریزه سخت آهکی و گچی سازند دیبدبا (شیب الرخام) در دوره های پلویی در عصر پس از پلیستوسن حک شد و به دلیل زهکشی دیرینه نامیده می شود. جریان شاهد خشکی بود. این مطالعه با هدف بررسی ویژگی‌های ژئومورفولوژیک، مورفومتری و چینه‌شناسی سیستم دیرینه‌زه‌کشی و نقش آن در تغذیه آبخوان‌های کم عمق انجام شده است. تجزیه و تحلیل مورفومتریک با استفاده از تکنیک های GIS و سنجش از دور انجام شد. شش گودال عمودی در سراسر منطقه حفر شد تا چینه شناسی و ظرفیت شارژ مجدد بررسی شود. سیستم زهکشی از 10 حوضه زهکشی با فاصله نزدیک، زیر موازی، دندریتی، دراز و شیبدار با بالاترین درجه آبراهه 5 تشکیل شده است. ) پايين دست در خور السبيه ساحلي. ماهیت سخت مقاوم سنگ بستر، ظرفیت نفوذ و شارژ مجدد آن را به آبخوان کم عمق کاهش می دهد، در حالی که رسوبات وادی دانه درشت، ظرفیت نفوذ رسوبات سطحی را افزایش می دهد، اما شانس نفوذ آب محدود است زیرا در نهایت توسط همان جهت به سمت دریا هدایت می شود. توپوگرافی عمومی منجر به محدود کردن شارژ بالقوه به سفره های کم عمق می شود. این برای مخالفت با نفوذ آب نمک و در نتیجه افزایش کیفیت آب شیرین پیشنهاد می شود. اما شانس نفوذ آب محدود است زیرا در نهایت توسط توپوگرافی عمومی با همان جهت به سمت دریا هدایت می شود که منجر به محدود کردن شارژ بالقوه به سفره های کم عمق می شود. این برای مخالفت با نفوذ آب نمک و در نتیجه افزایش کیفیت آب شیرین پیشنهاد می شود. اما شانس نفوذ آب محدود است زیرا در نهایت توسط توپوگرافی عمومی با همان جهت به سمت دریا هدایت می شود که منجر به محدود کردن شارژ بالقوه به سفره های کم عمق می شود. این برای مخالفت با نفوذ آب نمک و در نتیجه افزایش کیفیت آب شیرین پیشنهاد می شود.

کلید واژه ها

سیستم زهکشی , خصوصیات مورفومتریک , رسوبات پر وادی , الگوی دندریتی , کلکرتیک , ژیپرتیک

1. مقدمه

منطقه مورد مطالعه (As Sabriyah) در شمال و قسمت شمال شرقی کویت در مجاورت منطقه As Sabbiya به سمت شمال شرقی و در امتداد خط ساحلی خور As Sabbiya قرار دارد که منطقه را از جزیره Bubyan جدا می کند ( شکل 1 (الف). شکل 1 (ب)). با توجه به نقشه پایه توپوگرافی منطقه (مقیاس 1:250000، 1995) ( شکل 2 )، ارتفاع منطقه مورد مطالعه از حدود 2.7 متر در محدوده

قسمت های ساحلی در حدود <60 – 65 متر به سمت میانه داخلی به سمت غرب و حدود 34 – 36 متر به سمت غرب، با مختصات جغرافیایی (E47˚47′ – 48˚00′ – 48˚04’، N29˚42′ – 29˚53′) و مساحت ≈301.056 کیلومتر مربع را اشغال می کند ^.. در منطقه آس صبریه، یک شبکه زهکشی به خوبی توسعه یافته در ماسه سنگریزه ای سخت آهکی و گچی سازند دیبدبا حک شده است. تصور می شود این شبکه زهکشی در دوره پس از پلیستوسن به دلیل خشکی فعلی که منطقه شاهد آن است در اپیزودهای پلوویال توسعه یافته است و به همین دلیل به آنها شبکه دیرینه-زهکشی اطلاق می شود. این مطالعه با هدف بررسی ویژگی‌های ژئومورفولوژیک، مورفومتریک و چینه‌شناسی سیستم پالئو زهکشی در منطقه عس سابریه در شمال و قسمت شمال شرقی کویت، به منظور ارزیابی نقش شبکه زهکشی در تغذیه آبخوان‌های کم عمق انجام شده است. حوضه های زهکشی با استفاده از GIS و کاربردهای سنجش از دور طبقه بندی و نقشه برداری شدند. این مطالعه همچنین با هدف بحث در مورد پیامدهای زیست محیطی سیستم های زهکشی مورد مطالعه در منطقه مورد مطالعه است.

2. مطالعات قبلی

الگوی، تراکم و هندسه یک سیستم زهکشی در هر منطقه جغرافیایی توسط عوامل متعددی کنترل می شود. این عوامل عبارتند از مورفولوژی، توپوگرافی، زمین شناسی سطح و شرایط آب و هوایی، به ویژه میزان و فراوانی بارندگی که نقش مهمی در ایجاد الگوی زهکشی و حفظ آن از طریق عمل رواناب سطحی بر روی سنگ ها و رسوبات در معرض دید دارد. 3 ] [ 4]. نوسانات بارندگی و دوره های خشکسالی به طور مستقیم بر حفظ سیستم زهکشی و به طور غیرمستقیم سیستم هیدرولوژیکی تأثیر می گذارد و آبخوان های کم عمق یک منطقه به ویژه در بیابان های خشک را تغذیه می کند. بنابراین، بررسی ویژگی‌های ژئومورفولوژیکی منطقه به منظور آشکار کردن تأثیر آن بر شرایط هیدرولوژیکی و محیطی بیابان‌های خشک امروزی ضروری است. و در ارزیابی حوضه آبریز رواناب امروزی و تغذیه سفره های کم عمق و همچنین توسعه مواد خاک.

اگرچه، ادبیات مورفولوژی زهکشی در کویت محدود است، اما سیستم زهکشی درزگیر جل الزور [ 5 ] و همچنین رسوب شناسی آن [ 6 ] مورد مطالعه قرار گرفت. یک تجزیه و تحلیل مورفومتریک دقیق از حوضه های زهکشی در کویت انجام شد، علاوه بر پیدایش آنها، تأثیر آنها بر شرایط محیطی خشک امروزی، و مکان های تغذیه طبیعی و احتمال وقوع بالقوه سفره های زیرزمینی کم عمق محدود برآورد شد [ 3 ] . تحقیقات متعددی بر روی سیستم paleodrainge در مناطق Ar-Raudhatain و Umm Alish در شمال کویت انجام شد [ 7 ] [ 8 ].

به طور کلی، کویت دارای آب و هوای تابستانی طولانی، خشک، گرم و بادی است که شاهد تغییرات قابل توجه روزانه و ماهانه است. میانگین دامنه بارندگی سالانه (23 – 45 میلی متر) است. میانگین دامنه تبخیر و تعرق ماهانه 67 میلی متر در ژانویه تا 324 میلی متر در ماه جولای است. گرد و غبار و طوفان های شن مشخصه آب و هوای کویت است، جایی که طوفان های شن اغلب در تابستان رخ می دهد، جهت غالب باد از شمال غربی است و سرعت باد ممکن است از 5.5 متر بر ثانیه تجاوز کند.

گروه کویت یک توالی رسوبی آواری خاک زاد از سن میوسن تا پلیستوسن است و از سه سازند در قسمت شمالی کویت تشکیل شده است، اما به سختی در نواحی جنوبی متمایز شده است ( شکل 3 (الف)، شکل 3 (ب)). این سازندها از پایین به بالا عبارتند از سازند غار، فارس تحتانی و دیبدبا، که در آن دیبدبا دنباله ای روان از ماسه ها و شن های ماسه ای است و بیشتر ناحیه شمالی کویت را پوشش می دهد [ 1 ]. این امر نشان می‌دهد که منطقه مورد مطالعه از نظر زمین‌شناسی متعلق به عضو فوقانی سازند دیبدبا بوده و از نظر فیزیوگرافی در استان فیزیوگرافی سنگریزه‌ای الدیببه واقع شده است.

2.1. ژئومورفولوژی و ویژگی های ریخت ساختاری

کویت در حاشیه دو منطقه اصلی فیزیوگرافی قرار دارد: توالی رسوبی تک‌کلین عربستان در جنوب و جنوب غربی، و دشت بین النهرین با دلتای شط العرب در شمال و شمال غرب.

به طور کلی، سطح توپوگرافی به طور یکنواخت صاف تا دشت صحرایی با نورد ملایم است که توسط تپه‌های کم ارتفاع، خرده‌ها و فرورفتگی‌های کم عمق داخلی شکسته شده است [ 3 ]. این منطقه با شیب ملایمی از حدود 300 متری در گوشه منتهی الیه جنوب غربی به سمت دشت بین النهرین در شمال شرقی است. ساختارهای زمین شناسی موجود و سنگ شناسی سازندهای در معرض مورفولوژی اکثر نقاط کشور را کنترل می کند. شکل 4 (الف)، شکل 4 (ب)) 15 طبقه بندی شده را نشان می دهد

پهنه های ژئومورفیک کویت [ 10 ] نشان می دهد که منطقه مورد مطالعه در پهنه مورفولوژیکی (8) به نام شیب الرحم قرار دارد. همین شکل همچنین ویژگی‌های ریخت‌ساختی طبقه‌بندی‌شده سطح کویت [ 4 ] را نشان می‌دهد، جایی که منطقه مورد مطالعه توسط ویژگی‌های ریخت‌ساختاری (3) خط الراس شمالی، (4) فرورفتگی الروضاتین و ام العیش و (5) آل ابدالی احاطه شده است. افسردگی.

2.2. هیدروژئولوژی

به طور کلی، کویت به دلیل بارش کم و خاک های شنی خشک، رواناب سطحی بسیار کم دارد. با این حال، به دلیل طوفان های شدید، جریان های کوتاه مدت قابل توجهی ممکن است در مناطق زهکشی سطحی یکپارچه ایجاد شده و به عنوان دریاچه های پلایا انباشته شوند. آب انباشته شده از طریق سازند دیبدبا نفوذ می کند تا عدسی های آب زیرزمینی شیرین را در گروه کویت در قسمت شمالی کشور در مناطق الرضاتین و ام العیش تشکیل دهد [ 11 ]. سنگ شناسی گروه کویت محتوای آب زیرزمینی آن را کنترل می کند، زیرا وجود آبزیان جدا شده محلی (افق های کالکریت و/یا گلی) سازند دیبدیبا را به دو افق مجزای آبدار تقسیم می کند ( شکل 5 (الف)، شکل 5 (ب) )) (مخوپادهای و همکاران.، 1996; السلیمی و الرویح، 2004). سطح آب گروه کویت از حدود 80 تا 90 متر بالاتر از سطح دریا در جنوب غربی تا نزدیک سطح زمین در امتداد ساحل متغیر است [ 3 ]. آب های زیرزمینی به طور کلی

جریان به سمت شمال شرقی [ 12 ] [ 13 ]، اطلاع می دهد که نشت رو به بالا آب زیرزمینی از آبخوان دمام به گروه کویت پوشاننده توسط داده های ایزوتوپی تایید شد [ 14 ].

2.3. الگوی توزیع زهکشی

2.3.1. مرحله پلیوسن پسین/پلیستوسن اولیه

آخرین دوره مرطوب طولانی و شدید در اواخر پلیوسن/پلیستوسن اولیه بین 1.2 تا 3.5 میلیون سال قبل از میلاد اتفاق افتاد. آن را با هوازدگی شدید شیمیایی و فرسایش رودخانه ای و فرآیندهای رسوب دهی از فرآیندهای عمدتاً بادی کواترنر مشخص می کند. این امر در کانال‌های فرسایشی پرشده سیستم زهکشی باستانی مشهود است، و به طور مستقیم با آن‌ها فن‌های شنی مرتبط هستند که مدت‌ها پیش به بقایای یک دوره مرطوب شدید اعلام شده‌اند [ 18 ].

صحرای کویت توسط سیستم های زهکشی که از نظر الگوها و ابعاد متفاوت هستند، تشریح می شود ( شکل 6 ). با وجود خشکی اقلیمی، الگوهای زهکشی الف را نشان می دهد

شبکه به خوبی توسعه یافته در دشت گورستانی دیبدبا، در حالی که در دشت شنی جنوبی بسیار کمیاب است [ 3 ] [ 19 ]. بسته به تراکم و الگوی شبکه زهکشی، هفت ناحیه زهکشی در سراسر کویت شناسایی شده است ( شکل 7 ). منطقه زهکشی (I) برای این تحقیق از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا منطقه مورد مطالعه حاضر بخشی از آن است.

2.3.2. زون (I): سیستم زهکشی شیب الرخم

منطقه زهکشی (I) در شیب الرخام (اصطلاح عربی که برای توصیف آوارها در سرنوشت نهایی آنها استفاده می شود) ایجاد شده است که مساحتی در حدود 560 کیلومتر مربع را پوشش می دهد ^و از بیش از 30 الگوی زهکشی زیر موازی نزدیک به زهکشی دندریتی تشکیل شده است. ، در قسمت بالایی سازند دیبدیبا شیاردار. کانال‌های زهکشی از آب در امتداد تاج تاج الرخام (حدود 60 متر در ثانیه) به سمت شمال شرقی منتهی می‌شوند و به پایین دست در فلات ساحلی خور السببیه ختم می‌شوند ( شکل 7 ) (السلیمی و همکاران ، 1997) . .

3. روش شناسی

3.1. بررسی میدانی و نمونه گیری

با استفاده از داده های GIS و سنجش از دور، نقشه های توپوگرافی، جهت جهت و شیب برای شبکه زهکشی منطقه مورد مطالعه ساخته شد که تقسیم آب و حوضه آبریز را به همراه مورفولوژی، الگو، وادی ها، نهرها، رودخانه های زودگذر، نهرهای خشک، فرسایش نشان می دهد. موج‌های خندق، انشعابات به نهرهای اصلی، و حوضه‌های شبکه زه‌کشی به خوبی توسعه‌یافته که در منطقه مورد مطالعه حک شده‌اند.

3.2. کار میدانی

شش سایت برای حفر گودال های عمودی ( شکل 8 ) که حوضه های زهکشی شناسایی شده مختلف را در بر می گیرد با در نظر گرفتن تغییر بین حوضه آبریز و بازوهای اطراف حوضه ها، به منظور اجازه دادن

ساخت اطلاعات پایه چینه شناسی بر روی این منطقه چشم انداز بزرگ، به دلیل عدم وجود مطالعات دقیق قبلی در مورد جانشینی رسوبی و چینه نگاری، با استفاده از نمونه گیر. نمونه‌های گودال عمودی به‌دست‌آمده سپس در کیسه‌های پلاستیکی بسته‌بندی شدند، برچسب‌گذاری شدند، توصیف شدند، عکس‌برداری شد و برای تجزیه و تحلیل رسوب و سنگ‌شناسی و همبستگی به آزمایشگاه‌ها منتقل شدند.

3.3. بررسی های آزمایشگاهی

تجزیه و تحلیل های مختلف از نمونه ها انجام شد: 1) تجزیه و تحلیل مکانیکی (تجزیه و تحلیل اندازه دانه). 2) آنالیز کانی شناسی (پراش اشعه ایکس (XRD)، فلورسانس اشعه ایکس (XRF)، طیف سنج نشر نوری پلاسما جفت شده القایی (ICP-OES) و مقاطع نازک).

3.4. هیدرولوژی سطحی (تحلیل حوضه)

3.4.1. زمین شناسی حوضه و ژئومورفولوژی

قسمتی از نزولات جوی که نفوذ می کند ممکن است به رطوبت خاک بیفزاید یا به آب زیرزمینی تبدیل شود. تاثیرگذارترین عامل در تعیین پایداری یا تغییرپذیری جریان منبع تامین است. اگر حوضه زهکشی بسیار نفوذپذیر باشد، به عنوان یک حوضه شنی درشت، ممکن است تقریبا هیچ رواناب سطحی وجود نداشته باشد. توانایی یک حوضه زهکشی برای جذب و نگه داشتن آب، کلیدی برای ویژگی هیدروگراف حاصل می شود و برای هیدرولوژیست مهم می شود. عوامل زمین شناسی اصلی موثر بر رواناب سطحی سنگ شناسی و ساختار است. اثرات سنگ شناسی به دلیل ترکیب، بافت و توالی سنگ ها است. برای مطالعه ژئومورفولوژی حوضه، حوضه با معرفی مفهوم راسته‌های جریان توصیف می‌شود [ 21 ].]. ویژگی های حوضه زهکشی که اهمیت هیدرولوژیکی دارند عبارتند از: ارتفاع، طول نهر، محیط حوضه، منطقه زهکشی.

3.4.2. تجزیه و تحلیل مورفومتریک با استفاده از فناوری ArcHydro GIS و سیستم تحلیل STRM

برای به دست آوردن اطلاعات در مورد تنوع فضایی در فرآیندها در سراسر یک حوضه نیاز به ترسیم سیستم زهکشی، که شامل شبکه کانال جریان و حوضه های آبریز کوچکتر در حوضه است.

علاوه بر این، هر حوزه آبخیز را می توان با ویژگی های هندسی مرتبط با ویژگی های خطی، مساحتی و برجسته آن مشخص کرد. این خصوصیات مربوط به موقعیت یک جریان در داخل حوضه است و می توان از آنها برای مقایسه حوضه ها استفاده کرد. از روش‌های شطرنجی GIS استفاده شد و ArcHydro، فناوری پیشرفته GIS برای علوم آبخیزداری، برای ترسیم حوضه‌های زهکشی و شبکه زهکشی منطقه مورد مطالعه استفاده شد. علاوه بر این، چندین شاخص مورفومتری حوضه زهکشی شامل ترتیب آبراهه ( _Nμ )، طول جریان ( Lμ ) ، طول تقسیم آب، مساحت حوضه ( A )، محیط حوضه ( P )، طول حوضه ( Lb _) ، عرض حوضه ( W _bامداد کل حوضه ( H )، نسبت تسکین ( Rhl ) _و نسبت تسکین نسبی ( Rhp ) _حوضه های زهکشی، نسبت طولی ( _Re )، نسبت دایره ای ( Rc )، ضریب ترکیبی ( _Cc ) ، فرم نسبت عامل ( _{Rf )، عدد} ناهمواری (Rn ) ، نسبت انشعاب ( Rb ₎ ، تراکم زهکشی ( Dd ) ، و فرکانس زهکشی ( Fs _{) برای تعیین کمیت مورفومتری حوضه های} آبخیز در منطقه مورد مطالعه، با استفاده از معادلات زیر نشان داده شده است:

کل تسکین حوضه: اچ= ز– zH=Z−z[ 22 ]

نسبت تسکین: آرh l= اچ/LبRhl=H/Lb[ 23 ]

نسبت تسکین نسبی: آرh p= ( H× 100 ) /صRhp=(H×100)/P[ 24 ]

عدد ناهمواری: آرn= (Dد× اچ) /پRn=(Dd×H)/P[ 23 ]

نسبت دایره ای: آرج= 4 π A /پ2Rc=4πA/P2[ 25 ]

نسبت طول: آره= (آπ–√2) /LبRe=(Aπ2)/Lb[ 23 ]

نسبت ضریب فرم: آرf= A /L2بRf=A/Lb2[ 21 ]

نسبت انشعاب: آرب=نμ/ (نμ+ 1 )Rb=Nμ/(Nμ+1)[ 23 ]

تراکم زهکشی: Dد=Lμ/ ADd=Lμ/A[ 21 ]

فرکانس زهکشی: افس=نس/ AFs=Ns/A[ 21 ]

جایی که:

Z = بالاترین ارتفاع در داخل حوضه

z = کمترین ارتفاع در داخل حوضه

L _b = طول حوضه (حداکثر موازی با جریان اصلی (m)

P = محیط حوضه (m)

A = مساحت حوضه (km ² )

D _d = تراکم زهکشی (km/ ^km2 )

P = محیط حوضه (m)

L _b = طول حوضه

N _µ = تعداد جریان‌ها به ترتیب جریان

N _µ + 1 = تعداد جریان‌ها در رتبه‌بندی متوالی بالاتر ترتیب جریان با اضافه کردن 1

L _µ = مجموع طول‌های تمام جریان‌ها در همه ردیف‌ها (کیلومتر)

N _s = مجموع اعداد جریانها در همه ترتیبها.

4. نتایج و بحث

4.1. تجزیه و تحلیل مکانیکی

تجزیه و تحلیل اندازه دانه

برای بررسی توزیع اندازه دانه رسوبات، مشخص کردن پارامترهای اندازه و اهمیت زمین‌شناسی احتمالی آنها، نمونه‌های زیر تأخیر جمع‌آوری‌شده از طبیعت ماسه‌ای در آزمایشگاه با استفاده از غربالگری استاندارد (مجموعه استاندارد ایالات متحده از غربال‌ها) و تکنیک‌های ته‌نشینی تجزیه و تحلیل شدند [ 26 ] [ 26]. 27 ]. داده‌های به‌دست‌آمده به‌صورت گرافیکی با هیستوگرام و منحنی‌های فرکانس تجمعی نشان داده شد که در شناسایی پارامترهای بافتی مختلف برای این نمونه‌ها استفاده شد. این پارامترها حالت، میانه، میانگین، مرتب‌سازی، چولگی و کشیدگی هستند. روابط متقابل این پارامترهای اندازه ساخته شد. جدول 1 نتایج تحلیل مکانیکی را به همراه پارامترهای بافتی آماری نشان می دهد.

بالاترین فرکانس حالت دو وجهی (10×) بود، اما حالت سه وجهی و چند وجهی فرکانس کمی کمتر (8×) را ثبت کردند و در آخرین حالت تک مدال قرار گرفتند که یک فرکانس فقط برای 3 بار بود. این به این معنی است که توزیع اندازه به دلیل وجود رسوبات با اندازه های متفاوت در یک نمونه از نرمال منحرف می شود. این امر نشان‌دهنده وجود محیط‌های ناپایدار و مختلف رسوب‌گذاری دانه‌ها مانند پلایا یا فرورفتگی‌های کم، رسوبات پر وادی و نهشته‌های کانال نهر است و رسوبات در محیط رودخانه‌ای با انرژی نسبتاً بالا به‌عنوان نهشته‌های شن، ماسه و گل رسوب کرده‌اند. وجود دارد، و رسوبات اغلب دوباره کار می شوند و با بار جدید رسوبات تغذیه می شوند.

به طور متوسط، میانه مقادیر منفی (-1.38 – (0.26-) f ) را در تمام چاله ها به جز آخرین سوراخ در شمال منطقه مورد مطالعه ثبت کرد که مقدار مثبت (0.71 f ) را ثبت کرد، میانگین اندازه دانه تغییر کرد. از اندازه ماسه درشت ((0.00 f : 1.00 f ) تا اندازه سنگریزه (-2.00 f :-6.0 f )، کلاس مرتب سازی غالب کلاس بسیار ضعیف طبقه بندی شده بود (2.00 f :4.00 f )، کلاس چولگی غالب به طور درشت کج بود ( −0.10 f :−0.30 f ) و تمام سوراخ‌های گودال در کشیدگی مزوکورتیک بودند (0.90 f : 1.11 f). شایان ذکر است که با حرکت به سمت شمال منطقه مورد مطالعه، میانگین اندازه روند کلی از درشت‌تر به سایز ریزتر تغییر می‌کند. این به این معنی است که رسوبات دارای روند کلی درشت هستند و رسوبات دارای حمل و نقل روان و بازکاری مکرر و بریدن و منعکس کننده توزیع نامتقارن دانه ها و رسوبات چند اندازه هستند.

4.2. تجزیه و تحلیل کانی شناسی

4.2.1. پراش اشعه ایکس

به طور متوسط، نمونه‌های حفره‌های حفره‌ای نتایج XRD نشان داد که کانی کوارتز با گستره (60/49 – 68/32 درصد) عنصر غالب در حفره‌های گودال است. پس از آن کانی گچ با دامنه کمتر (16.79٪ – 30.38٪) قرار دارد. کلسیت همچنین مقادیر کمتری نسبت به کوارتز و گچ (12.56٪ – 19.13٪)، میکروکلین (9.93٪ – 10.50٪) ثبت کرد، سپس دولومیت و مونتمونیلانیت با درصد بسیار کمی (0.00٪ – 0.60٪) و (0.00٪ – 0.31٪) قرار گرفتند. ، به ترتیب.

4.2.2. فلورسانس اشعه ایکس (XRF)

نتایج XRF به‌دست‌آمده برای نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از شش گودال عمودی حفر شده در حوضه آبریز شبکه زهکشی توسعه‌یافته در منطقه مورد مطالعه، به طور متوسط ​​نشان داد که اکسید غالب SiO ₂ ، یعنی کوارتز، در داخل است. محدوده (50.69٪ – 37.03٪). این محدوده به طور قابل ملاحظه‌ای از نظر کمی بیشتر (تفاوت بزرگ) از محدوده اکسیدهای زیر کمّی CaO (20.81٪ – 13.97٪)، SO ₃ (8.26٪ – 10.66٪)، Al ₂ O ₃ (6.35٪ – 3.46٪)، MgO بود. (2.36٪ – 2.04٪)، Na ₂ O (2.28٪ – 1.81٪)، K ₂ O (1.92٪ – 1.28٪)، و Fe ₂ O ₃ (1.45٪ – 1.07٪). سایر اکسیدها (MnO، TiO2 ، _P2 O ₅ و SrO در محدوده کمتر از 1 درصد قرار دارند. این پیشنهاد را تأیید می کند که سنگ های موجود در چینه شناسی منطقه عمدتاً سنگ های شنی ژیپرتیک کالکرتیک هستند.

4.2.3. طیف سنج انتشار نوری پلاسما جفت القایی (ICP-OES)

داده‌های به‌دست‌آمده از این تجزیه و تحلیل نشان داد که به‌طور متوسط، فلز کلسیم (Ca) در همه سوراخ‌ها (43198.62 – 5953.99 میلی‌گرم بر کیلوگرم) و پس از آن آهن (Fe)، اما با تفاوت قابل‌توجهی در مقادیر ثبت شده (5079.85 -) غالب است. 3298.02 mg/kg)، و مقادیر کمتر منیزیم (Mg) (4106.93 – 1308.79 mg/kg). این نشان می دهد که سنگ ها آهکی یا گچی با مواد معدنی آهن-منیزیم یا قطعات سنگی هستند.

4.2.4. مقاطع نازک

با توجه به تجزیه و تحلیل مقاطع نازک تهیه‌شده از نمونه‌های سنگی فله‌ای که از سوراخ‌های گودال عمودی استخراج شده‌اند، نشان داده شد که این سنگ‌ها یا آرنیت سنگی کالکرتیک، آرنیت سنگی (greywacke)، یا ماسه سنگ متکی به گل واک هستند. به طور کلی، همه این سنگ ها بسیار متخلخل هستند، که در آن منافذ با محیط نصب با گل کربنات به عنوان ماتریکس و سیلیس به عنوان سیمان به شکل کوارتز روی رشد پر می شود. این سنگ ها در نتیجه بالا آمدن سریع و فرسایش شدید و سرعت بالای رسوب به صورت فلاش تشکیل می شوند. تقریباً در تمام نمونه‌ها خاک رس ماتریکس با درجات مختلفی توسط جایگزینی کربنات تحت تأثیر قرار می‌گیرد. در برخی جاها نیز نوعی جایگزینی دیاژنتیکی در کربنات ها وجود دارد.

4.3. هیدرولوژی سطحی (تحلیل حوضه)

4.3.1. زمین شناسی حوضه و ژئومورفولوژی

نهرهای موجود در سیستم زهکشی به خوبی توسعه یافته در منطقه مورد مطالعه از نهرهای زودگذر یا شستشوهای خشک هستند که فقط گاهاً دارای جریان آب هستند. آنها در بالای سطح آب قرار دارند و در آب و هوای خشک با میزان بارندگی کم و میزان تبخیر زیاد رخ می دهند. آنها بیشتر در طول سیلاب های ناگهانی نادر جریان دارند. با استفاده از تکنیک های GIS و سنجش از دور نقشه های متعددی برای سیستم زهکشی در منطقه مورد مطالعه تهیه شد (شکل 9-14)، و همچنین جدولی که ویژگی های حوضه های موجود در سیستم زهکشی منطقه مورد مطالعه را نشان می دهد ( جدول 2 ).

4.3.2. تجزیه و تحلیل مورفومتریک و خصوصیات با استفاده از فناوری ArcHydro GIS و سیستم تحلیل STRM

در مورد میزان کشیدگی، 3 گروه مشاهده شد ( جدول 3 ): 1) نرخ پایین (4 حوضه)،

2) نرخ بالا (3 حوضه با سرعت ازدیاد طول)، 3) 3 حوضه نسبتاً مستطیلی و در بخش میانی خود فرورفته با طول های کوتاه تر از 2 گروه دیگر. اکثر حوضه ها دارای سرعت دایره ای بسیار کم (0.13 – 0.43) هستند، از تقارن در غلظت شیب حوضه ها پشتیبانی نمی کنند و جریان را در جریان ها در هنگام بارش کاهش می دهند. بیشتر مقادیر فاکتورهای فرم از جمله مقادیر حوضه های دراز است. بخش میانی حوضه‌ها (4 تا 8) و بخش‌های جنوبی و غربی حوضه‌ها (9 و 10) دارای شیب زیاد هستند، در حالی که بخش‌های پایینی آن‌ها با نزدیک‌تر شدن به خور الصبیه دارای شیب کم هستند که ممکن است به دلیل آن باشد. جنبش دیرینه-تجاوزی دریای خلیج عرب و تسطیح فرسایشی بخش‌های رودخانه. حوضه های (1 و 2) در مقایسه با حوضه های قبلی دارای شیب نسبتاً بالایی هستند.

4.4. تفسیر تنظیمات چینه شناسی

شکل 15همبستگی 6 ستون چینه شناسی ساخته شده از تجزیه و تحلیل نمونه های گرفته شده از 6 گودال عمودی از مناطق مورد مطالعه را نشان می دهد که 5 جزء اصلی غالب را نشان می دهد: شن (عمدتا کوارتز)، ماسه، گل، کلسیت و گچ موجود در 6. رخساره را تفسیر کرد. توزیع جانبی و عمودی این رسوبات به شدت توسط چهار عامل اصلی کنترل می شود: شیب عمومی، تسکین محلی، الگوی زهکشی و طوفان های مکرر. با توجه به رخساره ها و همبستگی چینه شناسی، مشخص شد که این منطقه تحت سلطه رسوبات درشت دانه با کسر قابل توجهی از گچ، سیلت و کلسیت است. این نوع رسوبات سست با تخلخل و نفوذپذیری بالا مشخص می شوند، بنابراین میزان نفوذ نسبتاً زیاد است. از این رو، در طوفان های مکرر باران، مقادیر قابل توجهی آب ممکن است از طریق رسوبات نفوذ کند. این آب نفوذی به دلیل وجود سنگ‌های بستر سفت و سخت، شانس کمتر یا محدودی برای نفوذ خواهد داشت و در نتیجه در نهایت به سمت دریا هدایت می‌شود که توسط شیب عمومی و شیب طبقات به سمت دریا در حال حرکت است. در نتیجه، شانس بسیار محدودی برای شارژ مجدد از شبکه زهکشی به خوبی توسعه یافته در منطقه به سفره های کم عمق وجود دارد.

گروه کویت دارای سطح آب زیرزمینی است که از حدود 80 تا 90 متر بالاتر از سطح دریا در جنوب غربی تا سطح زمین نزدیک در امتداد ساحل (2 تا 20 متر در منطقه مورد مطالعه) متغیر است [ 3 ]. شیب کل محاسبه شده در منطقه مورد مطالعه حدود 0.214 درصد به سمت دریا است. رابطه Ghyben-Herzberg (که بیان می کند، به ازای هر 1 متر آب شیرین در یک سفره آب محدود بالای سطح دریا (همانطور که در منطقه مورد مطالعه وجود دارد) ( شکل 16 )، 40 متر آب شیرین در سفره زیرین وجود خواهد داشت.

سطح دریا). بر این اساس، حرکت رواناب سطحی و آب نفوذی به سمت دریا برای کمک به تثبیت فصل مشترک آب شیرین و آب شور و در نتیجه مخالفت با نفوذ آب شور، که در نتیجه ممکن است نقش مهمی در افزایش کیفیت آب در دریا داشته باشد، پیشنهاد می‌شود. سفره های کم عمق ( شکل 17 ).

5. نتیجه گیری ها

سیستم زهکشی دیرینه به خوبی توسعه یافته در منطقه آس صبریه از 10 حوضه زهکشی با فاصله نزدیک تشکیل شده است که به صورت دندریتی دراز شیبدار زیر موازی و با ضریب فشردگی بالا به مساحت (13 تا 88 کیلومتر مربع ⁾ به طول (7 – 18 کیلومتر)، عرض (1.2 – 7 کیلومتر)، با بالاترین ترتیب جریان 5، جایی که آب از تاج الرخام (60 متر در ارتفاع) به سمت شمال شرقی جریان می‌یابد.

رسوبات شن شنی سنگریزه ای و سنگریزه ای سخت مقاوم در سازند دیبدیبا، ظرفیت نفوذ و شارژ مجدد آن را به آبخوان کم عمق کاهش داد، اما شبکه زهکشی به خوبی توسعه یافته را حفظ کرد. در حالی که رسوبات درشت دانه با کسرهای قابل توجهی از گچ، سیلت و کلسیت ماسه شنی شکننده یا ماهیت ماسه بادی رسوبات پر وادی ظرفیت نفوذ رسوب سطحی را افزایش داد. بنابراین، آب نفوذی شانس محدودی برای نفوذ و در نهایت هدایت به دریا توسط توپوگرافی عمومی منطقه به سمت دریا خواهد داشت، که می‌تواند باعث محدود کردن شارژ بالقوه از شبکه زهکشی توسعه‌یافته به سفره‌های کم عمق شود.

با توجه به نسبت گیبن- هرزبرگ برای فصل مشترک آب شیرین و شور، حرکت رواناب سطحی و آب نفوذی به سمت دریا در منطقه مورد مطالعه پیشنهاد می‌شود که در تثبیت فصل مشترک آب شیرین و آب شور و در نتیجه مخالفت با آب شور باشد. نفوذ، که در نتیجه ممکن است نقش مهمی در افزایش کیفیت آب در سفره های کم عمق داشته باشد.

6. توصیه ها

هر طرح مدیریت توسعه ای که در منطقه مورد مطالعه اجرا می شود، باید الگوی و توزیع شبکه دیرینه زهکشی توسعه یافته در منطقه را برای مسائل مهم زیر در نظر بگیرد:

1) از آنجایی که رواناب سطحی دارای پتانسیل بالایی برای نفوذ از طریق رسوبات سیستم زهکشی وادی پرکننده سطحی است نه بستر سنگ گچی کلکریتی سخت اطراف و زیرین، نتایج این مطالعه باید برای ویژگی های مورفومتریک موجود در نظر گرفته شود. سیستم زهکشی به دلیل پتانسیل بالایی برای ایفای نقش مهمی در امکان سنجی برداشت آب در صحرای کویت.

2) با علم به این که چنین مناطقی ممکن است به دلیل پمپاژ از سفره های کم عمق پایین، در معرض نفوذ آب شور باشند، اگر پمپاژ سطح ایستابی را 1 متر پایین بیاورد، ضخامت آب شیرین در داخل سفره تقریباً 40 متر کاهش می یابد. با توجه به رابطه Ghyben-Herzberg، بنابراین به آب شور متراکم تر در عمق اجازه می دهد تا به داخل آبخوان نفوذ کند. بنابراین مدیریت دقیق پمپاژ آب زیرزمینی در چنین مناطقی برای جلوگیری از نفوذ آب شور به سفره آب شیرین ضروری است.

3) نقش مهم شبکه زهکشی به خوبی توسعه یافته در منطقه عس سابریه و سهم سودمند آن در موضوع هیدروژئولوژیکی مورد نگرانی باید در هر برنامه توسعه آتی در منطقه مورد توجه قرار گیرد.

منابع

[ 1 ]	Al-Hurban، A. (2014) اثرات فعالیت های انسانی اخیر بر رسوبات سطحی کویت. مجله عربی علوم زمین، 7، 665-691. https://doi.org/10.1007/s12517-013-0866-9
[ 2 ]	وزارت دفاع (1995) نقشه توپوگرافی کویت (مقیاس 1:250000). ویرایش سوم، گروه نظرسنجی. ستاد کل. وزارت دفاع، کویت
[ 3 ]	Al-Sulaimi, J., Khalaf, FJ and Mukhopadhyay, A. (1997) تحلیل ژئومورفولوژیکی سیستم های زهکشی پالئو و پیامدهای زیست محیطی آنها در صحرای کویت. زمین شناسی محیطی، 29، 94-111. https://doi.org/10.1007/s002540050108
[ 4 ]	Al-Sulaimi, J. and El-Rabaa, SM (1994) ویژگی های ریخت شناسی و ساختاری کویت. ژئومورفولوژی، 11، 151-167. https://doi.org/10.1016/0169-555X(94)90079-5
[ 5 ]	Kleo, A. (1988) وادیس جل الزور کویت. تجزیه و تحلیل ژئومورفولوژیکی. دانشگاه کویت، کویت، 76 ص.
[ 6 ]	Al-Hurban, A. and Hersi, A. (2008) نقشه برداری رسوبی از اسکرپ جل الزور، شمال کویت، با استفاده از روش های GIS. مجله علوم و مهندسی کویت، 35، 93-128.
[ 7 ]	الرویح، ف. (1993) اکتشاف آبهای زیرزمینی در شمال کویت. مجله دانشگاه کویت (علوم)، 20، 293-310.
[ 8 ]	الرویح، ف. و شحاته، م. (2007) سازگاری هندسه هیدرولیک حوضه خشک و رابطه آن با ریخت شناسی حوضه و هیدرولوژی کویت. بین المللی آب
[ 9 ]	الباز، ف. و السراوی، م. (2000) اطلس دولت کویت از تصاویر ماهواره ای. بنیاد کویت برای پیشرفت علوم (KFAS)، کویت.
[ 10 ]	KISR (1995) مناطق ژئومورفیک کویت. موسسه تحقیقات علمی کویت، کویت، نقشه (منتشر نشده).
[ 11 ]	شرکت پارسونز (1963) منابع آب زیرزمینی کویت. وزارت برق و آب، کویت (منتشر نشده).
[ 12 ]	Himida, I. and El-Yaqubi, S. (1979) جنبه های هیدروژئولوژیکی و هیدروژئوشیمیایی میدان های اصلی آب زیرزمینی در کویت، خلیج عربی. اولین کنگره زمین شناسی خاورمیانه (GEOCOME-1)، آنکارا، 4 ص.
[ 13 ]	Burdon, D. and Al-Sharhan, A. (1968) The Problem of the Palaeokarstic Dammam Limestone Aquifer در کویت. مجله هیدرولوژی، 6، 358-404. https://doi.org/10.1016/0022-1694(68)90057-7
[ 14 ]	الروویه، اف و هادی، ک. (2005) روندهای کیفیت آب و مدیریت آبهای زیرزمینی شیرین در الروضاتین، کویت. مجله اروپایی تحقیقات علمی، 9، 40-64.
[ 15 ]	Mukhopadhyay, A., Al-Sulaimi, J., Al-Awadhi, E. and Al-Ruwaih, F. (1996) مروری بر زمین شناسی سوم و هیدروژئولوژی قسمت شمالی منطقه خلیج عربی با اشاره ویژه به کویت . بررسی های علوم زمین، 40، 259-295. https://doi.org/10.1016/0012-8252(95)00068-2
[ 16 ]	Al-Sulaimi, J. and Al-Ruwaih, F. (2004) جنبه های زمین شناسی، ساختاری و ژئوشیمیایی سیستم های اصلی آبخوان در کویت. مجله علوم و مهندسی، 31، 149-174.
[ 17 ]	السمعیت و الرشید (1997) وضعیت هیدرولوژیکی کویت. هفتمین کنفرانس کمیته دائمی عربی برای برنامه های هیدرولوژیکی، رباط، 8-12 سپتامبر 1997، 30 ص.
[ 18 ]	السیاری، اس اس و زوتل، جی جی (1978) دوره کواترنری در عربستان سعودی. Springer-Verlag, Wien, 335. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8494-3
[ 19 ]	السلیمی، ج و الرویح، ف. (2005) زمین شناسی و منابع طبیعی کویت. کمیته ترجمه و انتشار تالیف، کویت.
[ 20 ]	Al-Sulaimi, J. and Mukhopadhyay, A. (2000) مروری بر زمین شناسی سطحی و نزدیک به سطح زمین، ژئومورفولوژی و منابع طبیعی کویت. بررسی های علوم زمین، 50، 227-267. https://doi.org/10.1016/S0012-8252(00)00005-2
[ 21 ]	هورتون، آر (1932) ویژگی های حوضه زهکشی. معاملات اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا، 13، 360-361. https://doi.org/10.1029/TR013i001p00350
[ 22 ]	Strahler, AN (1952) تجزیه و تحلیل هیپسومتری (منطقه-ارتفاع) توپوگرافی فرسایشی. بولتن انجمن زمین شناسی آمریکا، 63، 1117-1142. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1952)63[1117:HAAOET]2.0.CO;2
[ 23 ]	Schumm، SA (1956) تکامل سیستم‌های زهکشی و شیب‌ها در Badlands در پرث آمبوی، نیوجرسی. بولتن انجمن زمین شناسی آمریکا، 67، 597-646. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1956)67[597:EODSAS]2.0.CO;2
[ 24 ]	Melton، M. (1957) تجزیه و تحلیل روابط بین عناصر آب و هوا، ویژگی های سطح و ژئومورفولوژی. گروه زمین شناسی، دانشگاه کلمبیا، گزارش فنی، 11، پروژه NR 389-042. دفتر تحقیقات نیروی دریایی، نیویورک. https://doi.org/10.21236/AD0148373
[ 25 ]	Miller, VCA (1953) مطالعه کمی ژئومورفیک خصوصیات حوضه زهکشی در منطقه کوهستانی کلینچ. ویرجینیا و تنسی، شماره پروژه 389-402. گزارش فنی-3، دانشگاه کلمبیا، گروه زمین شناسی، نیویورک.
[ 26 ]	Folk, R. (1954) تمایز بین اندازه دانه و ترکیب معدنی در سنگهای رسوبی. مجله زمین شناسی، 62، 344-359. https://doi.org/10.1086/626171
[ 27 ]	Folk, R. and Ward, W. (1957) Brazos River Bar, a Study in the Significance of Grain Size Parameters. مجله پترولوژی رسوبی، 27، 3-27. https://doi.org/10.1306/74D70646-2B21-11D7-8648000102C1865D
[ 28 ]	بارلو، PM (2003) وقوع و جریان آب شیرین و آب شور در سفره های زیرزمینی ساحلی. در: Barlow, PM, Ed., Ground Water in Freshwater-Saltwater Environments of the Atlantic Coast, US Geological Survey, Reston, Chapter 1. https://doi.org/10.3133/cir1262