چکیده مبسوط
مقدمه:. کاهش شدید بارندگی، افزایش دمای هوا، و بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب سطحی و زیرزمینی، به‌ویژه در مناطق خشک ایران، بحران کم‌آبی را به یکی از چالش‌های اصلی کشور تبدیل کرده است. در این میان، منابع آب سفره‌های کارستی، به‌دلیل ویژگی‌های خاص زمین‌شناسی خود، نقش مهمی در تأمین نیازهای آبی ایفا می‌کنند. این سفره‌ها به دلیل وجود درز و شکاف‌ها، و تخلخل ثانویه، ظرفیت بالایی برای ذخیره‌سازی و انتقال آب دارند. از طرفی، به‌واسطه جنس آهکی این سازندها، معمولاً کیفیت آب آن‌ها مناسب و قابل‌قبول برای مصارف شرب و کشاورزی است. در ایران، حدود 11 درصد از مساحت کشور خصوصا ارتفاعات زاگرس را سازندهای کارستی تشکیل می‌دهند. این شرایط، ضرورت ارزیابی و بهره‌برداری اصولی از منابع آب کارستی را دوچندان می‌کند. منطقه سمیرم در جنوب استان اصفهان یکی از نواحی مستعد توسعه منابع آب کارستی به‌شمار می‌آید که طی سال‌های اخیر با افت سطح ایستابی و کاهش منابع آب شرب مواجه شده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی پتانسیل منابع آب زیرزمینی در پهنه گرموک در شهرستان سمیرم و شناسایی مکان‌های مناسب جهت حفاری چاه و بهره‌برداری از سفره‌های کارستی انجام شده است.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، ابتدا ساختار زمین‌شناسی منطقه با استفاده از نقشه‌های موجود، تصاویر ماهواره‌ای و بازدیدهای میدانی بررسی شد. محدوده مورد مطالعه شامل پهنه‌هایی است که عمدتاً در سازندهای آسماری و شهبازان توسعه یافته‌اند. این دو سازند به‌دلیل پیوستگی هیدرولیکی، در قالب یک واحد هیدروژئولوژیکی مورد تحلیل قرار گرفتند. داده‌های بارندگی، دمای هوا، شیب توپوگرافی، پوشش گیاهی و خاک‌شناسی نیز در تحلیل شرایط نفوذپذیری مورد استفاده قرار گرفت. سپس با بهره‌گیری از روابط بیلان آب، میزان ورودی و خروجی هر پهنه کارستی برآورد شد. منابع ورودی شامل بارش مؤثر، تغذیه زیرسطحی از پهنه‌های مجاور و جریان‌های سطحی بوده و خروجی‌ها شامل دبی چشمه‌ها، چاه‌های بهره‌برداری، قنوات، تبخیر از ناحیه اپی‌کارست، و تخلیه زیرسطحی به دشت‌های مجاور در نظر گرفته شدند. برای تعیین وسعت حوضه‌های آبگیر چشمه‌ها، از روابط تجربی با در نظر گرفتن میانگین بارش سالانه، دبی چشمه و درصد نفوذ استفاده گردید. همچنین با نمونه‌برداری از منابع آب و بررسی نتایج آزمایش‌های کیفی، نمودارهای ویلکاکس و شولر ترسیم و کیفیت منابع آب تحلیل شد.
نتایج و بحث: بررسی زمین‌شناسی منطقه نشان داد که حضور گسترده سازندهای کربناته، به‌ویژه آسماری، در پهنه گرموک، شرایط لازم برای توسعه کارست و شکل‌گیری آبخوان‌های پرظرفیت را فراهم کرده است. وجود گسل‌های فعال مانند گسل نرمه و شاخه‌های فرعی آن، علاوه بر افزایش شکستگی‌ها و درزها در سنگ، موجب تسهیل در نفوذ آب باران به داخل توده‌های آهکی و در نتیجه تقویت تغذیه سفره‌های کارستی می‌شود. در این پهنه، منابع متعددی از جمله چشمه خوانسار، چشمه خان‌علی، چشمه جاق‌جاق، آبشار سمیرم، و چاه‌های برداشت در محدوده گرموک شناسایی شدند که جمع دبی آن‌ها بالغ بر 435 لیتر در ثانیه برآورد شد. این میزان تخلیه معادل با حدود 7/13 میلیون مترمکعب در سال است که نشان‌دهنده توان بالای آبدهی این پهنه می‌باشد. از آنجا که میزان هدایت الکتریکی آب‌های منطقه کمتر از 450 میکروموس بر سانتیمتر می باشند، کیفیت آب‌ها برای مصارف شرب و کشاورزی مناسب ارزیابی گردید. از سوی دیگر، نتایج نشان داد که در بخش‌هایی از پهنه (نظیر غرب نرمه)، درصد نفوذ به‌دلیل وجود خاک‌های ضخیم و پوشش گیاهی متراکم، کاهش یافته و به حدود 30 درصد می‌رسد. با این حال، در سایر بخش‌ها با توسعه بیشتر کارست و وجود درز و شکاف‌های باز، درصد نفوذ تا 50 درصد نیز قابل افزایش است. مطالعات بیلان نیز نشان داد که بخشی از آب‌های زیرزمینی از طریق گسل‌های عرضی و طولی از محدوده خارج شده و به سمت دشت‌های مجاور یا چشمه‌های دوردست مانند سندگان منتقل می‌شود.
نتیجه‌گیری: بر اساس تجزیه و تحلیل‌های صورت گرفته، پهنه گرموک دارای ظرفیت مناسب برای تأمین آب شرب و کشاورزی در کوتاه‌مدت و میان‌مدت است. با توجه به شرایط زمین‌شناسی، بیلان مثبت آب زیرزمینی و کیفیت قابل‌قبول منابع، چهار نقطه برای حفاری چاه‌های جدید معرفی گردید. این نقاط در مناطقی با بیشترین احتمال تغذیه، نفوذپذیری بالا و دبی مناسب قرار دارند. همچنین به‌منظور شناخت دقیق‌تر رفتار هیدرودینامیکی آبخوان، حفر پیزومتر و اجرای طرح‌های پایش سطح ایستابی توصیه می‌شود. در نهایت، با توجه به نقش مؤثر گسل‌های منطقه در جهت‌دهی به جریان‌های زیرزمینی، انجام مطالعات تکمیلی شامل ردیابی رنگی و ایزوتوپی به‌منظور تعیین مسیر دقیق جریان آب، برای مدیریت بهتر منابع آب زیرزمینی منطقه ضروری است. نتایج این پژوهش می‌تواند به‌عنوان مبنای تصمیم‌گیری برای مدیریت منابع آب کارستی در جنوب استان اصفهان و سایر مناطق مشابه مورد استفاده قرار گیرد.