فهرست مطالب

مجله یافته های نوین زمین شناسی کاربردی
پیاپی 30 (پاییز و زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/20
  • تعداد عناوین: 12
|
  • فیض الله عزیزی، اسفندیار عباس نوین پور*، همایون مقیمی صفحات 1-16
    در سال های اخیر آلودگی آب های زیرزمینی به دلیل تغییر الگوی استفاده از زمین به عنوان یک موضوع مهم زیست محیطی در کشور های توسعه یافته و در حال توسعه مطرح است. از میان آلاینده های متعدد آب های زیرزمینی، می توان به شیرابه تولیدی از پسماندها یا محل دفن پسماند شهری که به دلیل سمیت و ماندگاری بالا در محیط خطرات زیست محیطی زیادی ایجاد می کنند، اشاره کرد. کرمانشاه پنجمین شهر پرجمعیت و یکی از کلان شهرهای ایران که مرکز آن کرمانشاه است و براساس سرشماری سال 1395 دارای جمعیتی بالغ بر 651/946 نفر می باشد. با توجه به رشد جمعیت بالا و مهاجرپذیری آن منجر به افزایش جمعیت بی سابقه ای شده است که در توان زیرساخت های این شهر نیست. در نتیجه در کنار مشکلات عدیده زیست محیطی در این شهر، از نظر جمع آوری و دفن زباله ها با مشکلات جدی روبروست زیرا میزان تولید زباله هر شهروند کرمانشاهی به طور میانگین روزی 750 تا  900 گرم است که این دو برابر میانگین جهانی است. این زباله ها در بخش جنوبی شهر کرمانشاه و به فاصله حدود 15 کیلومتری از آن روی دامنه شمالی کوه سفید انباشته می شوند. در این پژوهش سعی شده است با توجه به ویژگی های ژیومورفولوژی منطقه به بررسی آلودگی منابع آب زیرزمینی مناطق پایین دست محل دفن زباله در سراب قنبر کرمانشاه (شهر کرمانشاه) در محیط نرم افزار GMS و کد تحلیلی MODFLOW پرداخته شده است. در این مطالعه، ابتدا نقشه ژیومورفولوژی محدوده شهرستان کرمانشاه در راستای شناسایی آب های زیرزمینی، خاک، شیب و جنس زمین ترسیم شده است. این نقشه نشان می دهد، دشت فرسایشی ناهموار نیمه جنوبی شهر با توجه به محل دف ن زباله های شهر کرمانشاه، می تواند منبع آلودگی چشمه های سراب قنبر را فراهم سازد. نقشه تراز آب های زیرزمینی، جهت جریان آب این منطقه را از جنوب و جنوب شرق به مرکز دشت و سپس شمال و شمال شرق نشان می دهد. محل احداث لندفیل، و جهت جریان آب زیرزمینی از عوامل اصلی گسترش آلودگی می باشد. مطالعات صورت گرفته نشان می دهد که در مدت مطالعه تراز آب زیرزمینی در دوره های خشکسالی همواره در حال افت بوده و میزان بالاآمدگی آن در دوره های ترسالی همواره کمتر از میزان افت آن در دوره های خشک است. نتایج اجرای مدل کیفی MT3DMS نشان داد به منظور رفع مشکل نفوذ آلودگی لندفیل در شبکه آب زیرزمینی، از بین راهکارهای متعددی که می توان به مدیران اجرایی منابع آب پیشنهاد داد یکی مسدودسازی منابع تغذیه مرزی دشت و دیگری کنترل و جلوگیری از افت بیش از حد تراز آب زیرزمینی است.
    کلیدواژگان: لندفیل، نرم افزار GMS، MODFLOW، آب زیرزمینی، پسماند
  • حسنیه نظری*، بهنام تقوی، فرنوش حاجی زاده صفحات 17-32

    هدف از این مطالعه بررسی هدایت الکتریکی آب زیرزمینی ناشی از پارامتر های فیزیکی و شیمیایی آب با استفاده از روش ANFIS-FCM در محدوده های مطالعاتی آذرشهر، عجب شیر و مراغه حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد. جهت دست یابی به این هدف، 82 نمونه آب از چاه و چشمه های دشت ها برداشت و داده ها در آزمایشگاه مورد آنالیز شیمیایی قرار گرفت. آمارهای توصیفی داده ها و ماتریس همبستگی پارامترهای مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار SPSS بدست آمد. با تشکیل ماتریس همبستگی، مشخص گردید که چهار پارامتر شوری (Salinity)، اکسیژن محلول (DO)، کل مواد جامد محلول (TDS) و pH، نسبت به سایر پارامترهای موجود، بیشترین همبستگی را با هدایت الکتریکی (EC) دارند. بنابراین ورودی های مدل شامل چهار پارامتر نامبرده و خروجی نیز با توجه به هدف تحقیق، هدایت الکتریکی انتخاب شد. داده ها پس از استاندارد سازی، وارد محیط متلب شده و با استفاده از روش ANFIS-FCM، هدایت الکتریکی آب زیرزمینی پیش بینی گردید. در این روش 80 درصد داده ها (66 نمونه) برای مجموعه داده آموزش و 20 درصد داده ها (16نمونه) برای مجموعه داده آزمون به طور تصادفی انتخاب شدند. برای مجموعه داده آموزش مدل ANFIS-FCM مقادیر R2، RMSE و VAF به ترتیب 9999/0، 0032399/0 و 99993/0 بدست آمدند و همچنین برای مجموعه داده آزمون مدل ANFIS-FCM مقادیر R2، RMSE و VAF به ترتیب 9998/0، 0029949/0 و 99972/0 حاصل گردید. با استفاده از نتایج به دست آمده از این مدل، مشخص شد که هدایت الکتریکی تخمین زده شده در محدوده های مورد بررسی از دقتی بسیار خوب و همبستگی بالایی نسبت به مقادیر اندازه گیری شده برخوردار بوده است. در نتیجه روش هوشمند ANFIS-FCM روشی موثر، کارآمد و دقیق جهت تخمین پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب می باشد.

    کلیدواژگان: هدایت الکتریکی، ANFIS-FCM، آب زیرزمینی، حوضه ی دریاچه ارومیه
  • علی قاسم پور*، غلام رضا لشکری پور، محمد غفوری صفحات 33-46

    شکنندگی یکی از مهم ترین خصوصیات مکانیکی سنگ است که در حفاری سازه های زیرزمینی مانند حفر تونل کاربرد گسترده ای دارد. تاکنون روش های زیادی برای برآورد شکنندگی سنگ معرفی گردیده است اما استانداردی برای اندازه گیری شکنندگی مطرح نشده است. در این پژوهش بر روی 19 نمونه از برخی سنگ های آذرین (گرانیت، گرانودیوریت و داسیت) معدن سنگ آهن سنگان خواف آزمایشات تعیین شکنندگی S20، همراه با خصوصیات پتروگرافی (درصد کانی های اصلی)، فیزیکی (چگالی خشک، چگالی اشباع، تخلخل و درصد جذب آب)، مکانیکی (مقاومت فشاری تک محوری، مقاومت کششی برزیلی و مقاومت بار نقطه ای) و دینامیکی (سرعت موج فشاری و برشی) در دو حالت خشک و اشباع انجام شد. تحلیل آماری نتایج نشان می دهد که با افزایش آلکالی فلدسپات و کاهش کوارتز و پلاژیوکلاز مقدار شکنندگی نمونه ها افزایش می یابد. همچنین وجود ریزدرزه ها و رگه های کربناتی باعث کاهش مقاومت و افزایش شکنندگی سنگ می شود و قابلیت حفرپذیری نمونه ها آسان تر شده است که این عامل در حالت اشباع تشدید می گردد. یک رابطه معکوس بین شکنندگی S20 و شاخص های شکنندگی وجود دارد، و با افزایش مقدار شکنندگی S20 مقادیر شاخص های شکنندگی کاهش می یابد. ارتباط بین شکنندگی S20 با شاخص های شکنندگی B3 و B4 دارای بیش ترین ضریب تعیین می باشد که به عنوان یک نتیجه می توان گفت که شکنندگی اندازه گیری شده در آزمایشگاه می تواند در بیان شکنندگی سنگ ها واقع بینانه تر باشد.

    کلیدواژگان: شکنندگی S20، آلکالی فلدسپات، سنگ آذرین، سنگان خواف
  • زهرا پارسا، ابراهیم اصغری کلجاهی*، مسعود حاجی علیلو بناب صفحات 47-65

    منطقه نگین پارک در شرق تبریز به مساحت حدود 110 هکتار دارای توپوگرافی تپه ماهوری بوده و لذا در موقع شهرسازی قسمت بالای تپه ها خاکبرداری شده و در دره ها و گودی ها ریخته شده است. در این منطقه لایه های مارنی و خاک های دستی گسترش فراوانی دارند. وجود خاک های دستی و لایه های مارنی که از نظر ژیوتکنیکی استحکام و پایداری کمی دارند، مهم ترین چالش اجرای پروژه های گودبرداری ساختمانی در این منطقه است. با بررسی عکس های هوایی قدیمی و نقشه های زمین شناسی، همچنین با مطالعات صحرایی و بازدید گودهای در حال اجرا و جمع آوری اطلاعات گمانه های حفر شده در منطقه، به بررسی موضوع پرداخته شده است. از 3 پروژه گودبرداری بازدید و بررسی شده و اطلاعات 25 گمانه جمع آوری گردیده است. نتایج بررسی ها به صورت نقشه گسترش خاک های دستی و مارنی ارایه شده است. حدود 28 درصد این محدوده به وسیله خاک های دستی با ضخامت بیش از دو متر، حدود 35 درصد با خاک های مارنی و مابقی با رسوبات آبرفتی درشت دانه پوشیده شده است. عمق آب های زیرزمینی در این منطقه بین 5 تا بیش از 20 متر تغییر می کند. استحکام و پایداری دیواره های گود در لایه های مارنی خشک مناسب است ولی پایداری در لایه های اشباع به شدت کاهش پیدا کرده و استفاده از روش های میخکوبی و انکر را با مشکلاتی مواجه می سازد. با توجه به جنس لایه های زمین، عمق آب های زیرزمینی و عمق گودبرداری، در این منطقه طرح های پایدارسازی مختلفی مثل دیوار حایل، میخ کوبی، سیستم شمع و انکر همراه با شاتکریت بکار گرفته می شود. کارکرد میخکوبی و انکراژ در خاک های مارنی و دستی به دلیل پدیده خزش با کاهش نیروی مهار با گذشت زمان همراه است.

    کلیدواژگان: مارن، خاک دستی، نگین پارک تبریز، گودبرداری، میخ کوبی، انکر
  • مسعود لشکری آهنگرانی، سعید مجدی فر*، محسن همتی چگنی صفحات 66-76

    اکتشاف ذخایر هیدروکربنی معمولا بر اساس وارون سازی داده های لرزه ای صورت می گیرد که دارای پیچیدگی های محاسباتی می باشد. لذا ارایه روش های ساده تر بر مبنای شبکه های عصبی احتمالاتی می تواند از این پیچیدگی ها بکاهد و نیز با توجه به عدم قطعیت کمتر، می تواند ابزار قدرتمندی برای کارهای اکتشافی باشد. در این مقاله از شبکه ی عصبی احتمالاتی شعاع مبنا بر اساس قاعده بیز برای تخمین تخلخل مخزن هیدروکربن دار F3 در دریای شمال استفاده شده است. با توجه به این که محاسبه ی احتمال درست نمایی بیز وابسته به پارامتری به نام شاخص نرمی است، در این مقاله با استفاده از روش اعتبارسنجی مقایسه ای مقدار 21/0 به عنوان شاخص نرمی بهینه انتخاب گردید. بر این اساس به منظور بالا بردن قدرت تفکیک خروجی شبکه عصبی احتمالاتی،  16 بازه ی تخلخل از 22/0 تا 3/0 انتخاب شد و سه نشانگر لرزه ای انرژی، شباهت و دامنه لحظه ای به عنوان ورودی به الگوریتم شبکه عصبی احتمالاتی برگزیده شدند. همچنین روش برازش خطی به منظور تخمین تخلخل میان نشانگرهای ورودی و پارامتر تخلخل به کار گرفته شد. نتایج الگوریتم شبکه عصبی احتمالاتی با نتایج روش برازش خطی در ماتریس هم آمیختگی مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج ماتریس مذکور نشان می دهد که پارامتر صحت کل برای الگوریتم شبکه عصبی احتمالاتی برابر با 7587/0 و برای معادله ی برازش خطی مقاومت صوتی برابر با 4623/0 است. علاوه بر این، مقایسه ی عملکرد دو روش بر روی مقاطع تخمین زده شده نشان می دهد که شبکه ی عصبی احتمالاتی می تواند سازند با تخلخل بیش تر را که حاوی گاز است، آشکار سازی نماید. بنابراین با توجه به نتایج به دست آمده، می توان شبکه ی عصبی احتمالاتی را به عنوان ابزاری مناسب تر به منظور تخمین تخلخل سازندها و اکتشاف ذخایر هیدروکربنی نسبت به برازش خطی معرفی نمود.

    کلیدواژگان: شبکه ی عصبی احتمالاتی، نشانگر انرژی، نشانگر شباهت، نشانگر دامنه لحظه ای، شاخص نرمی
  • عطا اسحق زاده*، ساناز سیدی صاحباری صفحات 77-94

    در این مقاله روشی بر اساس مدل سازی وارون مارکوارت دو بعدی ساختارهای تاقدیسی و ناودیسی با استفاده از داده میدان گرانی ارایه و تباین چگالی اعماق مختلف زمین بر اساس تابع تباین چگالی سهموی محاسبه می گردد. در این روش ساختارهای چین خورده از نظر هندسی به مثلث متساوی الساقین تشبیه می شود. داده گرانی بوگه شامل گرانی منطقه ای و محلی می باشد و نیاز است تا اثرگرانی منطقه ای حذف گردد. روش های مختلفی برای این منظور ارایه شده است؛ اما در بهترین حالت نیز اثر میدان گرانی منطقه ای بطور کامل حذف نمی شود. در این مقاله، کارایی روش برای بی هنجاری های گرانی مربوط به مدل های مصنوعی تاقدیسی و ناودیسی، با و بدون بی هنجاری گرانی منطقه ای مورد بررسی قرار می گیرد. در این روش با بکارگیری روش بهینه سازی مارکوارت پارامترهای عمق بالا و پایین و زاویه ساق های مثلث، با تکرار تغییر می کنند تا اینکه خطای بین داده های گرانی محاسبه ای و مشاهده ای از حد تعیین شده کمتر گردد. نتایج بدست آمده عملکرد قابل قبول الگوریتم نوشته شده را نشان می دهند. همچنین داده های گرانی واقعی مربوط به ناحیه کرند استان گلستان مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند تا شکل و عمق ساختارهای چین خورده که می توانند بعنوان تله های هیدروکربنی در منطقه مورد مطالعه عمل کنند، تعیین گردد. خروجی این روش در واقع عمق نهشته ها موجود در منطقه مورد مطالعه که روی سنگ بستر واقع شده اند را نشان می دهد. مدل سه بعدی ساختارهای چین خورده مدفون در زیر نهشته ها حاصل از وارون سازی مارکوارت، عمق بالای تاقدیس را در حدود 2800 متر، عمق پایین تاقدیس یا بالای ناودیس که تقریبا مطابق با داده گرانی صفر می باشد را در حدود 4200 متر و عمق پایین ناودیس را در حدود 5600 متر تخمین زده است.

    کلیدواژگان: بی هنجاری های گرانی، تباین چگالی سهموی، ساختارهای تاقدیسی و ناودیسی، کرند، وارون سازی مارکوارت
  • محمدرضا مطهری* صفحات 95-113

    مطالعات قبلی نشان داده است که رطوبت تاثیر ویژه ای بر خصوصیات استاتیک سنگ (مقاومت فشاری تک محوری و مدول الاستیسیته) دارد. در این مقاله، مقاطع نازک و XRD، مقاومت تراکم تک محوری و مدول الاستیسیته، شاخص بار نقطه ای، مقاومت کششی برزیلی و تخلخل نمونه های سنگ آهک در شرایط خشک و اشباع در ساختگاه سد خرسان دو در جنوب غربی ایران بررسی شده است. سپس، با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون ساده، اثر شاخص بار نقطه ای در شرایط خشک، مقاومت کششی در شرایط خشک و اشباع و تخلخل بر مقاومت تراکم تک محوری و مدول الاستیسیته در شرایط خشک و اشباع بررسی شد. بررسی XRD و مقاطع نازک نمونه ها نشان می دهد که کلسیت کانی اصلی است و طبقه بندی نمونه ها از مادستون تا گرینستون متغییر است. نتایج شبکه عصبی و رگرسیون ساده نشان داد که اثر متغیرهای مستقل بر مقاومت تراکم تک محوری و مدول الاستیسیته در شرایط خشک دارای دقت بالاتری نسبت به شرایط اشباع می باشند. واسنجی روابط ارایه شده محققین قبلی بر اساس نتایج آزمایشگاهی این تحقیق و با استفاده از معیارهای ضریب تعیین و خطای جذر میانگین مربعات نشان داد که اکثر روابط می توانند جهت تخمین خصوصیات سنگ آهک آسماری مورد استفاده قرار گیرند. بررسی نمودارهای همگنی واریانس باقی مانده ها در سطوح مقادیر پیش بینی شده، ضریب تعیین و خطای روش ها نشان داد که شبکه عصبی از دقت بالاتری نسبت به رگرسیون ساده جهت تخمین خصوصیات استاتیک سنگ آهک برخوردار است و روش شبکه عصبی در تخمین خصوصیات مقاومت تراکم تک محوری و مدول الاستیسیته محافظه کارانه عمل می کند.

    کلیدواژگان: آزمون های مقاومتی، تخلخل، شرایط خشک و اشباع، رگرسیون، شبکه عصبی مصنوعی، سنگ آهک
  • رسول یازرلو، امین جمشیدی*، میلاد عزیزی، سید عبدالقادر امان زاده صفحات 114-124

    خاک های لسی (رس سیلتی CL-ML) از مهم ترین خاک های مسئله دار هستند که باعث مخاطرات زمین شناسی مختلفی در سطح جهان و به ویژه کشور ایران شده اند. بنابراین ضرورت ایجاد می کند برای کاهش مخاطرات زمین شناسی اینگونه خاک ها، تغییراتی در خصوصیات ژیوتکنیکی آن ها صورت گیرد. هدف از پژوهش حاضر تاثیر نانوایلیت بر خصوصیات ژیوتکنیکی خاک لس شامل حدود آتربرگ و تراکم پذیری است. به این منظور یک نمونه خاک لس از شهرستان گنبدکاووس استان گلستان تهیه و آزمایش های ژیوتکنیکی شامل حدود آتربرگ و تراکم روی آن انجام شد. آزمایش ها در نمونه های خاک با درصدهای 5/0، 1، 5/1، 2، 3، 4، 5 و 8 نانوایلیت صورت گرفت. نتایج نشان می دهد که در آزمایش حدود آتربرگ، حد خمیری از 19 درصد (بدون نانوایلیت) به 36 درصد (در 8 درصد نانوایلیت) و حد روانی از  26 درصد (بدون نانوایلیت) به 40 درصد (با 8 درصد نانوایلیت) افزایش پیدا کرده اند. همچنین در آزمایش تراکم حداکثر وزن واحد حجم خشک از 97/1 گرم بر سانتی متر مکعب (بدون نانوایلیت) تا 99/1 گرم بر سانتی متر مکعب (در 2 درصد نانوایلیت) افزایش و پس از آن به 96/1 گرم بر سانتی متر مکعب (در 4 درصد نانوایلیت) کاهش، در صورتی که رطوبت بهینه به طور پیوسته با افزایش مقدار نانوایلیت از صفر به 4 درصد به ترتیب از 12 تا 9/12 درصد افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: خاک لس، نانوایلیت، تراکم پذیری، حدود آتربرگ
  • مهدی کرمی*، مجتبی رحیمی شهید، غلامرضا لشکری پور صفحات 125-145

    تعیین پارامترهای شکنندگی و ژیومکانیکی به ویژه مقاومت فشاری تک محوره (UCS) و مدول یانگ (ES)، برای طراحی و کاربردهای مختلف مهندسی سنگ مورد نیاز است. ارزیابی این پارامترها، فرآیندی زمان بر، طاقت فرسا و هزینه بر است و نیازمند تهیه ی مغزه های سنگی مناسب است؛ بنابراین، از همبستگی های تجربی برای پیش بینی خصوصیات سنگ ها استفاده می شود. در این پژوهش، برای پیش بینی شکنندگی و تعیین همبستگی تجربی بین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی سازند آهکی تله زنگ، از 74 نمونه مغزه سنگی تهیه شده از حفاری 10 گمانه ژیوتکنیکی به عمق 70 متر در ساخت گاه سد هواسان در شرایط خشک و اشباع استفاده شد. پس از بررسی آمار توصیفی نمونه ها در نرم افزار SPSS 25، روابط همبستگی از نوع رگرسیون ساده بر طبق بهترین برازش بین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی برقرار شد و معادله تجربی با ضریب تعیین (R2=96)، با استفاده از مدل رگرسیون چندگانه نیز برای پیش بینی شاخص شکنندگی سنگ آهک تله زنگ ارایه گردید. در نهایت معادله تجربی به دست آمده برای تعیین شاخص شکنندگی (BI) در شرایط اشباع، بر اساس مقادیر مقاومت فشاری تک محوره (UCS)، مقاومت کششی برزیلی (BTS) و سرعت موج فشاری (Vp) و روابط آماری بین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی با روابط گذشته مقایسه شد. نتایج نشان می دهد صحت و دقت روابط آماری ارایه شده با روابط گذشته مطابقت دارد.

    کلیدواژگان: شکنندگی، پارامترهای ژئومکانیکی، روابط آماری، سازند تله زنگ، سد هواسان
  • معصومه صدیقی تکرمی، علیرضا گنجی*، آرش گورابجیری پور، محمدرضا انصاری، افشین اشجع اردلان صفحات 146-164

    هدف این پژوهش بررسی پتانسیل کانی سازی فلزات مس، طلا و مولیبدن در سطح پهنه میانه (با تمرکز بر بخش های غربی و شرقی-شمال شرقی) می باشد. بدین منظور رویکرد مورد نظر استفاده از مطالعات زمین شناسی مستقیم و نمونه برداری در خصوص کانی سازی فلزات مذکور بوده است. برای بحث در مورد پتانسیل کانی سازی از داده های غیرمستقیم (دورسنجی) استفاده شد. به این صورت که با استفاده از داده های ماهواره ای و سنجش از دور به بررسی کانی سازی و دگرسانی در منطقه مورد مطالعه پرداخته شده و نتایج طبقه بندی می شود. در این مرحله از نرم افزارهایی همچون ENVI، ArcGIS و Image Analyzer استفاده شد. نتایج نشان داد که پهنه شرقی میانه هیچ گونه پتانسیل فلزی نشان نداد. در بخش غربی پهنه میانه وضعیت کانی سازی فلزی متفاوت می باشد، زیرا در این قسمت، سنگ های آذرین نفوذی، نیمه عمیق و خروجی بصورت گسترده مشاهده می شود که اغلب توسط پدیده دگرسانی تحت تاثیر قرار گرفته اند. مجموع این شرایط باعث گردیده که کانی سازی فلزی در بخش هایی از پهنه غربی میانه مشاهده گردد. اعم این کانی سازی ها عبارت اند از، وجود کانی سازی طلا در رگه و رگچه های سیلیسی، وجود کانی سازی مولیبدن بصورت رگچه ای و وجود کانی سازی آهن به صورت گوتیت و هماتیت است.

    کلیدواژگان: دورسنجی، ساختارهای تکتونیکی، پهنه اکتشافی میانه
  • حجت دلاور، قربان وهاب زاده کبریا*، جمشید قربانی، محمدرضا اشرفی صفحات 165-176

    آب زیرزمینی در مناطق خشک و نیمه خشک یکی از منابع مهم برای مصارف مختلف محسوب شده که به دلایلی دچار تغییرات کمی و کیفی می شود . یکی از این مناطق دشت فیروزآباد در غرب استان فارس است که آب زیرزمینی آن، منبع اصلی آب شرب و کشاورزی می باشد. در این مقاله تغییرات کمی سطح آب زیرزمینی دشت فیروزآباد که یکی از قطب های کشاورزی ایران است، با آزمون من- کندال بررسی گردید. نتایج نشان داد که با توجه به هیدروگراف واحد آب زیر زمینی دشت فیروزآباد در دوره آماری 90-1371 در شرق و غرب رودخانه ، روند کلی تغییرات سطح ایستابی دارای افت مستمر و قابل توجه بوده ، بطوریکه در شرق دشت بیش از 21 متر و در غرب 83/20 متر سطح تراز آب زیرزمینی افت کرده است . البته به علت بارندگی زیاد (678 میلی متر) در سال 1383 ، نقشه تغییرات عمق سطح آب زیرزمینی سال 85-80 آبخوان، افت کمتری را نشان می دهد. تغییرات هیدروگراف واحد دشت فیروزآباد برای دوره 90-85 نیز به شدت افت آب زیرزمینی را نشان می دهد، به طوری که در کلیه نقاط افت سطح آبخوان دیده می شود . بیلان آب زیرزمینی آبخوان این دشت در دوره آماری مبین آن است که تغییرات حجم ذخیره آبخوان به بدلیل برداشت اضافی در طول دوره آماری به مقدار 5/17میلیون مترمکعب منفی بوده و عامل اصلی افت سطح ایستابی است. این میزان تخلیه عمدتا از چاه های بهره برداری تامین گردید. با توجه به نقش سازند های سخت زمین شناسی طراف در تغذیه آبخوان دشت فیروزآباد استفاده از این منبع برای جبران کمبود آب در آینده مقدور نیست. بنابراین باید سایر منابع آبی منطقه از جمله انتقال آب از سدهای تنگاب و هایقر بررسی گردد. بطور کلی در حاشیه ارتفاعات عمق سطح آب بیش تر و به سمت مرکز دشت کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: دشت فیروزآباد، سطح آب زیر زمینی، آزمون من-کندال، هیدروگراف واحد
  • صبا محمدی، حسین پیرخراطی* صفحات 177-187

    کیفیت آب زیرزمینی جهت اهداف آبیاری در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. تحقیق حاضر، با هدف دست یافتن به کیفیت آب زیرزمینی دشت آبرفتی ارومیه، در سامانه های آبیاری می باشد؛ جایی که فعالیت های کشاورزی به دلیل افزایش روند خشکسالی در دریاچه ارومیه به آب های زیرزمینی وابسته است. در این مطالعه، از داده های مربوط به 59 حلقه چاه آب زیرزمینی منطقه مطالعاتی در فصل خشک سال 1397 استفاده شده است. داده ها از نظر پارامترهای کیفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند؛ سپس جهت بررسی تغییرات مکانی آب زیرزمینی و تعیین محدوده مناسب برای استفاده در سامانه های آبیاری، از تعدادی شاخص های کیفیت آب (شاخص نفوذپذیری، نسبت جذب منیزیم، نسبت جذب سدیم، نسبت کیلی، درصد سدیم، سدیم کربنات باقی مانده و شاخص اشباع لانژلیر) با استفاده از روش زمین آماری در نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، استفاده گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، مقادیر مرتبط با پارامترهای کیفی pH، هدایت الکتریکی، کلسیم، سدیم، کلراید، سولفات، پتاسیم و کل جامدات محلول در حد مجاز می باشند؛ درحالی که، 5/8 درصد و 17 درصد از چاه های آب زیرزمینی منطقه، به ترتیب در بی کربنات و منیزیم، دارای مقادیر بیش از حد مجاز بر اساس استاندارد سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO, 1994)، می باشند. آب زیرزمینی منطقه مطالعاتی، از نظر مقادیر به دست آمده برای شاخص نسبت جذب سدیم، کیفیت عالی و از نظر مقادیر محاسبه شده برای شاخص نفوذپذیری و درصد سدیم، کیفیت مناسب برای اهداف آبیاری را نشان می دهند. مقادیر مرتبط با غلظت نسبت جذب منیزیم، در 6/18 درصد چاه ها و مقادیر سدیم کربنات باقی مانده در تعداد سه نمونه از چاه ها، پایین تر از حد مجاز می باشند؛ در حالی که، چاه های مطالعاتی منطقه، از نظر مقادیر محاسبه شده برای شاخص نسبت کیلی و اشباع لانژلیر، برای آبیاری نامناسب می باشند. نقشه های توزیع مکانی شاخص های کیفیت آب زیرزمینی نشان می دهد که قسمت مرکزی دشت آبرفتی ارومیه، بهترین زون جهت اهداف آبیاری می باشد.

    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، دشت آبرفتی ارومیه، سامانه های آبیاری، شاخص های کیفیت آب، توزیع مکانی
|
  • F. Azizi, E. Abbas Novinpour *, H. Moghimi Pages 1-16
    In recent years, groundwater pollution has been raised as an important environmental issue in developed and developing countries due to changing land use patterns. Among the many groundwater pollutants, we can mention the leachate produced from waste or municipal waste landfill, which poses many environmental hazards due to its toxicity and high durability in the environment. Kermanshah is the ninth most populous city and one of the metropolises of Iran, the center of which is Kermanshah and according to the 2016 census has a population of 946,651 people. Due to high population growth and immigration, it has led to an unprecedented increase in population that is not within the capacity of the city's infrastructure. As a result, along with many environmental problems in this city, it faces serious problems in terms of waste collection and disposal because the amount of waste production per citizen of Kermanshah is on average 750 to 900 grams per day, which is twice the global average. This waste is accumulated in the southern part of Kermanshah city and at a distance of about 15 km from it on the northern slope of Kuh-e Sefid. In this study, according to the geomorphological features of the region, the pollution of groundwater resources in the downstream areas of the landfill in Sarabghanbar of Kermanshah (Kermanshah city) has been investigated in GMS software environment and MODFLOW analytical code. In this study, first the geomorphological map of Kermanshah city in order to identify groundwater, soil, and slope and land type has been drawn. This map shows that the uneven erosion plain of the southern half of the city, due to the landfill of Kermanshah, can provide a source of pollution for Sarabghanbar springs. The groundwater level map shows the direction of water flow in this area from south and southeast to the center of the plain and then north and northeast. Landfill construction site, and groundwater flow direction are the main factors in the spread of pollution. Studies show that during the study period, the groundwater level in drought periods is constantly declining and its rate of rise in wet periods is always less than its rate of decline in dry periods. The results of MT3DMS quality model showed that in order to solve the problem of infiltration of landfill pollution in the groundwater network, among the several solutions that can be offered to water resource executives, one is blocking the border power supply of the plain and the other is controlling and preventing excessive drop. Groundwater level.
    Keywords: GMS Software, MT3DMS Model, landfill, Sarabghanbar, Kermanshah
  • H. Nazari *, B. Taghavi, F. Hajizadeh Pages 17-32

    The aim of this study was to investigate the electrical conductivity of groundwater due to physical and chemical parameters of water using ANFIS-FCM method in Azarshahr, Ajabshir and Maragheh study areas of Urmia Lake catchment area. To achieve this goal, 82 water samples were taken from wells and springs in the plains and the data were chemically analyzed in the laboratory. Descriptive statistical data and correlation matrix of the studied parameters were obtained using SPSS software. By forming the correlation matrix, it was found that the four salinity parameters, soluble oxygen (DO), total soluble solids (TDS) and pH, have the highest correlation with electrical conductivity (EC) compared to other existing parameters. Therefore, the inputs of the model included the four mentioned parameters and the output was selected according to the purpose of the research, electrical conductivity.  After standardization, the data entered the MATLAB environment and using ANFIS-FCM method, the electrical conductivity of groundwater was predicted. In this method, 80% of the data (66 samples) were randomly selected for the training data set and 20% of the data (16 samples) were randomly selected for the test data set. For ANFIS-FCM training data set, R2, RMSE and VAF values were 0.9999, 0.0032399 and 0.99993, respectively, and also for ANFIS-FCM test data set, R2, RMSE and VAF values were 0.9998, respectively, 0.0029949 and 0.99972 were obtained. Using the results of this model, it was found that the estimated electrical conductivity in the studied areas had a very good accuracy and high correlation with the measured values. As a result, the ANFIS-FCM intelligent method is an effective, efficient and accurate way to estimate the physical and chemical parameters of water.

    Keywords: Electrical Conductivity, ANFIS-FCM, Groundwater, Urmia Lake Basin
  • A. Ghasempour *, G. R. Lashkaripour, M. Ghafoori Pages 33-46

    Brittleness is one of the most important mechanical properties of rock which has a widespread application in underground constructs drilling like tunnel drilling. Although many method have been introduced for estimating brittleness, no standard has been mentioned for measuring brittleness. In this research, experiments for determining   brittleness of S20 along with petrographic (main mineral percentage), physical (dry density, saturation density, porosity and water absorption percentage), mechanical (uniaxial compressive strength, Brazilian tensile strength , point load test) and dynamic properties (pressure and shear wave velocity) in the two states of dry and saturated were performed on 19 test samples of igneous rocks (granite, granodiorite and dacite) selected from Sangan iron ore mine in khaf. Statistical analysis of the results shows that brittleness of samples increases with increasing alkali feldspar and quartz and also reducing plagioclase. Also existence of micro particles and carbonate veins decreases strength and increases the brittleness of rock and facilitate excavatability of samples which is more prominent in saturated state. There is an inverse relationship between S20 brittleness and the brittleness indices, and as the value of S20   brittleness increases, the value of brittleness indices decrease. The relationship between S20 brittleness and brittleness indices B3 and B4 has the highest coefficient of determination. As a result, it can be said that the brittleness measured in the laboratory can be more realistic in expressing the brittleness of rocks.

    Keywords: S20 brittleness, Alkali feldspar, Igneous rock, Sangan Khaf
  • Z. Parsa, E. Asghari-Kaljahi *, M. Hajialilue-Bonab Pages 47-65

    Negin Park area in the east of Tabriz city has an area of about 110 hectares with topography of the hills and valleys. Therefore, during urbanization, the upper part of the hills is cut and is cast in valleys and low lands. Marl layers are also widely spread in this area. The development of fill soils and the presence of marl layers that have a low geotechnical strength and stability are the main challenges in implementing deep excavation projects for building construction in this area. Marl layers are seen in yellow, green and gray colors. Investigating of the subject, by examining old aerial photographs and geological maps, as well as field studies and visits to deep excavation projects and collecting information on excavations in the region, properly paid. From 3 deep excavation projects has been visited and 25 boreholes information have been collected. The results of the studies are presented as a map of the development of fill and marl soils. About 28% of the area is covered by fill soils with a thickness of more than 2 meters and also about 35% with marly soils. The depth of groundwater table in this area varies from 5 to 20 meters. In the dry marl layers, the strength and stability of to deep excavation walls are suitable, but the stability is strongly reduced of the saturation layers, soil nailing and anchors are difficult to use. Due to the type of underground layers, the depth of the groundwater table and the depth of excavation, in this area are using various stabilization methods, such as the retaining walls, piles and anchors, soil nailing and anchors with shotcrete. The efficiency of nails and anchores is facing with problems due to creep phenomena.

    Keywords: Marl, Fill soil, Negin Park of Tabriz, Deep excavation, Soil nailing, Anchor
  • M. Lashkari Ahangarani, S. Mojeddifar *, M. Hemmati Chegeni Pages 66-76

    Hydrocarbon explorations usually are performed based on seismic inversion techniques in which there exists computational complexity. Therefore, application of simpler methods such as probabilistic neural network could be considered to decrease uncertainties of the results. The present research used a probabilistic neural network to characterize the sand reservoir of F3 block in North Sea. This algorithm applied the seismic attributes of energy, similarity and instantaneous amplitude as input parameters to estimate porosity distribution of the F3 reservoir. Calculating the likelihood probability is dependent on the smoothing parameter. Therefore, the cross validation technique was used to determine the smoothing parameter that equals to 0.21. This paper considered 16 porosity classes from 0.22 to 0.3 as output of probabilistic algorithm. This algorithm calculated the posterior probability for every point in reservoir to determine the class of each point. The maximum posterior probability was selected as the final output. The obtained results were compared with the linear equation driven regression model for acoustic impedance and porosity values. The comparison showed that the developed network could detect gas-bearing region. Also, the confusion matrix was used to validate the results and the total accuracy parameter was calculated as 0.7587 and 0.4623 for probabilistic neural network and linear regression, respectively. Therefore, Bayesian neural network could be introduced as an effective tool to explore the hydrocarbon-bearin layers because of computational complexity of seismic inversion techniques.

    Keywords: Probabilistic Neural Network, energy, similarity, instantaneous amplitude, smoothing parameter
  • A. Eshaghzadeh *, S. Seyedi Sahebari Pages 77-94

    In this paper, a method based on the 2D Marquardt inverse modeling of anticlinal and synclinal structures using the gravity field data is introduced and the density contrast of the difference depths of the earth is computed based on a parabolic density function (PDF). The normal and inverted isosceles triangular models are generally used to describe the geometries of these structures in analyzing gravity anomalies. In the absence of known geology, it may not be possible to isolate completely the gravity signature due to a geological structure from the regional gravity background. In this paper a computer program solves three different parameters of the structure, z1, z2 and i, in addition to estimating two coefficients of regional gravity anomaly. The modeling process begins with computing the theoretical gravity anomaly of an anticline or syncline prototype, defined by approximate shape parameters in each case that can be attained from known geology. The program reduces the error between the observed gravity anomaly and the estimated gravity anomaly by improving the initial parameters of the model during repetition until the misfit function falls below a predefined allowable error or the damping factor acquires a large value or the specified number of iterations is completed. The efficiency of the algorithm is illustrated with a set of synthetic gravity anomalies over an anticlinal and a synclinal structure both with and without regional background, further, the code is exemplified with the gravity data from Kerend region, Iran. The target of gravity survey studies is determination the limits and depth values of anticlinal structures as a probable hydrocarbon traps. The results show the top depth of the anticlinal about 2800 m, the bottom depth of the anticlinal about 4200 m and the bottom depth of the synclinal about 5600 m.

    Keywords: Anticlinal, Synclinal structures, Gravity anomalies, Kerend, Marquardt, Parabolic density contrast
  • M. R. Motahari * Pages 95-113

    Previous studies have shown that moisture has a special effect on the static properties (uniaxial compressive strength (UCS) and elastic modulus (Es) of the rock. In this study, thin section, X-ray diffraction (XRD), porosity, UCS and Es, point load index, and Brazilian tensile strength of the limestone specimens were determined in Khersan 2 dam site, in south west of Iran. Then, using artificial neural network and simple regression, the effect of dry point load index, dry and saturated tensile strength, and porosity on UCS, Es were assessed. Microscopic studies of the samples showed that calcite is the main mineral and samples classified from the Mudstone to the Grainstone. The effect of water on the static properties showed that prediction models in dry conditions are more accurate. Calibration of the relationships presented by previous researchers based on the experimental results of this study and using the criteria of coefficient of determination and root mean square error (RMSE) showed that most of the relationships can be used to estimate the properties of Asmari limestone. Also, investigation of heteroscedasticity graphs of residual variance at predicted levels, determination coefficient and RMSE of the methods showed that the neural network has higher accuracy than simple regression. As compared to the regression method, the neural network is conservative in estimating these properties.

    Keywords: mechanical properties, porosity, dry, saturated conditions, Artificial neural network, Regression, Limestone
  • R. Yazarloo, A. Jamshidi *, M. Azizi, S. A. Amanzadeh Pages 114-124

    Loose soils (CL-ML silty clays) are one of the most important problematic soils that have caused various geological hazards in the world, especially in Iran. Therefore, in order to reduce the geological hazards of such soils, it is necessary to make changes in their geotechnical properties. The aim of the present study is to investigate the effect of nano-illite on the geotechnical properties of loess soil including Atterberg limits and compressibility. For this purpose, a loose soil sample was prepared from Gonbad Kavous city of Golestan province and geotechnical tests including Atterberg limits and compaction were performed on it. Tests were performed on soil samples with percentages of 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4, 5 and 8 nano-ilite. The results show that in the Atterberg limits test, the plastic limit is from 19% (without nano-illite) to 36% (in 8% nano-illite) and the liquid limit is from 26% (without nano-illite) to 40% (with 8% nano-illite) have increased. Also, in the compaction test, the maximum dry unit weight increased from 1.97 g /cm3 (without nano-illite) to 1.99 g /cm3 (in 2% nano-illite) and then decrease to 1.96 g /cm3 (in 4% nano-illite), while the optimum moisture has continuously increased from 12 to 12.9% in 0 to 4% nano-illite, respectively.

    Keywords: Loess soil, nano-illite, compressibility, Atterberg limits
  • M. Karami *, M. Rahimi Shahid, G. R. Lashkaripour Pages 125-145

    Determination of brittleness and geomechanical parameters, especially uniaxial compressive strength (UCS) and Young's modulus (ES), is required for designing and various applications of rock engineering. Evaluation of these parameters is a time-consuming, tedious and costly process requiring the preparation of suitable rock cores, therefore, experimental correlations are being used to predict the properties of rocks. In this study, to predict brittleness and determining the experimental correlation between physical and mechanical parameters of Talezang limestone formation, 74 rock core samples obtaining from 10 geotechnical boreholes with a depth of 70 m in the basement of Hawasan dam in dry and saturated conditions were used. After analyzing the descriptive statistics of the samples in SPSS 25 software, simple regression correlation relationships were approached based on the best fit between physical and mechanical parameters and according to multiple regression model, an experimental equation with coefficient of determination (R2 = 96) was applied to predict brittleness index of Talezang limestone. Finally, the obtained experimental equation based on the values of uniaxial compressive strength (UCS), Brazilian tensile strength (BTS) and compressive wave velocity (Vp) and statistical relationships between physical and mechanical parameters for determining the brittleness index (BI) in saturated conditions was compared with previous relationships in the literature. The results show that the accuracy of the statistical relationships presented is consistent with previous relationships.

    Keywords: Brittleness, geomechanical parameters, statistical relationships, Talezang formation, Havasan Dam
  • M. Seddighi Takrami, A. R. Ganji *, A. Gourabjiripor, M. R. Ansari, A. Ashjaardalan Pages 146-164

    This study aimed to investigate the mineralization potential of such metals as copper, gold and molybdenum at the Miyaneh's zone level (focusing on the western and eastern-northeastern areas). For this purpose, the proposed approach was to use direct geological studies and to take samples on the mineralization of these metals. Indirect data (telemetry) were used to discuss mineralization potentiality. In this connection, satellite and telemetry data were used for mineralization and alteration in the study area as the results were classified. At this stage, such software as Envi, Arc GIS and Image analyzer were used. The findings revealed that the Miyaneh's eastern zone was not found to generate any metal potential. In the western part of the said zone, the situation of metal mineralization is different, because intrusive, semi-deep and existing igneous rocks are widely seen in this area which are often exposed to the alteration phenomenon. These conditions have led to the metal mineralization in some western zones of the city. The most important mineralization processes include the presence of gold mineralization in siliceous veinlet, the presence of molybdenum mineralization in the form of veinlets and the presence of iron mineralization in the form of goethite and hematite.

    Keywords: Mineralization of metals, Copper metals, Gold, Molybdenum, Integration of geochemical data, Middle zone
  • H. Delavar, G. Vahabzadahkbriya *, J. Ghorbani, M. R. Ashrafi Pages 165-176

    Groundwater in arid and semi-arid areas is one of the important sources for various uses that undergo quantitative changes. One of these areas is Firoozabad plain in the west of Fars province, whose groundwater is the main source of agricultural and drinking water. In this paper ,quantitative change in groundwater level of Firoozabad plain, which is one of the agricultural  hubs of iran,were investigated by Mann-Kendal l test.The result showed that  according to the unit hydrograph of Firoozabad plain in the statistical period of !992-2011in the east and west of the river, the general trend of water table changes has a continuous ang significant decline,so that in the east of the plain more than 21  Meters and in the west 20.83meters the groundwater level has dropped. However, due to heavy rainfall(678mm) in 2004, the map of groundwater depth changes in the aquifer in 2001-2006shows less decline. Changes in the unit hydrograph of Firoozabad plain for the period 2006-2011 show a sharp drop in groundwater level, so that it can be seen in everywhere of aquifer drop.Groundwater balance of the aquifer of this plain in the statistical period indicate that the change in the volume  of the  aquifer reserve due to additional harvest(discharge) during the statistical period of 17.5million cubic meters is negative anf is the main cause of water table decline.This discharge was mainly provided by exploitation wells.Due to the role of surrounding geological formations in feeding the aquifer of Firoozabad plain,it is not possible to use this resource to compensate for water shortage in the future. Therefore, other water resources in the region, including water transfer from Tangab and Hayqar dams, should be considered. In general, in the margins of the heights, the water source depth decreases more and decreases towards the center of the plain.

    Keywords: Firoozabad plain, Groundwater table, Mann-Kendall test, unit hydrograph
  • S. Mohammadi, H. Pirkharrati * Pages 177-187

    The aim of this study is to evaluate suitability of groundwater for irrigation purposes in Urmia alluvial plain, West Azerbaijan, Iran; where agriculture activities are dependent on groundwater because of increasing drought trend in Lake Urmia. Fifty-nine water samples from groundwater were selected during dry season in 2018 and analyzed for water quality parameters. The present study was carried out to investigate the spatial variability of water quality indices (PI, MAR, SAR, RSC, LSI, KR and %Na) by geo-statistical methods to determine suitable areas for irrigation. Electrical conductivity (EC), pH, calcium, sodium, chloride, sulfate, potassium and TDS concentrations were in permissible limit, while %8.5 and %17 of groundwater wells; in bicarbonate and magnesium, respectively; were higher than acceptable limit within prescribed limits as FAO (1994) for irrigation purpose. The calculated SAR values suggested excellent quality for irrigation. The values of PI and %Na suggest that the groundwater of study area is suitable for irrigation purpose. It shows that concentrations of MAR in %18.6 of wells and RSC values in three of samples, are lower than the permissible limit; Whereas computed values of LSI and KR indicate unsuitable groundwater of study area. The spatial distribution maps of groundwater quality indicated that the central of Urmia plain is the most suitable zone for irrigation purposes.

    Keywords: Groundwater, Urmia Alluvial Plain, Irrigation Purposes, Water Quality Indices, Spatial Distribution