Researches in Earth Sciences

Researches in Earth Sciences

Investigation of hydrological characteristics of Damghan Cheshmeh-Ali karst aquifer

Document Type : علمی -پژوهشی

Authors
Seyed musa Hosseini 1
Hajar Ghadiri 2
Fatemeh Garavand 3
1 Associate Professor, Department of Physical Geography, University of Tehran
2 MS.c in Geomorphology, Faculty of Geography, University of Tehran
3 Ph.D Student in Geomorphology, Faculty of Geography, University of Tehran
10.29252/esrj.9.4.128
Abstract
Damghan Cheshmeh-Ali spring with average daily discharge of 140 lit/s plays main role in supplying the domestic and agriculture water demands in this area. In this study, daily precipitation and discharge data series from 2001-2010 were used for investigating of hydrological characteristics of the karst aquifer connected to this spring. Mangin’s classification method indicates that the unsaturated zone of the Cheshmeh-Ali karst aquifer has more karstification degree compared to the saturated zone. Cross correlation analysis between cumulative rainfall (daily to 360 days) and daily spring discharge data indicated that the rainfall series of current day to 300 days have more correlation with the spring flow in current day. In addition, frequency analysis of drought hydrological carried out on the spring low flow and with duration of 3, 7, and 10 days indicated that discharge with probability of 99% is obtained as 350, 262, and 213 lit/s respectively for duration of 3, 7, and 10 days. Whereas, significant difference is observed between the predicted discharge with periods of 3, 7, and 10 days for less than 5 years return duration.
Keywords
Drought analysis
Effective rainfall
Cheshmeh-Ali
Mangin’s method
Karst aquifer
  1. -اسدی، ا.، میرعباسی نجف آبادی، ر.، ملک پور، ا.، فاخری فرد، ا. و دین پژوه، ی.، 1388. پایش خشکسالی هیدرولوژیکی با استفاده از تئوری ران (مطالعه موردی حوضه آجی چای آذربایجان شرقی)، دومین همایش ملی اثرات خشکسالی و راهکارهای مدیریت آن، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان.
  2. -اسلامی، س.س.، زارعی، ع. و ابریشم‌چی، ا.، 1379. پیش‌بینی خشکسالی هیدرولوژیک، اولین کنفرانس ملی بررسی راهکارهای مقابله با کم آبی و خشکسالی، دانشگاه باهنر کرمان.
  3. -افراسیابیان، ا.، 1372. مطالعات و تحقیقات منابع آب کارست در ایران، مجموعه مقالات دومین همایش جهانی منابع آب در سازندهای کارستی، کرمانشاه- تهران، ص 126-137.
  4. -پایگاه ملی داده‌های علوم زمین، 1395، www.ngdir.ir .
  5. -خزایی، م.، تلوری، ع. و جباری، ا.، 1382. تحلیل توزیع فراوانی خشکسالی هیدرولوژیک مطالعه موردی حوضه رودخانه قرسو، مجله جغرافیا و توسعه، جلد اول، شماره 2، ص 45-56.
  6. -شفیعی مطلق، خ. و لشکری پور، غ.ر.، 1387. هیدروژئولوژی چشمه کارستی کورسا دهدشت، چهارمین همایش زمین‌شناسی و محیط زیست، اسلامشهر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر.
  7. -شکری، م.، اشجاری، ج. و کرمی، غ.ح.، 1390. تاثیر تکتونیک و چینه‌شناسی در جهت یابی جریان آب زیرزمینی در حوضه آبگیر چشمه علی دامغان، پانزدهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران.
  8. -شهبازی، ر. و فیض نیا، س.، 1390. تاثیر سازندهای زمین‌شناسی بر کاهش کیفیت آب‌های سطحی و زیرزمینی در حوزه آبخیز کویر مرکزی ایران (مطالعه موردی: حوزه آبخیز چشمه علی دامغان)، پژوهش‌های فرسایش محیطی، شماره 1، ص 22-35.
  9. -کرمی، غ.ح.، 1383. بررسی هیدروژئولوژیکی و هیدروژئوشیمیایی چشمه کارستی چشمه علی دامغان، طرح پژوهشی با کد 2107، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، 47 ص.
  10. -کرمی، غ.ح، 1388. نقش چینه‌شناسی در توسعه کارست در حوضه آبگیر چشمه علی دامغان، مجله پژوهش‌های چینه‌‌نگاری و رسوب‌شناسی، دوره 25، شماره 1، بهار 1388، ص 39-52.
  11. -کریمی وردنجانی، ح.، 1389. هیدروژئولوژی کارست، انتشارات ارم شیراز، 399 ص.
  12. -Atkinson, T.C., 1977. Diffuse flow and conduit flow, Journal of Hydrology, v. 35, p. 93 -110.
  13. -Bonacci, O., 1987. Karst hydrogeology and water resource- past, present and future, IAHS publ, v. 164, p. 205-213.
  14. -Bonacci, O., 1993. Karst spring hydrographs as indicators of karst aquifers, Hydrogeological sciences- journal, des science hydrologiques, v. 38 (1), p. 51-62.
  15. -Bonacci, O. and Jukić, I., 2015." Karst spring catchment: an example from Dinaric karst", Environ Earth Sci Journal, Doi: DOI 10.1007/s12665-015-4644-8. 74:6211–6223.
  16. -Bonacci, O.Z., eljkovic, I. and Galic, A., 2013. Karst rivers’ particularity: an example from Dinaric karst (Croatia/Bosnia and Herzegovina), Environ Earth Sci, v. 70(2), p. 963-974.
  17. -Chow, V.T., 1954. The log probability law and its engineering applications, v. 80(536), p. 1-25, Proceedings of the ASCE, USA.
  18. -Cotton, F.A. and Edwards, W.T., 1968. The crystal and molecular structure of nitropentamminocobalt (III) bromide, Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology Cambridge, Massachusetts 02139, U.S.A., v.24(4), p. 474-477.
  19. -Ford, D. and Williams, P., 2007. Karst Hydrogeology and Geomorphology, Second edition, p. 553.
  20. -Fiorillo, F., Espesito, L. and Guadagno, F.M., 2007. Analysis and forcast of water resources in an ultra-centenarian spring discharge series from Serino (southern Italy), Journal of Hydrology, v. 336, p. 125-138.
  21. -Gumbel, E.J., 1958. Statistics of Extremes, Columbia University Press, New York, USA, 375 p.
  22. -Hayes, S.C., Strosahl, K. and Wilson, K.G., 1999. Acceptance and Commitment Therapy: An experiential approach to behavior change, New York: Guilford Press, 470 p.
  23. -Kuhta, M., Brkić, Ž. and Stroj, A., 2012. "Hydrodynamic characteristics of Mt. Biokovo foothill springs in Croatia", Geologia Croatica, v. 65 (1), p. 41-52.
  24. -Kresic, N. and O., 2010. "Spring discharge hydrograph, In Groundwater Hydrology of Springs: Engineering, Theory, Management, and Sustainability", Elsevier ch 4, p. 129-163.
  25. -Mangin, A., 1975. Contribution a l’etude hydrodynamique des aquifères karstiques, Annales de Speleologie, v. 26, p. 283-339.
  26. -Maillet, E., 1905. Essais d'Hydraulique Souterraine et Fluviale, Paperback: 280 pages, Publisher: Kessinger Publishing, LLC (February 6, 2009), Language: French.
  27. -Milanovic, P., 1981. Karst Hydrogeology, Water Resources Pubns, 434 p.
  28. -Padilla, A., Pulido-Bosch, A. and Mangin, A., 1994. Relative importance of base-flow and quick-flow from hydrographs of karst spring, Ground water, v. 32(2), p. 267-277.
  29. -Parida, B.P., Kachroo, R.K. and Shrestha, D.B., 1998. Regional flood frequency analysis of Mahi-Sabarmati basin (Subzon 3-a) using index flood procedure with L-moments. J. Water resource management, v. 12, p.1-12
  30. -Sandoval, E., 2009. Mixed Disteributions in Low-Flow Frequency Analysis. Revista Ingenieria Investigacion y Tecnologia, v. 10(3), p. 247-253.
  31. -Smakhtin, V.Y. and Toulouse, M., 1998. Relationships between low-flow characteristics of South African streams, South African Journals, v. 24(2), p. 107-112.
  32. -Todd, H. and Carol, W.M., 1998. Modeling of storm responses in conduit flow aquifers with reservoirs, Journal of Hydrology, v. 208(1–2), p. 82-91.
  33. -Yevjevich, V. and Jeng, R.I., 1967. "Effects of in consistency and a homogeneity on hydrologic time series, "Proceedings International Hydrology Symposium, Fort Collins, Colorado, September 1967, v. 1, p. 58.