بررسی مشکل فرار آب از مخزن سد شاه قاسم با استفاده از آنالیز هیدروژئولوژیکی

به دلیل هیدروژئولوژی پیچیده مناطق کارستی، ساخت سد و مخازن در این نواحی با سختی و مشکلاتی همراه است که فرار آب از مخزن از جمله آن می باشد. سد خاکی شاه قاسم با ارتفاع 47 متر از پی و حجم مخزن 9 میلیون متر مکعب در فاصله 15 کیلومتری جنوب شهر یاسوج قرار دارد. این سد در یال شمالی تاقدیس شاه قاسم، بر روی سازند آسماری ساخته شده است و آب مخزن آن با آهک‌های کارستی سازند آسماریجهرم، مارن‌های سازند پابده –گورپی و لایه‌های مارنی و آهکی واحد انتقالی در تماس است. با شروع آبگیری سد در سال 1375، مشکل فرار آب از مخزن آن گزارش شد و تا به امروز نیز ادامه دارد. در این پژوهش، ضمن ترسیم نقشه زمین شناسی منطقه مورد مطالعه، نیمرخ‌های زمین شناسی مناسب در راستای عمود بر روند عمومی ساختارهای زمین شناسی تهیه شده است. در ادامه تاریخچه آبگیری مخزن و تزریق تکمیلی انجام شده ارائه گردیده و تاثیر این عملیات بر روی کاهش مقدار فرار آب مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس با بررسی نتایج آزمایش‌های لوژان و مقدار سیمان خوری گمانه های تزریق، میزان نفوذپذیری سازندهای مختلف و در نتیجه توان آبگذری آنها تعیین شده است. همچنین با مقایسه تغییرات تراز آب مخزن و سطح آب چاه‌های مشاهده‌ای، چگونگی ارتباط هیدرولیکی بین آنها مطالعه شده است. در پایان، پنجره ورود آب و مسیر محتمل فرار آب از مخزن مشخص گردیده و راهکارهایی برای حل مشکل فرار آب ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که آب بندی تکمیلی کامل مخزن بسیار پر هزینه بوده و مقرون به صرفه نیست. بر اساس شواهد موجود آب مخزن سد به هدر نمی رود بلکه نقشی پنهان اما مفید در تغذیه سفره کارستی واقع در یال شمالی تاقدیس و تامین آب چاه‌های شرب حفر شده در این سفره را دارد.

Investigation of leakage problem at the ShahGhasem Dam by hydrogeological analysis

Karst regions have been considered unsuitable for dam construction because of complex hydrogeological characteristics. The most frequent problem at the karst dam sites is water leakage from the reservoirs. The Shah Ghasem Dam with a reservoir capacity of 9 million cubic meters, was constructed at the south of Yasouj City to regulate water flow of Shah Ghasem Spring. The dam is located on the northern limb of Shah Ghasem Anticline, a fold which is mainly composed of the marlstone layers of the PabdehGurpi Formation, alternative marlstone and limestone layers of Transition Zone and karst limestone belonging to the AsmariJahrom Formation. The reservoir water is in direct contact with the impermeable PabdehGurpi Formation, karstic Asmari Formations and their transition zone. By starting of dam operation in 1996, leakage occurred from the reservoir through the limestone layers of the Asmari Formation and Transition Zone. To reduce leakage, ten boreholes were drilled and grouted, but no effect on leakage amount was observed. The main object of this study is to determine leakage paths at the Shah Ghasem Dam reservoir, by considering the geological and hydrogeological settings, water pressure tests, cement consumption, and time series of water table in the reservoir and downstream boreholes. Results indicated that an extensive treatment work was needed to reduce the water leakage amount, but performing a benefit cost analysis was required to make a proper decision. Moreover, the karst aquifer at the northern limb of the anticline was recharging by the reservoir leakage water, supplying downstream drinking water.