بررسی الگوی رودخانهء کارون در محدودهء شهر اهواز و ارتباط آن با زمین ساخت پویا

دسته لرزه زمین ساخت
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و چهارمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده اژدری، علی- رستمی پایدار، قدرت ا...
تاريخ برگزاری ۰۹ اسفند ۱۳۸۴

چکیده

حرکات زمین ساختى جوان در کمربند چین و راندگى زاگرس نمونه هاى خوبى از ارتباط بین زمین ساخت و زمین ریخت ایجاد کرده است که از جمله میتوان به تغییرات الگوى کانال رودخانه ها اشاره کرد. رودخانه کارون در دشت خوزستان ویژگى رودخانه هاى آبرفتى و الگوى پیچان(meandering) دارد. ویژگى هاى این رودخانه در همه مسیر یکسان نیست و در برخى بازه ها دچار تغییر مى شود. در منطقه مورد مطالعه، در شهر اهواز، الگوى پیچان رودخانه پس از رسیدن به تاقدیس و گسله اهواز به الگوى مستقیم تغییر مى یابد. این تغییر نتیجهء حرکات آرام زمین ساخت پویا است که به صورت بالا آمدگى بر روى تاقدیس و گسله اهواز روى مى دهد.  دگر ریختى سطحى حاصل از این بالا آمدگى با تغییر شیب بستر رودخانه همراه است. این تغییر سبب بر هم خوردن تعادل بین شیب کانال و ویژگى هاى هیدرولیکى جریان مى شود که تغییر الگوى کانال را به دنبال دارد.

 

 

 

Abstract 

Neotectonic movements in the Zagros fold thrust belt provides excellent examples of relationship between tectonics and geomorphology. Changes of river channel patterns is one of these examples.  <?xml:namespace prefix = st۱ ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />Karun۱:place> river in the khozestan province is an alluvial river with meandering pattern. Characteristic of this pattern is not equal throughout these river. In study area of Ahwaz۱:place> city , meandering pattern of river channel becam straight as a result of slow active tectonic movement . surfacial deformation caused by Ahwaz fault and anticline uplift deformes Karun۱:place> valley slopes. Deformation of valley slop will upset the equilibrium between channel slope and hydraulic properties of stream and hence changes channel pattern . `

مقدمه

به طور کلی سامانه های رودخانه ای بسیارً متأثر از زمین ساخت فعال هستند. این تأثیر به دو صورت تغییرات ناگهانی و همزمان به زلزله و تغییرات تدریجی حاصل از حرکات آرام زمینساخت فعال می باشد. تغییرات ناگهانی به آسانی قابل تشخیص هستند امّا تغییرات تدریجی به دلیل کندی بسیار، اغلب مورد توجه قرار نمی گیرند. اصولاً حرکات آرام زمین ساخت پویا برای انسانها قابل لمس نیست و تنها با استفاده از اندازه گیری های دقیق و یا شواهد ریخت زمین ساختی نظیر تغییر الگوی رودخانه ها می توان به آن پی برد.

در کمربند چین و راندگی زاگرس شواهد ریخت زمین ساختی ولرزه زمین ساختی نشانه فعالیت های زمین ساختی جوان است که حاصل   ا دامهء همگرایی پلیت های ایران و عربی می باشد. این همگرایی  در طول جغرافیایی ایران با نرخ 25 تا 35 میلی متر در سال  و در راستای شمال- جنوب صورت می گیرد (Talebian and Jackson,2004). از جمله شواهد ریخت زمین ساختی می توان به تغییر الگوی رودخانه ها اشاره کرد. ارتباط بین مورفولوژی رودخانه ها و تکتونیک ناحیه ای در کمربند چین و راندگی زاگرس پیشتر به وسیلهء Ober lander , 1965 , 1985 و Rangzan and Igbaludelin , 1995 و    Barjasteh, 2004  بررسی شده است.

در پژوهش حاصل حاضر تلاش شده تا تغییر الگوی رودخانهء کارون در نزدیکی شهر اهواز و ارتباط آن با حرکات آرام زمین ساخت پویا منطقه مورد بررسی قرار گیرد. به این منظور ضمن بررسی ویژگی های مورفولوژیکی رودخانه در محدودهء مورد مطالعه و مقایسهء آن با الگوهای موجود ، ارتباط آن با حرکات آرام زمین ساختی منطقه مورد توجه قرار گرفته است.

 

جایگاه زمین شناسی و ساختارهای فعال در منطقه

منطقهء مورد مطالعه در جنوب باختری ایران بخشی از ایالت زمین ساختی زاگرس است و از نگاه تقسیمات مورفوتکتونیکی ، در مرز فوردیپ زاگرس و دشت ساحلی واقع شده است( Berberian , 1995  ). از جمله ساختارهای زمین شناختی اصلی در منطقه می توان تاقدیس و گسلهء اهواز را نام برد(شکل 1).

تاقدیس اهواز : جنوبی ترین تاقدیس پیش گودال (foredeep) زاگرس و فروبار دزفول در منطقه مورد مطالعه و یک تاقدیس بسته و مایل است که محور آن دارای راستای شمال باختر – جنوب خاور و شیب سطح محوری آن به سوی شمال خاور است. هستهء تاقدیس را سازند آغاجاری تشکیل می دهد. پهلوی جنوب باختری آن پرشیب تر و در برخی نقاط برگشته است. این یال با گسلهء راندگی اهواز بریده شده و تنها رخنمون های محدودی از آن در خاور و باختر شهر دیده می شود در حالی که پهلوی شمال خاوری رخنمون های گسترده تری دارد.

وجود نهشته های شکل پذیر ( Plastic   ) سازند گچساران به عنوان یک سطح جدایش ( Decolment  ) فرعی در پوشش رسوبی منطقه،  سبب شده تا تاقدیس اهواز به صورت یک تاقدیس ناهماهنگ باشد که در آن موقعیت لولای تاقدیس در گروه فارس و در رِأس سازند آسماری متنفاوت است.

گسلهء اهواز : یک گسلهء راندگی با راستای شمال باختر – جنوب خاور است که به سوی شمال خاور شیب دارد. این گسله یال جنوب باختری تاقدیس اهواز را بریده و جا به جا کرده است . Berberian , 1995   ، این گسله را به عنوان بخشی از گسلهء فوردیپ زاگرس معرفی کرده که مرز دشت ساحلی و فوردیپ زاگرس را در منطقه تشکیل می دهد.

 

رودخانهء کارون در بازه اهواز- جنگیه

رودخانهء کارون از ارتفاعات بلند زاگرس سرچشمه گرفته و پس از عبور از زاگرس ساده چین خورده و فوردیپ زاگرس وارد دشت ساحلی وخلیج فارس می شود . از نگاه ریخت شناختی این رودخانه شامل دو بخش میان کوهی ومیان دشتی است . بخش نخست به درازای بیش از 460 کیلومتر از سرشاخه های آن در زرد کوه بختیاری شروع شده تا شوشترادمه دارد. این بخش ویژگی رودخانه های کوهستانی را دارد. بخش دوم با درازای حدود 430 کیلومتر از شوشتر تا بهمنشیر را شامل می شود. در این بخش، رودخانه در میان دشت جریان دارد و ویژگی رودخانه های  آبرفتی را داراست . بخش میان دشتی رودخانه در 13 کیلو متر ابتدای شاخه شطیط ، در جنوب شوشتر،  الگوی شریانی و در ادامه الگوی پیچان با ضریب سینوسیتی نزدیک به 2 دارد(آل یاسین، 1379). الگوی پیچان رودخانه در برخی بازه ها به الگوی مستقیم با ضریب نزدیک به1 تغییر می یابد که از آن جمله می توان به  بازه اهواز- جنگیه اشاره کرد(شکل 2).این بازه با درازای حدود 15       کیلومتر بخشی از رودخانهء کارون است که مسیر تقربیاً مستقیم با خمیدگی های بسیار ملایم دارد. بررسی عکس های هوایی 1:50000 سال 1333 ، تصاویر ماهوارهای TM  سال 1990 و تصاویر ماهواره ای Aster   سال 2004 نشان می دهد که در نیم قرن گذشته مسیر رودخانه در این بخش تغییرات زیادی نداشته است در حالیکه در بخشهای پیچان تغییرات بسیار بیشتر بوده است( شکل 1و3).

در یک بررسی دقیق تر، این قطعه خود شامل دو بخش است . بخش شمالی کوتاه تر است و بستر رودخانه در آن بیشترین پهنا را دارد که حدود یک کیلومتر است. رخنمون هایی از ماسه سنگ های سازند آغاجاری که مربوط به پهلوی شمال خاوری تاقدیس اهواز می باشد در بستر رودخانه دیده می شود. این رخنمون ها به صورت ردیف های سنگی به ویژه در فصل های کم آبی ظاهر می شوند و گذر آب به صورت آبشارهای کوچکی از نقاط کم ارتفاع آنها صورت می گیرد. این لایه ها شیبی حدود 34 درجه به سوی شمال خاور دارند و پا یه های پل های معلق  ( سفید ) و راه آهن ( سیاه ) و بند قدیمی اهواز بر روی آنها بنا شده است. در این بخش جزایر سدی متعددی در بستر رودخانه تشکیل شده است که حاصل رسوبگذاری نهشته های دانه ریز است  و بزرگترین آن در گذشته به عنوان پارک شادی مورد استفاده بوده است. این جزایر معمولاً پس از شکل گیری توسط انبوهی از درختان پوشیده می شوند که به تثبیت آنها کمک می کند. رودخانه به صورت شاخه شاخه از میان جزایر می گذرد. آل یاسین (1379) ریخت شریانی رودخانه در این بخش را به برونزد های ماسه سنگی سازند آغاجاری نسبت می دهد  که سبب رکود جریان، رسوب گذاری وسپس حفظ و دوام جزایر رسوبی می شود(شکل 4).

بخش جنوبی درازای بیشتر ی دارد و از پل سفید ( معلق ) تا نزدیکی روستای جنگیه را شامل می شود. در این بخش  بستر رودخانه به گونه ای ناگهانی باریک می شود و به صورت یک مسیر مستقیم با خمیدگی های محدود در می آید. جزایر تناوبی ( (Alternative bar در کناره ها و جزایر سدی باریک و کشیده به موازات بستر شکل گرفته است.

قبادی   و چرچی(1382) مسیر مستقیم رودخانه را در این بازه به وجود یک گسله راستا لغز چپ بر با راستای شمال خاور- جنوب باختر نسبت داده اند. Barjasteh(2004) بازه های مستقیم در مسیر رودخانه های استان را حاصل پیروی رودخانه ها از روند ساختارهای پی سنگی می داند.

 

بحث

دگر ریختی سطحی حاصل از حرکات آرام زمین ساخت پویا نقش بسزائی درکنترل ریخت شناسی (morpholology) رودخانه ها دارد. این دگر ریختی که بیشتر به گونه بالاآمدگی تاقدیسی          (anticline uplift) و فرونشینی ناودیسی(syncline subsidence) است باعث تغییر شیب بستر رودخانه و گرادیان کانال می شود. تغییر در گرادیان نیز سبب برهم خوردن تعادل بین شیب کانال و ویژگی های هیدرولیکی جریان می شود که خود تغییر در الگوی کانال را به دنبال دارد. پاسخ رودخانه های آبرفتی به این تغییرات بسته به نرخ  و میزان تغییر شکل سطحی و نیز نوع رودخانه و بار رسوبی آن تغییر می کند           (Shungi, O. , 1995).

Schumm (1981)  تغییرات الگوی کانال رودخانه ها با شیب را بر پایهء الگوی کانال و نوع بار رسوبی رودخانه طبقه بندی کرده است(شکل 5).

مقایسه وضعیت رودخانه کارون در شهر اهواز با الگوهای ارائه شده توسط Schumm(1981) نشان می دهد که همخوانی خوبی بین وضعیت رودخانه و تغییر الگوی رودخانه های پیچان با بار مخلوط در برخورد با مناطق در حال بالا آمدگی می باشد.

 زمین ساخت پویای منطقه سبب ادامهء فعالیت تاقدیس و گسلهء اهواز شده است که این فعالیت ها با بالا آمدگی ناحیه ای همراه شده است. محور بالا آمدگی را می توان محل تقربیی گسلهء راندگی اهواز، در جنوب پل معلق،  در نظر گرفت . دگر ریختی سطحی حاصل از این بالا آمدگی به صورت افزایش شیب بستر رودخانه در پایین دست و کاهش شیب بستر در بالا دست محور بالا آمدگی می باشد. کاهش شیب در بالا دست رودخانه باعث کاهش  سینوسیتی(sinuosity) شده و رودخانه مستقیم تر می شود. اما سد شدن مسیر رودخانه در نتیجهء ادامهء بالا آمدگی سبب زیر آب رفتن بخشهایی از پهنه سیلابی و ایجاد شرایط باتلاقی ، عریض تر شدن بستر رودخانه و رسوبگذاری نهشته های دانه ریز شده است که منجر به تشکیل جزایر سدی و توسعهء الگویreticulate  می شود. در این الگو رودخانه درارای یک بسترمسطح وپهن است و خط القعر مشخصی ندارد(Shungi, O. , 1995).

 در پایین دست بالا آمدگی ، افزایش شیب بستر، سبب افزایش سینوسیتی می شود این مسئله با فرسایش در پهلوی بیرونی کانال و رسوبگذاری در پهلوی داخلی در پیچ رودخانه صورت می گیرد. ادامهء بالا آمدگی و افزایش شیب بستر سبب می شود که افزایش سینوسیتی نتواند افزایش شیب را جبران نماید. در نتیجه الگوی کانال با بریده شدن مئاندرها مستقیم می شود و فرسایش کف بستر(degradation)  آغاز شده به  سوی بالا دست پیشروی می کند. در رودخانه های مئاندری با بار مخلوط همانند رودخانه کارون، در این بخش الگوی Island braided یا سینوسی گسترش می یابد که با تشکیل جزایر باریک و کشیده در طول کانال همراه است . اما در رودخانه های مئاندری با بار معلق الگوی anastomosing    توسعه می یابد(Shungi, O. , 1995).

 اگر چه توسعهء شهراهواز در سوی رودخانه سبب شده تا نتوان مسیر های قدیمی و مثاندرهای بریده شده را مشاهده نمود امّا این نکته که رودخانهء کارون بیشترین آبگذری را در این بخش از مسیر خود دارد( آل یاسین،1379) نشان دهندهء فرسایش بستر و افزایش عمق رودخانه در این قسمت است.

 

نتیجه گیری

اگرچه الگوی رودخانه ها در دشت خوزستان متأثر از زمین ساخت فعال است اما این تأثیر درمناطقی که مسیر رودخانه با ساختارهای زمین شناختی پویا برخورد دارد، آشکارتر است. تغییر الگوی رودخانه کارون از پیچان به مستقیم در برخی بازه ها، بیش از آنکه متأثر از ساختارهای خطی نظیر گسله ها وساختار های پی سنگی باشد ، نتیجه حرکات آرام زمین ساخت فعال است. در بازه اهواز- جنگیه تغییر الگوی رودخانه کارون حاصل بالا آمدگی ناحیه ای است که در نتیجه فعالیت تاقدیس وگسله راندگی اهواز در مسیر رودخانه روی میدهد.

 

منابع

- آل یاسین، 1379، کاربرد مهندسی رودخانه در رودخانه های دز و کارون، وزارت نیرو، کمیته ملی سدهای بزرگ ایران.

- قبادی، م. ح. و چرچی،ع.، 1382، بررسی لرزه خیزی استان خوزستان، فاز زمین شناسی، دانشگاه شهید چمران اهواز.

 

 

 

References

- Barjasteh, A., 2004, The role of basement structural trend on the morphology of Karun, Karkheh and Dez rivers in Khuzestan province, south west of iran. Khuzestan Water and Power Authority, intenal report.

- Berberian, M.,1995 , Master blind thrust faults hidden under Zagros folds: active basement tectonics and surface morphotectonics, Tectonophysics, v. 241, p. 193- 224. - I.O.O.C,1969 , Geologcal map of Ahwaz, Sheet No.20829 E, Scale 1:100,000

- Schumm.S. A., 1981, Evolution and response of the fluvial system, sedimentologic implications; Society of Economic Paleontologists and Mineralogists Special Publication, 31,p. 19-29. 

- Shunji, O., 1985, Response of alluvial rivers to slow active tectonic movement; Geological Society of America Bulletin, v.96, p. 504-515.

- Talebian, M. and Jackson, J.,2004, A reappraisal of earthquake focal mechanisms and active shortening in the Zagros mountains of Iran, Geophys. J. Int.,v. 156, p. 506-526.

کلید واژه ها: خوزستان