تهیه مدل مفهومی و آشکارسازی منبع چشمه کارستی با تلفیق داده‌های ژئوفیزیکی و هیدروژئولوژی: مطالعه موردی چشمه کارستی روانسر

منابع آب سطحی و زیرزمینی از ارکان اصلی توسعه پایدار، به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک، محسوب می‌شوند و بخش قابل‌توجهی از این منابع در سازندهای کربناته و محیط‌های کارستی ذخیره می‌شود. زون ساختاری زاگرس به دلیل ضخامت زیاد و گسترش وسیع سنگ‌های کربناته، یکی از مهم‌ترین نواحی کارستی ایران محسوب می‌شود و نقش اساسی در تأمین آب زیرزمینی دارد. چشمه کارستی روانسر در استان کرمانشاه، با منشأ سازند آهکی بیستون (کرتاسه)، از منابع آبی شاخص این منطقه است که توسعه آن به‌شدت تحت تأثیر گسل‌های اصلی با روندهای غالب N60W و N30E قرار دارد.
به‌منظور شناسایی و تصویرسازی حفرات زیرسطحی کارستی، از تلفیق روش‌های میکروگرانی و توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی استفاده شد. داده‌های گرانی‌سنجی در قالب حدود 1700 ایستگاه برداشت و آنومالی‌های منفی بوگه با دامنه‌ای در حدود 0.14- تا 0.17- میلی‌گال استخراج گردید که بیانگر حضور فضاهای خالی و کاهش چگالی در زیرسطح است. بر اساس نتایج مدلسازی، چگالی واحدهای کارستی نسبت به سنگ آهک سالم کاهش یافته و به مقادیر تقریبی 2.45 تا 2.55 گرم بر سانتی‌متر مکعب می‌رسد.
در ادامه، دو پروفیل ژئوالکتریکی با آرایش‌های قطبی–دوقطبی و دوقطبی–دوقطبی طراحی و داده‌های مقاومت ویژه و قطبش القایی برداشت و با استفاده از الگوریتم‌های وارون‌سازی دوبعدی مبتنی بر روش حداقل مربعات پردازش شدند. نتایج نشان می‌دهد که نواحی کارستی و حفرات پرشده از آب دارای مقاومت ویژه پایین در بازه 30 تا 100 اهم‌متر بوده، در حالی‌که حفرات خشک و سنگ‌های آهکی سالم مقادیر مقاومت بالاتر از 800 تا 1500 اهم‌متر را نشان می‌دهند. ابعاد جانبی حفرات و فروچاله‌های شناسایی‌شده بین 20 تا 50 متر و عمق آن‌ها در برخی بخش‌ها بیش از 30 تا 60 متر برآورد می‌شود.
مقایسه مقاطع چگالی و مقاومت ویژه الکتریکی نشان می‌دهد که فضاهای خالی خشک با مقاومت الکتریکی بالا و کاهش چگالی همراه هستند، در حالی‌که حفرات پرشده از آب با مقاومت کمتر و کاهش نسبی چگالی مشخص می‌شوند. در نهایت، با تلفیق نتایج حاصل از دو روش ژئوفیزیکی و تطبیق آن‌ها با شواهد زمین‌شناسی و تکتونیکی، مدل زمین‌شناسی و مدل مفهومی کارست محدوده روانسر تهیه شد که گسترش جانبی و عمقی سیستم کارستی را تا عمق تقریبی 80 تا 120 متر نشان می‌دهد. نتایج این مطالعه کارایی بالای تلفیق روش‌های گرانی‌سنجی و ژئوالکتریک را در تفکیک نواحی کارستی از ساختارهای گسلی و شناسایی دقیق مسیرهای جریان آب زیرزمینی تأیید می‌کند.