انجمن علوم و مهندسی منابع آب تحقیقات منابع آب ایران 1735-2347 21 2 2025 08 23 Assessing the Age of Karstic Groundwater in South West of Lorestan Province Using Tritium Isotopes and Hydrogeochemical Methods: Inconsistencies Between the Two Approaches ارزیابی سن آب‌های زیرزمینی کارستی جنوب غرب لرستان با استفاده از ایزوتوپ تریتیم و روش‌های هیدروژئوشیمی: ناهماهنگی بین دو روش 140 162 227150 10.22034/iwrr.2025.518787.2885 FA شراره قلی زاده خاصوانی دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، گروه زمینشناسی معدنی و آب، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. فرشاد علیجانی استادیار گروه زمینشناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. 0000-0002-0124-1215 یاسر نیک پیمان استادیار گروه زمینشناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. Journal Article 2025 05 18 Karst groundwater resources in Lorestan Province (west Iran) are one of the most critical drinking water sources in the region. However, no comprehensive study has yet been conducted to assess their age and quality. To address this gap, the present research employs tritium isotopes (³H) and hydrogeochemical indices to analyze the relative age and quality of these resources. Twelve groundwater samples, including seven sulfurous, three non-sulfurous, and two saline samples, were collected in 2023 and analyzed for their ionic and isotopic compositions. Tritium data and chemical indicators (SO₄/Cl, Na/Cl, Mg/Ca ratios, EC, and major ion concentrations) were analyzed to determine relative age, origin, and mixing patterns. Piper diagrams, ion scatter plots, and saturation indices of calcite, dolomite, and gypsum were used to interpret geochemical processes and water-rock interactions. Results indicated that most groundwater samples are of modern age (tritium: 1.31–3.07 TU), with a few showing mixed modern–submodern characteristics. The dominant bicarbonate type reflects carbonate origin and recent precipitation recharge, while chloride-sodium (samples S6, S7) and sulfate-chloride-calcium types (samples W2, S2) suggest influence from the Gachsaran Formation or contamination. Notably, samples S6 and S7 exhibited high tritium and salinity, indicating rapid infiltration of recent rainfall into the Gachsaran Formation and localized salt dissolution. Furthermore, the characteristics of samples W2 and P1, including high SO₄/Cl ratios and elevated tritium concentrations, indicated potential contamination and the introduction of pollutants into the groundwater system. Samples W1, P2, and S3, characterized by simple ionic compositions and high tritium levels, represented young waters, whereas samples S1, S2, and S4, with more evolved ionic compositions and lower tritium concentrations, indicated mixed sources and intermediate behavior in terms of age and hydrochemical composition. Other samples, such as P3 and S5, with moderate SO₄/Cl ratios and tritium levels, lie at the boundary between young waters and mixed sources, likely influenced by mixing, surface recharge, anthropogenic contamination, or water inflow through faults. منابع آب زیرزمینی کارستی لرستان (غرب ایران)، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع تأمین آب شرب، از اهمیت بالایی برخوردارند؛ با این حال، بررسی جامعی در خصوص سن و کیفیت این منابع تاکنون انجام نشده است. در این راستا، پژوهش حاضر با به‌کارگیری ایزوتوپ تریتیم (³H) و شاخص‌های هیدروژئوشیمی به تحلیل سن نسبی و کیفیت منابع آب کارستی لرستان پرداخته است. پس از انجام مطالعات میدانی، دوازده نمونه آب زیرزمینی شامل هفت نمونه گوگردی، سه نمونه غیر گوگردی و دو نمونه شور در سال 1402 برداشت شده و از نظر ترکیب یونی و ایزوتوپی مورد سنجش قرار گرفته است. داده‌های تریتیم و شاخص‌های شیمیایی شامل نسبت‌های SO₄/Cl، Na/Cl، Mg/Ca، هدایت الکتریکی (EC) و غلظت یون‌های اصلی برای تعیین سن نسبی، منشأ و الگوهای اختلاط منابع آبی تحلیل شدند. برای درک بهتر فرآیندهای زمین‌شیمیایی و تعامل آب-سنگ، از نمودار پایپر، پراکندگی یون‌ها و شاخص‌های اشباع کلسیت، دولومیت و ژیپس استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشتر منابع آب زیرزمینی منطـقه دارای سن مدرن هستند و تنهـــا برخی نمونه‌هـا ویژگی آب‌هـای ترکـــیبی (مدرن–ساب‌مدرن) را نشان می‌دهند. غلظت تریتیم در این نمونهها بین 1/31 تا 3/07 TU متغیر است. تیپ غالب بی‌کربناته نشان‌دهنده منشأ کربناته و تغذیه از بارش‌های اخیر بود، درحالی‌که تیپ‌های کلروره سدیک (در نمونه‌های S6 و S7) و سولفاته (کلروره)- کلسیک (در نمونه‌های W2 و S2) تحت تأثیر سازند تبخیری گچساران یا فرآیندهای آلودگی تغییر یافته‌اند. یکی از یافته‌های مهم این پژوهش، ثبت غلظت بالای تریتیم همراه با شوری بسیار بالا در نمونه‌های S6 و S7 است. این ترکیب بیانگر نفوذ سریع آب‌های حاصل از بارش‌های اخیر به درون سازند تبخیری گچساران و انحلال موضعی نمک‌ها است. همچنین، ویژگی‌های نمونه‌های W2 و P1، ازجمله نسبت بالای SO₄/Cl و غلظت بالای تریتیم، بیانگر احتمال آلودگی و ورود ترکیبات آلاینده به سیستم آب زیرزمینی است. نمونه‌های W1، P2 و S3 با ترکیب یونی ساده و غلظت بالای تریتیم معرف آبهای جوان و نمونه‌هایی S1، S2 و S4 با ترکیب یونی غنی‌تر و غلظت پایین تریتیم، نمایانگر منابع با منشأ ترکیبی و رفتار بینابینی از نظر سن و ترکیب شیمیایی هستند. سایر نمونهها همانند P3 و S5 با مقادیر متوسط SO₄/Clو تریتیم، در مرز میان آب‌های جوان و منابع با منشأ ترکیبی قرار دارند؛ وضعیتی که احتمالاً تحت تأثیر اختلاط، تغذیه سطحی، آلودگی‌های انسانی و ورود آب از طریق گسل‌ها قرارگرفته‌اند.

https://www.iwrr.ir/article_227150_3c661cd176b03eae480c87dafb00a264.pdf