لندفرم­هایی که با انحلال سنگ­­هایی مثل سنگ آهک، دولومیت، مرمر، ژیپس، و نمک ایجاد می­شوند به عنوان کارست شناخته می­شوند. اشکال کارستی چشم­اندازهایی شامل فروچاله­ها، غارها، چشمه­های بزرگ، دره­های خشک هستند که  با انحلال سنگ بستر به وجود می­آیند. این مناطق غنی از آب ، سنگ آهک، کانی­ها، نفت، و گاز طبیعی هستند. بیشتر مناطق کارستی چشم­اندازهای زیبایی دارند که مناطق شهری در این سایت­ها گسترش یافته است. این مناطق زهکشی سطحی ضعیفی دارند و ریزش­های ناگهانی و اشکال فرونشینی در این مناطق اغلب دیده می­شود. حدود 25% از سطح زمین را مناطق کارستی تشکیل می­دهد که البته مناطق کارستی در سطح زمین توزیع ناهمگونی دارند[1]                        

اصطلاح دولین از واژه اسلووانیایی دولینا گرفته شده که یک لندفرم معکوس است، در کارست­های آهکی اسلووانی دره­های غیرواقعی به صورت چاله­های بسته در آنجا وجود دارد که همان دولینا می­باشند.این اصطلاح اولین بار در نوشته­های سیویچ (1893)به علم وارد شد و در حال حاضر در میان ژئومورفولوژیست­­­های جهان پذیرفته شده است. اصطلاح سینک­هول از فرایندهای انحلالی گرفته شده است. چالابی در سطح زمین که به صورت بسته می­باشد(مانع از دریاچه شدن) ،رسوبات این چاله­ها به وسیله آب شسته شده و در زمین فرو می­روند، درنتیجه سطح زمین به صورت ناگهانی نشست می­کند و فروریزش اتفاق می­افتد[2]

فروچاله­ها که به آب­فروچاله­ها نیز موسوم هستند و در بعضی موارد، دولین هم نامیده می­شوند، در نتیجه فعالیت­های شیمیایی آب تشکیل می­شود. در سنگ­های آهکی، در محل­هایی که دویا بیشتر از دو گسل وجود دارد بیشترین امکان برای کارستی شدن و ایجاد فروچاله­ها فراهم می­گردد. به همین دلیل فروچاله­ها در زون­های گسله فراوان هستند.این پدیده کارستی از ریزش سقف غار­ها نیز نتیجه می­شود که ناشی  از دست دادن مقاومت سقف غار در اثر اعمال بار حاصل از وزن مواد بالایی و بالاخره جریان یافتن آب به درون آنهاست. تعداد فروچاله­ها باتوجه به شرایط توپوگرافی، زمین­شناسی و نیز میزان کارستی شدن متغیر است. برای مثال اگر دشت­ها را با نواحی تپه ماهوری مقایسه کنیم، خواهیم دید که تعداد آنها در دشت­ها زیاد است ولی ابعاد کوچک دارند؛ در حالی که در نواحی تپه ماهوری تعدادشان کم بوده و ابعاد بزرگتری دارند معمولا در شیب­های تند فروچاله مشاهده نمی­شود و اگرهم موجود باشد، نتیجه فروریختن سقف غار است. فروچاله­ها به اشکال گوناگون از جمله قیفی شکل، به صورت چاه عمودی و نیز گودی­های دراز دیده می­شوند. عمق آنها ممکن است زیاد باشد و به چند صدمتر برسد. کف فروچاله­ها اغلب با یک لایه ضخیم خاکی- گلی پوشیده شده است وبندرت فاقد پوشش

 است. کف آنها از رس­های ماسه­ای پوشیده شده است، در مواقع خالی بودن ازآب به عنوان زمین کشاورزی می­توانند مورد استفاده قرار بگیرند[3].

• 1بیان مسئله

رکن اصلی هر تحقیقی را انتخاب تعریف وبیان مسئله تشکیل می­دهد ؛ زیرا محقق کلیه­ی فعالیت­های تحقیقاتی خود را بر پایه­ی آن شکل می­دهد. در این مرحله ، مسئله تحقیق مشخص می­شود و محقق متوجه می­شود که ناشناخته و مجهول چیست و چه چیزی باید معلوم شود[4].

تقریبا کمی کمتر از یک پنجم سطح زمین را سنگ­های کربناتی با خصوصیات فیزیکی پیچیده پوشیده است .مسائل مربوط به کارست و فرونشینی ها و ریزش ها در سطح زمین به عنوان مسائلی تلقی می شوند که نیاز به تکنیک بسیار پیچیده دارد.با توجه به افزایش تعداد فروچاله ها و فرونشست ها در سطح جهان و بروز خسارات و مشکلات فراوان نیاز به بررسی هر چه بیشتر پیدا کرده است . با توجه به اینکه حدود یک پنجم سطح زمین را سنگ های کربناته در بر گرفته اند ،بروز مشکلات فروچاله و فرونشست در مناطقی مانند  ایالت فلوریدا ،آفریقای جنوبی، منطقه پرم در روسیه نمود پیدا کرده است. یکی از مسائل مهم در بحث کارست، خطرات ناشی از دستکاری محیط یا تحمیل بار اضافی و تغییررفتار هیدرودینامیکی یا خود ماهیت تغییر پذیری کارست است که به صورت­های مختلفی از جمله فروچاله­ها خود را نشان می­دهد. سرزمین­های کارستی باویژگی­های شناخته­شده زمین­شناسی، زمین­ریخت­شناسی و هیدروژئولوژی از مستعدترین مناطق برای تاثیرپذیری از تغییرات وآسیب­هایی­اند که توسط انسان برآن تحمیل می­شوند [5].

اجرای سازه­های زمین­شناسی مهندسی گسترده مانند احداث شهرها و شهرک­های متمرکز ، ساخت ساختمان­های مرتفع، نیروگاه­ها پالایشگاه­ها، سدها و یا ایجاد سازه­های خطی مانند تونل­ها، آزادراه­ها و مسیرهای راه­آهن در مناطق کارستی به مطالعات تفصیلی نیاز دارد. در پروژه­های مهندسی اجرا شده در نواحی کارستی، نشست زمین و ایجاد پدیده­های ژئومورفولوژیکی کارست مانند تشکیل فروچاله­ها از مشکلات متداولی است که در اغلب موارد به بروز خسارات مالی وجانی منجر می­گردد[3].

نزدیک به دو دهه اخیر با توسعه کشاورزی در ایران و به تبع آن افزایش میزان مصرف آب­های زیرزمینی در بسیاری از نقاط کشور نشست زمین و فروچاله­ها رخ داده است.مطالعات موردی متعددی بر روی فروچاله­ها و نشست زمین در اثر عوامل انسانزادی یا تحریک عوامل زمین­شناسی بر اثر فرایند­های انسانی در دشت­های رفسنجان، کرمان، اردکان، دشت­های شهریار در تهران وغیره انجام شده است. وجه مشترک تمامی این مطالعات استفاده بیش از حد از آب­های زیرزمینی است[5]

    مطالعه موردی این تحقیق در استان همدان، دشت کبودرآهنگ می­باشد.  محدوده­ی مورد نظر در عرض شمالی    ́00˚35 تا ́ 30  ˚35 و طول شرقی ́ 30 ˚ 48 تا́ 00 ˚ 49 قرار دارد. زمین شناسی منطقه کبودرآهنگ دارای پی­سنگی از دوران ژوراسیک و شامل سنگ­های دگرگونی است، چینه بعدی سنگ­های شیل و آهک­های مارنی  مربوط به دوران کرتاسه است که پتانسیل کارستی شدن را دارد سپس رسوبات دوران سوم که شامل تشکیلات ائوسن متشکل از تناوب توف سبز و مارن است ،قرار گرفته است. بعد از آن سازند های دوران چهارم که شامل سازند قم وآهک­ها و مارن­های الیگومیوسن می­باشد با توجه شرایط سطحی و زیرسطحی و قرار گرفتن رسوبات آبرفتی تا حداكثر 150 متر که یک پوشش برای سنگ بستر آهكی كارستیك است، به همراه  افزایش افت سطح آب زیرزمینی در طی دو دهه گذشته شرایطی ایجاد شد که مشکلات جدی را به همراه داشته است. از سال1370 که به طور جدی سفره­های آب زیرزمینی با کمبود مواجه شدند  فرونشست­هایی در زمین اتفاق افتاد که به فروچاله­ها موسوم­اند که در دو دهه­ی اخیر تعداد 39 فروچاله در دشت­های کبودرآهنگ و فامنین اتفاق افتاده است ، این فروچاله­ها عمدتا از نوع فرونشست و به صورت مدفون بوده­اند[5]. ایجاد این فروچاله­ها خساراتی را به مردم منطقه ازجمله کشاورزان وارد کرده است که هنوز هم ادامه دارد .  فروچاله­هایی که در استان همدان اتفاق افتاده است به عنوان بارزترین خطرات کارست ایران معرفی شده­اند. وقوع این فروچاله­ها با برداشت زیاد از آب­های زیرزمینی تسریع یافته است ودر نقاط مختلف به وقوع می­پیوندد که امکان مشخص بودن مکان دقیق وقوع آنها خیلی کم است . وقوع این پدیده امکان بروز خسارات مالی و حتی  جانی را نیز محتمل است و در زمره­ی حوادث غیر مترقبه می­باشد که ماهیت لیتولوژی در وقوع آنها حرف اول را می­زند و سپس نوسانات آب زیرزمینی تحت تاثیر فعالیت های انسانی در وقوع سریع­تر آنها موثر است. بنابراین  بررسی سازوکار تشکیل این فروچاله­ها در دشت کبودرآهنگ لازم می­باشد با توجه به اینکه این فروچاله­ها مشکلاتی را در منطقه به وجود آورده اند ، سوالاتی مطرح می­شود که در پایان این نوشته باید به این سوالات پاسخ داده شود ، این سوالات به شرح زیر است:

1. عامل اصلی ایجاد فروچاله­های دشت کبودرآهنگ چیست؟
2. آیا فروچاله­های دشت کبودرآهنگ فقط در جایی که افت سطح آب زیرزمینی اتفاق افتاده است، به وجود می­آید؟
3. فروچاله­های دشت کبودرآهنگ از نظر ژئومرفولوژی چه مخاطراتی  دارند؟
4. آیا عوامل زمین ساخت مانند گسل در ایجاد فروچاله­های دشت کبودرآهنگ تاثیر گذار است؟

1-2 فرضیات تحقیق

فرضیه عبارت است از حدس یا گمان اندیشمندانه درباره ماهیت ، چگونگی و روابط بین پدیده­ها ، اشیاء ومتغیر ها، که محقق را در تشخیص نزدیک ترین و محتمل ترین راه برای کشف مجهول کمک می­نماید؛ بنابراین فرضیه گمانی موقتی که درست بودن یا نبودنش باید مورد آزمایش قرار گیرد.فرضیه براساس معلومات کلی و شناخت­های قبلی یا تجارب محقق پدید می­آید[4].حال فرضیات مورد نظر در این تحقیق به شرح زیر است:

1.افت سطح آب زیرزمینی عامل اصلی ایجاد فروچاله­ها در دشت کبودر آهنگ می­باشد.

2. در ایجاد فروچاله­های دشت کبودرآهنگ وجود گسل تاثیرگذار بوده است.

Doline

Slovene

Dolina

Cvijic

Sinkhole