چکیده: آبخوان های کارستی مورد مطالعه در شمال استان خراسان شمالی در زون کپه داغ واقع شده اند. چشمه های کارستی سرانی، ارناوه و رزقانه مهم ترین چشمه های این منطقه به شمار می آیند که حجم تخلیه سالانه آنها در مقایسه با حجم تغذیه سالانه، به مراتب کمتر است. هدف اساسی از انجام این تحقیق، تعیین منشأ و حوضه آبگیر چشمه های کارستی مهم منطقه با روش-های هیدروژئولوژیکی، هیدروژئوشیمیایی و ایزوتوپی و محاسبه بیلان در این منطقه کارسـتی می باشد. نمونه های بارش و چشمه های مهم منطقه در یک دوره یک ساله (مهر 95 تا شهریور 96) جمع آوری گردیده است. مقادیر pH، هدایت الکتریکی و دبی چشمه ها در محل نمونه برداری اندازه گیری شده است. غلظت یون های اصلی، فلزات سنگین، ایزوتوپ های پایدار (18O, 2H, 13C, 37Cl) و ایزوتوپ ناپایدار (3H) در نمونه آب باران و چشمه های مورد مطالعه اندازه گیری شده است. ابتدا حوضه آبگیر چشمه های مورد مطالعه با روش زمین شناسی ترسیم و سپس با روش های مختلف صحت سنجی شده است. درصد تغذیه آهک های منطقه از 20 تا 50 درصد متغیر می باشد. مساحت حوضه های آبگیر چشمه های ارناوه، رزقانه، سرانی و قوردانلو به ترتیب 160، 70، 6/5 و 4/5 کیلومتر مربع می باشد. مجموع حجم تخلیه سالانه از چشمه ها حدوداً 25 میلیون متر مکعب می باشد که با حجم تغذیه به دست آمده در آهک های این منطقه (حدود 120 میلیون متر مکعب) اختلاف فاحشی را نشان می دهد. فرآیند های غالب هیدروشیمیایی شامل انحلال سازندهای کربناته و ژیپسی و تبادل یونی مستقیم می باشد. سری های زمانی دبی، دما، هدایت الکتریکی و غلظت یون ها تغییرات چندانی نشان نمی دهند که بیانگر افشان بودن سیستم جریان می باشد. معادله کلی خط آب جوی این منطقه به صورت δ2H = 7 δ18O + 6.32 می باشد که شیب و عرض از مبدأ آن در فصل زمستان بیشتر از تابستان می باشد. ترکیب ایزوتوپی بارش با دما رابطه مستقیم و با رطوبت و مقدار بارش رابطه معکوس دارد. بارش های زمستان بیشترین سهم را در تغذیه چشمه ها دارند که عمدتاً دارای ترکیب ایزوتوپی تهی تر و دوتریم اضافه بیشتری می باشند و از دریای مدیترانه منشأ می گیرند. تمام چشمه های مورد مطالعه دارای منشأ جوی می باشند. چشمه های رزقانه، سرانی و قوردانلو به دلیل تغذیه از ذوب برف و ارتفاع بالاتر منطقه تغذیه، تهی تر می باشند. چشمه ارناوه به دلیل ارتفاع کمتر منطقه تغذیه و فرآیند تبخیر دارای ترکیب ایزوتوپی غنی تری می باشد. با استفاده از رابطه ارتفاع- ایزوتوپ 18O، ارتفاع منطقه تغذیه چشمه های ارناوه و رزقانه بیشتر از ارتفاع حوضه آبگیر تعیین شده می باشد که از برف های قدیمی تغذیه شده است. مقادیر 13CDIC نشان می دهد که منشأ کربن در این منطقه انحلال کربنات ها می باشد و مقادیر تهی تر 13CDIC در چشمه های ارناوه، رزقانه، قوردانلو و ایوب بیانگر مشارکت دی اکسید کربن موجود در زون اپی کارست می باشد. نتایج ایزوتوپ 37Cl نشان می دهد که چشمه سرانی با مقدار 37Cl کمتر، دارای درجه توسعه کارست بیشتری نسبت به دیگر چشمه ها می باشد. مقدار تریتیم نیز درجه کم توسعه کارست و سیستم جریان افشان در این منطقه را تأیید می کند.