برآورد میزان فرونشست زمین با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری و تغییرات تراز آب زیرزمینی (مطالعۀ موردی: دشت مشهد)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیارگروه جغرافیا ، دانشگاه گلستان ، گرگان ، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مخاطرات محیطی، دانشگاه گلستان، گرگان ایران

چکیده

در دهۀ اخیر فرونشست به‌عنوان یک مخاطرۀ ژئومورفیک در بخش وسیعی از دشت‌های ایران ازجمله دشت مشهد به‌عنوان یکی از دشت‌های مهم در حال وقوع است؛ بنابراین بررسی میزان نرخ فرونشست و پرداختن به علل و عوامل تأثیرگذار درجهت مدیریت خطر، دارای اهمیت زیادی است. در این مقاله برای پایش فرونشست اتفاق‌افتاده در دشت مشهد، از تکنیک تداخل‌سنجی راداری با دقت میلی‌متری و از داده‌های ماهوارۀ Sentinel 1A  سال‌های 2017 تا 2021 استفاده شده است.  نتیجۀ مطالعات حاصل از تداخل‌سنجی راداری نشان داد، در  طول دورۀ آماری در منطقۀ مورد مطالعه 64 سانتی‌متر فرونشست اتفاق افتاده است. درادامه درجهت یافتن علت فرونشست‌، اطلاعات چاه‌‌های پیزومتری موجود در منطقه اخذ و تغییرات آن‌ها در طول دورۀ 1398-1370  بررسی شد. سطح آب چاه‌ها در بازۀ زمانی مورد مطالعه به بیشترین حد کاهش خود رسیده است. بیشترین میزان افت سطح آب زیرزمینی در مناطق مرکزی و جنوب شرقی محدودۀ مورد مطالعه رخ داده ‌است که متأثر از ‌کاهش بارندگی‌، خشکسالی و زمین‌های برنج و باغی زیاد در منطقه و فشار بیش از حد به منابع آب‌‌های زیرزمینی در این سال‌ها است. به‌طورکلی بیشترین نرخ فرونشست در مناطق با افت شدید سطح آب زیرزمینی، بافت خاک ریزدانه و ضخامت آبرفت زیاد اتفاق افتاده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Subsidence Rate and Groundwater Level Changes in Mashhad Plain

نویسندگان [English]

  • Somayeh Emadodin 1
  • Zahra Nazari gazik 2
1 Assistant Professor of Geography, University of Golestan, Gorgan, Iran
2 M.Sc Hazards, Student of Environmental Department of Geography, University of Golestan, Gorgan, Iran
چکیده [English]

 
In the last decade, subsidence is occurring as a geomorphic hazard in a large part of Iran's plains, including Mashhad plain as one of the important plains. Investigating the subsidence rate and dealing with the causes and influencing factors for risk management is very important. Radar interferometry technique is a powerful tool in estimating subsidence with millimeter accuracy using phase observations. In this paper, 2017-2021 Sentinel 1A satellite data used in order to monitor the subsidence that occurred in Mashhad plain. The results of radar interferometry studies showed that 64 cm of subsidence occurred in the study area during the statistical period.
The information of piezometric wells in the collection area and their changes during the period 1991-2019 were examined in order to find the cause of subsidence. The water level of the wells has reached its maximum decrease in the studied period. The highest drop in the groundwater level has occurred in the central and southeastern regions of the studied area. The lands of the region mostly include gardens and irrigated cultivation. In general, the highest rate of subsidence has been created in areas with a sharp drop in the groundwater level, fine-grained soil texture, and high alluvial thickness.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Subsidence
  • Mashhad Plain
  • Radar Interferometry
  • Sentinel -1
  • Groundwater
آقایاری، لیلا؛ موسی عابدینی؛ صیاد اصغری سراسکانرود (1401). برآورد میزان فرونشست با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری و پارامترهای آب‌های زیرزمینی و کاربری اراضی (مطالعۀ موردی: دشت اردبیل)، مجلۀ پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. دورۀ 11. شمارۀ 1. صفحات 132-117.
 Doi: 10.22034/gmpj.2022.304999.1302
جانباز فوتمی، مهدیه؛ مجید خلقی؛ عبدالنبی عبده‌کلاهچی؛ مه آسا روستایی (1399). بررسی فرونشست زمین ناشی از تغییرات سطح ایستابی آب زیرزمینی با استفاده از روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری: مطالعۀ موردی: استان قزوین، مجلۀ تحقیقات منابع آب ایران. دورۀ 16. شمارۀ 3. صفحات 147-133.
حافظی‌مقدس، ناصر (1396). مدیریت فرونشست زمین در دشت مشهد، دومین همایش زمین‌شناسی مهندسی و محیط‌زیست شهر مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد.
https://www.symposia.ir/EEGM02
حمیدی، رضوانه؛  حجت‌الله صفری؛ مه آسا روستایی (1400). بررسی عوامل ساختاری و غیرساختاری مؤثر بر فرونشست دشت گرگان- آق‌قلا- علی‌آباد با تلفیق نتایج روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری و اطلاعات زیرسطحی، نشریۀ زمین‌شناسی ایران. دورۀ 15. شمارۀ 60. صفحات 57-43.
خرمی، محمد؛ سعید ابریشمی؛ یاسرمقصودی (1398). تعیین فرونشست شهر مشهد به روش تداخل‌سنجی راداری پراکنشگر دائمی، نشریۀ مهندسی عمران امیرکبیر. دورۀ 51. شمارۀ 6. صفحات 1204-1187.
شفیعی، نجمه؛ لیلا گلی مختاری؛ ابوالقاسم امیراحمدی؛ رحمان زندی (1399). بررسی فرونشست دشت نورآباد با استفاده از روش تداخل‌سنجی راداری، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. دورۀ 8. شمارۀ 4. صفحات 111-93.
 Doi: 10.30495/girs.2023.685498
صالحی‌متعهد‌، فهمیه؛ ناصر حافظی‌مقدس؛ غلامرضا لشکرپور؛ مریم دهقانی (1395). ارزیابی فرونشست زمین به کمک تلفیق روش تداخل‌سنجی راداری و اندازه‌گیری‌های میدانی و بررسی دلایل و اثرات آن بر شهر مشهد، مجلۀ زمین‌شناسی مهندسی. دورۀ 13. شمارۀ 3. صفحات 462-435.
صالحی‌متعهد، فهمیه؛ ناصر حافظی‌مقدس؛ غلامرضا لشکری‌پور؛ مریم دهقانی (1396). ارزیابی علل زمین‌شناختی فرونشست زمین در دشت مشهد و اثرات آن بر شهر مشهد، دومین همایش زمین‌شناسی مهندسی و محیط‌زیست شهر مشهد. دانشگاه فردوسی مشهد.
https://www.symposia.ir/EEGM02
قره‌چلو، سعید؛ حسام اکبری‌قوچانی؛ سعید گلیان؛ کامران گنجی (1400). ارزیابی میزان فرونشست در ارتباط با آب‌های زیرزمینی با کمک ماهوارۀ راداری سنتینل 1 و الوس 1 (منطقۀ مورد مطالعه: دشت مشهد)، مجلۀ سنجش‌ازدور و سامانۀ اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. دورۀ 12. شمارۀ 3. صفحات 14-11.
 Doi: 10.30495/girs.2021.680336
مرادی، آیدین؛ سمیه عمادالدین؛ صالح آرخی؛ خلیل رضایی (1399). تحلیل فرونشست زمین با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری، اطلاعات چاه‌های ژئوتکنیکی و پیزومتری، نشریۀ تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. سال 7. شمارۀ 1. صفحات 176-153.
محمدی، مجید؛ حمیدرضا پورقاسمی؛ مجتبی امیری (1400). ارزیابی حساسیت‌پذیری فرونشست زمین در دشت سمنان با استفاده از مدل آنتروپی، پژوهشنامۀ مدیریت حوزۀ آبخیز. سال 12. شمارۀ 23. صفحات 85-75.
 محمد حسنی، محمد؛ بهناز شیخ شریعتی کرمانی (1400). تعیین میزان فرونشست زمین با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری (مطالعۀ موردی: شریان‌های حمل‌ونقلی منطقۀ غرب شهر کرمان)، فصلنامۀ علمی پژوهشنامۀ حمل‌ونقل. دورۀ 3. شمارۀ 68. صفحات 90-75.
 Doi: 10.22034/tri.2021.232651.2770
 
 
 
Referebces
Agustan, A.S., Takeo, I (2016). Measuring Deformation in Jakarta Through Long Term Synthetic Aperture Radar(SAR) Data Analysis, Environmental Science 47(1).
Burgmann, R., Rosen, P.A., Fielding, E.J (2000). Synthetic aperture radar interferometry to measure earth’s surface topography and its deformation. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, Vol.28, 169-209.
 Crosetto, M., Gili, J.A., Monserrat, O., Cuevas-González, M., Corominas, J., Serral, D (2013). Interferometric SAR monitoring of the Vallcebre landslide (Spain) using corner reflectors, Natural Hazards and Earth System Sciences, Vol. 13, No 4, 923-933.
Chen, M., Tomás, R., Li, Zh., Motagh, M., Li, T., Hu, L., Gong, H., Li, X., Yu, J., Gong, X. (2016). Imaging Land Subsidence Induced by Groundwater Extraction in Beijing (China) Using Satellite Radar Interferometry, Remote Sens, 8(6), 468.
Du, Y., Feng, G., Peng, X., Li, Z (2017). Subsidence Evolution of the Leizhou Peninsula, China, Based on InSAR Observation from 1992 to 2010.  Applied sciences, 7(5),466.
Goorabi, A., Karimi, M., Yamani, M., Perissin, D (2020). Land subsidence in Isfahan metropolitan and its relationship with geological and geomorphological settings revealed by Sentinel-1A InSAR observations. Journal of Arid Environments, Vol.181, 1-17.
Guo, J., Lv Zhou; Chaolong Yao; Jiyuan Hu (2016). Surface Subsidence Analysis by Multi-Temporal InSAR and GRACE: A Case Study in Beijing, Sensors,16(9).1-18.
 Jeanne, P., Faar, T. G., Rutqvist, J., Vasco, D. W (2019).  Role of agricultural activity on land subsidence in the Jouquin Valley, California, Journal of Hydrology, Vol. 569, 462 -469.
Khan, J., R, X., Afaq Hussain, M., Qasim Jan, M., 2022, Monitoring Land Subsidence Using PS-InSAR Technique in Rawalpindi and Islamabad, Pakistan, Remote Sensing, 14,3722, 1-25.
Notti, D., Mateos,R.M., Monserrate, O., Devanthery, N., Peinado, T., Roldan, F.J., Fernandez-Chacon,F., Galve, J.P., Lamas,F., Azanon, J.M.) 2016(. Lithological control of land subsidence induced by groundwater withdrawal in new urban AREAS (Granada Basin, SE Spain). Multiband DInSAR monitoing. Hydrological Process, Vol.30,  1-15.