ارزیابی فرونشست زمین در دشت ابرکوه با استفاده از فنآوری تداخل‌سنجی تفاضلی و سامانه اطلاعات جغرافیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران.

2 استادیار دانشکده کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران.

چکیده

پدیده فرونشست زمین، به حرکت در جهت پایین سطح زمین گفته می‌­شود که به دلیل روند کند آن به آسانی قابل شناسایی و اندازه‌گیری نیست. این پدیده به عنوان مخاطره هیدروژئومورفولوژیک، در بخش­‌های مختلفی از کشور تحت تأثیر استخراج بی‌­رویه منابع آب به‌­وقوع پیوسته است. روش‌های متعددی در زمینه شناسایی و تعیین میزان فرونشست استفاده می‌شود. از جمله مناسب‌ترین این روش‌ها استفاده از تداخل‌سنجی راداری (D-INSAR) می‌باشد. این روش مزیت­‌هایی ازنظر هزینه، دقت، وسعت منطقه موردمطالعه و زمان انجام، نسبت به دیگر روش‌های آشکارسازی دارد. در پژوهش حاضر، مقدار فرونشست دشت ابرکوه در بازه‌ی زمانی دی­ 1394 تا بهمن 1396 مورد بررسی قرارگرفته‌ است. تصاویر سنجندهSentinel 1  در بازه زمانی مورد نظر تهیه و سپس به کمک تکنیک تداخل­‌سنجی، نرخ فرونشست بررسی شد. نوسانات آب زیرزمینی نیز با استفاده از اطلاعات 44 چاه پیزومتری بررسی شد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار افت سطح آب زیرزمینی در محدوده شهر مهردشت و اطراف زمین­‌های کشاورزی می­‌باشد که منجر به بیشترین نرخ فرونشست (12 سانتیمتر در سال) شده ­است. ضریب همبستگی بین نوسان آب زیرزمینی و مقدار فرونشست 0.79 است که ارتباط مستقیم بین مقدار افت آب زیرزمینی و فرونشست سطح زمین در این دشت را نشان می‌­دهد.

کلیدواژه‌ها


  1. Akbari, M. (2021). Monitoring land subsidence due to geological and water resources factors using Differential Radar Interferometry method (Case Study: Arak city). Soil and Water Resources Protection, 10(3), 115-131. (in Farsi)
  2. Amighpey, M., Arabi, S. & Talebi, A. (2010) Studying Yazd subsidence using InSAR and precise leveling. Geosciences 20(77), 157-164. (in Farsi)
  3. Angorani, S., Memarian, H., Shariat Panahi, M. & Bolourchi, M.J. (2015). Dynamic modelling of land subsidence in Tehran plain. Geosciences, 25(97), 211-220. (in Farsi)
  4. Babaee, S., Mousavi, Z., Mousavi Z., Hojati Malekshah, A., Roostaei, M. & Aflaki, M. (2020) Land subsidence from interferometric SAR and groundwater patterns in the Qazvin plain, Iran. Remote Sensing, 41(12), 4780-4798.
  5. Chatterjee, R.S., Shailaja Thapa, K.B., Singh, G., Varunakumar, E. & Raju, V.R. (2015). Detecting, mapping and monitoring of land subsidence in Jharia Coalfield, Jharkhand, India by spaceborne differential interferometric SAR, GPS and precision levelling techniques. Earth System Science, 124(6), 1359-1376.
  6. Chen, B., Gong, H., Chen, Y., Li, X., Zhou, C., Lei, K., Zhu, L., Duan, L. & Zhao, X. (2020). Land subsidence and itsrelation with groundwater aquifers in Beijing Plain of China. Science of the Total Environment,
  7. Dehghan-Soraki, Y., Saha, S. K. & Kumari, M. (2013). A modified polarimetric decomposition for applicability in complex agricultural environment, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL-1/W3, 133-137.
  8. Dong, J., Zhang, L., Liao, M. & Gong, J. (2019). Improved correction of seasonal troposphericdelay in InSAR observations for landslide deformation monitoring. Remote Sensing of Environment, 233, 111370.
  9. El Kamali, M., Papoutsis, I., Loupasakis, C., Abuelgasim, A., Omari, K. & Kontoes, C. (2021). Monitoring of land surface subsidence using persistent scatterer interferometry techniques and ground truth data in arid and semi-arid regions, the case of Remah, UAE. Science of the Total Environment, 776, 145946.
  10. Fatholahi, N., Akhoonzadeh Henzayea, M. & Bahroudi, A. (2017). Investigation of land subsidence due to oil extraction Using radar interferometry method. Geographical Data (SEPEHR).27(105), 23-34. (in Farsi)
  11. Hajeb, Z., Mousavi, Z., Masoumi, Z. & Rezaei, A. (2020). Investigation of Qom plain ssubsidence using synthetic aperture radar interferometry and aquifer hydrogeological characterization. Geosciences, 29(114), 251-258. (in Farsi)
  12. Holdahl, S. R., Zilkoski, D. B., & Holzschuh, J. C. (1991). Subsidence at Houston, Texas, 1973-1987. In The 4th International Symposium on Land Subsidence, Houston, TX, USA, 05/12-17/91, pp. 3-14.
  13. Hu, R. L., Yue, Z. Q., Wang, L. C. & Wang, S. J. (2004). Review on current status and challenging issues of subsidence in China. Engineering Geology, 76(1), 65-77.
  14. Janbaz Fotamy, M., Kholgi, M., Abdeh Kolahchi, A.& Roostaei M. (2020). Assessment of land subsidence due to groundwater exploitation by using differential radar interferometry technique, case study: Qazvin province. Iran-Water Resources Research, 16(3), 133-147. (in Farsi)
  15. Negahban, S., Ganjaeian, H., Saeedi, Sh. & Ghasemi, A. (2020). Study of vertical displacement caused by 2019 Turkmanchay earthquake based on InSAR method. Earth and Space Physics, 46(3), 445-456. (in Farsi)
  16. Papoutsis, I., Kontoes, C., Paradissis, D. (2017). Multi-stack persistent Scatterer interferometry analysis in wider Athens, Greece. Remote Sensing, 9(3), 276.
  17. Papoutsis, I., Papanikolaou, X., Floyd, M., Ji, K.H., Kontoes, C., Paradissis, D. & Zacharis, V. (2013). Mapping inflation at Santorini volcano, Greece, using GPS and InSAR. Geophysical Research Letters, 40(2), 267–272.
  18. Pepe, S., De Siena, L., Barone, A., Castaldo, R., D'Auria, L., Manzo, M., Casu, F., Fedi, M., Lanari, R., Bianco, F. & Tizzani, P. (2019). Volcanic structures investigation through SAR and seismic interferometric methods: the 2011–2013 Campi Flegrei unrest episode. Remote Sensing of the Environment, 234, 111440.
  19. Pourfallah, S., (2017). An investigation on the best management approaches in order to groundwater balancing in Abarkooh plain using SWOT and MODFLOW models. M.Sc. Thesis. Yazd University. (in Farsi)
  20. Rezai, A. (2005). Concepts of probability and statistics. Mashhad Publishing Co. ISBN: 964-6157-12-2. (in Farsi)
  21. Roozaban, A., Smaeeli, A. & Moatagh, M. (2017). Investigation of ground subsidence using DInSAR radar differential interferometry method with Using SENTINEL images. The 2nd National Conference on Geospatial Information Technology (NCGIT), Tehran, Iran. (in Farsi)
  22. Ruiz-Constán, A., Ruiz-Armenteros, A.M., Martos-Rosillo, S., Galindo-Zaldívar, J., Lazecky, M., García, M., Sousa, J.J., de Galdeano, C.S., Delgado-Blasco, J.M., Jiménez-Gavilán, P. & Caro-Cuenca, M. (2018). SAR interferometry monitoring of subsidence in a detriticbasin related to water depletion in the underlying confined carbonate aquifer(Torremolinos, southern Spain). Science of the Total Environment, 636, 670–
  23. Sharifikia, M. (2012). Land subsidence rate and area assessment in Nogh-Bahraman plain based on D-Insar technique. Spatial Planning (Modares Human Sciences), 16(3), 55-77. (in Farsi)
  24. Shemshaki, A., Mohammadi, Y. & Bolorchi M.J. (2008) Identification of confined aquifer zone and its role on land subsidence formation in Hashtgerd plain. Geoscience, 20(79), 137-142 (in Fersi).
  25. Shirani, K., Pasandi, M. & Ebrahimi, B. (2021). Assessment of land subsidence in the Najafabad plain using the differential synthetic aperture radar interferometry (DInSAR) technique. Water and Soil Science, 25(1), 105-127. (in Farsi)
  26. Svigkas, N., Papoutsis, I., Loupasakis, C., Tsangaratos, P., Kiratzi, A. & Kontoes, C. (2016). Land subsidence rebound detected via multi-temporal InSAR and ground truth data in Kalochori and Sindos regions, Northern Greece. Engineering geology, 209, 175–186.
  27. Tong, X. & Schmidt, D. (2016). Active movement of the Cascade landslide complex in Washington from a coherence-based InSAR time series method. Remote Sensing of the Environment, 186, 405–415.
  28. USGS (United States Geological Survey). (2011). Research and review information located, Assess on September:usgs.gov/ogw/pubs/fs00165.
  29. Zare Mehrjerdi, A.A. (2011). Investigation of ground subsidence reasons and fractures in rostagh area, south of Meybod. Geography and Environmental Planning, 22(3), 155-166. (in Farsi)
  30. Zare Shahabadi, A.R., Zare Shahabadi, A., Samimi, S. & Khorasani, M.A. (2010). Strategic planning for the development of the agricultural sector in Abarkooh city. Applied Researches in Geographical Sciences, 18, 29-49. (in Farsi)