ارزیابی ارتباط بین عوامل طبیعی و میزان فرونشست در دشت ایوانکی با استفاده از تصاویر رادار

نوع مقاله : یاداشت فنی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی، گروه علوم اجتماعی (جغرافیا)، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه تهران، تهران،‌ ایران

3 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

4 کارشناس ارشد هیدروژئومورفولوژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

فرونشست زمین به عنوان یکی از مخاطرات پیش­روی بسیاری از دشت­های ایران محسوب می­شود. در این میان، دشت­های استان سمنان و از جمله دشت ایوانکی در معرض این مخاطره قرار دارند. با توجه به اهمیت موضوع، در این تحقیق به ارزیابی میزان فرونشست دشت ایوانکی و تحلیل عوامل موثر در آن پرداخته شده است. در این تحقیق از روش توصیفی­-تحلیلی استفاده شده است. داده­های تحقیق شامل تصاویر راداری و ماهواره­ای، اطلاعات آماری، و مدل رقومی ارتفاعی ۳۰ متر است. روش کار به این­صورت است که ابتدا وضعیت ژئومورفولوژی، کاربری اراضی و وضعیت افت آب­های زیرزمینی دشت ایوانکی ارزیابی شده است و سپس با استفاده ۲۷ تصویر راداری سنتینل ۱ و روش سری زمانی SBAS‌ میزان فرونشست منطقه محاسبه شده است. بررسی­های صورت گرفته بیانگر این است که عوامل طبیعی شامل روند و جهت ناهمواری­ها در شکل­گیری وضعیت اقلیمی و محدودیت منابع آبی نقش اصلی را داشته است و محدودیت دسترسی به منابع آبی سبب بهره­برداری بیش از حد از آب­های زیرزمینی و افت شدید سطح آن شده است. نتایج محاسبه میزان افت سطح آب­های زیرزمینی منطقه بیانگر این است که میانگین افت چاه­های مطالعاتی در حدفاصل سال­های ۱۳۷۲ تا ۱۳۹۴ بین 85/0 تا ۰۱/۲ سانتی­متر در سال بوده است. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی میزان فرونشست منطقه نیز بیانگر این است که محدوده مطالعاتی در طی دوره زمانی ۳ ساله (از تاریخ ۰۶/۰۱/۲۰۱۶ تا ۲۱/۱۲/۲۰۱۸) بین 9/0- تا ۲/۳۳- سانتی­متر افت داشته است که بیشترین میزان فرونشست در مرکز دشت ایوانکی در نزدیکی روستای چشمه نادی بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Relationship between Natural Factors and Subsidence in Ivanaki Plain Using Radar Imaging

نویسندگان [English]

  • Maesomeh Asadi 1
  • Hamid Ganjaeian 2
  • Mahnaz Javedani 3
  • Mahdyeh Ghaderi Hasab 4
1 Faculty member, Department of Social Sciences (Geography), Payame Noor University, Tehran, Iran
2 Ph.D. in Geomorphology, Tehran University, Tehran, Iran
3 Ph.D. Studend of Geomorphologhy, Ferdosi University, Mashhad, Iran
4 M.Sc. Hydrogeomorphology, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Soil subsidence is one of the dangers facing many Iranian plains. In the meantime, the plains of Semnan province, including the Ivanaki plain, are at risk. Due to the importance of the subject, in this study, the rate of subsidence of Ivanaki plain and its effective factors are analyzed. In this research, the descriptive-analytical method was used. The survey data included radar and satellite imagery, statistical information, and a 30-m digital elevation model. The method is first to evaluate the geomorphology, land use and groundwater status of the Ivanaki Plain, and then, using Sentinel 1 radar image and SBAS time series method, the amount of subsidence is calculated. Surveys show that natural factors, including trends and trends in anomalies, have played a major role in shaping climate and water resource constraints, and restricting access to water causes the excessive use of groundwater and severe surface depletion. The results of calculating the groundwater level in the area show that the average of the study wells falls between 1372 and 1394 years between 0/85 to 2/01 cm per year. Also, the results of the assessment of the area's subsidence indicate that the range of studies over the 3-year period (from 2016/01/06 to 2018/12/21) decreased between -0.9 to -33.2 cm. Most of the subsidence has been in the center of the plain of Ivanaki, near the village of Cheshmeh Nadi.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Groundwater
  • Ivanaki
  • SBAS
  • Subsidence
احمدی، ن.، موسوی، ز.، معصومی، ز.، ۱۳۹۷. مطالعه فرونشست دشت خرمدره با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری و بررسی مخاطرات آن، سنجش از دور و GIS در ایران، سال ۱۰، شماره ۳، 33-52.
تورانی، م.، آق اتابای، م.، روستایی، م.، ۱۳۹۷. مطالعۀ فرونشست در غرب استان گلستان با استفاده از روش تداخل­سنجی راداری، مجله آمایش جغرافیایی فضا، دوره 8، شماره 27، 117-128.
زمانی، ط.، کریمی، ح.، توکلی، م.، علی مرادی، ص.، 1396. عوامل موثر بر افت آب زیرزمینی دشت مهران، استان ایلام، مجله هیدروژئولوژی، سال 2، شماره 2، 17-28.
شایان، س.، یمانی، م.، یادگاری، م.، ۱۳۹۵. پهنه­بندی فرونشست در حوضه آبریز قره­چای، مجله هیدروژئومورفولوژی، دوره ۳، شماره ۹، 139-158.
شرکت مدیریت منابع آب ایران.، ۱۳۹۸. دفتر مطالعات پایه منابع آب، سامانه ارائه آمار و گزارش.
شریفی­کیا، م.، 13۹1. تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین به کمک روش تداخل­سنجی راداری (D-InSAR) در دشت نوق-بهرمان، مجله برنامه­ریزی و آمایش فضا، دوره 16، شماره 3، 55-77.
شریفی­کیا، م.، افضلی، ع.، شایان، س.، ۱۳۹۴. استخراج و ارزیابی اثرات پدیده­های ژئومورفولوژیک ناشی از فرونشست در دشت دامغان، پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال ۴، شماره ۲، 60-74.
صالحی متعهد، ف.، حافظی مقدس، ن.، لشکری پور، غ.، دهقانی، م.، ۱۳۹۸. ارزیابی فرونشست زمین به کمک تلفیق روش تداخل­سنجی راداری و اندازه‌گیری‌های میدانی و مطالعه دلایل و اثرات آن بر شهر مشهد، نشریه زمین­شناسی مهندسی، سال ۱۳، شماره ۳، 462-435.
صفاری، ا.، جعفری، ف.، توکلی صبور، س.م.، 1395. پایش فرونشست زمین و ارتباط آن با برداشت آب­های زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت کرج-شهریار)، پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال ۵، شماره 2، 82-93.
عبادتی، ن.، ۱۳۹۴. بررسی روند تغییرات کیفی منابع آب زیرزمینی دشت ایوانکی، مجله اکوهیدرولوژی، دوره ۲، شماره ۴، 383-394.
کریمی، ث.، محمدی، ض.، سامانی، ن.، 1396. بررسی خصوصیات هیدروشیمیایی آب زیرزمینی و روند تکاملی آن در دشت سمنان، مجله هیدروژئولوژی، سال 2، شماره 1، 1-19.
کریمی، م.، قنبری، ع. ا.، امیری، ش.، ۱۳۹۲. سنجش خطرپذیری سکونتگاه های شهری از پدیده فرونشست زمین (مطالعه موردی: منطقه 18 شهر تهران)، مجله برنامه­ریزی فضایی، دوره ۳، شماره ۱، 37-55.
کوه­بنانی، ح.، یزدانی، م.ر.، حسینی، س.ک.، ۱۳۹۸. پهنه‌بندی گسترة خطر فرونشست زمین با بهره‌‎گیری از تداخل‌سنجی راداری (مطالعه موردی: دشت کاشمر و خلیل‌آباد)، مجله مدیریت بیابان، دوره ۷، شماره ۳، 95-76.
مقصودی، ی.، امانی، ر.، احمدی، ح.، ۱۳۹۸. بررسی رفتار فرونشست زمین در منطقه غرب تهران با استفاده از تصاویر سنجنده سنتینل ۱ و تکنیک تداخل­سنجی راداری مبتنی بر پراکنش­گرهای دائمی، مجله تحقیقات منابع آب ایران، سال ۱۵، شماره ۱، 299-313.
ناصری، ح.ر، نظری، ر.، ۱۳۹۰. شبیه­سازی و پیش­بینی هیدروگراف معرف آبخوان دشت ایوانکی، مجله پژوهش­های دانش زمین، سال ۲، شماره ۵، 70-87.
Brunori, C., Bignami, C., Albano, M., Zucca, F., Samsonov, S., Groppelli, G., Norini, G., Saroli, M., Stramondo, S., 2015. Land subsidence, Ground Fissures and Buried Faults: InSAR Monitoring of Ciudad Guzmán (Jalisco, Mexico). Remote Sen, 7, 8610–8630.
Chen, B., Gong, H., Lei, K., Li, J., Zhou, C., Gao, M., Guan, H., Lv, W., 2019. Land subsidence lagging quantification in the main exploration aquifer layers in Beijing plain, China. Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinf, 75, 54–67.
Chen, J., Knight, R., & Zebker, H. A., 2017. The temporal and spatial variability of the confined aquifer head and storage properties in the San Luis Valley, Colorado inferred from multiple InSAR missions. Water Resources Research, 53, 9708-9720.
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.
Galloway, D.L., Hudnut, K.W., Ingebritsen, S.E., Phillips, S.P., Peltzer, G., Rogez, F., Rosen, P.A., 1998. Detection of aquifer system compaction and land subsidence using interferometric synthetic aperture radar, Antelope valley, Mojave Desert, California,‖ Water Resour. Res, 34, 2573–2585.
Ge, L., Ng, A., Li, X., Abidin, H., & Gumilar, I., 2014. Land subsidence characteristics of Bandung Basin as revealed by ENVISAT ASAR and ALOS PALSAR interferometry. Remote Sensing of Environment, 154, 46–60.
Geo, M., Gong, H., Xiaojuan, L., Beibei, C., Chaofan, Z., Min, S., Lin, G., Zhang, C., Zhongyun, N., Guangyao, Duan., 2019. Land Subsidence and Ground Fissures in Beijing Capital International Airport (BCIA): Evidence from Quasi-PS InSAR Analysis, Remote Sens, 11(12), 1466.
Hanssen, R.F., 2001. Radar Interferometry: Data Interpretation and Error Analysis. Dordrecht. Kluwer Academic Publishers.
Kim, J.W., Lu, Z., Jia, Y., Shum, C., 2015. Ground subsidence in Tucson, Arizona, monitored by time-series analysis using multi-sensor InSAR datasets from 1993 to 2011. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 107, 126-141.
Pacheco, J., Arzate, J., Rojas, E., Arroyo, M., Yutsis, V., & Ochoa, G., 2006. Delimitation of ground failure zones due to land subsidence using gravity data and finite element modeling in the Queretaro valley, Mexico. Engineering Geology, 84: 143-160.
Poland, J.F., Davis, G.H., 1969. Land subsidence due to withdrawal of fluids,‖ Rev. Eng. Geol., 2, 187-269.
Stephen, S., 2011. Subsidence: Dissolution & Human Related Causes, Natural Disasters, Tulane University, pp 1-10.
Zhang, Y., Liu, Y., Jin, M., Jing, Y., Liu, Y., Liu, Y., Sun, W., Wei, J., Chen, Y., 2019. Monitoring Land Subsidence in Wuhan City (China) using the SBAS-InSAR Method with Radarsat-2 Imagery Data, Sensors, 19(3): 743.
Zhu, L., Gong, H., LI,X., Wang, R., Chen, B., Dai, Z., & Teatini, P., 2015. Land subsidence due to groundwater withdrawal in the northern Beijing plain, China. Engineering Geology, 193, 243–255.