بررسی فرونشست دشت مهیار جنوبی با استفاده از روش تداخل سنجی راداری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زمین شناسی ، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

2 استاد، گروه زمین شناسی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

3 4 دکتری سنجش از دور، گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی شیراز

چکیده

پدیده فرونشست زمین در دهه‌های اخیر معضلات زیادی را برای زمین‌های کشاورزی، مناطق مسکونی، جاده‌ها و کانال‌های آبرسانی در برخی از دشت‌های استان اصفهان بوجود آورده است. دشت مهیار جنوبی واقع در 50 کیلومتری جنوب‌شرق اصفهان یکی از این مناطق می‌باشد. در سال‌های اخیر برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی این دشت رشد چشمگیری داشته و طبق آمار و اطلاعات موجود بیشترین برداشت از منابع آب زیرزمینی این دشت در بخش کشاورزی صورت می‌گیرد. به طوریکه میزان برداشت آب از 8/58 میلیون متر مکعب توسط 217 حلقه چاه در سال 1369 به 5/85 میلیون متر مکعب از 446 حلقه چاه در سال 1388 رسیده است. پیامدهای این افت سطح آب‌ زیرزمینی منجر به فرونشست زمین و ایجاد ترک و شکاف‌ها در قسمت‌هایی از دشت شده است. افت سطح ایستابی و به دنبال آن افزایش تنش مؤثر دلیل اصلی فرونشست دشت مهیار جنوبی می‌باشد. در این تحقیق به منظور تعیین محدوده تحت تأثیر و نهایتاً برآورد میزان فرونشست از روش تداخل سنجی راداری به عنوان روشی قابل اطمینان برای اندازه گیری تغییرات سطح زمین با دقت بسیار بالا، پوشش وسیع و قدرت تفکیک مکانی بالا استفاده گردید. بیشینه نرخ فرونشست با استفاده از تصاویر راداری ماهواره ENVISAT در بازه زمانی 2006-2003، 2/8 سانتی‌متر در سال محاسبه گردید. از نتایج حاصل از آنالیز سری زمانی مشخص گردید که سطح زمین در محدوده خطر در نتیجه افت سطح ایستابی با سرعت ثابت در حال افت می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of land Subsidence in Southern Mahyar Plain Using Radar Interferometry

نویسندگان [English]

  • Reza salehi 1
  • Mohammad Ghafoori
  • Gholam reza Lashkaripour 2
  • Maryam Dehghani 3
1 M.Sc, Ferdowsi University of Mashhad, Faculty of Sciences
2 Dr, Ferdowsi University of Mashhad, Faculty of Sciences
3 Ph.D, Shiraz University, Dept. of Civil and Environmental Engineering
چکیده [English]

Phenomenon of land subsidence in recent decades has created many problems for agricultural lands, residential areas, roads and water channels in some of the plains in Isfahan province. The southern Mahyar plain is located in 50 km of southeastern Isfahan. It is one of the areas where the excessive withdrawal of ground water resources (mainly in the agricultural sector, based on available information) has  substantially grown in recent years.The amount of water extracted from underground has increased from 58.8 million cubic meters (from 217 wells) in 1369 to 85.5 million cubic meters (from 446 wells) in 1388. The decline in water table increases the effective stress  that causes consequences such as land subsidence and cracks in some parts of the southern Mahyar plain.To determine the effectiveness and ultimately to estimate the rate of subsidence, radar interferometry was used in this study. It is a reliable method to measure changes in the land surface, with very high accuracy, wide coverage and high spatial resolution. Maximum rate of subsidence was calculated at 8.2 cm/year using ENVISAT satellite radar images in the period of 2003-2006. The results of time series analysis showed that the land surface in the zone of danger is falling as a result of a decline in water table levels at a constant rate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Groundwater
  • Radar interferometry
  • subsidence
  • Southern Mahyar Plain

1. رهنما راد، ج.، م. فیروزان. 1381. ‌بررسی تاثیرات پدیدة متناوب خشکسالی و فرسایش بر ساختمان‌ها در پهن دشت سیستان. نشریه ژئوتکنیک و مقاومت مصالح، شماره 88‌، ص 39-30.

2. شرکت آب منطقه‌ای اصفهان. 1388. بانک اطلاعات معاونت مطالعات منابع آب، آمار کمی منابع آب زیرزمینی محدوده مطالعاتی مهیار جنوبی با کد 4217 تا سال آبی 87- 1386.

3. شرکت مهندسی منابع آب‌، وزارت نیرو. 1375. گزارش مطالعات ژئوالکتریک منطقه مهیار جنوبی، ص 22.

4. طاحونی، ش. 1386. اصول مهندسی ژئوتکنیک ، مؤسسه انتشارات پارس آیین. جلد اول، ویرایش دوم، چاپ یازدهم، ص 831.

5. لشکری‌پور، غ‌.، م. غفوری و ح. رستمی‌. 1387. بررسی علل تشکیل شکافها و فرونشست زمین در غرب دشت کاشمر.  فصلنامه رخساره‌های رسوبی، سال اول، شماره 1، ص 113- 95.

6. لشکریپ‌ور، غ.، م. غفوری، ز. سویزی و ز.  پیوندی.‌ 1384.‌ افت سطح آب زیرزمینی و نشست زمین در دشت مشهد. مجموعه  مقالات نهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، ص 132-124.

 

7. Bates, R.L. and J.A. Jackson. 1980. Glossary of Geology (‌Second edition): Falls Church, Virginia. American Geological Institute, 749 p.

8. Bell, F.G. 1999. Geological Hazards. Their Assessment, Avoidance and Mitigation,‌ Department of Geology and Applied Geology, University of Natal, Durban, South Africa, 648 p.

9. Daniel, R., C. Maisons, C. Carnec, S. Le Mouelic, C. King and S. Hosford. 2003. Monitoring of slow ground deformation by ERS radar interferometry on the Vauvert salt mine (France) Comparison  with  ground-based measurement. Remote Sensing of Environment, 88(4): 468-478.

10. Dehghani, M., M.J. Valadan Zoej, I. Entezam, A. Mansourian and S. Saatchi. 2009. InSAR monitoring of progressive land subsidence in Neyshabour, northeast Iran. Geophysical Journal International, 178(1): 47-56.

11. Dehghani, M., M.J. Valadan Zoej, S. Saatchi, J. Biggs, B. Parsons and T. Wright. 2009b. Radar interferometry time series analysis of Mashhad subsidence. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 37: 147-156.

12. Holzer, T.L. and D.L. Galloway. 2005. Impacts of land subsidence caused by withdrawal of underground fluids in the United States. Geological Society of America, Reviews in Engineering Geology, 16: 87-99.

13. Larson, K.J., H. Barasaoslu and M.A. Mariño. 2001. Prediction of optimal safe groundwater yield and land subsidence in the Los Banos-Kettleman City area, California, using a calibrated numerical simulation model. Journal Hydrology, 242: 79–102.

14. Massonnet, D. and K.L. Feigl. 1998. Radar interferometry and its application to changes in the earth’s surface. Reviews of Geophysics, 36(4): 441–500.

15. Motagh, M., Y. Djamour, T.R. Walter, H.U. Wetzel, J. Zschau and S. Arabi. 2007. Land subsidence in Mashhad Valley, northeast Iran, results from InSAR, leveling and GPS. Geophysical Journal International, 168: 518-526.

16. Nadimi, A. 2010.  Active  strike-slip  faults in the central part of  the Sanandaj- Sirjan Zone of Zagros Orogen (Iran). Ph.D. thesis, University of Warsaw, Poland, 121p.

17. Nadimi, A. and A. Konon. 2012. Gaw-Khuni Basin: an active stepover structure in the Sanandaj-Sirjan Zone, Iran. Geological Society of America Bulletin, 124(2): 1-15.

18. Nadimi, A. and H. Nadimi. 2008. Exhumation of old rocks during the Zagros collision in the northwestern part of the Zagros Mountains, Iran. Geological Society of America Special Papers, 444: 105–122.

19. Şengör, A.M.C. 1990. A new model for the Late Paleozoic–Mesozoic tectonic evolution of Iran and implications for Oman. Geological Society, London, Special Publication, 49: 797–831.

20. Solaimani,  K. and S.M. Mortazavi. 2008. Investigation of land  subsidence and its consequences of large groundwater withdrawal in Rafsanjan, Iran. Pakistan Journal of Biological Sciences,  11(2): 265-269.

21. Tillman, J.E., A. Poosti, S. Rossello and A. Eckert. 1981. Structural evolution of Sanandaj–Sirjan ranges near Esfahan, Iran. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 65: 674–687.

22. Trinh, M.T. and D.G. Fredlund. 2000. Modelling subsidence in the Hanoi City area,Vietnam. Canadian geotechnical journal, 37(3): 621–637.