پایش فرونشست زمین با تحلیل سری زمانی پراکنش گرهای دائمی و تغییرات تراز آب زیرزمینی؛ (مطالعه موردی دشت سراب)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

امروزه، فرونشست زمین پدیده‌ای شایع در بسیاری از مناطق جهان است که آثار مخربی بر روی شبکه‌های حمل و نقل، تاسیسات و سازه‌ها دارد. هدف این مطالعه بررسی وضعیت فرونشست دشت سراب و ارتباط آن با تغییرات تراز آب زیرزمینی می‌باشد. دشت سراب از دشت‌های دارای خطر بالای فرونشست استان آذربایجان‌شرقی معرفی شده است، با این‌حال تاکنون مطالعه‌ای برای بررسی ارتباط سطح ایستابی با فرونشست زمین بر اساس نقشه‌های نرخ جابه‌جایی زمین انجام نشده است. در این مقاله ابتدا به منظور افزایش دقت در تعیین جابه‌جایی‌ها، روش تحلیل سری زمانی پراکنش‌گرهای دائمی و 36 تصویر Sentinel-1A در بازه 2017 تا 2020 استفاده شد و بیشینه نرخ فرونشست حدود 45- میلی‌متر در سال در راستای قائم به دست آمد. بخش‌های دارای بیشینه فرونشست دشت نیز مشخص شد. با استفاده از داده-های سری زمانی چاه‌های‌ پیزومتری در فاصله سال‌های 1383 تا 1398، مشخص شد در مناطق دارای فرونشست زیاد، کاهش چند متری سطح ایستابی وجود داشته، در حالی‌که در مناطق فاقد فرونشست، تغییرات سطح ایستابی به شکل سینوسی بوده است. همچنین با تهیه نقشه هم‌افت سطح ایستابی در بازه زمانی سه ساله، همبستگی بین سطح ایستابی (متغیر مستقل) و جابه‌جایی سطح زمین (متغیر وابسته) مورد بررسی قرار گرفت. وجود معادله خط رگرسیون نشان داد، رابطه آماری بین سطح ایستابی و جابه‌جایی‌های سطح زمین معنی‌دار است و رابطه مستقیم بین دو متغیر وجود دارد. بنابراین پایش مستمر میزان ذخایر آب‌های زیرزمینی و کنترل برداشت‌ آب، نقش موثری در پیشگیری از خطرات پدیده فرونشست خواهد داشت که لازم است در دستور کار قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Monitoring Land Subsidence using Persistent Scatterer Interferometry time series Analysis and Groundwater level Variations: (Case Study: Sarab Plain)

نویسنده [English]

  • Mansoureh Sadrykia
Department of Geomatics Engineering, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz , Iran
چکیده [English]

Today land subsidence is a usual phenomenon in the world. It can cause significant damages to transportation networks, facilities and structures. This study aims to monitor land subsidence in Sarab plain and its relation with groundwater level variations. Sarab Plain is one of the high-risk land subsidence plains of East Azerbaijan province. However, no study has been reported on investigating the relationship between groundwater level variations and land subsidence based on velocity maps in the plain. In this paper, in order to increase the accuracy of determining land subsidence, Persistent Scatterer time series analysis is applied using 36 Sentinel-1A datasets from 2017 to 2020. The maximum subsidence rate of about -45 mm/year in the vertical direction was obtained and the areas with the prevalence of subsidence were determined. Using the time series data of pizometric wells in the period of 2004 to 2020, it was determined that in areas with high land subsidence, there was decline of several meters in groundwater level, while in areas without land subsidence, changes of groundwater level was in sinusoidal form. Also, with the preparation of water table equilibrium map in the three-year period, the correlation between groundwater level (independent variable) and ground surface displacement (dependent variables) was studied. Due to the existence of the regression line equation, the statistical relationship was significant and direct relationship between the variables was confirmed. Therefore regular monitoring of ground water storage and exploitation are effective in mitigating damages of land subsidence which needs to be on the agenda.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land subsidence
  • Radar interferometry
  • Persistent scatterer
  • Groundwater level
  • Correlation