تحقیقات منابع آب ایران

تحقیقات منابع آب ایران

مدل‌سازی مکانی فرونشست زمین در دشت ورامین با استفاده از نرم افزار LiCSBAS و مدل جنگل تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
10.22034/iwrr.2026.571070.2991
چکیده
در سال‌های اخیر دشت ورامین با فرونشست زمین مواجه شده است. این پژوهش با هدف پیش‌بینی و بررسی تأثیر عوامل هیدروژئولوژیک بر فرونشست با استفاده از الگوریتم جنگل‌ تصادفی انجام شده است. بدین منظور نرخ فرونشست سال‌های ۱۴۰۳-۱۳۹۳ با استفاده از نرم‌افزار LiCSBAS و تصاویر ماهواره Sentinel-1 محاسبه شد. بیش‌ترین نرخ فرونشست ۱۰ سال، ۹۵۵ میلی‌متر طی در بخش جنوبی دشت رخ داده است. عمق سنگ‌کف، افت سطح و عمق آب زیرزمینی، درصد رس، برداشت از چاه‌ها و فاصله از گسل و رودخانه به‌عنوان ورودی مدل انتخاب شدند. نوآوری پژوهش، تلفیق هدفمند نتایج LiCSBAS با جنگل تصادفی به منظور پیش‌بینی فرونشست و کمی‌سازی اهمیت عوامل هیدروژئولوژیک است. ضریب تعیین ۹۵/. و اعتبارسنجی متقابل، بیان‌گر اعتبار بالای مدل است. نرخ فرونشست و اعتبار مدل با مطالعات گذشته هم‌خوانی دارد. شاخص جینی، عمق سنگ‌کف را با ۲۷/۵% کاهش ناخالصی، مهم‌ترین پارامتر تأثیرگذار معرفی کرد. عمق سطح آب زیرزمینی و افت سطح ایستابی در رتبه‌های بعدی قرار گرفتند. برای ۱۰ سال آینده بیشینه فرونشست ۷۵۶/۶ میلی‌متر پیش‌بینی شد. نتایج نشان می‌دهد افت آب زیرزمینی تنهایی منجر به فرونشست نمی‌شود و عمق سنگ‌کف و نوع رسوبات نقش تعیین کننده دارند. کارایی رویکرد یکپارچه LiCSBAS و جنگل تصادفی در محاسبه، پیش‌بینی و شناسایی عوامل مؤثر بر فرونشست نیز تأیید شد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Spatial Modeling of Land Subsidence in Varamin Plain Using LiCSBAS Software and the Random Forest Model

نویسندگان English

Mohammad Kaveh Cholcheh
Hamid Reza Nassery
Farshad Alijani
Department of Mineral and Groundwater Resources, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University Tehran, Tehran, Iran.
چکیده English

In recent years, the Varamin Plain has experienced land subsidence. In this study, the subsidence rate was obtained using LiCSBAS software and Sentinel-1 satellite images. The maximum subsidence rate of 955 mm over 10 years occurred in the southern part of the region. To predict and investigate the influence of geological factors on the subsidence rate, the Random Forest algorithm was employed. Bedrock depth, groundwater level decline, groundwater depth, clay percentage of the aquifer, extraction from exploitation wells, and distance from faults and rivers were selected as model inputs. The model's coefficient of determination of 0.95, its good learning performance, and the cross-validation method indicate the model's high validity. The prediction map showed a maximum subsidence of 754.6 mm, consistent with the calculated subsidence pattern for the next 10 years. The Gini coefficient index identified bedrock depth, with a 27.5% decrease in model impurity, as the most influential parameter. Groundwater depth and groundwater level decline were identified as the next important factors. Based on the findings, groundwater decline is a prerequisite for subsidence but does not necessarily lead to its occurrence. The role of other factors, such as bedrock depth and groundwater depth, is also significant. The results demonstrated the efficiency of LiCSBAS software and the Random Forest algorithm for calculating and predicting subsidence rates and identifying influencing factors.

کلیدواژه‌ها English

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR)
Groundwater
Variable Importance
Aquifer
Machine Learning

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 16 دی 1404
  • تاریخ بازنگری 22 فروردین 1405
  • تاریخ پذیرش 05 اردیبهشت 1405