تداخل سنجی تفاضلی راداری

مخاطره فرونشست زمین به صورت خزنده از حدود پنج دهه قبل در حال شدت گرفتن است و همه دشت ها و مناطق شهری ایران را تحت تأثیر قرار داده است. دشت سبزوار ازجمله مناطقی است که با پدیده فرونشست مواجه است. در این پژوهش ضمن پهنه بندی فرونشست، عوامل پایین رفتن سطح آب های زیرزمینی، پراکنش قنات ها، چاه ها و گسل ها بررسی شد. به منظور مطالعه میزان فرونشست از شش تصویر SLC باند C ماهواره انویست سنجنده ASAR در بازه زمانی سال های 2004 تا 2008 استفاده شد. همچنین سطح تراز آب های زیرزمینی طی دوره ی1392- 1352 با داده های مکانی چاه ها و قنات های منطقه اندازه گیری شد. از تصاویر راداری؛ اینترفروگرام تفاضلی، کوهرنسی، کاهش اثرات توپوگرافی، فیلترینگ و درنهایت میزان جابه جایی استخراج شد. برای برآورد میزان افت آب های زیرزمینی و فرونشست حاصل از آن، سطح آب چاه های پیزومتری درون یابی شد. برای بررسی رابطه بین پراکنش فضایی فرونشست و موقعیت چاه ها ، قنات ها و گسل ها نیز از روش های همپوشانی استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشترین فرونشست در شمال شرق منطقه رخ داده و جهت فرونشست جنوب غربی و شمال شرقی است. شهرهای داخل  دشت سبزار  ازجمله شهر سبزوار با میانگین نشست حدود 10سانتی متر در یک دوره 5ساله مواجه است. روند گسل ها عمود برجهت فرونشست است که بیانگر نقش آن ها در جابه جایی عمودی رو به پایین است. نتایج تحلیل آمار درازمدت سطح پیزومتری نشان داده که درپهنه هموار دشت سبزوار، پایین رفتن سطح آب های زیرزمینی به سمت شرق رو به افزایش است؛بنابراین عوامل مهم در رخداد فرونشست در این منطقه در مرحله اول کاهش سطح آب های زیرزمینی است. آمار درازمدت سطح پیزومتری نیز تأکیدی بر این رخداد است. گسل ها به دلیل عمود بودن سطح فرونشست با جهت آن ها می توانند نقش تشدیدکنندگی داشته باشند؛ به عبارت دیگر هرچقدر سطح آب های زیرزمینی در این منطقه کاهش یابد با یک ضریب افزایشی، با تشدید پدیده فرونشست مواجه خواهیم بود. 

دشت ورامین یکی از مناطق متأثر از فرونشست در ایران است که در مخروط افکنه رودخانه جاجرود قرار دارد. این پژوهش به بررسی فرونشست مخروط افکنه جاجرود با تأکید بر جوادآباد ورامین از سال 1395 تا 1398 با استفاده از روش تداخل سنجی تفاضلی راداری می پردازد. در این مطالعه، 41 تصویر از سنتینل (2016-2019) برای تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین با استفاده از روش پراکنده کننده های دائمی استفاده شد. نرم افزار SNAP برای پردازش تداخل سنجی راداری انتخاب شد. . ه منظور یافتن علت فرونشست، اطلاعات چاه های پیزومتریک (1395-1375) منطقه موردمطالعه و تغییرات زمانی آن بررسی شد. منطقه جوادآباد واقع در ورامین یکی از مناطق دارای فرونشست قابل توجه که فرونشست به میزان 20 سانتی متر در سال رخ می دهد. یکی از عوامل اصلی فرونشست زمین در منطقه جوادآباد به دلیل افزایش عمق چاه های پیزومتریک در دوره موردمطالعه را می توان به پمپاژ بالای منابع آب زیرزمینی نسبت داد .وو وقوعونشست زمین باعث تغییر درشیب سطح محلی شده و این امر باعث اختلال در شبکه زهکشی و مسیر جریان آب های سطحی شده است که درنهایت منجر به بروز انواع فرسایش شده است.

در مناطق خشک و نیمه خشک آب زیرزمینی دارای اهمیت بیشتری نسبت به آب سطحی برای انسان ها و اکوسیستم ها می باشد. فرونشست زمین ناشی از پمپاژ و استفاده بی رویه از آب های زیرزمینی در یک منطقه است. زمانی که مقادیر برداشت با بارندگی جبران نشود، خساراتی مانند شکست جاده ها، تخریب مناطق مسکونی، خطوط راه آهن و لوله گذاری های آب و گاز به همراه دارد. دشت یزد-اردکان یکی از دشت های مهم استان یزد می باشد که 75 درصد تراکم جمعیتی استان و بیشترین مراکز صنعتی را به خود اختصاص داده است، به علاوه دشت مذکور به دلیل افت شدید سطح آب زیرزمینی توسط وزارت نیرو ممنوعه اعلام شده است. در این مطالعه با استفاده از 4 تصویر SLC باند C ماهواره سنتینل-1 و روش تداخل سنجی تفاضلی راداری مقدار فرونشست در سال های 2017 تا 2021 به دست آمد و با هم مقایسه شد. مقدار بیشینه فرونشست در سال2017، 13 سانتی متر و در سال های 2020 و 2021، 9 سانتی متر به دست آمد که این مقدار مربوط به منطقه شمسی در محدوده بین میبد و اردکان است. همچنین برای اطمینان از نتایج حاصل از تصاویر ماهواره ای به مقایسه آن ها با نتایج روش ترازیابی دقیق که توسط سازمان نقشه برداری کشور صورت گرفته بود، پرداخته شد. بر طبق نتایج، تصاویر سنتینل از قابلیت خوبی برای تخمین میزان فرونشست برخوردار هستند. با توجه به بررسی آمار مصرف و برداشت آب زیرزمینی در سال های اخیر، دلایل احتمالی کاهش فرونشست در منطقه موردمطالعه را می توان اقدامات مدیریتی انجام شده مانند انتقال آب به این حوضه، تغییر در شیوه های کشاورزی و کاهش برداشت آب زیرزمینی نسبت به سال های قبل در این منطقه بیان کرد

در دو دهه اخیر فرونشست به عنوان یک مخاطره ژئومورفیک و یکی از بحران های زیست محیطی، هر ساله خسارات جبران ناپذیری را به دشت های ایران تحمیل می کند که می توان گفت یکی از مهم ترین علل آن در حال حاضر برداشت غیراصولی و بی رویه از سفره های زمینی می باشد. دشت اشتهارد به عنوان یکی از قطب های صنعتی و کشاورزی استان البرز حائز اهمیت است و به دلیل افت شدید سطح آب زیرزمینی توسط وزارت نیرو ممنوعه بحرانی اعلام شده است. ازاین رو بررسی میزان نرخ فرونشست و پرداختن به علل و عوامل تأثیرگذار در جهت مدیریت خطر آن، دارای اهمیت زیادی است. در این پژوهش جهت بررسی فرونشست دشت اشتهارد از تکنیک تداخل سنجی تفاضلی راداری (D_ InSAR) و از داده های ماهواره Sentinel-1A در بازه زمانی (۲۰۲۳ تا ۲۰۱۷) استفاده شد. در این بازه زمانی فرونشست منطقه بین ۲.۰۸- تا ۲.۹۳- سانتی متر متغیر است که بیشترین مقدار فرونشست مربوط به بازه زمانی ۲۰۲۰ -۲۰۱۹ حدود ۲.۹۳ - سانتیمتر و کمترین مقدار فرونشست در بازه زمانی ۲۰۲۳ -۲۰۲۲ حدود ۲.۰۸- سانتیمتر است. نرخ فرونشست از شرق به غرب و در پهنه جنوبی با افزایش همراه است. درواقع بیشینه فرونشست در تمام بازه های مطالعاتی در محدوده آبخوان اشتهارد متمرکز است که بخش عمده ای از مزارع، آبادی ها، کارخانه ها و شهر اشتهارد، شهرک های صنعتی (کوثر، امید و اشتهارد)، زمین های کشاورزی و بیشترین تمرکز و استقرار منابع زیرزمینی (چاه ها) را در خودش جای داده است. نتایج هیدروگراف ها و درون یابی با استفاده از آمارهای چاه های پیزومتری نیز افت آب های زیرزمینی و افزایش عمق را در این محدوده نشان می دهد؛ این در حالی است که نتایج بررسی همبستگی میزان فرونشست زمین با تغییرات عمق آب زیرزمینی هم در سطح %95 معنی دار بوده است به طوری که با افزایش عمق آب زیرزمینی فرونشست در منطقه افزایش می یابد. براساس پروفیل های تغییرات فرونشست، فرونشست منطقه موردمطالعه الگوی پیچیده ای دارد که این تغییرات و نوسانات زمانی - مکانی نشان دهنده تأثیرات مختلفی ازجمله فعالیت های انسانی (مانند شدت، نوع فعالیت یا استخراج بی رویه آب از منابع زیرزمینی)، زیست محیطی، مشخصات زمین شناسی (جنس رسوبات، ضخامت سفره، موقعیت سنگ کف و...) میزان تغذیه و تخلیه آبخوان و... می باشد.