| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,909 |
| تعداد مقالات | 32,812 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,144,829 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,713,625 |
برآورد فرونشست دشت سلماس با استفاده از دستورالعمل تداخل‌سنجی تفاضلی راداری با دریچه‌ی مصنوعی | ||
| پژوهش های آبخیزداری | ||
| مقاله 8، دوره 37، شماره 1 - شماره پیاپی 142، فروردین 1403، صفحه 98-113 اصل مقاله (2.71 M) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/wmrj.2023.361200.1521 | ||
| نویسندگان | ||
| احمد نجفی ایگدیر* 1؛ بهرام چوبین1؛ کورش شیرانی2 | ||
| 1استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان‌غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ارومیه، ایران | ||
| 2دانشیار پژوهشی پژوهشکده ی حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه و هدف در سال‌های اخیر مشکلات ناشی از دخالت‌های بشری در دشت سلماس شامل افزایش استفاده‌ی غیرمنطقی از منابع آب‌های سطحی، افزایش روند تخلیه‌ی آب زیرزمینی و تغییر کاربری زمین موجب فشار بر منابع آب زیرزمینی منطقه شده است که فرونشست زمین حداقل واکنش طبیعی در مقابل کاهش تراز آب‌های زیرزمینی است. ازاین‌رو، مطالعه و شناسایی مناطق فرونشست در دشت سلماس ضروری است. مواد و روش‌ها در این پژوهش از اطلاعات آب زیرزمینی و تصویرهای راداری سنتینل یک استفاده شد. اطلاعات آب زیرزمینی (شامل سطح ایستابی چاه‌های مشاهده‌ای از شرکت آب منطقه‌ای استان آذربایجان غربی دریافت شد. در این پژوهش، با روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری با دریچه‌ی مصنوعی جابجایی سطح زمین اندازه‌گیری شد و سپس با استفاده از روش‌های تداخل تکرار گذر، اختلاف فاز نشانک‌های SAR تعیین شد. در نهایت با بهره‌گیری از دستورالعمل تداخل‌سنجی تفاضلی راداری با دریچه‌ی مصنوعی و 52 عدد زوج تصویر سنتینل یک، فرونشست در دشت سلماس در طی سال‌های آبی 94-1393 تا 98-1397 تعیین شد. اعتبارسنجی روش تداخل‌سنجی راداری با استفاده از داده‌های ایستگاه زمین‌پویای (ژئودینامیک) قره‌قشلاق و همچنین تغییرات سطح ایستابی، افت آب زیرزمینی و بازدیدهای میدانی انجام شد. نتایج و بحث نتایج بررسی فرونشست با روش دریچه‌ی مصنوعی نشان داد که در منطقه میانگین سرعت جابجایی ناشی از فرونشست 5 سانتی‌متر بود. بررسی تغییر آب‌های زیرزمینی نیز بیان‌گر روند کاهشی اکثر چاه‌های مشاهده‌ای بود. بیشترین اندازه‌ی افت آب زیرزمینی در چاه‌های مناطق شرقی و جنوب‌شرقی (مانند کنگرلو، قره‌قشلاق، یوشانلو و ...) بود. در دوره‌ی بررسی (1397-1393) دلیل افزایش سطح آب در چاه‌ها نزدیکی به آبگیر سد زولا و گستردگی کانال‌های آبرسانی بود. بیشترین کاهش سطح آب به‌ترتیب در چاه‌های قزلجه، شرق قره‌قشلاق و میدان‌دواب مشاهده شد. چون‌که این چاه‌ها از آب سد بهره کافی نمی‌برند و از آن دور بودند. بیشترین افزایش نیز به‌ترتیب در چاه‌های مهلم، غرب تازه‌شهر و ایان در قسمت غربی دشت و نزدیک به دریاچه‌ی سد مشاهده شد. بررسی نقشه‌های فرونشست نشان داد که بیشترین فرونشست در مناطق جنوبی به‌ویژه جنوب‌شرقی دشت سلماس بود که در مقایسه با بخش‌های دیگر دشت ژرفای آبرفت نیز در این مناطق بیشتر بود. این روند فرونشست در سال‌های آبی 94-1393 تا 98-1397 ادامه داشته و در نقشه‌ی نهایی نیز این روند حاکم است. در دوره‌ی مزبور میانگین تغییرات سطح ایستابی در آبخوان دشت سلماس روند نزولی داشت که این روند با فرونشست زمین هماهنگی داشت. با بررسی نقشه‌ی افت آب‌های زیرزمینی، مشخص شد که مناطق با افت بیشتر روی مناطق فرونشست منطبق بود. افت بیشتر آب‌های زیرزمینی بیان‌گر برداشت آب بیشتر بود. ازاین‌رو تخلیه‌ی آب‌های زیرزمینی منطقه سبب فرونشست شده است. نتیجه‌گیری و پیشنهادها شناسایی محل دقیق فرونشست زمین در هر منطقه به‌ویژه در مناطق مسکونی، مهمترین وظیفه، قبل از هرگونه برنامه‌ی عملیاتی و سیاست‌گذاری برای اجر است. در تمام مراحل تصویرهای راداری سنتینل 1 به اندازه‌ی کافی قادر به حل این مشکل هستند. با این حال، بازدید زمانی طولانی‌تر برای اجرای هرگونه تصمیم مفیدتر خواهد بود. فرونشست زمین در دشت سلماس با تغییر سطح آب‌های زیرزمینی و بازدیدهای میدانی، کاملاً تأیید می‌شود. با توجه به رویکرد DInSAR، میانگین نرخ جابجایی ناشی از فرونشست در منطقه‌ی 5 سانتی متر بود که از نظر مشاهده‌ی تغییر سطح آب زیرزمینی کاملاً قابل تأیید بود. داده‌های مشاهده‌ای نشان‌دهنده‌ی کاهش سطح ایستابی در اکثر چاه‌ها در مقایسه با گذشته بود و برداشت بیش از اندازه از آب‌های زیرزمینی را تأیید کرد. همچنین با بازدیدهای میدانی مناطق مختلفی از دشت سلماس که فرونشست داشتند، ثبت شد. روند فرونشست در منطقه‌ی مطالعه‌شده ادامه‌دار است و برای کاهش خسارت‌های ناشی از این پدیده و تعدیل آسیب‌های احتمالی به توجه و رسیدگی مسئولان مربوطه نیاز است. بر اساس نتایج این پژوهش پیشنهاد می‌شود مردم را از تبعات برداشت بی‌رویه آگاه کرد و جایگزینی کشت‌های با نیاز آبی سالانه‌ی کم و زود بازده به آنها توصیه شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| افت آب‌زیرزمینی؛ دشت سلماس؛ رادار؛ سنتینل یک؛ فرونشست | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Estimation of Land Subsidence in Salmas Plain Using Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar Algorithm | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ahmad Najafi Igdir1؛ Bahram Choubin1؛ Kourosh Shirani2 | ||
| 1Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, West Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Urmia, Iran | ||
| 2Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, AREEO, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction and Goal In recent years, problems caused by human interference in the Salmas Plain, such as an increase in the irrational use of surface water resources, an increase in the process of groundwater discharge, and a change in land use have caused pressure on the groundwater resources of the region; hence, land subsidence is at least a natural response to the decrease in groundwater level. Therefore, it is important to study and identify subsidence areas in the region. Materials and Methods In this research, groundwater information and Sentinel 1 radar images were used. Groundwater information was obtained from the regional water company of West Azarbaijan province. In the present research, the DInSAR algorithm was used to measure the ground surface displacement, and the phase difference of the SAR signals was determined using the repeated-pass interference methods. Finally, by using the manual of differential radar interferometry with synthetic aperture and 52 even numbers of Sentinel 1 image, the subsidence in the Salmas Plain was determined between 2014 and 2015 and 2018 and 2019. Validation of the radar interferometry method using Qareqeshlaq Geodynamic station data, as well as groundwater level changes, underground water drop and field observations was conducted. Results and Discussion The results of the subsidence study using the DInSAR method showed that the average annual displacement rate is about 5 cm. Investigation of groundwater changes also indicated a decreasing trend in most of the wells. The wells located in the eastern and southeastern regions (e.g., Kangarlu, Qareqeshlaq, Yushanlu, etc.) have the highest amount of groundwater drop. In the study period (2014 to 2019), where the wells with an increase in groundwater level were affected by their proximity to the Zola dam reservoir and the water supply channels. The wells of Qezeljeh, East Qareqeshlaq, and Maidan Doab have the highest water level reductions, but they do not have sufficient water supply from the dam. Mahlam, West Tazeshahr, and Ian wells, which are in the western part of the plain and close to the dam lake, respectively, have a suitable increase. Checking the subsidence maps of the Salmas plain showed that most of the subsidence is concentrated in the southern areas, especially in the southeast of the plain, in comparison to other parts of the plain the depth of alluvium is also greater in these areas. This subsidence trend continued from 2014 to 2019 and this trend is also prevalent in the final map. During this period, the average water level changes in the Salmas plain aquifer had a downward trend, which was in harmony with land subsidence. By reviewing the groundwater drop map, it was found that the areas with the highest drop coincided with the subsidence areas. More drop in underground water indicated more water extraction. Therefore, the discharge of underground water in the region has caused subsidence. Conclusion and Suggestions Before adopting any operational plan and policy for implementation, it is the most important task to identify the exact location of land subsidence in any area, in particular residential areas. Sentinel1 radar images are sufficiently capable of solving this problem at all stages; however, a longer observation time would be more useful for decision making and implementation. Land subsidence in the Salmas plain is fully confirmed by the change of the underground water level and field visits. According to the DInSAR approach, the average displacement rate due to subsidence in the region was 5 cm, which can be fully verified in terms of observations of changes in the groundwater level. The piezometric data show a reduction of in the water level in most wells compared to the past, which depicts the occurrence of excessive extraction of groundwater. In addition, field surveys have been conducted in different areas of the Salmas Plain and the subsidence areas have been recorded. The process of subsidence in the studied area is ongoing, and the attention and care of the relevant authorities is needed to reduce the damage caused by this phenomenon and adjust the possible damages. It is recommended that people should be aware of the consequences of excessive harvesting and recommend alternative crops with a low annual demand for water and early yields. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Groundwater drop, radar, Salmas plain, Sentinel 1, subsidence | ||
| مراجع | ||
|
Abedini M. Ebady E. Ghale E. 2022. Investigation of subsidence of Mahidasht plain of Kermanshah province using radar interferometry method. Geography and Planning. 26(79): 207-220. (In Persian). Abidin HZ. Djaja R. Andreas H. Gamal M. Hirose K. Maruyama Y. 2004. Capabilities and constraints of geodetic techniques for monitoring land subsidence in the urban areas of Indonesia. Geomatics Research Australia. 81: 45-58 Ahmadi N. Mousavi Z. Masumi Z. 2018. Khoramdarreh subsidence estimation using SAR interferometry and investigation its risks. Remote Sensing and GIS. 10(3): 33-52. (In Persian). Chatterjee RS. Thapa S. Singh KB. Varunakumar G. Raju EVR. 2015. Detecting, mapping and monitoring of land subsidence in Jharia Coalfield, Jharkhand, India by spaceborne differential interferometric SAR, GPS and precision levelling techniques. Journal of Earth System Science.124(11): 1359-1376 Gupta A. Asopa U. Bhattacharjee R. 2019. Land Subsidence Monitoring in Jagadhri city using Sentinel 1 DInSAR Processing. In Proceedings. 24(1): 25. Doi:10.3390/IECG2019-06230 Hajeb Z. Mousavi Z, Masoumi Z, Rezaei A. 2018. Investigation of subsidence of Qom plain using radar interferometry. Proceedings of the 18th Iran Geophysical Conference. pp. 352-355. (In Persian). Holzer TL, Galloway DL. 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. Doi: 10.1130/2005.4016(08) Hu B. Zhou J. Wang J. Chen Z. Wang D. Xu S. 2009. Risk assessment of land subsidence at Tianjin coastal area in China. Environmental Earth Sciences. 59: 269-276. DOI: 10.1007/s12665-009-0024-6 Kim J. Lin SY. Singh S. Singh T. Tsai YL. Gupta S. Save H. 2018. Surface deformations by ground water depletion over N. W. India. local and global scale observations using InSAR and space geodesy and their geological implications. In EGU General Assembly Conference Abstracts. 20 :17305. Kim J. Kim DJ. Kim SW. Won JS. Moon WM. 2007. Monitoring of urban land surface subsidence using PSInSAR. Geosciences Journal. 11(1): 59-73. Strozzi T. Wegmuller U. 1999. Land subsidence in Mexico City mapped by ERS differential SAR interferometry. In Proceedings of the IEEE 1999 International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IGARSS’99 (Cat. No.99CH36293). Volume 4:1940-1942. Strozzi T. Wegmüller U. Tosi L. Bitelli G. Spreckels V. 2001. Land subsidence monitoring with differential SAR interferometry. Photogrammetric engineering and remote sensing. 67(11): 1261-1270. Zarei K. Rasoulzadeh A. Seddighi A. Ahmadzadeh G. Ramezani J. 2020. Determination of the relationship between land subsidence and ground water level loss with radar interferometry and GPS station methods (Case study: Salmas Plain). Journal of Irrigation and Water Engineering. 1(11):168-182. (In Persian). Doi: 10.22125/IWE.2020.114960 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 485 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 167 |
||