ارزیابی میزان فرونشست زمین در ارتباط با آب های زیرزمینی به کمک داده ماهواره ای راداری سنتینل-۱ و الوس-۱ (منطقه مورد مطالعه: دشت مشهد)

پیشینه و هدف در سال های اخیر پمپاژ بیش از حد آب های زیرزمینی و همچنین کاهش بارندگی در دشت مشهد فرونشست را ایجاد کرده است که خسارت هایی را برای زیر ساخت ها دربی داشته است. این مشکل به خاطر افزایش تقاضای برداشت آب از چاه های عمیق برای کشاورزی، صنایع و شرب است. به دنبال این تقاضای روزافزون حفر چاه های غیرمجاز نیز افزایش چندانی پیداکرده است، بنابراین سطح آب زیرزمینی دشت دایم در حال پایین رفتن بوده و نرخ فرونشست دشت در حال افزایش است. دشت مشهد یکی از دشت های مهم در استان خراسان رضوی است که یکی از منابع آبی پشتیبان برای استفاده در کشاورزی و صنعت است. فشار بیش ازحد به منابع آب زیرزمینی با پمپاژ زیاد و کمبود بارش باعث شده که تغذیه آبخوان به خوبی صورت نگیرد. افت سطح آب زیرزمینی در دشت مشهد اثرات نامناسبی را بر آبدهی چاه ها، تخریب قنوات، کیفیت آب و فرونشست زمین را در نتیجه خواهد داشت. در این تحقیق، میزان فرونشست با استفاده از داده ماهواره های راداری سنتینل-۱ و الوس-۱ در ارتباط با افت آب های زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا از داده های سری زمانی راداری چند باندی در طول موج L و C برای تعیین فرونشست در سال های ۱۳۸۶-۱۳۹۷ استفاده گردید. مواد و روش هاهدف اصلی این تحقیق یافتن میزان فرونشست مرتبط با آب های زیرزمینی در دشت مشهد بین سال های ۱۳۸۶-۱۳۹۷ با استفاده از تکنیک تداخل سنجی تفاضلی راداری است. برای دست یافتن به این هدف سه سری جفت تصویر از هر یک از داده های راداری الوس-۱ و سنتنیل –۱ استفاده شد. برای آنالیز افت سطح آب های زیرزمینی دشت مشهد در ارتباط با فرونشست از داده چاه های پیزومتری موجود برای بازه سال های ۱۳۸۵-۱۳۹۵ استفاده گردید تا بر اساس آن مدل نقشه هم افت و منحنی تراز افت آب تهیه گردید. این نقشه ها برای روشن کردن ارتباط بین افت سطح آب و فرونشست دشت استفاده شدند. در نهایت نقشه فرونشست دشت با استفاده از مشاهدات زمینی و کارهای گذشته مورد ارزیابی قرار گرفتند. با مقایسه نقشه فرونشست منطقه با نقشه هم افت سطح آب زیرزمینی همبستگی پذیرفته ای به دست آمد که حکایت بر میزان تاثیرپذیری پدیده فرونشست از افت سطح آب زیرزمینی دارد. نتایج نهایی فرونشست با تحقیقات پیشین مقایسه و با مشاهدات زمینی ارزیابی شدند. نتایج و بحث نتایج تداخل سنجی راداری نتایج حاصل از فرآیند تداخل سنجی راداری برای ماهواره ALOS در این تحقیق، بیانگر بیشینه نشست ۵.۲ سانتی متر از تاریخ ۲۰۰۷/۱۰/۱۶ تا ۲۰۰۸/۰۱/۱۶ (طی ۹۲ روز)، بیشینه نشست ۳.۸ سانتی متر از تاریخ ۲۰۰۸/۰۱/۱۶ تا ۲۰۰۸/۰۳/۰۲ (طی ۴۶ روز) و بیشینه نشست ۴.۷ از تاریخ ۲۰۰۸/۰۳/۰۲ تا ۲۰۰۸/۰۶/۰۲ (طی ۹۲ روز) است. همچنین نتایج حاصل از فرآیند تداخل سنجی راداری برای ماهواره Sentinel-۱ بیانگر بیشینه فرونشست ۱۶.۱ سانتی متر از تاریخ  ۲۰۱۵/۰۵/۲۸تا ۲۰۱۶/۰۵/۲۲ (طی ۳۶۰ روز)، بیشینه نشست ۱۷.۴ سانتی متر از تاریخ ۲۰۱۶/۰۵/۲۲ تا ۲۰۱۷/۰۵/۲۹ (طی ۳۷۲ روز) و بیشینه فرونشست ۲۰.۳ سانتی متر از تاریخ ۲۰۱۷/۰۵/۲۹ تا ۲۰۱۸/۰۵/۲۴ (طی ۳۶۰ روز) است. توزیع نواحی فرونشست یافته عمدتا در منطقه مرکزی و جنوب شرقی دشت (شمال غربی شهر مشهد) مشاهده شده است. همچنین یافته های تحقیق دامنه منطقه فرونشست را در سطحی به مساحت ۳۱۲ کیلومترمربع با درازای به طول ۳۹ کیلومتر و پهنای به طول ۸ کیلومتر معرفی نمود. جهت بررسی صحت نتایج حاصل از تداخل سنجی، به دلیل نبود رودخانه دائمی در منطقه عمده نیاز آبی مربوط به کشاورزی، صنعت و شرب به وسیله برداشت از سفره های آب زیرزمینی انجام می شود. نتیجه گیری یافته های تحقیق نشان می دهد که مناطق دارای نرخ حداکثر فرونشست منطبق بر کاربری های زراعی و باغات است که بیشترین سهم را در برداشت از آب های زیرزمینی دارا می باشند. همچنین نقشه و نمودار های حاصل از بررسی چاه های پیزومتری بیانگر کاهش پیوسته سطح آب در طول دوره آماری می باشند. براساس نتایج تحقیق مهم ترین علت فرونشست در دشت مشهد برداشت بی رویه آب زیرزمینی است. از طرفی نرخ و دامنه فرونشست در منطقه برای سال های ۲۰۰۷ تا ۲۰۰۸ و ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۸ استخراج شده که نشان دهنده روند افزایش پدیده فرونشست در منطقه است. همچنین مشاهدات میدانی هم فرضیه افزایش میزان فرونشست در دهه اخیر را تایید می کنند. 

Keywords:

تداخل سنجی راداری , فرونشست زمین , افت آب های زیرزمینی , دشت مشهد