پایش فرونشست خط راه آهن تهران با استفاده از تکنیک اینسار و مشاهدات زمینی

پیشینه و اهداف: یکی از خطرناک ترین رخداد های طبیعی، فرونشست سطح زمین است و اغلب به جهت سهل انگاری بشر در استخراج آب ها و معادن زیرزمینی و عوامل دیگر حادث می شود. این پدیده، به خصوص در مناطق حساس مانند خطوط ریلی، می تواند منجر به حوادث جبران ناپذیری شود. شکاف های ناشی از فرونشست در برخی از مسیر های ریلی همچون مسیر تهران- مشهد، تهران- ورامین، اصفهان به شیراز و ... تا نزدیکی این خطوط پیشروی داشته و تهدیدی برای این خطوط به شمار می آید. بنابراین، پایش فرونشست و بررسی تغییر شکل در بعد زمان و مکان به منظور مدیریت حادثه ضروری می باشد. برای رفتار سنجی تغییر شکل پدیده ها نیازمند بررسی سری زمانی آنی پدیده در منطقه مورد مطالعه هستیم. امروزه، تکنیک تداخل سنجی راداری (InSAR) به دلیل پیوستگی مکانی و زمانی یک تکنیک متداول برای اندازه گیری تغییر شکل پوسته زمین شده است.روش ها : در این تحقیق، نرخ فرونشست زمین در طول خطوط ریلی در شاخه های خروجی خط آهن تهران با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری و با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل-۱ در بازه زمانی ۲۰۱۷-۲۰۲۰ مورد بررسی قرار گرفته است. میزان جابه جایی سطح زمین از طریق پردازش ۴۶ تصویر و ایجاد ۱۵۸ تداخل نگار به کمک آنالیز سری زمانی و با استفاده از روش خط مبنای کوتاه (SBAS) به دست آمد. برای اعتبار سنجی و تفسیر نتایج پژوهش از داده های شبکه ژئودینامیک کشور، شبکه شمیم سازمان ثبت اسناد و املاک، داده های چاه های پیزومتری و همچنین مشخصات خاک گمانه های حفاری استفاده گردید.یافته ها: نتایج حاصل از تحلیل سری زمانی تداخل سنجی، نشان از وقوع فرونشست قابل ملاحظه­ای در مناطقی از محدوده مورد مطالعه دارد که بیشینه آن مربوط به مسیر های کرج-کردان و ملکی-آپرین با نرخ جابه جایی ۱۳۹ میلی متر در سال در راستای خط دید ماهواره (LOS) می باشد. اعتبارسنجی نتایج به دست آمده با در نظر گرفتن خطاهای مربوط به هرکدام از روش ها نسبتا خوب بود. همچنین ارتباط بین پدیده فرونشست و افت سطح آب زیرزمینی و نوع خاک منطقه به کمک داده های ۱۲ چاه پیزومتری دشت های تهران و کرج و اطلاعات گمانه های حفاری تعدادی از چاه های پیزومتری منطقه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج کلی نشان دهنده این بود که علت اصلی نشست در منطقه، افت سطح آب های زیر­زمینی می باشد.نتیجه گیری: به طورکلی، با بررسی رابطه افت سالانه آب و فرونشست و همچنین نوع، جنس و ضخامت خاک منطقه، مشخص گردید که علت اصلی نشست در منطقه، افت سطح آب های زیر زمینی در مناطق با ضخامت بالای رسوبات ریز دانه می باشد. رویکرد پیشنهادی در این تحقیق نشان داد که به منظور پایش فرونشست در امتداد تاسیسات خطی از قیبل خطوط راه آهن، به کارگیری تکنیک InSAR می­تواند در ارزیابی های اولیه و به دنبال آن، استفاده از روش های دقیق­تر در مناطق درگیر فرونشست، موثر واقع گردد. به دلیل قدرت تفکیک نسبتا پایین سنتینل-۱، پیشنهاد می­شود در کاربردهای مرتبط با ساختارهای خطی از قبیل جاده یا راه آهن از تصاویر با اندازه پیکسل کوچک تر استفاده گردد. علاوه بر این، برای ارزیابی و شناسایی دقیق تر مناطق تحت فرونشست می توان از ترازیابی دقیق نیز بهره برد.

Keywords:

فرونشست , سنتینل , خطوط ریلی , اینسار , اعتبارسنجی