اثر افت سطح آب زیرزمینی بر فرونشست زمین و ایجاد گستره‌های آسیب‌پذیر در دشت نیشابور | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| مقاله 4، دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 62، تیر 1404، صفحه 53-71 اصل مقاله (1.67 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2025.105830 | ||
| نویسندگان | ||
| سید مصطفی هاشمی نسب؛ حمیدرضا ناصری* ؛ فرشاد علیجانی | ||
| گروه زمین‌شناسی معدنی و آب، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه فرونشست زمین یک پدیده زمین‌شناسی است که موجب پایین رفتن آرام و افقی سطح زمین می‌شود (Hu et al, 2009). پدیده فرونشست ناشی از عوامل طبیعی و غیرطبیعی است. عوامل طبیعی شامل حرکات زمین‌ساختی، انحلال سنگ‌های آهکی، وجود فروچاله‌های کارستی، تخلیه ماگما، اکسیداسیون خاک‌های آلی و تراکم طبیعی خاک است که در مقیاس زمانی طولانی ظاهر می‌شوند، در حالی که عوامل غیرطبیعی عمدتا ناشی از فعالیت‌های بشر می‌باشند (Poland, 1984). این عوامل همچون افت شدید و غیر قابل برگشت سطح آب زیرزمینی، استخراج نفت و گاز، در فاصله زمانی کوتاه‌تری ایجاد می‌شوند. با برداشت آب زیرزمینی که با زهکشی آب منافذ همراه است، فشار آب منفذی کاهش می‌یابد. این عمل بدان معنی است که تنش ناشی از وزن مواد بالایی به صورت تدریجی از آب منفذی به ساختار دانه‌ها انتقال می‌یابد. از جهت دیگر، وزن موثر رسوبات در منطقه غیر اشباع زمانی که نیروی غوطه‌وری آب منفذی از بین میرود، افزایش می‌یابد. بنابراین برای جبران این افزایش فشار ممکن است ساختار دانه‌ها برای تعدیل این موقعیت تنشی جدید تغییر کند. تخلخل موجود در رسوبات برای تحمل این فشار اضافی، کاهش می‌یابد. این کاهش تخلخل با کاهش حجم رسوبات همراه است که نمود سطحی آن به صورت فرونشست است (Bouwer, 1977). برای اندازهگیری فرونشست زمین از روشهای مختلفی مانند ترازیابی دقیق، GPSو به‌ویژه تکنیک‌های سنجش از دور استفاده می‌شود. در این میان، تداخلسنجی راداری با استفاده از رادار با دریچه مصنوعی (InSAR) یکی از روش‌هایی است که در دو دهه اخیر تحول بزرگی در مطالعات مرتبط با تغییر شکل پوسته زمین ایجاد کرده است (Gabriel et al, 1989). با اینکه تداخلسنجی راداری اغلب به‌عنوان یک فناوری نوین در پایش دگرریختی‌های سطح زمین شناخته می‌شود، اما پتانسیل کامل این روش هنوز بهطور دقیق از سوی مجامع علمی مشخص نشده و نتایج حاصل از آن در مواردی متعدد و پیچیده است (Ferretti et al, 2007) تکنیک تداخلسنجی راداری به دلیل داشتن ویژگیهایی چون قدرت تفکیک مکانی و زمانی مناسب و همچنین پوشش زمینی پیوسته به عنوان یکی از بهترین روشهای سنجش از دور در بررسی تغییرات سطحی زمین شناخته شده است (Rott and Nagler, 2014). در حال حاضر این روش به عنوان کارآمدترین روشها برای اندازهگیری تغییرات سطح زمین با دقت و قدرت تفکیک مکانی بسیار بالا به شمار میرود (Mohammadimanesh et al, 2018). در کشور ایران به دلیل خشکسالی‌های فراوان، به ویژه در شرق و مرکز آن، بهره‌برداری بیرویه از آب‌های زیرزمینی افزایش یافته و پدیده فرونشست در بسیاری از دشت‌ها رخ داده است. شفیعی و همکاران (Shafiei et al, 2020) در یک بازه زمانی 12ساله به بررسی فرونشست آبخوان دشت نور آباد پرداختند. نتایج نشان دهنده افت سطح آب زیرزمینی به میزان22 متر در بخشهای شرقی، جنوبی و مرکزی آبخوان است. نقشههای حاصل از فرونشست نشان دهنده فرونشست 16 سانتیمتری در بازه زمانی 4 ساله میباشد. عابدینی و همکاران (Abedini et al, 2022) در بازه زمانی 2015 تا 2020 به بررسی فرونشست دشت ماهیدشت استان کرمانشاه به روش تکنیک تداخل سنجی راداری پرداختند. میزان افت سطح آب زیرزمینی در این بازه 28/2 است که پیامد آن سبب ایجاد فرونشست 15 سانتیمتری شده است. مهرابی و همکاران (Mehrabi et al, 2023) با استفاده از تکنیک پیکسلهای کوهرنس (CPT) فرونشست دشت جیرفت را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان دهنده افزایش نرخ نشست به طور فزاینده است به طوریکه طی سال 2014 تا 2022 میزان فرونشست از 11 سانتیمتر به 13 سانتیمتر در سال رسیده است. علاوه بر برداشت بیرویه از آبخوان فرونشست تحت تاثیر گسل سبزواران نیز قرار دارد. رجبی و همکاران (Rajabi et al, 2024) میزان فرونشست دشت کرمانشاه را در یک بازه زمانی 4 سال از سال 2017 تا 2021 با روش تداخلسنجی تفاضلی تعیین کردند. پیشبینی فرونشست در این پژوهش با استفاده از عوامل موثر و روش تحلیل سلسله مراتبی انجام شده است و انطباق مناطق دارای بیشینه فرونشست به دست آمده و مناطق با احتمال فرونشست زیاد در نقشه پیشبینی فرونشست نشان داده شده است. تعیین میزان و چگونگی فرونشست در ارزیابی، کنترل و مدیریت خسارات ناشی از آن بسیار مهم است. برای پایش و اندازهگیری نرخ فرونشست در دشت نیشابور در فاصله زمانی 1366 تا 1398 روشهای مختلفی از قبیل سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS)، ترازیابی (Spirit level) و روش تداخلسنجی راداری با دریچه مصنوعی (SAR) توسط پژوهشگران مورد استفاده قرار گرفته است. مواد و روشها در این پژوهش، بهمنظور تعیین ارتباط بین افت سطح آب زیرزمینی و پدیده فرونشست زمین در دشت نیشابور، ابتدا شرایط زمین‌شناسی و اقلیمی گستره مطالعه شد. سپس اطلاعات مربوط به 54 حلقه چاه مشاهده‌ای در یک دوره 30 ساله آبی (1366 تا 1396) جمع‌آوری و هیدروگراف مربوط به آنها تهیه شد. برای بررسی فرونشست دشت نیشابور از تصاویر ماهواره Sentinel-1A(S-1A) برای بازههای زمانی 10/2014 تا 10/2018 استفاده شده است. برای پردازش تصاویر راداری از نرمافزار GMTSAR و از مدل ارتفاع رقومی ماهواره راداری ناسا (SRTM) با قدرت تفکیک 90 متر برای حذف اثر توپوگرافی در طی فرآیند تداخلسنجی استفاده شده است. در زمان پردازش تصاویر ماهواره Sentinel-1A، دو شرط خط مبنای مکانی کمتر از 125 متر و خط مبنای زمانی کمتر از 75 روز برای تهیه تداخلنگارها در نظر گرفته شده است پس از تهیه تداخلنگارها و به منظور رفتارسنجی جابجایی سطح زمین در زمان، از تحلیل سری زمانی دادههای تداخلسنجی راداری استفاده شده که با استفاده از روش کمترین مربعات تداخلنگارها وارون شده و تغییر شکل در زمانهای دریافت تصاویر محاسبه شده است. همچنین خطای مداری مربوط به عدم دقت در اندازهگیری طول خط مبنای مکانی که فاز تداخلنگارها را تحتتاثیر قرار میدهد در طی فرآیند مسطحسازی، حذف شده است در نهایت با استفاده از کدنویسی در نرمافزار Matlab و تمامی تداخلنگارهای تهیه شده نرخ متوسط فرونشست در جهت قائم تهیه شده است. به دلیل اینکه تصاویر از لحاظ زمانی پیوستگی ندارند، نقشه نرخ متوسط فرونشست برای دو بازه زمانی 29/10/2014 تا 24/4/2016 و بازه زمانی 22/05/2016 تا 03/10/2018 تهیه شده است (سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 1399). در گام بعد نقشههای فرونشست دشت نیشابور حاصل از پردازش تصاویر ماهوارهای Sentinel 1-A مورد استفاده قرار گرفت و با مقایسه موقعیت پهنه‌های نشست با نقشه هم‌افت سطح آب زیرزمینی، میزان ارتباط بین این دو پارامتر بررسی و شواهد و پیامدهای ناشی از این پدیده در گستره مورد مطالعه گردآوری شد. نتایج و بحث با توجه به هیدروگراف چاههای مشاهده‌ای، نوسان‌های سطح آب زیرزمینی در چاههای مشاهده‌ای را میتوان در قالب سه گروه A، B و C دسته‌بندی کرد: - در چاههای مشاهده‌ای گروه Aسطح آب زیرزمینی در طول زمان نوسان خاصی نداشته و یا نوسان آن بسیار کم بوده است. این گروه از چاه‌ها در گستره شمال غرب دشت واقع شدهاند و تغذیه سطحی و زیرزمینی بسیار مناسبی دریافت می‌کنند (شکل 2 ب)، بهطوری که با وجود برداشت قابل توجه از آب زیرزمینی در گستره آنها، افت چندانی نشان نمیدهند. - در چاههای مشاهده‌ای گروه B به دلیل برداشت بیش از حد از آبخوان در گستره آنها، سطح آب زیر زمینی دچار افت دائم و سیر افت یکنواخت بوده است. چاه مشاهده‌ای جنوب حسین آباد جنگل معرف این گروه از چاه‌ها است. - در چاههای مشاهده‌ای گروه C سطح آب زیرزمینی دارای نوسان کاهشی سینوسی بوده است، بدین معنی که سطح آب آنها دارای افت بوده ولی در طول فصل مرطوب در نتیجه افزایش میزان تغذیه و کاهش برداشت دچار بالا آمدگی شده است. در طول دوره خشک با افزایش میزان برداشت مجدداً سطح آب دچار افت شده و افت به وجود آمده بسیار بیشتر از میزان بالاآمدگی در طول دوره مرطوب بوده است. بنابراین سطح آب در هر سال آبی نسبت به سال قبل افت بیشتری داشته است. بررسی نقشههای فرونشست دشت نیشابور نشان میدهد که بیشترین نرخ فرونشست در دوره زمانی (06/1393 تا 01/1395)، 4/15 سانتیمتر بر سال و در بازه زمانی (02/1395 تا 10/1397)، 8/14 سانتیمتر بر سال بوده است. در دشت نیشابور چهار گستره با نرخ بالای فرونشست (بیشتر از 9 سانتیمتر بر سال) وجود دارد. - گستره بحرانی شمال شرق دشت: این گستره بحرانی در شرق شهر نیشابور واقع شده است و حداکثر نرخ فرونشست دشت (8/14 سانتیمتر بر سال) در آن قرار دارد. در این گستره، جاده اصلی و خط آهن سراسری مشهد- تهران و همچنین بخش عمده صنایع دشت نیشابور قرار دارند. - گستره بحرانی مرکزی: این گستره در غرب و جنوب غرب شهر نیشابور واقع شده و حداکثر نرخ فرونشست دشت در آن 12 سانتیمتر بر سال است. در این گستره نیز جاده اصلی و خط آهن سراسری مشهد- تهران واقع شده است و بخش عمده کشاورزی دشت نیشابور در این گستره صورت می‌گیرد. - گستره بحرانی غربی: این گستره در غرب دشت نیشابور واقع شده و حداکثر نرخ فرونشست دشت در آن 12 سانتیمتر بر سال است. در این گستره نیز جاده اصلی و خط آهن سراسری مشهد- تهران واقع شده است و قدیمی‌ترین آثار شکاف‌های ناشی از فرونشست در دشت نیشابور- روستای بازوبند در این گستره قراردارد. - گستره بحرانی جنوبی: این گستره در جنوب و جنوب شرق دشت نیشابور واقع شده و حداکثر نرخ فرونشست در آن 12 سانتیمتر بر سال است. در این بخش از دشت نیز کشاورزی به صورت گسترده صورت می‌گیرد. در دشت نیشابور بهره‌برداری گسترده از منابع آب زیرزمینی در طی 50 سال گذشته باعث افت شدید سطح آب زیرزمینی شده است. بررسی انطباق منحنی‌های هم افت 30 ساله دشت نیشابور و نقشه فرونشست تهیه شده دو ساله 1397-1395 نشان میدهد که تقریبا در بخش بزرگی از دشت میزان افت 30 ساله بیش از 20 متر بوده است و گستره‌های فرونشست چهارگانه منطبق بر مناطقی است که افت سطح آبزیرزمینی در آنها بیش از 30 متر است. از مهم‌ترین پیامدهای فرونشست در گستره دشت نیشابور میتوان به شکاف‌های طولی ممتد، شکاف‌های منقطع، حفره‌های مدور، چاله‌های وسیع و فروچاله‌ها اشاره‌کرد. شکاف‌های طولی ممتد در بخشهای زیادی از حاشیه دشت نیشابور مشاهده می‌شوند که از بهم پیوستن شکاف‌های منقطع و دارای یک امتداد مشخص به وجود می‌آیند. شکاف‌های منقطع که در مرحله ابتدایی ایجاد شکاف‌های طولی ممتد هستند، پس از بارش باران و وقوع سیلاب شکاف‌های طولی ممتد را به وجود می‌آورند (Rokni et al, 2016). حفرات مدور حاصل فرونشینی طبقات زیرین می‌باشند و در بخش‌هایی از حاشیه دشت دیده می‌شوند. علاوه بر این، نشست زمین شکاف‌های بزرگ کششی ایجاد کرده است که طول برخی از آنها به چندین کیلومتر و عمق آنها به بیش از 10 متر می‌رسد. این شکاف‌ها که به آهستگی و در مواردی بهطور ناگهانی گسترش می‌یابند، گاهی ترمیمناپذیر و مخرب هستند و خسارت‌های عمده‌ای بر تاسیسات سطحی شامل خطوط نفت و گاز، جاده‌ها، خطوط راهآهن و بناها وارد می‌کنند. نتیجهگیری در دشت نیشابور چهار گستره بحرانی شمال شرق، بحرانی مرکزی، بحرانی غربی و بحرانی جنوبی با نرخ بالای فرونشست (بیش از 9 سانتیمتر بر سال) وجود دارد. بیشترین میزان فرونشست در شرق شهر نیشابور با حداکثر نرخ فرونشست دشت (8/14 سانتیمتر بر سال) رخ داده است که جاده اصلی، خط آهن سراسری مشهد-تهران و بخش عمده صنایع دشت نیشابور در این گستره قرار دارند. در سه گستره بحرانی دیگر حداکثر نرخ فرونشست 12 سانتیمتر بر سال است. نمودارهای میزان افت سطح آب زیرزمینی و نرخ فرونشست سطح دشت نشان میدهد که افت سطح آب زیرزمینی بر نشست زمین تاثیر به‌سزایی دارد. در بخش بزرگی از دشت نیشابور میزان افت 30 ساله بیش از 20 متر بوده است و پهنه‌های فرونشست چهارگانه منطبق بر بخش‌هایی از دشت است که افت سطح آبزیرزمینی در آنها بیش از 30 متر بوده است. دستاوردهای حاصل از این پژوهش نشان میدهد که برداشت آب بیش از توان بازیابی آبخوان یکی از علت‌های اصلی فرونشست در سطح دشت است. بنابراین توجه ویژه به مدیریت منابع آب زیرزمینی ضروری میباشد. پیامدهای ناشی از پدیده فرونشست در گستره دشت ایجاد شکاف‌های طولی ممتد و منقطع، حفره‌های مدور و چاله‌های وسیع بوده‌اند. گسترش این ترک‌ها تا جاده اصلی، خط راه آهن سراسری و خطوط انتقال نفت و گاز ممکن است خطرهای گوناگونی را در پی داشته‌باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آب زیرزمینی؛ سنتینل؛ فرونشست؛ گستره‌های آسیب‌پذیر؛ نیشابور | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Impact of groundwater drawdown on land subsidence and creation of vulnerable areas in Neyshabur plain | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Seyed Mostafa Hasheminasab؛ Hamid Reza Nassery؛ Farshad Alijani | ||
| Department of Mineral and Groundwater Resources, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction According to the definition of the American Geological Survey, the land subsidence Phenomenon is the collapsed or down warded settlement of the earth's surface, which can be had small displacement vector (Bates and Jackson, 1980). Land subsidence is a geological phenomenon caused to migrate slowly and horizontally part of the earth's surface layers (Hu et al, 2009). The subsidence phenomenon has the type of factors such as natural and unnatural factors which natural factors are included tectonic movements, limestone dissolution, karst sinkholes, magma discharge, organic soil oxidation, and natural soil compaction, which appear on a long time scale while unnatural factors are mainly caused by human activities. These factors like the severe and irreversible drop affected on groundwater level, oil and gas extraction created in a shorter period of time. The pore water pressure has been decreased by extraction of groundwater which is associated with pore water drainage. In other word, the stress caused to the weight of the upper layers gradually transferred the pore water to the grain structure. On the other hand, the influences of weight of sediments in the unsaturated zone will be increased when the submergence force of pore water is lost. Therefore, to compensate for this increase of pressure, the grain structure may change to accommodate this new stress situation. The porosity in the sediments is reduced to bear this additional pressure. This decrease in porosity is associated with a decrease in the volume of sediments, whose surface appearance is subsidence. The oldest known subsidence, based on information provided by UNESCO, has been occurred in Alabama (United States) in 1900. This phenomenon was along with the creation of cracks in the surface of the earth, has been observed in type of areas such as Italy, Japan, England, China, Thailand, Mexico and other parts of the world occurred with over-harvesting of ground water or oil wells. Due to many droughts in Iran (especially in the east and center), excessive exploitation of groundwater has increased that caused to increase the phenomenon of subsidence in many plains. Rahmanian (1986) prepared the first reports related to subsidence in Iran. The phenomenon of subsidence caused to the drop in the groundwater level has been reported in Rafsanjan plain in 1967 a longed with the phenomenon of tube formation in agricultural wells (Hosseini Milani, 1994). Komak-Panah (1997) considered the land subsidence in the Yazd-Ardakan plain as a result of excessive extraction of ground water, dissolution of salts in the soil, and washing of clay cement particles. Nassery (2005) has evaluated Hamedan Faminin plain that the average of annual drop of groundwater level during the nine-year (1991-1999) was about three meters and the amount of alluvial subsidence was different in parts of the plain which the average amount was 45 cm in the mentioned period. The most of these sinkholes of Faminin Plain was created where made from limestone bedrock and irrigation of agricultural lands was utilized by flooding method. Moafi and Rahnama (2006) have estimated the amount of land subsidence in the Rafsanjan plain using geographic information system and remote sensing, after correcting and reconstructing the statistics related to the wells in different months. Salehi et al (2012) have estimated the maximum land subsidence in Mahyar plain of Isfahan using InSAR data in the period of 2003-2006 that the subsidence was reached to 8.6 cm per year. The related results confirmed that the subsidence of this area was belonged to the drop in the groundwater level. Tabatabai and Mohseni Nasab (2014) reported that groundwater withdrawal, tectonic factors were also the main causes of subsidence of the Rafsanjan Plain. Parhizkar et al. (2015) have simulated the water level and have evaluated the subsidence of Damghan aquifer using two GMS and GEP models. The related results were shown that there was a significant relationship between the reduction of the groundwater level and the amount of subsidence, and the amount of recent extraction of water resources. Determining the amount and manner of subsidence is very important in its assessment and management. In order to monitoring and measurement of the subsidence rate in the Neyshabour Plain during the period of 2016, there were various methods such as Spirit Level Global Positioning System (GPS) and Artificial Radar Interferometry(SAR). Materials and Methods In order to determine the relationship between the changes of the groundwater level and the subsidence phenomenon in the Neyshabur Plain, the geological and climatical conditions of the area were evaluated and interpreted. Then, the information related to 54 observation wells during 30-year of water period (1987 to 2017) was collected and their corresponding hydrograph have been prepared. The time period 2014/08 to 2018/12 has been prepared using GMTSAR software in Linux environment (Geological and Mineral Exploration Organization of the country, GMTSAR 2020). With comparing the position of the settlement zones with the map of the groundwater level, we have investigated the relationship between two parameters and have analyzed the evidence and consequences of this phenomenon in the studied area. Results and Discussion Information related to observation wells According to the hydrograph of the observation wells, the fluctuations of the groundwater level in the observation wells can be classified into three groups: A, B, and C. -In the observation wells of group, A, the groundwater level did not fluctuate or its fluctuation was very low. This group of wells are located in the northwest area of the plain and they receive very good surface and ground nutrition, so that despite the significant extraction of ground water in their area, they do not show much drop. -In the observation wells of group B, due to excessive withdrawal from the aquifer in their area, the level of ground water has been constantly falling and the decline was uniform. The observation well of South Hossein Abad Jangal is representative of this group of wells. -In the observation wells of group C, the ground water level has a sinusoidal downward fluctuation, which means that their water level has decreased, but during the wet season, it has risen as a result of increasing the amount of feeding and reducing harvesting. During the dry period, with the increase in the amount of harvesting, the water level has fallen again, and the resulting drop is much more than the increase during the wet period. Therefore, the water level has dropped more in each water year than the previous year. Information related to satellite images The evaluation of subsidence maps prepared in Neyshabour plain have been shown that the highest rate of subsidence in the significant period (2014/08 to 2016/03) was 15.4 cm per year and it was 14.8 cm of subsidence during 2016/04 to 2018/12. It has been over the years. In order to investigate the phenomenon of subsidence more closely and to determine the area of the areas with high subsidence rate, the maps of the average subsidence rate obtained by the radar interferometry method have been classified. The distance between the ranks is considered to be three centimeters per year, based on which six ranks are defined. The critical areas of subsidence in the Neyshabur Plain have been marked with black oval marks. According to the evaluation of this map, there were four areas with a high subsidence rate (more than 9 cm per year). -The critical area in the northeast of the plain: this area is located in the east of Neyshabur city and there was the maximum subsidence rate of the plain (14.8 cm/year) where there are the main road and the national railway line of Mashhad-Tehran and also most of the industries area are located in the Neyshabur Plain. -Central critical area: This area is placed in the west and southwest of Neyshabur city and there is the maximum subsidence rate of the plain as 12 cm per year. The main road, the national Mashhad-Tehran railway line and the most of the farm lands are located in this area. -Western critical area: there is the maximum subsidence rate of the plain (12 cm per year) in the west of Neyshabur section. The main road and the national Mashhad-Tehran railway line have been shown there and the oldest traces of cracks caused by subsidence were shown in Bazoband village. -South critical area: located in the south and southeast of Neyshabur Plain and the maximum subsidence amount is 12 cm per year. Agricultural activities have been grown up widely in this part of the plain. Geomorphic implications of the study area The subsidence related to exploration of groundwater resources can be caused to many of the economic, social, and environmental damages. The type, extent and severity of these damages depend on the amount of subsidence and the affected zone. As the annual surplus of water withdrawal of the non-renewable sources are more than its replacement by rains, this issue can be caused to the risk of spreading subsidence in other parts of the plain. One of the most important consequences of subsidence can be mentioned continuous longitudinal cracks, interrupted cracks, round holes, wide pits and sinkholes. Longitudinal cracks are observed in many parts of the Plain margin which were formed by the joining of discontinuous cracks with a definite extension. Discontinuous cracks which are continued in the initial steps of creation of longitudinal cracks. After rainfall and flooding create continuous longitudinal cracks (Rokni et al, 2015). Circular holes are the result of subsidence of the lower layers and can be seen in parts of the edge of the plain. The creation of countless cracks has created a very high vulnerability potential for transportation infrastructures, power transmission lines, industrial areas and even residential areas. According to the map of vulnerable areas, there are four areas with a high rate of subsidence and vulnerability potential in the northeastern, central, western and southern parts of Neyshabur Plain, and important infrastructures such as oil and gas transmission lines, railway lines, urban transmission lines and Intercity corresponds to these areas. It is obvious that if not controlled, it will impose life and financial risks in the not too distant future. Conclusion Generally, what emerges from the results of the studies of ground water level changes in observation wells and the satellite interferometric method in this research is that in the Neyshabur plain, there are four critical areas in the northeast, central critical, western critical and southern critical areas with high rates of subsidence (more than from 9 cm per year. The highest amount of subsidence has occurred in the east of Neyshabur city with the maximum rate of subsidence of the plain (14.8 cm per year), where the main road, the Mashhad-Tehran national railway line and the major part of the industries of the Neyshabur plain are located in this area. are located. In the other three critical areas, the maximum rate of subsidence is 12 cm per year. The graphs of the rate of groundwater level drop and the rate of subsidence of the plain show that the drop of the groundwater level has a significant effect on the land subsidence. In a large part of the Neyshabur Plain, the rate of drop 30 years has been more than 20 meters and the four subsidence zones correspond to the parts of the plain where the drop in the groundwater level has been more than 30 meters. The results of this research show that water withdrawal exceeds the recovery capacity of the aquifer as one It is one of the main reasons for subsidence in the plain, so it is necessary to pay special attention to the management of ground water resources. The consequences of the subsidence phenomenon in the plain have been the creation of continuous and interrupted longitudinal cracks, circular holes and wide pits. The expansion of these cracks to the main road, national railway line and oil and gas transmission lines may cause various risks. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Groundwater, Neyshabur, Sentinel, Subsidence, Vulnerable areas | ||
| مراجع | ||
|
Abedini, M., Ebady, E. and Ghale, E., 2022. Investigation of subsidence of Mahidasht plain of Kermanshah Province using radar interferometry method. Journal of Geography and Planning, v. 26(79), p. 207-220 (In Persian). Almodaresi, S.A. and Heshmati, Sh., 2015. Modeling the subsidence of the Neyshabur plain by using time series and DINSAR. Geography and Environmental Planning, v. 26(1), p. 67-84 (In Persian). Aqanabati, S.A., 2004. Geology of Iran. Geological Survey of Iran Publications. Arvin, A., Vahabzadeh, G., Mousavi, S.R. and Bakhtyari Kia, M., 2019. Geospatial modeling of land subsidence in the south of the Minab watershed using remote sensing and GIS. Journal of RS and GIS for Natural Resources, v. 3(10), p. 19-34 (In Persian). Babaee, S.S., Mousavi, Z. and Roostaei, M., 2016. Time series analysis of SAR images using small baseline subset (SBAS) and persistent scatterer (PS) approaches to determining subsidence rate of Qazvin plain. Journal of Geomatics Science and Technology, v. 5(4), p. 95-111(In Persian). Bates, R.L. and Jackson, J.A., 1980. Glossary of geology (2nd ed.). American Geological Institute. Bouwer, H., 1977. Land subsidence and cracking due to ground-water depletion. Ground Water, v. 15, p. 358-364. Castellazzi, P., Arroyo-Domínguez, N., Martel, R., Calderhead, A.I., Normand, J.C., Gárfias, J. and Rivera, A., 2016. Land subsidence in major cities of Central Mexico: Interpreting InSAR-derived land subsidence mapping with hydrogeological data. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, v. 47, p. 102-111. Dehghani, M., Valadan Zoej, M.J., Entezam, I., Mansourian, A. and Saatchi, S., 2009. InSAR monitoring of progressive land subsidence in Neyshabur, northeast Iran. GJL, v. 178, p. 47-56. Ferretti, A., Savio, G., Barzaghi, R., Borghi, A., Musazzi, S., Novali, F. and Rocca, F., 2007. Submillimeter accuracy of InSAR time series: Experimental validation. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, v. 45(5), p. 1142-1153. Gabriel, A.K., Goldstein, R.M. and Zebker, H.A., 1989. Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, v. 94(B7), p. 9183-9191. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran, 1975. Geological map of Kashmar area with a scale of 1:250000. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran, 1986. Geological map of Mashhad area with a scale of 1:250000. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran, 1991. Geological map of Torbat-e Heydarieh area with a scale of 1:250000. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran, 1992. Geological map of Sabzevar area with a scale of 1:250000. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran, 2019. Subsidence monitoring studies of 6 critical plains of Razavi Khorasan province - Neyshabur plain subsidence. Ghasemi Zarnoushe, R., 2019. Land subsidence of the Neyshabur Plain. ISNA. Retrieved from https://www.isna.ir Goorabi, A., Karimi, M., Yamani, M., Perissin, D., 2020. Land subsidence in Isfahan metropolitan and its relationship with geological and geomorphological settings revealed by Sentinel-1A InSAR observations. Journal of Arid Environments, v. 181, p. 104194. Hosseini Milani, M., 1994. Overdraft of groundwater resources and their influences. The Conference of Groundwater Resources, p. 91-98 (In Persian). Hosseinzadeh, S.R., Akbari, E., Javanshiri, M. and Mohammadpour, Z., 2023. Spatial analysis of ground subsidence using radar interferometry (Case study: Central plain of Ghaen city). Journal of Geography and Environmental Hazards, v. 11(4), p. 99-125 (In Persian). Hu, B., Zhou, J., Wang, J., Chen, Z. and Dongqi, W., 2009. Risk assessment of land subsidence at Tianjin coastal area in China. Environmental Earth Sciences, v. 59, p. 269-276. Khalifi, P., Esfandiar Novinpour, A., Nadiri, A. and Gharekhani, M., 2017. Assessment of land subsidence in the Ardabil plain using GIS. Paper presented at the Second National Conference on Hydrology of Iran, Shahrekord, Iran (In Persian). Khorasan Razavi Regional Water Company, 2015. Feasibility report of the prohibition of Neyshabur plain. Khorasan Razavi Regional Water Company, 2020. Feasibility report of the prohibition of Neyshabur plain. Maghsoudi, Y., Amani, R. and Ahmadi, H., 2019. A study of land subsidence in west of Tehran using Sentinel-1 images and permanent scatterers interferometry. Iran-Water Resources Research, v. 15(1), p. 299-313 (In Persian). Mehrabi, A., 2019. Identification of the new and active buried salt dome evidences in the Zagros region using interferometry method of SENTINEL-1 and ASAR radar images. Journal of RS and GIS for Natural Resources, v. 4(9), p. 90-101 (In Persian). Mehrabi, A., Karimi, S. and Khalesi, M., 2023. Spatial analysis of Jiroft plain subsidence using the coherence pixel technique (CPT). Geography and Environmental Planning, v. 34(1), p. 99-116 (In Persian). Moafi, H. and Rahnama, M.B., 2015. Groundwater study and land subsidence investigation in Rafsanjan plain using geographic information system and remote sensing. The First Regional Conference on Exploitation of Karun and Zayandeh-Roud Resources, Shahrekord (In Persian). Mohammadimanesh, F., Salehi, B., Mahdianpari, M., Brisco, B. and Motagh, M., 2018. Wetland water level monitoring using interferometric synthetic aperture radar (InSAR): A review. Canadian Journal of Remote Sensing, v. 44(4), p. 247-262. Morsali, M., 2017. Land subsidence due to the drop in the groundwater level in the north of Varamin Plain (Master's thesis). Department of Geology-Hydrology, Shahid Beheshti University, Tehran (In Persian). Poland, J.F., 1984. Guidebook to studies of land subsidence due to ground-water withdrawal (323 p.). UNESCO. Rajabi, M., Roustaie, S. and Mataee, S., 2024. Risk assessment of land subsidence in Kermanshah plain using remote sensing and geographic information system. Journal of Geography and Planning, v. 28(88), p. 308-328 (In Persian). Ranjbar Barough, Z. and Fathallahzadeh, M., 2022. Investigation of land subsidence, using time series of radar images and its relationship with groundwater level changes (Case study: Karaj metropolis). Quantitative Geomorphological Research, v. 10(4), p. 138-155 (In Persian). Rokni, J., Hosseinzadeh, R., Lashkaripour, G.R. and Velayati, S.A., 2016. Survey of land subsidence, perspective and geomorphology developments in the denser plains (Neyshabur plain). Arid Regions Geographic Studies, v. 7(24), p. 21-38 (In Persian). Rott, H. and Nagler, T., 2006. The contribution of radar interferometry to the assessment of landslide hazards. Advances in Space Research, v. 37(4), p. 710-719 Salehi, R., Ghafoori, M., Lashkaripour, G.R. and Dehghani, M., 2012. Investigation of land subsidence in southern Mahyar plain in Isfahan province, Iran. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, v. 2(9), p. 389-394 (In Persian). Shafiei, N., Mokhtari, L., Amir Ahmadi, A. and Zandi, R., 2020. Investigation of subsidence of Noorabad plain aquifer using radar interferometry method. Quantitative Geomorphological Research, v. 8(4), p. 93-111 (In Persian). Tabatabaei Aghda, S.T. and Mohseni Nasab, H., 2014. Land subsidence in Rafsanjan plain due to the drop in groundwater level. The Second National Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Qom University of Technology (In Persian). Tourani, M., Agh-Atabai, M. and Roostaei, M., 2018. Study of subsidence in Gorgan using InSAR method. Geographical Planning of Space, v. 8(27), p. 117-128 (In Persian). Zhang, Y., Wu, H.A., Kang, Y. and Zhu, C., 2016. Ground subsidence in the Beijing-Tianjin-Hebei region from 1992 to 2014 revealed by multiple SAR stacks. Remote Sensing, v. 8(8), 675 p.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,672 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 611 |
||