فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمهفرونشست زمین به‌عنوان یکی از مخاطرات زمین‌شناسی، تأثیرات گسترده‌ای بر زیرساخت‌ها، کشاورزی و محیط‌زیست دارد. این پدیده می‌تواند ناشی از عواملی همچون برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی، فعالیت‌های معدنی، استخراج نفت/ گاز و یا عوامل طبیعی مانند تراکم رسوبات و حرکات تکتونیکی باشد. پایش دقیق این پدیده با استفاده از تکنولوژی‌های نوین، راهکاری کلیدی برای کاهش آثار زیان‌بار آن به شمار می‌رود. روش تداخل‌سنجی راداری روزنه مصنوعی (InSAR)، به‌ویژه تکنیک پراکنده‌سازهای ماندگار (PSInSAR)، یکی از پیشرفته‌ترین روش‌ها برای پایش تغییرات سطح زمین است. این روش با دقت میلی‌متری، امکان شناسایی جابجایی‌های کوچک زمین را فراهم می‌کند و ابزار مهمی برای پایش بلندمدت فرونشست در مناطق وسیع می‌باشد. این مطالعه با هدف ارزیابی و پهنه‌بندی خطر فرونشست زمین در برخی از مهم‌ترین حوزه‌های آبخیز استان اصفهان، شامل اصفهان-برخوار، نجف‌آباد، مهیار شمالی، مهیار جنوبی و کوهپایه-سجزی، با استفاده از داده‌های صعودی، نزولی و ترکیبی (صعودی-نزولی) ماهواره Sentinel-1 و تکنیک PSInSAR انجام شده است. این پژوهش ضمن ارائه اطلاعات دقیق در مورد وسعت و شدت فرونشست، به شناسایی الگوهای مکانی و زمانی این پدیده پرداخته و نتایج آن برای سیاست‌گذاری و مدیریت خطرات فرونشست می‌تواند بسیار حائز اهمیت باشد. مواد و روش‌هامنطقه مورد مطالعه شامل حوزه‌های آبخیز گسترده‌ای است که نه‌تنها کلان‌شهر اصفهان را در بر می‌گیرد، بلکه مناطق وسیعی از زمین‌های کشاورزی و سکونتگاه‌های مهم را نیز شامل می‌شود. در این مطالعه، داده‌های راداری Sentinel-1  مربوط به دوره زمانی 1393 (2014) تا 1402 (2023) مورد استفاده قرار گرفته است. این داده‌ها شامل تصاویر صعودی و نزولی این ماهواره می‌باشد که ترکیب آن‌ها به حذف ابهامات ناشی از جهت جابجایی کمک می‌نماید. در ابتدا، پردازش اولیه داده‌ها انجام گردیده که شامل هم‌ثبت‌سازی تصاویر به‌منظور تطابق دقیق پیکسل‌ها و تولید تداخل‌نگارها برای استخراج تغییرات فاز می‌باشد. سپس شناسایی پراکنده‌سازهای ماندگار (PS) صورت گرفته است که در این مرحله، نقاطی با بازتاب پایدار رادار با استفاده از شاخص پراکندگی دامنه (ADI) و تحلیل پایداری فاز شناسایی شده‌اند. در گام بعد، تصحیح خطاهای جوی و مداری با استفاده از مدل‌های آماری و روش‌های وارون‌سازی انجام شده تا اثرات جوی و خطاهای مداری حذف شوند. سپس به توسط تحلیل سری زمانی تغییرات زمین، جابجایی در طول زمان محاسبه گردیده و داده‌ها به مختصات جغرافیایی تبدیل شده‌اند. در ادامه، داده‌های به‌دست‌آمده با داده‌های زمینی و سایر منابع مستقل مقایسه شده تا دقت و قابلیت اعتماد نتایج اعتبارسنجی شود. نهایتاً نقشه‌های پهنه‌بندی شامل نقشه‌های فرونشست تجمعی، نرخ سالیانه فرونشست و پهنه‌های خطر وقوع این پدیده تهیه شده‌اند. نتایج و بحثنتایج نشان می‌دهد که فرونشست زمین در منطقه مورد مطالعه از مقدار ناچیز تا 55 سانتی‌متر در بازه 9 ساله مورد بررسی متغیر می‌باشد. نرخ سالیانه فرونشست در مناطقی از حوضه‌های اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی به 6 سانتی‌متر در سال رسیده است. ترکیب داده‌های صعودی و نزولی علاوه بر کمک به کاهش خطاها، امکان تفکیک جابجایی‌های عمودی و افقی زمین را نیز فراهم ساخته است. بیشترین فرونشست تجمعی در مناطق شهری و کشاورزی حوضه اصفهان-برخوار و همچنین در محدوده رسوبات رسی در حوضه مهیار جنوبی مشاهده می‌شود. پهنه‌بندی خطر نشان می‌دهد که حوضه‌های اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی دارای بیشترین مساحت پهنه‌های با خطر بسیار زیاد هستند. در سایر حوضه‌ها، مناطق با خطر متوسط و کم غالب هستند. نقشه‌های پهنه‌بندی، ارتباط مستقیمی را بین بیشترین میزان فرونشست و کاربری اراضی (مانند مناطق شهری و کشاورزی) و همچنین ویژگی‌های زمین‌شناسی (رسوبات رسی و کلوت‌ها) نشان می‌دهند. نتیجه‌گیریاستفاده از تکنیک PSInSAR برای پایش فرونشست زمین در استان اصفهان، اطلاعات ارزشمندی درباره الگوها و روند این پدیده ارائه نموده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که فرونشست در حوضه‌های اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی نه تنها شدید است، بلکه روند مداومی دارد. این موضوع نیازمند برنامه‌ریزی فوری و اجرای اقدامات مدیریتی برای کاهش خطرات فرونشست است. ارتباط بین فرونشست و عوامل انسان‌زاد مانند برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی و ویژگی‌های زمین‌شناسی بر ضرورت برنامه‌ریزی یکپارچه برای مدیریت پایدار منابع آب و استفاده از زمین تأکید دارد. نقشه‌های پهنه‌بندی خطر ارائه‌شده در این مطالعه، ابزار ارزشمندی برای سیاست‌گذاران و برنامه‌ریزان شهری به‌منظور مدیریت بهینه ریسک‌های ناشی از فرونشست زمین است. پژوهش‌های آینده باید بر پایش مداوم و توسعه مدل‌های پیش‌بینی فرونشست برای مقابله مؤثر با این پدیده متمرکز شوند.