پهنه‌بندی رسوبات سطحی دریاچۀ سد زاینده‌رود بر‎‍اساس شاخص‌های زمین‌شیمیایی

فرونشست زمین، یک مخاطرۀ محیطی است که سبب بروز خسارت‌های زیادی به زیرساخت‌ها و تاسیسات و آثار و بناهای تاریخی شده است. منطقۀ اصفهان-برخوار نیز به دلیل دارا بودن آب و هوای خشک و همچنین به لحاظ وضعیت توپوگرافی خاص، با پستی و بلندی‌های متنوع، از این مخاطره در امان نبوده است. در چند سال اخیر، استفاده از تکنیک سنجش از دور و به‌طور ویژه، روش تداخل‌سنجی راداری (insar)، برای تخمین نرخ فرونشست زمین در میان پژوهشگران علوم زمین، رواج پیدا کرده است. تاکنون تاثیر عوامل مختلفی همچون سطح آب زیرزمینی، ارتفاع منطقه و جنس خاک، بر فرونشست زمین در مطالعات گزارش شده است. با این ‌حال، مطالعات کمی، حساسیت فرونشست زمین را بر اساس این عوامل با روش‌های یادگیری ماشین مدل‌سازی کرده‌اند بنابراین در این پژوهش با اتکا به روش‌های یادگیری ماشین تصمیم، از جمله درخت تصمیم (dt)، جنگل تصادفی (rf) و بوستینگ گرادیان شدید (xgboost)، نقشه‌ حساسیت فرونشست زمین در منطقۀ اصفهان-برخوار در 5 کلاس (احتمال فرونشست بسیار زیاد، زیاد، متوسط، کم و بسیار کم) مدل‌سازی شد. روش insar در این پژوهش، تکنیک طول خط مبنای کوتاه (sbas) بود که از 145 تصویر صعودی ماهوارﮤ راداری سنتینل-1، برای محاسبه‌ نرخ فرونشست زمین، در بازۀ زمانی 2019 تا 2023 میلادی استفاده شد. همچنین در این پژوهش، تاثیر عوامل متعدد دیگری همچون وضعیت توپوگرافی (ارتفاع، شیب، جهت شیب و رطوبت توپوگرافی)، عوامل زمین‌شناسی (فاصله از گسل قم-زفره و جنس سنگ)، وضعیت پوشش زمینی (پوشش گیاهی و پوشش کاربری زمینی) و افت سطح آب زیرزمینی، در مدل‌سازی حساسیت فرونشست زمین بررسی شد. نتایج، نشان داد در بازۀ زمانی مذکور، مقدار نرخ جابه جایی بیشینه 116.8 میلی‌متر در سال و مقدار تجمعی 506.29 میلی‌متر (با خطای جذر میانگین مربعات حدود 12 میلی‌متر در سال و میانگین خطای مطلق حدود 10 میلی‌متر در سال) در این منطقه بود. همچنین دقت کلی نقشه‌های حاصل از روش‌های یادگیری ماشین، به ترتیب برابر با 75.42، 90.58 و 95.63درصد برای الگوریتم‌های xgboost (ناکارآمدترین الگوریتم)، dt و rf (کارآمدترین الگوریتم) ارزیابی شد. براساس رتبه‌بندی حاصل از الگوریتم rf، ارتفاع، سطح آب زیرزمینی، جنس سنگ و فاصله از گسل قم-زفره، مهم ترین عوامل و پوشش گیاهی و پوشش زمینی، کم ا همیت‌ترین عوامل موثر در فرونشست زمین در منطقۀ اصفهان-برخوار شناخته شدند. علاوه بر این، مطابق با بهترین نقشه، یعنی نقشۀ حاصل از الگوریتم rf، بیشترین احتمال فرونشست زمین در بخش‌های مرکزی و شرقی منطقه و کمترین احتمال فرونشست زمین، در بخش‌های غربی، شمال غربی و همچنین قسمت‌هایی از شمال شرقی منطقۀ اصفهان-برخوار مشاهده شد.

surface sediment zonation of the zayandehroud dam reservoir based on geochemical indices

dam reservoirs serve as suitable places to settle sedimentary materials carried by rivers. pollutants absorbed into these sediments may lead to water contamination, increased aquatic animal mortality, and loss of biodiversity. potentially toxic elements (ptes) are classified as highly hazardous pollutants due to their long persistence in the environment. due to their destructive effects on humans and the environment, it is important to examine sensitive and special areas for contamination with them. therefore, spatial zoning of these pollutants in surface sediments of aquatic ecosystems is very effective in identifying the entry routes and determining their origin, as well as in identifying sedimentation conditions and determining sensitive zones for pollution reduction management. the sampling of surface sediments with the aim of zoning the sediments of the zayandehroud dam reservoir in terms of the level ofcontamination with ptes based on geochemical indicators was carried out from 20 stations in this lake in december 2022. then, the physical and chemical variables of the sediments were measured, including ph, ec, eh, percentage of moisture, bulk density, dry density, grain size, percentage of organic matter, percentage of calcium carbonate, and concentrations of 26 elements. the results showed overall increasing changes in ph, bulk density, dry density, percentage of organic matter, percentage of calcium carbonate,and sand-sized particles from the dam crest to the lake entrance, while the percentage of moisture and eh showed an overalldecreasing trend. only some elements, including silver, arsenic, chromium, copper, nickel, and lead, exceeded the us sedimentquality guidelines (erl and erm) at some stations, among the 26 elements measured in the 20 surface sediment samples. whichwas found towards the dam crest for arsenic and lead, chromium except for a few points, nickel and copper were found throughoutthe study area, and silver was found towards the lake entrance. also, the enrichment factor (ef) of lead and copper was lowest at the lake entrance (ef<2) and increased towards the dam crest, and there was also very high enrichment (ef= 20-40). the ef ofsilver showed the highest enrichment (ef> 40) at one station at the lake entrance. the geoaccumulation index also showed nonpolluted(igeo<1) to slightly polluted (igeo= 1-2) for cadmium and antimony in the entire study area, and slightly polluted (igeo= 1-2)for silver towards the lake entrance and for lead near the dam crest. the pli index based on total elements showed pollution(pli>1) only near the dam crest.