مطالعه فرونشست در مناطق شهری و تاثیر آن بر زیرساخت‌های حمل‌ونقلی با استفاده از روش مبتنی بر پراکنشگرهای دائمی

در مناطق شهری، تغییرشکل زیرساخت های حمل و نقلی و شبکه های جاده ای ممکن است منجر به حوادث ایمنی جدی شود. بنابراین مدیریت و نظارت برای جلوگیری از حوادث حمل و نقل و اطمینان از کیفیت ساخت و سازها، به ویژه در مناطقی با فرونشست زمین مانند استان قم، حیاتی است. آمار پایین بارندگی سالانه، خشک‌سالی‌های پیاپی و نیز جنس خاک منطقه سبب شده تا این استان به ویژه شهر قم در زمره مناطق مستعد فرونشست زمین قرار گیرند. نبود ایستگاه دائمی ژئودینامیک در محدوده شهری قم و همچنین پرهزینه و زمان‌بر بودن انجام عملیات ترازیابی سبب شد تا فناوری تداخل سنجی راداری به‌عنوان یکی از روش های برتر جهت پایش تغییرشکل زمین انتخاب شود. در این مطالعه، از روش تداخل سنجی راداری با دریچه مصنوعی مبتنی بر پراکنشگرهای دائمی (ps-insar) به منظور پایش و بازرسی زیرساخت ها استفاده شده است، زیرا امکان دستیابی به نتایج قابل اعتماد در شناسایی و پیشگیری از ناپایداری های زیرساختی را در طول زمان فراهم می کند. برای برآورد نرخ فرونشست زمین در شهر قم از 29 تصویر راداری پایین رو سنجنده سنتینل-1 طی بازه زمانی ژانویه 2019 تا نوامبر 2020 استفاده‌شده است. جهت پردازش تصاویر راداری و تحلیل سری زمانی از نرم‌افزار gmtsar2stamps (g2s)  استفاده‌شده است. نتایج نشان داد که محدوده جنوب شرقی شهر قم دارای فرونشستی به میزان 54.5- میلی‌متر بر سال در راستای خط دید ماهواره است. موضوع نگران‌کننده کشیده شدن فرونشست زمین به محدوده مرکزی شهر و آسیب در زیرساخت‌های مهم شهری می‌باشد که جهت پیشگیری از این مسئله باید تدابیر کارآمدی در نظر گرفته شود. بررسی پیزومترهای منطقه و هیدروگراف قم-کهک نشان‌دهنده افت 1.8 متری تراز سطح آب در بازه زمانی مهر 1396 تا مهر 1400 است که این امر موجب فرونشستی در حدود 7.5- سانتی‌متر بر سال در راستای قائم در جنوب‌شرقی قم شده‌است. همچنین با توجه به تطابق خوب نتایج حاصل از تداخل‌سنجی راداری و افت سطح آب‌های زیرزمینی در منطقه می‌توان بهره‌برداری بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی جهت مصارف کشاورزی دلیل اصلی فرونشست در این محدوده دانست. 

studying subsidence in urban areas and its effect on transportation infrastructure using the method based on persistent scatterer.

in urban areas, deformation of transport and road infrastructure may lead to serious safety incidents. therefore, management and monitoring are vital to ensure the quality of constructions and prevent transportation accidents, especially in areas with land subsidence such as qom province. low annual rainfall statistics, successive droughts and the type of soil in the region have caused this province, especially qom city, to be among areas prone to land subsidence. the absence of a permanent geodynamic station in qom’s urban area, as well as the costly and time-consuming leveling operation, made radar interferometric technology to be chosen as one of the best methods for monitoring land deformation. in this study, the permanent scatterer interferometric synthetic aperture radar (ps-insar) technique has been used for infrastructure monitoring and inspection because it allows obtaining reliable results in the detection and prevention of infrastructure instabilities during time provides. for estimating land subsidence rate in the city of qom, 29 descending radar images of the sentinel-1 sensor were used during the period of january 2019 to november 2020. gmtsar2stamps (g2s) software was used to process radar images and time series analysis. the results showed that southeastern area of qom city has a subsidence rate of -54.5 mm/yr along the line of sight (los) of the satellite. the worrisome issue is the extension of land subsidence to the central area of the city and damage to important urban infrastructures, which should be taken into account in order to prevent this problem. the investigation of regional piezometers and qom-kahak hydrograph shows a drop of 1.8 meters in the water level between october 2017 and october 2021, which has caused subsidence of about -7.5 cm per year in the vertical direction in the southeast of qom. also, due to the good agreement of the results of radar interferometry and the drop of the underground level in the region, the excessive exploitation of underground water resources for agricultural purposes can be considered as the main reason for the subsidence in this area.