برآورد فرونشست دشت سلماس با استفاده از دستورالعمل تداخل ‌سنجی تفاضلی راداری با دریچه‌ی مصنوعی

مقدمه و هدف در سال‌های اخیر مشکلات ناشی از دخالت‌های بشری در دشت سلماس شامل افزایش استفاده‌ی غیرمنطقی از منابع آب‌های سطحی، افزایش روند تخلیه‌ی آب زیرزمینی و تغییر کاربری زمین موجب فشار بر منابع آب زیرزمینی منطقه شده است که فرونشست زمین حداقل واکنش طبیعی در مقابل کاهش تراز آب‌های زیرزمینی است. ازاین‌رو، مطالعه و شناسایی مناطق فرونشست در دشت سلماس ضروری است.مواد و روش‌هادر این پژوهش از اطلاعات آب زیرزمینی و تصویر‌های راداری سنتینل یک استفاده‌ شد. اطلاعات آب زیرزمینی (شامل سطح ایستابی چاه‌های مشاهده‌ای از شرکت آب منطقه‌ای استان آذربایجان غربی دریافت شد. در این پژوهش، با روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری با دریچه‌ی مصنوعی جابجایی سطح زمین اندازه‌گیری شد و سپس با استفاده از روش‌های تداخل تکرار گذر، اختلاف فاز نشانک‌های sar تعیین شد. در نهایت با بهره‌گیری از دستورالعمل تداخل‌سنجی تفاضلی راداری با دریچه‌ی مصنوعی و 52 عدد زوج تصویر سنتینل یک، فرونشست در دشت سلماس در طی سال‌های آبی 94-1393 تا 98-1397 تعیین شد. اعتبارسنجی روش‌ تداخل‌سنجی راداری با استفاده از داده‌های ایستگاه زمین‌پویای (ژئودینامیک) قره‌قشلاق و همچنین تغییرات سطح ایستابی، افت آب زیرزمینی و بازدیدهای میدانی انجام شد.نتایج و بحثنتایج بررسی فرونشست با روش دریچه‌ی مصنوعی نشان داد که در منطقه میانگین سرعت جابجایی ناشی از فرونشست 5 سانتی‌متر بود. بررسی تغییر آب‌های زیرزمینی نیز بیان‌گر روند کاهشی اکثر چاه‌های مشاهده‌ای بود. بیشترین اندازه‌ی افت آب زیرزمینی در چاه‌های مناطق شرقی و جنوب‌شرقی (مانند کنگرلو، قره‌قشلاق، یوشانلو و ...) بود. در دوره‌ی بررسی (1397-1393) دلیل افزایش سطح آب در چاه‌ها نزدیکی به آبگیر سد زولا و گستردگی کانال‌های آبرسانی بود. بیشترین کاهش سطح آب به‌ترتیب در چاه‌های قزلجه، شرق قره‌قشلاق و میدان‌دواب مشاهده شد. چون‌که این چاه‌ها از آب سد بهره کافی نمی‌برند و از آن دور بودند. بیشترین افزایش نیز به‌ترتیب در چاه‌های مهلم، غرب تازه‌شهر و ایان در قسمت غربی دشت و نزدیک به دریاچه‌ی سد مشاهده شد. بررسی نقشه‌های فرونشست نشان ‌داد که بیشترین فرونشست در مناطق جنوبی به‌ویژه جنوب‌شرقی دشت سلماس بود که در مقایسه با بخش‌های دیگر دشت ژرفای آبرفت نیز در این مناطق بیشتر بود. این روند فرونشست در سال‌های آبی 94-1393 تا 98-1397 ادامه داشته و در نقشه‌ی نهایی نیز این روند حاکم است. در دوره‌ی مزبور میانگین تغییرات سطح ایستابی در آبخوان دشت سلماس روند نزولی داشت که این روند با فرونشست زمین هماهنگی داشت. با بررسی نقشه‌ی افت آب‌های زیرزمینی، مشخص شد که مناطق با افت بیشتر روی مناطق فرونشست منطبق بود. افت بیشتر آب‌های زیرزمینی  بیان‌گر برداشت آب بیشتر بود. ازاین‌رو تخلیه‌ی آب‌های زیرزمینی منطقه سبب فرونشست شده است.نتیجه‌گیری و پیشنهادهاشناسایی محل دقیق فرونشست زمین در هر منطقه به‌ویژه در مناطق مسکونی، مهمترین وظیفه، قبل از هرگونه برنامه‌ی عملیاتی و سیاست‌گذاری برای اجر است. در تمام مراحل تصویرهای راداری سنتینل 1 به اندازه‌ی کافی قادر به حل این مشکل هستند. با این حال، بازدید زمانی طولانی‌تر برای اجرای هرگونه تصمیم مفیدتر خواهد بود. فرونشست زمین در دشت سلماس با تغییر سطح آب‌های زیرزمینی و بازدیدهای میدانی، کاملاً تایید می‌شود. با توجه به رویکرد dinsar، میانگین نرخ جابجایی ناشی از فرونشست در منطقه‌ی 5 سانتی متر بود که از نظر مشاهده‌ی تغییر سطح آب زیرزمینی کاملاً قابل تایید بود. داده‌های مشاهده‌ای نشان‌دهنده‌ی کاهش سطح ایستابی در اکثر چاه‌ها در مقایسه با گذشته بود و برداشت بیش از اندازه از آب‌های زیرزمینی را تایید کرد. همچنین با بازدید‌های میدانی مناطق مختلفی از دشت سلماس که فرونشست داشتند، ثبت شد. روند فرونشست در منطقه‌ی مطالعه‌شده ادامه‌دار است و برای کاهش خسارت‌های ناشی از این پدیده و تعدیل آسیب‌های احتمالی به توجه و رسیدگی مسئولان مربوطه نیاز است. بر اساس نتایج این پژوهش پیشنهاد می‌شود مردم را از تبعات برداشت بی‌رویه‌ آگاه کرد و جایگزینی کشت‌های با نیاز آبی سالانه‌ی کم و زود بازده به آنها توصیه شود.

estimation of land subsidence in salmas plain using differential interferometric synthetic aperture radar algorithm

introduction and goalin recent years, problems caused by human interference in the salmas plain, such as an increase in the irrational use of surface water resources, an increase in the process of groundwater discharge, and a change in land use have caused pressure on the groundwater resources of the region; hence, land subsidence is at least a natural response to the decrease in groundwater level. therefore, it is important to study and identify subsidence areas in the region.materials and methodsin this research, groundwater information and sentinel 1 radar images were used. groundwater information was obtained from the regional water company of west azarbaijan province. in the present research, the dinsar algorithm was used to measure the ground surface displacement, and the phase difference of the sar signals was determined using the repeated-pass interference methods. finally, by using the manual of differential radar interferometry with synthetic aperture and 52 even numbers of sentinel 1 image, the subsidence in the salmas plain was determined between 2014 and 2015 and 2018 and 2019. validation of the radar interferometry method using qareqeshlaq geodynamic station data, as well as groundwater level changes, underground water drop and field observations was conducted.results and discussionthe results of the subsidence study using the dinsar method showed that the average annual displacement rate is about 5 cm. investigation of groundwater changes also indicated a decreasing trend in most of the wells. the wells located in the eastern and southeastern regions (e.g., kangarlu, qareqeshlaq, yushanlu, etc.) have the highest amount of groundwater drop. in the study period (2014 to 2019), where the wells with an increase in groundwater level were affected by their proximity to the zola dam reservoir and the water supply channels. the wells of qezeljeh, east qareqeshlaq, and maidan doab have the highest water level reductions, but they do not have sufficient water supply from the dam. mahlam, west tazeshahr, and ian wells, which are in the western part of the plain and close to the dam lake, respectively, have a suitable increase. checking the subsidence maps of the salmas plain showed that most of the subsidence is concentrated in the southern areas, especially in the southeast of the plain, in comparison to other parts of the plain the depth of alluvium is also greater in these areas. this subsidence trend continued from 2014 to 2019 and this trend is also prevalent in the final map. during this period, the average water level changes in the salmas plain aquifer had a downward trend, which was in harmony with land subsidence. by reviewing the groundwater drop map, it was found that the areas with the highest drop coincided with the subsidence areas. more drop in underground water indicated more water extraction. therefore, the discharge of underground water in the region has caused subsidence.conclusion and suggestionsbefore adopting any operational plan and policy for implementation, it is the most important task to identify the exact location of land subsidence in any area, in particular residential areas. sentinel1 radar images are sufficiently capable of solving this problem at all stages; however, a longer observation time would be more useful for decision making and implementation. land subsidence in the salmas plain is fully confirmed by the change of the underground water level and field visits.