بررسی روند توسعه فرونشست دشت مشهد- چناران با استفاده از تصاویر راداری سنتینل -1 و ارتباط آن با افت سطح آب زیرزمینی

بهره برداری گسترده از منابع آب زیرزمینی در آبخوان مشهد- چناران در 50 سال گذشته (1400-1350) منجر به افت شدید سطح آب زیرزمینی شده است. آثار منفی فرونشست ناشی از توسعه شدید منابع آب زیرزمینی از اواخر دهه 1360در برخی نقاط دشت بروز کرده و در سال های اخیر کل دشت را درگرفته است. در این تحقیق فرونشست دشت مشهد چناران با استفاده از داده ماهواره راداری سنتینل-1 بین سال های 1393تا 1399 با استفاده از تکنیک تداخل سنجی سری زمانی به روش طول خط مبنای کوتاه (sbas)بررسی شده است. بررسی نقشه های فرونشست تهیه شده نشان می دهد که سه ناحیه فرونشستی در جنوب شرق شهر مشهد، شمال غرب شهر مشهد و شمال غرب دشت وجود دارد. حداکثر نرخ نشست سالانه در ناحیه دو فرونشستی در شمال غرب شهر مشهد برابر19 سانتی متر در سال بوده و در دو ناحیه فرونشستی 1 و 3 به ترتیب 8.9 و 12.1 سانتی متر در سال است. نتایج نرخ سری زمانی برآورد شده با استفاده از پردازش تصاویر راداری در محل ایستگاه های gps گلمکان و نیروگاه توس با مقادیر اندازه گیری شده واقعی نشان دهنده انطباق بالای این دو سری زمانی باهم است. انطباق منحنی های هم افت 30 ساله سطح آب زیرزمینی و نقشه فرونشست نشان می دهد که زون های فرونشست سه گانه منطبق بر مناطق دارای افت سطح آب زیرزمینی بیش از 30 متر است. همچنین برای بررسی ارتباط فرونشست و افت سطح آب زیرزمینی، با استفاده از داده های سطح آب زیرزمینی و فرونشست در محل چاه های مشاهده ای منتخب ضرایب همبستگی و تعیین برای هر چاه محاسبه شده است. بر اساس بررسی ضرایب همبستگی به دست آمده چاه های انتخابی به دو گروه دارای ضریب همبستگی بیش از 0.8(75 درصد چاه ها ) و بین 0.46 تا 0.08تقسیم می شوند که نشان دهنده وجود رابطه همبستگی بسیار قوی و قوی بین نرخ فرونشست افت سطح آب زیرزمینی در اغلب چاه های مشاهده ای است.

investigation of land subsidence development trend of mashhad-chenaran plain using sentinel-1a radar images and its relationship with groundwater depletion

extensive exploitation of groundwater resources in the mashhad-chenaran aquifer in the last 50 years (1970-2021) has led to a sharp decline in groundwater levels. negative effects of subsidence due to the severe development of groundwater resources have occurred in some parts of the plain since the late 1980s and in recent years has covered the entire plain. in this study, subsidence of the entire mashhad-chenaran plain has been investigated using sentinel-1a radar image data between 2014 and 2020 using small baseline subset(sbas) interfergrametry method. examination of subsidence maps shows that there are three subsidence areas including area 1 in the southeast of mashhad, area 2 in the northwest of mashhad and area 3 in the northwest of the plain. the maximum annual sitting rate in the two subsidence zones is equal to 19 cm per year and in the two subsidence zones 1 and 3 are 8.9 and 12.1 cm per year, respectively. the results of the time series rate estimated using radar image processing at the location of golmakan gps stations and toos power plant with the actual measured values show the high compliance of these two time series. adaptation of 30-year groundwater level drop curves and subsidence map shows that the triple subsidence zones correspond to areas with groundwater level drop of more than 30 meters. also, to investigate the relationship between subsidence and groundwater level drop, correlation coefficients and determination coefficients for each well have been calculated using groundwater level and subsidence data at the location of selected observation wells. based on the obtained correlation coefficients, the selected wells are divided into two groups with a correlation coefficient of more than 0.8 (75% of wells) and between 0.46 and 0.008, which indicates a good correlation between subsidence rate and groundwater level drop in the most observation wells.