مدلسازی و تحلیل آسیب پذیری ناشی از فرونشست زمین در دشت جنوب غربی تهران

امروزه نرخ فرونشست زمین در بسیاری مناطق از جمله سکونتگاه های شهری و روستایی به دلیل برداشت بی رویه و کاهش سطح آب های زیرزمینی، افزایش یافته است. فرونشست زمین اثرات منفی بر اجزای اکوسیستم محیطی از جمله آبخوان ها و لایه های خاک و همچنین بر زیرساختهای انسان ساخت دارد. بنابراین ارزیابی و تحلیل فضایی آسیب پذیری در وجوه محیطی، سکونتگاه های انسانی و زیرساخت ها در اثر فرونشست زمین بخصوص در مناطق کلان شهری مستعد ضروری است. در پژوهش حاضر دشت جنوب غربی شهر تهران به عنوان عرصه مطالعاتی انتخاب شده  و پراکندگی مکانی آسیب پذیری محیطی و همچنین انسانی شامل زیرساخت ها، تاسیسات شهری و سکونتگاه های اقماری و پر جمعیت شهر تهران، مدل سازی و تحلیل گردید. بدین منظور ابتدا با تکنیک تداخل سنجی راداری نرخ  فرونشست زمین برآورد و همچنین تغییرات عمق آب  زیرزمینی در یک بازه 12 ساله استخراج گردیده و میزان همبستگی فضایی فرونشست با تغییرات عمق آب زیرزمینی تحلیل شده است. به منظور مدل سازی آسیب پذیری در قالب روش تحلیل شبکه مربعی از نقشه معیارهای عمق و سطح تراز آب زیرزمینی، شبکه رودخانه ،پهنه سیلابی، خطوط مترو، شبکه حمل و نقل جاده ای، حاصلخیزی خاک و تراکم جمعیت در مناطق شهری با مدل همپوشانی مکانیsaw استفاده شده است. میانگین فرونشست به صورت پراکنده در چهار پهنه اصلی در سراسر دشت برابر با 9/9 سانتی متر  در 12 سال برآورد شد. نتایج تحلیل همبستگی فضایی فرونشست زمین و تغییرات تراز آب زیرزمینی در دشت جنوب غربی تهران مقدار r برابر با 0/61 را نشان می دهد به عبارتی گویای این واقعیت است که بخش عمده الگوی فرونشست در دشت تهران از تغییرات عمق آب زیرزمینی پیروی می کند. نتایج پراکندگی مکانی آسیب پذیری، گویای وجود پهنه های دارای آسیب پذیری خیلی زیاد در مرکز و شمال دشت است. علت آسیب پذیری بالای این پهنه ها وجود سکونتگاه های شهری با تراکم جمعیت بالا، وجود پهنه های سیلابی، تراکم بالا راه های اصلی ارتباطی، مسیر رودخانه و وسعت زیاد خاک های حاصلخیز در این شبکه ها است. از طرف دیگر در مناطق جنوبی دشت تهران، پهنه هایی با آسیب پذیری کم و خیلی کم پراکنده دیده می شود. که علت آن خاک نامناسب، دور بودن از پهنه های سیلابی، عدم وجود سکونتگاه های شهری تراکم زیاد و تراکم کم راه های ارتباطی اصلی است. به نظر می رسد نتایج پژوهش بخصوص در بخش پراکندگی مکانی آسیب پذیری ناشی از فرونشست، بتواند در تصمیم گیری های توسعه شهری و منطقه ای لحاظ گردد تا توسعه با هزینه کمتر محیطی و انسانی بخصوص در آینده همراه شود. 

modelling and analysis land subsidence vulnerability in tehran south-west plain

introduction: land subsidence is one of the environmental hazards that threatens most countries today, including the majority of iran’s plains (ranjabr and jafari, 2010). damages caused by subsidence can be direct or indirect. infrastructural effects are direct and indirect effects of subsidence, but economic, social and environmental effects are indirect effects of subsidence (bucx, et al., 2015). the environmental effects of subsidence are related to other effects of subsidence, including the infrastructural, economic and social effects of subsidence. the southwest plain of tehran is considered one of the most important plains of iran due to its large areas of residential, agricultural and industrial lands from various aspects, especially economic, political and social. the subsidence of the tehran plain was first noticed by the measurements of the country’s mapping organization in the 1370s. since 2004, the responsibility of investigating this phenomenon in the plains of tehran was entrusted to the organization of geology and mineral explorations of the country. although several researches have been done in the field of subsidence factors, amount and zoning. in the field of estimation of subsidence and changes in water level, spatial correlation of subsidence with changes in water level and estimation of vulnerability due to subsidence according to the density of population, settlements and facilities in the southwestern plain of tehran has not been done. methodology: in the current research, we will analyze and estimate the spatial regression of the subsidence phenomenon by insar technique with water level changes from 2005 to 2017, as well as the environmental effects of subsidence in the southwest plain of tehran by using quadratic analysis method (o’sullivan and unwin, 2010). the criteria map of the current research is overlapped using the anp method (ahmedabadi and ghasemi, 2015) weighting and finally with the saw method (emaduddin et al., 2014) in the arc gis 10.8 software, and the vulnerability map due to land subsidence in the study area is prepared. results: the average subsidence in 12 years is about 9.9 cm per year. average subsidence has occurred in four main zones. maximum and minimum subsidence have been observed in b (near the sabashahr) and d (in east of plain) zones respectively. the results of the interpolation of the depth of the underground water in the study area indicate that the general trend of increasing the depth from the south (10 meter) to the north (more than 90 meter) of the plain. the results of spatial correlation showed that there is a significant direct relationship between the spatial layer of the average subsidence rate of tehran plain and the spatial data of the underground water level, and the r value is equal to 0.61. the distribution map of the underground water depth of the study area in the form of quadrat analysis shows that in the main part of the plain, the depth of underground water is at an average level. the general trend of changes in the level of underground water is decreasing from northwest to southeast and is in 5 levels. the distribution of the networks shows that the rivers have three linear trends from north and northwest to south; their dispersion is mostly in the center of the study area. the flood rate is higher in the central plain networks. in study area, there are important arterial roads such as tehran-qom highway, tehran-saveh highway and tehran azadegan highway. the southern and northeastern areas of the study area are urban settlements such as islamshahr, the 18th and 19th districts of tehran municipality and other residential areas such as sabashahr. the major part of the region has fertile soil and the occurrence of subsidence can have negative effects on the fertility and texture of the soil in the study area. the results of vulnerability analysis due to subsidence show that there are 5 vulnerability classes in the study area including very low, low, medium, high and very high.conclusions: all in all most of the study areas (central, northern and western networks) are in medium, high and very high vulnerability. about 14,600 hectares of the study area are in medium vulnerability. which is continuous from the west to the east of the study area. most of the urban infrastructures are moderately vulnerable to subsidence. about 17,000 hectares of the southwestern plain of tehran are very vulnerable. that more than half of the area of ​​this area is covered by settlements and urban infrastructures. therefore, the phenomenon of subsidence causes irreparable damage to the settlements and infrastructures in the southwest plain.