ارزیابی و پهنه‌بندی خطر فرونشست زمین با استفاده از روش تداخل‌سنجی راداری روزنه مصنوعی با پراکنده‌سازهای ماندگار (PSInSAR) در حوزه‌های آبریز استان اصفهان

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1280-SCWMCCAN
نویسندگان
1پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
2گروه زمین شناسی دانشگاه اصفهان
چکیده
این مطالعه کاربرد روش تداخل‌سنجی راداری روزنه مصنوعی با استفاده از پراکنده‌سازهای ماندگار (PSInSAR) برای اندازه‌گیری و پایش دقیق فرونشست زمین در تعدادی از مهمترین حوضه‌های آبریز استان اصفهان شامل اصفهان-برخوار، نجف آباد، مهیار شمالی، مهیار جنوبی و کوهپایه-سجزی که در بر‌گیرنده مساحت عمده استان هستند را بررسی می‌کند. روش PSInSAR با تمرکز بر ساختارهای بازتابنده باثبات راداری که به عنوان پراکنده‌سازهای ماندگار شناخته می‌شوند، در تشخیص جابجایی‌های بسیار کم در حد میلی‌متر کارآمد است. این پژوهش با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای Sentinel-1 صعودی و نزولی و تکنیک PSInSAR به شناسایی و اندازه‌گیری تغییر شکل زمین در یک دوره زمانی از سال 1393 تا 1402 پرداخته است. نتایج پژوهش فرونشست تجمعی قابل توجهی را در منطقه مورد مطالعه نشان می‌دهد، به طوری که حداکثر فرونشست به ویژه در حوضه‌های آبریز اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی به ۵۵ سانتی‌متر در طی بازه زمانی 1393 تا 1402 می‌رسد. نرخ‌ سالیانه فرونشست نیز در همین مناطق به مقدار بیشینه ۶۰ میلی‌متر در سال می‌رسد. نقشه‌های پهنه‌بندی خطر فرونشست، مناطقی با خطر فرونشست زیاد و خیلی زیاد را شناسایی کرده‌اند که عمدتاً در حوضه‌های آبریز اصفهان-برخوار و مهیار جنوبی قرار دارند، در حالی که سایر حوضه‌های آبریز دارای سطوح خطر متوسط تا کم هستند. نتایج نشان‌دهنده فرونشست قابل توجه در مناطقی است که با گستره مناطق شهری، اراضی کشاورزی و مراتع و محدوده‌های وجود لایه‌های رسی انطباق دارند. ادغام داده‌های صعودی و نزولی و استفاده از تکنیک PSInSAR دقت نقشه‌های فرونشست تهیه شده را افزایش می‌دهد و با با مشاهدات زمینی تطبیق بیشتری دارد.
کلیدواژه ها
 
Title
Land subsidence hazard assessment and zonation using artificial aperture radar interferometry method with persistent scatterers (PSInSAR) in the watersheds of Isfahan province
Authors
Kourosh Shirani, Mehrdad Pasandi
Abstract
This study uses artificial aperture radar interferometry using permanent scatterers (PSInSAR) to accurately measure and monitor land subsidence in a number of the most important watersheds in Isfahan province, including Isfahan-Borkhar, Najafabad, North Mehyar, South Mehyar and Kohpayeh-Segzi which are in It covers the major area of the province. The PSInSAR method is efficient in detecting very small displacements on the order of millimeters by focusing on radar-stable reflective structures known as persistent scatterers. This research has identified and measured the deformation of the earth in a period of time from 1393 to 1402, by using Sentinel-1 ascending and descending satellite images and the PSInSAR technique. The results of the research show a significant cumulative subsidence in the studied area, so that the maximum subsidence, especially in the catchment areas of Isfahan-Borkhar and South Mahyar, reaches 55 cm during the period of 2013 to 2014. The annual subsidence rate also reaches a maximum of 60 mm per year in these areas. Land subsidence hazard zonation maps have identified areas with high and very high risk of subsidence, which are mainly located in Isfahan-Borkhar and South Mahyar watersheds, while other watersheds have moderate to low hazard levels. The results show significant land subsidence in areas that correspond to the extent of urban areas, agricultural lands and pastures, and the ranges of clay layers. Integrating ascending and descending data and using the PSInSAR technique increases the accuracy of the prepared subsidence maps and is more compatible with ground observations.
Keywords
Ascending data, Descending data, Land subsudece, PSInSAR, Sentinel1