پايش فرونشست زمين و ارتباط آن با برداشت آب‌هاي زيرزميني مطالعه موردي : دشت كرج – شهريار

Monitoring its land subsidence and its relation to groundwater harvesting Case study: Karaj Plain - Shahriar

قسمت عمده آب‌هاي شيرين به‌صورت آب زيرزميني ذخيره‌شده است. برداشت بي‌رويه آب زيرزميني به‌واسطه افزايش جمعيت و استخراج آن جهت اهداف كشاورزي ، صنعتي و مصارف خانگي ازجمله مسائلي است كه در سال‌هاي اخير دشت‌هاي كشور را در معرض خطر فرونشست قرار داده است. پايش ميزان دقيق فرونشست و نيز پرداختن به علت يا علل موجد آن جهت كنترل و مديريت خطر داراي اهميت است. اين مقاله با استفاده از روش تداخل سنجي راداري با دهانه تركيبي يا Insar به ارزيابي ميزان فرونشست زمين در دشت كرج – شهريار پرداخته است. جهت پردازش تصاوير راداري اخذشده از ماهواره ان.وي.ست ، از روش دانشگاه استانفورد براي پراكنده سازهاي دائمي استفاده گرديد. با توجه به اينكه گستره منطقه موردمطالعه در بردارنده مراكز سكونتگاهي شهري و روستايي متعددي است و همچنين پوشش گياهي(باغات و مزارع)در دشت مورد مطالعه وسعت زيادي را به خود اختصاص داده است ، استفاده از روش سنتي نظير تداخل سنجي تفريقي موجب عدم همبستگي بين تصاوير ، عدم دقت در پردازش‌ها و نادرستي محاسبه ميزان دقيق فرونشست مي‌گردد. براين اساس و جهت جلوگيري از اين خطا، از روش تداخل سنجي با طول خط مبناي كوچك استفاده گرديد و اينترفروگرام هايي با طول خط مبناي زماني و مكاني كوتاه در بازه زماني 2003 تا 2010 توليد شدند. به كمك سري زماني خط مبناي كوتاه ، در محيط نرم‌افزاري دوريس نرخ متوسط سالانه فرونشست با بيشينه مقدار 136 ميلي‌متر در سال به دست آمد. با توجه به اينكه علت اصلي فرونشست در اين مقاله استخراج بي‌رويه آب زيرزميني و افت سطح اين آب‌ها فرض گرديده است از طريق دو مدل اين افت آب اثبات گرديد. پردازش داده‌هاي ماهواره گريس و نيز داده‌هاي هيدروژئولوژي مربوط به چاه‌ها نشان از افت سطح آب دارد. روند تغييرات طي سال‌هاي 2002-2012 از طريق داده‌هاي گريس بين 5+(در سال 2002) تا 15- (سال 2012) سانتي‌متر مكعب را نشان مي‌دهد.اين روند نزولي از طريق پردازش داده‌هاي مربوط به چاه‌هاي پيزومتري و ترسيم هيدروگراف واحد نيز به اثبات مي‌رسد. روند نمودار در هيدروگراف واحد، افت ميزان 22 متر طي 12 سال (1381 تا 1393) ، را نشان مي‌دهد. اگر روند افت سطح آب را طي اين سال‌ها برابر بگيريم، به‌طور متوسط سالانه 85/1- متر افت سطح آب در آبخوان زيرزميني حادث‌شده است.محاسبات انجام‌شده بر روي تعداد ده هزار چاه در سطح دشت مخروطي نيز نشان مي‌دهد كه سالانه ميزان 605 ميليون مترمكعب آب برداشت مي‌گردد.

Monitor and detection of displacement field due to changes in land surface are one of the practical and important studies in different topics of the Geological and geomorphical which have a significant role in trends and preventing natural disasters such as earthquake, subsidence and landslide. In the meantime, there are different methods for detection this displacement and geodetic measurement, that among them, Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) with a feature wide spatial coverage, fine spatial and time resolution and high accuracy has become one of the important and significant techniques. Spaceborne SAR Interferometry (InSAR) provides a unique tool for mapping the spatial and temporal evolution of subtle surface displacements and deformation over large areas . In this paper Stamps and Sbas methods are used. Stanford Method for Persistent Scatterers (StaMPS) is a new method for PS analysis that uses spatial correlation of interferogram phase to locate pixels with low-phase variance in all terrains, while no prior knowledge of temporal variations in the deformation rate for their identification is required .The Small Baseline Subset (SBAS) technique is a time series analysis approach, which uses interferograms with small baselines to minimize geometrical decorrelation at the expense of spatial resolution(Osmanoghloo ,2016 :93).Actually the SBAS analysis relies on a subset of interferogram pairs that were created with small temporal (over short time intervals) and geometrical baselines to limit decorrelation noise. A subset of 82 interferogram pairs were formed temporal and geometrical baselines less than 100 days and 1400 m. Radar images during 2003-2010 are processed by doris softwere. Based on this method the maximum land subsidence rate in KARAJ-SHAHRIAR Plain is 136 mm/year. In recent years, rapid population growth coupled with agricultural expansion has tremendously increased pressure on the groundwater resources.Large-increases in water demand with little recharge, have strained the plain groundwater resources resulting in declines in water levels in last decades. Generally, alluvial basins of arid and semiarid zones are the places with excessive groundwater withdrawal(605 million cubic meters/years in karaj-shahriar), and also they have a high potential for land subsidence. Land subsidence due to groundwater extraction has been a common geohazards in many arid countries and districts of the world. In Iran, this is a serious challenge for many regions, particularly in the plains as like karaj - shahriar plain. Given that the main cause of subsidence in this article extraction of underground water and drop in the water level can be assumed. So in this paper, water level changes in aquifer is analysed.The drop was confirmed through two models. GRACE mission data and wells hydrogeology data processing show the The water level is decreasing. The changes during 2002-2012 through Grace data show anomalies between +5 (2002) to -15 (2012) cubic centimeters. This downward trend by processing piezometeric wells also prove to be. Chart trends in unit hydrograph show the 22 meters drop in level water during 12 years (2002 to 2014). It is essential to note that karaj-shahriar aquifer consists of Quaternary sediments. These formations contain fin as silt. When the water gets out of the way, layers of clay and silt density and the subsidence will happen gradually.There are some geomorphic effects on plain.