نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی
نویسندگان
1 گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.
2 گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز
چکیده
تازه های تحقیق
حداکثر نرخ فرونشست زمین در جهت خط دید حسگر حدود -79 میلی‌متر در سال با استفاده از روش سری زمانی SBAS مشاهده می‌شود. حداکثر فرونشست در قسمت‌های جنوبی و جنوب شرقی دشت مشاهده می‌شود. نقشه حساسیت فرونشست زمین به‌دست‌آمده در 5 کلاس طبقه‌بندی شد؛ یعنی مناطقی با بیشترین حساسیت به فرونشست (خیلی زیاد: 3%)، مناطقی با احتمال بالای فرونشست زمین (زیاد: 20%)، مناطقی با احتمال متوسط فرونشست زمین (متوسط: 25%) و مناطقی با حساسیت کم و بسیار کم به فرونشست زمین: کلاس‌های (کم: 33%) و (خیلی کم: 19%) در نقشه حساسیت فرونشست زمین. در این مقاله، از دو روش برای تأیید دقت نقشه حساسیت فرونشست زمین استفاده شده است که به شرح زیر است: الف) استفاده از نقشه جابجایی تولید شده با روش تحلیل سری زمانی InSAR. مساحت زیر منحنی ROC دقت پیش‌بینی 86% را نشان داد. ب) تحلیل حساسیت به عوامل مؤثر با بالاترین وزن‌ها. بر اساس اعتبارسنجی‌های انجام‌شده، اثربخشی روش پیشنهادی برای ارزیابی فرونشست زمین در دشت شبستر تأیید شد. نتیجه‌گیری بر اساس نتایج سری زمانی InSAR، فرونشست زمین در مناطق جنوبی دشت شبستر بیشتر قابل مشاهده است. در نقشه حساسیت فرونشست زمین تولید شده، این مناطق عمدتاً در کلاس حساسیت «بسیار بالا» به فرونشست زمین نیز قرار گرفتند. بر اساس روش AHP که برای وزندهی عوامل مؤثر به کار گرفته شد، در بین عوامل انتخاب‌شده، «تغییرات سطح آب زیرزمینی»، «زمین‌شناسی» و «کاربری زمین» عواملی با بالاترین وزن‌ها بودند؛ به ترتیب با ۳۶.۸٪، ۲۲.۶٪ و ۱۸.۷٪. نقش مهم این سه عامل در ایجاد فرونشست زمین بررسی شد و وجود رابطه مستقیم و معنادار بین عوامل مؤثر مهم و فرونشست زمین که در دشت شبستر در دوره ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۱ رخ داده است، تأیید شد. با استفاده از روش پیشنهادی، می‌توان درک صحیحی از منطقه از نظر فرونشست زمین رخ داده و پیش‌بینی وقوع فرونشست زمین را با توجه به مجموعه‌ای از عوامل مؤثر و با در نظر گرفتن وزن آنها به دست آورد. این مقاله نشان داد که ترکیب سری‌های زمانی تداخل‌سنجی SAR و تحلیل مکانی می‌تواند روشی کارآمد و کم‌هزینه برای ارزیابی فرونشست زمین در مناطق مستعد فرونشست زمین باشد. روش مورد استفاده در این مقاله می‌تواند برای سایر مناطقی که داده‌های میدانی کافی در مورد فرونشست زمین رخ داده وجود ندارد یا تهیه آن زمان‌بر و پرهزینه است، مفید باشد. نتایج این مطالعه می‌تواند به مدیران و مسئولین مربوطه در برنامه‌ریزی دقیق و به موقع اقدامات لازم در مرحله پیشگیری و کاهش اثرات کمک کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Land subsidence is an environmental phenomenon of the gradual or sudden subsidence of the land. The purpose of the present study is to evaluate the land subsidence in Shabestar plain of East Azerbaijan province. Using Small Baseline Subset (SBAS) time series analysis method, the crust surface displacement rate between 2018 and 2021 is investigated. The maximum subsidence is seen in the southern and southeastern parts of the plain with a maximum rate of about 8 cm per year in the direction of the satellite line of sight. Also, using AHP the conditioning factors are weighted and the land subsidence susceptibility (LSS) is modeled using spatial analyses. Thereupon, Shabstar plain was classified into five regions with the LSS: "Very High": 3%, "High": 20%, "Moderate": 25%, "Low": 33% and "Very Low": 19% of the total area of the plain. To verify the accuracy of the subsidence susceptibility model, the displacement map obtained from radar interferometry was utilized, the area under the ROC curve of 86% confirmed the good prediction accuracy of the model. Also, the model was assessed by performing sensitivity analysis for most important conditioning factors. The introduced model can provide useful and reliable information for managers and decision-makers of the region for the effective and timely 'prevention' and 'mitigation' planning with low cost and time.
کلیدواژه‌ها [English]
پدیده فرونشست به عنوان جابجایی سطح زمین در جهت عمودی تعریف می‌شود که می‌تواند ناشی از فعالیت‌های انسانی یا پدیده‌های طبیعی باشد. طبق تعریف یونسکو، فرونشست زمین، فرونشست یا نشست سطح زمین است که به دلایل مختلف در مقیاس بزرگ رخ می‌دهد و می‌تواند به تدریج یا ناگهانی رخ دهد (لهستان، ۱۹۸۴). فرونشست زمین می‌تواند خسارات فیزیکی و اجتماعی خاصی را ایجاد کند. بنابراین، ارزیابی به موقع و قابل اعتماد این پدیده در مناطق آسیب‌پذیر ضروری است. در مطالعه حاضر، دشت شبستر به عنوان یکی از دشت‌های پرخطر واقع در استان آذربایجان شرقی به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. داده‌ها و روش‌ها در این مقاله، با استفاده از روش تحلیل سری‌های زمانی SBAS، نقشه‌ای از نرخ جابجایی سطح پوسته دشت شبستر بین سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۱ تهیه شد. این دشت تقریباً در طول جغرافیایی ۴۵ درجه و ۱۱ دقیقه تا ۴۶ درجه و ۳ دقیقه و عرض جغرافیایی ۳۸ درجه و ۷ دقیقه تا ۳۸ درجه و ۲۳ دقیقه قرار دارد. اولین گام در تهیه نقشه جابجایی با استفاده از تداخل‌سنجی راداری (SAR)، انتخاب مجموعه مناسب از تصاویر SAR است. در این مطالعه از تصاویر Sentinel-1A استفاده شده است. از الگوریتم زیرمجموعه خط مبنای کوچک (SBAS) استفاده شد. 143 تداخل‌نگار برای 46 تصویر Sentinel-1A با استفاده از نرم‌افزار GMTSAR ایجاد شد، با این معیار که خطوط مبنای زمانی کمتر از 100 روز و خطوط مبنای مکانی کمتر از 100 متر باشند. نقشه جابجایی زمین دشت شبستر که نرخ جابجایی سالانه را نشان می‌دهد، به دست آمد. برای مدل‌سازی حساسیت فرونشست زمین منطقه مورد مطالعه، عوامل مؤثر بر فرونشست زمین با توجه به مطالعات قبلی انتخاب شدند. عوامل با استفاده از روش سلسله مراتبی تحلیلی (AHP) وزندهی شدند. نقشه‌های عوامل طبقه‌بندی و زیرکلاس‌ها بر اساس نظرات کارشناسان رتبه‌بندی شدند. از همپوشانی وزنی برای ادغام همه عوامل با در نظر گرفتن وزن هر عامل و رتبه زیرکلاس‌ها در محیط GIS استفاده شد. با ترکیب وزنی معیارها و زیرمعیارهای به‌دست‌آمده در مراحل قبل، نقشه حساسیت فرونشست زمین تهیه شد.
)