نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• بهرام بختیاری ¹
• آرش ملکیان ¹
• علی اکبر نظری سامانی ¹
• رضا شهبازی ²

¹ گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

² مرکز پژوهش‌های کاربردی زمین شناسی، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

فرونشست زمین پدیدةژئومورفولوژیک پیچیده است که با نشست عمودی سطح زمین مشخص می‌شود و پیامدهای گسترده‌ای برای سرزمین، زیرساخت‌های انسانی و محیط زیست دارد. این پدیده توسط عوامل و فرانیدهای مختلفی رخ میدهد ولیکن طی چنددهة گذشته به دلیل فعالیتهای آنتروپوژئومرفیک با نرخ بیشتری رخ داده‌است. مطالعه حاضر با هدف تحلیل ارتباط بین افت سطح آب زیرزمینی و فرونشست زمین در دشت تهران-شهریار، با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده برپایه فناوریهای نوین تداخل‌سنجی راداری مبتنی بر تصاویر ماهواره‌ای سنتینل 1 و تحلیل داده‌های سطح آب زیرزمینی با روش‌های آماری میباشد. نوآوری اصلی تحقیق در استفاده همزمان از تمامی پیزومترهای موجود در محدوده مطالعاتی و کالیبراسیون داده‌های راداری با اندازه‌گیری‌های ترازیابی دقیق زمینی است. یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که افت سطح آب زیرزمینی، عامل اصلی تحریک فرونشست در منطقه است. تحلیل همبستگی متقابل داده‌ها، تأخیر زمانی صفر تا 3 ساله و میانگین 1 سال بین افت سطح آب زیرزمینی و وقوع فرونشست را در کل محدوده آشکار می‌سازد. این تأخیر زمانی ناشی از فرآیندهای ژئومکانیک پیچیده در توالی لایه‌های رسوبی آبدار (به ویژه ضخامت لایه رس)، باساختار زمین‌شناسی پیچیده است. تحلیل‌های مکانی-زمانی نشان می‌دهد که دشت تهران-شهریار با پتانسیل زیاد فرونشست مواجه است، به‌طوری‌که میانگین نرخ نشست در برخی نقاط به بیش از 23 میلی‌متر در سال می‌رسد. این روند می‌تواند تهدیدی جدی برای زیرساخت‌های حیاتی، سازه‌های مهندسی و کل پهنه سرزمینی منطقه ایجاد کند. پیامدهای این مطالعه اهمیت مدیریت یکپارچه منابع آب زیرزمینی، کنترل برداشت، و پایش مستمر تغییرات ژئودینامیک را برجسته می‌سازد. همچنین، نتایج می‌تواند مبنای علمی مناسبی برای تهیه نقشه ریسک، حساسیت و آسیب‌پذیری به فرونشست مورد استفاده قرار بگیرد.

کلیدواژه‌ها

• تاخیر زمانی
• تداخل‌سنجی تفاضلی راداری
• دشت تهران-شهریار
• فرونشست سطح زمین

عنوان مقاله [English]

Impact of Groundwater Level Changes on Land Subsidence in the Tehran-Shahryar Plain

نویسندگان [English]

• Bahram Bakhtiyari ¹
• Arash Malekian ¹
• Ali Akbar Nazari Samani ¹
• Reza Shahbazi ²

¹ Department of Rehabilitation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

² Applied geological Research Center, Geological Survey & Mineral Explorations of Iran, Tehran, Iran

چکیده [English]

Land subsidence is a complex geomorphological phenomenon characterized by the vertical downward movement of the Earth's surface, with far-reaching implications for ecosystems, human infrastructure, and the environment. This study aims to analyze the relationship between groundwater level decline and land subsidence in the Tehran-Shahryar plain, using measured data. The research methodology is based on advanced remote sensing techniques, including Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) using Sentinel-1 satellite images, and analysis of groundwater level data using statistical methods. A key innovation of this research is the simultaneous use of all available piezometers in the study area and the calibration of radar data with accurate ground leveling measurements. The findings of the study indicate that groundwater level decline is the main trigger of subsidence in the region. Cross-correlation analysis of the data reveals a time lag of 0 to 3 years, with an average of 1 year, between groundwater level decline and the occurrence of subsidence across the entire area. This time lag is due to complex geotechnical processes in the water-bearing sedimentary layers, especially in areas with complex geological structures. Spatial-temporal analyses show that the Tehran-Shahryar plain is facing a high potential for subsidence, with average subsidence rates exceeding 23 mm per year in some areas. This trend can pose serious threats to critical infrastructure, engineering structures, and the region's ecosystem. The implications of this study highlight the importance of integrated groundwater management, controlled extraction, and continuous monitoring of geodynamic changes. Moreover, the results can provide a suitable scientific basis for making major decisions in water resources management and mitigating environmental hazards.

کلیدواژه‌ها [English]

• Land subsidence
• Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR)
• Tehran-Shahryar plain
• Time lag