روشی جدید برای شناسایی و تعیین مناطق در معرض خطر فرونشست (مطالعۀ موردی: آبخوان دشت سلماس)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، دانشکدۀ علوم طبیعی، دانشگاه تبریز

2 دانشیار، دانشکدۀ علوم طبیعی، دانشگاه تبریز

3 استاد، دانشکدۀ علوم طبیعی، دانشگاه تبریز

4 استادیار، دانشکدۀ علوم، دانشگاه کردستان

چکیده

فرونشست زمین پدیده‏ای به‌وجودآمده از عوامل هیدرولوژیکی، هیدروژئولوژیکی و ژئوتکنیکی است که در بیشتر دشت‏های ایران مشهود است. در این پژوهش، چارچوبی جامع (GARDLIF) برای شناسایی مناطق فرونشست احتمالی در یک آبخوان معرفی شده است. برای ارزیابی روش ارائه‌شده، آبخوان دشت سلماس انتخاب شد که با بحران فرونشست زمین مواجه است. پس از تهیۀ لایه‏های رستری پارامترهای GARDLIF و رتبه‌بندی آنها، مدل‌سازی آسیب‏پذیری فرونشست در آبخوان دشت سلماس انجام شد و نقشۀ آسیب‏پذیری فرونشست به‌دست آمد. نتایج به‌دست‌آمده از مدل‌سازی کارایی زیاد روش جدید پیشنهادی را در پتانسیل‏یابی مناطق مختلف از نظر وقوع فرونشست زمین نشان می‏دهد. براساس نتایج به‌دست‌آمده بیشترین امکان وقوع فرونشست مربوط به مناطق اطراف قره‌قشلاق (شمال ‏شرق دشت سلماس) است که با نتایج مطالعات قبلی انجام‌شده مطابقت دارد. برای بررسی میزان تأثیرپذیری هریک از پارامترهای مدل GARDLIF، تحلیل حساسیت حذف نقشه اجرا شد. بیشترین تغییر در شاخص آسیب‌پذیری با حذف پارامترهای پمپاژ (D) و کاربری اراضی (L) با میانگین تغییرات به‏ترتیب 62/1 و 5/1 درصد اتفاق می‏افتد. پارامترهای محیط آبخوان (G) و ضخامت آبخوان (I) نیز به‏علت رتبه‏های زیاد آنها در قسمت بزرگ آبخوان حساسیت و تغییر‏پذیری زیادی دارند. کم‌اثرترین پارامتر، فاصله از گسل (F) با میانگین شاخص تغییر‏پذیری 4/0 درصد است. با به‌کارگیری روش پیشنهادی در این تحقیق، می‏توان مناطق مستعدتر از نظر فرونشست زمین را شناسایی کرد تا با مدیریت صحیح از وقوع فرونشست زمین و تأثیرات مخرب آن جلوگیری شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A new approach to determine probable land subsidence areas (Case study: The Salmas plain aquifer)

نویسندگان [English]

  • Keyvan Naderi 1
  • Ata Allah Nadiri 2
  • Asghar Asghari Moghaddam 3
  • Mehdi Kord 4
1 Earth science department, faculty of natural science, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Assistant Professor of Natural Faculty, University of Tabriz
3 Geology department, faculty of natural science, university of Tabriz, Tabriz, Iran
4 Earth Science, faculty of natural science, university of Kurdistan, Sanandej, Iran
چکیده [English]

This research introduces a general framework (GARDLIF) for evaluate land subsidence potential of any area in the aquifers. This methodology evaluated in the Salmas aquifer. In the first, raster layers of the GARDLIF factors were prepared. Then, the layers were reclassified based on the GARDLIF framework criteria and modeling was carried out. The land Subsidence vulnerability map of the Salmas aquifer shows that the most land subsidence potential is related to the north-east of aquifer (Gharagheshlagh) which was consistent with the results of prior studies. In order to assessment the effectiveness of each factors in output layer, map removal sensitivity analysis was performed. The most changes in vulnerability index are associated with remove of the discharge (D) and land use (L) maps that average changes are 1.62 and 1.5, respectively. Due to high rating of aquifer media (A) and impact of aquifer thickness (I) in most parts of the aquifer, vulnerability index extensively changes by remove A and I factors. Based on sensitivity analysis, the least important factor is the Distance of fault (F) that its average variability index is 0.4%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aquifer
  • Land Subsidence
  • Salmas plain
  • GARDLIF
Alkhamis R, Kariminasab S, Aryana F. Investigating the effect of land subsidence due to groundwater discharge on well casing damage. Journal of water. 2006; 60: 77-87 (Persian).

[2]. Handbook SE. Subsidence engineering. National Coal Board. Production department. London; 1975.

[3]. Trinh MT, Fredlund DG. Modeling subsidence due to ground water extraction in the Hannoi city area. journal of geology technology. 2000; 37: 621-637.

[4]. Pacheco J, Arzate J, Rojas E, Arroyo M, Yutsis V, Ochoa G, Delimitation of ground failure zones due to land subsidence using gravity data and finite element modeling in the Queretaro valley, Mexico. Journal of engineering geology. 2006;16: 143-160.

[5]. Larson KJ, Basagaoglu H, Marino MA. prediction of optimal safe ground water yield and land subsidence in the Los Banos-Kettleman city area, California, using a calibrated numerical simulation model. Journal of hydrology. 2001; 242: 79-102.

[6]. Lashkaripour GR, Ghafoori M, Rostami Barani HR. An investigation on the mechanism of earth-fissure and land subsidence in the western part of Kashmar plain. Geological Studies. 2009; 1(1): 95-111.

[7]. Moghtased-Azar K, Mirzaei A, Nankali HR, Tavakoli F. Investigation of correlation of the variations in land subsidence (detected by continuous GPS measurement) and methodological data in the surrounding areas of Lake Urmia. Nonlinear Processes in Geophysics. 2012; 19:675-683.

[8]. Sedighi M, Arabi S, Nankali HR, Amighpey M, Tavakoli F, Soltanpour A, et al. Subsidence detection using In-SAR and Geodetic measurement in the Nourth-west of Iran. Fringe 2009 Workshop, ESA communication, ESRIN, Frascati, Italy.

[9]. Hafezimoghadas N. Ghafoori M. Enviromental Geology. 1nd ed. Shahrood: Shahrood University of Technology Press, Iran; 2007 (Persian).

[10]. Bouwer H. Groundwater Hydrology. translated by: Lotfi-Sadigh A. 13. Tabriz: Sahand University of Technology Press; 1993 (Persian).

[11]. Alizadeh A. Principles of applied hydrology. 9nd ed. 35. Mashhad, Iran: Imam Reza university Press; 1996 (Persian).

[12]. Poland JF, Davis GH. Land subsidence due to withdrawn of fluids. Engineering Geology. 1969; 2:187-269

[13]. Scanlon B, Healy R, Cook P. Choosing Appropriate Techniques for Quantifying Groundwater Recharge. Journal of Hydrology. 2002; 10(1): 18-39.

[14]. Rosen L. A study of the DRASTIC methodology with emphasis on Swedish conditions. Ground Water. 1994;32(2):278.

[15]. Babiker IS, Mohamed MA, Hiyama T, Kato K. A GIS-based DRASTIC model for assessing aquifer vulnerability in Kakamigahara Heights, Gifu Prefecture, central Japan. Science of the Total Environment. 2005; 345(1):127-40.