بررسی عوامل موثر جغرافیایی بر فرونشست شهر مشهد با استفاده از مدل OLS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه حکیم سبزواری ، سبزوار، ایران

2 استادیار گروه جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری ، دانشگاه حکیم سبزواری ، سبزوار، ایران

3 دانشگاه حکیم سبزواری دانشکده جغرافیا و علوم محیطی گروه سنجش از دور و GIS

10.22034/rsgi.2025.63505.1099

چکیده

پدیدۀ فرونشست سطح زمین یکی از مهم‌ترین مخاطرات محیطی است که امروزه بسیاری از دشت‌های کشور را تحت‌تأثیر قرار داده است. هدف این پژوهش پیش بینی میزان فرونشست زمین در شهر مشهد است به منظور دست یابی به این هدف از تکنیک تداخل سنجی راداری روش (D-insar) استفاده گردیده است. داده های ماهواره ای سنتینل1 در محیط نرم افزار Snap8.1 انجام شد. همچنین با استفاده از مدل Olsتحلیل فضایی عوامل های مؤثر بر فرونشست انجام پذیرفت. در این پژوهش سعی شده است، تحلیل فضایی فرونشست شهر مشهد و تعیین میزان و روند گسترش آن طی یک دورۀ زمانی3 ماهه در سال 2022 انجام شود. عوامل مؤثر فرونشست در این پژوهش شامل کاربری زمین، فاصله ازگسل، تغییرات سطح آب زیرزمینی، فاصله از رودخانه، طبقه ارتفاعی، شیب و خاک هستند. نتایج حاصل از این روش نشان‌دهندۀ آن است که نرخ فرونشست در شهر مشهد به‌طور فزاینده‌ای در حال افزایش است. علاوه بر آن طی این مدت بر وسعت این مناطق افزوده شده و روند گسترش به ‌سمت مناطق غرب در حرکت است. همچنین نتایج نشان می دهد که بیشترین‌ میزان فرونشست‌ در بخش‌ های غرب و شمال غربی بصورت پراکنده اتفاق افتاده است‌. مقایسه‌ مکانی‌ فرونشست‌ با میزان سطح‌ آب زیرزمینی نشان داد که‌ برای پیش‌ بینی‌ فرونشست‌، باید نقش‌ و تاثیر دیگر عوامل‌ کنترل کننده فرونشست‌ بدست‌ آید. باتوجه به مدل ols که sig ارتباط معناداری بین7 عوامل مؤثر نشان می دهد بیشترین عامل تاثیرگذار در فرونشست سطح آب زیر زمینی بوده و کمترین عامل تاثیرگذار، شیب بوده است.

تازه های تحقیق

فرونشست زمین یک پدیده گسترده در پهنه جهان و ایران می باشد. این پدیده با توجه به استخراج بی رویه ی منابع آب زیر زمینی به وفور مشاهده می شود. در این پژوهش نتایج حاصل از محاسبه نرخ فرونشست با روش تداخل سنجی راداری نشان داد که طی بازه زمانی 3 ماهه 2022 به طور میانگین حدود 3 سانتی متر نشست در سطح شهر رخ داده است که در بخش شمال غرب آبخوان خطر پذیری بیشتری رخ داده که این میزان بین 4 تا5 سانتی متر است. در این منطقه به علت نیازهای آبی جامعه سکونتگاهی، ساخت و ساز و همچنین تأمین نیاز آبی و دست اندازی به منابع آبی، قنوات بسیار بوده و برداشت آب زیرزمینی بیش از حد است، احتمال آسیب به لوله های آب و گاز، استخراج بی اندازه و غیرقانونی از منابع آب زیرزمینی بر همین اساس مقدار پایین رفتن سطح آب زیاد بوده است و کمترین میزان خطر پذیری که حدوداً می باشد مربوط به محدوده جنوب شرقی و شمال شرق و محدوده ناچیزی را در جنوب غربی شامل می شود. نتایج حاصل از اجرای مدل  OLSجهت شناسایی بیشترین عامل تاثیر گذار مؤثر با استفاده از 7 پارامتر که شامل خاک، شیب، کاربری زمین، ارتفاع، فاصله از رودخانه و گسل و سطح آب زیرزمینی می باشد، نشان داد که بیشترین ارزش با ضریب معناداری 0005/0 ، مربوط به سطح آب زیرزمینی و کم اثر ترین عامل مربوط به شیب حدود 6/0می باشد همچنین بیشترین ضریب همبستگی در رتبه اول مربوط به سطح آب زیرزمینی 0.8 ودر رتبه دوم فاصله از گسل0.78 و ضعیف ترین ضریب همبستگی به شیب با 0.25 اختصاص پیدا کرد. از این رو، پهنه بندی فرونشست نشان داد بیشترین میزان فرونشست در بخش غرب و شمال غرب حدود 83 کیلومتر مربع از کل مساحت 351 کیلومتر مربع شهر مشهد را در بر می گیرد. با توجه به اینکه علت مهم و اساسی فرونشست شهر مشهد، استفاده بی رویه از آب زیرزمینی و سطح آب زیر زمینی می باشد بنابراین باید مدیریت صحیح از سوی سازمان های ذیربط برای میزان برداشت از آب­های زیر زمینی صورت گیرد.

از مقایسه نتایج این پژوهش با پژوهش های مشابه در ایران و دنیا به این نتیجه می رسیم که اغلب دشت ها و شهرهای ایران از جمله دشت یزد – اردکان و شهر مشهد هم مانند مابقی مناطق جهان از جمله دره اگواسکالینتس مکزیک و شهر موریسا در اسپانیا برای محاسبه فرونشست از روش تداخل سنجی راداری استفاده کردند که به نتایج مشابهی دست یافتند که واقعه فرونشست به علت برداشت بی رویه از سطح آبهای زیرزمینی می باشد. در این پژوهش علاوه بر تداخل سنجی راداری(Dinsar) از مدل ols جهت شناسایی هر چه بهتر عوامل تاثیرگذار در فرونشست شهر مشهد به کار برده شده که در موارد فوق استفاده نشده است. در ضمن روش ما با روش­های شهبازی و پور خسروانی، لشکری و همکاران، حقیقت مهر و همکاران تفاوت دارد زیرا این افراد برای ارزیابی فرونشست از ایستگاه های جی پی اس استفاده کردند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the effective geographic factors on the subsidence of Mashhad using the model ols

نویسندگان [English]

  • Faezeh Noroozi Moghadam 1
  • Hadi Soleimani Moghadam 2
  • Elahe Akbari 3

1 MSc of geography and urban planning, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

2 Assistant Professor of Geography & Urban Planning, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran. h.soleymani@hsu.ac.ir

3 Department of remote sensing and Geographic Information System, Faculty of Geography and Environmental Science, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran.

چکیده [English]

The purpose of this research is to predict the amount of ground subsidence in Mashhad city. In order to achieve this goal, the D-insar technique of radar interferometry has been used. Sentinel 1 satellite data was done in the Snap8.1 software environment. Also, using the Ols model, the spatial analysis of factors affecting subsidence was done. In this research, an attempt has been made to carry out a spatial analysis of the subsidence of the city of Mashhad and to determine the extent and trend of its expansion during a period of 3 months in 2022. The effective factors of subsidence in this research include land use, distance from the fault, changes in the underground water level, distance from the river, elevation, slope and soil. The results of this method show that the rate of subsidence in Mashhad is increasing. In addition, during this period, the size of these areas has increased and the process of expansion towards the western areas is moving. Also, the results show that the highest amount of subsidence happened in the western and northwestern parts. The spatial comparison of subsidence with the level of underground water showed that in order to predict subsidence, the role and effect of other factors controlling subsidence should be obtained. According to the ols model, which sig shows a significant relationship between 7 effective factors, the most influential factor in the subsidence of the underground water level and the least influential factor of the subsidence was the slope

کلیدواژه‌ها [English]

  • subsidence
  • Mashhad city
  • geographical factors
  • ordinary square regression

هدف: پدیدۀ فرونشست سطح زمین یکی از مهم‌ترین مخاطرات محیطی است که امروزه بسیاری از دشت‌های کشور را تحت‌تأثیر قرار داده است. هدف این پژوهش پیش بینی میزان فرونشست زمین در شهر مشهد است.

روش پژوهش: به منظور دست­یابی به این هدف از تکنیک تداخل­سنجی راداری روش (D-InSAR) استفاده گردیده است. داده­های ماهواره­ای سنتینل ۱ در محیط نرم افزار Snap8.1  انجام شد. همچنین با استفاده از مدل OLS تحلیل فضایی عوامل مؤثر بر فرونشست انجام پذیرفت. در این پژوهش سعی شده است، تحلیل فضایی فرونشست شهر مشهد و تعیین میزان و روند گسترش آن طی یک دورۀ زمانی ۳ ماهه در سال ۲۰۲۲ انجام شود. عوامل مؤثر فرونشست در این پژوهش شامل کاربری زمین، فاصله ازگسل، تغییرات سطح آب زیرزمینی، فاصله از رودخانه، طبقه ارتفاعی، شیب و خاک هستند.

نتایج: نتایج حاصل از این روش نشان‌دهندۀ آن است که نرخ فرونشست در شهر مشهد به‌طور فزاینده‌ای در حال افزایش است. علاوه بر آن طی این مدت بر وسعت این مناطق افزوده شده و روند گسترش به ‌سمت مناطق غرب در حرکت است. همچنین نتایج نشان می دهد که بیشترین‌ میزان فرونشست‌ در بخش‌ های غرب و شمال غربی بصورت پراکنده اتفاق افتاده است‌. مقایسه‌ مکانی‌ فرونشست‌ با میزان سطح‌ آب زیرزمینی نشان داد که‌ برای پیش‌ بینی‌ فرونشست‌، باید نقش‌ و تاثیر دیگر عوامل‌ کنترل کننده فرونشست‌ بدست‌ آید. باتوجه به مدل OLS که sig ارتباط معناداری بین ۷ عوامل مؤثر نشان می دهد بیشترین عامل تاثیرگذار در فرونشست سطح آب زیر زمینی بوده و کمترین عامل تاثیرگذار، شیب بوده است.

نتیجه­ گیری: واقعه فرونشست به علت برداشت بی رویه از سطح آبهای زیرزمینی در اغلب دشت­ها و شهرهای ایران نظیر شهر مشهد می­باشد. با توجه به اینکه علت مهم و اساسی فرونشست شهر مشهد، استفاده بی رویه از آب زیرزمینی و سطح آب زیر زمینی می باشد بنابراین باید مدیریت صحیح از سوی سازمان های ذیربط برای میزان برداشت از آب های زیر زمینی صورت گیرد.

جنت، کبری، قاضی فرد، علی، روستایی، مه آسا، (1388)، پایش فرونشست زمین در دشت گلپایگان با استفاده از روش تداخل سنجی راداری و شکاف سنج، ششمین کنفرانس زمین شناسی و مهندسی و محیط زیست ایران، مهر88، دانشگاه تربیت مدرس.
خرمی، محمد، مقصودی، یاسر، ابریشمی، سعید، (1398)، تعیین فرونشست شهر مشهد به روش تداخل سنجی راداری پراکنشگر دائمی، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، دوره 51 شماره 6 ، 1398. .10.22060/ceej.2018.14300.5617
شفیعی، نجمه، گلی مختاری، لیلا، امیراحمدی، ابوالقاسم، زندی، رحمان، (1398)، بررسی فرونشست آبخوان دشت نورآباد با استفاده از روش تداخل سنجی راداری(منطقه مورد مطالعه :دشت نورآباد). پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی. (۴)۸. صص ۱۱۱-۹۳.  10.22034/gmpj.2020.106424.
صالحی متعهد، فهیمه، حافظی مقدس، ناصر، لشکری پور، غلامرضا، (1398)، ارزیابی فرونشست زمین به کمک تلفیق روش تداخل سنجی راداری و اندازه گیری های میدانی وبررسی دلایل و اثرات آن بر شهر مشهد، نشریۀ زمین شناسی مهندسی، جلد سیزدهم، شمارۀ 3 پاییز ، صص 463-435.  Doi: 10.18869/acadpub.jeg.13.3.435.
صالحی، رضا، غفوری، محمد، لشکری پور، دهقانی، مریم، (1391)، بررسی فرونشست دشت مهیار جنوبی با استفاده از مدل تداخل ستجی راداری، فصلنامه مهندسی آبیاری و آب، سال سوم،  شماره11،صص 47-57.
نصیری خانقاه، علیرضا، شریفان عطار، رضا، (1398)، کاربرد تداخل سنجی رادار در مطالعه فرونشست، انتشارات الینوس.
دوره 5، شماره 14
فروردین 1404
صفحه 37-21
  • تاریخ دریافت: 23 شهریور 1403
  • تاریخ بازنگری: 19 بهمن 1403
  • تاریخ پذیرش: 30 بهمن 1403