بررسی فرونشست ناشی از زمین‌لرزه ۸ بهمن خوی در دشت سلماس با بهره‌گیری از تکنیک تداخل سنجی راداری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد زمین شناسی دانشگاه ارومیه

2 دانشیار گروه زمین‌شناسی دانشگاه ارومیه

3 استاد گروه زمین‌شناسی دانشگاه ارومیه

چکیده

فرونشست زمین پدیده‌ای ژئومورفولوژیکی و زیست‌محیطی با پیامدهای اقتصادی و اجتماعی قابل توجه است. دشت سلماس در شمال‌غرب ایران، با سابقه افت شدید سطح آب‌های زیرزمینی و قرارگیری در پهنه لرزه‌خیز، یکی از مناطق بحرانی در زمینه فرونشست محسوب می‌شود. در این مطالعه، با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای سنتینل-۱ و تکنیک تداخل‌سنجی راداری، تغییرات سطح زمین در بازه زمانی ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۴ بررسی شد. داده‌های زمین‌شناسی، هیدرولوژیکی، خاک‌شناسی، مدل ارتفاعی رقومی، نقشه شیب و جهت شیب، کاربری زمین و اطلاعات زمین‌لرزه‌ای برای تحلیل عوامل کنترل‌کننده فرونشست مورد استفاده قرار گرفتند. یافته‌ها نشان داد که نرخ فرونشست در فصل برداشت شدید آب‌های زیرزمینی به بیشترین مقدار خود می‌رسد و در فصل سرد کاهش می‌یابد، که نقش فعالیت‌های انسانی در تغییر شکل سطح زمین را برجسته می‌کند. اما وقوع زمین‌لرزه ۸ بهمن ۱۴۰۱، علی‌رغم فصل سرد، باعث افزایش قابل توجه نرخ فرونشست به میزان 3 برابر نرخ مشابه در دوره قبل شد و تأثیر مستقیم لرزه‌ای بر رسوبات سطحی و زیرسطحی را نشان داد. مناطق کم‌شیب، با رسوبات ریزدانه و تراکم‌پذیر، حساس‌ترین نقاط شناسایی شدند و جهت شیب و گسل‌های فعال در پراکندگی فرونشست نقش داشتند. نتایج تأکید می‌کنند که در پهنه های لرزه خیز نرخ فرونشست تحت تاثیر فعالیت های لرزه ای به صورت ناگهانی می تواند افزایش یابد و مخاطرات جدی برای سازه ها و تاسیسات ایجاد نماید. لذا پایش مستمر منابع آب زیرزمینی، مدیریت برداشت‌ها می‌تواند در شناسایی مناطق آسیب‌پذیر و مدیریت ریسک ناشی از فرونشست در پهنه‌های لرزه‌خیز مؤثر باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessing Land Subsidence Triggered by the 28 January 2023 Khoy Earthquake in Salmas Plain Using InSAR

نویسندگان [English]

  • Sana Gholami 1
  • Mahdi Behyari 2
  • Ali Abedini 3
1 MSc. Student of Geology, Geology Department, Urmia University, Urmia, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology, Urmia University, Urmia, Iran
3 Professor, Department of Geology, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Land subsidence is a geomorphological and environmental phenomenon with significant economic and social consequences, driven by both natural and anthropogenic factors such as excessive groundwater extraction and seismic activity. The Salmas Plain in northwestern Iran, characterized by severe groundwater-level decline and its location within a seismically active zone, is considered a critical area affected by land subsidence. In this study, Sentinel-1 satellite data and Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) techniques were employed to investigate ground surface deformation over the period 2021–2024. Geological, hydrological, and soil datasets were integrated with a Digital Elevation Model (DEM), slope and aspect maps, land-use information, and seismic records to identify and analyze the main controlling factors of subsidence. The results indicate that subsidence rates generally reach their maximum during periods of intensive groundwater extraction and decrease during the cold season, highlighting the dominant role of human activities in surface deformation. However, the Khoy earthquake of 28 January 2023 (8 Bahman 1401), despite occurring in the cold season, resulted in a nearly threefold increase in subsidence rates, demonstrating the direct impact of seismic loading on both surficial and subsurface sediments. Low-slope areas underlain by fine-grained and highly compressible deposits were identified as the most vulnerable zones, while slope orientation and active faults significantly influenced the spatial distribution of subsidence. These findings emphasize that in seismically active regions, land subsidence rates may increase abruptly following seismic events, posing serious risks to infrastructure, and therefore, continuous groundwater monitoring, controlled extraction, and the integration of InSAR observations with hydrogeological modeling are essential for identifying vulnerable areas and mitigating subsidence-related hazards.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land subsidence
  • Earthquake
  • Interferometry
  • Salmas Plain
فرزین‌کیا، ربابه، زنگنه‌اسدی، محمدعلی، امیراحمدی، ابوالقاسم، زندی، رحمان. (1398). فعالیت‌های تکتونیکی و تأثیر آن در فرونشست زمین در حوضه آبریز دشت جوین: هیدروژئومورفولوژی. هیدروژئومورفولوژی، 6(20)، 165-185.
شفیعی، نجمه، مختاری، لیلاگلی، امیراحمدی، ابوالقاسم، زندی، رحمان. (1400). بررسی فرونشست آبخوان دشت نورآباد با استفاده از روش تداخل‌سنجی راداری. ژورنال ژئومورفولوژی و محیط‌زیست ایران، مقاله پژوهشی. https://doi.org/10.22034/gmpj.2020.106424
رجبی، معصومه، روستایی، شهرام، مطاعی، سارا. (1402). ارزیابی سری زمانی فرونشست زمین در دشت کرمانشاه با استفاده از تکنیک InSAR.  پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 55(1)، 19-37.
امیراحمدی، ابوالقاسم، شفیعی، نجمه، زندی، رحمان. (1400). تحلیل ارتباط افت سطح آب زیرزمینی و فرونشست زمین با استفاده از مدل‌های فضایی: مطالعه موردی آبخوان نورآباد ممسنی. نشریه جغرافیا و برنامه‌ریزی، 25(76)، 159-171.
Behyari, M., et al. (2018). "Structural control on the Salmas geothermal region, northwest Iran, from fractal analysis and paleostress data." Acta Geologica Sinica‐English Edition 92(5): 1728-1738. DOI: 10.1111/1755-6724.13673
Berberian, M. and J. Tchalenko (1976). "Field study and documentation of the 1930 Salmas (Shahpur-Azarbaidjan) earthquake." Geol. Surv. Iran 39: 271-342.
Dehghani, M., et al. (2009). "InSAR monitoring of progressive land subsidence in Neyshabour, northeast Iran." Geophysical Journal International 178(1): 47-56. DOI: 10.1111/j.1365-246x.2009.04135.x
Hejmanowski, R., et al. (2019). "An analysis applying InSAR of subsidence caused by nearby mining-induced earthquakes." Geosciences 9(12): 490. DOI: 10.3390/geosciences9120490
Herrera-García, G., et al. (2021). "Mapping the global threat of land subsidence." Science 371(6524): 34-36. DOI: 10.4211/hs.dc7c5bfb3a86479b889d3b30ab0e4ef7
Imakiire, T. and M. Koarai (2012). "Wide-area land subsidence caused by the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake." Soils and Foundations 52(5): 842-855. DOI: 10.1016/j.sandf.2012.11.007
Khodabandeh, A., et al. (2002). "Geological map of Iran, 1: 100,000 series sheet Salmas." Geological Survey of Iran, Tehran.
Li, X., Wang, X., and Chen, Y., 2022, InSAR atmospheric delay correction model integrated from multi-source data based on VCE: Remote Sensing, v. 14, no. 17, p. 4329.
Malik, K., et al. (2022). "Estimation of ground subsidence of New Delhi, India using PS-InSAR technique and Multi-sensor Radar data." Advances in Space Research 69(4): 1863-1882. DOI: 10.1016/j.asr.2021.08.032
Massonnet, D. and K. L. Feigl (1998). "Radar interferometry and its application to changes in the Earth's surface." Reviews of Geophysics 36(4): 441-500. DOI: 10.1029/97rg03139
Prestininzi, A. and R. Romeo (2000). "Earthquake-induced ground failures in Italy." Engineering Geology 58(3-4): 387-397. DOI: 10.1016/s0013-7952(00)00044-2
Samieie-Esfahany, S., et al. (2010). On the effect of horizontal deformation on InSAR subsidence estimates. Fringe 2009, Proceedings of the workshop held 30 November-4 December 2009, in Frascati, Italy. Edited by H. Lacoste. ESA-SP Vol. 677. ISBN: 978-92-9221-241-4, 2010, id. 39.
Sedighi, M., et al. (2010). "Subsidence detection in Salmas area using InSAR and geodetic techniques." Geospatial Eng J 1(4): 25-33.
Shahbazi, S., et al. (2022). "Constraints on the hydrogeological properties and land subsidence through GNSS and InSAR measurements and well data in Salmas plain, northwest of Urmia Lake, Iran." Hydrogeology Journal 30(2): 533-555. DOI: 10.1007/s10040-021-02416-x
Solano-Rojas, D., et al. (2020). "Remotely triggered subsidence acceleration in Mexico City induced by the September 2017 M w 7.1 Puebla and the M w 8.2 Tehuantepec September 2017 earthquakes." Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences 382: 683-687. DOI: 10.5194/piahs-382-683-2020
Taghipour, K., et al. (2018). "Evidence for distributed active strike-slip faulting in NW Iran: The Maragheh and Salmas fault zones." Tectonophysics 742: 15-33. DOI: 10.1016/j.tecto.2018.05.022
Wu, P. C., et al. (2022). "Subsidence in coastal cities throughout the world observed by InSAR." Geophysical Research Letters 49(7): e2022GL098477. DOI: 10.1029/2022gl098477
Zhang, Z., et al. (2023). "Monitoring and analysis of ground subsidence in Shanghai based on PS-InSAR and SBAS-InSAR technologies." Scientific Reports 13(1): 8031. DOI: 10.22541/au.166831755.54665841/v1.

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 10 دی 1404
  • تاریخ دریافت: 22 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری: 03 دی 1404
  • تاریخ پذیرش: 10 دی 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 10 دی 1404
  • تاریخ انتشار: 10 دی 1404