فهرست مطالب

جغرافیا و مخاطرات محیطی - پیاپی 44 (زمستان 1401)

نشریه جغرافیا و مخاطرات محیطی
پیاپی 44 (زمستان 1401)

  • ویژه نامه (چالش جهانی فرونشست زمین: مدیریت بحران یا بحران مدیریت)
  • تاریخ انتشار: 1401/11/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سعید نصیری زارع*، امیر کرم صفحات 1-19
    یکی از مخاطراتی که در سال های اخیر در بسیاری از مناطق رخ داده، مخاطرات ناشی از فرونشست است. فرونشست زمین در مقایسه با دیگر مخاطرات، خسارات جانی کمتری دارد و پیامدهای سوء برجای مانده از آن به طور مستقیم بر توسعه انسانی، صنعتی، کشاورزی و عمرانی تاثیرگذار خواهد بود. اهمیت نگرش به این مساله با دانستن این نکته که بیشترین عوارض زیان بار ناشی از آن جبران ناپذیر است، مشخص می گردد. این تحقیق، علی رغم تحقیقات فرونشست زمین در کشورمان، رویکردی متفاوت نسبت به موضوع مورد نظر داشته، در چارچوب تحقیقات علم سنجی به ارایه شناخت جامع از تحقیقات جهانی در موضوع مورد نظر پرداخته است. جمع آوری اطلاعات به صورت اسنادی و از پایگاه علمی اسکوپوس (2022- 1965) به دست آمد. بیشترین تحقیقات علمی در موضوع فرونشست زمین برای کشورهای آمریکا و چین بوده و کشورمان نیز تحقیقات قابل توجهی انجام داده است. مهم ترین عوامل تشدیدکننده برای وقوع مخاطره شامل بهره برداری از آب های زیرزمینی و برداشت مواد معدنی بوده که در بیشتر تحقیقات بدان تاکید شده است. در سوی دیگر پیدایش فناوری های علمی نیز در طول سال های گذشته، ابعاد گسترده تری در تحقیقات فرونشست زمین پیدا کرده که اکنون استفاده از آن بیشتر برای پیش بینی مخاطره بوده است. به طورکلی تمرکز بیشتر تحقیقات در مخاطره فرونشست زمین بر روی استفاده از روش ها و مدل ها بوده و در تحقیقات تاثیر و پیامدهای آن بر جنبه های زندگی انسان ها مورد توجه قرار نگرفته است. تردیدی نیست انجام این تحقیقات می تواند به کاهش و مدیریت پیامدهای منفی فرونشست زمین کمک نماید.
    کلیدواژگان: بررسی علم، علم سنجی، مخاطرات طبیعی، فرونشست زمین
  • شهرام روستایی، سمیرا نجف وند* صفحات 21-42

    در این تحقیق برای اولین بار به منظور خودکار سازی فرآیند پردازش و تحلیل فرونشست دشت مرند از تصاویر ماهواره ای راداری سنتینل-1 توسط پکیج SNAP2StaMPS استفاده شده است. در سال های اخیر توسعه ناهمگون اراضی کشاورزی و برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی دشت مرند در استان آذربایجان شرقی موجب بروز پدید فرونشست زمین در سطح این دشت شده است. لوله زایی میله چاه های منطقه، شکاف های افقی در سطح این دشت، حکایت از رخداد فرونشست سطح زمین دارد. در این تحقیق برای تعیین نرخ جابجایی در جهت خط دید ماهواره، از الگوریتم پردازشی تداخل سنجی خودکار بین نرم افزار SNAP و StaMPS استفاده شد. نتایج فن تداخل سنجی PSI بروی 133 تصویر سنتینل-1 در مدار Descending ماهواره Sentinel-1، حاکی از نرخ جابجایی سالانه زمین برای دشت مرند از سال های 2016، 2017، 2018، 2019 و 2020 به ترتیب 7/13-، 12-، 2/15-،3/12 - و 1/13 سانتی متر دارد. جهت صحت سنجی نتایج، مقایسه میزان فرونشست حاصل از پردازش تداخل سنجی با میزان افت سطح آب های زیرزمینی در محدوده مطالعاتی از طریق روش تحلیل هیدروگراف واحد انجام شد. نتایج نشان می دهد که میزان افت سطح آب و نتایج حاصل از تحلیل هیدروگراف چاه های مشاهده ای منطقه، با نتایج حاصل نقشه های سری زمانی حاصل از تداخل سنجی تطابق دارند؛ بنابراین، از روش خودکار ارایه شده در این پژوهش می توان جهت پایش فرونشست زمین استفاده کرد.

    کلیدواژگان: : فرونشست زمین، روش تداخل سنجی راداری (PSI)، دشت مرند، الگوریتم خودکار snap2stamps
  • موسی عابدینی*، لیلا آقایاری، صیاد اصغری صفحات 43-68

    یکی از مخاطرات پیشروی دشت های کشور، مخاطره فرونشست است. پدیده فرونشست زمین به دلایل مختلف ازجمله برداشت بیش ازحد منابع آب زیرزمینی و تغییرات جوی سبب بروز مشکلات و معضلات فراوان در زمین های کشاورزی، جاده ها، خطوط انتقال نیرو و انرژی شده است؛ ازاین رو پرداختن به علل و عوامل تاثیرگذار جهت کنترل و مدیریت خطر دارای اهمیت است. دشت اردبیل نیز به خاطر تغییرات اقلیمی و افت سطح آب های زیرزمینی در سال های اخیر یکی از مناطق مستعد جهت مخاطره فرونشست است. هدف تحقیق حاضر، پهنه بندی خطر فرونشست در این دشت است. در این مطالعه ابتدا، عوامل موثر جهت ایجاد فرونشست در دشت اردبیل (شیب، کاربری اراضی، لیتولوژی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، افت سطح آب، فاصله ازشهر و روستا)، شناسایی شدند و سپس نسبت به تهیه لایه های اطلاعاتی در سامانه اطلاعات جغرافیایی اقدام گردید. در مرحله بعد وزن دهی عوامل موردبررسی، با استفاده از روش ANP و در محیط نرم افزار Super Decision انجام گردید و تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از روش MABAC به عنوان یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره، انجام شد. درنهایت، نقشه حاصله در پنج رده با خطر بسیار کم تا خطر بسیار زیاد طبقه بندی گردید. با توجه به نتایج مطالعه، عوامل افت سطح آب، فاصله از رودخانه و لیتولوژی بیشترین ضریب وزنی را به خود اختصاص دادند. همچنین، نتایج مطالعه نشان داد؛ به ترتیب 29/244 و 59/370 کیلومتر مربع از مساحت این دشت، در طبقات بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارند. درنهایت می توان اظهار داشت، نظر به توان بالای دشت اردبیل، از لحاظ رخداد فرونشست، بایستی اقدامات حفاظتی، مدیریتی در سطح دشت اردبیل مورد توجه مسیولان و دستگاه های ذیربط قرار گیرد.

    کلیدواژگان: مخاطرات، پدیده فرونشست، MCDM، دشت اردبیل
  • نرگس سقازاده، هدی قاسمیه*، ابراهیم امیدوار، یاسر مقصودی صفحات 69-98
    فرونشست زمین یکی از مهم ترین مشکلات محیط زیستی است که بر کشاورزی و زیرساخت های شهری تاثیر می گذارد. لذا به منظور برنامه ریزی برای کاهش خطرات ناشی از فرونشست، شناسایی مناطق پرخطر و مستعد وقوع این پدیده در دشت های مختلف ایران ضروری است. هدف اصلی این تحقیق، حساسیت پذیری فرونشست زمین در آبخوان کاشان با استفاده از روش های دمپستر- شفر، وزن دهی شواهد، آنتروپی شانون و نسبت فراوانی است. برای انجام این تحقیق از 14 عامل موثر بر وقوع فرونشست شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنای سطح، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، فاصله از جاده، لیتولوژی، کاربری اراضی، انحنای طولی و عرضی، تغییرات سطح ایستابی، فاصله از معدن و تراکم چاه در سطح آبخوان استفاده شد. آنگاه پس از تعیین 108 موقعیت فرونشست و نیز 108 موقعیت عدم فرونشست در سطح آبخوان، این نقاط به صورت تصادفی و به نسبت 30 و 70 درصد به ترتیب به عنوان داده های اعتبارسنجی و داده های آزمون طبقه بندی شدند و برای ارزیابی هرکدام از مدل ها از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین روش های مورداستفاده بر اساس منحنی ROC و میزان AUC، روش نسبت فراوانی (آموزش: 84/0 و اعتبارسنجی: 89/0) بهترین عملکرد را داشته است و به عنوان بهترین روش پیش بینی مناطق دارای حساسیت فرونشست در منطقه مطالعاتی معرفی می شود. روش های آنتروپی شانون، دمپستر- شفر و وزن دهی شواهد نیز به ترتیب در رتبه های بعدی قرار گرفتند. نتایج این تحقیق برای کاهش خسارات ناشی از وقوع فرونشست زمین و تعیین مناطق بالقوه فرونشست، قابل استفاده برای مدیران استانی خواهد بود.
    کلیدواژگان: آب زیرزمینی، دشت کاشان، روش های دومتغیره، فرونشست، یادگیری ماشینی
  • سید رضا حسین زاده*، ابراهیم اکبری، مهدی جوانشیری، زینت محمدپورسنگانی صفحات 99-126

    فرونشست زمین یکی از مخاطرات مهم ژیومورفیک است که دارای حرکتی کند بوده و در بلندمدت آثار مخربی برجای می گذارد. در این تحقیق به منظور تحلیل فضایی میزان جابجایی از داده های سنتینل A1 در بازه زمانی 3 ساله (2020- 2017) و روش تداخل سنجی راداری و نرم افزار (SNAP)، تغییرات سطح زمین را در بازه زمانی مذکور استخراج کرده ایم. همچنین مشاهدات میدانی برای صحت سنجی و بررسی نتایج تحقیق صورت گرفت. نتایج نشان داد که میزان فرونشست زمین از سال 2017 تا سال 2020 افزایش داشته است؛ به طوری که از 2.6 سانتی متر در سال 2017 به 7.8 سانتی متر در سال 2020 رسیده است. همچنین هیدروگراف معرف آب زیرزمینی در دشت مرکزی قاین نیز افت محسوسی داشته است؛ به طوری که میزان افت تراز آب در سطح دشت حدود 1.30 متر در طول 5 سال (از سال 2014 تا مارس 2020) بوده است؛ یعنی حدودا سالی 26 سانتی متر افت سطح آب های زیرزمینی را داشته ایم. ضمن اینکه تحلیل خودهمبستگی فضایی و شاخص موران (0.984)، خوشه ای بودن رخداد فرونشست تحت تاثیر تغییرات سطح آب در منطقه موردمطالعه را تایید کرد. نتایج همبستگی نیز نشان داد که بین عامل تغییرات تراز سطح آب و نرخ فرونشست زمین، همبستگی کمی وجود داشته (p= -0.138) که این ارتباط غیرمستقیم است؛ یعنی هر چه میزان برداشت آب زیرزمینی بیشتر باشد (یا سطح تراز آب کمتر شود)، میزان فرونشست نیز بیشتر می شود؛ اما با توجه به سطح معناداری (sig= 0.585) این ارتباط معنادار نیست.

    کلیدواژگان: ژئومورفیک، سطح تراز آب زیرزمینی، تداخل سنجی، SNAP، قاین
  • شبنم مهرنور، مریم رباطی*، میرمسعود خیرخواه زرکش، فروغ فرساد، شهرام بیک پور صفحات 127-148
    وقوع پدیده فرونشست زمین و خطرات احتمالی آن در دشت های ایران به علت بروز بحران آب و خشکسالی، طی سالیان اخیر رشد چشمگیری داشته است. در این مطالعه به پهنه بندی خطر وقوع فرونشست در دشت هشتگرد پرداخته و نوزده معیار شامل میزان افت آب زیرزمینی، برداشت آب زیرزمینی، ضخامت آبخوان، ضخامت آبرفت، تغذیه آبخوان، تراکم چاه ها، تراکم زهکشی، عمق سطح آب زیرزمینی، نوع سازند زمین شناسی، عمق سنگ بستر، متوسط بارش سالانه، متوسط دمای سالانه، نوع اقلیم سرزمین، کاربری کشاورزی، کاربری شهری، کاربری صنعتی، فاصله از آبراهه ، فاصله از جاده و فاصله از گسل به عنوان عوامل موثر بر وقوع فرونشست منطقه انتخاب شدند. لایه های مذکور در سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه، بر اساس مدل بهترین- بدترین (BWM) وزن دهی و با استفاده از شاخص هم پوشانی وزین (WIO) ادغام شدند. نتایج روش BWM نشان داد عوامل برداشت از آب زیرزمینی (219/0)، نوع سازند زمین شناسی (157/0)، افت سطح آب زیرزمینی (079/0) و عمق آب زیرزمینی (078/0) اهمیت بیشتری بر پتانسیل خطر فرونشست در منطقه موردمطالعه دارند. همچنین به منظور ارزیابی نتایج این مدل از منحنی (ROC) استفاده شد که دارای دقتی معادل 90 درصد است. نتایج نشان داد که 66/10، 51/38، 49/31، 66/11 و 69/7 درصد از مساحت دشت هشتگرد به ترتیب به طبقه خطر خیلی کم ، کم، متوسط، پرخطر و خیلی پرخطر اختصاص یافته است که بر این اساس مناطقی با احتمال فرونشست زیاد در نیمه مرکزی دشت هشتگرد قرار دارند که مستلزم ارزیابی، نظارت و پایش مستمر عوامل موثر در وقوع پدیده فرونشست توسط مدیران و برنامه ریزان شهری است.
    کلیدواژگان: فرونشست زمین، تغذیه آبخوان، دشت هشتگرد، مدل BWM
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، الناز پیروزی، لیلا آقایاری صفحات 149-172
    یکی از مخاطرات پیش روی دشت های کشور، مخاطره فرونشست است که سبب بروز مشکلات و معضلات فراوان در زمین های کشاورزی، جاده ها، خطوط انتقال نیرو و انرژی می گردد. دشت سراب نیز در طی سال های اخیر با افت شدید سطح آب زیرزمینی مواجه بوده که این عامل سبب گردیده تا این منطقه در معرض وقوع مخاطره فرونشست قرار گیرد. هدف این پژوهش بررسی و تحلیل مهم ترین عوامل دخیل در ایجاد خطر فرونشست دشت سراب و مشخص کردن سطوح مستعد که احتمالا در آینده درگیر فرونشست خواهند شد، با بهره گیری از الگوریتم های چند معیاره MARCOS و CODAS است. با توجه به نتایج حاصل از پهنه بندی خطر فرونشست؛ معیار های عمق آب، کاربری اراضی و شیب؛ به ترتیب با ضریب وزنی 194/0، 171/0 و 159/0، مهم ترین عوامل دخیل در ایجاد خطر فرونشست محدوده مطالعاتی می باشند. با توجه به خروجی حاصل از روش MARCOS، به ترتیب؛ 50/167 و 09/276 کیلومتر مربع از مساحت دشت سراب و طبق نتایج حاصل از به کارگیری روش CODAS، 13/187 و 03/279 کیلومتر مربع از مساحت محدوده، در طبقه پرخطر و بحرانی قرار دارد. به علاوه، نقشه مستخرج از الگوریتمMARCOS و CODAS با عمق سطح آب چاه ها به ترتیب؛ دارای مقدار ضریب همبستگی 77/ و 81/0 می باشند و بین خروجی هر دو روش با نقشه سطح آب همبستگی دیده می شود. به نظر می رسد، نتایج حاصل از مطالعه حاضر، می تواند به مدیران سازمانی و برنامه ریزان منابع اراضی و خاک، در زمینه حفاظت و مدیریت منابع آبی و مخاطرات طبیعی و جلوگیری از تخریب سرزمین کمک شایانی نماید.
    کلیدواژگان: فرونشست، پهنه بندی، دشت سراب، الگوریتم های تحلیل چند معیاره
  • زهرا آزرم، حمید مهرابی*، سعید نادی صفحات 173-192
    فرونشست زمین یکی از مخاطرات طبیعی است که به صورت تدریجی اتفاق می افتد، این پدیده در اکثر مناطق ایران به وضعیت بحرانی رسیده است. عوامل تاثیرگذار بر فرونشست شامل تغییرات سطح آب زیرزمینی، جنس خاک، عمق بستر سنگی و... است. برای جلوگیری از پیشروی فرونشست باید علل رخداد آن بررسی شود تا با توجه به ویژگی های هر منطقه تصمیم گیری ها مبتنی بر واقعیت باشد. افت سطح آب زیرزمینی یکی از عوامل مهم موثر بر فرونشست است ولی به دلیل پیچیدگی ارتباط فرونشست با عوامل تاثیرگذار دیگر، نمی توان به صورت عام یک رابطه خطی مستقیم بین تغییرات سطح آب زیرزمینی و فرونشست در نظر گرفت. این تحقیق با هدف بررسی رابطه بین فرونشست و تغییرات سطح آب زیرزمینی به بررسی همبستگی بین دو پارامتر مذکور در بازه زمانی 1393 تا 1397 در منطقه اصفهان پرداخته است. در این راستا سری زمانی تداخل سنجی راداری و سری زمانی سطح آب چاه های پیزومتری در منطقه اصفهان موردبررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهد، در 12% از چاه ها، عدم همبستگی ، در 9% همبستگی ضعیف و مثبت، در 12% همبستگی متوسط و مثبت، در 48% همبستگی قوی و مثبت، در 6 % همبستگی ضعیف و منفی، در 4% همبستگی متوسط و منفی و در 9% همبستگی قوی و منفی بین میزبان فرونشست و افت سطح آب زیرزمینی وجود دارد. مقادیر همبستگی پیچیدگی ارتباط میزان فرونشست و افت سطح آب را نشان می دهد. پیچیدگی ارتباط میزان فرونشست و عوامل ایجاد آن، نشان دهنده لزوم انجام بررسی های دقیق تر و ارایه مدل های جامع تر است.
    کلیدواژگان: فرونشست، تداخل سنجی راداری، تحلیل سری زمانی، سطح آب زیرزمینی، چاه های پیزومتری
  • رامین رضایی شهابی*، علیرضا عرب، حسن احمدی، امیر پیشوا، محمد اقبال شه بخش موسی زهی صفحات 193-219
    به دلیل برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در نیم قرن اخیر تراز آب سفره های زیرزمینی در اغلب دشت های کشور به شدت کاهش پیدا کرده است. افت شدید تراز آب سفره های زیرزمینی عامل اصلی پدیده فرونشست زمین در ایران است. فرونشست زمین پتانسیل ایجاد یک فاجعه عظیم انسانی را دارد و در صورت وقوع آن، زمین های کشاورزی، بافت شهرها، شریان های حیاتی و بسیاری از جنبه های زیست محیطی را در معرض آسیب پذیری شدید قرار خواهد داد. درگیر شدن دشت جنوب غرب تهران با مساله فرونشست زمین ایده اولیه پژوهش حاضر بوده است. در این پژوهش، آسیب پذیری بافت شهری منطقه 18 شهر تهران تحت تاثیر فرونشست زمین مورد ارزیابی قرار گرفته است که در قالب مطالعات فضایی مکانی و با اجرای مدل تحلیلی در سه گام انجام شده است. در گام اول، شناسایی و دسته بندی شاخص های آسیب پذیری بافت شهری تحت تاثیر فرونشست زمین بر اساس سه معیار کالبدی و جمعیتی، دسترسی و همجواری با مراکز ریسک بالا صورت گرفت و در گام دوم، با استفاده از ابزار پرسشنامه و نظرسنجی کارشناسی، اولویت های آسیب پذیری بافت شهری در ارتباط با فرونشست زمین مشخص گردید و بر پایه فرآیند تحلیل شبکه ای، تعیین وزن هر یک از معیارها انجام گرفت. درنهایت، در گام سوم وزن حاصل از مدل ANP، در محیط نرم افزار ArcGIS بر لایه های مکانی منطقه اعمال شد. نتایج اجرای مدل نشان داد که درصد بالایی از اراضی ساخته شده منطقه 18 دارای ویژگی هایی نظیر بافت فرسوده، بناهایی با مقاومت سازه ای پایین، کیفیت ساخت بسیار پایین بناها، تراکم بالای جمعیتی و ساختمانی بوده و مستعد آسیب پذیری زیاد می باشند. همچنین ناحیه 1 با 96 درصد، ناحیه 2 با 5/88 درصد، ناحیه 3 با 4/90 درصد، ناحیه 4 با 85 درصد و ناحیه 5 با 3/92 درصد اراضی ساخته شده در محدوده آسیب پذیری بالا قرار گرفته اند. در مجموع از کل اراضی ساخته شده منطقه 18 شهر تهران در حدود 90 درصد بافت ساخته شده در محدوده آسیب پذیری زیاد تحت تاثیر فرونشست زمین قرار دارد.
    کلیدواژگان: ارزیابی، آسیب پذیری، بافت شهری، فرونشست زمین، فرآیند تحلیل شبکه ای (ANP)، منطقه 18 تهران
  • حمید گنجائیان، معصومه اسدی*، فاطمه منبری، عطرین ابراهیمی صفحات 221-236
    مخاطره فرونشست در طی سال های اخیر، شهرهای زیادی ازجمله شهرهای مناطق خشک و نیمه خشک ایران را با چالش جدی مواجه کرده است. شهر همدان ازجمله شهرهایی است که در معرض این مخاطره قرار دارد و به همین دلیل در این پژوهش به ارزیابی میزان فرونشست در محدوده این شهر پرداخته شده است. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل تصاویر راداری سنتینل 1، تصاویر ماهواره لندست، مدل رقومی ارتفاعی 30 متر SRTM و اطلاعات مربوط به منابع آب زیرزمینی بوده است. ابزارهای مهم نیز تحقیق شامل ArcGIS، GMT و ENVI بوده است. این تحقیق به طورکلی در سه مرحله انجام شده است که در مرحله اول، نقشه های کاربری اراضی منطقه مربوط به سال های 1991 و 2020، تهیه و تحلیل شده است. در مرحله دوم وضعیت افت منابع آب زیرزمینی در محدوده مطالعاتی بررسی شده است و در مرحله سوم نیز با استفاده از تصاویر راداری و روش سری زمانی SBAS، میزان فرونشست منطقه در طی دوره زمانی سه ساله (2017 تا 2020) محاسبه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، محدوده شهری و حاشیه شهری همدان سالانه با حدود 1 متر افت منابع آب و 7/. کیلومترمربع توسعه فیزیکی مواجه شده است. همچنین میزان فرونشست این محدوده در طی دوره زمانی سه ساله، بین 6 تا 98 میلی متر بوده است که مطابق نقشه نهایی تهیه شده، مناطق غربی شهر همدان بین 60 تا 98 میلی متر، مناطق مرکزی بین 30 تا 60 میلی متر و بخش زیادی از مناطق شرقی آن بین 6 تا 30 میلی متر فرونشست داشته است. با توجه به اینکه بیش ترین میزان توسعه فیزیکی شهر همدان در طی سال های اخیر، در مناطق غربی و حاشیه ای این شهر بوده است؛ می توان گفت که توسعه فیزیکی شهر همدان به موازات افت منابع آب زیرزمینی، عامل اصلی این فرونشست بوده است.
    کلیدواژگان: فرونشست، سنتینل 1، SBAS، همدان
|
  • Saeid Nasire Zare *, Amir Karam Pages 1-19
    One of the dangers in many areas in recent years is subsidence. Landslides are less harmful than other hazards and its adverse consequences will directly affect human, industrial, agricultural, and civil development. The importance of paying attention to this issue is that the most harmful side effects are irreparable. Scientometric research have provided a comprehensive understanding of global research on the subject. Data were obtained from the Scopus Scientific Database (1965-2022). Most of the scientific research on land subsidence has been on the United States and China. The most important aggravating factors for the occurrence of hazards include the exploitation of groundwater and mineral extraction, which has been emphasized in most studies. On the other hand, the use of scientific technologies over the past years has become more widespread in landslide research. Now it is used more to predict the risk. Most research on the risk of land subsidence has focused on the use of methods and models, but its impacts on different aspects of human life have not been considered. The results of this research can help reduce and manage the negative consequences of land subsidence.
    Keywords: Science Study, Scientometrics, natural hazards, land subsidence
  • Shahranm Roostaei, Samira Najafvand * Pages 21-42

    Global climate changes and population growth have increased the need to exploit underground water resources. The phenomenon of land subsidence as a result of groundwater extraction and water depletion is one of the environmental hazards that threatens societies all over the world. In this research, for the first time, Sentinel-1 radar satellite images were used by the SNAP2StaMPS to automate the process of processing and analyzing the subsidence in Marand Plain. In recent years, the uneven development of agricultural lands and the excessive extraction of underground water in the Marand plain in East Azerbaijan province have caused landslides on the surface of this plain. In this study, an automatic interferometric processing algorithm between SNAP and StaMPS was used to determine the displacement rate in the direction of the satellite line of sight. The results of the PSI interferometry technique were performed on 133 images of the Sentinel-1 satellite in the descending orbit of the Sentinel-1 satellite. Based on the obtained results, the annual land displacement rate for Marand plain in 2016, 2017, 2018, 2019, and 2020 was -13.7, -12, -2.15, -12.3 and -13.1 cm respectively. In order to validate the results, the amount of subsidence resulting from the interferometric processing was compared with the amount of groundwater level drop in the study area, using the unit hydrograph analysis method. The results showed that the amount of water level drop and the results of hydrograph analysis of observation wells in the region are consistent with the results of time series maps obtained from interferometry. Therefore, the automatic method presented in this study can be used for monitoring land subsidence.

    Keywords: land subsidence, Radar Interferometry (PSI), Marand Plain, Snap2stamps Automated Algorithm
  • Mousa Abedini *, Leila Aghayary, Sayyad Asghari Saraskanrood Pages 43-68

    One of the dangers facing Iran’s plains is subsidence. Land subsidence due to various reasons, such as over-harvesting of underground water sources and climate changes, has caused many problems in agricultural lands, roads, and power and energy transmission lines. Therefore, it is important to deal with the causes and influencing factors to control the risks. Ardabil plain is also one of the areas prone to subsidence due to climate changes and the decrease of underground water in recent years. The aim of the present research is the zoning subsidence risk in this plain. First, the factors influencing subsidence in the Ardabil plain (slope, land use, lithology, distance from the fault, distance from the waterway, drop in water level, distance from the city and the village) were identified. Then the layers of data were applied in the geographic information system. In the next stage, the weighting of the investigated factors was done using ANP method and in the Super Decision software, and the final analysis and modeling were done using the MABAC method as one of the multi-criteria decision making methods. Finally, the resulting map was classified into five categories from very low risk to very high risk. The results showed that such factors as water level drop, distance from the river and lithology have the highest weighting factor. Moreover, 244.29 and 370.59 square kilometers, respectively, of the area of this plain, are in very dangerous and dangerous classes. Finally, due to the high potential of Ardabil plain in terms of subsidence, protective and management measures should be taken into consideration by relevant authorities and institutions.

    Keywords: Hazards, Subsidence phenomenon, MCDM, Ardabil plain
  • Narges Saghazadeh, Hoda Ghasemieh *, Ebrahim Omidvar, Yaser Maghsoudi Pages 69-98
    Land subsidence is one of the most important environmental problems that affects agriculture and urban infrastructure. In order to plan for mitigating the damages caused by land subsidence, it is necessary to identify high-risk and prone areas for this phenomenon specially in different plains of Iran. The main purpose of this research was zoning the land subsidence in Kashan aquifer using Dempster-Schafer, Weight of Evidence, Shannon Entropy, and Frequency Ratio. To conduct this research, 14 factors affecting the occurrence of subsidence including elevation, slope, slope direction, surface curvature, distance from stream, distance from fault, distance from road, lithology, land use, longitudinal and transverse curvature, water table changes, distance from mining and well density in aquifer surface were used. Then, determining 108 subsidence positions and 108 non-subsidence positions at the aquifer level, these points were randomly classified as 30% and 70% as validation data and test data, respectively. To evaluate each of the models, the ROC curve was used. The results showed that among the used methods based on the ROC curve and the amount of AUC, the Frequency Ratio method (training: 0.84 and validation: 0.89) performed best and is introduced as the best method for predicting areas with subsidence sensitivity in studied area. Shannon Entropy, Dempster-Schafer and Weight of Evidence were also ranked next, respectively. The results of this study can be used by provincial managers to reduce the damage caused by land subsidence and to determine areas with subsidence sensitivity.
    Keywords: Groundwater, Kashan plain, Bivariate approach, subsidence, Machine learning
  • Seyed Reza Hosseinzadeh *, Ebrahim Akbari, Mahdi Javanshiri, Zinat Mohammadpour Pages 99-126

    Land subsidence is one of the most important geomorphic hazards that has a slow motion but destructive effects in the long run. For the spatial analysis of the amount of displacement, the data on changes of the ground surface from Sentinel A1 for a period of 3 years (2017-2020) through the radar interferometric method and SNAP software were used. Field observations were also made to evaluate the research results. The results showed that the rate of land subsidence has increased from 2017 to 2020, from 2.6 cm in 2017 to 7.8 cm in 2020. Moreover, the groundwater hydrograph in the central plain of Ghaen has significantly decreased, so that the rate of water level drop in the plain level has been about 1.30 meters during 5 years (from 2014 to March 2020), i.e, about 26 cm per year. In addition, the analysis of spatial autocorrelation and Moran index (0.984) confirmed the clustering of subsidence event under the influence of water level changes in the study area. The correlation results also showed that there was a small correlation between the factor “changes in water level” and “land subsidence rate” (p = -0.138), which is an indirect relationship, i.e., the higher the groundwater abstraction (or the lower the water level), the higher the amount of subsidence. But due to the level of significance (sig = 0.585) this relationship is not significant.

    Keywords: Geomorphic, groundwater level, Interferometry SNAP, Ghaen
  • Shabnam Mehrnoor, Maryam Robati *, Mir Masoud Kheirkhah Zarkesh, Forough Farsad, Shahram Baikpour Pages 127-148
    The occurrence of land subsidence phenomenon and its potential hazards in the plains of Iran due to the water crisis and drought period has grown significantly in recent years. In this study, the zoning of land subsidence hazard in the Hashtgerd plain was discussed and 19 criteria were selected as factors that influence the subsidence. The mentioned layers were prepared in GIS, weighted based on the best-worst method (BWM) and integrated using the Weighted Overlay Index (WOI). The results of BWM method showed that groundwater abstraction (0.219), the type of geological formation (0.157), the decrease of groundwater level (0.079), and groundwater depth (0.078) are important factors on the potential of subsidence hazard in the study area. Moreover, in order to evaluate the results of this model, the ROC curve was used, which has an accuracy of 90%. The results showed that land subsidence hazard of 10.66% of the study area was in very low category, 38.51% in low category, 31.49% in medium category, 11.66% in high category and 7.69% is in the very high category. According to the results, there are areas with a high probability of subsidence in the central part of Hashtgerd Plain, which requires continuous evaluation, controling, and monitoring of the criteria that affect the situation.
    Keywords: land subsidence, aquifer recharge, Hashtgerd Plain, BWM model
  • Sayyad Asghari Saraskanrood *, Elnaz Piroozi, Leila Aghayary Pages 149-172
    Among the risks facing the plains in Iran is subsidence, which causes many problems in agricultural lands, roads, power, and energy transmission lines. In recent years, Sarab plain has faced a sharp drop in the level of underground water, which has caused this area to be exposed to the risk of subsidence. Therefore, the purpose of this research is to investigate and analyze the most important factors involved in creating the risk of subsidence in Sarab plain and to identify the susceptible surfaces that are likely to be involved in subsidence in the future, using the multi-criteria MARCOS and CODAS algorithms. According to the results of subsidence risk zoning, water depth, land use, and slope, respectively, with weight coefficients of 0.194, 0.171, and 0.159, are the most important factors involved in creating the risk of subsidence in the studied area. The output of the MARCOS method showed that, respectively, 167.50 and 276.09 square kilometers of the area of Sarab Plain, and results of applying the CODAS method, showed that 187.13 and 279.03 square kilometers of the area are in the high-risk and critical category. In addition, the map extracted from the MARCOS and CODAS algorithms with the depth of the water level of the wells, respectively, have correlation coefficient values of 0.77 and 0.81. A correlation can be seen between the output of both methods with the water level map. It seems that the results of this study can be of great help to organizational managers and land and soil resource planners for protecting and managing water resources and natural hazards and preventing land degradation.
    Keywords: subsidence, zoning, Sarab plain, multi-criteria analysis algorithms
  • Zahra Azarm, Hamid Mehrabi *, Saied Nadi Pages 173-192
    Land subsidence induced by soil consolidation is one of the natural hazards that occur gradually. This phenomenon has reached its critical state in most regions of Iran. Factors affecting subsidence are groundwater level depletion, land cover, soil type, elevation, slops gradient, rock bed depth, etc. The causes of subsidence should be investigated so that decisions could be based on the real characteristics of the region. Decrease in groundwater level is one of the most important factors that influences subsidence but due to the complexity of the relationship between subsidence and other factors, a direct linear relationship between groundwater level and subsidence cannot be considered. The study aimed to investigate the relationship between subsidence and groundwater changes through relationship between the two parameters in the period 2014 to 2018 in Isfahan. In this regard, the time series of radar interferometry and the time series of water levels of piezometric wells in the Isfahan were studied. The results show that in 12% of the wells, no correlation exists, in 9%, poor positive ignorable correlation, in 12%, fair positive correlation, in 48%, significant positive correlation, in 6%, poor negative ignorable correlation, in 4% fair negative correlation and in 9% there is a strong and negative significant correlation between the subsidence rate and the groundwater level. Correlation values show the complexity of the relationship between subsidence and water level depletion. Therefore, the relationship between subsidence and its causative factors requires more detailed studies and comprehensive models.
    Keywords: subsidence, Radar interferometry, Time series analysis, groundwater level, piezometric wells
  • Ramin Rezaie Shahabi *, Alireza Arab, Hassan Ahmadi, Amir Pishva, Mohammad Eqbal Shahbakhsh Mosazehi Pages 193-219
    Due to the uncontrolled abstraction of groundwater resources in the last half century, the water level of groundwater aquifers in most plains of Iran has decreased sharply. Sharp drop in groundwater levels is the main cause of land subsidence in Iran. Land subsidence has the potential to cause a major human catastrophe, and if it happens, it will expose agricultural lands, urban fabric, vital arteries, and many other environmental aspects to extreme vulnerability. This study evaluated the vulnerability of urban fabric in District 18 of Tehran regarding the influence of land subsidence. The spatial study was carried out by implementing an analytical model in three steps. In the first step, the indicators of vulnerability of urban tissue affected by land subsidence were identified and classifiedbased based on three criteria of physical and demographic, access and proximity to high risk centers. In the second step, using a questionnaire and expert’s ideas, the priorities of urban tissue vulnerability in relation to land subsidence were identified and based on the network analysis process, the weight of each criterion was determined. In the third step, the weight obtained from the ANP model was applied to the spatial layers of the region in ArcGIS software. The results of model implementation showed that a high percentage of District 18 have features such as worn texture, buildings with low structural strength, very low building quality, high population and construction density and are prone to high vulnerability. Moreover, Zone 1 with 96%, Zone 2 with 88.5%, Zone 3 with 90.4%, Zone 4 with 85%, and Zone 5 with 92.3% have high vulnerability. About 90% of the total buildings constructed in District 18 of Tehran are affected by land subsidence in a highly vulnerable area.
    Keywords: Assessment, Vulnerability, Urban texture, subsidence, Analytic Network Process (ANP), District 18 of Tehran
  • Hamid Ganjaeian, Maesomeh Asadi *, Fatemeh Menbari, Atrin Ebrahimi Pages 221-236
    The risk of subsidence in recent years has posed serious challenges to many cities, including cities in arid and semi-arid regions of Iran. Hamedan is one of the cities that are exposed to this risk and for this reason, this study evaluated the subsidence in the city. The data included Sentinel 1 radar images, Landsat satellite images, 30 m SRTM digital model and groundwater data. Tools also included ArcGIS, GMT, and ENVI. In the first stage, land use maps of the region for the period 1991-2020 were prepared and analyzed. In the second stage, the situation of groundwater depletion in the study area was explored, and in the third stage, using radar images and SBAS time series method, the amount of subsidence in the area over a three-year period (2017 to 2020) was calculated. The results showed that the urban area and suburbs of Hamedan annually experience one meter drop in water resources and 0.7 Square kilometers of physical development. Moreover, the subsidence rate of this area during the three-year period was between 6 to 98 mm. According to the final map, the rate in western areas of Hamadan was between 60 to 98 mm, in central areas was between 30 to 60 mm, and in a big part the city subsidence is 6 to 30 mm from its eastern regions. Considering that the highest rate of physical development of Hamedan city in recent years has been in the western suburbs of the city, it can be said that the physical development along with the decline of groundwater resources are the main factors of subsidence in this city.
    Keywords: subsidence, SENTINEL 1, SBAS, Hamedan