"Assessment of Land Subsidence in Asadabad Plain of Hamadan and its Hazards"

Document Type : Applied Article

Authors

1 Phd Student, Department of Physical Geography, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

2 Professor of geomorphology, Department of Physical Geography, Earth Science Faculty, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

10.22059/jhsci.2024.370217.807

Abstract

The subsidence is one of the hazards that has posed a significant threat to many plains in the country in recent years. Asadabad Plain in Hamedan province is among those plains with a high potential for subsidence due to its hydro climatic conditions and geomorphology. Because of the importance of this issue, in this research the subsidence status of Asadabad Plain has been assessed and unlike many previous researches, the role of human factors in its occurrence has been analyzed. To do so, Sentinel-1 radar images, Landsat 5 and  8 satellite images, statistical information related to piezo metric wells in the region, and digital elevation layers were used as the primary data sources. Using the SBAS time series method, a subsidence map of the area from 2015 to 2022 was generated, followed by an analysis of the impact of groundwater depletion and land-use changes on subsidence. The results indicate subsidence ranging from 132 to 704 millimeters in Asadabad Plain during 2015 to 2022, with the highest subsidence occurring in the central regions of the plain. Considering the significant correlation (a correlation coefficient of 0.709) between subsidence and groundwater level decline, it can be concluded that one of the main causes of subsidence in Asadabad Plain is the depletion of groundwater resources. The assessment of land-use changes also reveals an increasing trend in agricultural land and human-built areas, corresponding to increased exploitation of groundwater resources and intensified land surface pressure, leading to exacerbated subsidence. Given the persistence of subsidence in this plain, remote sensing monitoring and the establishment of fixed GPS measurement stations facilitate monitoring the rate and extent of subsidence.

Keywords

References

[1] اسدی، معصومه؛ گنجائیان، حمید؛ جاودانی، مهناز؛ و قادری‌حسب، مهدیه (1400). ارزیابی ارتباط بین عوامل طبیعی و میزان فرونشست در دشت ایوانکی با استفاده از تصاویر رادار. هیدروژئولوژی، 6‌(1)، 13-22.
[2] آقانباتی، سیدعلی (1385). زمین‌شناسی ایران. انتشارات سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
[3] جوادی، سیدمحمدرضا (1400). برآورد و تحلیل میزان فرونشست دشت همدان- بهار با استفاده از تصاویر راداری و سری زمانی SBAS. رسالۀ دکتری، دانشگاه تبریز، دانشکدۀ برنامه‌ریزی و علوم محیطی.
[4] خرمی، محمد (1396)، تخمین فرونشست مشهد با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری و ارزیابی آن با توجه به مشخصات ژئوتکنیکی. پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی، دانشکدۀ مهندسی.
[5] شایان، سیاوش؛ یمانی، مجتبی؛ و یادگاری، منیژه (۱۳۹۵). پهنه‌بندی فرونشست در حوضۀ آبریز قره‌چای. هیدروژئومورفولوژی، 3‌(9)، 139-158.
[6] شریفی‌کیا، محمد (1391). تعیین میزان فرونشست زمین به‌کمک روش تداخل‌سنجی راداری (D-InSAR) در دشت نوق- بهرمان. برنامه‌ریزی و آمایش فضا، 16‌(3)، 55-77.
[7] شیرانی، کورش؛ پسندی، مهرداد؛ و ابراهیمی، بابک (1400). بررسی فرونشست زمین در دشت نجف‌آباد اصفهان با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی تفاضلی راداری. علوم آب و خاک، 25‌(1)، 105-127.
[8] طالبی‌نیا، مرجان؛ خسروی، حسن؛ زهتابیان، غلامرضا؛ ملکیان، آرش؛ و کشتکار، حمیدرضا (1401). بررسی روند فرونشست دشت اصفهان با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی تفریقی راداری. سنجش ‌از دور و سامانۀ اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 14‌(3)، 9-12.
[9] عابدینی، موسی؛ و محمدزاده شیشه‌گران، مریم (1401)، تغییرات کاربری اراضی و ارتباط آن با سطح آب‌های زیرزمینی و مخاطرات آن (مطالعۀ موردی: شهرستان ملارد)، مدیریت مخاطرات محیطی، 9‌(1)، 31-44.
[10] علی‌دادیانی، بهاره؛ زارع، مهدی؛ درستیان، آرزو؛ اشجع ‌اردلان، افشین؛ و حسینی، سیدکیوان (1402)، ارزیابی تأثیر فرونشست بر روند لرزه‌خیزی دشت ورامین و دشت شهریار با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای. مدیریت مخاطرات محیطی، 10‌(2)، 137-151.
[11] قهرودی ‌تالی، منیژه؛ خدامرادی، فرهاد؛ و علی‌نوری، خدیجه (1402)، تأثیر افت آب‌های زیرزمینی بر مخاطرات فرونشست زمین در دشت دهگلان، استان کردستان، مدیریت مخاطرات محیطی، 10‌(1)، 57-70.
[12] قهرودی ‌تالی، منیژه؛ علی‌نوری، خدیجه؛ و ریوندی، هما (1400)، تحلیل عوامل مؤثر بر فرونشست در دشت سبزوار. اطلاعات جغرافیایی، 30‌(117)، 165-180.
[13] مهرابی، علی؛ و غضنفرپور، حسین (1398). پایش روند تغییرات ارتفاعی سطح زمین در شهر کرمان و تعیین مناطق پرخطر با استفاده از تصاویر راداری ASAR و SENTINEL 1. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 8‌(2)، 167-182.
[14] مهرابی، علی؛ کریمی، صادق؛ و خالصی، مهران (1401). تحلیل فضایی فرونشست دشت جیرفت با استفاده از تکنیک پیکسل‌های کوهرنس (CPT). جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 34‌(1)، 99-116.
[15] Chen, M., Tomás, R., Li, Zh., Motagh, M., Li, T., Hu, L., Gong, H., Li, X., Yu, J., & Gong, X. (2016). Imaging Land Subsidence Induced by Groundwater Extraction in Beijing (China) Using Satellite Radar Interferometry, Remote Sens, 8(6), 468.
[16] Davila-Hernandez, N., Madrigal, D., Exposito, J. L., & Antonio, X. (2014). Multi-temporal analysis of land subsidence in Toluca Valley (Mexico) through a combination of Persistent Scatterer Interferometry (PSI) and historical piezometric data; Adv. Remote Sens. 3(49).
[17] Ding, P., Jia, C., Di, S., Wu, J., & Wei, R. (2021). Analysis and Evaluation of Land Subsidence along Linear Engineering Based on InSAR Data,  Journal of Civil Engineering, 25, 3477–3491.
[18] Du, Y., Feng, G., Peng, X., & Li, Z. (2017). Subsidence Evolution of the Leizhou Peninsula, China, Based on InSAR Observation from 1992 to 2010, Appl. Sci. 2017, 7, 466; doi:10.3390/app7050466.
[19] Galloway, D.L., Hudnut, K.W., Ingebritsen, S.E., Phillips, S.P., Peltzer, G., Rogez, F., & Rosen, P.A. (1998). Detection of aquifer system compaction and land subsidence using interferometric synthetic aperture radar, Antelope valley, Mojave Desert, California,‖ Water Resour. Res., 34, 2573–2585.
[20] Higgins, S., Overeem, I., Tanaka, A., & Syvitski, J. M. (2013). Land subsidence at aquaculture facilities in the Yellow River delta, China. Geophysical Research Letters, 40, 3898–3902.
[21] Kumar, S., Kumar, D., Chaudhary, S. K., Singh, N., & Malik, K. K. (2020). Land subsidence mapping and monitoring using modified persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar in Jharia Coalfield, India, Journal of Earth System Science, 129 (146).
[22] Li, Y., Zuo, X., Xiong, P., Chen, Z., Yang, F., & Li, X. (2022). Monitoring Land Subsidence in North-central Henan Plain using the SBAS-InSAR Method with Sentinel-1 Imagery Data, Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 50, 635–655.
[23] Pacheco, J., Arzate, J., Rojas, E., Arroyo, M., Yutsis, V., & Ochoa, G. (2006). Delimitation of ground failure zones due to land subsidence using gravity data and finite element modeling in the Queretaro valley, Mexico. Engineering Geology, 84,143-160.
[24] Tao, Q., Guo, Z., Wang, F., An, Q., & Han, Y. (2021). SBAS-InSAR time series ground subsidence monitoring along Metro Line 13 in Qingdao, China, Arabian Journal of Geosciences, 14 (2628).
[25] Zhu, L., Gong, H., LI,X., Wang, R., Chen, B., Dai, Z., & Teatini, P. (2015). Land subsidence due to groundwater withdrawal in the northern Beijing plain, China. Engineering Geology, 193, 243–255.
Environmental Management Hazards
Volume 10, Issue 4
January 2024
Pages 277-290

Files

Share

How to cite

Statistics