ارزیابی نشست زمین ناشی از افت سطح ایستابی در دشت کاشان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی معدن، گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان

2 گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

10.22112/jwwse.2021.278644.1268

چکیده

نشست زمین به‏عنوان یکی از پرمخاطره‌ترین پدیده‏های زیست محیطی می‏تواند به دلایل متعددی از جمله خالی شدن سفره آب و افت سطح آب‏های زیرزمینی رخ دهد. نشست با جابجایی‏های قائم زمین شروع شده و اغلب باعث ایجاد گودی، گودال یا شکاف‏های عمیق در سطح زمین می‏شود. وقوع این پدیده در اکثر موارد باعث ایجاد خساراتی می‏شود که عمدتاً برگشت‏ناپذیر و پرهزینه‏اند. لذا بسیار مهم است که به منظور توسعه پایدار منطقه، قبل از وقوع نشست آن را بتوان به‎نحوی دقیق پیش‏بینی و کنترل نمود. در چند دهه اخیر، خشکسالی و برداشت بیش از حد منابع آب زیرزمینی و در نتیجه افت سطح ایستابی، به‎ویژه در مناطق خشک و کم باران، علت اصلی این پدیده در اغلب دشت‏های ایران بوده است. هدف از انجام این تحقیق محاسبه میزان نشست زمین ناشی از افت سطح ایستابی در دشت کاشان بوده است. بدین منظور با جمع‏آوری اطلاعات مورد نیاز، مدل‏سازی آب زیرزمینی به کمک نرم‎افزار GMS انجام شده و در نهایت میزان نشست طی 15 سال اخیر تعیین شده است. نتایج این مطالعه نشان می‏دهد که نشست در منطقه مورد مطالعه، هم از نظر مقدار (از چند میلی‏متر تا چند سانتی‏متر) و هم از نظر وسعت روند افزایشی دارد. حداکثر میزان نشست برابر با 95/5 سانتی‏متر به‏دست‏آمده‏است. لذا بسیار ضروری است با مدیریت صحیح و نظارت بیشتر در خصوص برداشت آب‏های زیرزمینی منطقه، مطالعات علمی و اقدامات سریع به منظور تامین آب شرب و کشاورزی مورد نیاز از سایر روش‏های نظیر انتقال آب از دیگر مناطق انجام گیرد.

کلیدواژه‌ها


توسلی، ا.، کاربین، ح.، ترابی، م.، و عساکره، ع.، (1398)، "بررسی عوامل مؤثر بر فرونشست دشت جنوب‏شرقی تهران بر اثر برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی‎"، نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 4(2)، 58-72.

جانباز فوتمی، م.، خلقی، م.، عبده کلاهچی، ع.، و روستایی، م.، (1399)، "بررسی فرونشست زمین ناشی از تغییرات سطح ایستابی آب زیرزمینی با استفاده از روش تداخل‏سنجی تفاضلی راداری: مطالعه موردی استان قزوین‎‎"، تحقیقات منابع آب ایران، 16(3)، 133-147.

جاودانیان، ح.، و احمدی دارانی، م.، (1395)، "برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی و نشست منطقه‏ای: مطالعه موردی شهر دامنه، اصفهان‎"، نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 1(1)، 49-60.

خورسندی آقایی، ا.، و دیبایی، م.، (1396)، "مدل‏سازی فرونشست زمین، مطالعه موردی: مدل‏سازی فرونشست زمین بخشی از دشت تهران". کنفرانس بین‏المللی عمران، معماری و شهرسازی ایران معاصر، تهران.

رجبی، ع.م.، و خوش اخلاق، ا.، (1394)، "بررسی میزان فرونشست زمین در دشت قم در اثر بهره‏برداری از منابع آب زیرزمینی"، کنفرانس مهندسی آب، تهران.

رهنما، م.، و کاظمی آذر، ف.، (1385)، "فرونشست زمین در اثر سطح آب زیرزمینی در دشت رفسنجان"، اولین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، اهواز.

سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور، "نقشه زمین‎شناسی کاشان، مقیاس1:100000، https://gsi.ir/fa/map?MapSearch%5BscaleId%5D=1

مقصودی، ی.، امانی، ر.، و احمدی، ح.، (1398)، "بررسی رفتار فرونشست زمین در منطقه غربی تهران با استفاده از تصاویر سنتینل-1 و تکنیک تداخل‏سنجی راداری مبتنی بر پراکنش گرهای دائمی‎‎"، تحقیقات منابع آب ایران، 15(1)، 229-313.

ندیری، ع.، طاهری، ز.، برزگری، ق.، و دیدبان، خ.، (1397)، "ارائه چارچوبی برای تخمین پتانسیل فرونشست آبخوان با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک‎"، تحقیقات منابع آب ایران، 14(2)، 174-185.

Arjomandi, M., Saremi, A., Sarraf, A.P., Sedghi, H., and Roustaei, M., (2018), “Predicting land subsidence rate by estimating aquifer hydraulic parameters, obtained from aquifer-test data and optimization algorithms in the district 19 of Tehran”, Journal of Geosciences, 27(107), 17-26.

Arjomandi, M., Saremi, A., Sarraf, A.P., Sedghi, H., and Roustaei, M., (2018), “Predicting land subsidence rate due to groundwater exploitation in the district 19 of Tehran using MODFLOW and InSAR”, Journal of Geosciences, 27(106), 75-82.

Ghazifard, A., Moslehi, A., Safaei, H., and Roustaei, M., (2016), “Effects of groundwater withdrawal on land subsidence in Kashan Plain, Iran”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 75(3), 1157-1168.

Hoffmann, J., Leake, S.A., Galloway, D.L., and Wilson, A.M., (2003), “MODFLOW-2000 ground-water model user guide to the subsidence and aquifer-system compaction (SUB) package”, Open-File Report 03-233, Geological Survey, Washington DC.

Jafari, F., Javadi, S., Golmohammadi, G., Karimi, N., and Mohammadi, K., (2016), “Numerical simulation of groundwater flow and aquifer-system compaction using simulation and InSAR technique: Saveh basin, Iran”, Environmental Earth Sciences, 75(9), 833.

Karimi, L., Motagh, M., and Entezam, I., (2019), “Modeling groundwater level fluctuations in Tehran aquifer: Results from a 3D unconfined aquifer model”, Groundwater for Sustainable Development, 8(1), 439-449.

Kasmarek, M.C., and Robinson, J.L., (2004), “Summary of hydrogeology and simulation of ground-water flow and land-surface subsidence in the northern part of the Gulf Coast aquifer system, Texas”, No. 2004-3076, US Geological Survey, Washington DC.

Lin, C.W., Hwung, H.H., Hsiao, S.C., Yeh, C.L., and Hsu, J.T., (2016), “Land Subsidence Caused by Groundwater Exploitation in Yunlin, Taiwan”, In: Proceedings of the 12th International Conference on Hydroscience and Engineering Hydro-Science and Engineering for Environmental Resilience, Tainan, Taiwan.

Mahmoudpour, M., Khamehchiyan, M., Nikudel, M., and Gassemi, M., (2013), “Characterization of regional land subsidence induced by groundwater withdrawals in Tehran, Iran”, Geopersia, 3(2), 49-62.

Mahmoudpour, M., Khamehchiyan, M., Nikudel, M.R., and Ghassemi, M.R., (2016), “Numerical simulation and prediction of regional land subsidence caused by groundwater exploitation in the southwest plain of Tehran, Iran”, Engineering Geology, 201(9), 6-28.

Ortega‐Guerrero, A., Rudolph, D.L., and Cherry, J.A., (1999), “Analysis of long‐term land subsidence near Mexico City: Field investigations and predictive modeling”, Water Resources Research, 35(11), 3327-3341.

Panahi, M., Misagi, F., and Asgari, P., (2018), “Simulation and estimate of groundwater level fluctuations using GMS (case study: Zanjan plain)”, Environmental Sciences, 16(1), 1-14.

Parhizkar, S., Ajdari, K., Kazemi, G.A., and Emamgholizadeh, S., (2015), “Predicting water level drawdown and assessment of land subsidence in Damghan aquifer by combining GMS and GEP models”, Geopersia, 5(1), 63-80.

Qin, H., Andrews, C.B., Tian, F., Cao, G., Luo, Y., Liu, J., and Zheng, C., (2018), “Groundwater-pumping optimization for land-subsidence control in Beijing plain, China”, Hydrogeology Journal, 26(4), 1061-1081.

توسلی، ا.، کاربین، ح.، ترابی، م.، و عساکره، ع.، (1398)، "بررسی عوامل مؤثر بر فرونشست دشت جنوب‏شرقی تهران بر اثر برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی‎"، نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 4(2)، 58-72.
جانباز فوتمی، م.، خلقی، م.، عبده کلاهچی، ع.، و روستایی، م.، (1399)، "بررسی فرونشست زمین ناشی از تغییرات سطح ایستابی آب زیرزمینی با استفاده از روش تداخل‏سنجی تفاضلی راداری: مطالعه موردی استان قزوین‎‎"، تحقیقات منابع آب ایران، 16(3)، 133-147.
جاودانیان، ح.، و احمدی دارانی، م.، (1395)، "برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی و نشست منطقه‏ای: مطالعه موردی شهر دامنه، اصفهان‎"، نشریه علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 1(1)، 49-60.
خورسندی آقایی، ا.، و دیبایی، م.، (1396)، "مدل‏سازی فرونشست زمین، مطالعه موردی: مدل‏سازی فرونشست زمین بخشی از دشت تهران". کنفرانس بین‏المللی عمران، معماری و شهرسازی ایران معاصر، تهران.
رجبی، ع.م.، و خوش اخلاق، ا.، (1394)، "بررسی میزان فرونشست زمین در دشت قم در اثر بهره‏برداری از منابع آب زیرزمینی"، کنفرانس مهندسی آب، تهران.
رهنما، م.، و کاظمی آذر، ف.، (1385)، "فرونشست زمین در اثر سطح آب زیرزمینی در دشت رفسنجان"، اولین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، اهواز.
سازمان زمین‏شناسی و اکتشافات معدنی کشور، "نقشه زمین‎شناسی کاشان، مقیاس1:100000، https://gsi.ir/fa/map?MapSearch%5BscaleId%5D=1
مقصودی، ی.، امانی، ر.، و احمدی، ح.، (1398)، "بررسی رفتار فرونشست زمین در منطقه غربی تهران با استفاده از تصاویر سنتینل-1 و تکنیک تداخل‏سنجی راداری مبتنی بر پراکنش گرهای دائمی‎‎"، تحقیقات منابع آب ایران، 15(1)، 229-313.
ندیری، ع.، طاهری، ز.، برزگری، ق.، و دیدبان، خ.، (1397)، "ارائه چارچوبی برای تخمین پتانسیل فرونشست آبخوان با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک‎"، تحقیقات منابع آب ایران، 14(2)، 174-185.
Arjomandi, M., Saremi, A., Sarraf, A.P., Sedghi, H., and Roustaei, M., (2018), “Predicting land subsidence rate by estimating aquifer hydraulic parameters, obtained from aquifer-test data and optimization algorithms in the district 19 of Tehran”, Journal of Geosciences, 27(107), 17-26.
Arjomandi, M., Saremi, A., Sarraf, A.P., Sedghi, H., and Roustaei, M., (2018), “Predicting land subsidence rate due to groundwater exploitation in the district 19 of Tehran using MODFLOW and InSAR”, Journal of Geosciences, 27(106), 75-82.
Ghazifard, A., Moslehi, A., Safaei, H., and Roustaei, M., (2016), “Effects of groundwater withdrawal on land subsidence in Kashan Plain, Iran”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 75(3), 1157-1168.
Hoffmann, J., Leake, S.A., Galloway, D.L., and Wilson, A.M., (2003), “MODFLOW-2000 ground-water model user guide to the subsidence and aquifer-system compaction (SUB) package”, Open-File Report 03-233, Geological Survey, Washington DC.
Jafari, F., Javadi, S., Golmohammadi, G., Karimi, N., and Mohammadi, K., (2016), “Numerical simulation of groundwater flow and aquifer-system compaction using simulation and InSAR technique: Saveh basin, Iran”, Environmental Earth Sciences, 75(9), 833.
Karimi, L., Motagh, M., and Entezam, I., (2019), “Modeling groundwater level fluctuations in Tehran aquifer: Results from a 3D unconfined aquifer model”, Groundwater for Sustainable Development, 8(1), 439-449.
Kasmarek, M.C., and Robinson, J.L., (2004), “Summary of hydrogeology and simulation of ground-water flow and land-surface subsidence in the northern part of the Gulf Coast aquifer system, Texas”, No. 2004-3076, US Geological Survey, Washington DC.
Lin, C.W., Hwung, H.H., Hsiao, S.C., Yeh, C.L., and Hsu, J.T., (2016), “Land Subsidence Caused by Groundwater Exploitation in Yunlin, Taiwan”, In: Proceedings of the 12th International Conference on Hydroscience and Engineering Hydro-Science and Engineering for Environmental Resilience, Tainan, Taiwan.
Mahmoudpour, M., Khamehchiyan, M., Nikudel, M., and Gassemi, M., (2013), “Characterization of regional land subsidence induced by groundwater withdrawals in Tehran, Iran”, Geopersia, 3(2), 49-62.
Mahmoudpour, M., Khamehchiyan, M., Nikudel, M.R., and Ghassemi, M.R., (2016), “Numerical simulation and prediction of regional land subsidence caused by groundwater exploitation in the southwest plain of Tehran, Iran”, Engineering Geology, 201(9), 6-28.
Ortega‐Guerrero, A., Rudolph, D.L., and Cherry, J.A., (1999), “Analysis of long‐term land subsidence near Mexico City: Field investigations and predictive modeling”, Water Resources Research, 35(11), 3327-3341.
Panahi, M., Misagi, F., and Asgari, P., (2018), “Simulation and estimate of groundwater level fluctuations using GMS (case study: Zanjan plain)”, Environmental Sciences, 16(1), 1-14.
Parhizkar, S., Ajdari, K., Kazemi, G.A., and Emamgholizadeh, S., (2015), “Predicting water level drawdown and assessment of land subsidence in Damghan aquifer by combining GMS and GEP models”, Geopersia, 5(1), 63-80.
Qin, H., Andrews, C.B., Tian, F., Cao, G., Luo, Y., Liu, J., and Zheng, C., (2018), “Groundwater-pumping optimization for land-subsidence control in Beijing plain, China”, Hydrogeology Journal, 26(4), 1061-1081.