plus
reset
minus
plus
minus
تاریخ انتشاردوشنبه ۵ خرداد ۱۳۹۹ ساعت ۱۰:۳۰
کد مطلب : ۲۲۴۵

فرونشست دامن‌گیر کانادا هم شد/چرا در مناطق ساحلی پر آب هم فرونشست رخ می‌دهد؟

تغییر ذخیره آب ناشی از استخراج آب‌های زیرزمینی، مدیریت آ‌ب‌های سطحی و زهکشی و تغییرات آب و هوایی می تواند منجر به تغییر شکل سطح زمین شود. فرونشست زمین در اثر برداشت بی‌‌‌رویه آب‌های زيرزمينی در مناطقی با آب و هوای خشک و بارش کم، پدیده متداولی است که در مناطق مختلف جهان همچون دشت‌های کشاورزی ایران، تايوان، هلند جنوبی، لس آنجلس، مکزیکوسیتی و .... مشاهده شده است، ولی مطالعات اخیر انجام شده در ايالت انتاريو کانادا نشان داده است اين معضل در هر جايی و هر نوع اقليمی می‌تواند اتفاق بيفتد.
فرونشست دامن‌گیر کانادا هم شد/چرا در مناطق ساحلی پر آب هم فرونشست رخ می‌دهد؟
plusresetminus
۱
۱
به گزارش روابط‌عمومی سازمان نقشه‌برداری کشور، منطقه مورد مطالعه در جنوب انتاريو با بارش سالانه بين 750 تا 1000 ميلی متر، منطقه‌ای با بارش و رطوبت فراوان محسوب می‌شود که در حوضه درياچههای بزرگ ايری، انتاريو و هورون واقع شده است (شکل1).

اين درياچه‌‌‌های بزرگ به ترتيب 18٪ و 84٪ از آب شيرين جهان و شمال آمريکا را دارا هستند. اين منطقه دارای خاک زراعي خوب و داراي مزارع ديمي است. تقريباً 40٪ از توليد ناخالص داخلی کانادا و 25٪ از محصول کشاورزی کانادا در اين منطقه توليد میشود و يک سوم جمعيت کانادا را در خود جای میدهد.

با وجود اينکه این مناطق در مجاورت آب‌های سطحی درياچه‌‌های بزرگ قرار دارند، آب زيرزمينی همچنان به عنوان منبع اصلی در تأمين آب برای کشاورزی، صنعت، شهرداری‌ها و کاربران روستايی در سراسر اُنتاريو جنوبی است. بنابراين برای مديريت منابع آب پایش ميزان تغييرات آن بسيار حائز اهميت است. تخمين تغيير ذخيره آب‌های زيرزمينی معمولاً در مقياس محلی (چاه‌های نظارت) اندازه‌گيری می‌شود. اما چنين شبکه‌هايی تعداد کمی دارند و هنوز فاقد چگالی کافی برای توصيف کامل آب هستند. بنابراین مطالعه میدان جابجایی سطحی زمین با به‌کارگیری تکنیک تداخل‌سنجی راداری  می‌تواند يک منبع مناسب برای نظارت بر تغييرات ذخيره آب در جنوب انتاريو باشد.
 
 

شکل1- نقشه زمين‌شناسی منطقه مورد مطالعه و مکان ايستگاه‌های RTK GPS
 
برای انجام اين پژوهش از نتایج پردازش تصاوير راداری ماهواره رادارست 2 به‌وسيله نرم افزار گاما، اطلاعات هفتگی مشاهدات GPS  به منظور اعتبارسنجی نتایج تداخل‌سنجی راداری، داده‌های بارش ماهانه، داده‌های ماهانه سطح آب درياچه و داده‌های ماهانه تغيير ذخيره آب زمينی استخراج شده از ماهواره GRACE استفاده شده است. برای تهيه نقشه سرعت تغيير شکل سطح، از چهل و هشت تصوير ماهواره رادارست 2 طی سال‌های 2013 تا 2017 استفاده شد (شکل2).

اطلاعات GPS از هفت ايستگاه در منطقه مورد مطالعه در تطابق خوبی با مشاهدات تداخل‌سنجی راداری است. با استفاده از مجموعه داده‌های ماهانه بارش از مدل جهانی GLDAS، ميانگين بارش ماهانه طی سال‌های 2013 تا 2017 برای منطقه مورد مطالعه محاسبه شد. علاوه بر اين، از داده‌های ماهانه سطح آب درياچه برای دوره 2013-  2017 استفاده شده است.
 
شکل 2- نقشه سرعت تغيير شکل سطح (ميلی‌متر در سال) به دست آمده از تداخل‌سنجی راداری


نتايج به‌دست آمده مويد اين نکته بودند که بيشترين ميزان فرونشست بيش از 7 ميلیمتر در سال در ساحل درياچه اُنتاريو است که به‌تدريج به سمت جزاير کاهش می‌يابد. کمترين ميزان فرونشست کمتر از 1 ميلیمتر در سال در شرق برمپتون مشاهده شده است.

نتايج تغييرات فصلی از اندازه‌گيری‌های InSAR و GPS نشان‌دهنده اين است که بيشترين ميزان بالاآمدگی در اواخر تابستان و اوايل پاييز و کمترين میزان فرونشست در بهار در اين دوره زمانی رخ داده است. برای فهم بهتر میدان جابجایی به دست آمده و نقش ذخیره آب، این نتایج با داده‌های تغيير ماهانه ذخيره آب ماهيانه مشاهده شده توسط ماهواره GRACE، داده‌های بارش و ميزان سطح آب سه درياچه بزرگ اطراف محل مطالعه مقايسه شد(شکل3).

نتایج بیان‌گر ترند دایمی فرونشستی با سرعت 4 ميلی متر در سال است. همچنین مشاهدات ماهواره GRACE بیانگر افزایش دخیره آب منطقه است. از طرف دیگر نمودار بارش ماهانه فصلی منطقه برای دو سال اول (2013 و 2014) تغييرات سالانه کمی داشته ولی از سال 2015 تا 2017 افزايش يافته است. همچنین بررسی تغيير ماهانه سطح آب درياچه‌های محل (انتاريو، اری و هورون) در بازه زمانی 2013 تا 2017 نشانگر افزایش سطح دریاچه‌ها است.
 
شکل3: مقايسه نتايج InSAR و GPS با GRACE TWS، ميزان بارش و ميزان آب درياچه‌های بزرگ: (الف) ميانگين تغيير شکل InSAR مشاهده شده در منطقه مورد مطالعه و ميانگين اندازه‌گيری GPS در هفت سايت. (ب) مشاهدات ماهانه TWS GRACE؛ (ج) بارش ماهانه داده‌ها؛ و (د) سطح ماهانه آب درياچه‌های انتاريو، هودون و اری.

بارگيری آب می‌تواند علت اصلی تغيير شکل پوسته زمين در جنوب انتاريو باشد. نقشه جابجایی سطحی به دست آمده مطابقت خوبی با تغييرات در ذخيره‌سازی آب دارد. تغييرات جرم آب ممکن است منجر به تغيير شکل الاستیک زمین شود. افزایش وزن آب سطح زمين را تحت فشار قرار می‌دهد که در پاسخ به آن تغيير شکل ناگهانی می‌يابد. بنابراين فرونشست مداوم در جنوب اُنتاريو می‌تواند مربوط به افزايش بارگذاری آب باشد. نرخ بالاتر فرونشست در خط ساحلی درياچه اُنتاريو نیز موید همین مطلب است.

ترجمه: زهرا کشمیری و معصومه آمیغ‌پی از اداره کل نقشه‌برداری زمینی و ژئودزی سازمان نقشه‌برداری کشور

منبع:
Surface deformation observed by InSAR shows connections with water storage change in southern Ontario; Li, J; Wang, S; Michel, C; Russell, H A J. Journal of Hydrology: Regional Studies vol. 27, 100661, 2019 p. 1-11, https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2019.100661 (Open Access) (NRCan Cont.# 20190594).
ارسال نظر
نام شما
آدرس ايميل شما

نظرات شما
ح فراهانی
feedback
Iran, Islamic Republic of
با سلام
با آمدن سطح آبهای سطحی در خشکی سواحل ممکن است باعث پدیده روانگرایی گردد که ممکن است بخشی از نشست در منطقه ناشی از آن باشد.
با تشکر از مطلب تهیه شده در اداره ترازیابی، اداره کل ژئودزی و نقشه برداری.