کتاب فرونشست زمین و تداخل سنج راداری

کتاب فرونشست زمین و تداخل سنج راداری، با توجه به نیاز محققین و پژوهشگران حوزه‌ی زمین‌شناسی به مفاهیم، نظریه‌ها، علل، پیامد‌ها، انواع روش‌های ارزیابی فرونشست و آموزش یک نمونه تداخل سنج راداری با استفاده از تصاویر راداری سنتینل 1 به کمک نرم افزار SNAP می‌پردازد.

موضوعات و مباحث فرونشست زمین و تداخل سنج راداری (Land Subsidence and Radar Interferometry) طوری تنظیم شده که برای دانشجویان و پژوهشگران علوم مرتبط مانند: ژئومورفولوژی، علوم زمین‌شناسی، سنجش از دور، مخاطرات طبیعی و برنامه‌ریزان شهری قابل استفاده است.

از کل منابع آبی جهان 97% شور و 3 درصد شیرین است. از این 3 درصد آب شیرین نزدیک 70% یخ و برف در قطب‌های شمال و جنوب و منابع کوهستانی از دسترس خارج می‌شوند و تنها 30 % از آن را آب زیرزمینی تشکیل می‌دهد. نگاهی گذرا به این آمار نیاز شدید انسان را به این آب‌ها و تمامی ساکنان زمین را به آب زیرزمینی ثابت می‌کند. ویژگی‌های خاص جغرافیایی ایران و وضعیت ناهمواری از پستی‌ها و بلندی‌ها، عرصه‌های گسترده‌ای از سفره‌های آب زیرزمینی را فراهم کرده است.

اهمیت بهره برداری از آب‌های زیرزمینی توأم با فناوری قنات در ایران سابقه‌ی دیرین دارد. به طوری که در بسیاری از مناطق ایران نقش اول را در آبیاری اراضی ایفا می‌کند. بر اساس آمارهای وزارت نیرو 7 میلیون متر مکعب برداشت غیر مجاز از سفره‌های آب زیرزمینی وجود دارد، به طوری که این مقدار در سفره‌های آب زیرزمینی دیگر جبران نمی‌شود.

میزان آب هر کشوری به میزان بارشی است که بر سطح می‌بارد از این میزان بارش مقداری تبدیل به رواناب، مقداری نفوذ و مقداری تبخیر می‌شود. آب‌های زیرزمینی گنجینه‌های حیاتی ارزشمندی هستند که در مسیر حرکت و چرخه طبیعی در زیرزمین پنهان می‌شود. در اثر بارندگی در مناطق کوهستانی قسمتی از آب به صورت روان آب در سطح جاری می‌شود، قسمت دیگر از آن هنگام بارش باران و ذوب برف به درون زمین نفوذ و آبخوان‌ها را تشکیل می‌دهد.

جامعه‌ی جهانی سازمان توسعه‌ی بین المللی می‌گویند اگر تا 20% از منابع تجدیدپذیرتان را استفاده کنید محیط زیست سالم است و تأیید کردند حداکثر 40% از این آب را می‌توانید، برداشت کنید. در دنیا 2 کشور هست که بالاتر از این مقدار می‌باشند. اولی ایران با 96% و دومی مصر با 46%، یعنی فاجعه را به بار آورده‌ایم. آمارها نشان می‌دهد، حدود 40% سدها خالی از آب است، یعنی کشور ما گنجایش این همه سد را نداشته است. احداث سد بر رودخانه‌ها و مهار آب حاصل آن جهت فعالیت‌های کشاورزی شرب و صنعت باعث خشک شدن رودخانه‌ها و تالاب‌های ایران شده است، به طوری که امروزه 16 تالاب و دریاچه‌های اصلی کشور 90 تا 100 درصد خشک شده‌اند و سدها بیش از 95 درصد از آب‌های روان کشور را مهار نموده‌اند.

احداث کارخانجات متعلق به صنایع آب بر مانند فولاد در همه جای دنیا در کنار دریاها احداث می‌شوند؛ اما در ایران در مناطق کویری و خشک مانند یزد، کرمان، سبزوار، اصفهان برپا شده‌اند و این صنایع مانند یک هیولای بزرگ تمام آب‌های سطح و زیرزمینی این مناطق را در خود می‌بلعد و باعث پیامد‌های جبران ناپذیری در این مناطق می‌شود؛ از این حیث ضرورت شناخت ساز و کار فرونشست و راه‌های ارزیابی آن با تاکید بر پردازش تصاویر راداری از اولویت‌های این کتاب است.

در بخشی از کتاب فرونشست زمین و تداخل سنج راداری می‌خوانیم:

برداشت بیش از حد آب از سفره زیر زمینی، که امروزه به دلیل رشد روز افزون جمعیت و استفاده از آب زیرزمینی در جهت مصارف گوناگون صنعتی و کشاورزی صورت می‌گیرد، سبب افت سطح آب‌های زیرزمینی شده و می‌تواند عامل نشست زمین باشد (عباس نژاد، حسین زاده، 3:1385). این پدیده زمانی ایجاد می‌شود که نرخ بهره برداری از این منابع بیش از نرخ تزریق آب‌های سطحی به درون زمین است. رابطه بین استخراج مایعات و فرونشست به وسیله بررسی روابط فیزیکی لایه‌هایی که سیال از آن‌ها استخراج می‌شود به راحتی قابل درک است.

فرونشستی که ما در سطح زمین مشاهده می‌کنیم، در نتیجه‌ی تراکم لایه‌های حاوی مایعات می‌باشند. مقدار فرونشست در نتیجه‌ی برداشت آب زیرزمینی به وسیله فاکتورهایی از قبیل افزایش تنش مؤثر، ضخامت و تراکم پذیری رسوبات، طول مدتی که افزایش بار رسوب صورت گرفته، سرعت و نوع تنش بکار برده شده، عمق قرارگیری آبخوان و گسترش جانبی آن کنترل می‌شود. برای محاسبه افت سطح آب زیرزمینی میزان سطح آب چاه‌های موجود با پیزومترهای مشاهده‌ای را برای سال‌های متوالی اندازه گیری و با هم مقایسه می‌کنند، اگر اعداد مربوط به سطح آب رو به کاهش باشد، نشان از افت سطح آب زیرزمینی دارد که می‌تواند عامل نشست سطح زمین باشد.

عموماً آمار و اطلاعات مربوط به سطح آب زیرزمینی توسط وزارت نیرو منتشر می‌گردد، رابطه بین میزان افت سطح آب و فرونشست به وسیله عدد و رقم بیان می‌شود. به عنوان نمونه مقدار نشست زمین برای هر ده متر افت سطح آب بین 1 تا 50 سانتیمتر متغیر است که دامنه این تغییرات به ضخامت و تراکم پذیری لایه‌ها، طول زمان بارگذاری، درجه و نوع استرس بستگی دارد.