نشریه علوم زمین خوارزمی

نشریه علوم زمین خوارزمی

تفکیک فرونشست هیدروژئولوژیکی از تغییرشکل‌های سطحی ناشی از معدن‌کاری در منطقه گل‌گهر با استفاده از روش SBAS-InSAR

مقالات آماده انتشار
نویسنده
رضا جهانشاهی
دانشگاه تهران
10.22034/KJES.2026.12.1.107682
چکیده
این مطالعه با هدف پایش و تفکیک منشأ تغییرات ارتفاع سطح زمین در محدوده معدنی گل‌گهر، با استفاده از تحلیل سری زمانی 16 تصویر ماهواره‌ای Sentinel-1 در بازه زمانی سال 2017 تا 2025 و به‌کارگیری روش SBAS-InSAR انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که بیشینه کاهش ارتفاع سطح زمین در محدوده پیت‌های معدنی با نرخ‌هایی بیش از 300 میلی‌متر در سال رخ می‌دهد که بیشتر ناشی از فعالیت‌های استخراجی، تغییرات مصنوعی توپوگرافی و فرآیندهای مکانیکی است و بیانگر فرونشست واقعی آبخوانی نیست. در مقابل، فرونشست واقعی و منطقه‌ای با الگوی پیوسته و گسترده در دشت چاه‌دراز با متوسط نرخ حدود 10 میلی‌متر در سال و در اراضی کشاورزی شرق کفه نمکی با متوسط حدود 7 میلی‌متر در سال مشاهده می‌شود که با افت تدریجی سطح آب زیرزمینی سازگار است. همچنین، کفه نمکی سیرجان رفتار پیچیده‌ای از تغییرات سطحی را نشان می‌دهد که ناشی از ترکیب فرآیندهایی مانند انحلال نمک و تغییرات رطوبتی است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که عدم تفکیک بین تغییرشکل‌های ناشی از معدن‌کاری و فرونشست هیدروژئولوژیکی می‌تواند منجر به برآوردهای نادرست از مخاطرات شود. این مطالعه بر ضرورت تحلیل تفکیکی و مبتنی بر منشأ تغییر شکل برای مدیریت صحیح منابع آب زیرزمینی و ارزیابی مخاطرات در مناطق معدنی تأکید دارد.
کلیدواژه‌ها
آب زیرزمینی
سنجش از دور
فرونشست زمین
SBAS-InSAR

عنوان مقاله English

Separating hydrogeological subsidence from mining-induced surface deformation in the Gol-e-Gohar region using SBAS-InSAR

نویسنده English

Reza Jahanshahi
Faculty of Geology, Faculty of Science, University of Tehran
چکیده English

This study aims to monitor and distinguish the origin of ground surface elevation changes in the Gol-e-Gohar mining area using a time-series analysis of 16 Sentinel-1 SAR images acquired between 2017 and 2025, applying the SBAS-InSAR technique. The results reveal that the highest magnitude of surface lowering occurs within mining pit areas, with rates exceeding 300 mm/year, primarily driven by excavation activities, artificial topographic modifications, and mechanical processes, and therefore not representative of true aquifer-related subsidence. In contrast, regional and continuous land subsidence is observed in the Chah-Deraz Plain, with an average rate of approximately 10 mm/year, and in the agricultural lands east of the Sirjan salt flat, with an average rate of about 7 mm/year. These lower but spatially coherent subsidence patterns are consistent with long-term groundwater level decline. The Sirjan salt flat exhibits complex surface deformation behavior influenced by processes such as evaporite dissolution and moisture variations, which may produce signals similar to subsidence. The findings demonstrate that failure to differentiate mining-induced deformation from hydrogeological subsidence may lead to significant overestimation of subsidence hazards. This study highlights the necessity of a source-based, differentiated interpretation framework for accurate hazard assessment, sustainable groundwater management, and informed decision-making in mining regions.

کلیدواژه‌ها English

groundwater
Remote Sensing
Land subsidence
SBAS-InSAR
Ashraf, T., Yin, F., Liu, L., Zhang, Q., 2024. Land subsidence detection using SBAS- and stacking-InSAR with zonal statistics and topographic correlations in Lakhra coal mines, Pakistan. Remote Sensing 16(20), 3815. Bakhtiari, S., Khairy, H., Eatemadifar, M., Mirani Moghadam, H., Barati, R., 2024. Investigating the subsidence phenomenon of the Karat Plain using the MODFLOW mathematical model and based on the development of GMS numerical package. Kharazmi Journal of Earth Sciences 10(2), 376-396. Bazaluk, O., Kuchyn, O., Saik, P., Soltabayeva, S., Brui, H., Lozynskyi, V., Cherniaiev, O., 2023. Impact of ground surface subsidence caused by underground coal mining on natural gas pipeline. Scientific Reports 13, 20566. Berardino, P., Fornaro, G., Lanari, R., Sansosti, E., 2002. A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 40(11), 2375–2383. Fadhillah, M. F., Wahyu, L.H., Lee, S., Lee, K., Lee, S., Chae, S., Lee, H., Lee, C., 2024. Multitemporal analysis of land subsidence induced by mining using ICOPS (PS+DS) InSAR time series. Scientific Reports 14, 56347. Haghighatmehr, P., Valadanzouj, M.J., Tajik, R., Jabari, S., Sahebi, M.R., Eslami, R., Ganjiyan, M., Dehghani, M., 2013. Time Series Analysis of Hashtgerd Subsidence Using Radar Interferometry and Global Positioning System. Geosciences 22(85), 105-114. (in Persian) Halataei, M., Khamechi, M., Amighpey, M., Manafiazar, A., 2024. Investigating the land subsidence potential of the Varamin Plain using a Simple Additive Weighting method and optimizing the weighting of affecting factors on land subsidence by Analytical Hierarchy Process. Iranian Association of Engineering Geology 17(4), 97-114. Hu, L., Li, J., Wang, Y., 2024. Monitoring surface deformation dynamics in the mining subsidence area using LT-1 InSAR interferometry. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 132, 103910. Huang, G., Wang, H., Fan, X., 2024. Study on surface deformation pattern in mine closure area using SBAS-InSAR. Frontiers in Earth Science 12, 1353593. Jahanshahi, R., Gamshadzehi Mahbou, E., Soloki, H.R., Azhdary Moghaddam, M., 2024. Land subsidence potential in the Tahlab plain and the relationship between domestic wastewater and collapse in sewage wells in the Rig -Malek city, southeast of Zahedan. Kharazmi Journal of Earth Sciences 10(2), 397 - 420. (in Persian) Jiang, X., Shi, W., Liang, F., Gui, J., Li, J. 2024. InSAR-derived surface deformation characteristics and mining subsidence parameters in mountain coal mines. Journal of Mountain Science 21(9), 3139–3156. Manafiazar, A., Khamehchiyan, M., Nadiri, A., 2019. Comparison of Vulnerability of the Southwest Tehran Plain Aquifer with Simple Weighting Model (ALPRIFT Model) and Genetic Algorithm (GA). Kharazmi Journal of Earth Sciences 4(2), 199-212. Mehrabi, A., Karimi, S., Mohammadi Lahijani, A., 2024. Monitoring of the Rafsanjan City Subsidence and Its Possible Causes. Geographical Research 39(2),149-159 Raspini, F., Caleca, F., Soldato M.D., Festa, D., Confuorto, P., Bianchini, S., 2022. Review of satellite radar interferometry for subsidence analysis. Earth-Science Reviews 234, 104245. Ren, J., Zhang, J., Wang, H., 2025. Risk mapping for oil–gas pipeline under mining-induced surface subsidence. International Journal of Coal Science & Technology 12, 123–137. Shviro, M., Haviv, I., Baer, G., 2017. High-resolution InSAR constraints on flood-related subsidence and evaporite dissolution along the Dead Sea shores. Geomorphology 293, 53–68. Sutton, O. F., 2024. Mining and climate change alters water storage and streamflow: Evidence from mine dewatering. Water Resources Research 60(10), e2024WR037310. Tao, Q., 2024. Ground subsidence prediction with high precision from InSAR time series using an attention-based spatiotemporal model. International Journal of Remote Sensing 45(18), 5967–5991. Zhu, M., Zhang, H., Wang, X., Liu, Y., 2024. Integrated high-precision monitoring method for surface subsidence in mining areas using D-InSAR, SBAS, and UAV technologies. Scientific Reports 14(1), 12445.
نشریه علوم زمین خوارزمی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 اردیبهشت 1404