Volume 25, Issue 76 (3-2025)
jgs 2025, 25(76): 144-161 |
Back to browse issues page
The Relationship between Land Subsidence and Water Use in Yazd-Ardakan Plain Using Sentinel-1 Images
1- Yazd university , goodarzimr@yazd.ac.ir
2- Yazd university
2- Yazd university
Abstract: (2926 Views)
In arid and semi-arid regions, groundwater is more important for humans and ecosystems than surface water. Land subsidence is caused by the pumping and uncontrolled use of groundwater in an area. When the extracted quantities are not replenished by rainfall, it leads to damages such as road failures, destruction of residential areas, railways, as well as water and gas pipelines. The Yazd-Ardakan plain is one of the main plains in Yazd province, hosting 75% of the province's population density and most industrial centers. Additionally, this plain has been subjected to a ban by the Ministry of Energy due to a sharp decline in groundwater levels. This study aimed to quantify and compare the extent of subsidence using four Synthetic Aperture Radar (SAR) images of the C-band from the Sentinel-1 satellite and the radar differential interferometry method from 2017 to 2021. The maximum subsidence recorded in 2017 was 13 cm, while in 2020 and 2021, it decreased to 9 cm, primarily concentrated in the Shamsi region between Meybod and Ardakan. Furthermore, to validate the satellite-derived results, they were compared with those obtained through accurate leveling methods conducted by the Iran National Cartographic Center. The study revealed that Sentinel images exhibit a strong capability to estimate the extent of subsidence. Considering the examination of groundwater consumption and depletion statistics in recent years, potential reasons for the reduction in subsidence in the study area could be attributed to management measures such as water transfer to this basin, alterations in agricultural practices, and a decrease in groundwater depletion compared to previous years in this region.
Type of Study: Research |
Subject:
Geography Information System
References
1. آروین، عبدالخالق؛ وهابزاده کبریا، قربان. ، موسوی، سیدرمضان. و بختیاری کیا, مسعود. (2019). مدل‌سازی مکانی فرونشست زمین در جنوب حوزه آبخیز میناب با استفاده از سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی. سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 10(3), 19-34.
2. آمیغ پی، معصومه؛ عربی، سیاوش. و طالبی، علی. (2010). بررسی فرونشست یزد با استفاده از روش تداخل سنجی راداری و ترازیابی دقیق. فصلنامه علمی-پژوهشی علوم زمین، 20(77)، 157-164.
3. اکرامی، محمد؛ ملکی نژاد، حسین. و اختصاصی، محمدرضا. (2013). بررسی تأثیر خشکسالی های اقلیمی و آب شناختی برمنابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت یزد-اردکان). مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران, 7(20), 47-54.
4. امامی, صدیقه؛ المدرسی، سیدعلی. وموسائی سنجره ای، محمد. (2020). رویکرد تحلیل راداری در سنجش وضعیت تغییرات هیدرومورفوتکتونیک مرکز ایران (دشت یزد اردکان). مخاطرات محیط طبیعی, 9(26)، 1-1.
5. تورانی, م؛ آق آتابای، م. و روستایی، م. آ. (2018). مطالعه فرونشست در شهر گرگان با استفاده از روش تداخل سنجی راداری. مجله آمایش جغرافیایی فضا، 8(27)، 117-128.
6. زارعی, کیوان؛ رسول زاده, علی؛ صدیقی, مرتضی؛ احمدزاده، غلامرضا. و رمضانی مقدم, جواد. (2019). تعیین رابطه فرونشست زمین و افت سطح آب‌زیرزمینی با دو روش تداخل سنجی راداری و ایستگاه ثابت GPS (مطالعه موردی: دشت سلماس). نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 11(1)، 168-182.
7. سودمندافشار، رضا؛ و احمدی، سلمان. (2020). پایش فرونشست زمین در اثر برداشت بی‌رویه آب‌های زیر زمینی با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری به روش پراکنشگرهای دائمی (مطالعه موردی: شهرستان اسدآباد و دشت‌های مجاور). مهندسی فناوری اطلاعات مکانی، 8(1)، 79-99.
8. شریفی کیا، م. (1391) تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین به کمک روش تداخل سنجی راداری (D-InSAR) در دشت نوق - بهرمان. برنامه ریزی و آمایش فضا (مدرس علوم انسانی)), 16( 3پیاپی 75.
9. صفاری, امیر؛ جعفری، فرهاد.و توکلی صبور، سیدمحمد. (2018). پایش فرونشست زمین و ارتباط آن با برداشت آب‌های زیرزمینی مطالعه موردی: دشت کرج-شهریار. پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی، 5(2)، 82-93.
10. عالی پور اردی, مهدی؛ ملک محمدی, بهرام. و جعفری، حمیدرضا. (2017). پهنه بندی ریسک فرونشست زمین در اثر افت سطح آب زیرزمینی با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (مطالعه موردی: دشت اردبیل). مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران، 11(38)، 25-34.
11. فروغ نیا، فاطمه؛ نعمتی، صادق.و مقصودی، یاسر. (2018). آنالیز سری زمانی تداخل سنجی راداری مبتنی بر پراکنشگرهای دائم، با استفاده از تصاویر Sentinel-1A و ENVISAT-ASAR، برای برآورد پدیده فرونشست شهر تهران ، فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران،10(1)، 57-72.
12. قنادی، محمد.؛ عنایتی، حمید.و خصالی، الهه. (2019). تولید مدل رقومی ارتفاعی زمین با استفاده از تصاویرسنتینل-1 و تکنیک تداخل سنجی راداری. فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی «سپهر»، 27(108)، 109-121.
13. Crosetto, M., Monserrat, O., Cuevas-González, M., Devanthéry, N., and Crippa, B. (2016). Persistent Scatterer Interferometry: A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 115, 78-89. [DOI:10.1016/j.isprsjprs.2015.10.011]
14. Esfandyari, F., Ghale, E., and Mohamadzadeh Shishegaran, M. (2021). Assessing the rate of land subsidence and the role of groundwater level and land use in its occurrence (Case study: Ardabil plain). Journal of Applied researches in Geographical Sciences.
15. Goldstein, R. M., and Werner, C. L. (1998). Radar interferogram filtering for geophysical applications. Geophysical Research Letters, 25(21), 4035-4038. [DOI:10.1029/1998GL900033]
16. Hu, L., Dai, K., Xing, C., Li, Z., Tomás, R., Clark, B., Shi, X., Chen, M., Zhang, R., Qiu, Q., and Lu, Y. (2019). Land subsidence in Beijing and its relationship with geological faults revealed by Sentinel-1 InSAR observations. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 82, 101886. [DOI:10.1016/j.jag.2019.05.019]
17. kiani, s., mazidi, a., and Hosseini, S. Z. A.-A. (2021). Identification of subsidence areas using radar interferometry (Case study: Damaneh plain). Journal of Applied researches in Geographical Sciences.
18. Lazecky, M., Canaslan Comut, F., Qin, Y., and Perissin, D. (2017). Sentinel-1 Interferometry System in the High-Performance Computing Environment . 131-139. [DOI:10.1007/978-3-319-45123-7_10]
19. N. Devanthéry, M., Crosetto, O., Monserrat, M., and Cuevas-González (2016). Deformation monitoring using Sentinel-1 SAR data. JISDM.
20. Pérez-Falls, Z., and Martínez-Flores, G. (2020). Land Subsidence in Villahermosa Tabasco Mexico, Using Radar Interferometry. 1276, 18-29. [DOI:10.1007/978-3-030-59872-3_2]
21. Sowter, A., Bin Che Amat, M., Cigna, F., Marsh, S., Athab, A., and Alshammari, L. (2016). Mexico City land subsidence in 2014-2015 with Sentinel-1 IW TOPS: Results using the Intermittent SBAS (ISBAS) technique. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 52, 230-242. [DOI:10.1016/j.jag.2016.06.015]
22. U.S. Geological Survey (2017). Land Subsidence in California. accessed June 18, 2021 at URL https://www.usgs.gov/centers/ca-water-ls.
23. Yu, H., Lee, H., Yuan, T., and Cao, N. (2018). A Novel Method for Deformation Estimation Based on Multibaseline InSAR Phase Unwrapping. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 56(9), 5231-5243. [DOI:10.1109/TGRS.2018.2812769]
24. Zhang, Y., Wu, H., Li, M., Kang, Y., and Lu, Z. (2021). Investigating Ground Subsidence and the Causes over the Whole Jiangsu Province, China Using Sentinel-1 SAR Data." Remote Sensing, 13(2), 179. [DOI:10.3390/rs13020179]
| Rights and permissions | |
 |
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License. |