پایش جابجایی ارتفاعی زمین و تحلیل اثرات ژئومورفولوژیکی آن با استفاده از داده های دورسنجی
محورهای موضوعی : برنامه های کاربردی در خطر بلایای طبیعیعلی عبدالملکی 1 , امجد ملکی 2 , علی خزایی 3
1 - دانشجوی کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی در آمایش سرزمین، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 - دانشیار گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 - کارشناس گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
کلید واژه: تغییرات مورفولوژی, زمینلرزه, تداخل سنجی راداری, جابجای پوسته زمین, سرپل ذهاب,
چکیده مقاله :
پیشینه و هدف زلزله یکی از مهم ترین وقایع طبیعی است که هر ساله خسارات مالی و جانی فراوانی در سراسر جهان از خود به جای می گذارد. زلزله عبارت است از لرزش زمین در اثر آزادسازی سریع انرژی که اغلب موارد در اثر لغزش در امتداد یک گسل در پوسته زمین اتفاق می افتد. در اثر رخداد زمین لرزه ناپایداری های زمین شناختی ژئوتکنیکی بسیاری مانند ریزش های سنگی متعدد، لغزش های خاکی و سنگی، جریان واریزهای و گل روانه، فرونشست غارهای آهکی، روانگرایی و گسیختگی گسترشی روی می دهد. یکی از مهم ترین اثرات زمین لرزه جابجایی زمین و تغییرات مورفولوژی حاصل از آن است. برآورد میزان جابجایی زمین و پایش تغییرات مورفولوژی این پدیده به منظور مدیریت بحران یکی از اقدامات اساسی بعد از وقوع زلزله محسوب می گردد. در دهه های اخیر، تلاش های گسترده ای جهت پایش تغییرات و جا به جایی پوسته زمین صورت گرفته است. با ترازیابی دقیق و مشاهدات زمینی، می توان تغییرات را با دقت زیاد اندازه گیری کرد که اندازه گیری زمینی مستلزم هزینه و به صورت نقطه ای و پراکنده قابل اندازه گیری است. استفاده از فن آوری سنجش از دور در علوم مختلف زمین به دلیل پوشش وسیع تصاویر ماهواره ای، بهنگام بودن تصاویر و هزینه پایین آن نسبت به روش های زمینی بسیار متداول است. یکی از کاربردهای سنجش از دور نمایش و کنترل جابجایی های پوسته زمین در اثر عواملی چون زلزله، رانش، فرونشست است. استفاده از تصاویر ماهواره ای راداری و روش تداخل سنجی راداری، به دلیل پوشش گسترده و تصویر برداری دوره ای و با استفاده دقتی در حدود سانتی متر، ابزار مناسبی جهت در پایش تغییرات پوسته زمین است. در حال حاضر تصاویر ماهواره های منظومه ماهواره Sentinel-1، که از سال 2014 توسط آژانس فضایی اروپا به صورت رایگان در اختیار عموم قرارگرفته است و نیز به طور مداوم نیز در حال تصویربرداری است، ابزاری مناسب جهت پایش زلزله پایش تغییرات پوسته زمین است. در تحقیق حاضر جهت نیل به هدف فوق با استفاده از داده های ماهواره ای و تکنیک تداخل سنجی راداری، به بررسی میزان تغییر شکل پوسته زمین ناشی از حرکات بعد از لرزه ای شهرستان سرپل ذهاب پرداخته شده است.مواد و روش ها در این پژوهش با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری، میزان تغییر شکل ناشی از حرکات بعد لرزه شهرستان سرپل ذهاب در بازه زمانی 7 روزه 2017/11/11 تا 2017/11/17 بعد از وقوع زلزله با استفاده از داده های راداری (S_1A-IW-SLC)، با بیس لاین مکانی 100 متر و تجزیه و تحلیل در نرم افزار SNAP SANTINEL ، ArcGIS و گوگل ارث استفاده شده است.نتایج و بحث بررسی نتایج تغییر شکل پوسته زمین پس از زمینلرزه نشان می دهد؛ بیشترین میزان فرونشست زمین در شمال، شمال غرب شهر سرپل ذهاب (حدود 90 سانتیمتر جابجایی عمودی پوسته زمین) به سمت غرب، و بالاآمدگی زمین در اطراف کانون زلزله (شمال ازگله)، حدود 30 سانتی متر جابجایی عمودی پوسته زمین (بهطرف دربندی خان) به وقوع پیوسته است. اثرات فرونشست و بالاآمدگی پوسته زمین ناشی از زلزله در محدوده منطقه موردمطالعه علاوه بر تغییرات مرفولوژیکی در سطح منطقه بر روی هیدرولوژی منابع آب منطقه نیز اثرگذار بوده است. به عنوان مثال زلزله باعث تغییرات محسوس کاهشی حجم آب در سد تنگه حمام و افزایش حجم منابع آب در رودخانه سیروان شده است.نتیجه گیری نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری علاوه بر اینکه می تواند ابزار کارآمدی در برآورد میزان جابجایی پوسته زمین قلمداد گردد، می تواند در برآورد نسبتاً دقیق تغییرات کمی منابع آب حاصل از جابجایی پوسته زمین استفاده گردد.
Background and Objective An earthquake is one of the most important natural events that cause a lot of financial and human losses every year around the world. An earthquake is an earthquake caused by the rapid release of energy, which often occurs due to landslides along a fault in the earth's crust. Earthquakes cause many geological-geotechnical instabilities such as multiple rockfalls, soil and rock landslides, runoff and mud flow, subsidence limestone caves, liquefaction, and expansion rupture. One of the most important effects of an earthquake is the displacement of the earth and the resulting morphological changes. Estimating the rate of land displacement and monitoring the morphological changes of this phenomenon in order to manage the crisis is one of the basic measures after the earthquake. In recent decades, extensive efforts have been made to monitor changes and displacements of the Earth's crust. With accurate alignment and ground observations, changes can be measured with great accuracy, which ground measurements are costly and can be measured sporadically. The use of remote sensing technology in the various earth sciences is very common due to the wide coverage of satellite images, the timeliness of the images, and its low cost compared to terrestrial methods. One of the applications of measurement is to show and control the movements of the earth's crust due to factors such as earthquake, drift, subsidence. The use of radar, satellite images, and radar interferometry methods, due to extensive coverage and periodic imaging and with an accuracy of about cm, is a good tool to monitor changes in the Earth's crust. Satellite imagery of the Sentinel-1 satellite system, which has been made available to the public free of charge by the European Space Agency since 2014 and is currently being continuously imaged, is a good tool for earthquake monitoring. A radar imaging technique is a new tool used for the discovery and display of land subsidence. In the present perusal, in order to achieve the above purpose, using satellite data and radar interferometry technique, the deformation of the earth's crust due to post-seismic movements in Sarpolzahab city has been investigated. Materials and Methods In this paper, using radar imagery, the deformation field due to the seismic dimension of the county is obtained from 11/ 11/ 2017 to 17/11/2017 using radar data (S _ 1 A - IW), with a baseline of 100 m.Results and Discussion Examination of the results of deformation of the earth's crust after an earthquake shows; The highest rate of land subsidence in the north, northwest of Sarpol-e-Zahab city (about 90 cm vertical displacements of the earth's crust) to the west, and land elevation around the epicenter (north of the herd), about 30 cm vertical displacements of the earth's crust (towards Darbandi Khan) It has happened. The effects of subsidence and uplift caused by the earthquake in the study area in addition to morphological changes in the area have also affected the hydrology of water resources in the area. For example, earthquakes have caused significant changes in the volume of water in the Strait of Hammam dam and increased the volume of water resources in the Sirvan river.Conclusion The results of this study showed that the use of radar interferometry technique, in addition to being an efficient tool in estimating the rate of crustal displacement, can be used in relatively accurate estimation of quantitative changes in water resources resulting from crustal displacement.
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. doi:https://doi.org/10.1109/TGRS.2002.803792.
Earthquake Report November 12. 2017. Sarpol-e Zahab, Kermanshah Province (Fifth Edition). Volume 1: Seismological Aspects. International Institute of Seismology and Earthquake Engineering. (In Persian).
Ferretti A, Monti A, Prati C, Rocca F, Massonet D. 2007. InSAR Principles: Guidelines for SAR Interferometry ProcessingandInterpretation.https://www.researchgate.net/publication/234226330_InSAR_Principles__Guidelines_for_SAR_Interferometry_Processing_and_Interpretation
Fruneau B, Sarti F. 2000. Detection of ground subsidence in the city of Paris using radar interferometry: isolation of deformation from atmospheric artifacts using correlation. Geophysical Research Letters, 27(24): 3981-3984. doi:https://doi.org/10.1029/2000GL008489.
Gabriel AK, Goldstein RM, Zebker HA. 1989. Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94(B7): 9183-9191. doi:https://doi.org/10.1029/JB094iB07p09183.
Gombert B, Duputel Z, Shabani E, Rivera L, Jolivet R, Hollingsworth J. 2019. Impulsive source of the 2017 Mw= 7.3 Ezgeleh, Iran, earthquake. Geophysical research letters, 46(10): 5207-5216. doi:https://doi.org/10.1029/2018GL081794.
Goorabi A. 2021. Quantification of mass wasting volume associated with the giant landslide Maleh Kabood induced by the 2017 Kermanshah earthquake from InSAR. Journal of Applied researches in Geographical Sciences, 21(60): 47-63. doi:https://doi.org/10.52547/jgs.21.60.47. (In Persian).
Graham LC. 1974. Synthetic interferometer radar for topographic mapping. Proceedings of the IEEE, 62(6): 763-768. doi:https://doi.org/10.1109/PROC.1974.9516.
Gunce HB, San BT. 2018. Measuring earthquake-induced deformation in the south of Halabjah (Sarpol-e-Zahab) using Sentinel-1 data on November 12, 2017. In: Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings, vol 7. pp 346. https://doi.org/310.3390/ecrs-3392-05159.
Howells D. 1983. A history of Persian earthquakes, by NN Ambraseys and CP Melville, Cambridge University Press, Cambridge, 1982. No. of pages: 219. Wiley Online Library. https://doi.org/10.1002/eqe.4290110412.
Iran-Iraq Earthquake is Deadliest of 2017-CNN. 2018. Available online: middleeast/iraq-earthquake/index.html accessed on 9 February 2018, https://edition.cnn.com/2017/11/12.
Karimzadeh S, Matsuoka M, Miyajima M, Adriano B, Fallahi A, Karashi J. 2018. Sequential SAR coherence method for the monitoring of buildings in Sarpole-Zahab, Iran. Remote Sensing, 10(8): 1255. doi:https://doi.org/10.3390/rs10081255.
Khoshlahjeh Azar M, Maghsoudi Y, momeeni S. 2018. displacement analysis of the 12 november 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab earthquake by SAR interferometry using Sentinel – 1. Conference: The 3rd National Conference on Geospatial Information Technology. doi:10.13140/RG.2.2.33839.18083
Lundgren P, Usai S, Sansosti E, Lanari R, Tesauro M, Fornaro G, Berardino P. 2001. Modeling surface deformation observed with synthetic aperture radar interferometry at Campi Flegrei caldera. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 106(B9): 19355-19366. doi:https://doi.org/10.1029/2001JB000194.
Massonnet D, Rossi M, Carmona C, Adragna F, Peltzer G, Feigl K, Rabaute T. 1993. The displacement field of the Landers earthquake mapped by radar interferometry. Nature, 364(6433): 138-142. doi:https://doi.org/10.1038/364138a0.
Matsuoka M, Yamazaki F. 2000. Use of interferometric satellite SAR for earthquake damage detection. In: Proceedings of the 6th International Conference on Seismic Zonation, 103-108, 2000.11.
Motagh M, Vajedian S, Behling R, Haghshenas Haghighi M, Roessner S, Akbari B, Wetzel H-U, Darabi A. 2018. 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab, Iran, earthquake: Results from combining radar and optical remote sensing measurements with geophysical modeling and field mapping. In: EGU General Assembly Conference Abstracts. p 10528.
Qanadi MA, Enayati H, Khasali E. 2018. Generating Digital Elevation Model of the Earth Using Sentinel-1 Images and Interferometry. Geographical Information Scientific-Research Quarterly. Volume 27, Number 108, Winter 2019. 10.22131/SEPEHR.2019.34623.
Sherwin CW, Ruina J, Rawcliffe R. 1962. Some early developments in synthetic aperture radar systems. IRE Transactions on Military Electronics(2): 111-115. doi:https://doi.org/10.1109/IRET-MIL.1962.5008415.
Tolomei C, Svigkas N, Baneh AF, Atzori S, Pezzo G. 2018. Surface deformation and source modeling for the MW 7.3 Iran earthquake (November 12, 2017) exploiting sentinel-1 and ALOS-2 insar data. In: IGARSS 2018-2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IEEE, pp 3063-3066. doi:https://doi.org/3010.1109/IGARSS.2018.8518173.
Turker M, San B. 2004. Detection of collapsed buildings caused by the 1999 Izmit, Turkey earthquake through digital analysis of post-event aerial photographs. International Journal of Remote Sensing, 25(21): 4701-4714. doi:https://doi.org/10.1080/01431160410001709976.
Vajedian S, Motagh M. 2018. Coseismic displacement analysis of the 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab (Iran) earthquake from SAR Interferometry, burst overlap interferometry and offset tracking. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 4 (2018), Nr 3, 4(3): 205-209. doi:https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-3-205-2018.
Vajedian S, Motagh M, Mousavi Z, Motaghi K, Fielding E, Akbari B, Wetzel H-U, Darabi A. 2018. Coseismic deformation field of the Mw 7.3 12 November 2017 Sarpol-e Zahab (Iran) earthquake: A decoupling horizon in the northern Zagros Mountains inferred from InSAR observations. Remote Sensing, 10(10): 1589. doi:https://doi.org/10.3390/rs10101589.
Wang R, Xia Y, Grosser H, Wetzel H-U, Kaufmann H, Zschau J. 2004. The 2003 Bam (SE Iran) earthquake: precise source parameters from satellite radar interferometry. Geophysical Journal International, 159(3): 917-922. doi:https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02476.x.
_||_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. doi:https://doi.org/10.1109/TGRS.2002.803792.
Earthquake Report November 12. 2017. Sarpol-e Zahab, Kermanshah Province (Fifth Edition). Volume 1: Seismological Aspects. International Institute of Seismology and Earthquake Engineering. (In Persian).
Ferretti A, Monti A, Prati C, Rocca F, Massonet D. 2007. InSAR Principles: Guidelines for SAR Interferometry ProcessingandInterpretation.https://www.researchgate.net/publication/234226330_InSAR_Principles__Guidelines_for_SAR_Interferometry_Processing_and_Interpretation
Fruneau B, Sarti F. 2000. Detection of ground subsidence in the city of Paris using radar interferometry: isolation of deformation from atmospheric artifacts using correlation. Geophysical Research Letters, 27(24): 3981-3984. doi:https://doi.org/10.1029/2000GL008489.
Gabriel AK, Goldstein RM, Zebker HA. 1989. Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94(B7): 9183-9191. doi:https://doi.org/10.1029/JB094iB07p09183.
Gombert B, Duputel Z, Shabani E, Rivera L, Jolivet R, Hollingsworth J. 2019. Impulsive source of the 2017 Mw= 7.3 Ezgeleh, Iran, earthquake. Geophysical research letters, 46(10): 5207-5216. doi:https://doi.org/10.1029/2018GL081794.
Goorabi A. 2021. Quantification of mass wasting volume associated with the giant landslide Maleh Kabood induced by the 2017 Kermanshah earthquake from InSAR. Journal of Applied researches in Geographical Sciences, 21(60): 47-63. doi:https://doi.org/10.52547/jgs.21.60.47. (In Persian).
Graham LC. 1974. Synthetic interferometer radar for topographic mapping. Proceedings of the IEEE, 62(6): 763-768. doi:https://doi.org/10.1109/PROC.1974.9516.
Gunce HB, San BT. 2018. Measuring earthquake-induced deformation in the south of Halabjah (Sarpol-e-Zahab) using Sentinel-1 data on November 12, 2017. In: Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings, vol 7. pp 346. https://doi.org/310.3390/ecrs-3392-05159.
Howells D. 1983. A history of Persian earthquakes, by NN Ambraseys and CP Melville, Cambridge University Press, Cambridge, 1982. No. of pages: 219. Wiley Online Library. https://doi.org/10.1002/eqe.4290110412.
Iran-Iraq Earthquake is Deadliest of 2017-CNN. 2018. Available online: middleeast/iraq-earthquake/index.html accessed on 9 February 2018, https://edition.cnn.com/2017/11/12.
Karimzadeh S, Matsuoka M, Miyajima M, Adriano B, Fallahi A, Karashi J. 2018. Sequential SAR coherence method for the monitoring of buildings in Sarpole-Zahab, Iran. Remote Sensing, 10(8): 1255. doi:https://doi.org/10.3390/rs10081255.
Khoshlahjeh Azar M, Maghsoudi Y, momeeni S. 2018. displacement analysis of the 12 november 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab earthquake by SAR interferometry using Sentinel – 1. Conference: The 3rd National Conference on Geospatial Information Technology. doi:10.13140/RG.2.2.33839.18083
Lundgren P, Usai S, Sansosti E, Lanari R, Tesauro M, Fornaro G, Berardino P. 2001. Modeling surface deformation observed with synthetic aperture radar interferometry at Campi Flegrei caldera. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 106(B9): 19355-19366. doi:https://doi.org/10.1029/2001JB000194.
Massonnet D, Rossi M, Carmona C, Adragna F, Peltzer G, Feigl K, Rabaute T. 1993. The displacement field of the Landers earthquake mapped by radar interferometry. Nature, 364(6433): 138-142. doi:https://doi.org/10.1038/364138a0.
Matsuoka M, Yamazaki F. 2000. Use of interferometric satellite SAR for earthquake damage detection. In: Proceedings of the 6th International Conference on Seismic Zonation, 103-108, 2000.11.
Motagh M, Vajedian S, Behling R, Haghshenas Haghighi M, Roessner S, Akbari B, Wetzel H-U, Darabi A. 2018. 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab, Iran, earthquake: Results from combining radar and optical remote sensing measurements with geophysical modeling and field mapping. In: EGU General Assembly Conference Abstracts. p 10528.
Qanadi MA, Enayati H, Khasali E. 2018. Generating Digital Elevation Model of the Earth Using Sentinel-1 Images and Interferometry. Geographical Information Scientific-Research Quarterly. Volume 27, Number 108, Winter 2019. 10.22131/SEPEHR.2019.34623.
Sherwin CW, Ruina J, Rawcliffe R. 1962. Some early developments in synthetic aperture radar systems. IRE Transactions on Military Electronics(2): 111-115. doi:https://doi.org/10.1109/IRET-MIL.1962.5008415.
Tolomei C, Svigkas N, Baneh AF, Atzori S, Pezzo G. 2018. Surface deformation and source modeling for the MW 7.3 Iran earthquake (November 12, 2017) exploiting sentinel-1 and ALOS-2 insar data. In: IGARSS 2018-2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IEEE, pp 3063-3066. doi:https://doi.org/3010.1109/IGARSS.2018.8518173.
Turker M, San B. 2004. Detection of collapsed buildings caused by the 1999 Izmit, Turkey earthquake through digital analysis of post-event aerial photographs. International Journal of Remote Sensing, 25(21): 4701-4714. doi:https://doi.org/10.1080/01431160410001709976.
Vajedian S, Motagh M. 2018. Coseismic displacement analysis of the 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab (Iran) earthquake from SAR Interferometry, burst overlap interferometry and offset tracking. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 4 (2018), Nr 3, 4(3): 205-209. doi:https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-3-205-2018.
Vajedian S, Motagh M, Mousavi Z, Motaghi K, Fielding E, Akbari B, Wetzel H-U, Darabi A. 2018. Coseismic deformation field of the Mw 7.3 12 November 2017 Sarpol-e Zahab (Iran) earthquake: A decoupling horizon in the northern Zagros Mountains inferred from InSAR observations. Remote Sensing, 10(10): 1589. doi:https://doi.org/10.3390/rs10101589.
Wang R, Xia Y, Grosser H, Wetzel H-U, Kaufmann H, Zschau J. 2004. The 2003 Bam (SE Iran) earthquake: precise source parameters from satellite radar interferometry. Geophysical Journal International, 159(3): 917-922. doi:https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02476.x.
مقدمه
قرار گرفتن ایران در یکی از مناطق لرزهخیز جهان و احتمال وقع زلزلههای مخرب در همه نقاط کشور، اهمیت مطالعات لرزهخیزی و لرزه زمین ساختی را دوچندان کرده است. بررسی ها نشان می دهد که تقریباً هر ده سال یک بار زمین لرزه بالای 6 ریشتر در ایران رخ داده است. بعضی از انواع زلزلهها دارای عمق کم هستند و در مناطق پرجمعیت، خسارات مالی و جانی زیادی را وارد میکنند. برای مدیریت ریسک و ارزیابی خطر زمینلرزهها، شناسایی جامع، مدلسازی و تهیه نقشه آنها بسیار ضروری است(10). این موضوع میتواند مبنای کسب آگاهی از توزیع مکانی و زمانی گسلها در نظر گرفته شود. باوجود مطالعات بسیار درزمینه رخداد زلزله هنوز سؤالات زیادی مطرح است. وقوع زمینلرزههای مکرر در ایران بیانگر فعال بودن جنبشهای زمین ساختی در عهد حاضر است. به لحاظ مورفوتکتونیکی روند اصلی ناهمواریهای ایران شمالغربی-جنوب شرقی است که نتیجه قرار گرفتن پوسته ایران در محل همگرایی دو صفحه عربستان در جنوب و صفحه توران در شمال است. در حال حاضر با ایجاد پوسته اقیانوسی در دریای سرخ، عربستان با سرعت 3- 5/3 سانتیمتر در سال و در جهت جنوب شرقی-شمال غربی، فلات ایران را تحتفشار قرار میدهد. بروز زلزلههاي متعدد با توجه به نوع مورفولوژي زمین، زمینشناسی و توپوگرافی در معرض انواع تغییرات زمین ازجمله فرونشست و بالاامدگیزمین، ریزشهای سنگی متعدد، لغزشهای خاکی و سنگی، جریان واریزهای و گل روانه، فرونشست غارهای آهکی، روانگرایی و گسیختگی گسترشی قرار دارد. امروزه در ژئومورفولوژی نیز مانند سایر علوم، استفاده از سنجشازدور در مطالعه عوارض سطح زمین جایگاه خاصی یافته است. افزایش روش های سنجش از دور قابلیت اطمینان پایش زمین را افزایش داده است(3). در مطالعات مربوط به زلزله، استفاده از تصاویر دوبعدی و سهبعدی ماهوارهای و تصاویر حرارتی میتواند کمک زیادی به تفسیر ژئومورفولوژیکی مناطقی که تحت تنشهای زمین ساختی قرار دارند، کند. با گسترش روزافزون فنّاوری سنجشازدور، از سنجندههای متنوعی استفاده میکند که ازنقطهنظر نوع منبع انرژی، میتوان این سنجندهها را به دودسته فعال و غیرفعال دستهبندی کرد. سنجشازدور غیرفعال هنگامی مطرح میشود که یک منبع طبیعی انرژی که عمدتاً خورشید است، مورداستفاده قرار گیرد. از طرف دیگر سنجندههای فعال، امواجی را که خود منبع آن هستند تولید میکنند و با ارسال آن به سمت هدف موردنظر و دریافت انرژی برگشتی از آن، به هندسه و ویژگیهای متنوع هدف پیشبرد. ازجمله سنجندههای فعال، سنجندههای راداری هستند که محبوبیت استفاده از آنها در جامعه سنجشازدور در سالهای اخیر با ارسال سنجندههای راداری همچون سنتینل 1 دوچندان شده است. یکی از عمده مزیتهای استفاده از سنجشازدور راداری این است که امواج در محدوده طیفی ماکروویو برخلاف محدوده نوری تحت تأثیر شرایط جوی قرار نمیگیرند و حتی قادرند در ابرها نیز نفوذ کنند. از دیگر مزایای سنجشازدور راداری آن است که میتواند در شب و روز، بدون نیاز به انرژی خورشید تصویر تهیه کند. همچنین با توجه به اینکه هزینه مالی استخراج تغییرات زمین در اثر عوامل متعددی مانند زلزله، لغزش و... برای تداخلسنجی راداری بسیار مقرونبهصرفه و دقیق است به همین منظور امروزه اکثر مطالعات در حوزه بررسی تغییرات به این سمت سوق دادهشدهاند. در دهههای اخیر، تلاشهای گستردهای جهت پایش تغییرات و جابهجایی پوسته زمین صورت گرفته است. در کمتر از دو دهه قبل، تکنیک تداخلسنجی راداری InSAR انقلابی بزرگ درزمینه مطالعات تغییر شکل پوسته زمین ایجاد کرد (5). تصاویر ماهوارهای راداری، دارای کاربردهای بسیاری در پایش تغییرات پوسته زمین است و از آن جمله میتوان کاربردهای لرزهای شامل بررسی زلزلهها، گسلها و تغییرات تک تونیکی را نام برد. تکنیک تداخل سنجی راداری، جابهجایی سطح زمین را باقدرت تفکیک مکانی بسیار بالایی اندازهگیری میکند (1). تداخل سنجی راداری تکنیکی است که بهواسطه آن اختلاففاز بین تصاویر راداری اخذشده از یک منظر، محاسبه میشود. این تصاویر ممکن است از موقعیتهای تصویربرداری و یا حتی زمانهای تصویربرداری مختلف، اخذشده باشند (4). علیرغم مزایای تکنیک تداخلسنجی راداری، تغییر در ماهیت پراکندگی سطح زمین باگذشت زمان و زاویه میل، بهکارگیری این روش را محدود میکند. تکنیک تداخلسنجی راداری برای اولین بار در سال 1986 میلادی استفاده شد. در پایان سال 1990 گروههای مختلفی راههای برای کاهش محدودیتهای تداخلسنجی راداری ارائه کردند (12). یک روش تشکیل اینترفروگرام و معکوس کردن آنها برای استخراج جابهجایی افزایشی بازمان بود که روش متداول خط مبنای مکانی کوتاه نام گرفت (14). شروع رادار با گشودگی مجازی از سال 1950 (18)؛ و اولین استفاده از تکنیک تداخلسنجی راداری با استفاده از دادههای هوابرد رادار در اوایل دههی هفتاد میلادی صورت گرفت (8). تکنیک تداخل سنجی راداری فضا برد از سال 1993 با مجله Nature که بر روی جلد خود نتیجهی حاصل از تحقیق ماسونت و همکاران را چاپ کرد، فراگیر شد (15). شهرستان سرپل ذهاب از شهرستانهای استان کرمانشاه است که در 21 آبان 1396 زلزلهای با شدت 3/7 ریشتر رخ داده که باعث تغییرات مورفولوژیکی در سطح منطقه شد. از این رو در این تحقیق سعی میشود با استفاده از تکنیک تداخلسنجی راداری به پایش جابجایی ارتفاعی زمین و تحلیل اثرات ژئومورفولوژیکی در اثر رخداد زلزله در سطح شهرستان سرپلذهاب نشان داده شود. تحقیقاتی بسیاری درزمینه تداخلسنجی راداری در سطح جهان و ایران انجام گردیده که به مواردی از آنها در ذیل میپردازیم. گومبرت و همکاران (6) در پژوهش خود مبنی بر منبع تحریک آمیز زلزله 3/7 ریشتری ازگله با استفاده از تکنیک تداخلسنجی و دیافراگم مصنوعی پرداختند. علی رغم خطر بالای رفتار لرزهزای، زلزلههای بزرگ در منطقه وشبکه پیچیدهای از گسلهای فعال، فاصله طولانی مدت ما بین زلزلههای بزرگ اتفاق افتاده در سطح منطقه هنوز دلیل زلزلههای بزرگ در این منطقه اثبات نشده است. نتایج نشان دهنده یک حرکت عمدتا رانشی بروی یک گسل تقریبا افقی را نشان میدهد. همچنین یک منبع بسیار تکانشی را که به سمت جنوب گسترش دارد استنباط کردند. این خصوصیات حرکتی ممکن است در بیثباتیهای شیب منطقه اثرگذار باشد.در همین زمینه وانگ و همکاران (24) با استفاده از تداخل سنجی راداری به بررسی منبع دقیق پارامترهای زلزله سال 2003 بم پرداختند. تداخل سنجی راداری دیفرانسیل داده های تغییر شکل نزدیک میدان را با کیفیت بالا برای زلزله بم 2003 ارائه کرد. با استفاده از فیلتر لبه در زمینه تغییر شکل فاز، می توان بخشهای گسیختگی را به وضوح تشخیص داد. طول کل پارگی تخمین زده شده حدود 24 کیلومتر است. علاوه بر این، داده های سنجش از دور نوری نشان می دهد که گسل بم یک گسل نیست بلکه از یک سیستم گسل با عرض 4-5 کیلومتر تشکیل شده است که شاخه اصلی شناخته شده بین شهر بم و باراوت به نظر می رسد. بر اساس این نتایج، پیشنهاد کردند که زمین لرزه بم یک گسل پنهان یا جدید را پاره کرده. بران و تانر (9) با استفاده از تصاویر باند C ماهوارهی سنتینل 1، زلزلهی جنوب حلبچه (سرپل ذهاب) را مطالعه کردند. آنها پردازشهای خود را با استفاده از نرمافزار اسنپ (Sentinels Application Platforms)، در کانال VV انجام دادند. نتایج نشاندهندهی فرورفتگی و نشست به میزان 45 سانتیمتر و بالاآمدگی 49 سانتیمتر در منطقه بود. فیلدینگ و همکاران (23) با استفاده از تصاویر ماهوارهی سنتینل و نرمافزار GAMMA(نرم افزار پردازش تصاویر ماهوارهای)، به بررسی تغییرات جابهجایی زمین و زمینلغزش ناشی از زلزلهی سرپل ذهاب پرداختند. نتایج نشاندهندهی تغییرات حداکثر تا یک متر در جهت خط دید ماهواره و میزان رانش زمین در راستای مایل حداکثر 5 متر در عمق 17 کیلومتری زمین است. تولومی و همکاران (20) با استفاده از تصاویر صعودی و نزولی سنجندههای ALOS-2 و Sentinel-1، زلزلهی سرپل ذهاب را مطالعه و با استفاده از نرمافزار SAR scape میزان جابهجایی را حداکثر تا یک متر در راستای جهت دید ماهواره برآورد کردند. آنها برای حذف اثر توپوگرافی از مدل رقومی زمین SRTM با دقت 90 متر استفاده کردند. بهلینگ و همکاران (17) با تلفیق دادههای سنجشازدور نوری و راداری و زلزلهشناسی اقدام به مطالعهی پارامترهای منشأ، لرزههای ثانویه و شکستگیهای ناگهانی شیب زمین در اثر زلزلهی سرپل ذهاب کردند. آنها از تصاویر صعودی و نزولی سنجندههای ALOS-2 و Sentinel-1و همچنین از دادهی نوری Sentinel- 2 استفاده کردند. نتایج حاصل نشان میدهد که تلفیق روشهای زلزلهشناسی و استفاده از دادههای سنجشازدوری مختلف برای درک و فهم تغییرات سطح زمین بسیار مفید است. ماتسوکا و همکاران (12) با استفاده از 56 تصویر ماهواره Sentinel-1، زلزلهی سرپل ذهاب در غرب ایران را مطالعه و اقدام به پایش ساختمانهای مسکونی با استفاده از روش همبستگی متوالی SAR کردند. آنها موفق به برآورد مساحت و حجم تخریب با استفاده از تلفیق نقشه تخریب بهدستآمده از روش ارائهشده و نقشهی سهبعدی ساختمانها شدند. همچنین پژوهشهای متعددی درزمینه برآورد میزان جابهجایی زمین ناشی از زلزله با استفاده از تصاویر راداری صورت گرفته است. بهعنوانمثال ماتسوکا و یامازاکی (16)، با استفاده از تصاویر ماهوارهای ERS/SAR، بر روی زلزله کوکائلی به بزرگی 4/7 ریشتر در منطقهی شمال غربی ترکیه مطالعه نمودند و دریافتند شدت باز پراکنش ساختمانهای آسیبدیده نسبت به قبل از زلزله کاهشیافته، بهطوریکه فاز ساختمانهای آسیبدیده بعد از زلزله دچار تغییر شده و میزان همبستگی بین تصویر قبل و بعد از زلزله کاهش پیداکرده است. ترکر و همکار(21)، با استفاده از تجزیه و تحلیل دیجیتالی عکسهای هوایی پس از رویداد زلزله سال 1999 ایزمیت، ترکیه به تشخیص ساختمانهای فروریخته پرداختند.
نتایج آنها نشان داد که تشخیص ساختمانهای فروریخته از طریق تحلیل دیجیتالی عکسهای هوایی پس از زلزله بر اساس اطلاعات سایه بسیار دلگرم کننده است. همچنین نشان داده شده است که تعیین مقدار آستانه مطلوب برای جداسازی ساختمانهای فروریخته از ساختمانهای فرونریخته مهم است. توزیع زمینلرزههای تاریخی و دستگاهی سده اخیر در گستره مه لرزهای زمینلرزه 21/08/1396 سرپل ذهاب (3/7=MW)، دلالت بر سابقه فعالیت لرزهای کم منطقه دارد. بهجز زمینلرزههای مشاهدهشده در فاصله حدود 25 کیلومتری جنوب قصر شیرین که مرتبط با وقوع فوج زمینلرزههای شهرستان قصر شیرین در آذرماه 1392 است، عملاً فعالیت لرزهای قابلتوجهی در منطقه در طی صدسال اخیر مشاهده نمیگردد. غالب زمینلرزههای دستگاهی رویداده در منطقه دارای بزرگی گشتاوری کمتر از 5 هستند(2). عملاً در بخش وسیعی از گستره اطراف کانون زمینلرزه اخیر سرپل ذهاب، زمینلرزهای با بزرگی بالای 6 مشاهده نمیگردد. یکی از مناطقی که فرضیه عدم وقوع زمینلرزههای با بزرگی بالا 7 در بخش چینخورده - رو رانده زاگرس را قوت میبخشید، این بخش از زون لرزه-زمینساختی زاگرس بود. به لحاظ لرزهخیزی تاریخی اما دو زمینلرزه 958 و 1150 میلادی با بزرگی تخمینی به ترتیب 4/6 و 9/5 در مجاورت شهر سرپل ذهاب گزارششدهاند که سابقه لرزهخیزی بالای این شهر را نشان میدهد. زمینلرزه آوریل 958 میلادی حلوان، سرپل ذهاب کنونی را ویران کرد. زمینلرزه که در بغداد حس شد و پسلرزههای آنکه بهتناوب در سرتاسر ماههای نخست سال ادامه داشت، بر منابع آب زیرزمینی در زاگرس اثر گذاشت. بزرگی زمینلرزهی اصلی 4/6 در مقیاس امواج سطحی (MS) برآورد شده است. زمینلرزه آوریل 1150 میلادی حلوان نیز زمینلرزهی ویرانگر دیگری است که در منطقهی حلوان (سرپل ذهاب) روی داد و سبب دگر ریختیهای زمین در کوهها شد. رباط بهروزی ویران شد و شمار زیادی از کوچنشینان ترکمن کشته شدند. در بغداد زمینلرزه بهشدت حس شد و زمین بهنگام جنبش چند بار شکل امواج به خود گرفت و باعث ترک خوردن برخی دیوارها شد. بزرگی این زمینلرزه 9/5 در مقیاس امواج سطحی (MS) برآورد شده است (19). ازنظر سازوکار گسلهای این بخش از زاگرس، همانطور که مشاهده میگردد غالب سازوکارهای حاکم بر زمینلرزههای این زون از نوع معکوس یا تراستی بر روی صفحههای با روند شمال غرب-جنوب شرق کموبیش مشابه سازوکار زمینلرزه اخیر سرپل ذهاب هستند.
بررسیهای لرزهزمینساختی منطقه زاگرس بهطور عمده به مطالعات لرزهخیزی این منطقه محدود گردیده است. این موضوع ازآنجا ناشی میشود که گسلش لرزه زا در منطقه زاگرس در سطح زمین رخنمون ندارد (2). اساساً تغییر شکل الاستیک و رویداد زمینلرزههای بزرگ در امتداد زونهای گسلی اصلی در منطقه زاگرس به فوقانیترین بخش پیسنگ (ژرفای 8 تا 12کیلومتر) محدود گردیده و به دلیل وجود لایههای تبخیری که در افقهای مختلف پوشش رسوبی وجود دارد(11). شکستگی به سطح زمین نمیرسد. به دلیل محدودیت مذکور، از مدتها پیش بررسی ساختهای ریخت شناختی زاگرس در پیوند با تمرکز سطحی زمینلرزهها موردتوجه پژوهشگران قرارگرفته است. نتیجه این بررسیها به شناسایی تعدادی از عوارض ریخت زمینساختی لرزه زا منجر گردید. کانون سطحی و سازوکار کانونی زمینلرزه 21 آبان سرپل ذهاب حکایت از این دارد که گسل مسبب این زمینلرزه یکی از قطعههای با راستای شمال -شمال غرب گسل جبهه کوهستان (MFF) است که با زاویۀ بسیار کم (15-10 درجه) به سمت شرق شیب دارد. با توجه به اینکه ایران و استان کرمانشاه دارای موقعیت زلزلهخیز است توجه و بررسی به این امر که بعد از رخداد هر زلزله چه تغییراتی در سطح پوسته زمین اتفاق میافتد در امر برنامهریزی بسیار ضروری و حیاتی است به همین دلیل در این پژوهش با استفاده از تکنیک تداخلسنجی به پایش میزان جابجایی پوسته زمین در اثر زلزله 21 آبان 1396 سرپل ذهاب پرداختهشده است.
مواد و روشها
معرفی منطقه موردمطالعه
مرکز شهرستان سرپل ذهاب، شهر سرپل ذهاب است که در ۵۵۰ متری از سطح دریا و در ۱۴۷ کیلومتری راه اصلی کرمانشاه- قصر شیرین قرار دارد. موقعیت جغرافیایی این شهر در '52 o45 طول شرقی و '24 o34 عرض جغرافیایی است. دارای پنج دهستان میباشد که شامل؛ قرهبلاغ، بز میرآباد، قلعه شاهین، دشت ذهاب، پا طاق (به شیوه). این شهرستان از جلگهای وسیع تشکیلشده که اطراف آن را ارتفاعات و تپهماهورهای احاطه کرده که باعث ایجاد دشتهای شده است (شکل 1).
شکل 1. موقعیت جغرافیایی منطقه موردمطالعه
Fig. 1. Geographical location of the study area
ازنظر زمینشناسی شهر سرپل ذهاب در خطلقعر یک ناودیس با روند شمالغرب-جنوبشرق قرارگرفته است. یال شمالی این ناودیس بانام کوه میان کال و لایههای با شیب برگشته مرز شمالی شهر را به وجود آورده است و رودخانه الوند با قطع این کوه از میان شهر میگذرد (2). گسل یا گسله به شکستگیهایی اطلاق میشود که سنگهای دو طرف صفحه شکستگی نسبت به همدیگر حرکت کرده باشند. این جابهجایی میتواند از چند میلیمتر تا صدها متر باشد. انرژی آزادشده به هنگام حرکت سریع گسلهای فعال، عامل وقوع اغلب زمینلرزهها است. ایران ما به لحاظ زمینشناختی به چند منطقه ازجمله منطقه زمینشناختی آذربایجان، زاگرس، ایران مرکزی و ... تقسیم میشود که منطقه زاگرس ازجمله مناطق دارای سطح فعالیت بالا محسوب میشود. گسلها در پوستهی زمین در مقیاسهای مختلفی تشکیل میشوند. عملکرد گسلها، ترتیب قرارگیری واحدهای سنگی را برهم زده و مسائل پیچیدهای را به وجود میآورد. گسلها میتوانند توپوگرافی سطح زمین را تغییر دهند. گسلها همچنین میتوانند بر نحوهی توزیع منابع طبیعی همچون آبهای سطحی تأثیرگذار باشند. فرایندهای تک تونیکی مخصوصاً گسلها در ابعاد کمی و کیفی فرایندهای هیدروژئولوژیکی نقش اساسی و مهمی را ایفا میکنند.گسلها گاهی موجب تغییر مسیر رودها، ایجاد آبراههها، پدید آمدن چشمههای مختلف و ایجاد اشکال مختلف هیدروژئولوژیکی گوناگونی میشوند. گسلهای اصلی منطقه از دو گروه امتدادلغز و رو رانده بوده که در شکلگیری ساختاری منطقه و تغییرات رخسارهای نقش اساسی ایفا نمودهاند (22). تقسیمبنديهاي متفاوتی توسط علوي 1994 و بربریان 1995 و دیگران براي زاگرس ارائهشده است که در جدیدترین تقسیمبندي، کوههاي زاگرس از شمال شرق به جنوب غرب، به چند قسمت اصلی تقسیمبندي شدهاند که شامل پهنههاي زاگرس مرتفع، زاگرس چینخورده، فروبار دزفول و منطقه پیش ژرفاي زاگرس و حاشیه شمالی پلتفرم عربستان است. این پهنههاي ساختاري توسط گسلهاي مهم از هم جداشدهاند (شکل 2)، مرز بین زاگرس مرتفع و زاگرس چینخورده ساده، گسلی است؛ که تحت عنوان گسل تراستی اصلی زاگرس نامگذاری شده است. این گسل در حاشیه شمالی گستره موردمطالعه قرار دارد. مرز پهنه ساختاري زاگرس چینخورده و فروبار دزفول نیز گسلی است که تحت عنوان گسل بالا رود نامگذاری شده است که بخشی از گسل پیشانی کوهستان است. گسل بالا رود در بیشتر مکانها توسط رسوبات سنوزوئیک پوشیده شده است (2). انشعاباتی از این گسل را در حاشیه شمالی و جنوبی طاقدیس گورپی میتوان مشاهده نمود. گستره موردمطالعه در پهنه ساختاري زاگرس چینخورده ساده در غرب ایران در فاصله 15 کیلومتري مرز ایران و عراق قرارگرفته است. در ساعت 21 و 48 دقیقه (بهوقت محلی) روز 21 آبان ماه 96 هجری شمسی، زمینلرزهای با بزرگی گشتاوری 3/7 در فاصله 10 کیلومتری ازگله و حدود 37 کیلومتری شمال غرب شهرستان سرپل ذهاب از استان کرمانشاه، واقع در مرز ایران و عراق به وقوع پیوست. شبکه لرزهنگاری کشوری وابسته به موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، با توجه به استفاده از ایستگاههای محلی، بهویژه قرائتهای فاز سه ایستگاه واقع در کشور عراق، کانون زمینلرزه را در مختصات 77/34 درجه عرض شمالی و 76/45 درجه طول خاوری مکانیابی نمود که از دقت مطلوبتری برخوردار است. بر اساس آخرین مکانیابی صورت گرفته، عمق کانونی زمینلرزه حدود 18 کیلومتر برآورد شده است (2). کانون سطحی و سازوکار کانونی زمینلرزه 21 آبان سرپل ذهاب حکایت از این دارد که گسل مسبب این زمینلرزه یکی از قطعههای با راستای شمال-شمال غرب گسل جبهه کوهستان (MFF) است که با زاویۀ بسیار کم (10-15) به سمت شرق شیب دارد (شکل 3).
شکل 2. موقعیت گسلهای منطقه موردمطالعه و گسل جبهه کوهستان (MFF)
Fig 2. Location of faults in the study area and mountain front fault (MFF)
شکل3. زمینشناسی منطقه موردمطالعه
Fig. 3. Geology of the study area
روش تحقیق
در تداخل سنجی راداری، فاز تصاویر اخذشده از موقعیتهای تصویربرداری و یا زمانهای تصویربرداری مختلف، پیکسل به پیکسل مقایسه میشود. از تفاضل گیری بین این مقادیر، تصویر جدید حاصل میشود که اینترفروگرام نام دارد. تصاویر رجستر شده در مرحله قبلی وارد پروسه تولید تداخل نما میشود. با توجه به رابطه 1، تداخل نما بدینصورت تشکیل میشود که مقدار مختلط تصویر پایه در مقدار مختلط مزدوج تصویر پیرو ضرب میشود (13).
[1]
r1 𝑆1=𝐴1𝑒−𝑗
r2 𝑆1=𝐴2𝑒−𝑗
𝑆1𝑆2∗=𝐴1𝐴2𝑒 −𝑗 (𝑟1−𝑟2)
بهطورکلی دو روش برای تداخلسنجی راداری وجود دارد که عبارت است از؛ روش تداخلسنجی تک مسیر و روش تداخلسنجی با تکرار مسیر. درروش تداخلسنجی تک مسیر، با استفاده از دو آنتنی که روی یک سکو نصبشدهاند بهصورت همزمان اطلاعات جمعآوری میشود؛ که این حالت خود نیز به دو حالت تداخل سنجی در راستای پرواز و تداخل سنجی در جهت عمود بر راستای پرواز تقسیم میشود؛ و اما در تداخلسنجی با تکرار مسیر، سکو تنها حامل یک آنتن است. این آنتن یک منطقه را در دو عبور مختلف با هندسه تقریباً مشابه پوشش میدهد. این روش بر پایه اطلاعات دقیق از مسیر پرواز است و برای نظارت بر دگرشکلی، زمینلغزش و مطالعات آتشفشان بسیار حائز اهمیت است (17). فاصله بین دو مسیر پرواز خط مبنا نامیده میشود. برای هر سیستم تصویربرداری SAR، خط مبنای بحرانی وجود دارد که در صورت بیشتر بودن طول خط مبنا از این مقدار، تداخلسنجی غیرممکن میشود. دادههای ماهواره سنتینل-1 به دلیل ماهیت تصویربرداری بهصورت بلوکها و تکههای مجزا میباشند. ازاینرو باید آنها را یکپارچه کرد به این عمل De-burst میگویند. ازجمله مواردی که شرایط را برای تداخل سنجی راداری دشوار میکنند، شیب زیاد زمین، زاویه شدید برخورد، توان تفکیک پایین و طولموج کوتاه است. اختلاففاز بهدستآمده از تداخل سنجی راداری متأثر از چند مؤلفه است. برخی از مهمترین آنها عبارتاند از؛ مؤلفه مسیرهای مداری، مؤلفه توپوگرافی، مؤلفه جابهجایی و مؤلفه اتمسفری، با توجه به رابطه 2 تأثیر پارامترهای ذکرشده بر اختلاففاز حاصلشده قابلمشاهده است.
[2]
Δ𝜙 int =((𝜙𝑇𝑜𝑝𝑜+Δ𝜙𝐷𝑒𝑓𝑜+Δ𝜙𝑎𝑡𝑚+Δ𝜙𝐹𝐸 +Δ𝜙𝑁𝑜𝑖𝑠𝑒+Δ𝜙𝑜𝑟𝑏)
در این رابطه؛ Δ𝜙int فاز تداخل سنجی راداری، Δ𝜙𝑇𝑜𝑝𝑜 فاز توپوگرافی، که زمانی بهعنوان عامل مزاحم شناخته میشود، که هدف تداخلسنجی بررسی تغییرات ارتفاعی در بازه زمانی باشد. اختلاففاز پیکسلهای مجاور در تداخل نما معرف اختلاف ارتفاع این نقاط است همچنین Δ𝜙𝐷𝑒𝑓𝑜 فاز ناشی از تغییرات ارتفاع (جابجایی)، Δ𝜙𝐹𝐸 فاز ناشی از تغییر زاویه دید سنجنده در امتداد آزیموت یا زمین مسطح که در زمان اخذ یک تصویر راداری، فاز ثبتشده تابعی از فاصله سنجنده از هدف است؛ که این فاصله (رنج)، علاوه بر توپوگرافی متأثر از رنج زمینی هدف (فاصله نقطه از پای نادیر) است، Δ𝜙𝑎𝑡𝑚 فاز مربوط به سهم اتمسفر، تغییر ضریب شکست در مسیر انتشار امواج راداری باعث ایجاد تأخیر زمانی در موج راداری میشود که اگرچه اثر آن بر دامنه قابل صرفنظر کردن است اما مستقیماً بر فاز امواج اثرگذار است. Δ فاز ناشی از نویز که متأثر از اثرات اتمسفر و مدار. Δ𝜙𝑜𝑟𝑏 فاز به وجود آمده در اثر خطای مداری است. در سیستمهای چند عبوری، مختصات دقیق مداری سنجندهها در برآورد طول خط مبنای مکانی از اهمیت ویژهای برخوردار است. بهطوریکه هرگونه خطای مداری سنجندهها در لحظه اخذ تصاویر تداخل سنجی مستقیماً در محاسبه طول خط مبنای مکانی اثرگذار است. ازآنجاییکه فاز تداخل نما مقداری بین -πتا π+ دارد و سنجنده تنها بخش غیر صحیح اختلاففاز رفتوبرگشت سیگنال را ثبت میکند.2kπ ابهامی است که در فاز ثبتشده در سنجنده به ازای هر پیکسل وجود دارد. بنابراین تابع w در رابطهی بالا معرف تبدیل فاز به محدوده موردنظر است(13). نسل جدید خانوادهی ماهوارههای GMES، ماهوارههای راداری سنتینل -1 است. این ماهواره توسط سازمان فضایی اروپا توسعه و طراحیشده است. سکوی A پروژه سنتینل -1 در تاریخ 3 آوریل سال 2014 به فضا پرتاب شد و از تاریخ 3 اکتبر سال 2014 تصاویر آن در اختیار کاربران قرارگرفته است. مأموریت سنتینل -1 شامل دو ماهوارۀ Sentinel-1A و Sentinel-1B است که در مدار با ارتفاع 693 کیلومتر و با اختلاف 180 درجه فاز درحرکتاند. این سنجنده قابلیت اخذ تصویر راداری بهصورت پلاریزاسیون دوگانه VH, VV و HV, HH را دارد. ماهواره سنتینل 1 قادر است هر 12 روز یکبار از کل کره زمین تصویربرداری کند بنابراین در صورت استفاده از هر دو سکوی سنتینل 1 توان تفکیک زمانی و یا به عبارتی بازدید سنتینل 1 به 6 روز خواهد رسید. پهنای نوار تصویربرداری در این حالت 250 کیلومتر است. توان تفکیک مکانی در این نوع از تصویربرداری 5 متر در امتداد آزیموت و 20 متر در امتداد رنج میباشد (2 و 4). دادههای استفاده شده در این تحقیق در جدول 1 ارائه شده است.
جدول 1. مشخصات دادههای اخذشده
Table 1. Details of the obtained data
سنجنده | نوع تصویر | تاریخ اخذ تصویر | عبور | زاویه فرود | طول موج | قطبش |
SENTINEL_1 LEVEL 1 | SLC | 11/11/2017 17/11/2017 | Ascending | 46 - 41 | 6/5 | vv |
بهمنظور بررسی میزان تغییرات جابهجایی منطقه سرپل ذهاب، پردازش دادههای سنتینل-1 به فرمت SLC از نرمافزار SNAP SANTINEL استفاده گردید. تصویر اخذشده در حالت صعودی 11/11/2017 بهعنوان تصویر مستر (پایه یا اصلی) و تصویر 17/11/2017 عنوان تصویر اسلیو (فرعی یا پیرو)، در اینجا تصویر مستر، تصویری هستش که ازلحاظ هندسی و رادیو متریکی مبنا بوده و تصویر اسلیو ازلحاظ هندسی و رادیو متریکی با تصویر مستر هماهنگ میشود. این پژوهش به روش تحلیلی_توصیفی انجامشده و استفاده از نقشهها و تصاویر ماهوارهای و درنهایت تجزیهوتحلیل دادهها و مشاهدات میدانی مبنای روش کار بوده است. بدینصورت که با استفاده از نرمافزار (اسنپ_سنتینل: Sentinels Application Platforms) نرمافزار تخصصی دادههای راداری تصاویر مربوط به ماهواره سنتینل-1 مربوط به 19 آبان 1396 و سنتنیل 1 مربوط به 26 آبان 1396 با همدیگر تلفیق گردید و سپس با استفاده از پیشپردازشها و پردازشهای لازم نقشه (میزان جابجایی) پوسته زمین ایجاد و برای صحت سنجی تحقیق از میزان کوهرنسی تصاویر استفادهشده است. مراحل و دستورات انجام گرفته در نرم افزار اسنپ و انجام مراحل عملی در این پژوهش در شکل 4 ارائه شده است.
شکل 4. مراحل پیاده سازی
Fig. 4. Implementation steps
در مرحله اول برای انجام پژوهش تصاویر مربوط به مربوط به ماهواره سنتینل-1 (رادار) از سایت کوپرنیکس مربوط به قبل و بعد از رخداد زلزله دانلود شد. تصاویر با توجه به محدوده موردمطالعه برش داده شد و جهت پیشپردازش و تولید تصویر فاز و کوهرنسی آماده گردید.
تولید تصویر فاز و کوهرنسی
تصویر فاز تصویری که نشاندهنده اختلاف پرتوهای ارسالی راداری و سیگنالهای دریافتی برای هر یک از پوششها است. بهعبارتدیگر نشاندهنده اختلاف انرژی دریافتی و ارسالی هر پیکسل است. در تصویر فاز فرینجها نشاندهنده تغییرات سطح هستند. تصویر کوهرنس: نشاندهنده میزان تطابق سیگنالهای تداخل سنجی است. در تصویر کوهرنس مقدار پیکسلها بین 0 و 1 بوده و هرچقدر کوهرنسی به عدد 1 نزدیک باشد دقت محاسبات در آن پیکسل بیشتر بوده. اطلاعات اصلی برای ارزیابی فرونشست و برآمدگی از تصویر فاز و کوهرنسی به دست میآید. برای تولید تصویر فاز و کوهرنسی دادههای برش خورد منطقه موردمطالعه در نرمافزار SNAP SANTINEL فراخوانی و با استفاده از دستورات موجود در نرمافزار به تولید تصاویر فاز و کوهرنسی اقدام گردید (شکل 5). با توجه به هدف پژوهش، جهت محاسبه میزان جابجایی پوسته زمین، بایستی اثر توپوگرافی تا حد امکان تقلیل یابد. بدین منظور از DEM SRTMI sec HG استفاده گردید.
شکل5. تصویر فاز و کوهرنسی منطقه موردمطالعه
Fig. 5. Phase and coherence image of the study area
پس از به دست آمدن تصویر فاز و کوهرنسی برای کم کردن اثر نویز اسپیکل در داخل دیتاها از روش مارتین لوکینک و فیلتر گولداشتاین استفاده میکنیم (شکل 6). شکل 7 از فیلتر گولداشتاین زماني استفاده میشود كه تغیيرات فازها مشكلي در نتايج مسأله ايجاد نكند؛ زيرا اين فيلتر در برطرف كردن خطاها بسيار قدرتمند عمل ميكند (18)، که کاملاً اثر نویزاسپیکل تصویر فاز و کوهرنسی را کم کرده است.
شکل6. استفاده از روش مارتین لو کینگ برای کم کردن اثر نویز اسپیکل
Fig. 6. Using the Martin Lu King method to reduce the effect of spike noise
شکل7. اثر فیلتر گلداشتاین برای کم کردن اثر نویز اسپیکل
Fig. 7. Goldstein filter effect to reduce the effect of spike noise
تولید نقشه فرونشست بالاآمدگی و نقشه میزان جابجایی سطح زمین
بهمنظور تهیه نقشه جابجایی سطحی منطقه باید با اعمال فیلتر Goldstein, Martin Loking بر روی تداخلنگاشتها، خطاهای احتمالی ازجمله خطای اسپیکل را رفع نمود. ازآنجاکه اطلاعات فاز یک تداخلنگاشت در مقیاس π2 است یک مشکل مبهم در محاسبه تعداد صحیح سیکلهای فاز وجود دارد که بهعنوان ابهام زدایی (Phase Unwrapping) شناخته میشود. به فرایند بازیابی مقادیر فاز نامبهم و صحیح از یک مجموعه دوبعدی مقادیر فاز که در بازه (π, π-) است، بازیابی فاز دوبعدی گفته میشود و درنهایت با اعمال و انجام فیلتر و ابهام زدایی فاز، با توجه به شکل 8، نقشههای جابجایی رخداده آن تهیه شد.
شکل8. تصویر فاز آن رپ شده که نشاندهنده فرونشست و بالاآمدگی پوسته زمین در منطقه موردمطالعه، حاصل از تداخل تداخل سنجی راداری
Fig. 8. Rapid phase image showing the subsidence and elevation of the earth's crust in the study area, obtained by radar interferometry
با توجه به شکل 9 نقشه تصحیح هندسی شده، تصویر فاز جابجایی برای صحت انجام تصحیح هندسی با استفاده از نرم افزار ArcGIS بروی نقشه توپوگرافی محدوده مورد مطالعه همپوشانی داده شد. تصویر فاز جابجایی تصویری است که نشاندهنده جابجاییهای ایجادشده در منطقه موردمطالعه است. میزان بالاآمدگی یا نشست پوسته زمین را نشان میدهد.
شکل9. تصویر تصحیح هندسی شده نقشه فاز جابجایی بروی تصویر توپوگرافی منطقه مورد مطالعه
Fig. 9. Geometric correction image of the displacement phase map on the topographic image of the study area
صحت سنجی
برای اعتبار سنجی دقت پیکسلها در تداخلسنجی از تصویر کوهرنسی و صحت سنجی نشست وبالاآمدگی پوسته زمین از بازدیدهای میدانی و مصاحبه با اهالی منطقه استفاده شد. تصویر کوهرنسی نشاندهنده میزان تطابق سیگنالهای تداخل سنجی است. مقدار پیکسلهای تصویر کوهرنسی بین 0 تا 1 است. هرچقدر کوهرنس به 1 نزدیکتر باشد یعنی بالای 6/0، پیکسل از دقت بالای برخوردار است. مقدار پایینتر از 6/0 کوهرنسی قابلیت اعتماد دارد اما به نسبت پایین بوده دقت محاسبات در پیکسل مورد نظر. با توجه به (شکل 10)، اعتبار سنجی پیکسلهای نشان دهنده فرونشست زمین بهوسیله کوهرنسی در اطراف سد تنگه حمام، و اطراف کوه شاهنشین دارای کوهرنسی بالای 8/0 بوده که دقت بسیار بالای محاسبات در پیکسل را نشان میدهد. با توجه به بازدیدهای میدانی از منطقه، کوه شاهنشین بعد از رخداد زلزله بصورت کاملا واضح دچار فرونشست زمین در محل پیشانی (افتگاه) بوده (شکل 11). حداکثر کاهش ارتفاع در افتگاه و جبهه کوهستان شاه نشین 20 متر و افزایش ارتفاع ناشی از لغزش چرخشی و انباشت رسوبات زمین لغزش بیش از 15 متر ارزیابی شده است (7). اعتبار سنجی دقت پیکسلها در بالاآمدگی پوسته زمین بهوسیله کوهرنسی، این بالاآمدگی در قسمت شمال شمال غربی کانون زلزله (ازگله)، تشخیص داده شده که دقت محاسبات بوسیله کوهرنسی حکایت از دقت محاسبات در پیکسلها دارد که مقدار کوهرنسی بالای 8/0 در محدوده مورد نظر بوده. با توجه به نتایج در هر دو مکان دارای فرونشست و بالاآمدگی میزان کوهرنسی بالای 8/0 بوده که این امر نشان از دقت بالای پیکسلها و بازدیدهای میدانی از منطقه نشان از مطلوبیت نتیجه حاصله داشته است (شکل 12).
SNAP SANTINEL شکل10. صحت سنجی فرونشست بهوسیله تصویر کوهرنسی در محیط نرمافزار
Fig. 10. Validation of subsidence by coherence imaging in SNAP SANTINEL software environment
شکل11. افت زمین در محل جبهه کوهستان شاه نشین
Fig. 11. Landslide at the site of the Shahneshin mountain front
SNAP SANTINELشکل12. صحت سنجی بالاآمدگی زمین بهوسیله تصویر کوهرنسی در محیط نرمافزار
Fig. 12. Earth elevation validation by coherence imaging in SNAP SANTINEL software environment
نتایج
روش تداخلسنجی راداری در این پژوهش، ظرفیت مناسبی از قابلیتهای آن در تعیین میزان جابهجائی پوسته زمین در محدوده موردمطالعه را معرفی کرد. با توجه به شکل 13 نقشه استخراج شده (بالاآمدگی پوسته زمین) در قسمت شمال و شمال غرب کانون زلزله (ازگله)، تشخیص داده شد که این نقشه با روش تداخل سنجی و با استفاده از نرمافزارهای SNAP SANTINEL و Google Earth در محیط نرم افزار ArcGIS بدست آمده است.
شکل13. تصویر تداخلسنجی بالاآمدگی پوسته زمین در شمال و شمال غرب کانون زلزله بروی گوگل ارث
Fig 13. Earth crust elevation interference image in the north and northwest of the epicenter on Google Earth
نقشه استخراج و شناسایی (نشست پوسته زمین)، نشان میدهد که این تغییر ژئومورفولوژیکی در قسمت شمال، شمال شمال غرب شهرستان سرپل ذهاب بعد از رخداد زلزله اتفاق افتاده است (شکل 14).
شکل 14. تصویر فرونشست حاصل از تداخلسنجی راداری بروی گوگل ارث
Fig. 14. Depression image from radar interference on Google Earth
این فرآیند با روش تداخلسنجی راداری و با استفاده از نرمافزارهای SNAP SANTINEL و Google Earth و در نهایت در محیط نرم افزار ArcGIS به دست آمده، همچنین با توجه به شکل 15 پروفیل میزان تغییرات در سطح منطقه مورد مطالعه است، نشاندهنده جابجایی زمین در حالت صعودی(حدوداً 25 الی 30 سانتی متر در حالت عمودی) و در حالت نزولی (حدودا 90 سانتی متر بصورت عمودی) بعد از رخداد زلزله است.
|
|
شکل 15. ترسیم پروفیل میزان تغییرات جابجایی زمین در حالت صعودی و نزولی Fig. 15. Drawing a profile of the rate of change of land movement in the ascending and descending state |
با توجه به (شکل 16)، محدودهای که در نتایج تداخلسنجی بهعنوان نشست پوسته زمین تشخیص دادهشده، بوسیله گسلهای منطقه و گسل (جبهه کوهستان، گسل مسبب زلزله) احاطه گردیده. (شکل 17) فرایندهای دامنهای اتفاق افتاده ناشی از رخداد زلزله در منطقه موردمطالعه است.
شکل16. تصویر فرونشست حاصل از تکنیک تداخلسنجی و گسلهای موجود در منطقه بروی گوگل ارث (در محیط نرم افزار ArcGIS)
Fig. 16. Image of subsidence resulting from interferometric technique and faults in the area on Google Earth (in the ArcGIS software environment)
شکل17. فرآیند دامنهای (ریزش) متأثر از زلزله 21 آبان 1396 (روز دوم زلزله)
Fig. 17. Amplitude process (fall) affected by the earthquake November 13, 2017 (the second day of the earthquake)
بحث و نتیجهگیری
امروزه استفاده از شواهد ژئومورفولوژیکی برای تعیین مکان احتمالی زلزله در کنار سایر مطالعات امری ضروری به نظر میرسد. از طرفی گسترش استفاده از سنجشازدور در علوم مختلف زمین و بالطبع ژئومورفولوژی بر کسی پوشیده نیست. وقوع بلایای طبیعی در جایجای کشور پهناور ایران و به اشکال مختلف امری عادی است و این وضعیت ناشی از موقعیت جغرافیایی و استقرار آن در یک ناحیه خطر خیز دنیا (آسیبپذیری طبیعی) است. مخاطرات طبیعی نظیر سیل و زلزله آثار ژئومورفولوژیکی خاصی را در سطح زمین ایجاد میکنند و خود نیز تحت تأثیر فرم و فرایندهای ژئومورفولوژیکی میباشند. عوامل فعال ژئومورفولوژیکی از قبیل هوازدگی، فرسایش رودخانهای، عمل باد، عملکرد انسان و ... خود منشأ شکلگیری برخی بلایای طبیعی از قبیل زمینلغزش، خزش، وقوع طوفانهای شن و ماسه و غیره میباشند. در دهههای اخیر، تلاشهای گستردهای جهت پایش تغییرات و جابهجایی پوسته زمین صورت گرفته است. ایجاد ارتعاشات طبیعی زمینلرزه میتواند تنش برشی را در طول یک سطح مستعد گسیختگی افزایش دهد و بهصورت نامحسوس باعث ایجاد حرکات دامنهای گردد، بالا آمدن پوسته سطحی زمین باعث میگردد جریانهای سطحی برای برقراری مجدد تعادل در ارتباط با سطح اساسشان، آبرفتها را نیز دستخوش فرسایش قرار دهند و در مقدار جابجایی و حمل رسوب نیز تأثیر بسزایی داشته باشند. بالا آمدن پوسته زمین درافزایش سرعت حرکت آب بروی دامنه، فرسایش بیشتر مواد برای رسیدن به سطح اساس خود، افزایش انتقال حجم مواد بیشتری از روی دامنه و درنهایت ایجاد اشکال ژئومورفولوژیکی در سطوح کم شیب و برجای گذاری مواد تأثیر بسزایی دارد. نشست پوسته سطحی زمین با ایجاد تغییر در وضع توپوگرافی منطقه میتواند سبب بروز تغییرات چشمگیری در هیدرولوژی منطقه شود سبب تغییر در تراز ایستابی سطح و تغییر در مورفولوژی سطحی میشود. این مسئله بستر رودخانهها و مسیلهای کم شیب موجود در دشتها را دگرگون میسازد و با تغییر درشیب بستر و در مواردی ایجاد شیب معکوس، امکان سیل گیری نواحی مسکونی را فراهم میسازد. نشست پوسته زمین باعث کاهش میزان نفوذپذیری سطحی و تغییر توپوگرافی، تغییر ناهمسان در ارتفاع و شیب رودخانهها و آبراههها میگردد؛ که با بررسی و استفاده از علم سنجشازدور رادار میتوان این حرکات را بررسی نمود و با توجه به اثبات جابجایی صعودی و نزولی زمین در این تحقیق باید در تحقیقات آینده نیز اثر این فرایند بررسی گردد. در این پژوهش با استفاده از دادههای راداری سنتینل 1 موفق به برآورد میزان جابجایی زمین در اثر زلزله 21 آبان ماه سال 1396 سرپل ذهاب شدیم. نتایج حاصله میزان بیشینه حدوداً 90 سانتی متری نشست پوسته زمین(در حالت عمودی) و 30 سانتی متری بالاآمدگی پوسته در راستای دید ماهواره را نشان میدهد. همچنین با توجه به (جدول 2)، در اثر زمینلرزه 21 آبان 1396 سرپل ذهاب ناپایداریهای زمینشناختی-ژئوتکنیکی بسیاری مانند ریزشهای سنگی متعدد، لغزشهای خاکی و سنگی، جریان واریزهای و گل روانه، فرونشست غارهای آهکی، روانگرایی و گسیختگی گسترشی در تاج تپهها رویداده است. توزیع ناپایداریهای زمینشناختی - ژئوتکنیکی در گستره وسیعی از منطقه رومرکزی در شمال غرب تا نزدیک به ایلام در جنوب شرق را در برمیگیرند که چنین پراکندگی وسیعی از این پدیدهها در مقایسه با زمینلرزههای با بزرگی مشابه دیگر کمنظیر است و جای بررسی و پژوهش دقیقتر دارد.
جدول2. توزیع ناپایداریهای زمینشناختی -ژئوتکنیکی بعد از زلزله 21 آبان 1396 سرپل ذهاب
Table 2. Distribution of geological-geotechnical instabilities after the earthquake on November 13, 2017 Sarpol-e Zahab
موقعیت جغرافیایی | نوع عارضه |
|
سرپل ذهاب | فرونشست پوسته سطح زمین | با استفاده از تکنیک و روش تداخلسنجی راداری فرونشست پوسته زمین به میزان 90 سانتیمتر در جهت شمال غرب سرپل ذهاب نشان دادهشده است. |
سرپل ذهاب | بالاآمدگی پوسته سطحی زمین | با استفاده از تکنیک و روش تداخلسنجی راداری بالاآمدگی پوسته زمین به میزان 30 سانتیمتر بهطرف دربندی خان و در شمال ازگله نشان دادهشده است. |
مله کبود و قورچی باشی | زمینلغزش | زمینلغزش مله کبود- قورچیباشی با وسعت 4.61 کیلومترمربع (461 هکتار) در دامنه جنوبی کوه شاهنشین و در مجاورت دو روستای مله کبود و قورچیباشی در فاصله 8 کیلومتری شمال سرپل ذهاب. |
پهنه لغزشی شمال دالاهو | زمینلغزش پالان علیا | پهنهای به وسعت 25 کیلومترمربع شکلگرفته بر روی یک پهنه لغزشی قدیمی وسیعتر است. علت اینکه از واژه پهنه لغزشی برای آن استفادهشده است وجود درز و شکافهای لغزشی متعدد بدون امکان تعیین مرز مشخص برای آنها بهعنوان یک لغزش منفرد است. بسیاری از این درز و شکافها در مسیر جاده سرپل ذهاب به تازهآباد بعد از روستای بز میرآباد تا بعد از روستای پالان علیا، بهصورت عرضی جاده را قطع کرده |
سنگ لغزش پاسگاه دارزنگنه | لغزش | این سنگ لغزش با ابعاد متوسط در حدود 10 کیلومتری جنوب ازگله در مجاورت پاسگاه دارزنگنه رویداده است |
| ریزشها و بهمنهای سنگی | در اثر زمینلرزه اخیر تعداد متعددی (حداقل 300) ریزش سنگی یا پهنههای ریزشی کوچک و بزرگی در گسترهای به وسعت تقریبی بیش از 2000 کیلومترمربع رویدادهاند. گستردگی ریزشهای سنگی در منطقه با خراشیدگیهای سفیدرنگ طویل بر روی دامنهها ازجمله چشماندازهای مشخص ایجادشده ناشی از این زمینلرزه در منطقه است |
بابایادگار | پهنه ریزشی دره بابایادگار | یکی از مهمترین پهنه ریزشهای سنگی همراه این زمینلرزه دره بابایادگار در شمال روستای بانزرده واقع در انتهای غربی بخش داخلی ناودیس ریجاب است. در دامنههای دو طرف این دره به طول 1.5 کیلومتر ریزشهای سنگی متعددی رویداده است. |
پیران | ریزشها و بهمن سنگی پیران | بزرگترین بهمن سنگی در شمال روستای پیران، واقع در طول جاده گردشگری دسترسی به آبشار پیران، رویداده است. این ناپایداری به طولی در حدود 1.8 کیلومتر جاده دسترسی به آبشار و تمامی مسیر سنگچین جاده گردشگری را مسدود نموده و همچنین سبب ایجاد سد و دریاچه طبیعی در پای آبشار گردیده است. ابعاد بلوکهای فروریخته تا هشتاد مترمکعب و وزن بیش از 150 تن برآورد گردید. همچنین در شرق دره پیران ریزشهای سنگی متعددی در قالب پهنههای ریزشی رویدادهاند. |
پهنههای ریزشی شمال و شمال شرق دالاهو-پهنه ریزشی شمال ناودیس معلق ریجاب ریزشهای منفرد- جریان واریزهای پیران-گل روانه چوار در استان ایلام-گسیختگی گسترشی در تاج تپهها-روانگرایی و گسترش جانبی |
فرونشست و بالاآمدگی پوسته زمین ناشی از زلزله در محدوده موردمطالعه علاوه بر تغییرات مرفولوژیکی در سطح منطقه بر روی هیدرولوژی منابع آب منطقه موردمطالعه نیز اثرگذار بوده است. با توجه به شکل 18، در محدودهای که بهعنوان فرونشست در تکنیک تداخلسنجی مشخص گردیده است با کاهش منابع آبی مواجه هستیم. سد تنگه حمام در محدوده نشست پوسته زمین بعد از رخداد زلزله قرار دارد که بعد از زلزله دچار تغییرات محسوس کاهشی حجم آب بوده است . همچنین با توجه به بالا و پایین شدن پوسته زمین ناشی از زلزله درمحدوه موردمطالعه نقاطی نیز دچار افزایش حجم منابع آبشده است. از جمله این نقاط رودخانه سیروان است که با توجه به شکل 19، دچار تغییرات شدید افزایشی دبی بعد از زلزله بوده است.
شکل18. کاهش حجم آب سد تنگه حمام در محدوده فرونشست ناشی از رخداد زلزله
Fig. 18. Reduction of water volume in the Strait of Hammam Dam, in the range of subsidence caused by the earthquake
شکل19. رودخانه سیروان قبل از زلزله 21 آبان 1396 و رودخانه سیروان بعد از رخداد زلزله
Fig. 19. Sirvan River before the earthquake November 13, 2017 and Sirvan River after the earthquake
References
1. 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. doi:https://doi.org/10.1109/TGRS.2002.803792.
2. Earthquake Report November 12. 2017. Sarpol-e Zahab, Kermanshah Province (Fifth Edition). Volume 1: Seismological Aspects. International Institute of Seismology and Earthquake Engineering. (In Persian).
3. Ferretti A, Monti A, Prati C, Rocca F, Massonet D. 2007. InSAR Principles: Guidelines for SAR Interferometry ProcessingandInterpretation.https://www.researchgate.net/publication/234226330_InSAR_Principles__Guidelines_for_SAR_Interferometry_Processing_and_Interpretation
4. Fruneau B, Sarti F. 2000. Detection of ground subsidence in the city of Paris using radar interferometry: isolation of deformation from atmospheric artifacts using correlation. Geophysical Research Letters, 27(24): 3981-3984. doi:https://doi.org/10.1029/2000GL008489.
5. Gabriel AK, Goldstein RM, Zebker HA. 1989. Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94(B7): 9183-9191. doi:https://doi.org/10.1029/JB094iB07p09183.
6. Gombert B, Duputel Z, Shabani E, Rivera L, Jolivet R, Hollingsworth J. 2019. Impulsive source of the 2017 Mw= 7.3 Ezgeleh, Iran, earthquake. Geophysical research letters, 46(10): 5207-5216. doi:https://doi.org/10.1029/2018GL081794.
7. Goorabi A. 2021. Quantification of mass wasting volume associated with the giant landslide Maleh Kabood induced by the 2017 Kermanshah earthquake from InSAR. Journal of Applied researches in Geographical Sciences, 21(60): 47-63. doi:https://doi.org/10.52547/jgs.21.60.47. (In Persian).
8. Graham LC. 1974. Synthetic interferometer radar for topographic mapping. Proceedings of the IEEE, 62(6): 763-768. doi:https://doi.org/10.1109/PROC.1974.9516.
9. Gunce HB, San BT. 2018. Measuring earthquake-induced deformation in the south of Halabjah (Sarpol-e-Zahab) using Sentinel-1 data on November 12, 2017. In: Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings, vol 7. pp 346. https://doi.org/310.3390/ecrs-3392-05159.
10. Howells D. 1983. A history of Persian earthquakes, by NN Ambraseys and CP Melville, Cambridge University Press, Cambridge, 1982. No. of pages: 219. Wiley Online Library. https://doi.org/10.1002/eqe.4290110412.
11. Iran-Iraq Earthquake is Deadliest of 2017-CNN. 2018. Available online: middleeast/iraq-earthquake/index.html accessed on 9 February 2018, https://edition.cnn.com/2017/11/12.
12. Karimzadeh S, Matsuoka M, Miyajima M, Adriano B, Fallahi A, Karashi J. 2018. Sequential SAR coherence method for the monitoring of buildings in Sarpole-Zahab, Iran. Remote Sensing, 10(8): 1255. doi:https://doi.org/10.3390/rs10081255.
13. Khoshlahjeh Azar M, Maghsoudi Y, momeeni S. 2018. displacement analysis of the 12 november 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab earthquake by SAR interferometry using Sentinel – 1. Conference: The 3rd National Conference on Geospatial Information Technology. doi:10.13140/RG.2.2.33839.18083
14. Lundgren P, Usai S, Sansosti E, Lanari R, Tesauro M, Fornaro G, Berardino P. 2001. Modeling surface deformation observed with synthetic aperture radar interferometry at Campi Flegrei caldera. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 106(B9): 19355-19366. doi:https://doi.org/10.1029/2001JB000194.
15. Massonnet D, Rossi M, Carmona C, Adragna F, Peltzer G, Feigl K, Rabaute T. 1993. The displacement field of the Landers earthquake mapped by radar interferometry. Nature, 364(6433): 138-142. doi:https://doi.org/10.1038/364138a0.
16. Matsuoka M, Yamazaki F. 2000. Use of interferometric satellite SAR for earthquake damage detection. In: Proceedings of the 6th International Conference on Seismic Zonation, 103-108, 2000.11.
17. Motagh M, Vajedian S, Behling R, Haghshenas Haghighi M, Roessner S, Akbari B, Wetzel H-U, Darabi A. 2018. 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab, Iran, earthquake: Results from combining radar and optical remote sensing measurements with geophysical modeling and field mapping. In: EGU General Assembly Conference Abstracts. p 10528.
18. Qanadi MA, Enayati H, Khasali E. 2018. Generating Digital Elevation Model of the Earth Using Sentinel-1 Images and Interferometry. Geographical Information Scientific-Research Quarterly. Volume 27, Number 108, Winter 2019. 10.22131/SEPEHR.2019.34623.
19. Sherwin CW, Ruina J, Rawcliffe R. 1962. Some early developments in synthetic aperture radar systems. IRE Transactions on Military Electronics(2): 111-115. doi:https://doi.org/10.1109/IRET-MIL.1962.5008415.
20. Tolomei C, Svigkas N, Baneh AF, Atzori S, Pezzo G. 2018. Surface deformation and source modeling for the MW 7.3 Iran earthquake (November 12, 2017) exploiting sentinel-1 and ALOS-2 insar data. In: IGARSS 2018-2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IEEE, pp 3063-3066. doi:https://doi.org/3010.1109/IGARSS.2018.8518173.
21. Turker M, San B. 2004. Detection of collapsed buildings caused by the 1999 Izmit, Turkey earthquake through digital analysis of post-event aerial photographs. International Journal of Remote Sensing, 25(21): 4701-4714. doi:https://doi.org/10.1080/01431160410001709976.
22. Vajedian S, Motagh M. 2018. Coseismic displacement analysis of the 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab (Iran) earthquake from SAR Interferometry, burst overlap interferometry and offset tracking. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 4 (2018), Nr 3, 4(3): 205-209. doi:https://doi.org/10.5194/isprs-annals-IV-3-205-2018.
23. Vajedian S, Motagh M, Mousavi Z, Motaghi K, Fielding E, Akbari B, Wetzel H-U, Darabi A. 2018. Coseismic deformation field of the Mw 7.3 12 November 2017 Sarpol-e Zahab (Iran) earthquake: A decoupling horizon in the northern Zagros Mountains inferred from InSAR observations. Remote Sensing, 10(10): 1589. doi:https://doi.org/10.3390/rs10101589.
24. Wang R, Xia Y, Grosser H, Wetzel H-U, Kaufmann H, Zschau J. 2004. The 2003 Bam (SE Iran) earthquake: precise source parameters from satellite radar interferometry. Geophysical Journal International, 159(3): 917-922. doi:https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02476.x.