مدل سازی تخریب سرزمین مبتنی بر نرخ فرونشست زمین (مطالعه موردی: استان سمنان)

سابقه و هدف: در دهه های اخیر، پیامدهای زیست محیطی ناشی از برداشت بی رویه منابع آب زیرزمینی بهدلیل رشد جمعیت و توسعه کشاورزی، منجر به زیان های جبران ناپذیری بر پیکره اکوسیستم ازجمله فرونشست زمین شده که می توان به عنوان آخرین مرحله تخریب سرزمین در مناطق خشک و بیابانی یا بیابان زایی دانست. استان سمنان، سومین استان خشک و بیابانی کشور بوده که بهدلیل قرارگیری در مسیر جاده تهران-مشهد ازجمله اهداف مهاجرت هموطنان در سالهای اخیر بوده است. بنابراین هدف این پژوهش، ارزیابی وضعیت تخریب سرزمین با استفاده از مدل اصلی IMDPA و توسعه یافته IMDPAS بر پایه دو معیار اصلی آب زیرزمینی و معیار نرخ فرونشست زمین در استان سمنان است.مواد و روشها: با توجه به هدف این پژوهش، مدل سازی و ارزیابی عددی تخریب سرزمین در شش محدوده مطالعاتی مواجه با فرونشست زمین شامل ایوانکی، گرمسار، سمنان، دامغان، بسطام، شاهرود و میامی در استان سمنان با استفاده از مدل اصلی IMDPA و توسعه یافته آن بر پایه دو معیار اصلی آب زیرزمینی شامل شاخص های افت تراز، هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم و معیار نرخ فرونشست زمین انجام شد. داده های معیار افت تراز آب زیرزمینی با استفاده از چاه های پیزومتری و مشاهده ای در بازه زمانی ۱۳۹۵-۱۳۹۴ و داده های کیفیت در دوره آماری ۱۳۹۷-۱۳۹۳ در محدوده دشت های موردمطالعه از وزارت نیرو اخذ شد. بهمنظور بررسی فرونشست از روش تداخل سنجی راداری و تصاویر Sentinel A از نوع SLC در بازه زمانی ۰۸/۲۰۲۰ تا ۱۲/۲۰۲۰ اخذ شده از سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی، استفاده گردید. در ادامه، محدوده های مطالعاتی دارای نرخ فرونشست زمین پس از امتیازدهی و طبقه بندی شدت تخریب براساس شاخص موردنظر در هر معیار، پهنه بندی شدند. سپس ارزیابی عددی تخریب سرزمین با استفاده از میانگین هندسی از هر دو معیار با کلاسه بندی معرفی شده در مدل اصلی و بعد با به کارگیری طبقه بندی پیشنهادی جدید تکرار شده و درنهایت نتایج به کمک مقایسه های کاربردی تحلیل گردید.نتایج و یافتهها: نتایج این پژوهش نشان داد که براساس معیار آب زیرزمینی افت سطح تراز آب، هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم بهترتیب ۸۷، ۵۷ و ۱۰۰ درصد کل استان در وضعیت تخریب خیلی­شدید قرار دارد که بیشترین سهم در دامغان، گرمسار و شاهرود می باشد. بررسی نرخ فرونشست در استان سمنان نشان میدهد که بتا هفت سانتیمتر در سال ۱۳۹۵ متغیر بوده که درمجموع محدوده های دارای فرونشست در استان، ۶۲ درصد در کلاس متوسط (۳–۵/۱ سانتیمتر) قرار داشته که درمجموع ۳۸ درصد آن نیز در شاهرود قابل گزارش است. همچنین، تنها نقطه دارای فرونشست در کلاس بسیار شدید (بیشتر از ۶ سانتیمتر) در گرمسار است. درنهایت، کلاسه بندی شدت تخریب با استفاده از مدل اصلی حاکی از قرارگیری ۹۹ درصد استان در کلاس متوسط بود؛ که با تغییر کلاسه بندی در مدل توسعه یافته افزایش ۴۰ درصدی در کلاس شدید را به همراه داشته و حاکی از آن است که  کلاس شدید و بالاترین شدت تخریب سرزمین در محدوده های مطالعاتی شاهرود، سمنان، ایوانکی و میامی قرار دارد. درنهایت، بررسی دقیق تر سطح زیرکشت محصولات کشاورزی در سال های ۱۳۹۰ تا ۱۴۰۱ نشان از افزایش سطح زیرکشت محصولات باغی پر آب خواه در مناطقی مانند گرمسار، دامغان و شاهرود بود که تاییدکننده نتایج شدت تخریب سرزمین در مناطق مذکور ناشی از برداشت های آب زیرزمینی است.نتیجه گیری: بررسی شدت تخریب سرزمین با استفاده از معیار های آب زیرزمینی و نرخ فرونشست زمین در استان سمنان، به عنوان یکی از سه استان خشک و بیابانی کشور با وضعیت اقلیمی خشک، خشکسالی های مداوم، بارش و منابع آبی محدود و طبیعتا افت تراز ایستابی وضعیت اکوسیستم را بحرانی نشان میدهد. این موضوع بیانگر ضرورت بازبینی کلاس های تعریف شده در شاخصها و معیار های مدل های اندازه گیری تخریب سرزمین با توجه به شرایط بحرانی اکوسیستم های شکننده خشک و بیابانی در کشور است. همچنین، بررسی سطح زیرکشت کشور و محصولات در استان نشانگر الزام بهره گیری از فناوری جدید و اعمال روش های نوین آبیاری و کاهش سطح زیرکشت در مناطق خشک و بیابانی، برای جلوگیری از بروز بحران آب و فرونشست زمین پیشنهاد میشود.

کلیدواژه ها:

بیابان زایی ، فرونشست زمین ، منابع آب زیرزمینی ، مدل IMDPAS ، استان سمنان