Posouzení subsidence v oblasti isfahánské pánve v Iránu jako následek klesající hladiny spodní vody za použití metod satelitní radarové interferometrie"

Alžběta Šmejkalová

Master's thesis

Assessment of land subsidence in Isfahan Basin, Iran as a consequenece of ground water level decline by SAR interferometry

Abstract:

Práce se zabývá monitoringem poklesu zemského povrchu v oblasti Isfahánské pánve v důsledku masivního čerpání podzemní vody. Pánev jako součást povodí Zayandeh Rud se nachází ve středním Iránu a jedná se převážně o semi-aridní oblast. Díky špatnému vodnímu managementu, společně s nárůstem počtu obyvatel a změnou klimatu, se v posledních letech potýká s vážným nedostatkem vody. Z tohoto důvodu se mnohem více orientuje na podzemní zdroje, což s sebou přináší hrozbu trvalého poklesu hladiny podzemní vody a následné zhutnění vodonosného systému. Analýza posuzuje reakci systému na tento trend, prostřednictvím metody radarové interferometrie, konkrétně diferenční interferometrie s využitím externího digitálního modelu povrchu pro odstranění topografické složky fáze. Využita jsou volně dostupná data projektu Copernicus pořízená družicí Sentinel-1. V prostředí SNAP jsou zpracovány 3 sady snímků, o 10 interferometrických párech, pokrývající území přes 41000 km2. Pro výpočet vertikálního posunu jsou využity snímky vzestupných i sestupných drah o časové základně interferometrických párů 360 dní mezi lety 2018 a 2019. Výsledkem analýzy je mapa prostorového rozložení poklesů v zájmové oblasti. Tímto postupem bylo možné identifikovat lokality, kde dochází k vyšší míře deformace a vytvořit tak odrazový můstek pro podrobnější lokální studie.

Abstract:

This work focuses on monitoring land subsidence in the area of the Isfahan plain, resulting from the massive extraction of groundwater. As a part of the Zayandeh Rud basin, the plain is a mostly semi-arid area located in central Iran. Due to bad water management, combined with increasing population and climate change, serious water scarcity problems have been growing in recent years. Therefore, the orientation is largely on groundwater resources, which amplifies the risk of permanent decrease of groundwater levels and associated compaction of the aquifer. The analysis investigates the reaction of the system to this trend, using the methods of radar interferometry, specifically differential interferometry combined with an external digital surface model to remove the topographic phase component. The used data are freely accessible acquisitions from the Copernicus Sentinel-1 satellite. In the SNAP environment, 3 sets of images consisting of 10 interferometric pairs each, were processed to cover an area of approx. 41 000 km2. For the calculation of the vertical displacement, images from both ascending and descending passes were used, with a temporal baseline of the interferometric pairs 360 days between 2018 and 2019. The result of the analysis is a map of the spatial distribution of annual vertical surface displacement. Using this methodology, it was possible to identify locations with the occurrence of higher subsidence rates and therefore, to prepare a baseline for a more detailed study of these selected locations.

Keywords

subsidence, radarová interferometrie, podzemní voda, Isfahán

Keywords

land subsidence, radar interferometry, groundwater, Isfahan

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Mgr. Jan Kropáček, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Landscape and Land Management / Landscape and Land Management