اولین مدل پیش‌بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی پس از زلزله طراحی شد

ایرنا/ تهران- ایرنا- پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر در گامی نوآورانه برای مدیریت منابع آب در مناطق زلزله‌خیز، موفق به طراحی مدلی علمی شد که می‌تواند نوسانات سطح آب زیرزمینی پس از زلزله را پیش‌بینی کند.

این مدل که برای نخستین‌بار در کشور توسعه یافته، با ترکیبی از داده‌های ژئوفیزیکی، زمین شناسی، هیدرولوژی و تصاویر ماهواره‌ای و تحلیل‌های منطق فازی، امکان تحلیل دقیق تغییرات آبخوان‌ها را فراهم کرده است.

---

بازار

---

به گزارش روز چهارشنبه گروه علمی ایرنا از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، حسین رشیدی‌گویا، پژوهشگر حوزه ژئوفیزیک و ژئوهیدرولوژی و دانش‌آموخته دکتری، با راهنمایی همایون کتیبه عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به طراحی یک مدل پیش‌بینی تغییرات سطح آب زیرزمینی پس از زمین‌لرزه در آبخوان‌های آزاد شد.

این پژوهش در منطقه سرپل‌ذهاب و در پی زلزله ۲۱ آبان ۱۳۹۶ انجام شده و به گفته مجری طرح، گامی مهم در گسترش مرزهای دانش ژئوهیدرولوژی محسوب می‌شود.

رشیدی‌گویا به خلأهای علمی موجود در زمینه بررسی اثر زلزله بر منابع آب زیرزمینی اشاره کرد و گفت: اگرچه در بسیاری از نقاط جهان، نوسانات سطح آب زیرزمینی پس از زلزله گزارش شده، اما مکانیزم دقیق این تغییرات ناشناخته مانده بود. از طرف دیگر، پیش‌بینی این نوسانات همواره غیرممکن تلقی می‌شد. این پژوهش با هدف پر کردن همین خلأ علمی و ارائه مدلی برای پیش‌بینی رفتار آبخوان‌ها پس از زلزله آغاز شد.

وی افزود: این مطالعه با بررسی تغییرات سطح آب در دشت سرپل‌ذهاب پس از زلزله آغاز شد که در آن، حداکثر کاهش سطح آب به میزان ۳.۰۸ متر و افزایش آن تا ۴.۴۲ متر ثبت شده بود. برای تحلیل دقیق‌تر، دو مدل فیزیکی آبخوان طراحی شد که یکی اثر ارتعاش و دیگری تأثیر گسلش را در یک آبخوان شبیه‌سازی می‌کرد. این مدل‌ها با استفاده از محفظه‌های شیشه‌ای با لایه‌ هایی از خاک و ماسه ساخته شده و نتایج آن‌ها منجر به شناسایی پارامترهای جدیدی در رفتار آبخوان‌ها شد.

این دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: در ادامه مسیر، ۱۳ عامل افزاینده و ۵ عامل کاهنده سطح آب‌های زیرزمینی در محیط نرم‌افزار ArcGIS مدل‌سازی شدند. این عوامل شامل داده‌های زمین‌شناسی، هیدرولوژی، ژئوفیزیکی و تصاویر ماهواره‌ای بودند.

به گفته وی برای ترکیب و تحلیل این عوامل از روش‌های AHP و منطق فازی استفاده شد و مدل نهایی با داده‌های زلزله سرپل‌ذهاب اعتبارسنجی شد.

رشیدی‌گویا تاکید کرد: این مدل نه‌تنها امکان پیش‌بینی نوسانات سطح آب در چاه‌ها پس از زلزله را فراهم کرده، بلکه در مدیریت بحران، پایش منابع آب کشور و حتی در حوزه تحقیقات پیش‌بینی زلزله کاربرد دارد. برای نخستین‌بار در کشور، چنین مدلی توانسته به دقت، نواحی دارای افزایش یا کاهش سطح آب زیرزمینی در اثر زلزله را پیش‌بینی کند.

وی درباره چالش‌های اجرای این طرح گفت: بزرگ‌ترین مشکل، جمع‌آوری و پردازش داده‌های متنوع ژئوفیزیکی، زمین‌شناسی و تصاویر ماهواره‌ای بود. همچنین ساخت مدل‌های فیزیکی دقیق و تحلیل داده‌ها نیازمند تخصص بین‌رشته‌ای و استفاده از نرم‌افزارهای متنوع بود. این پروژه در مجموع حدود دو سال به طول انجامید.

رشیدی‌گویا خاطر نشان کرد: این پژوهش تاکنون به چاپ یک مقاله ISI، یک مقاله علمی‌پژوهشی و آماده‌سازی یک مقاله ISI دیگر برای چاپ منجر شده است. در این مقالات، مدل ترکیبی AHP و منطق فازی و همبستگی پارامترهایی مانند ضخامت حاشیه مویینه، مقاومت الکتریکی لایه‌های آبدار و روانگرایی با تغییرات سطح آب معرفی شده‌اند.

پژوهشگر حوزه ژئوفیزیک و ژئوهیدرولوژی در ادامه به کاربردهای متنوع این پژوهش اشاره کرد و گفت: این طرح در حوزه‌های مدیریت منابع آب زیرزمینی در مناطق زلزله‌خیز، پایه‌گذاری سیستم‌های هشدار زلزله هیدروژئولوژیکی، پیش‌بینی کدر شدگی آب چاه‌ها پس از زلزله و شناسایی چاه‌های حساس به زمین‌لرزه قابل استفاده است.

وی افزود: ادامه مسیر پژوهش را می‌توان در دو حوزه دنبال کرد؛ یکی توسعه مدل‌های پیش‌بینی تغییرات آب زیرزمینی و دیگری طراحی سنسورهای حساس به ارتعاش و دما برای کمک به پیش‌بینی زلزله، اما متأسفانه با توجه به وضعیت فعلی پروژه‌های تحقیقاتی، اجرای این ایده‌ها با دشواری همراه است.

پژوهشگر حوزه ژئوفیزیک و ژئوهیدرولوژی گفت: هزینه انجام طرح تحقیقاتی در مرحله دانشگاهی حدود ۸۰ میلیون تومان بوده است اما در صورت ورود به مرحله اجرایی و صنعتی، هزینه‌ها به‌مراتب افزایش خواهد یافت.

رشیدی‌گویا با اشاره به مزایای رقابتی این طرح گفت: مطالعات مشابهی در ایتالیا، ژاپن و نیوزیلند انجام شده، اما تمرکز آنها عمدتاً بر مشاهده تغییرات سطح آب بوده نه مدل‌سازی برای پیش‌بینی آن. طرح حاضر از دقت بالا، قابلیت توسعه در مناطق زلزله‌خیز ایران و دانش بومی برخوردار است.

این مدل که برای نخستین‌بار در کشور توسعه یافته، با ترکیبی از داده‌های ژئوفیزیکی، زمین شناسی، هیدرولوژی و تصاویر ماهواره‌ای و تحلیل‌های منطق فازی، امکان تحلیل دقیق تغییرات آبخوان‌ها را فراهم کرده است.