Osiadanie powierzchni terenu z tytułu sczerpywania wody - wyznaczanie technikami InSAR

• Autorzy: Kopeć Anna , Kwinta Andrzej

Warianty tytułu

Land subsidence due to groundwater exploitation – investigation with InSAR techniques

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wody podziemne są głównym źródłem zaopatrzenia w wodę publicznych sieci wodociągowych oraz zakładów przemysłowych. Jednocześnie wody podziemne stanowią zagrożenie dla kopalni podziemnych i odkrywkowych, konieczna jest eksploatacja wód z obszarów objętych wydobyciem. Eksploatacja wód podziemnych, powoduje kształtowanie się wielkopowierzchniowych niecek odwodnieniowych. Pomiary przemieszczeń terenu, wykonuje się głównie klasycznymi metodami geodezyjnymi (niwelacja, tachimetria). W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania technik pomiarowych InSAR (DInSAR, PSInSAR, SBAS) do monitoringu osiadań powierzchni terenu, wynikających z sczerpywania wód podziemnych. Techniki InSAR umożliwiają jednoczesną obserwację całego obszaru eksploatacji w quasi-ciągłej postaci (bardzo duża ilość punktów pomiarowych) i bardzo krótkich interwałach czasowych (nawet co 6 dni), co stanowi zdecydowaną przewagę nad punktowym i czasochłonnym, klasycznym pomiarem geodezyjnym.

EN

Groundwater is the main source of water supply for public water supply and industry. Simultaneously, groundwater is a threat to underground and open-cast mines. It is necessary to exploit water from mining areas. Exploitation of groundwater causes the formation of large-scale drainage basins. Measurements of ground displacements are carried out mainly by classic geodetic methods (leveling, tachymetry). This paper presents the possibilities of using InSAR measurement techniques (DInSAR, PSInSAR, SBAS) to monitor the subsidence of the land surface resulting from groundwater extraction. InSAR techniques allow to observe the whole area of exploitation in a quasi-continuous form (very large number of measurement points) and at very short time intervals (even every 6 days) at the same time, which is a decisive advantage over the point and time-consuming classic geodetic measurements.

Słowa kluczowe

PL

InSAR; sczerpywanie wód podziemnych; wielkopowierzchniowe niecki odwodnieniowe

EN

InSAR; groundwater extraction; large-scale drainage basins

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 1
• Strony: 27--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fot., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kopeć Anna

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

autor

Kwinta Andrzej

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

Bibliografia

• [1] BERARDINO P., FORNARO G., LANARI R., and 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.
• [2] BORCHERS J.W., CARPENTER M. 2014 - Land Subsidence from Groundwater Use in California. California Water Foundation Full Report of Findings/April 2014.
• [3] CASTELLAZZI P., ARROYO-DOMINGUEZ N., MARTEL R., CALDERHEAD A.I., NORMAND J.C.L., GARFIAS J., RIVIERA A., 2016 - Land subsidence in major cities of Central Mexico: Interpreting InSAR-derived land subsidence mapping with hydrogeological data. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. vol. 47.
• [4] CHAUSSARD E., WDOWINSKI S., CABRAL-CANO E., AMELUNG F., 2014 - Land subsidence in central Mexico detected by ALOS InSAR time-series. Remote Sensing of Environment. Vol. 140.
• [5] FERRETTI A., PRATI C., ROCA F. 2000 - Nonlinear subsidence rate estimation using permanent scatterers in differential SAR interferometry IEEE TGRS, 38 (5), pp. 2202-2212
• [6] FERRETTI A., PRATI C., ROCA F. 2001 - Permanent scatterers in SAR interferometry IEEE TGRS, 39 (1), pp. 8-20
• [7] FERETTI A., MONTI-GUARNIERI A., PRATI C., ROCCA F., MASSONNER D. 2007 -InSAR Principles: Guidelines for SAR Interferometry Processing and Interpretation, ESA Publications.
• [8] GALLOWAY D.L.,TEATINI P., CARREON D., YE S. 2016 - The UNESCO– IHP Working Group on Land Subsidence: Four Decades of International Contributions to Hydrogeological Related Subsidence Research and Knowledge Exchange. RAUGM2016, Puerto Vallarta, 30 October-4 November 2016.
• [9] GALLOWAY D., BURBEY T. 2011 - Review: regional land subsidence accompanying groundwater extraction. Hydrogeology Journal 19 (8)
• [10] HANSSEN, R.F. 2001 - Satellite Radar Interferometry: Data Interpretation and Error Analysis. Remote Sensing and Digital Image Processing. Springer Netherlands.
• [11] HOOPER A., BEKAERT D., SPAANS K., and ARIKAN M. 2012 - Recent advances in SAR interferometry time series analysis for measuring crustal deformation . Tectonophysics, 514–517:1 – 13.
• [12] HUANG B., SHU L., YANG Y.S. 2012 - Groundwater Overexploitation Causing Land Subsidence: Hazard Risk Assessment Using Field Observation and Spatial Modelling, Water Resources Management, vol. 26, p. 4225-4239.
• [13] MOTYKA J., CZOP M., JOŃCZYK W., STACHOWICZ Z., JOŃCZYK I., MARTYNIAK R. 2007 - Wpływ głębokiej eksploatacji węgla brunatnego na zmiany środowiska wodnego w rejonie kopalni „Bełchatów”, „Górnictwo i Geoinżynieria” nr 31 (2), s. 477-487
• [14] OKADA T. 2017 - Land Subsidence Management in Japanese Deltas. http://www.delta-alliance.org/
• [15] OSMANOGLU B., SUNAR F., WDOWINSKI S., CABRAL-CANO E. 2016 - Time series analysis of InSAR data: Methods and trends, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 115:90 – 102. Theme issue ’State-of-the-art in photogrammetry, remote sensing and spatial information science’.
• [16] PASQUALI P., CANTONE A., RICCARDI P., DE FILIPPI M., OGUSHI F., TAMURA M., GAGLIANO S., 2015 - Monitoring Land Subsidence in the Tokyo Region with SAR Interferometric Stacking Techniques. In: Lollino G., Manconi A., Guzzetti F., Culshaw M., Bobrowsky P., Luino F. (eds) Engineering Geology for Society and Territory - Volume 5. Springer.
• [17] SANDWELL D., MELLORS R., TONG X., WEI M., WESSEL P., 2011 - Open radar interferometry software for mapping surface deformation. EOS Trans. Am. Geophys. Union 92, 234 (2011).
• [18] SOWTER A., AMAT M.B.C., CIGNA F., MARSH S., ATHAB A., 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. vol. 52.
• [19] WALTHAM T., 2014 - Ground subsidence in Mexico City. Mercian Geologist. Vol 18, part 3.
• [20] WILDERMUTH ENVIROMENTAL, 2007 - MZ-1 Subsidence Management Plan, variously paginated. http://ayala.wildermuthenvironmental.com:8888/AyalaPark/documents/20071017_MZ1_Plan.pdf

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).