نوع مقاله : پژوهشی
نویسندگان
1 استاد گروه ژئومورفولوژی، ایران، تبریز، دانشگاه تبریز
2 دانشیار ژئومورفولوژی دانشگاه تبریز
3 کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی گرایش هیدرو ژئومورفولوژی در برنامهریزی محیطی دانشگاه تبریز
4 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی گرایش هیدرو ژئومورفولوژی در برنامهریزی محیطی دانشگاه تبریز
چکیده
مدیریت بلایای طبیعی نیازمند اطلاعات مکانی، جهت آمادگی در برابر خطرات و کاهش روند آنها میباشد. در این زمینه ارزیابی پتانسیل وقوع زمین لغزش در منطق های که به دلیل وضعیت جغرافیایی و ساخت و سازهای انسانی مستعد لغزش میباشد ضروری مینماید. منطقه مورد مطالعه، حوضه آبریز میمه در جنوب استان ایلام، شهرستان دهلران، بخش زرین آباد در موقعیت جغرافیایی بین ¢58 °46 تا ¢2 °47 طول شرقی و ¢1 °33 تا ¢19 °33 عرض شمالی قرار دارد. حوضه آبریز میمه نیز به دلیل داشتن وضعیت خاص لیتولوژیکی، اقلیمی و کاربری اراضی، ناهمواری های جوان با اختلاف ارتفاع زیاد و دامنه های پر شیب از حساسیت برخوردار است. از طرفی امروزه دخالت انسان در این حوضه افزایش یافته است؛ لذا مطالعات بیشتر در منطقه ضروری به نظر میرسد. در بررسی وقوع زمین لغزش در محدوده حوضه آبریز رودخانه میمه، روش تحلیل شبکه (ANP) مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش از چند معیار (شیب، جهت شیب، لیتولوژی، کاربری زمین، بارندگی، فاصله از رودخانه، فاصله از جاده، طبقات ارتفاعی) برای تعیین مناطق مستعد استفاده شده است. روش کار بر مبنای تجزیه، تحلیل معیارها در محیط نرمافزار Super Decision و سپس همپوشانی لایه های اطلاعاتی در محیط نرم افزار ARCGIS و تلفیق مدل تحلیل شبکه ای (ANP) و شاخص همپوشانی است. نتایج نشان داد که فرآیند تحلیل شبکه با نقشه پراکنش زمین لغزش ها 69/81 درصد تناسب دارد همچنین تفسیرضرایب نشان داد که معیارهای، بارندگی، لیتولوژی، طبقات ارتفاعی نقش مهمی در زمین لغزش های منطقه دارند.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
The Study of Land Slide Occurance Potential in Mimeh River Ccachment in Ilam Provience Based on Analysis Network Process (ANP)
نویسندگان [English]
- Sharam Roostaei 1
- Davood Mikhtari 2
- Zahra Hosseini 3
- Mahdi Etmani Hagviran 4
چکیده [English]
Shahram Roostaei[1]*
Davood Mokhtari[2]
Zahra Hosseini[3]
Mahdi Etmani Hagviran[4]
Abstract
The management of natural disasters requires locational information in order for prepareness against riske and perils and to decrease them. In this regard it is necessary to eualuate the occurance potential of land slides in region which is suseptable for landsliding due to its geographic situation and human construction operations. The case study locates in Dehloran city of Ilam provience in Zarinabad district with 33· 1΄ 30΄ to 33· 19΄ northern latitude. Mimeh river catchment because of having a particular Lithologic ,climate and land use conditions,enjoys young (new) roughness with high altitude variations and sensitive steep slops. On the other hand, human interferences has been increased in this region,therefor,more studies become a necessity. In the study of landslide occurances in the area of Mimeh river catchment,network analysis process (ANP) was applied. In this research some indicators like slop,slop side, lithology, land use, raining,distance form the river, distance form the road and levations were applied in order to determine prone areas. Methods based Analysis of standards in software Super Decision criteria in overlapping layers of information and then integrating the software ARCGIS and, network analysis process(ANP) and the overlap index. The findings showed that ANP has 81/69proportionate with transmittal map of landslides, also coefficients interpretation proved that raining, lithology,and elevation indicators play significant role in landslide.
[1]-Professor; Faculty of Geomophology; University of Tabriz (Corresponding author), Email:tabrizu.ac.ir@roostaei.
[2]- Associate Prof.; Faculty of Geomorphology; University of Tabriz.
[3]- M.A Student; Faculty of Geomorphology; University of Tabriz.
[4]- M.A Student; Faculty of Geomorphology; University of Tabriz.
کلیدواژه‌ها [English]
- Mimeh river catchment
- Analysis of network process
- Hazard zoning
- Landslide
مقدمه
از جمله حساسترین و مهمترین مسایل در پروژههای عمرانی، همچون انتخاب مسیر احداث بزرگراهها و راههای اصلی و فرعی، کوهستانی، انتخاب محل احداث سد، تونلهای عبور و مرور، توسعه جنگلها و هرگونه توسعه معادن در گرو مطالعه شیبهای طبیعی مـنطقه است. عدم توجه بـه این مسأله خسارات جبرانناپذیری را میتواند به دنبال داشته باشد (فتاحی، 1376: 392). مخاطرات به عنوان فرایندها و حالاتی تعریف میشوند که پتانسیل ایجاد خطرات، خسارات و تأثیرات زیانآور دیگر را برای بشر و محیط پیرامونش دارند. مخاطرات میتوانند باعث خطرات جانی و مالی، شکستهای اجتماعی و یا اقتصادی و یا محیطی گردند. یکی از این خطرات طبیعی زمین لغزشها هستند که، تقریباً به انواع گوناگون حرکات تودهای روی دامنهی شامل ریزش سنگ، افتانها، جریان مواد و... گفته میشوند (کرودن[1]، 1991).در نواحی استوایی معین که بیش از 6 ماه فصل بارندگی وجود دارد، لیتولوژی، ویژگیهای مختلف خاک و پوشش زمین، همچنین برجستگیهای توپوگرافیکی گوناگون به آسانی میتوانند سبب وقوع زمین لغزش گردند. دادههای آماری از آژانس بینالمللی اندونزی برای مدیریت خطر (BNPB)[2] نشان داد که در سال 2008 حدود 11./. از مجموعه فاجعههای رویداده در اندونزی زمین لغزشهایی بودند که سبب خسارات بسیار زیادی شدند (بی ان پی بی[3]، 2008). هادوموکو و همکاران[4] (2012)، بیان نمودند که در طی 2005-1990 حدود 1508 زمین لغزش در جزیره جاوا رویداد که یکی از جزایر متراکم و کوهستانی اندونزی میباشد. این زمین لغزشها سبب به وجود آمدن خسارات زیادی به این منطقه شد. فل و همکاران[5] (2012)، ارزیابی حساسیت زمین لغزشها در واقع ارزیابی کیفی و یا کمی از توزیع مکانی زمین لغزشهایی است که بهطور بالقوه در یک ناحیه رخ میدهد. این فعالیت شامل تجزیه و تحلیل متغیرهای محیطی یا عواملی است که منجر به این رویدادها در منطقه میشود. ایران نیز با توجه به توپوگرافی عمدتاً کوهستانی، فعالیتهای زمین ساختی و لرزهخیزی زیاد، شرایط متنوع زمین شناسایی و اقلیمی عمده، شرایط طبیعی را برای ایجاد طیف وسیعی از این حرکات دامنهای دارد. اما متأسفانه تا به امروز تمام مطالعات مقطعی و بدون برنامهریزی دقیق و کارآمد از سوی مسیولان ذیربط انجام پذیرفته است. مـطالعه و پهنهبندی مناطق مستعد بـه ناپایداری با یک دید کاملاً عملی لازم و ضروری است. طی سالهای متمادی مطالعات زیادی در زمینه پهنهبندی خطر ناپایداریهای دامنهای در داخل و خارج از کشور صورت گرفته است. منطقه مورد مطالعه نیز بهدلیل داشتن وضعیت خاص لیتولوژیکی، اقلیمی و کاربری اراضی، ناهمواریهای جوان با اختلاف ارتفاع زیاد و دامنههای پر شیب از حساسیت برخوردار است. از طرفی امروزه دخالت انسان در این حوضه افزایش یافته است و پروژههایی از جمله ساخت سد میمه و کانالهای آبیاری و همچنین پروژه جادهسازی در دست اجرا است. لذا مطالعات بیشتر در منطقه ضروری به نظر میرسد. با توجه به خطراتی که این مخاطرات در پی دارند، مطالعه در مورد علت وقوع آنها و همچنین مکانیابی مناطقی که این مخاطرات در آنجا رخ میدهد یا احتمال وقوع آنها وجود دارد ضروری به نظر میرسد که در این رابطه مطالعات مختلفی صورت گرفته است. روستایی (1383)، در یک بررسی، علل وقوع زمین لغزش در روستای نصیرآباد ورزقان (استان آذربایجان شرقی) را مطالعه کرده است. در این تحقیق دادههای زمینشناسی و عوامل ژئومورفولوژیکی مؤثر در ناپایداری این دامنهها، مورد بررسی قرار گرفته و بر اساس دادههای مورفومتری تـهیه نـقشه زمـین لغزش و شناخت ویـژگیهای کمی آن صورت گرفـته است؛ که با تـحلیل مکانیسمهای فعال در حرکات تودهای مواد طرحهایی جهت کنترل آن ارایه شده است. روستایی و همکاران (1385)، به ارزیابی و پهنهبندی خطر ناپایداری دامنهها در بخش مرکزی حوضه زاب (شهرستان سردشت) به روش آنبالاگان[6] پرداختهاند؛ روش تحقیق این بررسی شامل تشخیص و طبقهبندی ناپایداریها در روی زمین و همچنین علل به وقوع پیوستن آنهاست. در مرحله بعد نقشههای عام و نقشه پهنهبندی خطر ناپایداری دامنهای ترسیم شده است. روستایی و همکاران (1385)، ناپایداری دامنهای در بخش مرکزی حوضه زاب را با استفاده از تحلیل سلولی[7] بررسی کردهاند. نتایج این بررسی نشان میدهد که مناطق ناپایدار بر شیبهای تند و دامنههای با شکل مقعر بر روی آبرفتها و مواد پر شده نامقاوم در جوار گسل اصلی پیرانشهر بیشتر در کوهستان غربی و دامنههای پشت به آفتاب با پوشش غیر جنگلی گسترش دارند. مناطق پایدار بر اساس نقشه خطر ناپایداری در شیبهای کم و سرزمینهای هموار با پوشش جنگلی و بیشهزار در دامنههای منظم کم شیب با جنس مقاوم از جمله آهک بلوری و مرمری هستند. ملاآقاجانزاده (1385)، در یک تحقیق به پهنه بندی و ارایه مدل حرکتهای تودهای در حوضه زارم رود ساری با استفاده از GIS و سنجش از دور پرداخته است. در این تحقیق پس از بررسی عوامل مؤثر و ایجاد نقشههای عوامل مؤثر با استفاده از AHP و الحاق آن به نرمافزار ArcGIS ضمن معرفی لایههای مختلف تأثیرگذار در فرایند کلاسهبندی عوامل با میزان وزندهی به هر کدام از این عوامل و در نهایت نقشه پهنهبندی لغزش تهیه شده است. آذرمی عربشاه و همکاران (1390)، ناپایداریهای دامنههای مشرف به مخزن سد ونیار را بعد از آبگیری سد مورد بررسی قرار دادند، برای این مـنظور نـقشه زمینشناسی مهندسی محدوده سـد تهیه شـده و خصوصیات رخنمونهای سـنگی و
آبرفتی براساس طبقهبـندی GIS و بر اساس اطلاعات گمانههای اکتشافی برآورد گردیـده است. سپس پایداری تکتک دامنههای مشرف به مخزن سد با استفاده از نرمافزار Slide 5.0 در شرایط بعد از آبگیری و وقوع زمینلرزههای مبنا طراحی، ارزیابی گردیده و بر مبنای آن نقشه پهنهبندی خطر زمین لغزش دامنههای پیرامون مخزن سد تهیه شده است. سارولی[8] (2001) به پهنهبندی خطر زمین لغزش در کشور کره پرداخته است. در این بررسی با ترکیب سه مدل نسبت فراوانی (FR)، رگرسیون خطی (LR0) و شبکه عصبی (ANN) همچنین با استفاده از تصاویر ماهوارهای ASTER و سیستم اطلاعات جغرافیایی به پهنهبندی زمین لغزش اقدام شده است. چاو و همکاران[9] (2002)، به تحلیل خطر زمین لغزش در شهر هنگکنگ با استفاده از GIS به پهنهبندی زمین لغزشهای صورت گرفته پرداختند. بدین منظور به تحلیل سیستماتیک خطر زمین لغزش بر مبنای ساختار زمین لغزشهای قدیمی و GIS با بهکارگیری دادههای تاریخی زمین لغزش در هنککنگ، منطبق با زمینشناسی، ژئومورفولوژی، جمعیت و شرایط آب و هوایی منطقه و دادههای بارندگی پرداختند. نهایتاً نقشه پهنهبندی خطر زمین لغزش را برای شهر مذکور با استفاده از دادههای تاریخی تهیه نمودند.کامپوس[10] و همکاران (2008)، با تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش بر پایهGIS در کشمیر، بعد از بررسی عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش و همچنین زلزله بهوجود آمده در 2005 به این نتیجه رسیدند که، در این منطقه عامل لیتولوژی مهمترین عامل مؤثر بر زمین لغزش بوده و بعد از آن به ترتیب عامل گسل، رودخانه و جادهها مؤثر بوده است. سوگانتی[11] و سرنییواسان[12] (2010)، با استفاده از تصاویر ماهوارهای Cartosat1، و DEM ایجاد شده از تصاویر ماهواره مذکور به پهنهبندی خطر زمین لغزش پرداختند و نهایتاً نقشه حساسیت زمین لغزش جهت تعیین پتانسیل توزیع فضای زمین لغزش در مناطق مستعد تهیه گردید. یالچین[13] (2008)، در ناحیه آردیس ترکیه پهنهبندی مناطق مستعد زمین لغزش را با استفاده از شاخص آماری (WI) و عامل وزنی (WF) انجام داد سنگشناسی، هوازدگی، پوشش زمین و شیب بهعنوان مهمترین عوامل مؤثر در محدوده مورد بررسی تعیین شدند. ساها و همکاران[14] (2005)، پهنهبندی خطر زمین لغزش را برای مناطق کوهستانی هیمالایا با استفاده از روش GIS انجام دادند. مالت و همکاران[15] (2005) به بررسی شرایط و جریان حرکت مواد جامد در ارتباط با ترکیبات پیچیده جریانهای زمین پرداختهاند. ساعتی (2005)، که طراح این روش است، مقالههای بسیاری را در زمینه سیستمهای اقتصادی و پروژه منتشر کرده است. تازکایا و دیگران (2008)، در مقالهای، از روش تحلیل شبکه برای مکانیابی مطلوب صنایع و تأسیسات استفاده کردند. اگر چه در زمینه لغزش با روشهای مختلف مطالعات زیادی صورت گرفته است ولی در رابطه با روش تحلیل شبکه (ANP) در ایران مطالعات زیادی صورت نگرفته است و به طور خلاصه میتوان به مطالعات مقیمی و همکاران (1389) که به ارزیابی و پهنهبندی خطر زمین لغزش در شهر رودبار با استفاده از فرایند تحلیل شبکهای (ANP) که در یک پژوهش به ارزیابی و پهنهبندی خطر زمین لغزش در شهر رودبار با استفاده از فرایند تحلیل شبکهای (ANP) پرداختند. در رابطه با منطقه مورد مطالعه هم مطالعات محدودی صورت گرفته است از جمله: حیدری (1383)، عوامل مؤثر بر فرسایش و رسوبگذاری را در حوضه رودخانه میمه با استفاده از مدل Mpsiace بررسی کرد. آزادنیا و همکاران (1388)، به مقایسه برخی از روابط تجربی در برآورد زمان تمرکز در حوضه آبخیز میمه پرداختهاند. هدف از این تحقیق انتخاب بهترین روش از روشهای برآورد زمان تمرکز در این حوضه بود.
معرفی منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه، حوضه آبریز میمه در جنوب استان ایلام، شهرستان دهلران، بخش زرینآباد در موقعیت جغرافیایی بین ²5 ¢58 °46 تا ²00 ¢2 °47 طول شرقی و ²30 ¢1 °33 تا ²00 ¢19 °33 عرض شمالی قرار دارد. حدود حوضه از جـنوب کوه کبیرکوه، شروع شده و تا مرز ایران و عـراق ادامه یافته و سپس وارد عـراق میشود، ولی قسمت مورد مطالعه به مساحت 67/313 کیلومترمربع و محیط 17/99149 متر است. شکل (1) موقعیت منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
شکل (1) موقعیت منطقه مورد مطالعه
مواد و روشها
در این مقاله برای رسیدن به هدف تحقیق از: 5356
نقشههای توپوگرافی رقومی مقیاس 1:50000، برگهای شماره I5356 (کلم بالا) و II5356 (میمه)؛ نقشه زمینشناسی 100000/1 به شماره برگ 208 II E، کوه ورزرین؛ استفاده شده است و برای تهیه نقشههای پایه و موضوعی مانند (شیب و جهت شیب، پوشش گیاهی، فاصله از رودخانه، بارندگی و... سایر نقشهها برحسب نیاز) با استفاده از نرمافزارهایARCGIS و ENVI؛ تصویر ماهوارهای لندست 1998سنجنده TM به شماره مسیر 167 و ردیف 37؛ DEM منطقه مورد مطالعه 30*30 متری (DEM-ASTER-30) بهرهگیری شده است. این تحقیق از نظر نوع جز تحقیقات کاربردی ـ تجربی و از نظر روش جز تحقیقات توصیفی ـ تحلیلی است. روش کار بر مبنای تجزیه، تحلیل معیارها در محیط نرمافزار Super Decision و سپس همپوشانی لایههای اطلاعاتی در محیط نرمافزار ARCGIS و تلفیق مدلهای وزندهی معیاراز جمله مدل تحلیل شبکهای (ANP) و شاخص همپوشانی است. برای شناسایی معیارهای مناسباز نظرات متخصصان زمینشناسی و کارشناسان منابع طبیعی استان ایلام و شهرستان دهلران بهرهگیری شد و حدود 8 معیار انتخاب و لایههای اطلاعاتی مربوط به معیارهای منتخب تهیه شد. جهت بررسی ناپایداریهای دامنهای هشت فاکتور شیب، جهت دامنه، لیتولوژی، کاربری اراضی، طبقات ارتفاعی، فاصله از رودخانه، فاصله از جاده و بارندگی (به منظور روشن شدن وضعیت بارش آمار و اطلاعات ایستگاههای موجود در اطراف حوضه در طی سالهای 1392-1380 استفاده شده است)، به عنوان عوامل و فاکتورهای مؤثر در وقوع زمین لغزشهای منطقه تشخیص داده شدند. لایههای مربوط به معیارها در محیط ARCGIS و ENVI تهیه شدند.
مراحل اصلی مدل ANP
ANP از چهار مرحله اصلی تشکیل شده است:
مرحله اول: ساختن مدل و سازماندهی مساله؛ مساله باید به صورت شفاهی بیان و بهصورت یک سیستم منطقی یک شبکه تجزیه شود.
مرحله دوم: ماتریسهای مقایسه زوجی و بردارهای اولویت میباشد. عناصر زوجهای تصمیمگیری در هر دسته با توجه به اهمیت آنها در جهت معیارهای کنترل آنها باهم مقایسه میشوند گروهها خودشان نیز به صورت زوجی با توجه به تأثیرگذاری آنها در هدف با هم مقایسه میشوند.
مرحله سوم: تشکیل ابرماتریس (ماتریس تصمیم). برای به دست آوردن اولویتبندی کلی در یک سیستم با تأثیرات وابسته، بردارهای اولویت محلی وارد ستونهای مناسب یک ماتریس میگردند. در حقیقت یک ماتریس تصمیم یک ماتریس تقسیم شده به اجزای کوچکتر است.
مرحله چهارم: محاسبه بردار وزن نهایی. اگر ابر ماتریس به دست آمده در گام سوم کل شبکه را پوشش دهد وزن گزینهها و عناصر خوشههای مختلف را میتوان در ستونهای مربوطه در ابرماتریس حدی یافت و اگر ابرماتریس کل شبکه را پوشش نداده و فقط ارتباطات داخلی بین خوشهها را شامل شود، مشابه این محاسبات میبایست ادامه یابد تا بردار اولویت نهایی گزینهها استخراج گردد. در این تحقیق یک مدل شبکهای سه لایه متشکل از لایه هدف، لایه معیارها و لایه گزینهها با توجه به مساله تحقیق طراحی و سازماندهی شد. طراحی شبکه مورد نظر از چندین مرحله تشکیل شده بود، مرحله اول، هدف و موضوع مورد مطالعه بود. یعنی باید یک موضوع و هدفی تعیین میشد تا فرایند ارزشیابی و انتخاب بهترین گزینه برای این هدف صورت گیرد، بررسی زمین لغزشها بهعنوان هدف این مطالعه برای لایه نخست طراحی گردید. مرحله دوم، وجود معیارها و شاخصهایی بود که برای ارزشیابی موضوع انتخاب میگردید معیارهای تحقیق نیز، فاکتورهای تأثیرگذار در وقوع زمین لغزشهای منطقه بودند که در خوشههای جداگانه برای لایه دوم طراحی شدند. کلاسها یا گزینههای مورد نظر براساس طبقات خطر در یک خوشه جداگانه در لایه سوم قرار گرفتند. پس از طراحی مدل، ایجاد ارتباط بین عناصر و خوشهها انجام گرفت لازم به ذکر است که این فرآیند در محیط نرمافزار Superd Decision انجام گرفت. شکل (13) ساختار شبکهای مدل را نشان میدهد.
شکل (2) ساختار شبکهای مدل
بحث و نتایج
نقشه شیب منطقه با استفاده از تابع Topographic Modeling نرمافزار ENVI و مدل رقومی ارتفاع منطقه مورد مطالعه، برحسب درجه، تهیه و سپس با استفاده از تابع Reclassify نرمافزار ArcGIS کلاسبندی شد. طبقات شیب در داخل 5 کلاس با توجه به درجاتی که نشاندهنده اشکال زمین هستند طبقهبندی گردیدند (شکل 3 و جدول 1).
شکل (3) نقشه شیب حوضه آبریز میمه
شکل (4) نقشه فاصله از جاده در حوضه آبریز میمه
جدول (1) اطلاعات مربوط به شیب دامنههای محدوده مورد مطالعه و مساحت تحت اشغال آنها
|
درصد مساحت هر طبقه |
مساحت هر طبقه ( کیلومتر مربع) |
شیب دامنه برحسب درجه |
|
71/24 |
54/77 |
5 - 0 |
|
38/31 |
47/98 |
10 - 5 |
|
06/26 |
77/81 |
15 - 10 |
|
23/14 |
66/44 |
23 - 15 |
|
58/3 |
26/11 |
39 - 23 |
در منطقه مورد مطالعه جاده اصلی، از سمت شمال غربی به شرق سپس جنوب غربی گسترش یافته است. برای کلاسبندی شبکه جادهای از تابع تحلیلی، فاصله اقلیدسی[16] استفاده شد (شکل 4).
در حوضه مورد مطالعه به نظر میرسد که رودخانه با حرکت در جهت شیب منطقه دره خود را در میان سنگهای نرمتر حفر کرده است، به عبارتی جنس سازندهها نقش تعیین کنندهای در ایجاد مسیر حرکت رودخانهای بازی کردهاند. شکل (5) تجزیه و تحلیلهای فاصله برای ایجاد ارزشهای پیوسته را در حوضه مورد مطالعه نشان میدهد.
شکل (5) نقشه فاصله از رودخانه حوضه آبریز میمه
برای بررسی تأثیر لیتولوژی در ناحیه مورد مطالعه در وقوع پدیده لغزش در محدوده مطالعاتی مورد بررسی از طریق دادههای نقشه زمین شناسی پهنههای مقاومت سنگها تفکیک و مساحی و پس از رقومی شدن دادهها 3 کلاس مقاومت به دست آمد (شکل 6 و 7 و جدول 2 و 3).
شکل (6) نقشه لیتولوژی حوضه آبریز رودخانه میمه
جدول (2) اطلاعات مربوط به مقاومت سنگها و مساحت تحت اشغال آنها
|
درصد مساحت هر طبقه |
مساحت هر کلاس (کیلومتر مربع) |
مقاومت سنگها |
|
55/61 |
95/193 |
نامقاوم |
|
86/29 |
75/93 |
نیمه مقاوم |
|
58/8 |
95/26 |
نسبتا مقاوم |
شکل (7) نقشه زمینشناسی محدوده حوضه آبریز رودخانه میمه
جدول (3) سازندهای موجود در منطقه مورد مطالعه و مشخصات آنها
|
سنگ شناسی |
سن ( دوره یا اشکوب ) |
سازند |
|
آهک ضخیم لایه تا تودهای با بافت خمیری شکل |
سنومانین - نورونین |
سرواک |
|
در قاعده آهکهای دانهای و سپس آهک نازک لایه تا متوسط لایه با بافت دانه شکری |
سانتونین- کامپانین |
ایلام |
|
آهکهای مارنی و شیلهای عموماً خاکستری تیره |
کامپانین - ماستریشتین |
گورپی |
|
در قاعده شیلهای آهکی و آهک فسیلدار و سپس مارن و آهک مارنی در بالا |
پالیوسن - ایوسن |
پابده |
|
سنگ آهک ضخیم لایه تا تودهای |
الیگوسن - میوسن |
آسماری |
|
کنگلومرا و ماسه سنگ آهکی |
پلیوسن بالایی |
بختیاری |
|
سنگ گچ و سنگ نمک و آندریت و مارنهای الوآن – آهک و شیل بیتومیندار |
میوسن میانی |
گچساران |
|
آهک ضخیم لایه و فسیلدار |
کامپانین - ماستریشتین |
امام حسن |
|
سنگ آهک و مارنهای گچدار و سیلت استون |
پلیوسن |
آقا جاری |
بعد از تهیه نقشهی زمینشناسی و شناسایی ویژگیهای سنگشناسی محدوده مورد مطالعه نوع کاربری مشخص و نقشهی کاربری منطقه تهیه گردید (شکل 8 و جدول 4).
شکل (8) نقشه کاربری اراضی حوصه آبریز میمه
جدول(4) اطلاعات مربوط به کاربری اراضی و مساحت تحت اشغال آنها
|
درصد مساحت هر طبقه |
مساحت هر کلاس ( کیلومتر مربع) |
کاربری اراضی |
|
58/1 |
96/4 |
مسکونی |
|
66/1 |
24/5 |
باغات |
|
82/10 |
97/33 |
کشت دیم |
|
96/1 |
16/6 |
مزارع آبی |
|
96/83 |
48/263 |
مراتع |
تغییرات ارتفاع در حوضه مورد مطالعه از 780 تا 2300 متر است که بیشترین زمین لغزشها در ارتفاع 1400 تا 2300 متر اتفاق افتاده است. شکل (8) طبقات ارتفاعی در حوضه مورد مطالعه را نشان میدهد (جدول 5).
شکل (9) نقشه طبقات ارتفاعی حوضه آبریز میمه
جدول (5) اطلاعات مربوط به طبقات ارتفاعی و مساحت تحت اشغال آنها
|
درصد مساحت |
مساحت هر طبقه( کیلومترمربع ) |
طبقات ارتفاعی به متر |
|
58/15 |
91/48 |
1100 - 780 |
|
57/31 |
09/99 |
1300 - 1100 |
|
86/31 |
87/99 |
1500 - 1300 |
|
98/10 |
47/34 |
1800 -1500 |
|
03/10 |
5/31 |
2300 - 1800 |
نقشه جهت شیب با استفاده از تابع Topographic Modeling نرمافزار ENVI و مدل رقومی ارتفاع منطقه مورد مطالعه تهیه و سپس با استفاده از تابع Reclassify نرمافزار ArcGIS به 8 کلاس شامل 4 جهت اصلی، 4 جهت فرعی طبقهبندی شد در منطقه مورد مطالعه جهت شیب غالب، شیبهای جنوبی است. شکل (10) نقشه جهت دامنه را در حوضه مورد مطالعه نشان میدهد.
شکل (10) نقشه جهت شیب حوضه آبریز میمه
جدول (6 ) موقعیت جغرافیایی ایستگاه های مورد استفاده
|
نام ایستگاه |
طول جغرافیایی |
عرض جغرافیایی |
نوع ایستگاه |
|
ایلام |
25/46 |
38/33 |
سینوپتیک |
|
ملکشاهی |
48/46 |
20/33 |
هواشناسی |
|
دهلران |
9/47 |
44/32 |
سینوپتیک |
|
گل کل |
29/46 |
25/33 |
بارن سنج |
بهمنظور روشن شدن وضعیت بارش آمار و اطلاعات ایستگاههای موجود در اطراف حوضه استفاده شده است. قابل ذکر است در محاسبات اصلی میزان بارش ایستگاه سینوپتیک ایلام مبناء و آمار سایر ایستگاهها برای دقت بیشتر مورد توجه بوده است این امر به این علت انجام شده است که در داخل حوضه هیچگونه ایستگاه هواشناسی وجود ندارد و از آمار و اطلاعات ایستگاههای اطراف برای درک شرایط آب و هوایی استفاده شده است (شکل 11 و جدول 6).
شکل(11) نقشه بارندگی حوضه آبریز میمه
تهیهی پراکنش زمین لغزشهای منطقه
معمولاً زمین لغزشها به صورت ناحیهای و یا اشکال نقطهای ظاهر میشوند. در صورت وجود، عکس هوایی و یا تصاویر ماهوارهای با وضوح بالا، زمین لغزشها میتوانند به صورت مناطق پهنهای بر روی تصاویر شکل بگیرند. در ناحیه مورد مطالعه نقشه پراکنش زمین لغزشها به صورت پهنه لغزشی براساس تصویر ماهوارهای سال 1998 تهیه شد. مساحت پیکسلهای لغزشی منطقه حدود 31/6 کیلومترمربع است که حدود 01/2 درصد مساحت منطقه را به خود اختصاص داده است. لازم به توضیح است که در زمان جمعآوری دادهها امکان دانلود تصاویر جدید وجود نداشت و تنها تصویر موجود در سایتها تصویر سال 2005 منطقه بود که به دلیل خطای بالا و کیفیت پایین به ناچار از تصویر سال 1998 اسـتفاده شد. شکل (12) پراکنش زمین لغزشهای منطقه را نشان میدهد.
شکل (12) پراکنش زمین لغزشهای منطقه مورد مطالعه
در تحقیق حاضر ابتدا مـقایسه زوجی بین خوشهها به سبک پرسشنامهای انجام گـرفت که در حدود 441 مقایسه بهصورت زوجی در پژوهش حاضر انجام گرفت. پس از انجام مقایسه، برای مشاهده نتایج مقایسهها میزان نرخ ناسازگاری آنها بررسی شد. نرخ ناسازگاری قضاوت انجام شده برابر با 0991/0 بوده و کمتر از 1/0 میباشد در این روش میزان نرخ ناسازگاری نباید بیشتر از 1/0 باشد این میزان از خطا با توجه به تعداد زیاد قضاوتها قابل قبول میباشد. برای انجام مقایسه زوجی بین عناصر درون خوشهها مثل روش مقایسه زوجی بین خوشه، نسبت به معیار کنترلی، هر معیار نسبت به معیار دیگر از نظر اهمیت و ارجحیت مورد مقایسه قرار گرفت، حدود 36 مقایسه بین عناصر درون خوشهها انجام یافت، و نرخ نازسازگاری برای هر قضاوت کنترل گردید، میزان نرخ ناسازگاری بهدست آمده برای هر مقایسه باید کمتر از 1/0 باشد. برای نمونه میزان نرخ ناسازگاری برای قضاوت انجام شده برابر با 0147/0 بوده و کمتر از 1/0 نشان داد که با توجه به تعداد قضاوتها این میزان از نرخ ناسازگاری برای قضاوتهای انجام شده قابل قبول است.
پس از محاسبات طولانی، ضریب و ارزش نهایی هر عنصر و گزینه تعیین شد. برای محاسبه ضریب نهایی، سه نوع ابرماتریس مورد محاسبه قرارگرفت:
1ـ ابرماتریس غیر وزنی[17]؛
2- ابرماتریس وزنی[18]؛
3-ابرماتریس حدی[19].
این سه نوع ماتریس در ارتباط با یکدیگر مورد محاسبه و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و نهایتاً نتیجه کلی بهدست آمد، به عبارتی دیگر ابر ماتریس وزندهی نشده از حاصل جمع بردار الویتهای داخلی (ضرایب اهمیت) عناصر و خوشهها در ابرماتریس اولیه ایجاد شد. سپس ابرماتریس وزندهی شده از ضرب مقادیر ابرماتریس وزندهی نشده در ماتریس خوشهای حاصل شده و با نرمالیزه کردن ابرماتریس وزندهی شده، ابرماتریس به لحاظ ستونی به حالت تصادفی تبدیل گشت و در انتها ابرماتریس محدود با به توان رساندن همه عناصر ابرماتریس موزون محاسبه گردید. پس از انجام این مراحل، وزن نهایی عناصر حاصل شد. این وزن برای اعمال مراحل بعد بهکار میآید. در گام بعدی اهمیت کلاسهای معرفی شده به مدل، تعیین شد. شکل (13) نـتایج اهمیت کلاسها را بر اساس اهمیت و الویت آنها نشان مـیدهد. همانطور که در شـکل زیر مشاهده میگردد کلاس 1 بیشترین اهمیت را ازنظر وقوع زمین لغزش داراست و بهترتیب از میزان اهمیت کلاسها و خطرپذیری کاسته میشود بهطوری که کلاس 3 دارای کمترین میزان خطرپذیری و اهمیت میباشد.
شکل (14) میزان اهمیت کلاسها
همپوشانی لایههای اطلاعاتی و پیادهسازی مدل
برای پیادهسازی مدل در محدوده مورد مطالعه، پایگاه دادههای مکانی ایجاد شد. و بر اساس شاخصهای تعیین شده لایههای مختلف اطلاعاتی مورد نیاز در پایگاه داده قرار گرفتند. سپس با توجه به نیازهای اطلاعاتی و تحلیلی، فرآیند مدلسازی فضایی روی دادهها انجام شد. در مرحله بعد لازم بود تا لایههای اطلاعاتی با هم ترکیب شوند، لذا پس از بهدست آمدن ضرایب فاکتورهای مؤثر در وقوع زمین لغزشهای منطقه، این ضرایب بر روی لایههای اطلاعاتی اعمال گردید. جدول (7) ضرایب حاصل از فرآیند تحلیل شبکه را نشان میدهد.
جدول (7) ضرایب حاصل از فرآیند تحلیل شبکهای
|
علایم اختصاری برای معیارها |
معیارها |
ضرایب |
|
X1 |
شیب |
115256/0 |
|
X2 |
جهت شیب |
067520/0 |
|
X3 |
طبقات ارتفاعی |
121373/0 |
|
X4 |
کاربری اراضی |
074420/0 |
|
X5 |
بارندگی |
198305/0 |
|
X6 |
فاصله از رودخانه |
068896/0 |
|
X7 |
لیتولوژی |
171142/0 |
|
X8 |
فاصله از جاده |
064590/0 |
باتوجه به ضرایب به دست آمده برای هرکدام از فاکتورهای مؤثر در وقوع زمین لغزشها در مدل تحلیل شبکهای، مشخص گردید که براساس ضرایب محدود، عامل بارندگی، لیتولوژی، طبقات ارتفاعی دارای بیشترین اهمیت و تأثیر میباشند. پس از اعمال ضرایب بر روی فاکتورها اقدام به تهیه نقشه پهنهبندی زمین لغزش براساس مدل تحلیل شبکهای در محیط ArcGIS گردید. نقشه فوق در 5 کلاس خطر بسیار بالا، بالا، متوسط، پایین، بسیار پایین طبقهبندی شد، شکل (14) نقشه پهنهبندی شده به روش تحلیل شبکه (ANP) را نشان میهد. پس از اجرای روش مذکور، مدل پیشنهادی به صورت معادله (1) ارایه گردید.
معادله ( 1 )
ANP=067520/0×جهت شیب+115256/0×شیب+074420/0×کاربری اراضی+171142/0×لیتولوژی+121373/0×طبقات ارتفاعی+198305/0×بارندگی+068896/0×فاصله از رودخانه +064590/0× فاصله از جاده
شکل (15 ) نقشه پهنهبندی زمین لغزش در محدوده مورد مطالعه
همانطور که نقشه بالا نشان میدهد بیشترین زمین لغزشها در مناطق مرتفع بین ارتفاع 1600 تا 2300 متر که تحت تأثیر پوشش تشکیلات سراواک و ایلام میباشد همچنین بیشترین بارندگی را نیز دارا میباشد، به وقوع پیوسته است. البته در قسمتهای پایین دست حوضه هم زمین لغزش قابل مشاهده است. با توجه به کوهستانی بودن و جوان بودن ناهمواریهای حوضه همانطور که در شکل (2) نقشه شیب قابل مشاهده است، در نواحی پایین دست هم دامنههایی با شیب زیاد دیده میشوند که این دامنهها همانطور که نقشه لیتولوژی شکل (5) نشان میدهد دارای لیتولوژی نامقاوم از جمله تشکیلات گچساران هستند و با توجه به اینکه در سالهای اخیر فعالیت انسانی در حوضه افزایش یافته است این زمین لغزشها به وقوع پیوسته است، و این مطلب نشاندهنده این است که نمیتوان گفت فاکتورهای دیگر کاملاً بیتأثیر هستند و هیچ تأثیری در ناپایداری و زمین لغزش ندارند بلکه تأثیر آنها نسبت به فاکتورهایی که ضرایب بیشتری دارند به مراتب کمتر است و تأثیر کمتری در ایجاد زمین لغزشهای حوضه مورد مطالعه دارا میباشند که ممکن است با گذشت زمان این ضرایب تغییر کنند. پس از انجام پهنهبندی درصد پهنههای لغزشی در هر کلاس محاسبه شد. نتیجه نشان داد بر اساس نتایج حاصله کلاس خطر بسیار بالا با 2/10 درصد کمترین میزان از مساحت منطقه را به خود اختصاص داده است. جدول (8) مساحت پهنههای لغزشی به درصد را نشان میدهد.
جدول ( 8 ) مساحت پهنههای لغزش به درصد
|
کلاس |
مساحت به درصد |
|
بسیار بالا |
2/10 |
|
بالا |
18/26 |
|
متوسط |
66/11 |
|
پایین |
16/28 |
|
بسیار پایین |
80/23 |
ارزیابی روش تحلیل شبکه با پراکنش زمین لغزشهای منطقه
جهت ارزیابی عملکرد تحلیل شبکه (ANP) در تعیین مناطق مستعد خطر زمین لغزش از درجه تناسب بین نقشه پهنهبندی (شکل 14) و نقشه پراکنش زمین لغزشها (شکل 12استفاده گردید. درجه تناسب عملکرد مدل را به وسیله ارزیابی خطای نسبی و موفقیت نسبی بیان میکند که در آن خطای نسبی: «جمع ارزش کلاسهای مستعد پایین و خیلی پایین»، و مقدار نسبی موفقیت: «جمع ارزش کلاسهای استعداد بالا و خیلی بالا» میباشد که برای این منظور در محیط GIS نقشه پهنهبندی و نقشه پراکنش زمین لغزشها با هم انطباق داده شدند و درصدهای زیر به دست آمدند. همانطور که شکل (15) نشان میدهد مقدار خطای نسبی (حاصل جمع ارزشهای دو کلاس خطر پایین و بسیار پایین) برای تحلیل شبکه برابر با %12/4 میباشد در حالیکه مقدار موفقیت نسبی (حاصل جمع ارزشای دو کلاس خطر بالا و بسیار بالا ) برابر با %69/81 است.
شکل ( 16) درجه تناسب بین نقشه پهنهبندی زمین لغزش با نقشه پراکنش زمین لغزش
نتیجهگیری
در بررسی وقوع زمین لغزش در محدوده حوضه آبریز رودخانه میمه، روش تحلیل شبکه مورد استفاده قرار گرفت. از میان هشت فاکتور مؤثر در وقوع زمین لغزشهای منطقه عامل بارندگی و لیتولوژی بیشترین تأثیر را داشتهاند. پس از بهدست آمدن ضرایب فاکتورهای مؤثر در وقوع زمین لغزشهای منطقه، اقدام به تهیه نقشه پهنهبندی زمین لغزش بر اساس مدل تحلیل شبکهای گردید. بدین منظور ابتدا در محیطArcGIS لایههای اطلاعاتی که از قبل تهیه و رقومی شده بودند به فرمت رستری یا شبکهای تبدیل گشته و سپس طبقهبندی مجدد شدند و نهایتاً ضرایب به دست آمده از مدل تحلیل شبکهای ANP بر روی لایههای اطلاعاتی فوق اعمال گردید و در نهایت نقشه پهنهبندی حاصل از مدل تحلیل شبکهای به دست آمد. نقشه فوق در 5 کلاس خطر بسیار بالا، بالا، متوسط، پایین، بسیار پایین طبقهبندی شد، با توجه به نقشه حاصل از اجرای مدل مشاهده میگردد که بیشترین زمین لغزشها در شیبهای جنوبی و جنوب غربی در ارتفاع 1600 تا 2300 متر به وقوع پیوسته است که تحت تأثیر پوشش تشکیلات سراواک و ایلام میباشند و در سالهای اخیر فعالیتهای انسانی از جمله کشت دیم در منطقه افزایش داشته است. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده در شکل (13) در بین کلاسهای خطر،کلاس 1 بیشترین اهمیت را از نظر وقوع خطر زمین لغزش با تـوجه به وزن ایدهآل[20] داراست. این کلاس در نقشه پهنهبندی تحت عنوان کلاس خطر بسیار بالا معرفی شد و سپس به ترتیب از میزان اهمیت کلاسها و خطرپذیری آنها کاسته میشود به طوریکه کلاس 3 دارای کمترین میزان خطرپذیری و اهمیت میباشد و در نقشه پهنهبندی عنوان کلاس خطر بسیار پایین را به خود اختصاص داده است. همچنین ارزیابی نتایج مدل از طریق قطع دادن نقشه پراکنش زمین لغزشها با نقشه پهنهبندی به صورت درجه تناسب مدل نشان داد که مقدار خطای نسبی به ترتیب برابر با % 12/4 و میزان موفقیت نسبی برابر با %69/81 میباشد. با توجه به مطالب ذکر شده، نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که روش تحلیل شبکه از عملکرد مناسب در شناسایی مناطق خطر و پهنهبندی آن در منطقه مورد مطالعه برخوردار میباشد.
[1]- Cruden
2ـ آژانس بینالمللی اندونزی
[3]- BNPB
[4]-Hadmoko et al.,
[5]- Fell et al.,
[6]-Anbalagan
[7]- Cellular Analyse
[8]- Bsaroulie
[9]- Chau et al.,
3- Compoce & Secavia
[11]- Suganthi
[12]- Srinivasan
[13]- Yalcin
[14]- saha & al
[15]- Malt& al.
[16]- Euclidosi Distance
1- unweighted Supermatrix
2- Weighted Supermatrix
3- Limit Supermatrix
[20]- Ideals
)