پهنه‌بندی خطر زمین لغزش در حوضۀ آبخیز اوغان استان گلستان با استفاده از مدل فازی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات گروه جغرافیای طبیعی، تهران، ایران

2 استاد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات

3 استادیار دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

زمین لغزش از جمله مخرب­ترین حوادث طبیعی در مناطق شیب­دار به حساب می­آید و هر ساله در نقاط مختلف دنیا خسارات مالی و جانی قابل توجهی به بار می­آورد، از این رو شناسایی و تهیه نقشۀ مناطقِ دارای پتانسیل خطر وقوع زمین لغزش، اولین گام در مدیریت منابع طبیعی و برنامه­های عمرانی است. هدف این پژوهش، ارزیابی خطر زمین لغزش در حوضه آبخیز اوغان استان گلستان با استفاده از مدل مبتنی بر منطق فازی است. بدین‌منظور ابتدا به وسیله عکس­های هوایی، نقشه­های زمین­شناسی و بازدید میدانی، نقشه پراکنش زمین لغزش­ها در حوضه تهیه شد و سپس نقشه هر یک از عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش­ از قبیل (ارتفاع، شیب و جهت شیب، سنگ­شناسی، طبقات بارش، کاربری اراضی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه و حریم جاده) به عنوان لایه­های اطلاعاتی در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) تهیه و به منظور کاربرد مبتنی بر تئوری فازی در مدل استفاده گردید. پس از تعیین توابع عضویت برای هریک از عوامل تاثیر گذار در وقوع پدیده زمین لغزش، نقشه عوامل بصورت فازی شده و با تلفیق مبتنی بر استفاده از عملگرهای فازی در محیط نرم‌افزارArcGIS  نقشه پهنه­بندی در چهار طبقه خطرکم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد تهیه شد. نتایج نشان داد که عملگر فازی گامای 5/0 با مقدار جمع کیفی 17/1= Qs بالاترین و عملگرهای Sum، And، OR با مقدار جمع کیفی کمتر از 039/0 پایین­ترین دقت را نسبت به سایر عملگرهای فازی در پهنه­بندی خطر وقوع زمین لغزش در حوضه آبخیز اوغان دارا می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Landslide hazard mapping of Oghan watershed basin in Golestan province using fuzzy model

نویسندگان [English]

  • GolamReza Golami Kalateh 1
  • Parviz Kardavani 2
  • Mohsen Ranjbar 3
1 Consultant of Red Crescent
چکیده [English]

The first step in natural resources management and development plans is mapping and identification of areas with landslide hazard potential. The purpose of this research is evaluation of landslide hazard of Oghan watershed basin in Golestan province using Fuzzy-based model. For this, first Landslide dispersion maps of the basin were prepared using aerial photos, geological maps and field studies, then map of each of the effective factors in landslide occurrence such as (elevation, slope and aspect, lithology, rain classes, land use, distance from fault, distance from streams and roads) as information layers in Geographical Information System (GIS) were prepared and have been used in fuzzy-based model. After standardization of each mentioned layers using fuzzy membership function and combination based on fuzzy operators (sum, and, or, product and gamma), map of landslide hazard zoning was prepared in four danger classes that are low, medium, high and very high. Results, in comparison with other operators, showed that zoning map of the Gamma fuzzy operator (0.5) with quality sum(Qs) of 1.17 has the highest accuracy and Sum, And and OR operators with Qs less than 0.039 have the lowest accuracy in landslide hazard zoning of Oghan watershed.

Key words: Mapping, Landslide, Fuzzy model, Oghan watershed, Golestan Province.
Extended abstract
Introduction
Landslide is one of the most destructive natural events in steep areas. Due to its geographical position, climatic and geomorphological conditions, population increase, pressure on natural resources and land use change, Iran is exposed to natural hazards like landslide. Therefore, identification and preparation of natural

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mapping
  • Landslide
  • fuzzy model
  • Oghan watershed
  • Golestan province
  1. احمدی، حسن؛ شیرین محمدخان، سادات فیض نیا و جمال قدوسی. 1385. پهنه‌بندی خطر زمین لغزش با روش تحلیل سلسله مراتبی  AHPدر حوضه طالقان، مجله منابع طبیعی شماره 58، ص 14-3.
  2. پژوهشکده‌ی سوانح طبیعی. 1384. راهنمای تهیه نقشه های پهنه بندی خطر زمین لغزش در ایران، گزارش نهایی (نسخه اولیه)، ص 108.
  3. پورقاسمی، حمیدرضا؛ حمیدرضا مرادی، محمود فاطمی عقدا، محمدرضا مهدوی‌فر و مجیدمحمدی. 1388. ارزیابی خطر زمین لغزش با استفاده از روش تصمیم گیری چندمعیاره فازی، مجله علمی- پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری، جلد 3، شماره 47، ص 62-51.
  4. جلالی، نادر. 1381. ارزیابی روش‌های متداول پهنه‌بندی خطر زمین لغزش در حوزة آبخیز طالقان. مجموعه مقالات اولین گردهمایی مجریان طرحهای تحقیقاتی زمین لغزش، مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، صص 115-103.
  5. شادفر، صمد.1384. ارزیابی تحلیلی مدل های کمی زمین لغزش به منظور دستیابی به مدلی مناسب برای حوزه آبخیز چالکرود، پایان نامه دکتری ژئوموروفولوژی دانشگاه تهران، ص 225.
  6. شادفر، صمد؛ مجتبی یمانی. 1384. پهنه­بندی خطر زمین­لغزش در حوضه آبخیز جلیسان با استفاده از مدلLNRF، پژوهش­های جغرافیائی دوره 39، شماره 1، صص 68-62
  7. شریعت جعفری، محسن، رامین حامدپناه. 1386. پیش بینی خطر ناپایداری شیب های طبیعی با استفاده از عملگرهای ضرب وجمع فازی در البرز رمکزی، نشریه منابع طبیعی ایران، شماره 3، ص757-745.
  8. شریعت جعفری، محسن. 1375. زمین‌لغزش (مبانی و اصول پایداری شیبهای طبیعی)، انتشارات سازه، 218 ص.
  9. شیرانی، کورش. 1385. بررسی و ارزیابی روش‌های پهنه­بندی خطر زمین­لغزش در پادنای علیای سمیرم، مجله پژوهشی علوم پایه دانشگاه اصفهان ، شماره 961، ص96.
  10. طلائی، رضا. 1393. ارزیابی ریسک زمین لغزش در منطقه هشتچین برای استفاده در طراحی‌های توسعه‌ای، مجله  علمی و پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 6، شماره 1، 1393، ص 21-41.
  11. عابدینی، موسی، محمدحسین فتحی و ابراهیم بهشتی جاوید. 1393. پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش با مدل منطق فازی (مطالعه موردی: حوضه رودخانه قوری چای)، اولین همایش علوم جغرافیایی ایران.
  12. غیومیان، جعفر، محمود فاطمی عقدا، عقیل اشلقی فراهانی و محمدتشنه لب. 1381. پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از روش تصمیم گیری چند شاخصه فازی (مطالعه موردی: منطقه رودبار گیلان)، فصلنامه پژوهش وسازندگی، شماره 56، ص 80-67.
  13. فیض‌نیا، سادات، بهزاد بداغی. 1380. پهنه‌بندی خطر حرکت‌های توده‌ای در آبخیز شاهرود و ارائه مدل، اولین کنفرانس زمین‌شناسی و محیط زیست ایران، دانشگاه تربیت معلم: صص 214-203.
  14. کوره پزان دزفولی، امین.1384. اصول تئوری مجموعه های فازی وکاربردهای آن در مدلسازی مسایل مهندسی آب، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر، چاپ اول، صفحه 261.
  15. مصطفایی، جمال، مجید اونق، منصور مصداقی و محسن شریعت جعفری. 1388. مقایسه کارایی مدل­های تجربی و آماری پهنه­بندی خطر زمین لغزش در حوضه الموت، پژوهش­های حفاظت آب و خاک،‌61-43
  16. ناجی، سعیده. 1385 .پهنه بندی خطر لغزش در محور ساری _کیاسر. پایان نامه کارشناسی ارشد زمینشناسی زیستمحیطی، دانشگاه صـنعتی  شاهرود، 86 صفحه.
  17. نادری، فتح‌اله. 1391. کاربرد منطق فازی در پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوزه آبخیز چرداول ایلام. نشریه پژوهش های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی). شماره 64. صص 74-95.
  18. یمانی، مجتبی. امین محمدی. 1384. پهنه‌بندی زمین لغزش در حوضه آبخیز تنکابن با استفاده از مدل‌های کمی، مجله جغرافیا و توسعه، ص 98-85

19. Aksoy, B. and Ercanoglu, M. 2012. Landslide identification and classification by object-based image analysis and fuzzy logic: An example from the Azdavay region (Kastamonu, Turkey) Computers & Geosciences, 38: 92-97.
20. Anbalagan, R. 2004. Landslide hazard evaluation and zoning mapping in Mount- Ainous Terrain, Engineering Geol. pp: 36.
21. Bonham Carter, F.G. 1991. Geographic Information System for Geoscientists: Modelling with GIS, Pergamon, Ontario, Pp 568.
22. Cornforth, D.H. 2005. Landslides in Practice: Investigation, Analysis, and Remedial/ Preventive Options in Soils, John Wiley Publication: Hoboken, 596p.  
23. Cruden, D.M. 1991. A Simple Definition of a landslide, Bulletin of International     Association of Engineering Geology, 43: 27-29.
  1. Castellanos Abella, E.A. and Van Westen, C.J. 2007. Generation of a landslide risk index map for Cuba using spatial multi-criteria evaluation. Landslides, 4: 311–325
25. Garae, P. 2006. A review of mass movement in order to model landslide hazard zonation in the regional watershed Lajym River, M.Sc. thesis University of Mazandaran, Sari College of Natural Resources, pp: 185.
26. Hussin, H.Y. 2016. V Zumpano, P Reichenbach, S. Sterlacchini, M. Micu. Different landslide sampling strategies in a grid-based bi-variate statistical susceptibility model, Geomorphology, 15: 508-523.
27. Jade, S., and Sarkar, S. 1993. Statistical Models for Slope Instability Classification, Engineering geology, 36: 91-98.
28. Kanungo, D.P., Arora, M.K., Sarkar, S. and Gupta, R.P. 2006. A Comparative Study of Conventional, ANN Black Box, Fuzzy and Combined Neural and Fuzzy Weighting Procedures for Landslide Susceptibility Zonation in Darjeeling Himalayas, Engineering Geology, 85: 347-366.
29. Lan, H.X., Zhou, C.H., Wang, L.J., Zhang, H. Y. and Li, R.H. 2004. Landslide hazard spatial analysis and prediction using GIS in the Xiaojiang Watershed, Yunnan, China. Engineering Geology, 76: 109-128.
30. Mayavan, N. and Sundaram, A. 2012. Statistical analysis for landslide in relation to landuse, in Sirumalai Hill, Dindigul district, Tami Nadu, India, using GIS. Research Journal of Recent Sciences, 1(12): 36-39.
31. Moreiras, S.M. 2005. Lndslide susceptibility zonation in the Rio Mendoza valley, Argantina, geomorphology, 66: 345-357.
32. Murat, E. and Candan, G. 2003. Use of fuzzy relation to produce landslide susceptibility map of a landslide pron area (west black sea region, turkey), Engineering geology, 75: 24.
33. Naderi, F. Naseri, B. Karimi, H. and Habibi Bibalani, Gh. 2010. Efficiency evaluation of different landslide susceptibility mapping methods (Case study: Zangvan watershed, Ilam province): First international conference of soil and roots engineering relationship (LANDCON1005), Ardebil Province, Iran.
34. Riedel, L., Vacik, H. and Kalasek, R. 2000. MapModels, a new approach for spatial decision support in silvicultural decision making. Computers and Electronics in Agriculture, 27:  407-412.
35. Yalcin, A. 2008. GIS-based landslide susceptibility mapping using analytical hierarchy process and bivariate statistics in Ardesen (Turkey): Comparisons of results and confirmations, Catena, 72: 1-12.                                      
36. Sabuya, F., Alves, M.G. and Pinto, W.D. 2006, Assessment of failure susceptibility of soil slopes sings fuzzy logic, Engineering Geology, pp: 14.
37. Wong W-D., Xie C-M. and Du X-G. 2009. Landslides susceptibility mapping in Guizhou province based on fuzzy theory. Mining Science and Technology (China), 19(3): 399-404.