تعیین عوامل مؤثر در پتانسیل سیل‌خیزی مناطق همگن هیدرولوژیک. مطالعۀ موردی: حوضه‌های آبخیز سه‌هزار و دوهزار (چشمه‌کیله) تنکابن

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور

2 گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه شهید بهشتی تهران

3 استادیار، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نور

چکیده

در سال‌های اخیر به‌دلیل وقوع سیلاب‌های مکرر در حوضۀ آبخیز رودخانه‌های سه‌هزار و دوهزار تنکابن (چشمه‌کیله) و متعاقب آن ایجاد خسارات ناشی از سیل در محدودۀ شهری تنکابن، لزوم توجه به پهنه‌بندی خطر سیل‌خیزی را به‌ویژه در زمین‌های حاشیه رودخانه‌های اصلی حوضۀ مورد بررسی بیش از پیش نمایان ساخته است. در این پژوهش، با رویکردی مبتنی بر دیدگاه سیستمی در یک حوضۀ آبخیز، در ابتدای کار بر اساس ویژگی‌های توپوگرافی، زمین‌شناسی، فیزیوگرافی، پوشش اراضی و هیدرواقلیمی، با استفاده از تحلیل خوشه‌ای اقدام به شناسایی مناطق همگن هیدرولوژیک گردید؛ با انجام این مرحله، سه منطق همگن هیدرولوژیکی در حوضۀ آبخیز تعیین شد. در گام دوم، با بهره‌گیری از 4 معیار توپوگرافی، زمین‌شناسی، پوشش اراضی و هیدرواقلیم و به‌کار بردن روش تحلیل سلسله مراتبی فازی، اقدام به پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی در مناطق همگن هیدرولوژیک شد. نقشۀ پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی در منطقۀ مطالعاتی نشان داد که بیشترین مساحت از منطقۀ مطالعاتی در طبقۀ سیل‌خیزی متوسط قرار دارند؛ در نهایت، به‌منظور تعیین مهم‌ترین عوامل مؤثر در پتانسیل سیل‌خیزی حوضه از تحلیل­عاملی استفاده گردید. یافته‌های تحلیل­عاملی بیانگر آن است که در مناطق همگن هیدرولوژیک، بر اساس 2 عامل و 20 متغیر، 100 درصد واریانس داده‌ها توجیه شده است که عامل دوم با بار عاملی 995/0، 1/51 درصد از واریانس کل را توجیه می‌کند. در عامل دوم پارامترهای مساحت، طول آبراهۀ اصلی، تراکم شبکه زهکشی، نسبت انشعاب، ضریب شکل هورتن، زمان تمرکز، درصد اراضی جنگل، درصد اراضی مرتع و درصد اراضی با نفوذپذیری زیاد، همبستگی بالایی (بیشتر از 75/0) را با پتانسیل سیل‌خیزی نشان داده‌اند که در این میان مهم‌ترین پارامتر مؤثر در سیل‌خیزی مناطق همگن هیدرولوژیک مورد بررسی، عامل مساحت با بار عاملی 997/0 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of flood potential effective factors in hydrological homogenous regions, Case study: Se-Hezar and Do-Hezar watersheds (Cheshmehkileh), Tonekabon

نویسندگان [English]

  • Ahmad Kia 1
  • Shahryar Khaledi 2
  • Gholamreza Janbazghobadi 3
1 Department of Geography, Islamic Azad University of Nour
2 Department of Physical Geography, Shahid Beheshti University, Tehran
3 Islamic Azad University Nour Branch
چکیده [English]

In recent years, due to the frequent floods in the Se-Hezar and Do-Hezar watersheds of Tonekabon (Cheshmehkileh) and subsequent flood damage in the Tonekabon urban area, it is necessary to pay attention to the zoning of flood hazards especially in the main river surrounding lands at studied area. In the present study, using a system-based approach in a watershed (interconnection of all elements present in the watershed), hydrological homologous regions were identified using cluster analysis based on topographic, geological, physiographic, land cover and hydroclimate features. By doing this step, three hydrological homogeneous regions were determined in the watershed. In the second step, flood potential was zoned in hydrological homogeneous regions using the criteria of topography, geology, land cover and hydro-climate and applying fuzzy hierarchical analysis method. According to the flood potential zoning map, the most extent of study area has a moderate flood level. Finally, factor analysis was used to determine the most important factors affecting the flood potential of the watershed. The results of factor analysis indicate that 100% of the variance is justified in hydrological homogeneous regions based on 2 factors and 20 variables, while the second factor with eigenvalues 0.995 justifies 51.1% of the total variance. In the second factor, the parameters of area, main river length, drainage network density, branching ratio, Horton coefficient, concentration time and forest, range, and high permeability lands percentage have shown high correlation (more than 0.75) with flood potential of the watershed which the parameter of area is the most important effective factor in the flood potential of hydrological homogenous regions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrologic homogenous regions
  • Flood Potential
  • Cluster analysis
  • Factor analysis
  • Se-Hezar and Do-Hezar Watersheds
  1. اسکندری‌نژاد، فاطمه. اکتم مرتضی‌اف و آرتوبلسکی موسی‌اف. 1394. بررسی پتانسیل سیل‌خیزی حوضه نمرود و تأثیر آن بر ویژگی‌های اقتصادی- اجتماعی منطقه و ارائه راهکارهایی جهت مدیریت آن. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، دوره چهارم، شماره 1 (پیاپی 13)، صص 75-89.
  2. اعلمی، محمد تقی. لیلا ملکانی و محمد علی قربانی. 1394. مدل­سازی بارش - رواناب در حوضۀ لیقوان­چای با استفاده از مدل اتومای سلولی. پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، دوره سوم، شماره چهارم، صص 60-73.
  3. بروشکه، ابراهیم. رضا سکوتی. مجید منتظری و افشین قهرمانی. 1385. بررسی پدیده سیل و پهنه‌بندی آن با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی حوضه آبخیز سد بارون). هفتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه، 24 تا 26 بهمن ماه، دانشگاه شهید چمران اهواز، 8 ص.
  4. پناهی، رؤیا. محمد مهدی حسین‌زاده و سمیه خالقی. 1398. پهنه‌بندی مخاطره سیلاب به‌منظور تعیین حریم رودخانه‌ها (مطالعۀ موردی: رودخانه گاماسیاب). اکوهیدرولوژی، دوره 6، شماره 2، صص 553-567.
  5. پوراحمد، احمد. 1381. نقش ساختار جغرافیایی در سیل مرداد ماه 1378 شهر نکا. محیط‌شناسی، دوره 28، شماره 29، صص 59-70.
  6. ثقفیان، بهرام. حسن فرازجو. عادل سپهر و علی نجف‌نژاد، ا. 1385. ارزیابی تغییرات کاربری اراضی بر روی شرایط سیلاب در حوضۀ آبخیز سد گلستان. تحقیقات منابع آب ایران، دوره 2، شماره 1، صص 18-28.
  7. جهادی طرقی، مهناز و رضا حسین‌زاده. 1390. واکنش سیستم‌های رودخانه‌ای به رخدادهای سیلابی بزرگ (نمونه موردی: رودخانه مادرسو). پژوهش‌های فرسایش محیطی، دوره 1، شماره 4، صص 68-75.
  8. جهانشاهی، افشین. کاکا شاهدی. کریم سلیمانی و علیرضا مقدم‌نیا. 1398. تعیین مناطق همگن هیدرولوژیکی در غرب حوضۀ هامون-جازموریان. تحقیقات منابع آب ایران، دوره 15، شماره 1، صص 223-235.
  9. خسروانی، محمد. و بهرام ثقفیان. 1384. اولویت‌بندی وضعیت سیل‌خیزی، راهبرد کنترل و اندازه‌گیری‌های سیل در حوضه‌های آبخیز. علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دوره 12، شماره 2، صص 12-19.

10. رحمانی، شیما. اصغر عزیزیان و امیر صمدی. 1398. تعیین درجه خطر سیل‌خیزی حوضه‌های آبریز استان مازندران با استفاده از یک روش توزیعی مبتنی بر GIS. فصل‌نامه هیدرولیک، دوره 14، شماره 1، صص 123-139.

  1. رضایی، پرویز. (1388). تحلیل همدیدی رخداد سیلاب در حوضه ماسوله. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 41، شماره 68، صص 108-118.

12. روغنی، محمد. عبدالمحمد غفوری و سید محمود رضا طباطبایی. 1386. روشی نوآورانه برای اولویت‌بندی زیرحوضه‌های آبخیز جهت کنترل سیلاب. نشریه بین‌المللی مشاهده و اطلاعات کاربردی زمین، دوره 9، صص 79-87.

  1. شادفر، صمد. 1396. اولویت‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی واحدهای هیدرولوژیکی با استفاده از GIS. ترویج و توسعه آبخیزداری، دوره 5، شماره 18، صص 19-24.

14. علی‌عسگری کاشانی، آرزو. مهدی ذاکری‌نیا. مجید حیدری‌زاده و حسین شریفان. 1393. تعیین مناطق همگن هیدرولوژیک و توابع توزیع منطقه‌ای به روش گشتاورهای خطی در استان گلستان. پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، دوره 21، شماره 1، صص 1-21.

15. قاسمی، علی. علی سلاجقه. آرش ملکیان و اباذر اسمعلی‌عوری. 1393. بررسی سیل‌خیزی و تعیین عوامل مؤثر در آن در حوضۀ رودخانه بالقلی‌چای با استفاده از تکنیک GIS، RS و AHP. محیط‌شناسی، دوره 40، شماره 2، صص 389-400.

16. قنواتی، عزت‌الله. امیر کرم و مرضیه آقاعلیخانی. 1390. پهنه‌بندی خطر سیل در حوضه فرحزاد (تهران) با استفاده از مدل فازی. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی (مجله پژوهشی علوم انسانی دانشگاه اصفهان)، دوره 23، شماره 4 (پیاپی 48)، صص 121-138.

17. محمدی، مژده. حسین ملکی‌نژاد و حمیده افخمی. 1396. همگن‌بندی هیدرولوژیکی به روش همبستگی متعارف (مطالعه موردی: حوضه‌های اصفهان - سیرجان و دشت یزد - اردکان). علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، دوره 11، شماره 38، صص 11-24.

18. نصرتی، کاظم. محمود احمدی. محمد رضا ثروتی و مهدی مزبانی. 1392. تعیین عوامل مؤثر در پتانسیل سیل‌خیزی حوزۀ آبخیز دره‌شهر بر اساس مناطق همگن هیدرولوژیک. آمایش جغرافیایی فضا، دوره 3، شماره 8، صص 119-136.

  1. 19.  نصرتی، کاظم.، خه‌بات درفشی. سعیده قره‌چاهی و خلیل رحیمی. 1390. ارزیابی کیفیت آب سطح حوزه آبریز هراز - قره‌سو با استفاده از تکنیک‌های آماری چند متغیره. پژوهش‌های دانش زمین، دوره 2، شماره 5، صص 41-55.
    1. Helena, Beatriz, Rafael Pardo. Marisol Vega. Enrique Barrado. Jose Manuel Fernandez and Luis Fernandez. 2000. Temporal evolution of groundwater composition in an alluvial aquifer (Pisuerga River, Spain) by principal component analysis. Water Resources, 34(3): 807-816.
    2. Lan, YYingynig. Faliang Gui1. Dongnan Luo1. Youqin Zou and Hua Bai1. 2019. Study of flood control safety evaluation based on composite risk model. Natural hazards and earth system sciences, https://doi.org/10.5194/nhess-2019-236 Preprint. Discussion started: 25 July 2019.
    3. Miller, Scott. N. William Kepner. Megan Mehaffey. Mariano Hernandez. Ryan Miller. David Goodrich. Kim Devonald. Daniel Heggem and Paul Miller. 2002. Integrating landscape assessment and hydrologic model for land cover change analysis. Journal of the American Water Resources Association, 38(4): 15-926.
    4. Patil, Jyoti. Arjamadutta Sarangi. Ajay Kumar Singh and Taqueer Ahmad. 2008. Evaluation of modified CN methods for watershed runoff estimation using a GIS-based interface. Biosystems Engineer, 100(1): 137-146.
    5. Sinha, Rajiv. Venkata Ganugula Bapalu. Lamabam Kamal Singh and Bhakta Rath. 2008. Flood Risk Analysis in the Kosi River Basin, North Bihar Using Multi-Parametric Approach of Analytical Hierarchy Process (AHP). Journal of Indian Society Remote Sensing, 36: 335-349.
    6. Yu, Guo. Daniel Wright. Zhihua Zhu. Cassia Smith and Kathleen Holman. 2019. Process-based flood frequency analysis in an agricultural watershed exhibiting nonstationary flood seasonality. Hydrology and Earth System Science, 23(5): 2225-4443.
    7. Zhang, Jiquan. Norio Okada. Hirokazu Tatano and Seiji Hayakawa. 2002. Risk Assessment and Zoning of Flood Damage Caused by Heavy Rainfall in Yamaguchi Prefecture, Journal of Flood Defense, 42: 162-169.