Identification and zoning of prone areas to flood risk in Hashtrood city using MARCOS multi-criteria decision-making method
Subject Areas :
sayyad Asghari Saraskanrood
1
(Professor, Department of physical geography, Faculty of Humanities, University of Mohaghegh Ardabili, Iran)
Elnaz Piroozi
2
(PhD in Geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Iran)
Keywords: Risk, MCDM, Flood, Geographic Information System, Hashtrood city,
Abstract :
The current research seeks to zoning Hashtrood city against flood risk. In this study, the effective factors for causing flood risk in the region were first identified through field investigations, study of sources and survey of experts' opinions. Then, the information layers were prepared by the geographic information system, and the evaluation and standardization of benchmark maps were done together using the fuzzy method. In the next step, the investigated factors were examined in the form of CRITIC weighting, and finally, the final analysis and modeling was done using the MARCOS method as one of the multi-criteria decision-making analysis methods. The results of the present research showed that the factors of altitude, slope, geology and precipitation respectively; With a weighting factor of 0.150, 0.143, 0.139 and 0.133, they are the most important causes of floods in Hashtrood city. In addition, 514.06 and 150.95 square kilometers, respectively, of the area of the area, are in the very high risk class, which indicates the potential of this city for floods. According to the validation results, the area under the ROC curve was calculated as 0.89 for the Marcus method, and therefore, the accuracy of this method is excellent. The map of vulnerable areas resulting from the current research can be effective as a valuable input for decision makers in the process of implementing emergency plans as well as long-term flood reduction management options.
شناسایی و پهنهبندی نواحی مستعد وقوع خطر سیلاب در سطح شهرستان هشترود با استفاده از روش تصمیمگیری چندمعیارۀ مارکوس
چکیده
سیلاب یکی از بحرانهای طبیعی است که هر ساله در نقاط مختلف جهان و کشور به برروز خسارتهای جانی و مالی محسوس و نامحسوس فراوان، منجر میشود. شهرستان هشترود نیز، از این قاعده مستثنی نمیباشد. به طوری که رخداد این پدیدۀ مخرب در طی چند سال گذشته باعث تخریب برخی از راههای ارتباطی، پلها، آسیب به برخی مناطق مسکونی، اراضی زراعی و باغات واقع در این شهرستان، شده است. بر این اساس، پژوهش حاضر به دنبال پهنهبندی شهرستان هشترود، در برابر خطر سیلاب میباشد. در این مطالعه ابتدا با بررسیهای میدانی، مطالعه منابع و پيمايش عقايد افراد صاحبنظر، عوامل مؤثر برای ایجاد خطر سیلاب در منطقه شناسایی شد. سپس لایههای اطلاعاتی توسط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه گردید و ارزشگذاری و استانداردسازی نقشههای معیار، به صورت توأم با استفاده از روشفازی انجام گرفت. در مرحله بعد عوامل مورد بررسی به صورت وزندهی کریتیک بررسی شد و در نهایت، تحلیل و مدلسازی نهایی با استفاده از روش مارکوس به عنوان یکی از روشهای تحلیل تصمیمگیری چندمعیاره انجام شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد، عوامل ارتفاع، شیب، زمینشناسی و بارش به ترتیب؛ با ضریبوزنی 150/0، 143/0، 139/0 و 133/0، مهمترین عوامل ایجاد سیلاب در شهرستان هشترود هستند. به علاوه به ترتیب 06/514 و 95/150 کیلومترمربع، از مساحت محدوده، در طبقۀ بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارد که نشانگر پتانسیل این شهرستان، برای وقوع سیلاب میباشد. با توجه به نتایج صحتسنجی، مساحت زیر منحنی ROC، برای روش مارکوس 89/0، محاسبه شد و لذا، دقت این روش عالی است. نقشه مناطق آسیبپذیر حاصل از پژوهش حاضر، میتواند به عنوان ورودی ارزشمندی برای تصمیمگیرندگان، در فرآیند اجرای طرح‌های اضطراری و همچنین گزینههای مدیریتی بلند مدت کاهش سیل، مؤثر باشد.
کلمات کلیدی: مخاطره، سیل، سیستم اطلاعات جغرافیایی، MCDM، شهرستان هشترود.
مقدمه
سیل، جریان آبی است با تراز نسبتاً بالای رودخانه که در نتیجة آن، آب از اراضی پست اطراف رودخانه تجاوز میکند و به غرقابی شدن آن منجر میشود (قنواتی و همکاران، 27:1401). سیل به عنوان یکی از مخربترین و گستردهترین بلایای طبیعی در جهان شناخته میشود و عامل مرگومیر و ضرر و زیان اقتصادی در بیشتر مناطق است (رمضانی و همکاران، 53:1400). به طورکلی مخاطرات سیلاب، 19% از کل مخاطرات را در جهان شامل میشود. همچنین 19% قربانیان ، 21% مجروحین ، 41% خسارات ، 66% بی‌خانمان‌ها و 49% تأثیرپذیران از کل مخاطرات در جهان مربوط به این مخاطره میباشد (اوزی، 1390؛ به نقل از عابدینی و همکاران، 116:1402). طبق گزارش ارائه شده توسط یونسکو پیشبینی میشود تا سال 2050 میلادی، به دلیل تغییرات اقلیمی، رشد بیابانزایی، نابودی تالابها و رشد شهرنشینی در مناطق با خطر بالای وقوع سیل، جمعیت آسیبپذیر از خطر سیل به دو میلیارد نفر برسد (ارزانی و همکاران، 2:1401). میتوان بیان داشت؛ سيل پديدهاي طبيعي است که جوامع بشري آن را به عنوان واقعهاي اجتنابناپذير پذيرفتهاند، اما رويداد، اندازه و تکرار سيل ناشي از عوامل متعددي است که بسته به شرايط اقليمي، طبيعي و جغرافيايي هر منطقه تغيير ميکند. برخی از علل وقوع انواع سیل را میتوان، ریزش باران شدید یا طولانی، ذوب برف، شکستن سد و لغزش زمین، امواج مرتفع، بستن کانال، شدت بارندگی، نوع بارندگی، زمان و حجم بارندگی، شرایط قبلی رودخانه، زهکشی حوضه، کاربریهای نامناسب و قطع درختان جنگلی در سرچشمه رودها عنوان کرد (Kolawole, 2011:18). وقوع خطر سیلاب در محیطهای انسانی نسبت به وقوع آن در محیطهای طبیعی از نظر تمرکز جمعیت، اقتصاد و ساختهای دست بشر، بر اهمّیت موضوع میافزاید (اشتری و همکاران، 2:1401). به عبارت دیگر، آنچه بر اهمّيت وقوع رخداد سيلاب ميافزايد قرارگرفتن مراکز انساني در محدودههاي سيلابي است، وجود چنين مراکزي در محدوده حوضههاي سيلابي علاوه بر اين که موجب افزايش توليد رواناب ميگردد، باعث بروز خطرات فراواني نيز ميشود. باتوجه به گستردگی تبعات اقتصادی – اجتماعی سیلاب، ازجمله آسیب رساندن به زیرساختها، داراییهای مردم (اراضی کشاورزی، دامپروری و منازل مسکونی) و میراث فرهنگی و اختلال در امر خدماترسانی و یا جابهجایی اجباری مردم مناطق آسیب دیده برای مدت طولانی از خانه و کاشانهشان، به رویکردی برای مدیریت پایدار و اثربخش سیلاب با بهرهگیری از تجارب جهانی نیاز است (ارزانی و همکاران، 2:1401). از این نظر مناطقی که پتانسیل بالایی در تولید سیل دارند، باید به طریقی شناسایی شوند (چزگی و جهانبخش، 24:1401). موقعیت جغرافیایی ایران و وضعیت هیدروژئومورفولوژی آن نیز، سبب شده است تا بخشهای زیادی از کشور در معرض مخاطره سیلاب باشد (اسدی و همکاران، 160:1401). بر اساس گزارشهای جهانی، در دو دهه گذشته، بیش از 10 میلیون نفر در کشورمان تحت تأثیر وقوع سیل قرارگرفتهاند و در اغلب سالهاي گذشته، حدود 14 درصد اعتبارات سالانه طرح کاهش اثرهاي بلاياي طبيعي و ستاد حوادث غيرمترقبه صرف جبران خسارات ناشي از سيلاب شده است (صفاری و همکاران، 128:1401).
با رشد و توسعه فنّاوریهای نوین روشهای موجود، تهیه نقشههای پهنهبندی خطر سیل و محیط ارائه نمایش این نقشهها نیازمند استفاده از ابزارهای کارآمدتری است. با توجه به اینکه، روشهای تصمیمگیری چند معیاره امکان تعییین مقدار اهمّیت کلیه معیارها و ادغام آنها در یک شاخص ترکیبی را فراهم میکند تا تصمیمگیرندگان قادر به شناسایی بهترین گزینه باشند (Zhu and Liu, 2021:3). از یک سو در چند دهه اخیر، استفاده از روشهای تصمیمگیری چند معیاره، در زمینه پهنهبندی خطر سیلاب بسیار مورد استقبال قرار گرفته است و از سوی دیگر، استفاده از نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی1، به منظور مدیریت، تفسیر و آمادهسازی دادههای فضایی برای مدلسازی هیدرولوژیکی، فرصتها و چالشهای زیادی را برای مدلسازان هیدرولوژیکی فراهم میکند (Chen et al., 2021:1). لذا، استفاده از سیستمهاي اطلاعات جغرافیایی و روشهاي تصمیمگیري چندمعیاره، با یک رویکرد تلفیقی، میتواند باعث تسریع در روند برنامهریزي در تشخیص موارد بحرانی و اضطراری شده و منجر به صدور نتایج مناسبی گردد. مطالعات متعددی در نقاط مختلف جهان انجام شده و توانایی تحلیلهای تصمیمگیری چند معیاره، برای ارزیابی و پهنهبندی خطر سیلاب نشان داده است. به عنوان مثال: اصغری سراسکانرود و همکاران (1394)، به پهنهبندی خطر سیلاب با استفاده از مدل ویکور در حوضۀ آقلاقانچای پرداختند. طبق نتایج به‌دست آمده عوامل شیب، ارتفاع و فاصله از شبکه آبراهه، بیشترین تأثیر را بر ایجاد سیل در حوضۀ آقلاقانچای دارند و این حوضه دارای توان بسیار بالا از لحاظ رخداد سیلاب میباشد. عابدینی و همکاران (1396)، پهنهبندی خطر سیلاب در بخشی از شهرستان مشکینشهر (حوضه خیاوچای)، را با استفاده از مدل ویکور مورد بررسی قرار دادند. نتایج مطالعه نشان داد، عوامل ارتفاع، لیتولوژی، بارش و شیب بیشترین تأثیر را بر ایجاد سیل در منطقه مطالعاتی دارند و به ترتیب 37/23 و 50/52 کیلومترمربع از مساحت محدوده، در طبقه بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارند. نفرزادگان و همکاران (1398)، با استفاده از مدلهای فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و ویکور، به مطالعه و ارزیابی سیلاب در حوضه آبخیز دهبار، در استان خراسان رضوی پرداختند. نتایج حاصل در اولویتبندی به روش ویکور نشان داد؛ زیرحوضۀ یک، دو و سه به ترتیب؛ بیشترین پتانسیل خطر سیلاب را در حوضه دارند و درنتیجه از لحاظ ضرورت انجام اقدامات مدیریتی در اولویت هستند. خورشیدی و همکاران (1400)، اولویتبندی پتانسیل سیلخیزی در حوضه آبخیز حاجی‌بختیار، استان ایلام را با کاربرد روش فرآیند تحلیل سلسلهمراتبی و ویکور مطالعه کردند. با توجه به نتایج مطالعه، 53 درصد از مساحت منطقه در پتانسیل سیلخیزی زیاد و 16درصد در پتانسیل خیلی زیاد واقع شدهاست و زیرحوضه H12-2 به علت موقعیت توپوگرافی و بارش زیاد، دارای بیشترین احتمال وقوع سیلاب در حوضۀ مطالعاتی میباشد. نادری و همکاران (1401)، با استفاده از مدل الکتره، به اولویتبندی خطر سیل در حوضه آبخیز گنجوان استان ایلام پرداختند. نقشۀ پهنهبندی خطر سیل نشان داد که زیرحوضۀ گنجوان با بیشترین پتانسیل سیلخیزی در اولویت اول و زیرحوضۀ سرتنگ بیجار در اولویت دوم جهت اجرای طرح‌های آبخیزداری مقابله با سیل قرار دارند و دلیل بالا بودن خطر سیلخیزی این زیرحوضه‌ها، ساختار زمینشناسی منطقه است. حسينزاده و همکاران (1402)، با استفاده از فرایند تحلیل سلسلهمراتبی و روش ترکیب خطی وزنی پهنهبندی حساسیت زیرحوضههای حوضه نکارود نسبت به سیلخیزی را مورد بررسی قرار دادند و نتایج پژوهش نشان داد، حساسیت سیلاب در زیرحوضههای رودخانه نکا متفاوت میباشد و از میان عوامل محیطی مؤثر در مبحث سیلخیزی عوامل ارتفاع و تراکم آبراهه، تاثیرگذارترین عوامل در خطر رخداد سیلاب بوده‌اند. Shivaprasad Sharma و همکاران (2018) در مطالعهای در حوضۀ رودخانه کپییل هندوستان با استفاده از فنون تحلیل چندمعیاره و تصاویر ماهوارهای به پهنهبندی خطر سیلاب پرداختند، طبق نتایج حاصل از مطالعه 837/24 هکتار از محدوده که شامل 95 روستا میباشد، دارای احتمال خطر بسیار زیاد است. Brahma and Mitra (2019) در حوضۀ آسام هند، خطر سیلاب را با بهرهگیری از روش ویکور مورد مطالعه قراردادند. در این پژوهش جهت استانداردسازی لایهها از روش فازی و به منظور وزندهی معیارها از روش فرآیند تحلیل سلسلهمراتبی استفاده شده است. در نهایت با توجه به نتایج حاصله قابلیت روش ویکور در بررسی سیلاب، در این مطالعه مورد تأیید قرار گرفته است. Zhu و همکاران (2020) به بررسی مقاومت دلتای رودخانه یانگ تسه چین، در برابر سیلاب شهری پرداختهاند. در این مطالعه از روشهای چندمعیارۀ تاپسیس و ویکور با توجه به 632 سناریو استفاده شده است. نتایج مطالعه نشان داد، در حالی که کل منطقه سطح متوسطی از مقاومت در برابر سیل شهری را نشان میدهد، ولی شهر نانجینگ پتانسیل بالاتری دارد. Chenو همکاران (2022) خطر سیل در حوضۀ رودخانۀ دادو چین را، با ترکیب سیستم اطلاعات جغرافیایی و تکنیک‌های تحلیل چندمعیارۀ فرایندتحلیل سلسلهمراتبی، تاپسیس و روش میانگینگیری وزندار ترتیبی، مورد مطالعه قرارداده‌اند. پس از تجزیهوتحلیل دقیق مجموعه معیارهای ارزیابی، به ترتیب؛ شاخص خشکسالی، ارتفاع و پوششگیاهی به عنوان مهمترین عوامل دخیل معرفی شدند. به علاوه، نتایج نشان داد که نقشههای خطر سیل حاصل از مطالعه؛ علمی، منطقی و مطابق با واقعیت میدانی هستند. Mekonneو همکاران (2023) به پهنهبندی خطر سیل حوضه رودخانه آواش بالایی اتیوپی، با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی پرداختند و نتایج نشان داد که تراکم زهکشی، بارندگی و ارتفاع از اهمیّت بالاتری برخوردارند، در حالی‌که کاربری‌اراضی و نفوذپذیری خاک تأثیر کمی در فرآیند تولید سیل حوضه دارند.
شهرستان هشترود به لحاظ شرایط خاص منطقه، مانند توپوگرافی، شیبدار بودن، وجود سازندهای با نفوذپذیریکم، ساختار لیتولوژیکی فرسایشی در نواحی خاکدار و شرایط اقلیمی از پتانسیل بالایی برای وقوع سیلاب برخوردار میباشد و رخداد این پدیدۀ مخرب در طی چند سال گذشته باعث تخریب برخی از راههای ارتباطی، آسیب به برخی مناطق مسکونی، تخریب پل و ابنیه فنّی، آسیب به اراضی زراعی و باغات واقع در این شهرستان شده است. به عنوان مثال؛ در سیل فروردین سال 13۹۵، این شهرستان، ۸ پل واقع در روستاهای بایقرارود (۲ دهانه ۸ متری)، بیگ کندی (۳ دهانه ۸ متر)، آغچه رود (۴ دهانه ۸ متر)، ینگجه (۳ دهانه ۸ متری) و مغامیر (۵ دهانه ۸ متری) به میزان ۱۰۰ درصد، پل و جاده سیف الدین رود به میزان ۱۰۰ درصد و پل جبیند به میزان ۳۵ درصد تخریب شده و به راه ارتباطی روستاهای بسیط، دوشر و همچنین طاقچه جیق، باغچه جیق، کله نو و نصیرآباد آسیب زده شده است. در فروردین سال 13۹8، سیل راه ارتباطی 4 روستای هشترود شامل ینگجه، آغجه رود، بیگ كندی و بایقره رود را بست و سیل علاوه بر راه های این روستاها، سه دستگاه پل 2 متری واقع در مسیر روستاها را تخریب و خسارت مالی به آن ها وارد كرده است. در اردیبهشت 1400، بارش شدید باران و وقوع سیلاب، باعث اختلال در رفت وآمد مردم وترافیک در شهر هشترود شد و به علاوه مسدود شدن جویها و مسیلها، موجب سرریز شدن آب به همراه زبالهها به سطح خیابانها وکوچهها شده است (سایت خبری تبریز نیوز، سایت خبری ایرنا). نمونه تصاویری از سیلابهای ناگهانی و فرسایش و تخریب ناشی در سطح شهرستان هشترود در شکل 1، نمایش داده شده است. لذا با نظر به اهمیت موضوع و کارایی روشهای تحلیل چند معیاره، پهنهبندی شهرستان هشترود در برابر خطر سیلاب با استفاده از روش چندمعیارۀ مارکوس، در این پژوهش، مدنظر قرار گرفته است، تا مناطق سیلخیز و آسیبپذیر شهرستان هشترود در برابر سیل با استفاده از دادههای مکانی و توصیفی تعیین گردد و تأثیر هریک از معیارهای به کار رفته در میزان آسیبپذیری تعیین شود. انتظار میرود با شناسایی مناطق اولویتدار از نظر خطر سیلاب، اقدامات لازم جهت کنترل اثرات منفی سیلاب، عملیات اجرایی و اصلاحی جهت پایداری محیط و برنامهریزی بهرهبرداری بهینه از منابع، به عمل آید. از سوی دیگر، پژوهش حاضر؛ با معرفی روش تحلیل چند معیارۀ مارکوس، در امر انتخاب روش مناسب بررسی و پهنهبندی خطر سیلاب در مناطقی با شرایط طبیعی و انسانی مشابه با محدوده شهرستان هشترود، می تواند بسیار مفید بوده و مورد توجه پژوهشگران، مسئولان و سیاستگذاران در راستای مطالعۀ خطر سیلاب، قرار گیرد.
شکل (1): تصاویری از سیلابهای ناگهانی و فرسایش و تخریب ناشی از این جریانات سیلابی در سطح شهرستان هشترود
معرفی محدوده پژوهش
شهرستان هشترود از شهرستانهاي استان آذربایجان شرقی میباشد که با وسعتي معادل 35/2282 كيلومترمربع، در بخش جنوبي استان واقع شده است. شهرستان هشترود از نظر مختصات جغرافيايي در طول جغرافيايي 46 و26 دقيقه الي 47 و47 دقيقه و در عرض شمالي 36 درجه و 44 دقيقه الي 37 درجه و 42 دقيقه واقع گرديده است و از سمت شمال با شهرستان بستانآباد و از شرق با شهرستان ميانه و از جنوب با شهرستان چاراويماق ازغرب نيز با شهرستان مراغه همجوار ميباشد (شکل 2). اين شهرستان براساس آخرين تقسيمات كشوري دارای ۲ شهر به نامهای هشترود و نظر کهریزی و ۲ بخش با نامهای بخش مرکزی و بخش نظر کهریزی و 8 دهستان (عليآباد، كوهسار، قرانقو، سلوک، چاراويماق شمالشرقي، نظركهريزي، لامشان و آلمالو) است. مرکز این شهرستان شهر هشترود است که این شهر در جنوبشرقی شهر تبریز واقع شده و ۱۲۰ کیلومتر با آن فاصله دارد. این شهرستان در استان آذربایجان شرقی از نظر جمعّیت در جایگاه شانزدهم و از نظر مساحت در جایگاه سیزدهم قرار دارد (اصغری سراسکانرود و همکاران،136:1401). شهرستان هشترود در میانه سه واحد توپوگرافی، یعنی رشته کوه بزقوش در شمالشرق، کوه آتشفشانی سهند در شمال و رشته کوههای تخت سلیمان در جنوب جای گرفته است. به ترتیب طبق روش تقسیمبندی دومارتن و اقلیمنمای آمبرژه، این شهرستان دارای اقلیم نیمهخشک و نیمهخشک سرد است. بیشترین بارندگی محدوده، در فصل بهار (فروردین و اردیبهشت ماه)، به ترتیب با میانگین 30/42-04/42 میلیمتر اتفاق میافتد. فصل زمستان، دومین فصل پرباران محدوده است و نزولات جوی آن، به طور عمده به صورت بارشهای برف است.
شکل (2): نقشۀ موقعیت شهرستان هشترود
روششناسی تحقیق
منابع داده ها و ابزارها
پژوهش حاضر از نوع کاربردي بوده و روش تحقیق آن تحلیلي مبتني بر تلفیق آنالیز دادهها، سیستم اطلاعات جغرافیایی و استفاده از فنون تحلیل چندمعیاره است. جهت پردازش تصاویر و تجزیهوتحلیل دادهها نیز از نرم‌افزار‌هايArc GIS ، Idrisi وExcel ، بهره‌گیري شده است. جهت بررسي خطر سیلاب، در مرحله جمع‌آوري دادهها، ابتدا بايد مؤلفه‌هاي تأثيرگذار مشخص شده و بر مبناي آنها دادهها و اطلّاعات مورد نياز گردآوري و طبقه‌بندي شوند. بدين منظور، در این مطالعه، ابتدا عوامل مؤثر (شامل: شیب، جهت شیب، ارتفاع، زمینشناسی، کاربری اراضی، فاصله از شهر و روستا، بارش، فاصله از آبراهه و تراکم آبراهه)، با توجه به شرایط طبیعی و انسانی منطقه شناسایی گردید. در مرحله بعد لایههای اطّلاعاتی مربوط به هر یک از عوامل، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه گردید. لایۀ شبکه آبراهه، با استفاده از نقشۀ رودخانههای استان، تهیه گردید و سپس با استفاده از این لایۀ اطّلاعاتی، دو نقشه فاصله از رودخانه و تراکم زهکشی در محیط Arc map استخراج گردید. لایههای شیب و جهت شیب نیز به ترتیب؛ با استفاده از دستورهای slope و aspect در Arc map و با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی 5/12 متری اخذ شده از سایتvertex.daac.asf.alaska.edu) )، تهیه شد.
کاربری‌اراضی محدودۀ مورد مطالعه، با استفاده از تصاویر لندست هشت (سنجنده OLI)، اخذ شده از سایت (earthexplorer.usgs.gov)، استخراج شد. در این راستا، ابتدا تصحیحات هندسی و اتمسفری بر روی تصاویر با استفاده از روش Flaash، در نرمافزارEnvi ، انجام شد. سپس طبقهبندی با روش شیءگرا و الگوریتم نزدیک‌ترین همسایگی در نرمافزار Ecognition، صورت گرفت و نتايج حاصله از طبقه بندي کاربري‌ها در مطالعۀ حاضر، چه ازنظر تک‌تک کاربري‌ها و چه ازنظر مجموع صحت و آمار کاپا، از صحت قابل قبولی (بزرگ‌تر از 85 درصد)، در ارتباط با اطلاعات تولیدشده برخوردار میباشد. لایههای اطّلاعاتی زمینشناسی با استفاده از نقشه زمینشناسی استان، به مقیاس 100000:1، استخراج گردید. نقشه بارش حوضه نیز، با استفاده از دادههای ایستگاههای هواشناسی و باران‌سنجی و با استفاده از معادله گرادیان بارش (رابطۀ 1)، ترسیم شد. بدین‌صورت‌که در نرم افزار Arc map، با استفاده از دستور Calculator Raster، نقشه طبقات ارتفاعی جایگزین مولفه H شده و سپس نقشه بارش استخراج گردید.
P:0.0697H+143.33 رابطه 1
مراحل تهیۀ نقشه پهنهبندی با استفاده از روش مارکوس2
روش مارکوس مشتمل بر هفت مرحله میباشد. اولین گام در این روش تعیین عوامل و گزینههای پژوهش است. گام دوم این روش تشکیل ماتریس تصمیم میباشد که ماتریس تصمیم این روش به صورت معیار-گزینه است. یعنی یک ماتریسی که ستونهای آن را معیارهای مساله و سطرها را گزینهها تشکیل میدهند و هر سلول نیز در واقع امتیاز هر گزینه نسبت به هر معیار است. در گام سوم از این روش، ایدهآل و ضد ایدهآل تعیین میگردد. نرمال کردن ماتریس تصمیم یا استانداردسازی، گام چهارم از این روش، هست. استاندارد نمودن دادهها به معني همسان‌کردن دامنة تغييرات دادهها بين صفر و يک و يا يک دامنة مشخّص ديگر است در مجموعه‌های فازی، بیشترین ارزش یعنی مقدار یک به حدّاکثر عضویّت و کمترین ارزش یعنی صفر به حدّاقل عضویّت در مجموعه تعلّق میگیرد (Baumgertel et al., 2019:5). در پژوهش حاضر، جهت دستیابی به الگوی پهنهبندی مکانی خطر سیلاب در سطح شهرستان هشترود، مرحله استانداردسازی با توجه به تابع عضویت فازی انجام شده است (جدول 1).
جدول (1): نوع توابع فازیساز لایههای موضوعی تأثیرگذار بر خطر سیلاب شهرستان هشترود
متغیر | توضیحات | نوع تابع فازی |
طبقات ارتفاعی | با کاهش مقدار ارتفاع، خطر سیلاب افزایش مییابد | تابع خطی کاهشی |
شیب | با افزایش مقدار شیب، خطر سیلاب افزایش مییابد | تابع خطی افزایشی |
جهت شیب | کلاسهبندی مجدد و اختصاص کدها بر اساس اهمیت آن در وقوع خطر سیلاب و سپس فازی کردن | تابع بزرگ فازی |
کاربری اراضی | اختصاص کدها بر اساس اهمیت آن در وقوع خطر سیلاب و سپس فازی کردن | تابع بزرگ فازی |
فاصله از شهر و روستا | در مناطق مجاور شهر و روستا ، پتانسیل وقوع مخاطره سیلاب افزایش مییابد | تابع نزدیک فازی |
زمینشناسی | اختصاص کدها یر اساس اهمیت آن در وقوع خطر سیلاب و سپس فازی کردن | تابع بزرگ فازی |
فاصله از رودخانه | در مناطق مجاور رودخانه، پتانسیل وقوع مخاطره سیلاب افزایش مییابد | تابع نزدیک فازی |
تراکم آبرهه | با افزایش تراکم آبرهه، خطر سیلاب افزایش مییابد | تابع خطی افزایشی |
بارش | با افزایش مقدار بارش، خطر سیلاب افزایش مییابد. | تابع خطی افزایشی |
در گام پنجم، نسبت به وزندار کردن ماتریس نرمال، اقدام شده است. در این پژوهش، جهت وزندهی عوامل از روش کرتیک استفاده شده است. در اين روش، دادهها بر اساس ميزان تداخل و تضادّ موجود بين عوامل يا معيارها مورد تجزيه و تحليل قرار میگیرد. در این روش، پس از محاسبة انحراف معيار عوامل مورد بررسي، ماتريس متقارني به ابعاد m×m ايجاد ميگردد که شامل ضرايب همبستگي بين بردارهاي تشکيل شده است. با تعيين پارامترهاي بالا، تضادّ موجود بين هر معيار با معيارهاي ديگر، محاسبه ميشود و با توجه ب مقادیر همبتگی، تضاد وانحراف معیار هر عامل مورد بررسی، میزان اطّلاعات آن محاسبه میگردد. سپس، وزن نهایی هر معیار، از تقسیم میزان اطلّاعات هر معیار بر مجموع میزان کل اطلاعات تمامی معیارها بدست میآید (Alinezhad & Khalili, 2019:199). در راستای انجام مراحل وزندهی کرتیک ابتدا در محیط ادریسی انحراف معیار و همبستگی میان لایههای اطلاعاتی مربوطه به هر یک از عوامل، با استفاده از تابع REGRESS به دست آمد و در مرحله بعد، با توجه به روابط مربوطه نسبت به محاسبه ماتریس تضاد، میزان اطلاعات و وزن نهایی در اکسل اقدام گردید. در ششمین گام از روش مارکوس، مطلوبیت هر گزینه تعیین میگردد و درنهایت در مرحلۀ آخر، تعیین عملکرد نهایی و رتبهبندی گزینه ها انجام میشود. بعد از تهیه خروجی نهایی حاصل از روش مورد استفاده در پژوهش حاضر، با توجه به این امر که، منحنی تشخیص عملکرد نسبی (راک3)،از مفیدترین و کارآمدترین روشها در پیشبینی و تعیین دقت مدلسازی، است (محمدنیا و فلاح، 119:1397) و دامنه عددی منحني بین صفر تا یک متغیر بوده (یک نشان دهندۀ برازش کامل و 5/0 نشان دهندۀ برازش تصادفی) است (رضاییمقدم و همکاران،160:1400). به منظور صتسنجی نتیجۀ مطالعه با توجه به نقشه پهنههاي سيلابی شهرستان هشترود، اخذ شده از شرکت آب منطقهاي آذربایجان شرقی (به عنوان نقشه مرجع سيلاب)، از این روش، استفاده شد. فلوچارت مربوط به فرآیند پژوهش، در شکل 3، نمایش داده شده است.
شکل (3): فلوچارت مربوط به فرآیند تحقیق
یافتههای تحقیق
با توجه به اینکه عوامل گوناگونی در رویداد خطر سیلاب مؤثر میباشد، به منظور مقابله با خطر سیلاب، بایستی انواع عوامل دخیل در وقوع آن بررسی و ارزیابی شود. شاخصهای مختلفی برای ارزیابی عوامل مؤثر بررسی سیلخیزی وجود دارد که با توجه به شرایط طبیعی و انسانی شهرستان هشترود و بررسی مطالعات صورت گرفته به عنوان پیشینۀ پژوهشی، مهمترین معیارهای تأثیرگذار بر وقوع سیل در منطقه مورد بحث، به صورت؛ شیب، جهت شیب، ارتفاع، زمینشناسی، کاربری اراضی، فاصله از شهر و روستا، بارش، فاصله از آبراهه و ترکم آبراهه، انتخاب شدند که این عوامل در ادامه، مورد بحث و بررسی قرار میگیرند.
ارتفاع: ارتفاع نقش مهّمی در مقدار بارندگی، دما، میزان تبخیر‌و‌تعرق، تشعشعات خورشیدی، تشکیل خاک، نوع و تراکم پوششگیاهی داشته و بر روی ضریب رواناب اثر میگذارد (نورالدین‌موسی و همکاران، 657:1400). لذا، توپوگرافی بر شدّت، اندازه و جهت جریان سیل، تأثیر میگذارد (Yeganeh and Sabri, 2014:1795). دامنههای ارتفاعی بالاتر به جهت دریافت بارشهای بیشت،ر زمینه‌ساز سرازیر شدن رواناب‌ها به سمت مناطق پایین هستند (نادری و همکاران، 7:1401). ارتفاع عمومی شهرستان هشترود، از 1348 تا 2934 متر متغیر است. با توجه به نقشۀ طبقات ارتفاعی محدوده، میتوان اذعان داشت به ترتیب؛ 60/16، 96/625، 83/1006 و 34/468 کیلومترمربع از مساحت محدوده در طبقۀ ارتفاعی 1500-1348، 1700-1500، 1900-1700 و 2100-1900 متر قرار دارد. طبقات ارتفاعی 2300-2100 و 2500-2300 ، به ترتیب 85/102 و 84/48 کیلومترمربع از مساحت محدوده مورد مطالعه را پوشش میدهند. به علاوه به ترتیب؛ 85/10 و 08/2 کیلومترمربع، از مساحت محدوده در طبقات ارتفاعی 2700-2500 و 3934-2700 متر، قرار گرفته است (شکل 4). قسمت اعظم اراضی منطقه را زمین‌هایی تشكیل میدهند كه ارتفاع عمومی آنها از 1500 متر الی 2300 متر میباشد.
شیب: یکی از پارامترهای بسیار مهم و تأثیرگذار در تحلیل رفتار حوضههای آبخیز، شیب دامنههاست که در میزان رواناب و سرعت حرکت آب، مقدار نفوذ، شدت سیلابها و میزان فرسایش، نقش اساسی دارد. تأثیر شیب، روی مقدار رواناب، ناشی از اثر آن بر عمق و ظرفیت نگهداری و فرصت نفوذ آب در خاك است (نادری و همکاران، 1401). سرعت رواناب سطحي با افزايش ميزان شيب به ميزان قابل توجهي افزايش میيابد و در نتيجه، ميزان نفوذ کاهش پیدا میکند، بدين صورت مناطقي با کاهش ناگهاني نفوذ، داراي بالاترین ميزان احتمال وقوع سيل هستند و با افزايش ميزان شيب به علت جریان شدید، ميزان قدرت فرسايشي رودخانه نیز افزايش مييابد (حسینزاده و همکاران، 81:1402). در شهرستان هشترود، متوسط شیب حدود 38 درصد میباشد و به ترتیب؛ 96/674، 01/870، 36/368 ،97/156 و 95/76 کیلومترمربع از سطح شهرستان؛ در طبقات شیب 5-0، 10-5، 10-15 ، 15-20 و 25-20 درصد قراردارند و به علاوه، طبقات با مقدار شیب 35-25، 45-35، 60-45 و 77-60 درصد ، به ترتیب؛ 22/59، 27/31، 69/23 و 92/20 کیلومترمربع از مساحت شهرستان را پوشش میدهند (شکل 5).
شکل (4): نقشۀ طبقات ارتفاعی شهرستان هشترود شکل (5): نقشۀ شیب شهرستان هشترود
جهت شیب: عامل جهت شیب از نظر تأثیر آن بر بعضی فرایندهای هیدرولوژیک مانند ذوب برفها و تنوع پوششگیاهی حائز اهمیت است. در مطالعات آبخیزداری از نظر تأثیری که جهت دامنهها بر نوع فرسایش و همچنین میزان سیلاب دارد لازم است، نقشۀ جهت شیب نیز تهیه شود (نیری و همکاران، 28:1395). با توجه به نقشه جهت شیب محدوده (شکل 6)، میتوان بیان داشت، 75/322 کیلومترمربع از مساحت محدوده در جهت شیب جنوب، 10/267 کیلومترمربع در جهت جنوبشرقی و 97/291 کیلومترمربع در جهت جنوب غربی قرار گرفته است. همچنین به ترتیب؛ 25/304، 31/267 و40/279 کیلومترمربع از مساحت محدوده را جهات شمال، شمالغرب و شمالشرق پوشش میدهد. به علاوه، 08/265 کیلومترمربع از مساحت محدوده دارای جهت شیب شرقی میباشد و جهت غربی، 49/260 کیلومتر مربع از مساحت را تشکیل میدهد.
بارندگی: بارندگی مهمترین عاملی است که به طور مستقیم در چرخۀ هیدرولوژی دخالت دارد و اگر بارندگی اتفاق نیفتد، سیل ایجاد نمیشود. پس ایجاد سیل در درجۀ اول به بارش وابسته است. بارش نقش بسیار مهّمی در ایجاد سیلاب و شکل هیدروگراف دارد. به طور مثال؛ اگر در زمان بارش، حوضه از نظر رطوبت خاك اشباع و یا در حد اشباع باشد، میزان بارش مازاد به شدت افزایش مییابد و سیلاب به وجود میآید؛ و یا اگر بارش در نزدیکی خروجی حوضه اتفاق افتد، امکان تشکیل سیلاب خیلی بیشتر از مواقعی است که در نقطهای دورتر از آن اتفاق افتد (نادری و همکاران، 7:1401). مقادیر بارش در سطح شهرستان هشترود بین 230 تا 4100 میلیمتر متغییر می باشد (شکل 7).
شکل (6): نقشۀ جهت شیب شهرستان هشترود شکل (7): نقشۀ بارش شهرستان هشترود
کاربری اراضی: نوع پوشش زمین نقش مهمّی در کاهش و یا افزایش شدت رواناب دارد. مناطقی که دارای پوششگیاهی متراکمی هستند، به دلیل کاهش سرعت رواناب و افزایش نفوذ، پتانسیل سیلخیزی کمتری نسبت به مناطق شهری و مناطق با پوششگیاهی کم تراکم دارند (اسدی و همکاران، 166:1401) و مناطقي كه داراي پوشش جنگلي و مرتعي مناسب باشند، ميتواند هر گونه سيلابي را كنترل و مهار كند و بالطبع مناطق با كاربري كشاورزي و زمينهاي فاقد پوشش در خطر وقوع سيلاب بيشتري هستند (جواهري، 221:1399). کاربری اراضی روی جریان رودخانه و وقوع سیلاب به روشهای مختلفی تأثیر میگذارد. لذا، هرگونه عملیاتی در حوضه که سبب، کاهش ذخیره رطوبت خاك و یا کاهش نفوذپذیری گردد، موجب افزایش بده سیلابی می گردد. مثلاً از بین بردن پوششگیاهی و یا تغییر در نوع و نحوه کشت، چرای مفرط دام سبب و فشردگی خاك و از بین رفتن پوشش گیاهی سبب افزایش حجم جریان و فزونی بده سیلاب می گردد (نادری و همکاران، 7:1401). انواع کاربریها، در محدوده مورد مطالعه، به صورت، زراعت دیم با مساحت 16/1764 و زراعت آبی، به مساحت 02/16 کیلومترمربع، مراتع فقیر، متوسط و خوب، به ترتیب؛ با مساحت 60/30،33/223 و 34/108 کیلومترمربع، باغات با مساحت 96/125کیلومترمربع، مناطق مسکونی (شهر و روستا) با مساحت 44/7 کیلومترمربع و مناطق آبی با مساحت 53/3 کیلومترمربع، میباشد (شکل 8).
فاصله از شهر و روستا: تشدید بهرهبرداری انسان از طبیعت در اوایل قرن بیستم، سیلاب و پیامدهای ناشی از آن اثرات منفی بر اکوسیستم حیاتی وارد ساخته است (حجازی و همکاران، 42:1401). فعالیتهای انسانی شامل بهرهبرداریهای بیرویه از مراتع و پوششگیاهی به خصوص جنگلها، عملیات مهندسی غیرصحیح، احداث جادهها و خطوط راه آهن می_باشد که موجب بر همزدن تعادل دامنهها و محیط طبیعی و در نهایت ایجاد سیل میگردد (ریاحی و زمانی، 92:1394). دفن بیش از حد زباله، تجاوز به حریم رودخانه به صورت تغییر کاربری، نیز از عواملی است که میتواند در تشدید و یا تسهیل و شکلگیری سیلابها مؤثر باشد. به علاوه در مراکز جمعّیتی، به ویژه؛ مناطق شهری، به دلیل ساختوسازهای داخل شهری و استفاده از مصالح و موادی همچون آسفالت و سیمان و غیره، میزان نفوذپذیری کاهش مییابد و به تبع مقدار تولید رواناب افزایش پیدا میکند. لذا با توجه به دخالت انسان در طبیعت و تخریب محیطزیست توسط آن، میتوان بیان کرد که نواحی نزدیک به شهر و روستاها دارای پتانسیل شکل گیری سیلاب بیشتری هستند. با توجه به نقشۀ فاصله از شهر و روستاهای شهرستان ، مشاهده میگردد که فاصله از این مراکز، از صفر تا 7000 متر میباشد (شکل 9).
شکل (8): نقشۀ کاربری اراضی شهرستان هشترود شکل (9): نقشۀ فاصله از شهر و روستا شهرستان هشترود
فاصله از شبکۀ آبراهه: قطعاً يكي از تاثيرگذارترين عوامل در وقوع سيل عامل فاصله از رودخانه ميباشد. غالباً طغیان از بستر رودخانهها سرچشمه میگیرد و در اطراف گسترش مییابد (Argaz et al., 2919:177). مناطقی که در مجاورت نهر و رودخانه قرار دارند خطر سیلابی بالایی دارند و سرریز آب در حین وقوع سیل، ناحیه مجاور را بسیار آسیبپذیرتر میکند و بر سرعت آب نیز تأثیر میگذارد (Yeganeh and Sabri, 2014:1795). بنابراین، اگر فاصله از رودخانه مناسب باشد و تعيين بستر مناسب اتخاذ شود، به طوريكه بستر رودخانه وسيع باشد و زمينهاي كشاورزي و روستاها در فاصله دورتري نسبت به حريم رودخانه واقع شوند، هرچقد هم رودخانه طغيان كند، خطر احتمال زير آب رفتن اين مناطق كمتر ميشود (جواهري، 22:1399). شهرستان هشترود در حوضه آبریز رودخانه قزل اوزن قرار دارد و کلیه آبهای سطحی منطقه از طریق رودخانههای قزل اوزن و سفید رود به دریای خزر میریزد این شهرستان به لحاظ موقعیت توپوگرافی و گسترههای کوهستانی، شرایط خاص اقلیمی و نزولات جوی، از جریانهای سطحی دائمی و فصلی متعدد برخوردار است که از مهمترین آنها میتوان به رودخانههای قرانقو، شورچای،کلقان، آلمالو، سراسکند رود و مغایر اشاره داشت. رودخانة قرانقو، پرآبترین و به لحاظ وسعت حوضه آبریز، وسیعترین حوضه در سطح شهرستان هشترود به شمار میرود. این رودخانه از ارتفاعات 2300 تا 3200 متری سهند در شمال غرب و ارتفاعات 2000 متری جنوب غربی شهرستان سرچشمه میگیرد و پس از سیراب کردن منطقة هشترود، از جنوبغربی شهرستان خارج و پس از ملحق شدن به رودخانههای شهرچای و آیدوغموش در نزدیک شهرستان میانه، به رودخانة قزل اوزن میپیوندد. رودخانه شورچای از ارتفاعات جنوب غربی شهرستان و ارتفاعات شمال غربی شهرستان چاراویماق سرچشمه میگیرد و به رودخانه قرانقوچای ملحق میشود. رودخانۀ کلقان، از قلل آتشفشانی سهند سرچشمه گرفته و در جهت جنوب شرقی جریان پیدا میکند و به رودخانه قرانقوچای میپیوندد. رودخانه مغامیر نیز به موازات رودخانه کلقان در جهت جنوب جریان یافته و پس از طی کردن مسافتی در حدود 30 کیلومتر به دره رود کلقان میریزد. رودخانه آلمالو که ار تفاعات 2900 متری آتداغی و متالداغی سرچشمه میگیرد، در جهت جنوب شرقی جریان یافته و پس از طی 30 کیلومتر در حوالی روستای گل تپه وارد دره اصلی قرانقو میگردد. رودخانه سراسکندرود، از ارتفاعات 3000 متری شمال شهرستان سرچشمه گرفته و به سمت جنوب جریان مییابد و پس از طی 25 کیلومتر در جنوب خراسانک، وارد دره اصلی رود قرانقو میگردد. فاصله از آبراهه، در سطح محدوده بین صفر تا 4500 متر میباشد (شکل 10).
تراکم شبکۀ زهکشی: این عامل از تقسیم کل شبکۀ هیدروگرافی به مساحت حوضهی آبخیز به دست میآید و همبستگی مستقیمی با دبی حداکثر در حوضههای مختلف دارد که معمولاً بر حسب کیلومتر بر کیلومتر مربع بیان میگردد. هرچه تراکم شبکۀ زهکشی بیشتر باشد، نفوذپذیری کاهش و سرعت جریانهای سطحی افزایش مییابد (نادری و همکاران، 7:1401). تراکم زهکشي نشانگر وضعيت رواناب و فرسايش در قسمتهاي مختلف حوضه و نیز نشاندهنده شّدت و ضعف مقاومت سطح و لایه زيرين خاک در مقابل فرسايش، وضعيت زمان تمرکز و زهکشي حوضه ميباشد. بسياري از پژوهشگران در تحقيقات خود به اين نتيجه رسيدهاند که، هر چه ميزان رواناب سطحي در يک منطقه بيشتر باشد، در مقايسه با نواحي با ميزان رواناب کمتر از تراکم زهکشي بيشتري برخوردار ميباشد (حسینزاده و همکاران، 83:1402). در شهرستان هشترود تراکم زهکشی بین صفر تا 15/1 کیلومترمربع است (شکل 11).
شکل (10): نقشۀ فاصله از رودخانه شهرستان هشترود شکل (11): نقشۀ تراکم زهکشی شهرستان هشترود
سازند زمینشناسی: بررسی نوع زمینشناسی در هر منطقه در تشکیل جریانهای سیلخیزی اهمیت ویژهای دارد (رمضانی و همکاران،61:1400). زیرا بين ميزان نفوذپذيري يک سازند و ميزان رواناب ارتباط قوي وجود دارد و ممکن است درجه وقوع سیل را افزایش یا کاهش دهد. سازندهاي نفوذپذير با نفوذ آب، جريان به نفع آبهاي زيرزميني خواهد بود و برعکس سنگهاي نفوذناپذير باعث افزايش رواناب ميشوند (Dass, 2019:65). برای مثال تودههای گرانیتی یا بازالتی فاقد خاصیت نفوذ پذیری میباشند و تشکیلات آبرفتی نظیر سازندهای هزاردرّه که هنوز مرحلهی فرسایشی را نگذراندهاند، دارای نفوذپذیری متوسط تا خوب میباشند. از طرف دیگر وجود لایهها و طبقات رسی و مارنی که مانع از نفوذ آب میگردند، حتی در سازندهای مناسب و نفوذپذیر باعث میگردد که از ویژگی نفوذپذیری مناسب آنها کاسته گردد. بیشترین مساحت از سطح شهرستان هشترود را به ترتیب؛ جریانهای خاکستر، گنگلومرا، ماسه سنگ، شیل و سنگهای آذرآواری و رسی با مساحت 99/547 و 80/462 کیلومترمربع تشکیل میدهد. سپس سازندهایی مارن، شیل، ماسه سنگ و کنگلومرا با پوشش 80/462 کیلومترمربع و رسوبات دشت ،تراسهای آبرفتی جوان و مخروط‌افکنه‌ای با پوشش 47/275 کیلومتر، بیشترین مساحت محدوده را به خود اختصاص داده اند. از لحاظ مقاومت، سازندهای محدوده به 4 طبقه، نامقاوم، نیمه‌مقاوم، مقاوم و بسیار مقاوم تقسیم گردیده است. 41/357 کیلومترمربع از مساحت محدوده دارای مقاومت کم هستند. 80/462 کیلومترمربع از سطح محدوده را سازندهای با مقاومت متوسط (نیمه‌مقاوم)، پوشانده است و سازندهایی با لیتولوژی مقاوم و بسیار مقاوم، به ترتیب؛ 24/1200 و 90/261 کیلومترمربع از مساحت محدوده را تشکیل داده است (شکل 12).
شکل (12): نقشۀ زمینشناسی شهرستان هشترود
در راستای دستیابی به اهداف پژوهش، پس از استخراج نقشههاي استاندارد شده فازی هر یک از معیارهای مطرح در نقشه پهنهبندی پتانسیل سیلاب (شکل 13) و اعمال کردن وزنهای حاصل از روش کریتیک (جدول2)، نقشههای حاصله وارد مدل ماباک شده و با اعمال مراحل مختلف مدل بر روی نقشهها (با توجه به ضرایب و فرمولهای مربوطه)، خروجی نهایی، به دست آمد (شکل 14).
شکل (13): نقشههای استاندارد شده فازی معیارهای مطرح در پهنهبندی پتانسیل سیلاب شهرستان هشترو د
در پژوهش حاضر از روش کریتیک استفاده شده است و در این روش، نظرات کارشناسی دخالت ندارد؛ لذا، استفاده از روش کرتیک، در وزندهی معیارها در پژوهش حاضر میتواند گامی در جهت حلّ معضل استقلال صفات از یکدیگر باشد که به هنگام مقایسة زوجی در چارچوب روش فرایند تحلیل سلسلهمراتبی و فرایند تحلیل شبکه‌ای و در شرایط عدم تحقّق همبستگی بین صفات، عینیّت مییابد؛زیرا در این روش، وجود همبستگی بالای یک معیار با معیارهای دیگر، میتواند در کاهش وزن آن معیار اثرگذار باشد.
جدول (2): وزن نهایی معیارهای مطرح در پهنهبندی سیلاب شهرستان هشترود
ماتریس همبستگی | ||||||||||
معیار | شیب | ارتفاع | بارش | جهت شیب | کاربری | فاصله از شهر و روستا | فاصله از رودخانه | تراکم زهکشی | زمین شناسی | |
شیب | 1 | 461/0- | 443/0- | 526/0 | 398/0 | 235/0 | 287/0- | 314/0 | 464/0 | |
ارتفاع | 461/0- | 1 | 653/0 | 587/0- | 547/0- | 247/0 | 536/0 | 554/0- | 335/0- | |
بارش | 443/0- | 653/0 | 1 | 542/0- | 543/0- | 234/0- | 465/0 | 456/0- | 557/0- | |
جهت شیب | 526/0 | 587/0- | 542/0- | 1 | 437/0 | 214/0 | 542/0- | 543/0 | 436/0 | |
کاربری | 398/0 | 547/0- | 543/0- | 437/0 | 1 | 397/0 | 368/0- | 474/0 | 247/0 | |
فاصله از شهر و روستا | 235/0 | 247/0 | 234/0- | 214/0 | 397/0 | 1 | 165/0- | 236/0 | 221/0- | |
فاصله از رودخانه | 287/0- | 536/0 | 465/0 | 542/0- | 368/0- | 165/0- | 1 | 246/0- | 312/0- | |
تراکم زهکشی | 314/0 | 554/0- | 456/0- | 543/0 | 474/0 | 236/0 | 246/0- | 1 | 435/0 | |
زمینشناسی | 464/0 | 335/0- | 557/0- | 436/0 | 247/0 | 221/0- | 312/0- | 435/0 | 1 | |
| ماتریس تضاد | |||||||||
معیار | شیب | ارتفاع | بارش | جهت شیب | کاربری | فاصله از شهر و روستا | فاصله از رودخانه | تراکم زهکشی | زمین شناسی | |
شیب | 0 | 461/1 | 443/1 | 473/0 | 601/0 | 764/0 | 287/1 | 685/0 | 535/0 | |
ارتفاع | 461/1 | 0 | 346/0 | 587/1 | 547/1 | 752/0 | 463/0 | 554/1 | 354/1 | |
بارش | 443/1 | 346/0 | 0 | 542/1 | 453/1 | 234/1 | 534/1 | 456/1 | 557/1 | |
جهت شیب | 473/0 | 587/1 | 542/1 | 0 | 562/0 | 785/0 | 542/1 | 456/0 | 563/0 | |
کاربری | 601/0 | 547/1 | 543/1 | 562/0 | 0 | 602/0 | 368/1 | 525/0 | 752/0 | |
قاصله از شهر و روستا | 764/0 | 752/0 | 234/1 | 785/0 | 602/0 | 0 | 165/1 | 763/0 | 221/1 | |
فاصله از رودخانه | 287/1 | 463/0 | 534/1 | 542/1 | 368/1 | 165/1 | 0 | 246/1 | 312/1 | |
تراکم زهکشی | 685/0 | 554/1 | 456/1 | 456/0 | 525/0 | 763/0 | 246/1 | 0 | 564/0 | |
زمین شناسی | 535/0 | 365/1 | 557/1 | 563/0 | 752/0 | 221/1 | 312/1 | 564/0 | 0 | |
| محاسبه وزن نهایی | |||||||||
معیار | شیب | ارتفاع | بارش | جهت شیب | کاربری | فاصله از شهر و روستا | فاصله از رودخانه | تراکم زهکشی | زمین شناسی | |
مجموع تضاد | 257/7 | 075/9 | 658/9 | 512/7 | 502/7 | 289/7 | 920/8 | 251/7 | 863/7 | |
انحراف معیار | 305/0 | 255/0 | 213/0 | 134/0 | 248/0 | 143/0 | 165/0 | 175/0 | 273/0 | |
میزان اطلاعات | 214/2 | 320/2 | 062/2 | 008/1 | 865/1 | 046/1 | 477/1 | 271/1 | 149/2 | |
وزن نهایی | 143/0 | 150/0 | 133/0 | 065/0 | 121/0 | 067/0 | 095/0 | 082/0 | 139/0 | |
شکل (14): نقشه پهنهبندی خطر سیلاب شهرستان هشترود
تجزیه و تحلیل
نتایج حاصل از مطالعه نشان داد که به ترتیب؛ 52/6 و 53/22 درصد از مساحت شهرستان در طبقه بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارد و طبقه با پتانسیل خطر متوسط 97/30 درصد از مساحت محدوده را به خود اختصاص داده است. همچنین به ترتیب؛ 27/25 و 62/14 درصد از مساحت محدوده نیز دارای پتانسیل خطر کم و بسیار کم میباشد (جدول3). با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر، میتوان اذعان داشت که عمدتاً نواحی کوهستانی و ارتفاعات با کاربری از نوع مرتع فقیر یا کشاورزی از نوع دیم به همراه لیتولوژی با نفوذپذیری کم، از نظر پتانسیل خطر سیلخیزی، در اولویت قرار دارند و روستاهای واقع در مناطق کوهستانی و با شیب زیاد، در برابر سیل خیزی آسیبپذیری زیادی دارند. رودها و سرشاخههای فرعی تا رسیدن به رودخانهی اصلی مسیری را بر روی دامنهها طی میکنند که در نواحی کوهستانی پرتگاههای مشرف به درّهها فراوان است و درّههای محدوده به صورت V شکل و عمیق میباشد و رودها برای رسیدن به تعادل اقدام به حفر بستر و عمیقتر کردن بستر خود میکنند. لذا میزان فرسایش و حمل مواد آبرفتی و رسوبی و پتانسیل سیلخیزی نیز در این قسمت بسیار بالاست و جریان در نواحی با شیب تند، سریعتر است. زیرا هر چه شیب بیشتر باشد، سرعت آب بیشتر شده و سریعتر به انتهای حوضه رسیده و زودتر تجمع مییابد. لذا، در بخش کوهستانی با توجه به شیب تند رودخانهها و بده جریان، رودخانهها توان حمل رسوب زیاد دارند و در نتیجه در هنگام جریانهای سیلابی نیز رسوبات شسته شده و به علاوه بخشی از بستر رودها نیز فرسایش مییابد.
همچنین، با توجه خروجي مدل و تجزيه و تحليلهايي كه صورت گرفت، مشخص شد که محدودههای نزدیک به رودخانهها (به ویژه حواشی و كنار رودخانه) و نواحی مسکونی دارای پتانسیل بالای وقوع خطر سیلاب میباشد. در مکانهای بسیاری حریم و بستر رودخانهها بنا به دلایل مختلف توسط افراد بومی منطقه اشغال شده است. به عنوان مثال؛ با توجه به وجود بستر مناسب روخانهها، نسبت به زراعت (کشت گندم)، باغداری (به طور عمده باغات سیب)، در بستر و حواشی رودخانهها، اقدام شده است و به علاوه، ساختمان هاییمسکونی، به ویژه، در محدوده شهر هشترود در حریم رودخانه سراسکانرود قرار دارند و در زمان سیلابی احتمال ورود خسارت به آنها وجود دارد. به بیان دیگر، از جملهی مهمترین عوامل افزایش دهندۀ خسارات سیل در سطح شهرستان را میتوان، استفادهی نامعقول از حریم مسیلهای به ظاهر مساعد و بالقوه خطرناک که در معرض سیلابهای ادواری قرار دارند، در نظر گرفت. با نظر به اینکه سطح شهرها که از سطوح نفوذناپذیر یا با نفوذپذیری کم مانند؛ سطوح سفت بتنی و آسفالتی و ... تشکیل شده است، بر احتمال وقوع خطر سیلاب، در این نواحی میافزاید. بایستی در نظر داشت که، وقتی رودخانه وارد نواحی با شیب کم شهری و روستایی میشود، توان حمل رسوب نیز کمترمیشود و مواد منتقل شده از دیگر نقاط، در این مناطق ته نشین شده و علاوه بر بحران سیلاب، این امر موجب ورود جریان گلآلود همراه با جریانهای طغیانی و سیلابی به مناطق مسکونی، راههای ارتباطی، اراضی زراعی و باغات موجود در این نقاط میشود و لایروبی کردن این حجم از رسوبات و پاکسازی این مواد گلی، نیز به صرف هزینه بالایی نیاز دارد (شکل 15). شایان ذکر میباشد که انواع دیگری از دخل و تصرفات انسانی در محیط، به خصوص در حواشی رودخانهها نیز بر پتانسیل احتمال وقوع خطر سیلاب در این مناطق میافزاید. از جمله تغییرات ایجاد شده توسط انسان می توان به به ایجاد بندها کوچک چوبی و آبگیری و پلها، اشاره کرد که به سد شدن مسیر رودخانه و تجمع زباله و فاضلاب در پشت آنها، پسزدگی آب و رسوبگذاری در بالادست، محدود کردن مقطع عبور جریان و در پی آن، افزایش سطح آب در بخش بالادست پل و تشدید سیلاب، منجر شده است. از دیگر فعالیتهای انسانی مشاهده شده در سطح شهرستان هشترود، باید برداشت مصالح شن و ماسه از بستر و اطراف رودخانه را در نظر گرفت که از آثار بیرویه برداشت مصالح شن و ماسه، میتوان به تشدید سیلابها، تغییر گرادیان هیدرولیکی، مانداب گردیدن مناطق گودبرداری شده، آلودگی آبخوانهای های آبرفتی و تغییر مسیر رودخانه در مواقع سیلابی اشاره کرد.
جدول (3): مساحت مربوط به هر یک از طبقات خطر
طبقات خطر | بسیار کم خطر | کم خطر | خطر متوسط | پر خطر | بسیار پر خطر |
مساحت به کیلومتر | 75/333 | 70/576 | 89/706 | 06/514 | 95/150 |
مساحت به درصد | 62/14 | 27/25 | 97/30 | 52/22 | 62/6 |
شکل (15): تصاویری از انباشت گل و لای در برخی از معابر شهری هشترود به دنبال جاری شدن سیلاب
بررسی موقعیت شهرها و روستاها در ارتباط با پهنهبندی احتمال وقوع سیلاب شهرستان هشترود، نشان میدهد که شهر هشترود به همراه روستاهایی همانند، زاویه، قورت قیهسی، مشکآباد جدید، لامشان، بیات، افشارجیغ، گلیبلاغی، قزلجه، دشمنلو، عزیز کندی، عزیزآباد، باتمان قلیج، دشمنلو، چراغچی، عجمی، ذوالبین، ذوالقدر، آغچهکهل وحبانلو، گلتپه، گلهدهرود، ینگیکندی، کلهکرد، گورچینلو، کتلهکمر، صوفیلار، قلعهجوق، دلمه، لکلر، خواجهمحمد و بایقرارود در طبقه بسیار پرخطر قرار دارند و طبقۀ پرخطر نیز، روستاهایی همانند؛ یهرچی، قوشالار، طالبچمن، قارقار، آقچهریش، قمرکندی، کلبعلیکندی، اجمدآباد، نصیرآباد، سلطانآباد، آغبلاغ حمیدیه، یونجهلو، آسایش، تلمخان، ملاجیغ، باغچهجیغ، طاقچهجیغ، سلمانکندی، گشایش، عمرانکندی، قوری درق، سیهدلان، بیگکندی، شوردرق، دوده، خوجستان، دمیرچی، مغامیر، حسینلو، مهمان، عینآباد، سراسکند، سلطانآباد، صومعهسنگ، سلوک، قربانکندی، کهلبلاغ، اوشندل، طهرابند، سلوک، بسیط، سیهدیلان، عمودیزج، ایاز و مجیدآباد را پوشش میدهد. جهت بررسی وضعیت طبقات بسیار پرخطر و پرخطر از لحاظ هر یک از معیارهای مطرح در پهنهبندی خطر سیلاب شهرستان هشترود، سعي گرديده است، با مقایسه پهنههای معرفي شده به عنوان نقاط دارای پتانسیل احتمال وقوع خطر بالای سیلاب (شکل 16)، به بررسي مورد به مورد وي‍ژگيهاي اين پهنهها، به لحاظ معيارهاي تعيين شده پرداخته شود (جدول 4).
شکل (16): نقشه موقعیت پهنههای انتخابی دارای احتمال وقوع بالای خطر سیلاب در شهرستان هشترود
جدول (4): بررسي موردی پهنههای دارای احتمال وقوع بالای خطر سیلاب در شهرستان هشترود
معیار | نمونه 1 | نمونه 2 | نمونه 3 | نمونه 4 | نمونه 5 | نمونه 6 |
ارتفاع | 1900-1348 | 1500-1900 | 1348-1500 | 1348-1900 | 1348-1500 | 1700-2100 |
شیب | 20-77 | 15-60 | 0-15 | 0-35 | 0-35 | 0-15 |
جهت شیب | عمدتاً شمال، شمالغرب و شرق | عمدتاً شرق، شمال غرب و غرب | عمدتاً شمال، شمالشرق، غرب و جنوبغرب | عمدتاً شمال، غرب، شمالغرب و جنوبشرق | عمدتاً شمال، جنوب و جنوب غرب | عمدتاً شمال، شمالغرب و جنوبشرق |
فاصله از رودخانه | 250-0 | 500-0 | 250-0 | 250-0 | 250-0 | 500-0 |
تراکم زهکشی | 15/42-1/0 | 75/28-0/0 | 15/42-1/0 | 15/28-1/0 | 15/28-1/0 | 75/28-0/0 |
بارش | 260-350 | 260-350 | 260-230 | 320-380 | 230-290 | 320-380 |
زمینشناسی | آندزیت بازالتی –کنگلومرا و ماسه سنگ | داسیت و آندزیت-کنگلومرا و ماسهسنگ- تراسهای آبرفتی جوان | رسوبات رودخانهای جدید-ماسه سنگ و سنگهای آذرآواری | کنگلومرا، ماسهسنگ، شیل و سنگ آذرآواری-رسوبات رودخانهای | رسوبات رودخانهای جدید، مارن و ماسهسنگ | کنگلومرا، ماسهسنگ و شیل- سنگهای رسی و آذرآواری |
کاربری اراضی | مرتع متوسط- زراعی | زراعی | باغات و زراعی | باغات و زراعی | مرتع متوسط و زراعی | زراعی |
فاصله از شهر و روستا | 0-500 | 0-1000 | 0-500 | 0-500 | 500-0 | 0-1000 |
مقایسه نقشه پهنههاي سيلابی شهرستان هشترود، اخذ شده از شرکت آب منطقهاي آذربایجان شرقی (شکل 17)، که به عنوان نقشه مرجع سيلاب در اين مطالعه استفاده شده است با پهنههای بسیار پرخطر و پرخطر حاصل از نتایج مطالعه حاضر (شکل 18)، نشان داده است که کل مساحت پهنه های سیلابی شهرستان برابر است با 74/52 کیلومترمربع و طبقه بسیار پرخطر ارائه شده توسط نتایج پژوهش حاضر 32/28 کیلومتر (معادل 70/53 درصد)، از این پهنههای سیلابی را پوشش میدهد و طبقه پرخطر ارائه شده توسط نتایج مطالعۀ حاضر نیز 28/19 کیلومترمربع (معادل 56/36 درصد)، پهنه ها را شامل میشود. به عبارت دیگر 26/90 درصد از پهنههای سیلابی معرفی شده توسط سازمان آب منطقهای استان، با توجه به نتایج حاصل از به کارگیری روش مارکوس، به عنوان یکی از روشهای تحلیل تصمیمگیری چندمعیاره درست تشخیص داده شده است و فقط 14/5 کیلومترمربع (معادل 74/9)، درصد از این پهنهها در این دو طبقه بسیار پرخطر و پرخطر قرار ندارند و در طبقه متوسط قرارگرفته است که این امر نشانگر توامندیهای روش مارکوس، در نقشآفرینی به عنوان سیستم پشتیبان تصمیمگیری (DSS)، برای تشخيص مناطق حساس و تهيه نقشه خطر سيلاب است.
شکل (17): نقشۀ پهنههای سیلابی شهرستان هشترود شکل (18): نقشۀ پهنههای پرخطر و بسیار پر خطر حاصل از پژوهش
به منظور مستندسازي بيشتر اعتبار نقشۀ پهنهبندی سیلاب در سطح شهرستان هشترود، دقت حاصل از بهکارگیری روش مارکوس، به وسیلهی منحنی ROC مورد ارزیابی قرار گرفته است. طبق نتیجه به دست آمده، مقدار سطح زیر منحنی در مدل مارکوس (89/0) میباشد و با توجه به طبقهبندی ارائه شده برای سطح زیر منحنی، دقت این روش در تشخیص مناطق دارای احتمال وقوع خطر سیلاب شهرستان هشترود، در طبقهی عالی قرار دارد (شکل 19).
شکل (19): منحنی تشخیص عملکرد نسبی و سطح زیر منحنی مربوط به نقشه پهنهبندی خطر سیلاب شهرستان هشترود
نتیجهگیری
سیل از جمله بلایای طبیعی است که در صورت رخداد میتواند خسارات گسترده جانی و مالی به جوامع تحمیل نماید. بنابراین تعیین مناطق مولد سیل و مناطق پرخطر میتواند کمک زیادی در مدیریت و کنترل داشته باشد. لذا با توجه به اهمیّت موضوع، هدف از پژوهش حاضر، شناسایی و پهنهبندي در معرض خطر وقوع سیلاب در شهرستان هشترود، میباشد. نتايج حاصل از اين تحقیق نشان داد که عوامل ارتفاع، شیب، سازند زمینشناسی و بارش، با بیشترين وزن، مهمترين عوامل تأثیرگذار در وقوع سیلاب در منطقه مورد مطالعه ميباشند. به علاوه، با توجه به نقشه پهنهبندی خطر سیلاب و متغیرهای کنترل کننده سیلاب، نتایج پژوهش حاضر نشان میدهد که در سطح شهرستان هشترود، اراضی پرشيب کوهستاني، به عنوان پهنههای سیلخیز عمل میکند و اراضی کمشیب و در امتداد آبراهههاي اصلي، به عنوان اراضی سیلگیر هستند. از جمله اقدامات پیشگیرانه که در راستای کاهش خسارات سیل در مناطق پرخطر کوهستانی شهرستان بایستی انجام شود، میتوان به انجام روشهاي ساختاري حفاظت در مقابل سيلاب، (ایجاد سيلبندها، تراسبندی و سکوبندی در ارتفاعات و دامنههای پرشیب) و ديگر روشهاي مدیریت حوضه و آبخیزداری (مدیریت کاربری ارضی، تقویت پوششگیاهی و احیای مراتع)، اشاره داشت. با توجه به اینکه، به دلیل وجود نهشتههای حاصلخیز در انتهای درّهها، بیشترین مکانگزینی روستاها و شهرها، در نواحی با شیب کم و در قسمت حوضۀ انتهایی است. در رابطه با رفع مشکل مناطق پرخطر واقع در نواحی کمشیب سیلگیر که مهمترین دلیل آسیبپذیری آنها فقدان شیب و انباشت آب حاصل از باران در این محدوده است، پیشنهاد میشود؛ از طریق بازسازی مجاری رود، ایجاد کانالهای فرعی و کمکی، ایجاد دیوار در جدارة بتنی، جلوگيري از ساخت وسازهاي غيرمجاز در حاشيه رودخانهها و سدها، نظارت بر تغییرات کاربری اراضی و جلوگیری از تخریب پوششگیاهی، از وقوع سیل جلوگیری شود.
همچنین، با توجه به نقشه پهنهبندی حاصل از مطالعه و بررسي مناطق دارای احتمال خطر، میتوان نتیجه گرفت كه استفاده از روش مارکوس به عنوان یکی از روشهای تصمیمگیری چند معیاره، از دقت نسبی بالایی جهت مطالعهی خطر سیلاب برخوردار است. لذا، نتایج مطالعه حاضر با نتایج مطالعات؛ عابدینی و همکاران (1396)، نفرزادگان و همکاران (1398)، خورشیدی و همکاران (1400)، نادری و همکاران (1401)، حسينزاده و همکاران (1402)، (Shivaprasad Sharma et al., 2018)، (Brahma and Mitra, 2019). (Zhu et al., 2020)، (Chen et al., 2022) و (Mekonne et al.,2023) ، مبنی بر اینکه، رویکرد GIS- MCDM یک ابزار راهنمای قدرتمند و عملی برای انجام مطالعات مدیریت بلایای سیل، و مرجعی برای مدیریت کارآمدتر سیل در آینده و تصمیمگیری ریسک، همخوانی دارد و روش مورداستفاده در این تحقیق میتواند روشی کاربردی در جهت شناسایی پهنههای پرخطر در برابر سیلاب و اجرای عملیات آبخیزداری و مهار سیلاب در شهرستان هشترود و مناطق مشابه این شهرستان، مورد استفاده قرار گیرد.
منابع
1. ارزانی‌زیب، معصومه؛ فیروزی، مرتضی؛ حصاری، بهزاد؛ نکوئی، محمد علی (1401). تلفیق تحلیل شبکه‌های اجتماعی و تصمیمگیری چندمعیاره برای رتبهبندی رویکردهای مدیریت بحران سیلاب. مدیریت بحران، 11(2)، 11-1.
https://www.joem.ir/article_702009.html?lang=fa
2. اسدی، معصومه؛ حیدری، زهرا؛ امامی، کامیار (1401). ارزیابی روند توسعه فیزیکی شهر پلدختر به سمت مناطق سیلخیز. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 11 (2) ،159-174. doi: 10.22067/geoeh.2021.72169.1101
3. اصغری‌سراسکانرود، صیاد؛ پیروزی، الناز؛ زینالی بتول (1394)، پهنهبندی خطر سیلاب در حوضه آقلاقانچای با مدل ویکور. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی، 4 (3)، 231- 245. 20.1001.1.22519424.1394.4.3.16.3
4. اصغری‌سراسکانرود، صیاد؛ محمدزاده شیشه‌گران، مریم؛ اصغری‌سراسکانرود، صالح. (1401). پهنهبندی و برآورد میزان حرکات دامنه‌ای و مخاطرات آن در شهرستان هشترود با استفاده از تداخل‌سنجی راداری و مدلMABAC . مدیریت مخاطرات محییطی، 9 (2)، 133-150.. doi: 10.22059/jhsci.2022.346994.736
5. اشتری، نفیسه؛ گورابی، ابوالقاسم؛ رحمتی، مریم؛ دربان آستانه، علیرضا (1401). ارزیابی پتانسیل خطر سیلاب و بررسی خسارت ناشی از آن در حوضه آبخیز تالار. پژوهشهاي فرسايش محيطي، ۱۲ (۴)، ۱-۲۵. 20.1001.1.22517812.1401.12.4.1.2
6. جهانگیری، عباس (1400). انتخاب بهترین فرآیند تصفیه‌ی فاضلاب در شهر فرمهین با استفاده از تصمیمگیری چند شاخصه. تصمیمگیری و تحقیق در عملیات، 4 (شماره ویژه)، صص 1-11. doi: 10.22105/dmor.2021.272429.
7. جواهری، سامان (1399). پهنهبندی مناطق مستعد سیلخیزی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: شهرستان کامیاران). جغرافیا و روابط انسانی،2 (4)، 229-216. 20.1001.1.26453851.1399.2.4.12.0
8. چزگی، جواد؛ جهانبخشی، فرشید (1401). تعیین مناطق مستعد سیلخیزی با استفاده از مدلهای تصمیمگیری چند معیاره در منطقه باقران بیرجند.جغرافیا و مخاطرات محیطی، 11 (2)، 39-23. doi: 10.22067/geoeh.2021.72600.1109
9. حجازی، سیداسدالله؛ رضائیمقدم، محمد حسین؛ کرمی، فریبا؛ یاراحمدی، جمشید؛ بی غم علی (1401)، پتانسیل سیلاب و تعیین اولویت مناطق از نظر سیلخیزی برای مقابله با فرسایش در حوضه آبخیز حاجیلر. پژوهش هاي فرسايش محيطي. ۱۲ (۳)، ۴۱-۵۶. URL: http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-694-fa.html
10. حسینزاده، محمد مهدی؛ صالحیپور، علیرضا؛ رضائیان زرندینی، فاطمه (1402). پهنهبندی حساسیت زیرحوضههای حوضه نکارود نسبت به سیلخیزی، نکا- مازندران. هیدروژئومورفولوژی،10(34)، 75-100. doi: 10.22034/hyd.2023.52132.1646
11. خورشیدی، شهناز؛رستمی، نورالدین؛ امین، صالحپور جم (1400). اولویتبندی پتانسیل سیلخیزی در حوضههای آبخیز فاقد آمار با کاربرد روش) AHP-VIKOR مطالعه موردی: حوضه آبخیز حاجی‌بختیار، استان ایلام)، پژوهش‌های فرسایش محیطی، 11 (2) 11، 92-66. http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-606-fa.html
12. رضائیمقدم، محمد حسین؛ مختاری، داوود؛ سمندر، نسرین (1400). مدلسازی حرکات توده‌ای و مدیریت مناطق حساس به وقوع این حرکات، با استفاده از الگوریتم‌های آماری و شبکۀ عصبی (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز اوجان‌چای). جغرافیا و توسعه، 19 (63)، 147-174. doi: 10.22111/j10.22111.2021.6190
13. رضائیمقدم، محمدحسین؛ مختاری، داود؛ شفیعی مهر، مجید (1400)؛ پهنهبندی خطر سیلاب در حوضه آبریز شهرچای میانه با استفاده از مدل ویکور، هیدروژئومورفولوژی، 8(28)، 37-19. doi: 10.22034/hyd.2021.40169.1536
14. رمضانی، محمدابراهیم؛ خداپناه، کیومرث؛ مجنونی توتاخانه، علی (1400). بررسی و تحلیل عوامل انسانی و محیطی مؤثر بر آسیبپذیری روستاها در برابر سیل سال ۱۳۹۶ شهرستان عجب‌شیر. پژوهشهاي فرسايش محيطي، ۱۱ (۴)،۵۲-۷۰.
http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-608-fa.html
15. ریاحی، وحید؛ زمانی، لقمان (1394). بررسی عوامل جغرافیایی مؤثر بر سیلخیزی در نواحی روستایی (مورد پژوهشی: روستاهای شهرستان سروآباد). فصلنامۀ برنامهریزی منطقهای، 5(17)، 102-91.
https://jzpm.marvdasht.iau.ir/article_722.html?lang=en
16. صفاری، امیر؛ محمدی، سارا؛ احمدآبادی، علی؛ دارابی، سحر (1401). پهنهبندی تطبیقی سیلاب در حوضه آبخیز چشمه‌کیله، تنکابن. هیدروژئومورفولوژی، ۹ (33) ،127-147. doi: 10.22034/hyd.2022.53222.1654
17. عابدینی، موسی؛ پیروزی، الناز؛ آقایاری، لیلا؛ استادی، الناز (1396). پهنهبندی خطر سیلاب در شهرستان مشکینشهر با استفاده از مدل ویکور، جغرافیایی سرزمین، 14(56)، 34-21. https://sarzamin.srbiau.ac.ir/article_12741.html?lang=en
18. عابدینی، موسی؛ فعال نذیری، مهدی؛ پیروزی، الناز (1402). ارزیابی و پهنهبندی خطر سیلاب با استفاده از تکنیک چند معیاره آراس و هیدروگراف واحد (مطالعهی موردی:حوضه بالادست ایستگاه هیدرومتری پل سلطان مشکینشهر. مخاطرات محیط طبیعی،12(35)، 138-115. doi: 10.22111/jneh.2022.40684.1863
19. قنواتی، عزتاله؛ صفاری، امیر؛ احمدآبادی، علی؛ وارسته، شهرام (1401). تحلیل و مدیریت خطر سیلابهای شهری با رویکرد ژئومورفولوژی (کلانشهر کرج). پژوهشهاي فرسايش محيطي، ۱۲ (۴)، ۲۶-۵۳.
http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-712-fa.html
20. محمدنیا، ملیحه؛ فلاح قالهری، غلامعباس (1397). شبیه‌سازی احتمال وقوع زمین‌لغزش با استفاده از منطق فازی و فرایند تحلیل سلسله مراتبی. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 18(48)، 132-117. doi: 10.29252/jgs.18.48.115
21. نادری، فتح الله؛ ناصری، بهروز؛ خانمحمدیان، یاسم؛ سلامت، عماد؛ کوشا، محمدتقی (1401). اولویتبندی خطر سیل در حوضه آبخیز گنجوان استان ایلام با استفاده از مدل الکتره. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 11(3)، 21-1.
doi: 10.22067/geoeh.2022.73531.
22. نفرزادگان، علیرضا؛ محمدیفر، علیاکبر؛ وقارفرد، حسن؛ فروزانفرد، معصومه (1398). ادغام مدلهای تصمیمگیری چندمعیاره و تکنیک تجزیهوتحلیل منطقهای سیلاب جهت اولویتبندی زیرحوزهها برای کنترل سیل (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دهبار خراسان). جغرافیا و مخاطرات محیطی، 8(2)، 45-27. doi: 10.22067/geo. v0i0.76607
23. نورالدین موسی، فاطمه؛ محمودی، رضا؛ امامی، کامیار (1402). ارزیابی روند توسعه فیزیکی نواحی سکونتگاهی به سمت مناطق سیل خیز (مطالعه موردی: شهر سنندج). جغرافیا و روابط انسانی، 5 (4)، 664-653.
20.1001.1.26453851.1402.5.4.35.0
24. نیری، هادی؛ امانی، خبات؛ گنجائیان، حمید (1395). بررسی شاخصهای هیدروژئومورفولوژی و هیدرولوژی حوضهی آبریز تروال. هیدروژئومورفولوژی،3 (7) : 38-19. 20.1001.1.23833254.1395.3.7.2.8
25. Alinezhad, A., & Khalili J. (2019). New Methods and Applications in Multiple Attribute Decision Making (MADM). International Series in Operations Research & Management Science, 277, Springer, Cham. https:// doi.org/10.1007/978-3-030-15009-9
26. Argaz, A., Ouahman, B., Darkaou, A., Lazaar, R., Hassna, B., Ayouch, E., & Lazaar, R. (2019). Flood Hazard Mapping Using remote sensing and GIS Tools: A case study of Souss Watershed. J. Mater. Environ. Sci, 10 (2), 170-181. http://www.jmaterenvironsci.com/
27. Baumgertel, A., Luki´c, S., Belanovi´c Simi´c, S., & Kadovi´c, R. (2019). Identifying Areas Sensitive to Wind Erosion- A Case Study of the AP Vojvodina (Serbia). Appl Sci,19(23),1-12. https:// doi.org/10.3390/app9235106
28. Brahma, A.k., & Mitra, D.K., (2019). Fuzzy AHP and Fuzzy VIKOR Approach modelling for flood control project selection. International Journal of Applied Engineering Research, 14 (17), 3579-35889. http://www.ripublication.com
29. Chen, Y. (2022). Flood hazard zone mapping incorporating geographic information system (GIS) and multi-criteria analysis (MCA) techniques. Journal of Hydrology, 612, 128268. doi:10.1016/j.jhydrol.2022.128268
30 Chen, Y., Ye, Z., Liu, H., Chen, R., Liu, Z., & Liu, H. A. (2021). GIS-Based Approach for Flood Risk Zoning by Combining Social Vulnerability and Flood Susceptibility: A Case Study of Nanjing, China. Int. J. Environ. Res. Public Health, 18 (21), 11597, 1-17. https://doi.org/10.3390/ijerph182111597
31. Dass, S. (2019). Geospatial mapping of flood susceptibility and hydro-geomorphic response to the floods in Ulhas basin, India, Remote Sensing Applications, Society and Environment, 14, 60-74. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2019.02.006
32. Kolawole, O.M., Olayami, A.B., & Ajayi, K.T. (2011). Managing Flood in Nigerian Cities: Risk Analysis and Adaptation Options-Ilorin City as a Case Study. Scholars Research Library, 3(1), 17-24. http://scholarsresearchlibrary.com/archive.html
33. Mekonnen, T.W., Mitiku, A.B., & Tadesse Woldemichael, A. (2023). Flood Hazard Zoning of Upper Awash River Basin, Ethiopia, Using the Analytical Hierarchy Process (AHP) as Compared to Sensitivity Analysis. The Scientifc World Journal, 1675634, 1-15. https://doi.org/10.1155/2023/1675634
34. Shivaprasad Sharma, S.V., Parth Sarathi, R., Chakravarthi, V., & Srinivasa Rao, G. (2018). Flood risk assessment using multi-criteria analysis: a case study fromKopili River Basin, Assam, India. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 9(1): 79-93. https://doi.org/10.1080/19475705.2017.1408705
35. Yeganeh. N., & Sabri. S. (2014). Flood Vulnerability Assessment in Iskandar Malaysia Using Multicriteria Evaluation and Fuzzy Logic. Journal of Applied Sciences. Engineering and Technology, 8 (16). 1794-1806. DOI: 10.19026/rjaset.8.1167
36. Zhu, S., Li, D., Huang, G., Chhipi-Shrestha, G., Nahiduzzaman, K.M., Hewage, K., & Sadiq, R. (2020). Enhancing urban flood resilience: a holistic framework incorporating historicworst flood to Yangtze River Delta, China. International Journal of Disaster Risk Reduction, 61,102355,1-52. https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2021.102355
37. Zhu, H., Liu, F. (2021). A group-decision-making framework for evaluating urban flood resilience: a case study in yangtze river. Sustain,13(2):1–16. https://doi.org/10.3390/su13020665
Identification and zoning of prone areas to flood risk in Hashtrood city using MARCOS multi-criteria decision-making method
Abstract
Floods are one of the natural crises that every year in different parts of the world and the country leads to the emergence of many tangible and intangible human and financial losses. The city of Hashtrood is not an exception to this rule. So that the occurrence of this destructive phenomenon during the past few years has caused the destruction of some communication roads, bridges, damage to some residential areas, agricultural lands and gardens located in this city. Based on this, the current research seeks to zoning Hashtrood city against flood risk. In this study, the effective factors for causing flood risk in the region were first identified through field investigations, study of sources and survey of experts' opinions. Then, the information layers were prepared by the geographic information system, and the evaluation and standardization of benchmark maps were done together using the fuzzy method. In the next step, the investigated factors were examined in the form of CRITIC weighting, and finally, the final analysis and modeling was done using the MARCOS method as one of the multi-criteria decision-making analysis methods. The results of the present research showed that the factors of altitude, slope, geology and precipitation respectively; With a weighting factor of 0.150, 0.143, 0.139 and 0.133, they are the most important causes of floods in Hashtrood city. In addition, 514.06 and 150.95 square kilometers, respectively, of the area of the area, are in the very high risk class, which indicates the potential of this city for floods. According to the validation results, the area under the ROC curve was calculated as 0.89 for the Marcus method, and therefore, the accuracy of this method is excellent. The map of vulnerable areas resulting from the current research can be effective as a valuable input for decision makers in the process of implementing emergency plans as well as long-term flood reduction management options.
Keywords: Risk, flood, Geographic Information System, MCDM, Hashtrood city.
[1] GIS (Geographic Information System)
[2] . MARCOS (Measurement Alternatives and Ranking according to Compromise Solution)
[3] . ROC (Receiver operating characteristic)