شناسایی و طبقه‌بندی معیارهای کمی و کیفی موثر در وقوع مخاطرات محیط‌زیستی (مطالعه موردی: خطر سیلاب در کلان‌شهر تهران)
محورهای موضوعی : بحران های محیط زیستیعلی اکبر کریمی پور 1 , صابر قاسمی 2 , محسن دهقانی قناتغستانی 3 , حسین پرورش 4
1 - گروه محیط زیست، واحد بندرعباس، دانشگاه آزاد اسلامی، بندرعباس، ایران
2 - گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بندرعباس، بندرعباس، ایران
3 - گروه علوم و مهندسی محیط زیست، واحد بندرعباس، دانشگاه آزاد اسلامی، بندرعباس، ایران
4 - گروه محیط زیست، واحد بندرعباس، دانشگاه آزاد اسلامی، بندرعباس، ایران
کلید واژه: سیلاب شهری, پهنه‌بندی خطر, کاربری اراضی, درصد شیب, شهر تهران,
چکیده مقاله :
مقدمه: سیلاب به‌عنوان رایج‌ترین مخاطره طبیعی شناخته می‌شود. سیلاب‌های شهری به دلایل گوناگون رخ می‌دهند و سبب وارد آمدن خسارت‌های مالی و جانی متعددی می‌شوند. تعداد سیلاب‌های شهری در تهران در طی 40 سال اخیر روند افزایشی داشته است. هدف از این تحقیق، شناسایی و طبقه‌بندی معیارهای کمی و کیفی موثر بر وقوع سیلاب و تعیین پهنه خطر است.
مواد و روش‌ها: برای شناسایی معیارهای موثر بر وقوع سیلاب از روش کتابخانه‌ای و مطالعه عمیق و نیز مراجعه به آرای خبرگان (پنل دلفی 18 نفره) استفاده شد. جهت حصول اطمینان از همبستگی در ماتریس داده‌ها، از آزمون تحلیل عاملی استفاده شد. به منظور اولویت‌بندی معیارها از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی استفاده شد. همچنین، با استفاده از نرم‌افزار SWMM پهنه‌بندی سیلاب شهری و در نهایت به کمک نرم‌افزارArc GIS هم‌پوشانی و تحلیل نقشه‌ها انجام شد.
نتایج و بحث: معیار کاربری اراضی با وزن 521/0 بالاترین اهمیت را به‌خود اختصاص داد و پس از آن معیار میزان رواناب با اهمیت نسبی 186/0 قرار گرفت. همچنین، معیارهای تراکم پوشش گیاهی با وزن 103/0، شیب با وزن 097/0 و فاصله از مسیل و رودخانه با وزن 091/0 در اولویت‌های بعدی قرار گرفتند. در مجموع، 25 زیرمعیار نیز شناسایی شد. نقشه نهایی رستری در پنج طبقه (از خطر خیلی زیاد تا خطر خیلی کم) حاصل شد که گویای خطر وقوع سیلاب در نقاط مختلف شهر تهران است. بیش‌ترین درصد و مساحت ریسک متعلق به طبقه ریسک کم با 94/30 درصد و کمترین آن نیز متعلق به طبقه ریسک خیلی بالا با 8/8 درصد بود.
نتیجه‌گیری: در مرحله برنامه‌ریزي، استراتژي‌هاي مختلفی براي مدیریت سیلاب درنظر گرفته می‌شود. این استراتژي‌ها را می‌توان به سه دسته کلی طبقه‌بندي نمود. تلاش در جهت کنترل و مهار سیلاب، تلاش در جهت کاهش آسیب‌پذیري از سیلاب، و تلاش در جهت کاهش در معرض سیل بودن. اولین دسته برمبناي حفاظت فیزیکی بوده و عموماً روش‌هاي سازه‌اي را در بر می‌گیرد. برخی از روش‌های رایج در این مورد عبارتند از: ساخت کانال، طرح‌های آبخیزداری در بالادست، احداث لاگون، لای‌روبی مسیل‌ها، ایجاد بافرهای جدید و غیره. همچنین، دو دسته دیگر معمولاً گروه روش‌هاي غیرسازه‌اي را شامل می‌شوند. از جمله این روش‌ها حفاظت از پوشش گیاهی، تسطیح شیب، اجتناب از ایجاد کاربری در کانون‌های خطر و توسعه برنامه‌های آموزشی می‌باشند.
Introduction: Floods are known as the most common natural hazard. Urban floods occur for various reasons and cause numerous financial and human losses. The number of urban floods in Tehran has been increasing over the past 40 years. The aim of this research is to identify and classify the quantitative and qualitative criteria affecting the occurrence of floods and determine the risk zone.
Materials and Methods: To identify the criteria affecting the occurrence of floods, the library method and in-depth study were used, as well as referring to the opinions of experts (18-member Delphi panel). To ensure the correlation in the data matrix, a factor analysis test was used. The Fuzzy AHP method was used to prioritize the criteria. In addition, urban flood zoning was performed using SWMM software, and finally, the maps were superimposed and analyzed using Arc GIS software.
Results and Discussion: The criterion land use with a weight of 0.521 was assigned the highest importance, followed by the criterion runoff rate with a relative importance of 0.186. In addition, the criteria vegetation density with a weight of 0.103, slope with a weight of 0.097, and distance from stream and river with a weight of 0.091 were placed in the next priorities. In total, 25 sub-criteria identified. The final raster map was obtained in five classes (from very high risk to very low risk), which indicates the risk of flooding in different parts of Tehran. The highest percentage and area of risk belonged to the "low risk class" with 30.94 percent, and the lowest belonged to the "very high risk" class with 8.8 percent.
Conclusion: In the planning stage, various strategies are considered for flood management. These strategies can be classified into three general categories, Efforts to control and contain floods; Efforts to reduce vulnerability to floods; and Efforts to reduce exposure to floods. The first category is based on physical protection and generally includes structural methods. Some common methods in this case include: canal construction, upstream watershed management plans, lagoon construction, dredging of rivers, creation of new buffers, etc. In addition, the other two categories usually include the group of non-structural methods. These methods include vegetation protection, slope leveling, avoidance of land use in risk areas, and development of educational programs.
1) Abebe YA, Ghorbani A, Nikolic I, Vojinovic Z, Sanchez A. A coupled flood-agent-institution modelling (CLAIM) framework for urban flood risk management. Environmental Modelling and Software, 2018, 1-28.
2) Ahmadian M. Evaluation of urban runoff by SWMM model to reduce flood Hazard (Hashgrd New Town). Master's thesis, Islamic Azad University Science and Research, Tehran, Iran, 2017. pp (In Persian).
3) Ahmadisharaf E, Kalyanapu AJ, Chung ES. Sustainability-Based Flood Hazard Mapping of the Swannanoa River Watershed. Sustainability 2017, 9, 1735.
4) Amoako C, Cobbinah P, Brandful D, Rhoda M. Complex twist of fate: The geopolitics1 of flood management regimes in Accra, Ghana. Cities, 2019, 89: 209–217.
5) Asghariazim L. Risk analysis of ammonia release in food refrigeration Using FTA technique and fuzzy logic, APJ, 2023, Vol. 7 (1), 64-75 pp.
6) Babaei S, Ghazavi R, Erfanian M. Urban flood simulation and prioritization of critical urban sub-catchments using SWMM model and PROMETHEE II approach. Physics and Chemistry of the Earth, 2018, 9-1.
7) Badeiizadeh S, Bahremand AA, Dehghani N. Surface runoff simulation through Urban flood management to Use SWMM model in Gorgan City, Golestan province, Journal of Soil and Water Conservation, twenty-second volume, the fourth number, 2015. (In Persian)
8) Bannari A, Kadhem A, El-Battay NA, Hameid R. Assessment of Land Erosion and Sediment Accumulation Caused by Runoff after a Flash-Flooding Storm Using Topographic Profiles and Spectral Indices. Advances in Remote Sensing, 2016, 05(04):315.
9) Berndtsson R, Becker P, Persson A, Aspegren H, Haghighatafshar S, Jönsson K, Larsson R, Mobini S, Mottaghi M, Nilsson J. Drivers of changing urban flood risk: A framework for action. J. Environ. Manag. 2019, 240, 47–56.
10) Darabi H, Choubin B, Rahmati O, Torabi Haghighi A, Biswajeet P. Urban Flood Risk Mapping Using the GARP and QUEST Models: A Comparative Study of Machine Learning Techniques. Journal of Hydrology, 2019, 569:142–54.
11) Jalilov M, Shokhrukh M, Kefi P, Kumar, Y. Sustainable Urban Water Management: Application for Integrated Assessment in Southeast Asia. Sustainability 2018, 10, 122; doi:10.3390/su10010122.
12) Karimi VA, Solimani K, Habibnejad M, Shahedi K. Simulation of Flow in Open & Closed Conduits by EPA-SWMM Model (Case Study: Babolsar Urban Watershed). Journal of Watershed Management. 2015. (In Persian).
13) Kling H, Fuchs M, Paulin M. Runoff conditions in the upper Danube basin under an ensemble of climate change scenarios. Journal of Hydrology, 2012, 424 -425 (6): 264-277.
14) Luan B, Yin R, Xu P, Wang X, Yang X, Zhang L, Tang X. Evaluating Green Stormwater Infrastructure Strategies efficiencies in a Rapidly Urbanizing Catchment using SWMM-based TOPSIS. Journal of Cleaner Production, 2019, 42-1.
15) Manjusree P, Surwase T. Urban flood simulation- A case study of Hyderabad city. In Proceedings of the National Conference on Flood Early Warning for Disaster Risk Reduction, Hyderabad, India, 2019; pp. 133–143.
16) Mohammadi J, Fataei E, Ojaghi A, Taghavi L. Investigation and determination of land use effects on surface water quality in semi-arid areas: Case study on Qarasu River in Iran, APJ, 2023, Vol. 7 (2), 1-7 pp.
17) Ngang CP, Hashim HS, Pereira JJ. Climate change mitigation and adaptation as a sustainable regional development strategy: Lessons from the Selangor River basin, Malaysia. Int. J. Malay World Civ. 2017, 5,43–52.
18) Rafiei Emam A, Mishra BK, Kumar P, Masago Y, Fukushi K. Impact Assessment of Climate and Land-Use Changes on Flooding Behavior in the Upper Ciliwung River, Jakarta, Indonesia. Water 2016, 8, 559.
19) Rabori AM, Ghazavi R. Urban flood estimation and evaluation of the performance of an urban drainage system in a semi-arid urban area using SWMM. Water Environ. Res. 2018, 90, 2075–2082.
20) Rahmati O, Zeinivand H, Besharat M. 2016. Flood Hazard Zoning in Yasooj Region, Iran, Using GIS and Multi-Criteria Decision Analysis. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 2016, 7(3):1000–1017.
21) Sadeghinia A, Alijani B, Ziaeian-Firoozabadi P. Spatial-temporal analysis of the heat island of Tehran metropolis using remote sensing and geographic information system. Geography and Environmental Hazards, 2012, Year 1. Issue 4. pp. 1-17.
22) Sahoo SN, Sreeja P. Detention ponds for managing flood risk due to increased imperviousness: A case study in an urbanizing catchment of India. Nat. Hazards Rev., ASCE, 2018, 19(1), 05017008–1 to 05017008–11. doi:10.1061/(ASCE)NH. 1527-6996.0000271.
23) Samsuri N, Abu Bakar R, Unjah T. Flash flood impact in Kuala Lumpur–Approach review and way forward. Int. J. Malay World Civ. 2018, 6, 69–76
24) Sodhi MS,Tang CS. Buttressing supply chains against floods in Asia for humanitarian relief and economic recovery. Prod. Oper. Manag. 2014, 23, 938–950.
25) Tehran Municipality. Report of characteristics, problems and development strategies in north of Tehran, Tehran, Iran, 2003 (in Farsi).
26) United Nations Office for Disaster Risk Reduction (UNISDR). Sendai Framework for Disaster Risk Reduction, 2015–2030; UNISDR: Geneva, Switzerland, 2015.
27) Waghwala R, Agnihotri K. Flood Risk Assessment and Resilience Strategies for Flood Risk Management: A Case Study of Surat City. International Journal of Disaster Risk Reduction, 2019, 41-1.
28) Wahlstrom M, Guha-Sapir D. The Human Cost of Weather-Related Disasters 1995–2015; United Nations International Strategy for Disaster Reduction: Geneva, Switzerland, 2015.
29) Yang X, ling J, Ding H, Hui H. Application of a Triangular Fuzzy AHP Approach for Flood Risk Evaluation and Response Measures Analysis. Natural Hazards, 2023, 68(2):657-698.
30) Zhao G, Xu Z, Pang ,. Tu T, Xu L, Longgang D. An enhanced inundation method for urban flood hazard mapping at the large catchment scale. Journal of Hydrology, 2019, 29-1.
