پهنه‌بندی خطر سیلاب در حوضه آبریز قوری چای کورائیم در استان اردبیل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 دانشیار گروه ژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

3 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

4 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

10.22034/gmpj.2020.118226

چکیده

سیلاب­ها از جمله مخرب­ترین و فراوان­ترین بلایای طبیعی هستند. در این رابطه، پهنه­بندی خطر سیلاب یکی از روش­های کارآمد در زمینه مدیریت و کاهش اثرات سیلاب به شمار می­آید. در این تحقیق به ارزیابی مکانی و پهنه­بندی خطر رخداد سیل در سطح حوضه آبخیز قوری­چای واقع در نیمه جنوبی و غرب استان اردبیل پرداخته شد. در این رابطه، 10 معیار موثر بر رخداد سیل به کار بسته شد. این معیارها عبارتنداز: ارتفاع، شیب، جهت شیب، تحدب سطح زمین، سازندهای زمین­شناسی، تراکم زهکشی، شماره منحنی (CN)، فاصله از آبراهه، کاربری اراضی و پوشش گیاهی. در این میان، متغیر شیب زمین با وزن 26/0 (مستخرج از مدل فرایند تحلیل شبکه) نقش عمده­ای در شناسایی پهنه­های پرخطر سیلاب ایفا می­کند. جهت تلفیق و روی­هم­گذاری لایه­های موضوعی مذکور با هدف تهیه نقشه پهنه­بندی خطر سیلاب از دو مدل منطق فازی و فرایند تحلیل شبکه­ای (ANp ) در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده به عمل آمد. پهنه­بندی خطر سیلاب حوضه آبخیز قوری­چای نشان داد که در حدود 18 درصد از مساحت حوضه آبخیز مطالعاتی در کلاس­های با خطر زیاد و بسیار زیاد واقع شده­اند. خطر سیلاب در بستر دره­های اصلی و اراضی پایین­دست حوضه مورد مطالعه به دلایل ژئومورفومتریکی از قبیل شکل­گیری و توسعه دشت­های سیلابی، ارتفاع نسبی پایین، مقعر بودن سطح زمین و آهنگ سریع حرکت رواناب­های بالادست از پتانسیل رخداد بالایی برخوردار می­باشد. بعلاوه، مکان­گزینی مناطق مسکونی در دشت­های سیلابی پایین­دست حوضه خطر وقوع سیلاب در این پهنه­ها را افزایش داده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Flood hazard zoning in Kurayim Ghorichai catchment in Ardabil province

نویسندگان [English]

  • Aghil Madadi 1
  • Sayyad Asghari 2
  • Mahddy Badamaky 3
  • ehsan ghaleh 4
1 physical geography, universiy of Mohaghegh Ardabili
2 physical geography, universiy of Mohaghegh Ardabili
3 M.S in physical geography universiy of Mohaghegh Ardabili
4 . PhD Student of Geomorghology, Mohaghegh Ardabili University
چکیده [English]

Abstract
Floods are one of the most destructive and most frequent natural disasters. In this regard, flood risk zoning is one of the most effective methods for managing and mitigating the effects of floods. In this study, the spatial and risk assessment of flood events at the surface of Ghorichai watershed in Ardabil province was investigated. In this regard, 10 measures affecting the flood event were applied. These criteria include elevation, slope, slope orientation, convexity, geological formations, drainage density, curve number (CN), waterway distance, land use and vegetation. In the meantime, the ground slope variable with a weight of 0.26 (excluding network analysis process model) plays a major role in identifying high risk flood zones. Two fuzzy logic models and a network analysis process (GIS) were used to integrate and overlap the aforementioned subject layers in order to prepare a flood risk zoning map. Flood hazard zoning of the Ghorichai watershed showed that about 18% of the studied watershed area was located in high and very high risk classes. Flood risk in the basins of the main valleys and downstream lands of the study basin due to Geomorphometric reasons such as formation and development of flood plains, low relative elevation, concave terrain, and rapid upstream runoff of the event potential. It is high. In addition, relocation of residential areas downstream of the basin has increased the risk of flooding in these areas.

Flooding is called the dangerous increase in the flow of a river or a flood. This phenomenon has a long history in human history and is one of the most damaging and destructive natural events. Old towns are usually formed alongside rivers due to easier access to water; they are therefore affected by floods, causing casualties. Floods occur when water flows out of rivers, streams and canals, in other words leaving its natural channel. We see an event when the canal or river is completely filled with water and enters the floodplains and areas where people live. In the present study, the risk of flooding in the Ghorichai watershed is investigated. Due to the large extent of the semi-arid climate and the presence of numerous settlements in the region, it is important to assess the importance of flood risk assessment and zoning in the Ghorichai catchment area. This is especially important in the presence of large human settlements, extensive agricultural lands and conservation of water and soil resources. Therefore, flood risk zoning at the basin level of the study is one of the essential steps in the management of flood risk mitigation and management measures.
Material and Method
The present study investigates the risk of flooding in the Ghorichai watershed. This basin is located in Ardebil province within the administrative districts of Nair, Ardebil and Kosar. Much of this basin is located in the Nair area. The study area is located at 48 degrees 2 minutes to 48 degrees 31 minutes east longitude and 37 degrees 46 minutes 38 degrees 11 minutes north latitude in mathematical position. The basin has an area of about 824 km2 and an area of about 240 km. In this study, the following data and tools were used to analyzed flood risk in the Ghorichai catchment: 1: 50000 area topographic maps, 1 scale geological maps : 100000 including Ardebil and Givi Sheets, 1: 250000 Scale Soil Map, Digital Elevation Model (DEM) for ALOS - PALSAR Satellite Area with 12.5 m Resolution, Sentinel2 Satellite Images with 10 m spatial resolution and meteorological and climatic data including Ardabil synoptic station data and rain gauge station data located within the watershed. Two models of fuzzy logic and network analysis process (ANP) in the framework of Geographic Information System (GIS) were used to model flood risk in the Ghorichai catchment area.
Discussion and Result
The final layer resulting from the composition and overlap of the subject layer indicates the potential for flood risk at the Ghorichai watershed. The resulting map was classified into five classes of very low, low, medium, high and very high flood risk. According to the flood risk zoning map of the Ghorichai catchment, it can be stated that approximately 49 km2 of the catchment area is in a very high flood risk class, covering about 5.9% of the catchment area. In addition, more than 101 km2 or about 12% of the study area is in high risk class. Most of these high-risk areas are adjacent to either side of the basin's main waterways or floodplains adjacent to them. This can be attributed to a number of reasons, such as the smoothness or slowness of these areas (and thus the possibility of easier spreading and spreading floods), the existence of a valley extended by the flood plain below it. , Counts the crossing of the Ghorichai River through these zones and the low altitude of these zones.
Conclusion
In this study, in order to map the flood hazard in the Ghorichai catchment area, 10 factors influencing flood event were applied. These criteria can be divided into three main categories: geomorphological criteria including altitude, slope, slope direction, ground convexity and geological formations; hydrological criteria including drainage density variables, curve number (CN) and distance from the waterway. And land cover criteria including land use and vegetation (NDVI). To integrate and overlap the research thematic layers with the aim of mapping flood risk zoning at the Ghorichai watershed, we use two models of fuzzy logic and ANP in the form of GIS. There was action. In this regard, all subject layers affecting flood occurrence were applied with different fuzzy functions, in the range between 0 and 1 standard and having the same units. Then all relevant subject layers were combined with the weights obtained from the ANP model. Flood hazard zoning of the Quriichai watershed showed that about 18% of the studied watershed area was located in high and very high risk classes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • flood
  • Fuzzy logic
  • ANP Model
  • GIS
  • Ghorichai
  • امیدوار، ک.، 1392، مخاطرات طبیعی، چاپ دوم، انتشارات دانشگاه یزد، یزد.
  • بروشکه، ا.، سکوتی، ر.، منتصری، م و قهرمانی، ا.، 1385، بررسی پدیده سیل و پهنه­بندی آن با استفاده از تصاویر ماهواره­ای، هفتمین سمینار بین­المللی مهندسی رودخانه، 24-26 بهمن ماه، دانشگاه شهید چمران اهواز، صص 8-1.
  • حاتمی­نژاد، ح.، آتش­افروز، ن و آروین، م.، 1396، پهنه‌بندی خطر سیل با استفاده از تحلیل چندمعیاره و GIS مطالعه موردی: شهرستان ایذه، فصلنامه دانش پیشگیری و مدیریت بحران، دوره 7، شماره 2، صص 57-44.
  • حافظی مقدس، ن و غفوری، م.، 1388، زمین­شناسی زیست­محیطی، چاپ اول، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، سمنان.
  • خیری­زاده آروق، م.، ملکی، ج و عمونیا، ح.، 1391، پهنه بندی پتانسیل خطر وقوع سیلاب در حوضه آبریز مردق چای با استفاده از مدل ANP، پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، شماره 3، صص 56-39.
  • زینی­وند، ح. ضیاتباراحمدی، م، خ و تلوری، ع، ا.، 1385، پهنه بندی سیل با به کارگیری نرم افزار HEC-RAS در دشت سیلابی سیلاخور بروجرد، مجله منابع طبیعی ایران، جلد 59، شماره 1، صص 13-1.
  • عابدینی، م و بهشتی جاوید، ا.، 1395، پهنه بندی خطر وقوع سیلاب حوضه آبخیز لیقوان چای با استفاده از مدل فرآیند تحلیل شبکه و سیستم اطلاعات جغرافیایی، نشریه فضای جغرافیایی، جلد 16، شماره 55، صص 312-293.
  • فاضل، س.، تقوایی، م و محمودزاده، ا.، 1396، پهنه­بندی آسیب­پذیری لرزه­ای شهری با استفاده از مدل ANP، مطالعه موردی: شهر نجف­آباد، دو فصلنامه علمی و پژوهشی مدیریت بحران، شماره 11، صص 132- 121.
  • فرجی سبکبار، ح و زراعتی، م.، 1387، بررسى و مدیریت ریسک سیلاب در منطقه کاشان با استفاده از تکنیک سیستم اطلاعات جغرافیایى (GIS)، فصلنامه اطلاعات جغرافیایی(سپهر)، دوره 17، شماره 66، صص 31-24.
  • قنواتی، ع، ا.، 1392، پهنه­بندی خطر سیلاب شهر کرج با استفاده از منطق فازی، جغرافیا و مخاطرات محیطی، سال 2، شماره 8، صص 132-113.
  • مختاری هشی، ح و رحیمی، د.، 1395، پهنه بندی خطر سیل در مراکز انسانی و اقتصادی استان خراسان جنوبی با استفاده از منطق فازی، جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، دوره 27، شماره 1، پیاپی 61، صص 216-199.
  • مددی، ع.، پیروزی، ا و شکرزاده، ا.، 1397، بررسی تحلیل فضایی خطر سیلاب در حوضه آبخیز خیاوچای، طرح پژوهشی، دانشگاه محقق اردبیلی.
  • مددی، ع.، پیروزی، ا و آقایاری، ل.، 1397، پهنه­بندی خطر سیلاب با استفاده از تلفیق روش­های SCS-CN و WLC (مطالعه­ی موردی: حوضه­ی خیاوچای مشکین شهر)، نشریه هیدروژئومورفولوژی، دوره 5، شماره 17، صص 102-85.
  • نسرین­نژاد، ن، ا.، رنگزن، ک.، کلانتری، ن و صابری، ع.، 1393، پهنه بندی پتانسیل سیل خیزی حوزه آبریز باغان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)، نشریه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دوره 5، شماره 4، پیاپی 17، صص 34-15.
  • ولیزاده کامران، خ.، 1386، کاربرد GIS در پهنه بندی خطر سیلاب (مطالعه موردی: حوضه رود لیقوان)، مجله فضای جغرافیایی، سال 7، شماره 20، صص 169-153.
  • وهابی، ج.، 1385، پهنه بندی خطر سیل با استفاده از مدل های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی (مطالعه موردی طالقان رود)، پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، شماره 71، صص 40-33.
    • Al-ghamdi, K.A., Mirza, M.N. and Elzahrany, R.A., 2012. GIS evaluation of urban growth and flood hazards: a case study of Makkah city, Saudi Arabia. Knowing to manage the territory, protect the environment, and evaluate the cultural heritage. pp. 6-10.
    • Belmonte, C. and García, S., 2012. Flood risk assessment and mapping in peri-urban Mediterranean environments using hydrogeomorphology, Application to ephemeral streams in the Valencia region (eastern Spain). Landscape and Urban Planning, 104(5), pp.189– 200.
    • Chen, J., 2009. A GIS-based model for urban flood inundation, Journal of Hydrology, 373, pp.184– 192.
    • Fernandez, D.S. and Lutz, M.A., 2010. Urban flood hazard zoning in Tucumán Province Argentina, using GIS and Multicriteria decision analysis. Engineering Geology, 111, pp. 90–98.
    • Haq, M., Akhtar, M., Muhammad, S., Paras, S. and Rahmatullah, J., 2012. Techniques of remote sensing and GIS for flood monitoring and damage assessment: a case study of Sindh province, Pakistan, Egypt. Space Science, 15, pp. 135–141.
    • Philip, G., Oguntunde, A., Jan, F., Nick, V.G. and Hubert, H.G., 2006. Hydro climatologyof the Volta River Basin in West Africa: Trends and variability from 1901to 2002. JournalPhysics and Chemistry of the Earth, 31, pp. 1180-1188.
    • Qin, Q., Tang, H. and Chen, H., 2011. Zoning of highway flood-triggering environment for highway in Fulling District, International Conference on Photonics, 3D imaging and Visualization. International Society for Optics and Photonics, 82, pp. 530- 538.
    • Sharma, S., Roy, P.S., Chakravarthi, V. and Srinivasa, R.G., 2018. Flood risk assessment using multi-criteria analysis: a case study from Kopili River Basin, Assam, India. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 9(1), pp. 1-15.