پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از تلفیق دو مدل فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و فازی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز کمه، استان اصفهان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ازاد میبد

2 دانشگاه گیلان

3 دانشگاه آزاد میبد

چکیده

در پژوهش حاضر با استفاده از نقاط لغزشی برداشت شده از حوضه آبخیز، اقدام به شناسایی پهنه‌های لغزش در منطقه گردید. عواملی مثل ارتفاع، شیب، جهت شیب، زمین‌شناسی، کاربری اراضی، فاصله از گسل، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه، فاصله از مراکز مسکونی و مقدار بارش به‌ عنوان متغیرهای تأثیرگذار در وقوع لغزش‌های در منطقه بررسی شدند. جهت تهیه‌ لایه‌ها و طبقه‌بندی هر یک از آنها برای هر متغیر، از روش تلفیق لایه زمین‌لغزش و متغیر مورد نظر استفاده شد و در واقع همان روش تعیین عضویت فازی با استفاده از مدل نسبت فراوانی است. پس از محاسبه‌ نسبت فراوانی و عضویت فازی طبقات، اپراتورهای مجموعه فازی، شامل جمع، ضرب و گاماهای 7/0، 8/0 و 9/0، به عنوان روش‌های همپوشانی متغیرهای رده‌بندی شده با مقادیر عضویت فازی مورد استفاده قرار گرفتند تا نقشه‌های پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در منطقه مورد مطالعه تهیه شوند. به ‌منظور انتخاب روش بهینه از میان اپراتورهای همپوشانی فازی، از دو روش مجموع کیفیت و دقت روش استفاده شد تا مشخص شود که کدام اپراتور یا روش فازی دقت بهتری برای پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در حوضه آبخیز کمه دارد. مقدار شاخص مجموع کیفیت (Qs) که مقایسه و ارزیابی روش‌ها را در قیاس با یکدیگر نشان می‌دهد، حاکی از آن است که اپراتور فازی گامای 8/0 با 44/6، بالاترین مقدار Qs را در میان سایر اپراتورهای فازی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Zonation of Landslide Risk using Fuzzy and AHP Model (Case Study: Komeh Basin, Isfahan Province

نویسندگان [English]

  • mohamadreza Nojavan 1
  • Somayeh sadat Shahzeidi 2
  • Mahmoud davudi 2
  • Hajar Aminroaya 3
1 Azad University of Maybod
2 University of Guilan
چکیده [English]

aaIntroduction
Iran has natural potential for creating a wide range of landslides; Because of different climatic zones, Topography, tectonic activity and seismicity, geology and natural condition. The basin of Komeh is located in southern Isfahan province. This research studies the factors affecting the occurrence of landslides and makes draw a hazard zonation map to identify sensitive areas with potential hazards.in order to, an appropriate solution could be used to the crisis and the risk of landslides to reduce damage and improve the environmental situation. Now a day Landslide and mass movements have been studied in scientific and international contexts

Introduction
Iran has natural potential for creating a wide range of landslides; Because of different climatic zones, Topography, tectonic activity and seismicity, geology and natural condition. The basin of Komeh is located in southern Isfahan province. This research studies the factors affecting the occurrence of landslides and makes draw a hazard zonation map to identify sensitive areas with potential hazards.in order to, an appropriate solution could be used to the crisis and the risk of landslides to reduce damage and improve the environmental situation. Now a day Landslide and mass movements have been studied in scientific and international contexts
Methodology
In this research, the zoning and preparation of hazard maps are based on the combination of landslides in the region with effective criteria. The recorded landslide points of the Komeh basin have been identified by field studies, satellite images with high spatial resolution, geological and topographic maps and converted to Landslide zones. Then, effective independent variables (such as slope, direction of amplitude, elevation, lithology or geology, land use, fault, waterway, rainfall and communication path network) were identified in the occurrence of landslide phenomenon and Using relative frequency method, the relative weight of each floor was calculated from each variable. Finally, by comparing and overlapping the mapping of landslides and hazard zonation maps in GIS, to evaluate and compare the fuzzy landslide risk zoning operators using two methods, of quality Sum (Qs) and method ( P). so appropriate operator with survey area and different classes of risk of landslide occurrence in the Komeh basin.
Results
Fuzzy maps were created after recognizing the factors affecting landslide and zoning as effective factors in the area. Using fuzzy functions and fuzzy maps were created. Considering the relative weights calculated the geological variable as the most effective and then gradient variable occurrence of slopes of the basin of Komeh was based on specialist's idea. After weighing each variable Based on the relative weights obtained from the hierarchical analysis, Landslide hazard zonation map of Komeh basin was provided by five fuzzy logic overlapping operators, Sum, Product, Gamma 0.7, Gamma 0.8 and Gamma 0.9.
Results
Fuzzy maps were created after recognizing the factors affecting landslide and zoning as effective factors in the area. Using fuzzy functions and fuzzy maps were created. Considering the relative weights calculated the geological variable as the most effective and then gradient variable occurrence of slopes of the basin of Komeh was based on specialist's idea. After weighing each variable Based on the relative weights obtained from the hierarchical analysis, Landslide hazard zonation map of Komeh basin was provided by five fuzzy logic overlapping operators, Sum, Product, Gamma 0.7, Gamma 0.8 and Gamma 0.9.

- Discussion & Conclusions
Generally, in this region a quantitative fuzzy method is Able to find and recognize landslides zone. Landslide is one of the most dangerous natural disasters, and some important factor such as slope, elevation range, lithology, geology... in landslide creation. Factors were identified in the region and using weight ratio model. Fuzzy weighting and weight of the criteria were determined using hierarchical analysis method. The results show that the elevation 1775-2000 with a rainfall of 500 mm, slop more 30 to 40 degrees, slopes in the northern direction due to rainfall and humidity, marn zones, intervals of 0-100 m from the rivers, distance between 0-100 m from road, 0-100 m from fault, garden and agricultural lands, they have the Most landslides allocate themselves. The value of the index (Qs) shows that the fuzzy gamma0.8 operator is with 7.09. The most appropriate method of overlapping fuzzy logic was to obtain a gamma value of 0.8 for the landslide hazard map of basin komeh.
Discussion & Conclusions
Generally, in this region a quantitative fuzzy method is Able to find and recognize landslides zone. Landslide is one of the most dangerous natural disasters, and some important factor such as slope, elevation range, lithology, geology... in landslide creation. Factors were identified in the region and using weight ratio model. Fuzzy weighting and weight of the criteria were determined using hierarchical analysis method. The results show that the elevation 1775-2000 with a rainfall of 500 mm, slop more 30 to 40 degrees, slopes in the northern direction due to rainfall and humidity, marn zones, intervals of 0-100 m from the rivers, distance between 0-100 m from road, 0-100 m from fault, garden and agricultural lands, they have the Most landslides allocate themselves. The value of the index (Qs) shows that the fuzzy gamma0.8 operator is with 7.09. The most appropriate method of overlapping fuzzy logic was to obtain a gamma value of 0.8 for the landslide hazard map of basin komeh.
Key Words: Zoning; Landslide; komeh basin; Fuzzy Logic.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zoning
  • Landslide
  • komeh basin
  • Fuzzy logic
  • ·   اشقلی فراهانی ، عقیل؛ 1380 ، ارزیابی خطر ناپایداری دامنه های طبیعی در منطقه رودبار با استفاده از تئوری فازی، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده علوم ، دانشگاه تربیت معلم تهران، استاد راهنما ، سید محمود فاطمی عقدا.
  • ·   اصغر پور ، محمد جواد ؛ 1388 ، تصمیم گیری های چند معیاره، تهران ، انتشارات دانشگاه تهران ، ص 319
  • ·   اکبر، سمیه؛ رنجبر، حجت الله؛ کرمی نسب، سعید؛ عبدالملکی ،مهدی. (1392). ارزیابی خطر زمین‌لغزش به کمک مدل فازی دانش‌مبنا و روش ترکیبی فازی- اوزان شاهد در منطقۀ مسکونِ جیرفت، فصل‌نامۀ زمین‌شناسی مهندسی. دانشگاه خوارزمی. دورۀ 7. شمارۀ 1.
  • ·   امین عطایی ، رضا، 1393 ، پهنه‌بندی و پیش‌بینی وقوع زمین لغزش با استفاده از GIS، پایان نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه گیلان، استاد راهنما امیرهوشنگ نظامیوند چگینی
  • ·   ایرانمنش ، حسین ،1374 ، گزارش مقدماتی زمین لغزش روستای باریکان ،سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
  • ·   بهنیافر، ابوالفضل ؛ قنبرزاده، هادی؛ منصوری دانشور، محمد رضا؛ پهنه بندی خطر زمین لغزش وناپایداری به روش های AHP  و احتمال، مجله علمی - پژوهشی فضای جغرافیا، سال.1388، شماره 27: 55-78
  • ·   حسین زاده، محمد مهدی؛ ثروتی، محمد رضا؛ منصوری عادل؛ میرباقری، بابک؛ و خضری، سعید (1388). پهنه بندی ریسک وقوع حرکات توده ای با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک، فصلنامه زمین شناسی ایران، سال سوم، 11: 27-37.
  • ·   حق شناس، ابراهیم،1374، پهنه بندی خطر زمین لغزش و ارتباط آن با تولید رسوب در حوضه آبخیز طالقان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم دانشگاه تربیت مدرس، ص156 .
  • ·   خواجه شاهکوهی، علیرضا، داودی، محمود، حسام، مهدی، 1393، مدل­سازی فضایی و تصمیم گیری چندمعیاره، انتشارات دانشگاه گلستان، 308.
  • ·   جلالی، نادر ،1379 ، ارزیابی تعدادی از روش های پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوزه طالقان ، گزارش نهایی طرح ، تحقیقاتی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
  • ·   رجایی، عبدالحمید ،1382 ، کاربرد جغرافیای طبیعی در برنامه ریزی شهری و روستایی، انتشارات سمت، تهران، چاپ اول.
  • ·   سازمان جهاد کشاورزی 1383، سازمان جنگل ها، مراتع و آبخیزداری کشور، گروه بررسی زمین لغزش ها، گزارش بانک اطلاعاتی زمین لغزش های کشور
  • ·   سازمان زمین شناسی کشور نقشه های 1:250000 و 1:100000 زمین شناسی استان اصفهان
  • ·   سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح نقشه های 1:50000 توپوگرافی استان اصفهان
  • ·   شادفر، صمد ،1384 ،  پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی، مطالعه موردی حوضه آبخیز چالکرود، مجله پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، شماره 75: 118-126.
  • ·   فاطمی‌عقدا، سیدمحمود؛ غیومیان، جعفر؛ تشنه لب ، محمد؛ اشقلی فراهانی، عقیل، 1384، بررسی خطر زمین‌لغزش با استفاده از سیستم فازی در منطقۀ رودبار، مجله علوم دانشگاه تهران. جلد 31. شمارۀ 1. صفحات 64-43.
  • ·   عبادتی نژاد، سیدعلی و همکاران ،.1386 ،ارزیابی کارایی عملگرهای منطق فازی در تعیین توانمندی زمین لغزش در حوضه آبخیز شیرود، مجله علمی پژوهشی علوم مهندسی آبخیز داری، سال 1 ، شماره 2 ، صص 39-44
  • ·   محمدخان، شیرین (1380). ساخت مدل منطقه ای خطر حرکات توده ای با استفاده از ویژگی های کیفی، تحلیل سلسله مراتبی AHP سیستم ها، مطالعه موردی حوضه آبخیز طالقان، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشکده منابع طبیعی. دانشگاه تهران، صص 43-44.
  • ·   کمک پناه، علی، منتظرالقائم ، سعید.، چدنی ، امیرجعفر.، 1373 ، پهنه بندی خطرزمین لغزش در ایران ، زمین لغزه و مروری بر زمین لغزه های ایران (جلد اول)، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
  • ·   متکان، علی اکبر و همکاران ، 1388 ، مدل های منطق فازی و سنجش از دور جهت پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه آبخیز لاجیم ، نشریه زمین شناسی ژئوتکنیک (زمین شناسی کاربردی) ، دوره ، 5 ، شماره 4 ، صص 325-318
  • ·   مرکز تحقیقات آبخیزداری وحفاظت خاک کشور (1380). پروژه شیوه های تثبیت زمین لغزش ها.
  • ·   نادری ، فتح الله ، 1391 ، کاربرد منطق فازی در پهنه بندی خطر زمین لغزش در حوضه آبخیر چرداول ایلام ، پژوهش های آبخیزداری ، شماره 94 ، صص 85-74
  • ·   نوجوان، محمد.رضا، حیاتی ، غ.،1392، پهنه بندی خطر زمین لغزش حوزه آبخیز سیاه خور اسلام آباد غرب با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) ، فصلنامه علمی پژوهشی جغرافیایی سرزمین ، دوره 10، شماره 2 (پیاپی 38) ، صفحه 92-81
    • Ayalew, L. and H. Ymagishi. 2005. The application of GIS-based logistic regression for landslidesusceptibility mapping in the Kakud-Yahiko Mountains, Central Japan. Geomorphology, 65: 15-3
    • Bednarik,M. Et al.(2010) ,Landslide susceptibility Assessment of the kral ovany-liptovsky mikulas Railway case study , physics and chemistry of the Earth :PP.311-331.
    • Dai, F.C., Lee, C.f., and Ngai, Y.Y., (2002). Landslide risk assessment and management: an overview, Engineering Geology, 64: 65-87.
    • Lan, H.X., C.H. Zhou, L.J. Wang and H.J. Zhang. 2004. Landslide watershed, Yunnan, China.Engineering Geology, 76: 101-128.
    • Lee, S., and pradhan, B., (2007). Landslide hazard mapping at Selangor Malaysia using frequency ratio and logistic regression models, Landslide, 4: 33-41.
    • Zongji, Y., et al., 2010, Regional Landslide Zonation Based on Entropy Method in Three Gorges -Area, China, Seventh International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery, (FSKD 2010).