پهنه بندی سیلاب حوضه آبریز آجرلو چای با استفاده از روش L-THIA و منطق فازی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه محقق اردبیلی

2 سازمان جغرافیایی

چکیده

امروزه سیل یکی از رایج‌ترین و پرهزینه‌ترین بلایای طبیعی جهان است که خسارات و تلفات انسانی و مادی زیادی را بر جوامع انسانی وارد می‌سازد. برای پیشگیری و کاهش اثرات سیل، اجتناب از قرار گرفتن در معرض این مخاطرات از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشد. پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی یکی از روش‌هایی است که جهت کاهش خطرات ناشی از سیل می‌توان اتخاذ نمود. در این پژوهش با استفاده از روش L-THIA و مدل منطق فازی اقدام به پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی در حوضه آجرلوچای شده است. جهت انجام این کار از نه فاکتور طبیعی (ارتفاع، اقلیم، واحد اراضی، شیب، لیتولوژی، تراکم زهکشی، گروه‌های هیدرولوژیکی خاک، رواناب و کاربری زمین) استفاده‌شده است. نتایج به‌دست‌آمده از پهنه‌بندی سیل‌خیزی در منطقه نشان می‌دهد که بیشتر مساحت حوضه (حدود 6/65 درصد) دارای پتانسیل سیل‌خیزی کم، خیلی کم و متوسط قرار دارد. این مناطق بیشتر در بخش‌های غربی و پست حوضه قرارگرفته‌اند. بیشتر مناطق سیل‌خیز حوضه در نیمه شرقی و شمال شرقی حوضه قرارگرفته است. در این مناطق زمین‌ها ازنظر تراکم شبکه زهکشی در کلاس بالاتری قرار دارند که خود عاملی برای سیل‌خیز بودن حوضه می‌باشد. درصد زمین‌های سیل‌خیز حوضه در دو کلاس پتانسیل زیاد و خیلی زیاد در حدود 4/34 درصد از کل مساحت حوضه می‌باشد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Flood zonation of Agerloo Cay Basin using the L-THIA method and fuzzy logic

نویسندگان [English]

  • fariba Esfandiary Darabad 1
  • masoud rahimi 2
  • Gholamreza Pourmortaza 1
چکیده [English]

A flood is a very simple natural phenomenon that occurs when a body of water rises to overflow land that is not normally submerged (Ward, 1978). At the same time, a flood is a very complex phenomenon that connects the natural environment, people, and the social systems of their organization. Flood is the most expensive and devastating natural hazard (Wilby and Keenan 2012; Sanyal and Lu 2004), and it continues to be a concern in many parts of the world (Jha et al. 2012; Kundzewich et al. 2010; Chang and Franczyk 2008). Scenarios of future climate indicate a likelihood of increased intense precipitation and flood hazard in many areas (cf. Kundzewicz et al., 2010). Floods are currently one of the greatest threats to social security and sustainable development, and it is estimated that floods affect around 20–300 million people every year (Hirabayashi and Kanae 2009). In recent decades many studies have been carried out on floods that mainly approached to flood risk management. Flood inundation models are defined as the tools which could simulate the rivers hydraulic and also occurred floods in flood plains (Horrit, 2007, 61). Modern flood management should attempt to analyses the full scope of a flood event, using integrative concepts and taking into account multifaceted expertise from diverse fields. Reliable flood risk assessment and the development of effective flood protection measures require thorough knowledge about flood frequencies at different points in a catchment. In this research, quantitative approaches in order to flood zonation were used for the Ajirloo Chay Basin.
Topographic maps with scale of 1: 50,000, digital elevation model (DEM) with 27 m resolution, and satellite imagery (Landsat 3 and 4 :2013) are most important materials in this research. In this study for flood hazard zonation were used the L-THIA method and fuzzy logic quantitative approaches. Fuzzy theory is inaccurate and ambiguous concepts and a variable makes the math. In this study, the operator sum, algebraic product and gamma are used. In order to run the model and research used from a series of climatology data, geomorphology and land surface coating. In flooding zonation an area can be considered many physiographic parameters that can influence. Among these parameters we select nine factors as the most important factors that influence in flooding. These nine factors are: drainage density, hydrologic soil groups, slope, climate, land use, run off, land units, altitude, and lithology.It is important for preventing and decreasing the effect of flood to avoiding expounding these risks. Zonation flooding that can be adopted. In this study we used LHTIA models and fuzzy logic in Ajirloo Chay basin. For this research we got help nine factors includes (altitude – climate – land units – slope – lithology – drainage density –hydrologic soil groups – run off and land use). In this area the results show that more than flood zonation are in very low, low and mediums risk classes (about 65/6 %) that these area are located in western and bathetic water shed and the most high risk area located in the eastern half and the northeast. The high class of land drainage density are in this area of land that is the factor of being prone to flooding
The concentration of run off in the Ajirloo chay basin is in the eastern portion and in the upstream of the basin. Natural factors such as high slopes and high altitudes and poor vegetation can aggravated the flooding of the eastern portion of the basin and increase the flood hazard in this portion of the basin. Percent of high risks land is in much and too much potential that included (34/4%) of total area which is remarkable. According to the final map obtained from flooding zonation and for the sustainable development should be prevented from constructions in area with very high and high risk.The concentration of run off in the Ajirloo chay basin is in the eastern portion and in the upstream of the basin. Natural factors such as high slopes and high altitudes and poor vegetation can aggravated the flooding of the eastern portion of the basin and increase the flood hazard in this portion of the basin. Percent of high risks land is in much and too much potential that included (34/4%) of total area which is remarkable. According to the final map obtained from flooding zonation and for the sustainable development should be prevented from constructions in area with very high and high risk.The concentration of run off in the Ajirloo chay basin is in the eastern portion and in the upstream of the basin. Natural factors such as high slopes and high altitudes and poor vegetation can aggravated the flooding of the eastern portion of the basin and increase the flood hazard in this portion of the basin. Percent of high risks land is in much and too much potential that included (34/4%) of total area which is remarkable. According to the final map obtained from flooding zonation and for the sustainable development should be prevented from constructions in area with very high and high risk.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flood zonation
  • Agorloo Chay Basin
  • LTHIA model
  • Fuzzy logic
  • ·         آذری، محمود، صادقی، سیدحمیدرضا و تلوری، عبدالرسول،1390، ارزیابی تأثیر اقدامات آبخیزداری بر ویژگی های سیل با استفاده از تلفیق مدل های HEC-HMS و HEC-RAS در محیط GIS (مطالعة موردی: حوزة آبخیز جاغرق)، مجلة علوم و مهندسی آبخیزداری، 5(15)، صص 69-72.
  • آقاعلیخانی، مرضیه 1388، پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی و سیل گیری حوضه فرحزاد تهران با استفاده از مدل منطق فازی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه خوارزمی تهران.
  • افتخاری امیرحسین, سلاجقه علی, حسینی سیداحمد1390، ارزیابی پهنه‌بندی سیل با تغییرات ضریب زبری مطالعه موردی: رودخانه اترک، جغرافیای طبیعی : تابستان 1390, دوره 4, شماره 12 ، صص91  - 106.
  • امیدوار،کمال و کیانفر، آمنه، 1389، پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوضه آبریز کنجانچم، پژوهش های جغرافیای طبیعی، شماره 72،تابستان 1389صص73-90.
  • امیراحمدی، ابوالقاسم و آب باریکی، زکیه، 1391، ریز پهنه‌بندی خطر زلزله شهر سبزوار با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS، جغرافیا و توسعه : تابستان 1393, دوره12, شماره  35، صص 133- 151.
  • بهشتی جاوید، ابراهیم،1390، پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی در حوضه رودخانه بالخلوچای ، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه خوارزمی تهران.
  • بهشتی، مسعود، فیض نیا، سادات، سلاجقه، علی، احمدی، حسن. 1388، بررسی کارایی پهنه‌بندی زمین لغزش فاکتور اطمینان: مطالعه موردی حوزه آبخیز معلم کلایه. فصل نامه جغرافیایی طبیعی، سال دوم، شماره 5، ص20-32.
  • پوررضا، م، 1386، پهنه‌بندی سیلاب با استفاده از سیستم ساماندهی جغرافیایی (GIS )  طرح مطالعاتی: قسمتی از رودخانه قره‌آغاج در استان فارس، همایش GIS  تهران ، ص 24.
  • ثروتی، محمدرضا، احمدی، محمود و نصرتی، کاظم، 1391، پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوضه آبخیز سراب دره شهر،جغرافیا( فصلنامه علمی- پژوهشی انجمن جغرافیای ایران)، شماره 36 بهار سال1392.
  • علایی طالقانی، محمود و همایونی، صدیقه، 1390، پهنه‌بندی حوضه دینور ازنظر تولید سیلاب به مؤلفه‌های ژئومورفولوژی،گروه جغرافیا، دانشگاه رازی کرمانشاه، جغرافیا و پایداری محیط(پژوهشنامه جغرافیا)، سال1390.
  • شعبانلو، س، صدقی، ح، ثقفیان، ب، موسوی جهرمی، ح، 1387، پهنه‌بندی سیلاب در شبکه رودخانه‌های استان گلستان با استفاده از GIS، سال دوم، شماره ی سوم، صص 22-11
  • قنواتی عزت اله, کرم، 1392، پهنه‌بندی خطر رخداد سیلاب در شهر  کرج  با استفاده از مدل فازی، جغرافیا و مخاطرات محیطی, شماره هشتم , زمستان 1391, صص131-113
  • قیّومی,صادق، منطق فازی و مبانی فلسفی آن ، پایان نامه دوره کارشناسی ارشد فلسفه، دانشگاه تربیت مدرّس تهران، سال 1381
  • نبوی، محمدحسن، 1355: دیباچه ای بر زمین شناسی ایران. انتشارات سازمان زمین شناسی کشور، ص 109
  • وطن فدا، جبار، 1381: بررسی وضعیت سیل کشور، مشکلات و تنگناها. سازمان تماب،گزارش منتشر نشده.
  • یمانی، مجتبی و نورانی، مریم، (1391): تعیین پهنه های سیل گیر با استفاده از مدل HEC-RAS در  بالادست سد طالقان از پل گلینک تا پل وشته، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره اول، بهار1391
    • Calea, G.Barbet, (2002), Influnce of vegetion cover on flood hydrology in experimental basins if mt. lozere, Hydrology Continental, 7:1, 33-49.                                                      
    • - Choi W, Deal BM. (2008). Assessing hydrological impact of potential land use change through hydrological and land use change modeling for the Kishwaukee River basin (USA). J Environ Manage. 2008 Sep; 88(4):1119-30. Epub 2007 Aug 8.                        .
    • -Chen J., Shufang Zhao, Huimin Wang, (2011),”Risk Analysis of Flood Disaster Based on Fuzzy Clustering Method” Energy Procedia, Volume 5.1915-1919.
    • Hagen E., J.F. Shrodr Jr., X.X.Lu, John F.Teufert.2010. Reverse engineered flood hazard mapping in Afghanistan: A parsimonious flood map model for developing Countries. Quaternary International XXX, Pages 1-10.                                                                 
    • Horritt MS, Bates PD, 2002, Evaluation of 1D and 2D numerical models for predicting river flood inundation. J Hydrol 268. pp.87–99.                                       
    • R.K.Sahu, S.K.Mishra, T.I.Eldho.2010, Comparative evaluation of SCS-CN-inspired models in applications to classified datasets. Agricultural Water Management, vol970, pp.749–756.                                                                                                      
    • Natale l., F. Savi (2007). Mont Carlo analysis of probability of inundation of rom, Environmental modeling &software 22.
    • Rico M., G. Benito, A. Barnolas (2001). Combined palaeoflood&rainfall runoff assessment of mountain floods Spanish Pyreness, Journal of hydrology 245.
    • Stromberg,j.C,Richter,B.D,Patten,D.T,Wolden,L.G(1999); Response,of a Sanoran riparian forest to a10 year return flood. Naturalist, 53, 2,118-139.
  • Wang, Y., C. Woonsup, and M. D. Brian, 2005. Long-term impacts of land-use change on non-point source pollutant loads for the St. Louis metropolitan area, USA, Environmental Management, 35(2): 194-205.
  • Yang, C.R. and C.T. Tsai. 2000. Development of a GIS-Based Flood Information System for Floodplain Management and Damage Calculation. Journal of the American Water Resources Association, 36(3), PP.567-577.
  • Yang, L.; Ma, K. M.; Quo, Q. H.; Bai, X. ,2008, Evaluating Long-term  Hydrological  Impacts of  Regional  Urbanization in  Hanyang, China, Using a GIS Model and Remote Sensing. Int. J. Sustain. Dev. World Ecol., 15 (4), 350–356.