پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی

پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی

ارزیابی پراکندگی و ارتباط زمین‌لغزش‌های گستره ایلام-مهران با زمین‌ساخت و شاخص‌های ژئومورفولوژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 حوضه‌های رسوبی نفت، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
10.22034/gmpj.2025.529362.1566
چکیده
منطقه مورد مطالعه بخشی از زاگرس چین خورده در جنوب غربی ایران، شامل گستره ایلام-مهران است. هدف این تحقیق، شناسایی زمین‌لغزش‌ها و بررسی پراکندگی و ارتباط مکانی آن‌ها با پارامترهای زمین‌ساختی است. در این مطالعه، با استفاده از مطالعات میدانی و تصاویر ماهواره‌ای تعداد 257 زمین‌لغزش در منطقه مورد مطالعه شناسایی شد. جهت ارزیابی پراکندگی و ارتباط این زمین‌لغزش‌ها با زمین‌ساخت، شاخص‌های ژئومورفولوژی از جمله انتگرال هیپسومتری (Hi)، گرادیان طولی رودخانه (SL)، عدم تقارن حوضه (AF)، نسبت شکل حوضه (Bs)، پهنا یا عرض کف دره (Vfw) و سینوسیته جبهه کوهستان (Smf) برای حوضه‌های آبریز منطقه مورد مطالعه محاسبه گردید و با استفاده از شاخص Iat میزان فعالیت نسبی زمین‌ساختی منطقه به دست آمد. همچنین ارتباط کمی بین کانون زمین‌لرزه‌ها، گسل‌ها و فروانی زمین‌لغزش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده از بررسی پراکندگی زمین‌لغزش‌ها نسبت به کانون زمین‌لرزه‌ها و گسل‌ها نشان می‌دهد که زمین‌لغزش‌ها بیشتر در مجاورت گسل‌های فعال و نزدیک به کانون زمین‌لرزه‌ها (با شعاع کمتر از 2 کیلومتر) متمرکز شده‌اند و نزدیکی به شکستگی‌های ساختاری و فعالیت‌های لرزه‌ای نقش مهمی در تحریک لغزش دامنه‌ها ایفا کرده است. بررسی شاخص‌های ژئومورفولوژیک و شاخص مورفوتکتونیک (Iat) نشان دهنده فعالیت زمین‌ساختی متوسط در حوضه‌های ایلام (2.16)، صالح آباد (2.33) و مهران 1 (2.33) و فعالیت زمین‌ساختی زیاد در حوضه مهران 2 (2) می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش انتگرال هیپسومتری (Hi) در زیرحوضه‌ها مقدار شاخص‌های تراکم زمین‌لغزش (LD) و نسبت مساحت زمین‌لغزش به مساحت کل حوضه (LA) افزایش می‌یابد. این موضوع نشان می‌دهد حوضه‌های جوان‌تر (با Hi بالاتر) و پرشیب‌تر، بیشتر مستعد وقوع زمین‌لغزش هستند. تلفیق داده‌های زمین‌ساختی، لرزه‌ای و مورفومتری حوضه‌ها، نشان می‌دهد که در زیرحوضه‌هایی با فعالیت زمین‌ساختی بالا، مساحت زمین‌لغزش‌ها نسبت به مساحت زیرحوضه افزایش می‌یابدو منطقه مورد مطالعه از نظر ژئودینامیک فعال بوده و زمین‌لغزش‌ها، تحت تأثیر فعالیت لرزه‌ای، گسل‌ها و شرایط زمین‌ساختی منطقه شکل گرفته‌اند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of distribution of landslides of Ilam-Mehran area and their relationship with tectonics and geomorphologic indices

نویسندگان English

forouzan naseri 1
Shahram Bahrami 1
alireza salehi pour milani 1
mohsen ehteshami moeen abadi 2
1 Department of Geography, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
2 Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده English

Introduction

Tectonic forces originate from within the earth and cause deformation of the earth's surface. Tectonics is important in the science of geomorphology, especially from the perspective of the formation of surfaces, and the formation of mountain ranges is the function of tectonic forces. One of the important natural hazards in mountainous areas is landslides, which has serious consequences for human life. Studies conducted around the world also indicate that landslides in tectonically active areas have much greater cuts and in mountainous areas where there is greater density, education can be witnessed.

Methodology

In this research, the main goal is to identify landslides and investigate the effect of active tectonic parameters on domain instability in the sub-basins of the southern part of Zagros (Ilam-Mehran range). Therefore, initially, 257 small and large landslides, including definite and suspected cases, were identified and characterized using a digital elevation model with a resolution of 12.5 m, topographic maps of 1:50,000, satellite images in Google Earth, Arc GIS, and Global Mapper software. Then, through more detailed studies in images with higher spatial resolution and field visits, the study area was studied on a case-by-case basis and the suspected cases were verified (Figure 3). Next, to evaluate the spatial relationship of landslide occurrence, the tectonic activity of the sub-basins was extracted using Arc Hydro software. Finally, to estimate the relative tectonic activity index Iat, morphometric indices such as hypsometric integral (Hi), river longitudinal gradient (SL), basin asymmetry (AF), basin shape ratio (Bs), valley floor width (Vfw) and mountain front sinuosity (Smf); and to investigate the uneven conditions of sub-basins, slope indices (S), slip area ratio to basin area (LA), slip density (LD) and Melton index (Me) were calculated and the statistical relationship between the indices was estimated using the Pearson correlation test. Also, data related to the epicenter of earthquakes were received from the database of the National Seismological Center.

Results and Discussion

A study of the spatial distribution of 257 identified landslides shows that the largest number of them was observed in the Ilam, Mehran 1, Mehran 2, and Salehabad basins, respectively. In terms of the ratio of landslide area to the total basin area, Mehran 2 basin has the largest share with 4.66 percent, which indicates the high sensitivity of this basin to the occurrence of landslides. In contrast, Salehabad basin has the lowest landslide area with 2.35 percent. Analysis of the relationship between landslides and faults shows that more than 57 percent of landslides occurred within a distance of less than 2 km from faults. This finding indicates that fault activity plays a fundamental role in creating unstable conditions on slopes. Also, the investigation of the distribution of landslides in relation to earthquake centers shows a direct relationship between landslides and earthquake occurrence. About 68.87 percent of the landslides occurred less than 4 kilometers from the earthquake focus with a magnitude of more than 2.5 on the Richter scale. The findings show that with increasing distance from the earthquake focus, the percentage of landslides decreases significantly, which indicates a decrease in the impact of seismic waves on the occurrence of these phenomena. In fact, the vibrations caused by earthquakes play a major role in the activation of landslides, and in areas where the faults have less activity or there are no earthquake centers, the frequency of landslides is reduced and their dispersion is increased. The results of morphometric indices show that the Ilam, Mehran 1 and Salehabad basins are in the medium tectonic activity class, and the Mehran 2 basin, being in the high tectonic activity class, has a higher level of tectonic activity. On the other hand, the distribution of landslides in the basins, considering their size and area, confirms the existence of active tectonics in the region. Especially in the Mehran 2 basin, despite its smaller size, it has a high level of tectonic activity and has the highest frequency of landslides in relation to its area. Also, the results of the analysis of the ratio of the area of landslides to the area of sub-basins indicate that this ratio increases significantly with an increase in the tectonic activity class. This indicates that in sub-basins with higher tectonic activity, the extent of landslides is relatively greater and their probability of occurrence increases.

Conclusion

The findings show that landslides are mostly concentrated in the vicinity of active faults and close to earthquake epicenters, and proximity to structural fractures and seismic activity has played an important role in triggering landslides. By moving away from these tectonic elements, the frequency and intensity of landslides decrease. Therefore, it can be said that faults and earthquake foci, as the main drivers, have a direct impact on the occurrence and spread of landslides in the region. Also, the study of geomorphological indices and morphotectonic index (Iat) shows moderate activity of Ilam, Mehran 1 and Salehabad basins and high activity of Mehran 2 basin. The distribution of landslides in the studied basins shows that the phenomenon of slope instability has occurred significantly in all basins, but its rate is higher in some basins than in other areas. The significant positive correlation between landslide density indices and the ratio of landslide area to the basin hypsometric integral and Melton index indicates the effective role of tectonic conditions and the level of geomorphological dynamics of the basin in increasing the number and extent of landslides. In fact, in sub-basins with high tectonic activity, the area of landslides increases relative to the area of the sub-basin. Therefore, some basins, such as Mehran 2, despite their smaller basin size, witness a greater number and extent of landslides, which indicates their high sensitivity to factors affecting instability, especially tectonic factors. In general, the integration of tectonic, seismic, and morphometric data of the basins shows that the studied area is geodynamically active and landslides, as a clear consequence of these activities, have been formed under the direct influence of seismic activity, faults, and tectonic conditions of the region.

کلیدواژه‌ها English

Tectonics
Landslides
Morphometry
Iat Index
Southwestern Zagros
ارزانی, م.، برنا، ر.، مرشدی، ج.، ظهوریان، م.، 1401. مطالعه نقش پارامترهای اقلیمی در توسعه سیاسی و اجتماعی شهر ایلام. فصلنامه جغرافیا (برنامه ریزی منطقه ای), 12(47), 116-128.
https://www.doi.org/10.22034/jgeoq.2022.280631.3012
افشاری، ا.، قهرودی‌تالی، م.، صدوق، س ح.، احتشامی معین‌آبادی، م.، 1398. کاربرد شاخص‌های مورفوتکتونیکی در تحلیل مخاطرات زمین لغزش در راه‌آهن ناحیه لرستان، نشریه مدیریت مخاطرات محیطی، 6، (1)، 51-66.
https://doi.org/10.22059/jhsci.2019.272472.425
انتظاری، م.، استکی، ش.، غلام حیدری، ح.، 1403. بررسی وضعیت زمین لغزش حوضه آبریز طارم با استفاده از مدل همپوشانی ریسک-آسیب پذیری، جغرافیا و برنامه‌ریزی, 28(89)، 61-39.
https://doi.org/10.22034/gp.2023.54607.3073
تقوی، ر.، جعفری راد، ع.، زنگنه، م ص.، خلیلی اواتی، ا.، تقوی، ص.، 1403. پهنه بندی رخداد زمین لغزش در محدوده چهارگوش نقشه زمین شناسی 1: 100000 (نمونه موردی: کیاسر، استان مازندران). اندیشه های نو در علوم جغرافیا، 2 (4)، 49-72.
https://doi.org/https://doi.org/10.71787/10.71787/ntigs.2024.1123972
جباری، ن.، ثروتی، م.، حسین زاده، م م.، 1391. مطالعه مورفوتکتونیک فعال حوضه‌ی آبخیز حصارک (شمال غرب تهران) با استفاده از شاخص‌های تکتونیک، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، (2)، 17-34.
https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.22519424.1391.1.2.2.6
جعفری، غ ح.، خدایی، ر.، 1402. مورفومتری و بازسازی زمین‌لغزش معلم‌کلایه، مخاطرات محیط طبیعی، 12(35)، 59-78.
https://doi.org/10.22111/jneh.2022.40129.1849
خداشاهی، م.، 1394. پهنه بندی خطر زمینلغزش‌های ناشی از زلزله رودبار-منجیل با استفاده از مدل ناحیهای جامع زمین‌لغزش‌های القایی از زلزله، پایان نامه کارشناسی ارشد زمینشناسی مهندسی، استاد راهنما: ابراهیم رحیمی. دانشگاه دامغان.
رامشت، م.، باباجمالی، فرهاد.، 1398، ژئومورفولوژی تحلیلی ایران، انتشارات سمت. چاپ اول. 258ص.
https://samt.ac.ir/fa/book/2272
صبوری، س م.، حاجی علی بیگی، ح.، طالبیان، م.، فتاحی، م.، 1400. بررسی ارتباط فراوانی رخداد زمین لغزش با تکتونیک فعال در منطقه شمال قزوین. مجله منابع طبیعی ایران، 74، (2)، 423-436.
https://doi.org/10.22059/jrwm.2021.320339.1578
صفاری، ا.، یمانی، م.، کرم، ا.، کرمی، پ.، 1397. تأثیرات مورفوژنتیکی تکتونیک فعال بر زمین لغزش در حوضه جاجرود، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 7، (3)، 117-135.
https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.22519424.1397.7.3.7.5
عابدینی، م.، پیروزی، ا.، 1403. تعیین مناطق مستعد وقوع خطر زمین لغزش در مسیر ارتباطی نیر-سراب، جغرافیا و توسعه، 74، (22)، 82-118.
https://doi.org/10.22111/gdij.2024.8147
علایی طالقانی، م.، 1391. ژئومورفولوژی ایران، انتشارات قومس تهران، چاپ هفتم. 360 ص.
https://www.gisoom.com/book/1876022/
غیومیان، ج.، فاطمی‌عقدا، س م.، عطایی، ا.، داوودی، م ه.، نوروزی، ع.، 1386. تعیین روش بهینه برخورد با خطر زمین لغزش در مناطق روستایی با استفاده از سیستم پشتیبان تصمیم (DSS)، مطالعه موردی زمین‌لغزش باریکان، نشریه علوم زمین. 17، (65)، 1-11.
https://doi.org/10.22071/gsj.2008.58164
قرشی، م.، آرین، مهران.، 1389. تکتونیک ایران. مربع آبی، چاپ دوم. 336 ص.
https://www.gisoom.com/book/1730398
گورابی، ا.، 1400. کمی‌سازی زمین لغزش بزرگ مله کبود ناشی از زمین لرزه 7.3 سال 1396 کرمانشاه با استفاده از اینتروفرومتری، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 21، (60)، 47-63.
http://dx.doi.org/10.52547/jgs.21.60.47
گیلانی‌پور، ع.، متولی، ص.، درفشی، خ.، 1404. ارزیابی حساسیت زمین‌لغزش و تعیین عوامل مؤثر در وقوع آن با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز گلندرود). جغرافیا و مخاطرات محیطی. 14، (1)، 257-284.
https://civilica.com/doc/2273636
منصوری، ر.، صفاری، ا.، 1394. تحلیل فعالیت زمین‌ساختی حوضه آبخیز فرحزاد از طریق شاخص‌های ژئومورفیک، 24، (95)، 93-113.
https://doi.org/10.22131/sepehr.2015.15555
نوجوان، م.، شاه‌زیدی، س.، داودی، م.، امین الرعایایی، هاجر.، 1398. پهنه‌بندی خطرزمین‌لغزش با استفاده از تلفیق دومدل فرایند تحلیل سلسله مراتبی و فازی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز کمه، استان اصفهان)، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 7، (4)، 142-159.
https://doi.org/10.22126/ges.2021.6461.2391
یمانی، م.، محمدی، ا.، نگهبان، س.، 1389. پهنهبندی زمین‌لغزش در حوضهی آبخبز تنکابن با استفاده از مدل‌های کمی، جغرافیا و توسعه.8، (19)، 83-98.
https://doi.org/10.22111/gdij.2010.1110
Azhideh, S., Barani, S., Ferretti, G., & Scafidi, D. (2024). Earthquake-Induced Landslides in Italy: Evaluation of the Triggering Potential Based on Seismic Hazard. Applied Sciences14(8), 3435. https://doi.org/10.3390/app14083435
Bahrami, S., Rahimzadeh, B., & Khaleghi, S. (2020). Analyzing the effects of tectonic and lithology on the occurrence of landslide along Zagros ophiolitic suture: A case study of Sarv-Abad, Kurdistan, Iran. Bulletin of Engineering Geology and the Environment79(3), 1619-1637. http://dx.doi.org/10.1007/s10064-019-01639-3
Burbank, D. W., & Anderson, R. S. (2012). Tectonic geomorphology. http://www.wiley.com/go/burbank/geomorphology?_gl=1*yxi6vx*_gcl_au*MTk3MzA0Mzc2My4xNzQ4ODY3ODQ1
Conforti, M., & Ietto, F. (2020). Influence of tectonics and morphometric features on the landslide distribution: a case study from the Mesima Basin (Calabria, South Italy). Journal of Earth Science31(2), 393-409. https://doi.org/10.1007/s12583-019-1231-z
Cui, S., Wu, H., Pei, X., Yang, Q., Huang, R., & Guo, B. (2022). Characterizing the spatial distribution, frequency, geomorphological and geological controls on landslides triggered by the 1933 Mw 7.3 Diexi Earthquake, Sichuan, China. Geomorphology403, 108177. http://dx.doi.org/10.1016/j.geomorph.2022.108177
Dilley, M., Chen, U., Deichmann, U., Lerner-Lam, A.L., Arnold, M., Agwe, J., Buys, P., Kjekstad, O., Lyon, B., Yetman, G., (2005). Natural Disaster Hotspots: a Global Risk Analysis. Disaster Risk Management Series, No.5, 34423. International Bank for Reconstruction and Development/ The World Bank and Columbia University, Washington, D.C, pp. 148 p. http://documents.worldbank.org/curated/en/621711468175150317
El Hamdouni, R., Irigaray, C., Fernandez, T., Chacón, J., & Keller, E. A. (2008). Assessment of relative active tectonics, southwest border of the Sierra Nevada (southern Spain). Geomorphology96(1-2), 150-173. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2007.08.004
El Hamdouni, R., Irrigaria, C., Fernandez, T., Fernandez, P., Jimenez, J., & Chacon, J. (2006). Active tectonics as determinant factor in GIS landslides susceptibility mapping: application to the SW border of Sierra Nevada (Granada, Spain). In Geophysical Research Abstracts (Vol. 8, p. 03154).
Endo, R., & Iwahashi, J. (2024). Analysis of the spatial distribution of the landslides triggered by the 1923 Great Kanto Earthquake, Japan. Proceedings of the Japan Academy, Series B100(2), 123-139. https://doi.org/10.2183/pjab.100.009
García Rodríguez, J. L., & Giménez Suárez, M. C. (2010). Historical review of topographical factor, LS, of water erosion models. https://www.researchgate.net/publication/263468721_Historical_review_of_topographical_factor_LS_of_water_erosion_models
Görüm, T. (2019). Tectonic, topographic and rock-type influences on large landslides at the northern margin of the Anatolian Plateau. Landslides16(2), 333-346. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-69970-5_31
Hack, J. T. (1973). Stream-profile analysis and stream-gradient index. Journal of Research of the us Geological Survey1(4), 421-429. . https://pubs.er.usgs.gov/publication/70161653
Huang, Y. D., Xu, C., Li, L., He, X. L., Cheng, J., Xu, X. W.. & Zhang, X. J. (2023). Inventory and spatial distribution of ancient landslides in Hualong County China. Land 12: 17. https://doi.org/10.3390/land12010136
Jamir, I., Gupta, V., Thong, G. T., & Kumar, V. (2020). Litho-tectonic and precipitation implications on landslides, Yamuna valley, NW Himalaya. Physical Geography41(4), 365-388.
Keller, E. A., & Pinter, N. (2002). Active tectonics, Earthquakes, uplift, and landscape. Second edition.
Marchi, L., & Dalla Fontana, G. (2005). GIS morphometric indicators for the analysis of sediment dynamics in mountain basins. Environmental Geology48, 218-228. http://dx.doi.org/10.1007/s00254-005-1292-4
Mohajjel, M., & Fergusson, C. L. (2014). Jurassic to Cenozoic tectonics of the Zagros Orogen in northwestern Iran. International Geology Review56(3), 263-287. http://dx.doi.org/10.1080/00206814.2013.853919
Rickenmann, D., & Scheidl, C. (2012). Debris-flow runout and deposition on the fan. In Dating Torrential Processes on Fans and Cones: Methods and Their Application for Hazard and Risk Assessment (pp. 75-93). Dordrecht: Springer Netherlands. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-007-4336-6_5
Sahraei, H., Ehteshami-Moinabadi, M., & Alavi, S. A. (2023). Variation of seismicity parameters and its link to tectonic features of the central portion of the Zagros Fold-Thrust Belt, Iran. Geol Carpathica74(4), 355-369. http://dx.doi.org/10.31577/GeolCarp.2023.19
Zhang, Y., Li, Y., Dijkstra, T., Wasowski, J., Meng, X., Wu, X. & Chen, G. (2025). Evolution of large landslides in tectonically active regions-A decade of observations in the Zhouqu County, China. Engineering Geology, 107967. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.107967