دوره 15، شماره 1 - ( بهار و تابستان 1403 )
جلد 15 شماره 1 صفحات 51-40 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Gholampour A A, Jokar Sarhangi E. (2024). Prioritization of factors affecting the expansion of debris and preparing its susceptibility map using density area and DSI Models
(Case study: Haraz Valley, Plour-Baijan). J Watershed Manage Res. 15(1), 40-51. doi:10.61186/jwmr.15.1.40
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1232-fa.html
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1232-fa.html
غلامپور آهنگر علی اکبر، جوکار سرهنگی عیسی. اولویت‌بندی عوامل موثر برگسترش واریزه‌ها و تهیه نقشه حساسیت آن با استفاده از مدل‌های تراکم سطح و DSI (مطالعه موردی: دره هراز، پلور- بایجان) پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 1403; 15 (1) :51-40 10.61186/jwmr.15.1.40
1- گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه مازندران، ایران و کارشناس ارشد گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
2- گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه مازندران، ایران & گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
2- گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه مازندران، ایران & گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران
چکیده: (907 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: واریزه‌ها یکی از پدیده‌های مهم حرکت‌های دامنه‌ای در مناطق کوهستانی هستند. شرایط اقلیمی خشن و فراهم بودن ساختارهای تکتونیکی و زمین شناسی در ارتفاعات کوهستانی البرز مرکزی سبب شده است تا به اندازه قابل توجهی، واریزه‌ها در دامنه‌ها تشکیل شوند. مطالعه این فرآیند با تکیه بر دو الگوی فرصت و تهدید، اهمیت ویژه‌ای دارد. از این رو، پژوهش حاضر سعی دارد حساسیت وقوع جریان‌های واریزه‌ای دره هراز در محدوده پلور تا بایجان را واکاوی کرده و با ارائه شاخصی مناسب جهت اولویت بندی عوامل موثر در تشکیل و گسترش واریزه‌ها، به پهنه بندی دقیق‌تر آن دست یابد.
مواد و روش‌ها: در این راستا، تاثیر شش لایه اطلاعاتی شامل لیتولوژی، ارتفاع، شیب، جهت دامنه، فاصله از گسل، پوشش گیاهی و کاربری زمین بر رخداد و گسترش واریزه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از نقشه زمین شناسی دماوند، با مقیاس 1:100000 و تصاویر گوگل‌ارث موقعیت واریزه‌ها در منطقه شناسایی و نقشه پراکنش آن پس از برداشت میدانی و ثبت نقاط به وسیله دستگاه GPS تهیه و به محیط GIS منتقل شد. نقشه‌های عوامل مستقل و تاثیرگذار برگسترش واریزه‌ها شامل لیتولوژی و فاصله از گسل از نقشه زمین شناسی دماوند و ارتفاع، شیب و جهت دامنه با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی ASTER تهیه شد. نقشه پوشش گیاهی و کاربری زمین از نقشه پوشش سراسری ایران با پردازش تصاویرSentinel در پلتفرم Google Earth Engine Cloudتهیه گردید. در مرحله بعد، نقشه پراکنش واریزه‌ها با هریک از نقشه‌های عوامل موثر قطع داده شد و وزن هر طبقه از متغیرها بر اساس مدل تراکم سطح بدست آمد و نقشه پهنه‌بندی گسترش واریزه‌ها در پنج طبقه حساسیت خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تهیه گردید. همچنین برای اولویت‌بندی عوامل موثر و تهیه نقشه دقیق‌تر، از میانگین وزن موثر شاخص حساسیت واریزه‌ها (DSI) استفاده شده است.
یافته‌ها: تحلیل عوامل موثر بر گسترش واریزه های منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدل تراکم سطح نشان می دهد که واحدهای سنگی ملافیر (بازالت‌های هوازده) بیشترین وزن را در بین تمام واحدهای سنگی و کل عوامل موثر در گسترش واریزه‌های منطقه به خود اختصاص داده است. پس از آن، به ترتیب سنگ آهک بیوژنیک، پادگانه‌های آبرفتی و سازند لار از وزن و اهمیت بیشتری دارند. بررسی عامل ارتفاع نشان می‌دهد که از 2100 متر به بالا بر فراوانی واریزه‌ها افزوده شده و طبقه ارتفاعی 2400 تا 2700 متر از حساسیت بیشتری برخوردار است. از نظر عامل شیب، بیشتر واریزه‌های منطقه در شیب بین 10 تا 40 درجه مشاهده شده‌اند و بیشترین پوشش واریزه‌ای مربوط به طبقه شیب 20 تا 30 درجه می‌باشد. محاسبه تراکم سطح واریزه‌ها در جهت‌های مختلف نشان می‌دهد که دامنه‌های شمال غربی و شمالی بیشترین وزن و حساسیت را به خود اختصاص دادند. فرآیند یخبندان و ذوب برف در تخریب سنگ‌ها و ایجاد بیشتر واریزه ها در این دامنه ها مشهود است. بررسی فاصله از گسل نیز نشان داد فراوانی واریزه‌ها تا فاصله 1000 متری قابل توجه است و بیشترین وزن این لایه بر اساس تراکم سطح، مربوط به طبقه صفر تا 500 متری از گسل‌ها می‌باشد. گسل‌ها علاوه بر انتقال تنش‌های لرزه‌ای باعث نفوذ آب ناشی از ذوب برف به درون سنگ‌ها شده و در تخریب سنگ‌ها و ایجاد واریزه موثرند. از نظر پوشش گیاهی و کاربری، زمین‌های مرتع بیشترین میزان حساسیت واریزه‌ها را دارند. همچنین نتایج حاصل از تحلیل آماری تراکم سطح و تهیه نقشه پهنه بندی منطقه نشان داد که 5، 21/15، 29/78، 29/53 و 14/54 درصد از مساحت منطقه به ترتیب دارای حساسیت خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم برای گسترش واریزه‌ها هستند. بر اساس مدل شاخص حساسیت واریزه (DSI)، کاربری زمین، جنس سنگ و شیب به ترتیب با میانگین وزن موثر 21/04، 20/12 و 18/72 بالاترین اولویت را داشته و عامل‌های اصلی کنترل کننده گسترش واریزه ها در منطقه هستند. عامل‌های ارتفاع، جهت دامنه و فاصله از گسل به ترتیب با میانگین وزن موثر 13/76، 12/92 و 10/67 در اولویت‌های بعدی قرار دارند.
نتیجه‌گیری: در پژوهش حاضر با استفاده از مدل تراکم سطح، پراکنش واریزه‌ها در طبقات مختلفی از متغیرهای مستقل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و اهمیت هر طبقه از پارامترهای موثر در گسترش واریزه‌ها بر اساس وزن دهی لایه‌ها نسبت به هم تعیین شد. برای ارزیابی کارآمدی نتایج مدل تراکم سطح و صحت سنجی عملکرد آن، نقشه پهنه بندی گسترش واریزه‌ها با استفاده از مدل شاخص حساسیت واریزه نیز تهیه شد. ارزیابی دقت مدلها با استفاده از رابطه احتمال تجربی (P) نشان داد که مدل‌های تراکم سطح و DSI به ترتیب با احتمال 0/79 و 0/80 برای پهنه بندی حساسیت واریزه‌ها در منطقه مناسب هستند. طبقات حساسیت زیاد تا خیلی زیاد گسترش واریزه حدود 26 درصد از سطح منطقه را پوشش داده که از یک منظر توان محیطی به حساب می‌آید، به طوری‌که با تشکیل ذخیره حجمی به عنوان یک کانسار رسوبی جهت مصرف در سازه‌های مهندسی قابل بهره‌برداری هستند و از منظر دیگر خطر بالقوه در زمینه‌های کشاورزی، مناطق مسکونی و سازه‌های هیدرولیک محسوب می شوند.
مقدمه و هدف: واریزه‌ها یکی از پدیده‌های مهم حرکت‌های دامنه‌ای در مناطق کوهستانی هستند. شرایط اقلیمی خشن و فراهم بودن ساختارهای تکتونیکی و زمین شناسی در ارتفاعات کوهستانی البرز مرکزی سبب شده است تا به اندازه قابل توجهی، واریزه‌ها در دامنه‌ها تشکیل شوند. مطالعه این فرآیند با تکیه بر دو الگوی فرصت و تهدید، اهمیت ویژه‌ای دارد. از این رو، پژوهش حاضر سعی دارد حساسیت وقوع جریان‌های واریزه‌ای دره هراز در محدوده پلور تا بایجان را واکاوی کرده و با ارائه شاخصی مناسب جهت اولویت بندی عوامل موثر در تشکیل و گسترش واریزه‌ها، به پهنه بندی دقیق‌تر آن دست یابد.
مواد و روش‌ها: در این راستا، تاثیر شش لایه اطلاعاتی شامل لیتولوژی، ارتفاع، شیب، جهت دامنه، فاصله از گسل، پوشش گیاهی و کاربری زمین بر رخداد و گسترش واریزه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از نقشه زمین شناسی دماوند، با مقیاس 1:100000 و تصاویر گوگل‌ارث موقعیت واریزه‌ها در منطقه شناسایی و نقشه پراکنش آن پس از برداشت میدانی و ثبت نقاط به وسیله دستگاه GPS تهیه و به محیط GIS منتقل شد. نقشه‌های عوامل مستقل و تاثیرگذار برگسترش واریزه‌ها شامل لیتولوژی و فاصله از گسل از نقشه زمین شناسی دماوند و ارتفاع، شیب و جهت دامنه با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی ASTER تهیه شد. نقشه پوشش گیاهی و کاربری زمین از نقشه پوشش سراسری ایران با پردازش تصاویرSentinel در پلتفرم Google Earth Engine Cloudتهیه گردید. در مرحله بعد، نقشه پراکنش واریزه‌ها با هریک از نقشه‌های عوامل موثر قطع داده شد و وزن هر طبقه از متغیرها بر اساس مدل تراکم سطح بدست آمد و نقشه پهنه‌بندی گسترش واریزه‌ها در پنج طبقه حساسیت خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تهیه گردید. همچنین برای اولویت‌بندی عوامل موثر و تهیه نقشه دقیق‌تر، از میانگین وزن موثر شاخص حساسیت واریزه‌ها (DSI) استفاده شده است.
یافته‌ها: تحلیل عوامل موثر بر گسترش واریزه های منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدل تراکم سطح نشان می دهد که واحدهای سنگی ملافیر (بازالت‌های هوازده) بیشترین وزن را در بین تمام واحدهای سنگی و کل عوامل موثر در گسترش واریزه‌های منطقه به خود اختصاص داده است. پس از آن، به ترتیب سنگ آهک بیوژنیک، پادگانه‌های آبرفتی و سازند لار از وزن و اهمیت بیشتری دارند. بررسی عامل ارتفاع نشان می‌دهد که از 2100 متر به بالا بر فراوانی واریزه‌ها افزوده شده و طبقه ارتفاعی 2400 تا 2700 متر از حساسیت بیشتری برخوردار است. از نظر عامل شیب، بیشتر واریزه‌های منطقه در شیب بین 10 تا 40 درجه مشاهده شده‌اند و بیشترین پوشش واریزه‌ای مربوط به طبقه شیب 20 تا 30 درجه می‌باشد. محاسبه تراکم سطح واریزه‌ها در جهت‌های مختلف نشان می‌دهد که دامنه‌های شمال غربی و شمالی بیشترین وزن و حساسیت را به خود اختصاص دادند. فرآیند یخبندان و ذوب برف در تخریب سنگ‌ها و ایجاد بیشتر واریزه ها در این دامنه ها مشهود است. بررسی فاصله از گسل نیز نشان داد فراوانی واریزه‌ها تا فاصله 1000 متری قابل توجه است و بیشترین وزن این لایه بر اساس تراکم سطح، مربوط به طبقه صفر تا 500 متری از گسل‌ها می‌باشد. گسل‌ها علاوه بر انتقال تنش‌های لرزه‌ای باعث نفوذ آب ناشی از ذوب برف به درون سنگ‌ها شده و در تخریب سنگ‌ها و ایجاد واریزه موثرند. از نظر پوشش گیاهی و کاربری، زمین‌های مرتع بیشترین میزان حساسیت واریزه‌ها را دارند. همچنین نتایج حاصل از تحلیل آماری تراکم سطح و تهیه نقشه پهنه بندی منطقه نشان داد که 5، 21/15، 29/78، 29/53 و 14/54 درصد از مساحت منطقه به ترتیب دارای حساسیت خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم برای گسترش واریزه‌ها هستند. بر اساس مدل شاخص حساسیت واریزه (DSI)، کاربری زمین، جنس سنگ و شیب به ترتیب با میانگین وزن موثر 21/04، 20/12 و 18/72 بالاترین اولویت را داشته و عامل‌های اصلی کنترل کننده گسترش واریزه ها در منطقه هستند. عامل‌های ارتفاع، جهت دامنه و فاصله از گسل به ترتیب با میانگین وزن موثر 13/76، 12/92 و 10/67 در اولویت‌های بعدی قرار دارند.
نتیجه‌گیری: در پژوهش حاضر با استفاده از مدل تراکم سطح، پراکنش واریزه‌ها در طبقات مختلفی از متغیرهای مستقل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و اهمیت هر طبقه از پارامترهای موثر در گسترش واریزه‌ها بر اساس وزن دهی لایه‌ها نسبت به هم تعیین شد. برای ارزیابی کارآمدی نتایج مدل تراکم سطح و صحت سنجی عملکرد آن، نقشه پهنه بندی گسترش واریزه‌ها با استفاده از مدل شاخص حساسیت واریزه نیز تهیه شد. ارزیابی دقت مدلها با استفاده از رابطه احتمال تجربی (P) نشان داد که مدل‌های تراکم سطح و DSI به ترتیب با احتمال 0/79 و 0/80 برای پهنه بندی حساسیت واریزه‌ها در منطقه مناسب هستند. طبقات حساسیت زیاد تا خیلی زیاد گسترش واریزه حدود 26 درصد از سطح منطقه را پوشش داده که از یک منظر توان محیطی به حساب می‌آید، به طوری‌که با تشکیل ذخیره حجمی به عنوان یک کانسار رسوبی جهت مصرف در سازه‌های مهندسی قابل بهره‌برداری هستند و از منظر دیگر خطر بالقوه در زمینه‌های کشاورزی، مناطق مسکونی و سازه‌های هیدرولیک محسوب می شوند.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
بلايای طبيعی (سيل، خشکسالی و حرکت های توده ای)
دریافت: 1402/2/1 | پذیرش: 1402/9/29
دریافت: 1402/2/1 | پذیرش: 1402/9/29
فهرست منابع
1. Abedini, M. (2004). The role of major factors upon the generation and evolution of debris flows in South-Western range of Hadishahr-Dare Deez (North-West of Azarbaeejan). Geographical Research, 19(3), 193-212 (In Persian).
2. Ahmadi, H. (2012). Applied Geomorphology. Vol. 1 Water Erosion. 8th edn., Tehran university publishing institute, Tehran, Iran, 688 pp (In Persian).
3. Ahmadi, M. (2018). Evaluation of Morphometric Factors on the Distribution of Debris: A Case Study on the Attica Ripples on the South of Paveh- Kermanshah Province, Iran. Geography and Environmental Sustainability, 7(4), 35-51 (In Persian).
4. Baiz Sharif, H., Khaleghpanah, N., Davari, M., & Rahimzadeh, M. (2023). Investigating the performance of check dams in granularity of sedimentation in a watershed affected by debris flow (Nanor, Baneh). Journal of Water and Soil Conservation, 30(1), 111-130. https://doi.org/ 10.22069/JWSC.2023.21077.3621 (In Persian). [DOI:10.22069/JWSC.2023.21077.3621 (In Persian).]
5. Bayati, K. M. (2007). Analysis and investigation on the role of topographical factors and river's dynamics on debris cone, case study: NW slopes of Sabalan MT (NW, Iran). Geographical Research, 39(60), 157-175 (In Persian).
6. Boelhouwers, J., Holness, S., & Sumner, P. (2000). Geomorphological characteristics of small debris flows on Junior's Kop, Marion Island, maritime sub‐Antarctic. Earth Surface Processes and Landforms: The Journal of the British Geomorphological Research Group, 25(4), 341-352.
https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9837(200004)25:4<341::AID-ESP58>3.0.CO;2-D [DOI:10.1002/(SICI)1096-9837(200004)25:43.0.CO;2-D]
7. http://doi: 10.1002/(SICI)1096-9837(200004)25:4<341::AID-ESP58>3.0.CO;2-D
https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9837(200004)25:4<341::AID-ESP58>3.0.CO;2-D [DOI:10.1002/(SICI)1096-9837(200004)25:43.0.CO;2-D]
8. Boromand, R., Behniafar, A. (2015). Zoning of the potential of domain instabilities with an emphasis on alluvial flows in the mountain basin of Sar Asiyab (Binalud zone). Geographical Sciences (Applied Geography), 11(23), 1-19 (In Persian).
9. Boromand, R., Zomorodian, M. (2014). Zoning of the potential of domain instabilities with an emphasis on alluvial flows in the mountain basin of Sar Asiyab (Binalud zone). Geographical Sciences (Applied Geography), 10(21), 1-15 (In Persian).
10. Curry, A. M. (2023). Talus slopes. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. http://doi.org/10.1016/B978-0-323-99931-1.00047-7 [DOI:10.1016/B978-0-323-99931-1.00047-7]
11. Dowling, C. A., & Santi, P. M. (2014). Debris flows and their toll on human life: a global analysis of debris-flow fatalities from 1950 to 2011. Natural hazards, 71(1), 203-227. http://doi.org/10.1007/s11069-013-0907-4 [DOI:10.1007/s11069-013-0907-4]
12. Gomez, C., Hotta, N., Shinohara, Y., Park, J. H., Tsunetaka, H., Zhang, M., ... & Yoshida, M. (2023). Formation Processes of Gully-side Debris-Cones Determined from Ground-Penetrating Radar (Mt. Unzen, Japan). Journal of Applied Geophysics, 209, 104919. [DOI:10.1016/j.jappgeo.2022.104919]
14. Harris, C., Gallop, M., & Coutard, J. P. (1993). Physical modelling of gelifluction and frost creep: some results of a large‐scale laboratory experiment. Earth Surface Processes and Landforms, 18(5), 383-398. http://doi.org/10.1002/esp.3290180502 [DOI:10.1002/esp.3290180502]
15. Ildermi, A. (2012). The study occurring and formation reasons debris flows in slope Alvand north Hamedan. Geographic Space, 12(37), 217-245 (In Persian).
16. Ildoromi, A., & Nouri, H. (2017). Investigating the Role of Effective Morphodynamic and Climatic Factors in the Emergence and Development of Debris Flow in Central Zagros. Geography and Environmental Planning, 28(1), 61-82. http://doi.org/10.22108/GEP.2017.97678.0 (In Persian).
17. Jodi R, Esmali Ouri A, Mostafazadeh R, Golshan M. (2023). Flood Susceptibility Mapping using the Frequency Ratio Method in Khiav Chai Watershed, Ardabil. Journal of Watershed Management Research, 14(27), 1-14. http://doi.org/10.22034/GMPJ.2021.131011 (In Persian). [DOI:10.61186/jwmr.14.27.1]
18. Karam, A., Paknejad, F., & Bahram Abadi, E. (2021). Zonation of unstable slopes with respect to the debris flows using random forest algorithm (case study: Basin Tngrah Golestan Province). Quantitative Geomorphological Research, 9(4), 59-74 (In Persian).
19. Kazakis, N., Kougias, I., & Patsialis, T. (2015). Assessment of flood hazard areas at a regional scale using an index-based approach and Analytical Hierarchy Process: Application in Rhodope-Evros region, Greece. Science of the Total Environment, 538, 555-563. http://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.08.055 [DOI:10.1016/j.scitotenv.2015.08.055]
20. Khezri, S., Ahmadi, M., & Mohammadi, M, A. (2015). Analysis and risk zoning of debris flows and their cones in the mountainous region of Paveh. Quantitative Geomorphological Research, 3(4), 1-16 (In Persian).
21. Liu, X., & Lei, J. (2003). A method for assessing regional debris flow risk: an application in Zhaotong of Yunnan province (SW China). Geomorphology, 52(3-4), 181-191. http://doi.org/10.1016/S0169-555X(02)00242-8 [DOI:10.1016/S0169-555X(02)00242-8]
22. Lorestani, Gh., & Yousefi Roshan, M. (2018). Investigating the influencing variables on the volume of debris cones along Haraz Valley. Quantitative Geomorphological Research, 4(1), 21-31 (In Persian).
23. Madadi, A., Ghafari, A., & Piroozi, E. (2017). Zonation of Debris Cones and Talus Slopes in Aghlaghan Chay Basin (South Western Slope of Sabalan Mountain). Geography and Environmental Sustainability, 6(4), 17-33 (In Persian).
24. Pasuto, A., & Soldati, M. (2004). An integrated approach for hazard assessment and mitigation of debris flows in the Italian Dolomites. Geomorphology, 61(1-2), 59-70. http://doi.org/10.1016/j.geomorph.2003.11.006 [DOI:10.1016/j.geomorph.2003.11.006]
25. Shirzadi A, Solaimani K, Habibnejad Roshan M, Kavian A, Ghasemian B. (2016). Comparison of Logistic Regression, Frequency Ratio and AHP In Rock Fall Susceptibility Mapping (Case Study: Kurdistan Province, Salavat Abad Saddle). Journal of Watershed Management Research, 6(12), 193-204 (In Persian).
26. Van Westen, C. J., Soeters, R., & Rengers, N. (1993). Geographic information systems as applied to landslide hazard zonation. University of Twente.
27. Walter, F., Amann, F., Kos, A., Kenner, R., Phillips, M., de Preux, A., & Bonanomi, Y. (2020). Direct observations of a three million cubic meter rock-slope collapse with almost immediate initiation of ensuing debris flows. Geomorphology, 351, 106933. http://doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.106933 [DOI:10.1016/j.geomorph.2019.106933]
28. Yu, B., Ma, Y., & Wu, Y. (2013). Case study of a giant debris flow in the Wenjia Gully, Sichuan Province, China. Natural Hazards, 65(1), 835-849. http://doi.org/10.1007/s11069-012-0395-y [DOI:10.1007/s11069-012-0395-y]
29. Zou, Q., Cui, P., He, J., Lei, Y., & Li, S. (2019). Regional risk assessment of debris flows in China-An HRU-based approach. Geomorphology, 340, 84-102. http://doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.04.027 [DOI:10.1016/j.geomorph.2019.04.027]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
