تعیین نقش عوامل وقوع لغزش هایبخش خورش رستم با روش های رگرسیون(استان اردبیل)

دسته زمین شناسی مهندسی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده رضا طلایی
تاريخ برگزاری ۰۱ اسفند ۱۳۸۵

چکیده:
هر ساله رویدادهاى زمین‎لغزش در روستاهاى جنوب غرب خلخال علاوه بر وارد آوردن خسارت هاى مالى فراوان، مشکلات دیگرى نظیر نگرانى مردم و مسئولین از امکان بروز حوادث مشابه در نقاط دیگر را بوجود آورده و به تبع آن اجراى برنامه‎هاى عمرانى را با شک و تردید همراه ساخته است. این پژوهش به منظور شناخت و بررسى عوامل مؤثر در زمین‎لغزش‎هاى منطقه و استفاده از نتایج آن در برنامه‎ریزى هاى مختلف از قبیل توسعه ساخت و سازها، بهبود کشاورزى، حفظ منابع خاک، مسائل زیست محیطى وفعالیت های اقتصادی دیگر انجام گرفته است. با شناسائى تمام زمین لغزش هاى منطقه از طریق عکس هاى هوایى موجود و برطبق داده هاى صحرائى نقشه‎هاى پایه زمین شناسى؛ شیب، نوع کاربرى، پراکندگى لغزش‎ها، همباران ، طول رودخانه ها و جاده ها ، مساحت ابنیه ها و تعداد چاه هاى جاذب فاضلاب ها در مقیاس ۵۰۰۰۰ :۱ تهیه شده و سپس مطالعات آمارى با استفاده از نرم ‎افزارهاى کامپیوترى به روش رگرسیون انجام گرفته است. نتایج آزمون‎هاى آمارى نشان مى د‎هند که تفاوت هاى معنی‎دار بین نوع رده‎هاى مختلف عوامل و وقوع حوادث حرکات دامنه‎اى وجود داشته و میزان این اختلافات براساس نوع عامل متفاوت است. براساس ضرایب آزمون، ترتیب تاثیر عوامل مختلف در وقوع لغزش هاى منطقه مشخص شده و با مقایسه ضرایب موثرترین رده از هر عامل نیز تعیین گردیده است. در آخر با توجه به نوع عوامل موثر در وقوع لغزش هاى منطقه راهکارهاى عملى و مناسب جهت کاهش خسارات مستقیم و غیر مستقیم آنها پیشنهاد شده است.
Study on the role of effective factors causing landslide by using Regression analysis methods(in the Khoresh-Rostam area ArdabilProvince)
Abstract
Landslide and slope movement, in addition to financial damages in southwest khaikhal villages have caused other problemes as anxiety of people and responsibles for probablity of similar events in other area. This case makes doubtfull the performing of constractive plans,this investigastion tries affect the landslides of area and evaluate the relative hazards in conistruction, landuse ,economic and soil sources concervation planning,and then use them. According to existing areal photographes and field consideration data , all of slope movements and landslidings zone have been recognized, and next steps have been surveyed. The basic maps of geology , landuse , class and direction of slopes, landslid dispersions, faults and isorain lines , constraction area and number of waste water well in ۱:۵۰۰۰ scale has been prepared. Data-collection of the importante factors which have been considerd in basic maps were computed and analized by means of spss pc software ways, and with the manners of the Regression analysis. Consideration and statisticall analysis of factors proves that the difference between the each of factors row are significant. The quantity of this differenc varied in the basis of factors type. The arrangement effects of factors hase been determined by test coefficients. Also, The most of effective class of the each factors were marked by compartion of coefficient values .The practicable methods has been offered for decrease of direct and indirect damages.

تعیین نقش عوامل وقوع لغزش هایبخش خورش رستم با روش های رگرسیون(استان اردبیل)
 
رضا طلایی ،کارشناس ارشد زمین شناسی و عضو هیات علمی تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری مرکز اردبیل
محسن شریعت جعفری ،کارشناس ارشد زمین شناسی و عضو هیات علمی مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری
چکیده:
هر ساله رویدادهای زمین‎لغزش در روستاهای جنوب غرب خلخال علاوه بر وارد آوردن خسارت های مالی فراوان، مشکلات دیگری نظیر نگرانی مردم و مسئولین از امکان بروز حوادث مشابه در نقاط دیگر را بوجود آورده و به تبع آن اجرای برنامه‎های عمرانی را با شک و تردید همراه ساخته است. این پژوهش به منظور شناخت و بررسی عوامل مؤثر در زمین‎لغزش‎های منطقه و استفاده از نتایج آن در برنامه‎ریزی های مختلف از قبیل توسعه ساخت و سازها، بهبود کشاورزی، حفظ منابع خاک، مسائل زیست محیطی وفعالیت های اقتصادی دیگر انجام گرفته است. با شناسائی تمام زمین لغزش های منطقه از طریق عکس های هوایی موجود و برطبق داده های صحرائی نقشه‎های پایه زمین شناسی؛ شیب، نوع کاربری، پراکندگی لغزش‎ها، همباران ، طول رودخانه ها و جاده ها ، مساحت ابنیه ها و تعداد چاه های جاذب فاضلاب ها در مقیاس 50000 :1 تهیه شده و سپس مطالعات آماری با استفاده از نرم ‎افزارهای کامپیوتری به روش رگرسیون انجام گرفته است. نتایج آزمون‎های آماری نشان می د‎هند که تفاوت های معنی‎دار بین نوع رده‎های مختلف عوامل و وقوع حوادث حرکات دامنه‎ای وجود داشته و میزان این اختلافات براساس نوع عامل متفاوت است. براساس ضرایب آزمون، ترتیب تاثیر عوامل مختلف در وقوع لغزش های منطقه مشخص شده و با مقایسه ضرایب موثرترین رده از هر عامل نیز تعیین گردیده است. در آخر با توجه به نوع عوامل موثر در وقوع لغزش های منطقه راهکارهای عملی و مناسب جهت کاهش خسارات مستقیم و غیر مستقیم آنها پیشنهاد شده است.
واژه‎های کلیدی: زمین لغزش، خورش رستم، عوامل مؤثر، زیست محیطی ،رگرسیون، و خسارت 
Study on the role of effective factors causing landslide by using Regression analysis methods(in the Khoresh-Rostam area ArdabilProvince)
Abstract
Landslide and slope movement, in addition to financial damages in southwest khaikhal villages have caused other problemes as anxiety of people and responsibles for probablity of similar events in other area. This case makes doubtfull the performing of constractive plans,this investigastion tries affect the landslides of area and evaluate the relative hazards in conistruction, landuse ,economic and soil sources concervation planning,and then use them. According to existing areal photographes and field consideration data , all of slope movements and landslidings zone have been recognized, and next steps have been surveyed. The basic maps of geology , landuse , class and direction of slopes, landslid dispersions, faults and isorain lines , constraction area and number of waste water well in 1:5000 scale has been prepared. Data-collection of the importante factors which have been considerd in basic maps were computed and analized by means of spss pc software ways, and with the manners of the Regression analysis. Consideration and statisticall analysis of factors proves that the difference between the each of factors row are significant. The quantity of this differenc varied in the basis of factors type. The arrangement effects of factors hase been determined by test coefficients. Also, The most of effective class of the each factors were marked by compartion of coefficient values .The practicable methods has been offered for decrease of direct and indirect damages.
Key words: landslide, khalkhal, effective factors, Regression analysis, damages
مقدمه:
در این بررسی اطلاعات بدست آمده بواسطه برداشت‎های صحرایی و مطالعات کتابخانه ای به صورت یک فایل تهیه و  با کمک روش های آماری  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.فرض براین است که با تعیین علل اصلی و فرعی لغزش ها در منطقه با کمک آزمون های آماری می توان وقوع لغزش در دامنه های پایدار را در مناطق مشابه دیگر پیش بینی کرده و بهترین راهکارهای تثبیت و کاهش خسارت را تعیین نمود. هرچند میزان خسارت سالیانه حاصل از زمین لغزش ها در این منطقه برآورد نگردیده است ولی شکی نیست که لغزش ها سالیانه میلیاردها ریال خسارت مستقیم و غیر مستقیم به منابع طبیعی و تاسیسات وارد می سازند. به دلیل اهمیت زمین لغزش های منطقه محققین متعددی در این خصوص به پژوهش پرداخته اندکه از آن میان می توان به مطالعات انصاری و بلورچی(1374)تحت عنوان ویژگی های کلی لغزش های منطقه خلخال و پژوهش نیک‎اندیش و میرصانعی(1374) در موضوع کیفی زمین‎لغزش‎ها اشاره کرد.وزارت مسکن و شهرسازی(1377)عوامل موثر در لغزش های منطقه رامطالعه کرده و نقشه پهنه بندی خطر را با استفاده از مدل مورا و وارسو تهیه نموده است. مهدویفر و ارومیه ای و همکاران(2000) منطقه خورش رستم را به روش فازی و با مقیاس 1:25000 پهنه بندی نموده اند. هرکدام از منابع فوقبا اینکه اطلاعات مفیدی را از لغزش های منطقه ارائه داده اند اما در هیچ کدام از آنها بررسی دقیق و آماری جهت شناخت علل اصلی وقوع لغزش در یک سطح گسترده از منطقه صورت نگرفته است، لذا در این تحقیق هدف آن است تا با کمک جداول متقاطع وروش های آماری مناسب و شاخص ها و ضرایب مربوطه عوامل وقوع لغزش را شناخته و سهم هرکدام از آنها در وقوع ناپایداری را تعیین نمائیم. روش های زیادی جهت تعیین عوامل لغزش و پیش بینی وقوع آن در آینده به کار گرفته شده است، اما در طول پانزده سال گذشته روش های ریاضی وآماری مورد توجه اکثر محققین بوده است. به منظور پیش بینی وقوع زمین لغزش در دامنه ها، به عنوان اولین قدم در کاهش خسارت، روش های آماری چند متغیره توسط جیبسون و کیفر[1](1988)، پیک2 (1988)، کارارا3 (1988)، کارارا و همکاران4 (1991)، آنبالاگان5(1992)و ماهاراج6(1993) به کار گرفته شده و از نتایح به دست آمده نقشه های پهنه بندی خطر تولید گردیده است.گریتزنر و همکاران7 (2001) آنالیز مربع کای و استفاده از نتایج این آزمون در پهنه بندی خطر لغزش به کمک GISرا بهترین روش جهت شناخت خطرات حرکات دامنه ای در حوزه Middle Fork از منطقه Payette River در Idaho معرفی کرده اند. چانگ8 (2005) ار نسبت درستمائی مربوط به توزیع مربع کای جهت بررسی عوامل موثر در لغزش و ارزیابی خطر آنها در آینده بخوبی استفاده کرده است.کوماک 9(2006) از آمار چند متغره و بخصوص روش رگرسیون جهت بررسی عوامل موثر در لغزش ها استفاده کرده و نتایج به دست آمده از آزمون های آماری فوق را در ایجاد یک مدل برای سنجش حساسیت یک دامنه به وقوع لغزش بکار برده است.
منطقه مورد پژوهش با مساحت 1057 کیلومترمربع در جنوب غرب شهرستان خلخال، بین طول‎های جغرافیاییَ14 ْ48 تا َ44 ْ48 شرقی و عرض‎های جغرافیایی َ06 ْ37 تا َ32 ْ37 شمالی قرار گرفته است. محدوده مورد مطالعه از نظر تقسیمات جغرافیائی بخش خورش رستم را در بر می گیرد که در حال حاضر بیش از سیزده درصد مساحت آن درگیر لغزش‎های منفرد و پهنه‎های لغزشی است(شکل 1).
 
 
 
شکل1- موقعیت منطقه طرح و نقشه پراکنش لغزش ها(مقیاس 1:500000)
در این پژوهش به شرح ذیل انجام شده است:
- تهیه نقشه‎های عامل و نقشه ثبت لغزش با استفاده از منابع مختلف از جمله: نقشه‎های توپوگرافی ، تفسیر عکس‎های هوایی 1:20000و پیمایش و اندازه گیری های صحرائی.
- هر لایه اطلاعاتی که در واقع یک عامل می باشد دارای ویژگی های مختلفی است که هر ویژگی بعنوان یک زیر رده از عامل(متغیر) در نظر گرفته شده است( مثلاٌ در مورد عامل مقدار شیب، هر طبقه از شیب دامنه ها ، یک زیر رده فرض شده است). 
- ویژگی های هر عامل درهر سلول واحد بصورت مساحت زیر رده ها اندازه گیری شده و بصورت ماتریسی یادداشت گردیده و نتایج در یک فایل داده ذخیره و در محیط نرم افزار Spss13 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت(زرگر 1384).
- در مطالعات آماری از روش های مختلفی جهت مطالعه رابطه بین متغیرها استفاده می شود که معمولاً در آنها متغیر وابسته با کمک متغیر یا متغیرهای مستقل پیش بینی می شود، در روش های رگرسیون حجم زیادی از داده ها در محاسبات شرکت داده شده و از میزان خطا کاسته می شود و‎ جهت پیش‎بینی مقادیر متغیر وابسته از تعدادی متغیر مستقل استفاده می شود(رضائی 1383).
رگرسیون ساده و دو متغیره: در این روش مقادیر یک متغیر وابسته یا معیار توسط یک معادله خطی با شکل عمومی زیر، از مقادیر مستقل یا پیش‎بین (X) برآورد می‎شود.
(1)                                                                                         
 مقدار برآورد شده y می‎باشد، b1 شیب یا انحراف (آن را ضریب رگرسیون نامیده می شود)، و b0 عرضی از مبدأ می‎باشد (آن را ثابت رگرسیون می‎گویند) [32].
رگرسیون چندگانه: مقادیر یک متغیر وابسته یا معیار وابسته یا معیار (y) توسط مقادیر دو یا چند متغیر مستقل یا پیش‎بین x2,x1)و..( برآورد می‎شود. این عمل توسط یک معادله خطی به شکل عمومی زیر صورت می‎گیرد:
(2)                                                                  
عامل‎های b1، b2، و... bp) ضرایب رگرسیون و b0 ثابت رگرسیون می‎باشند. این معادله تحت عنوان معادله خطی رگرسیون چندگانه y‌ بر روی X1، ...XP نامیده می‎شود (رضائی 1383).
در این روش بر اساس آزمایشی یا غیر آزمایشی بودن داده‎ها در مطالعات، می‎توان تحلیل‎های رگرسیون چند متغیره را تفکیک کرد. این تفکیک به دلیل اختلاف فرض‎های هر طرح با دیگری اهمیت دارد، بطوری که سه کاربرد مختلف نیازمند استراتژی تحلیلی متفاوت هستند عبارت است از:
- یک مجموعه از پیش‎بین‎ها: سؤال‎های تحقیق، بین پیش‎بین‎ها تمایز قائل نمی‎شوند، در این حالت داده‎های مختلف هر عامل به عنوان یک مجموعه متغیر مستقل یا پیش‎بین‎ در نظر گرفته شده است.
 - مجموعه‎های نامنظم از پیش‎بین‎ها: سؤال‎های تحقیق، پیش‎بین‎ها را به دو یا سه مجموعه تقسیم می‎کند. اما نظم مشخص در این مجموعه‎ها وجود ندارد. تحلیل رگرسیون چند متغیره در این مورد به بررسی اعتبار هر دسته از پیش‎بین‎ها، اعتبار افزوده هر مجموعه از پیش‎بین‎ها به سایر مجموعه‎ها، و اعتبار ترکیبی از همه مجموعه‎ها می‎پردازد.
- مجموعه‎های منظم از پیش‎بین‎ها: سؤال تحقیق، نه تنها به مجموعه‎های پیش‎بین اشاره دارد، بلکه نشان دهنده نظم در این مجموعه‎ها می‎باشد. در این مورد تحلیل رگرسیون به بررسی اعتبار مجموعه اول پیش‎بین‎ها، اعتبار افزوده، دومین مجموعه پیش‎بین‎ها به مجموعه اول، و موارد مشابه می‎پردازد. به علاوه در این تحقیق نتایجی ارائه می‎شود که اعتبار تمام پیش‎بین‎ها را ارزیابی می‎کند.در عمل می‎توان از هر دو روش اخیر استفاده کرد ولی چون هر مجموعه بدون نظم خاصی در مدل رگرسیون وارد شده، لذا می‎توان مجموعه پیش‎بین‎ها را به صورت نامنظم در نظر گرفت.بنابراین در مرحله اول بررسی رده‎های مختلف هر عامل مؤثر به عنوان یک مجموعه متغیر پیش‎بین (مستقل)‌ و مساحت لغزش‎ها به عنوان متغیر وابسته (معیار) در نظر گرفته شده است. در مرحله دوم مجموعه رده‎های مختلف عوامل مؤثر به عنوان مجموعه متغیرهای نامنظم پیش‎بین و مساحت لغزش‎ها به عنوان متغیر معیار وارد مدل گردیده و تحلیل‎ها به کمک رگرسیون چند متغیره صورت گرفته است(زرگر 1384).
نتایج تجزیه به روش رگرسیون در قالب جداولی ارائه می‎گردد که تعاریف اصطلاحات به کار رفته در جداول به شرح ذیل خلاصه می‎گردد:
همبستگی چند متغیره را می‎توان با علامت rxy نمایش داد، rxy دارای برخی ویژگی‎های خاصی است و بهR نمایش داده می‎شود. این ضریب را مجذور ضریب همبستگی چند متغیره می‎نامند (R2). گزینه R Squared Change میانگین تغییرات R2 را که با اضافه کردن یا کم کردن یک متغیر مستقل از معادله رگرسیون به وجود می‎آید، نمایش می‎دهد.ضرایب متغیرهای مستقل یا پیش‎بین در ستونی به نام B لیست شده‎اند که با استفاده از این ضرایب می‎توان معادله رگرسیون را برآورد کرد. ضریب‎های استاندار در جدول با عنوان Beta گزارش شده‎اند. ستون‎های بعدی در جدول‎ها مربوط به مقادیر آماده t و سطح معنی‎دار آنها (Sig یا P) می‎باشد که برای ارزیابی معنی‎دار بودن ضریب‎های B به کار می‎روند. از این مقادیر ضمناً برای ارزیابی معنی‎دار بودن ضریب‎های Beta نیز استفاده می‎شود(زرگر 1384).
 
بحث:
رگرسیون چند متغیره با یک مجموعه پیش‎بینی کننده
نتایج این تحلیل در جدول(1) مشاهده می‎شود. معادله‎های رگرسیون تقریبا با تمام پیش‎بینی کننده‎ها در هر عامل بطور معنی‎دار به متغیر معیار یعنی وقوع لغزش مرتبط هستند. ستونB آنها ضرایب معادله رگرسیون را نشان می‎دهند که با توجه به مقادیر آن می‎توان معادله رگرسیون را نوشت. اگر چه این معادله‎ها مقادیر متغیر وابسته(وقوع لغزش) را پیش‎بینی می‎کنند، اما ضریب‎ها برای درک اهمیت نسبی پیش‎بینی کننده‎ها مناسب نبوده و برای این منظور از ضرایب Beta استفاده می‎شود. ستون‎های مربوط به مقادیر Sig.,t و یا P برای ارزیابی معنی‎دار بودن ضریب‎های Beta , B و همبستگی جزئی و نیمه جزئی به کار می‎روند.
جدول (1) نتایج تحلیل رگرسیون چند متغیره،‌در این جدول هر عامل مؤثر به عنوان یک متغیر مستقل در نظر گرفته شده و تأثیر سایر عوامل در محاسبات متغیر دیگر وارد نشده است.
عامل
همبستگی
چند متغیره R
مجذور و ضریب همبستگی چند متغیر R2
مجذور ضریب همبستگی تعدیل شده R 2adj
مجذور ضریب همبستگی تغییر
R 2 change
سطح معنی‎دار sig
لیتولوژی
934/0
889/0
888/0
889/0
000/0
پوشش گیاهی
905/0
819/0
819/0
819/0
000/0
فاصله از گسله‎ها
713/0
508/0
508/0
508/0
000/0
رده‎های شیب
906/0
821/0
821/0
821/0
000/0
جهات شیب
903/0
815/0
815/0
815/0
000/0
میزان بارندگی
119/0
014/0
014/0
014/0
000/0
عامل رودخانه
119/0
014/0
014/0
014/0
000/0
- عامل لیتولوژی: مقدار  برای این عامل نشان می‎دهد که 9/88 درصد واریانس متغیر وقوع لغزش را می‎توان به وسیله رابطه خطی آن با نوع لیتولوژی تعیین نمود. اگر چه معادله رگرسیون با تمام انواع لیتولوژی(به غیر از سازند‎های آهکی پرموکربنیفر) بطور معنی‎دار به وقوع لغزش مرتبط است، ولی براساس مقدار Beta می‎توان گروه‎های اصلی لیتولوژی‎های موثر در لغزش را به ترتیب سازندهای رس‎دار میوسن، زون‎های آلتره و سنگ‎های خرد شده و آلتره ائوسن در نظر گرفت(جدول 2).
رده‎های مختلف عوامل
ضرایب معادله
رگرسیونB
ضرایباستاندار
شده معادله
رگرسیونBeta
آزمون معنی‎داری بودن
‎ضرایب ‎گرسیونt
سطح
معنی‎دارSig
(ثابت)
4-10*195/4
-
131/0
258/0
 
Qt: پادگانه های آبرفتی و رسوبات جدید کواترنری
02/1
094/0
709/18
000/0
 
Ng2: کنگلومرا، ماسه سنگ و سنگ‎های غنی از سیلت  تا رس
924/0
248/0
456/49
000/0
 
Ng1a: مارن‎ها و سنگ‎های رسی قرمز تا زرد رنگ ژیپس‎دار با گرهک‎های آراگونیتی
906/0
593/0
343/118
000/0
 
E5: آندزیت‎های خاکستری تیره تا آجری رنگ گاهی خرد شده
960/0
376/0
014/75
000/0
 
E4 گدازه‎های تیره رنگ آندزی بازالتی و لایه‎های داسیتی:

کلید واژه ها: زمینلغزش زیستمحیطی رگرسیون استاناردبیل خلخال زمین شناسی مهندسی اردبیل