کاربرد سامانه اطلاعات جغرافیایی در ارزیابی خطر زمین¬لغزش

چکیده :
 
هدف از این تحقیق ارزیابى خطرات زمین­لغزش در حوزه آبخیز هراز با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایى است. نقاط لغزشى منطقه مورد مطالعه با استفاده از تفسیر عکس­هاى هوایى و بازدید میدانى مشخص و نقشه­هاى توپوگرافى، زمین­شناسى و کاربرى اراضى تهیه گردید. عوامل موثر بر خطر وقوع زمین­لغزش از قبیل: شیب، جهت، ارتفاع، لیتولوژى، کاربرى اراضى، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل و بارش مشخص گردید. ارتباط بین هر یک از عوامل و زمین­لغزش­ها با استفاده از مدل نسبت فراوانى به عنوان یکى از مدل­هاى احتمالى تعیین گردید. نقشه حساسیت به خطر زمین­لغزش با استفاده از مدل نسبت فراوانى تهیه شد. نتایج نشان داد که ۴۷/۱۳% منطقه مطالعاتى در کلاس خطر زیاد و خیلى زیاد قرار گرفته است. انقشه خطر زمین­لغزش تهیه شده می­تواند به منظور کاهش خطرات مرتبط با زمین­لغزش و آمایش سزمین مورد استفاده قرار گیرد.  

حمیدرضا پورقاسمی، دانشجوی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی دانشگاه تربیت مدرس، نور hm_porghasemi@yahoo.com                                                           Email:  
 حمیدرضا مرادی، استادیار دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، گروه مهندسی آبخیزداری ، مازندران، نور، خیابان امام خمینی، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی دانشگاه تربیت مدرس.    Email: morady5hr@yahoo.com 
مجید محمدی، دانشجوی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی دانشگاه تربیت مدرس، نور mohammady_wme@yahoo.com                                                                                       Email:
مقدمه :
 
شناخت عوامل موثر در وقوع زمین­لغزش و تشخیص مناطق مختلف از نظر حساسیت به وقوع آن یکی از مهم­ترین و ضروری­ترین اقدامات، جهت دوری جستن یا کاهش صدمات زمین­لغزش است [7]. روند رو به رشد جمعیت در کشورهای در حال توسعه، باعث گردیده از زمین­های موجود در این کشورها بیشتر از حد توان تولید آن استفاده به عمل آید. علاوه بر آن عدم رعایت کاربری مناسب برای هر منطقه و تغییر در کاربری زمین، دست به دست هم داده تا فرسایش خاک، روز به روز و با شدت بیشتری صورت گیرد و مبالغ مالی زیادی به جای آنکه صرف تولیدات و آبادانی این کشورها گردد، به ناچار صرف تثبیت خاک، جلوگیری از فرسایش و حتی واردات غذا گردد ‌[8]. بر اساس گزارش سازمان ملل متحد ضرر و زیان ناشی از زمین­لغزش به عنوان یکی از انواع فرسایش در کشورهای پیشرفته 1 تا 2% تولید ناخالص ملی آنهاست ‌[4]. همچنین بر اساس گزارش کمیته بلایای طبیعی ایران، طی برنامه پنج ساله اول، خسارات ناشی از بلایای طبیعی در کشور بالغ بر 6/1 میلیارد دلار برآورد شده است که بخش اعظم آن مربوط به خسارات زمین­لغزش است ‌[2]. مضاف بر این، افزایش فعالیت­های عمرانی، صنعتی، کشاورزی و تعرض انسان به محیط طبیعی در دهه­های اخیر به میزان آسیب­پذیری کشور از ناحیه این پدیده افزوده است. بنابراین با توجه به مطالب ذکر شده، در صورتی که دستگاههای مذکور از موقعیت مناطق حساس مطلع گردند، مسلماً جهت توسعه سازه­ها در حد امکان از آنها اجتناب کرده و یا در صورت اجبار تمهیدات و نکات فنی لازم را با دقت بیشتری مدنظر قرار می­دهند. نقشه پهنه­بندی خطر زمین­لغزش این امکان را برای دستگاههای اجرایی مهیا می­کند که مناطق حساس به زمین­لغزش را شناسایی کرده و در مورد احداث یا تغییر محل سازه­های مورد نظر تصمیم­گیری نمایند، همچنین با استفاده از آن می­توان برنامه­ریزی­های لازمرا در جهت محدودیت کاربری اراضی در این گونه مناطق اعمال نمود و به این طریق خسارات ناشی از این پدیده را کاهش داد. در این تحقیق از روش نسبت فراوانی جهت پهنه­بندی خطر وقوع زمین­لغزش استفاده گردید. از جمله مطالعاتی که در زمین پهنه­بندی خطر وقوع زمین­لغزش با روش نسبت فراوانی صورت گرفته می­توان به تحقیقات تحقیقات ‌[3، 10، 12، 13، 14و 15] نام برد. نتایج تحقیقات مذکور بیانگر آن است که روش­ مذکور دقت بالایی در پهنه­بندی خطر زمین­لغزش و شناسایی مناطق مستعد وقوع زمین­لغزش دارد.
منطقه مورد مطالعه در استان مازندران در بخش مرکزی سلسله جبال البرز قرار دارد که خود بخشی از زیر حوزه رودخانه هراز می­باشد. مقطع انتخابی بخشی از مسیر جاده ارتباطی بین شهرهای آمل و تهران به مساحت 114 کیلومترمربع می­باشد. این منطقه بین طول­های جغرافیایی”38 ΄06 ْ52 تا ”24 ΄17 ْ52 شرقی و عرض­های ”39 ΄49 ْ35 تا”11΄57 ْ35 شمالی قرار دارد. ارتفاع حداکثر در منطقه 3290 متر و حداقل1200متر می­باشد (شکل 1).
بحث :
 
به منظور ارزیابی خطر زمین­لغزش، نقشه­های زمین­شناسی منطقه در مقیاس 1:100000، توپوگرافی در مقیاس1:50000، کاربری اراضی در مقیاس 1:100000 و عکس­های هوایی در مقیاس 1:50000 از سازمان­های مربوطه فراهم و نقشه­های مذکور در محیط GIS رقومی گردید. با استفاده از عکس­های هوایی منطقه، لغزش­های اتفاق افتاده و مناطق مستعد و مشکوک به لغزش در منطقه شناسایی و از آنجا که بسیاری از لغزش­ها به دلیل ابعاد کم یا ظاهری مشابه با دامنه­های مجاور، در عکس­های هوایی قابل تشخیص نیستند لذا برای تکمیل اطلاعات، تمامی لغزش­های قابل دسترس مورد بازدید صحرایی قرار ­گرفتند. برای تعیین ارتباط زمین لغزش با عوامل موثر در وقوع آن و نیز تهیه نقشه پهنه­بندی خطر زمین­لغزش در منطقه، از واحدهای کاری به عنوان مبنا و پایه مطالعات استفاده گردید. نقشه واحدهای کاری با تلفیق عوامل مرفولوژی (شیب، جهت شیب و ارتفاع)   بدست آمد. با استفاده از نرم افزار ILWIS، نقشه­های عامل (شامل شیب، جهت شیب، ارتفاع، زمین شناسی، کاربری اراضی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه و فاصله از جاده) تهیه شده و با نقشه پراکنش زمین­لغزش تلفیق گردید. به این ترتیب تعداد زمین­لغزش در هر واحد کاری به دست آمد. برای محاسبه نسبت فراوانی[1] هر یک از عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش مشخص، با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی درصد پیکسل­های لغزشی و فاقد لغزش منطقه مورد مطالعه تعیین و نهایتاً نسبت فراوانی برای برای هر یک از عوامل و کلاس­های مرتبط با آن با استفاده از رابطه 1 محاسبه گردید. سپس شاخص حساسیت به خطر لغزش بر اساس رابطه 2 محاسبه شد [3 و 12].
(1)                                                                                                    
که در آن: A: درصد پیکسل­های لغزشی و B: درصد پیکسل­های فاقد لغزش است.
(2)                                                                                                    
که در آن: LSI: شاخص حساسیت به خطر زمین لغزش، Fr: وزن هر یک از عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش می باشد که اگر1<Fr باشد همبستگی عامل موثر با لغزش بسیار زیاد و اگر1> Frباشد این همبستگی بسیار ضعیف است.
ارزیابی روش پهنه­بندی
در روش آماری نسبت فراوانی برای وزن­دهی به لایه­های مختلف اطلاعاتی از نقشه پراکنش حرکات توده­ای منطقه استفاده شد. بعد از تهیه نقشه­های وزنی بر اساس رابطه مدل (رابطه 1)، نقشه پهنه­بندی حرکات توده­ای (شاخص حساسیت به خطر زمین­لغزش) تهیه و سپس بر اساس روند تغییرات منحنی هیستوگرام طبقه­بندی ­گردید. لذا نمی­توان جهت ارزیابی نقشه پهنه­بندی حرکات توده­ای، از نقشه پراکنش حرکات توده­ای حوزه استفاده کرد ‌[3 و 16]. جهت حل این مشکل از 78 نقطه لغزشی که در منطقه شناسایی گردید 3/2 نقاط لغزشی (55 مورد) برای مدل­سازی و 3/1 نقاط لغزشی (23 مورد) برای کالیبره کردن مدل استفاده گردید [11]. سپس نقشه حاصله با نقشه پراکنش حرکات توده­ای مقایسه ­گردید.
 
ارتباط بین عوامل موثر بر وقوع زمین­لغزش و لغزش­های رخداده در منطقه مورد مطالعه در جداول 1 تا 9 ارائه گردید.
 
جدول 1. مقادیر عضویت فازی مربوط به عامل شیب
کلاس بر حسب
درصد
تعداد پیکسل های
فاقد لغزش
درصد پیکسل های
فاقد لغزشی
تعداد پیکسل های
لغزشی
درصد پیکسل های
لغزشی
Frequency ratio
0-5
40251
43/1
0
0
0
5-15
168497
99/5
2
64/3
608/0
15-30
341948
16/12
12
82/21
794/1
30-50
681028
23/24
20
36/36
501/1
50-70
741812
39/26
10
18/18
689/0
70<
837535
79/29
11
20
671/0
 
 
 
جدول 3. مقادیر عضویت فازی مربوط به عامل جهت شیب
کلاس
 
تعداد پیکسل های
فاقد لغزش
درصد پیکسل های
فاقد لغزش
تعداد پیکسل های
لغزشی
درصد پیکسل های
لغزشی
Frequency ratio
شمال
70891
53/2
6
91/10
312/4
شمال شرقی
495110
67/17
7
73/12
720/0
شرق
354426
65/12
4
27/7
575/0
جنوب شرقی
384467
73/13
11
20
457/1
جنوب
376390
44/13
7
73/12
219/0
جنوب غربی
293013
46/10
9
36/16
564/1
غرب
216337
72/7
7
73/12
649/1
شمال غربی
373260
33/13
4
27/7
545/0
 
جدول 4. مقادیر عضویت فازی مربوط به عامل ارتفاع از سطح دریا
کلاس بر حسب
متر
تعداد پیکسل های
فاقد لغزش
درصد پیکسل های
فاقد لغزش
تعداد پیکسل های
لغزشی
درصد پیکسل های
لغزشی
F

کلید واژه ها: سایر موارد