نشریه زمین شناسی مهندسی، جلد یازدهم شمارۀ 1 بهار 1931

ارزیابی کارایی روشهای ارزش اطلاعات، تراکم
سطح ،LNRF و نسبت فراوانی در پهنهبندی خطر زمینلغزش در منطقۀ پشتدربند، کرمانشاه

محمدحسين قبادي*، سيدحسين جلالي، بهمن ساعدي؛ دانشگاه بوعليسينا همدان، گروه زمينشناسي، نوشين پيروزينژاد؛ دانشگاه تبریز
تاریخ: دریافت 5/11/39 پذیرش 1/8/34 چکیده
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

زمینلغزش به سبب امکان رخداد آن در محیطهای طبیعی مختلف و به سبب عوامل طبیعی و مصنوعی متفاوت مؤثر برآن، نسبت به سایر مخاطرات طبیعی جای گاه خاصی دارد.
زمین لغزش ها به علت فراوانی رخدادشان، هر سال موجب خسارات سنگینی می گردند که جبران برخی از آن ها هزینه و وقت فراوانی میطلبد. به این دلیل بررسی این پدیده مخصوصامخصوصاً در مناطقی که در مسیر پیشرفت و توسعه قرار دارند، امری ضروری است. از بهترین روشهای بررسی زمینلغزش ها پهنهبندی خطر آن است، که از دیرباز محققان به آن توجه کرده اند. در این روش منطقۀ بررسی شده با توجه به عوامل مؤثر در بروز پدیدۀ زمینلغزش، به پهنههای با خطر کم تا خطر خیلی زیاد تقسیمبندی می شوند. این پهنهبندی می تواند در برنامهریزی های منطقهای کمک شایانی داشته باشد. روشهای متفاوتی برای این منظور ارائه و توسعه داده شده است. در این نوشتار از چهار روش ارزش اطلاعات، تراکم سطح ،LNRF و نسبت فراوانی که از روشهای آماری دو متغیره هستند، در پهنهبندی خطر ‌زمینلغزش منطقه پشتدربند استفاده شده است. نتایج بیان گر آن است که روش تراکم سطح با اختلاف جزئی نسبت به روش نسبت فراوانی از میان روشهای به کار برده شده برای پهنهبندی منطقه نتایج مطلوب تری به دست می دهد.
1675384399414

واژه های کلیدی: پهنهبندی خطر زمینلغزش ،ارزش اطلاعات، تراکم سطح ،LNRF و نسبت فراوانی، روشهای آماری دو متغیره، پشتدربند * نویسنده مسئول [email protected]
مقدمه
زمینلغزش ها از پدیده های طبیعی به شمار می روند که پس از زلزله و سیل بیش ترینخسارت را به انسان وارد میکند. به طوری که سالانه میلیاردها تن خاك و سنگ بر اثر این پدیده جابه جا می شوند. رشد سریع جمعیت و گسترش شهرها در نواحی کوهستانی ضرورت پهنه بندی خطر زمینلغزش را آشکار می سازند. زمین لغزش ها هر سال موجب خسارت های سنگینی می گردند که بعضابعضاً جبران این خسارت ها ممکن نیست و یا نیاز به وقت و هزینه بسیار زیاد دارد. از این رو، برنامه ریزی برای جلوگیری از این خسارت ها اهمیت ویژهای دارد و موجب جلوگیری از هدر رفتن بسیاری از منابع ملی می شود ]14[.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

شناسایی خطرات و آگاهی از مکانیزم گسیختگی شیب به ما در انتخاب صحیح روشهای علاج بخشی شیب کمک میکند. برای این منظور شناسایی و آشنایی با مواردی مانند رابطۀ بین شرایط زمین شناسی و شکل گسیختگی بالقوه، عوامل مؤثر بر پایداری شیب و … لازم است ]11[.
پهنهبندی لغزش شامل تقسیمبندی سطح زمین به مناطق مجزا و رتبه بندی کردن این مناطق براساس درجۀ واقعی و یا پتانسیل خطر ناشی از بروز زمینلغزش روی شیب دامنه ها است.
شناسایی و طبقهبندی نواحی مستعد لغزش و پهنهبندی خطر آن گامی مهم در ارزیابی خطرات محیطی به شمار رفته و نقش غیرقابل انکاری را در مدیریت حوضههای آبخیز ایفا می کند ]8[.
تا کنون روشهای مختلفی برای پهنه بندی خطرزمین لغزش و برآورد شدت و ارزیابی این پدیده ارائه شده که به طورکلی در روش های کیفی، نیمه کمی و کمی دستهبندی می شوند.
روشهای مبتنی بر هم بستگی متغیرهای مؤثر در زمینلغزش، مانند رگرسیون دومتغیره، چندمتغیره و لجستیک، ازجمله روش های کمی پهنهبندی خطر زمینلغزش شمرده میشوند ]7[.
شناسایی و انتخاب مناسبترین روش برای پهنهبندی خطر زمینلغزش در یک محدوده ،باعث میشود با اطمینان بیش تری به نتایج، برای پیش گیری یا بهبود شرایط، اقدامات لازم انجام شود. اهمیت این نقشهها در مراحل برنامه ریزی، فعالیتهای عمرانی، حفاظت خاك و… باعث شده است تا گروه زیادی از محققان ،به تهیه نقشههای پهنهبندی خطر زمینلغزش توجه کنند. با استفاده از نتایج چنین تحقیقاتی میتوان نقشههای خطر زمینلغزش را رسم کرده و ازآن ها در بررسی و مطالعه راههای پیش گیری و کنترل زمینلغزش استفاده کرد ]19[.
بنابراین مطالعه و بررسی متغیرهای مؤثر در وقوع لغزش و از سویی تفکیک پهنههای مخاطره آمیز اهداف این تحقیق را تشکیل داده اند.
یالکین1 )1008(، با بررسی حساسیت زمینلغزش در اردسن ترکیه، نتایج روشهای AHP و روشهای دومتغیره را با هم مقایسه کرد.
ناندی و شکور1 )(1003، ارزیابی حساسیت زمینلغزش با استفاده از روشهای دومتغیره و چندمتغیره را در حوضه آبخیز رودخانه کوهایوگا را انجام دادند.
شیرانی و همکاران )1985(، به عنوان نتیجه گیری نهایی، اعلام کردند که بهترتیب روشهای آماری شامل رگرسیون خطی، آنالیز ممیزی، ارزش اطلاعا تی، تراکم سطح بر ای پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضه رودخانه ماربر دارای اولویت هستند.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

شادفر و همکاران )1987(، با بررسی حوضۀ جنت رودبار نشان دادند که روش آماری دو متغیره تراکم سطح برای پهنهبندی خطر رمین لغزش در حوضۀ مورد نظر جواب منطقی تری ب هدست می دهد.
ملکی و قربانپور )1987(، با استفاده از چهار روش تراکم سطح، تحلیل سلسله مراتبی، وزن متغیرها و ارزش اطلاعاتی خطر زمینلغزش حوضه چرمله شهرستان سنقر استان کرمانشاه را برسی کردند.
در پژوهش مصفایی و همکاران )1988(، کارآیی مدل تجربی مور ا- وارسون اصلاح شده به همراه مدل های آماری تراکم سطح غیروزنی، تراکم سطح وزنی و رگرسیون چند متغیره در سطح تفصیلی و مقیاس 50000/1 در بخشی از آبخیز الموت مقایسه شده است. نتایج مطلوبیت بیش تر مدل رگرسیون چند متغیره را نشان داده است.
گرایی و کریمی )1983(، در پژوهشی با عنوان تعیین مناسب ترین روش ‌پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضۀ آبخیز سد ایلام، نشان دادند که در این حوضه بهترین مدل برای پهنه بندی خطر زمینلغزش روش ارزش اطلاعاتی است.
Yalcin
Nandi & Shakoor
رهنماراد و همکاران )1983(، با پهنهبندی خطر زمینلغزش در منطقه اسکلآباد خاش بااستفاده از روش آماری دو متغیره و سیستم اطلاعات جغرافیایی بر موفقیت و دقت ارزیابیخطر زمینلغزش با روش ارزش اطلاعاتی تأکید کردند.
نتایج پژوهش کریمی و همکاران )1930(، نشان داد که روش ارزش اطلاعاتی نسبت به سایر روشها در تفکیک کلاسه های خطر نتایج بهتری دارد. بنابراین این روش به عنوان روش نهایی پهنهبندی خطر زمینلغزش برای منطقه بررسی شده پیشنهاد شد.
نتایج حاصل از پهنهبندی خطر زمینلغزش و ارزیابی آن ها )شادفر و همکاران ،1930( با استفاده از زیرحوضۀ شاهد و اعمال وزن آن به بقیۀ حوضه، نشان می دهد که مدل تراکم سطح ،پاسخ منطقی تری را داده است و مدل های ارزش اطلاعاتی و LNRF در پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضۀ چالکرود، در اولویت های بعدی قرار می گیرند.
اکبری و مشایخان )1931(، روشهای LNRF و WLC را در پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضۀ آبخیز اخلمد شهرستان چناران مقایسه کردند.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

معرفی منطقه
منطقۀ پشتدربند بخشی از شهرستان کرمانشاه است. موقعیت جغرافیایی این منطقه″00′ 48°94 -″90′ 94°94 و″90′ 14°47 – ″00′ 58°41 است. شکل 1 موقعیت منطقۀ بررسی شده را در استان کرمانشاه و ایران و نیز نقشه هم ارتفاع آن را نمایش می دهد. بر اساس روش دمارتن ،منطقه دارای اقلیم مرطوب است ]1[.
زمین شناسی عمومی
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

زمین شناسی منطقه پشتدربند را می توان به دو زیرپهنه مجزا تقسیم کرد. بخش شمال شرقی منطقه قسمتی از پهنه دگرگون شده سنندج- سیرجان است. شواهد زمین شناسی موجود نشان می دهد که در این منطقه فعالیتهای آتشفشانی در خور توجه بوده است و به همین لحاظ بخش بزرگی از سنگ ها از نوع روانه های آتشفشانی هم زمان با رسوب گذاری هستند. بخش جنوب غربی منطقه، ویژگیهای رسوبی و ساختاری زیرپهنه زاگرس مرتفع را دارد. در این بخش ،رسوبهای نواحی ژرف شامل ردیفهای رسوبی از نوع رادیولاریت، کربناتهای آشفته و نیزسنگهای افیولیتی )رادیولاریت های کرمانشاه، سنگ آهک های بیستون، افیولیت های صحنه-هرسین( به سن تریاس بالا-کرتاسه رخنمون دارند. الگوی ساختاری این بخش حاصل عملکرد گسل های راندگی است، که با جابه جایی در خور توجه رخنمونهای سنگی و ستبر شدن پوسته همراه است. جابه جایی حاصل از این کنش فشارشی به صورت خردشدگی در سنگها نمود دارد ]9[. شکل 1 نقشه زمینشناسی منطقه بررسی شده را نشان می دهد. شرح نقشه در جدول 1 آورده شده است.

شکل 9. موقعیت منطقۀ بررسی شده در ایران و استان کرمانشاه و نقشۀ هم ارتفاع آن

مواد و روشها
در ابتدا با استفاده از دادههای زمینلغزش های رخدادۀ منطقه، شامل موقعیت و مساحت آن ها، که از معاونت آبخیزداری، اداره کل منابع طبیعی استان کرمانشاه دریافت شد، مساحت زمینلغزش ها در هر طبقه از عوامل مؤثر، استخراج شد. پس از تعیین مساحت زمینلغزش ها در طبقات مختلف هر یک از عوامل مؤثر و تعیین نسبت سطح لغزش یافته در هر طبقه از نقشه پارامتر )عامل مؤثر( به عنوان معیار وزندهی، اقدام به کمیّ کردن عوامل مؤثر و وزن دهی به طبقات بر اساس روابط مربوط به روشهای آماری دومتغیره ارزش اطلاعات ،LNRF، نسبتفراوانی و تراکم سطح، نقشههای وزنی ایجاد می شود. به منظور تهیۀ نقشه پهنهبندی خطرزمین لغزش با استفاده از این روشها، نقشههای وزنی عوامل مؤثر با هم جمع جبری شده و بر اساس نقاط عطف نمودار تجمعی فراوانی وزن ها، نقشه پهنهبندی خطر زمینلغزش در هر روش به دست آمده است. در پایان با استفاده از شاخصهای نسبت تراکمی )Dr( اقدام به مقایسۀ پهنههای خطر در هر روش و به کمک شاخصهای مجموع کیفیت )Qs( و دقت )P( برای مقایسه روشها نسبت به هم دیگر، این چهار روش ارزیابی و مقایسه شدند.
در این پژوهش با استفاده از نتایج پژوهش های محققان، از لایههای زمین شناسی، کاربری اراضی ،NDMI، شیب، جهت شیب، فاصله از گسل های اصلی و گسل های فرعی، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، انحناء مقطع و انحناء سطح برای پهنهبندی خطر وقوع زمینلغزش استفاده شده است.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

با توجه به تأثیر نوع و شکل دامنه در تعیین میزان خطر ناپایداری آن در تحقیق حاضر از دو عامل انحناء مقطع و انحناء سطح بدین منظور استفاده شده است که در ادامه توضیح می دهیم.

شکل .9 نقشۀ زمینشناسی منطقۀ بررسی شده )برگرفته از نقشه 911111/9 میانراهان )کرکسار( [9]
انحناء سطح: انحناء در سطوح افقی است و یا خط کنتور تئوری است که از یک سلول ویژه می گذرد. انحناء سطح برای سلول هایی با کنتور محدب مثبت و برای سلول های با کنتور مقعر منفی است. انحناء سطح را می توان برای تمایز بین یال و دره استفاده کرد )شکل 9(.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

جدول 9. شرح نقشۀ زمین شناسی منطقه
شرح نماد شرح نماد
دیاباز Db شیل و ماسه سنگ سبز تا خاکستری روشن با قطعات پیروکلاستیک K2v,sh
دیوریت گابرو Dg آهک زرد نخودی تا خاکستری با رگه های کلسیتی Klb
دیوریت Di کنگلومرا ،ماسه سنگ و مارن پلی میگتیک ضخیم لایه Mc
شیل مدادی سبز زیتونی، ماسه سنگ، آهک و کنگلومرا E2f آهک ریفی، ماسه سنگ و مارن ضخیم تا متوسط لایه زرد Ml
گابرو gb2 افیولیت ملانژ Om
گابرو دیوریت Gd پریدوتیت Pd
آهک االیتی خاکستری تا قهوه ای J2 3lb آهک خاکستری تا خاکستری روشن Pel
چرت رادیولاریت و آهک پلاژیک JKrl آبرفت Qal
آهک تیره تا خاکستری روشن نازك لایه K1l مخروط افکنه های شنی قدیم و جدید Qf
آهک خاکستری ضخیم لایه تا توده ای با قطعات فراوان پوسته دوکفه ای K2l1 نهشته های تخریبی عهد حاضر Qt2
آهک زرد نخودی تا آبی روشن با رگه های کلسیتی K2l2 سینیت Sy
آهک صورتی تا ارغوانی با رگه های کلسیتی K2lb رادیولاریت، شیل و آهک بیوکلاستیک صورتی تا خاکستری TRJrl
توف سبز روشن K2t آهک فرسایش یافته ضخیم لایه خاکستری تا خاکستری روشن TRlb
شیل مدادی سبز زیتونی، ماسه سنگ، آهک و کنگلومرا E2f
انحناء مقطع: انحناء سطح در جهت شیب دامنه )در صفحه عمودی خط جریان( است. انحناء مقطع بر سرعت جریان آب زهکشی سطح و فرسایش و رسوب گذاری تأثیر می گذارد. در مکان هایی که انحناء مقطع محدب )منفی( است، فرسایش و در مکان هایی با انحناء مقطع مقعر )مثبت( رسوب گذاری رخ می دهد. )شکل4( )دستورالعمل نرم افزار Arc GIS(

1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

شکل 9. نمایش شماتیک انحناء سطح و حالت های آن )دستورالعمل نرم افزار Arc GIS(

شکل 9. نمایش شماتیک انحناء مقطع و حالت های آن
برای به دست آوردن این دو عامل در نرم افزار Arc GIS از ابزار Curvature از اکستنشن Spatial Analyst استفاده شده است.
بر اساس نتایج به دست آمده از پژوهش طالبی و دیگران )1983(، علاوه بر شیب کف، خصوصیات توپوگرافی دامنه )مخصوصاًمخصوصا شکل پلان و انحنای کف( نیز جریان های زیرسطحی دامنه را کنترل کرده و این فرآیند باعث تغییر رفتار هیدرولوژیکی دامنه ها و ایجاد ناپایداری در آن ها می شود.
رطوبت: رطوبت نشان دهندۀ اطلاعات موجود در مورد انواع مختلف زمین لغزش ها با توجه به محتوای رطوبتی خاك یا عمق سطح ایستابی است. این متغیر نشان میدهد که لایۀ تجزیه و تحلیل شده نسبت به عمق لایه تا چه درصدی اشباع شده است. لایۀ داده مکانی معرف میزان رطوبت در منطقه برحسب درصد، با استفاده از شاخص تفاضل نرمال شده رطوبت )NDMI(
11تهیه شده است. این شاخص برای محدودۀ بررسی شده با استفاده از باند 4 )باند مادون قرمز نزدیک (NIR)( و باند 5 )باند مادون قرمز میانی)SWIR( تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست 5 تهیه شده است.
NDMI=

)1(
بهطوری که از رابطۀ 1 مشاهده میشود، اگر در رابطۀ 1، اطلاعات باند 5 از باند 4 کم شود ،معرف میزان رطوبت خاك است، ولی اگر اطلاعات باند 4 از باند 5 کم شود، شاخص معرف میزان رطوبت برگ ها و گیاهان است ]15[. مقادیر پایین شاخص، نشان دهندۀ رطوبت کم تر و مقادیر بالاتر شاخص، رطوبت بالای زمین را نشان می دهد.
در شکل 5 نقشههای عوامل مؤثر بر زمینلغزش منطقۀ بررسی شده به همراه زمین لغزش های رخداده درمنطقه نشان داده شده است.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

روش آماری دومتغیره9: در روش آماری دو متغیره لایههای اطلاعاتی شیب، جهت شیب ،زمینشناسی، کاربری اراضی، بارندگی، فاصله از گسل، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، انحناء سطح و انحناء مقطع در نرم افزار ArcGIS 0 هر کدام در مقایسه با نقشه پراکنش لغزش ها به عنوان دو متغیر مستقل )عوامل( و وابسته )نقشه پراکنش لغزش( بهصورت دوتایی در نظر گرفته شدند. بعد از تهیه لایههای اطلاعاتی مربوط، بهمنظور تعیین نقش هر یک از عوامل در رخداده، زمینلغزش، لایههای مختلف، طبقهبندی و وزندهی شدند.
به عبارت دیگر هر عامل محیطی، به عنوان لایۀ اطلاعاتی جداگانه نسبت به رخداد لغزش برای همۀ منطقه، بررسی و تحلیل می شود و سپس با جمع جبری، وزن لایههای اطلاعاتی احتمال رخداد زمینلغزش کلی بهدست آمده و نقشۀ پهنهبندی خطر تهیه شد. اساس این روش بر این فرض استوار است که زمینلغزش های آینده در شرایطی مشابه با شرایط زمینلغزش های رخ داده روی می دهند. در صورتی که تعداد عوامل مرتبط با زمینلغزش محدود باشد و اطلاعات کامل از نقش این عوامل در رخداد زمینلغزش وجود داشته باشد، این روش می تواند به عنوان ابزاری سودمند، در پهنهبندی خطر زمینلغزش استفاده شود ]19[.

1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:32 IRST on Saturday October 28th 2017

911

شیب

جهت

شیب

شیب

جهت

شیب



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید