نشریه زمین شناسی مهندسی، جلد نهم، شمارۀ 4 زمستان 4934

پهنه‌بندي‌خطر‌زمين‌لغزش‌با‌استفاده‌از‌منطق‌فازي‌
و‌مدل‌تراکم‌سطح‌)مطالعۀ‌موردي‌حوضه‌کاکاشرف،‌
جنوب‌شرقي‌‌خرمآباد(‌

سيامک بهاروند؛ گروه زمین شناسی، واحد خرم آباد، دانشگاه آزاد اسلامی،
خرم آباد، ایران
سلمان سوري*؛ دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خرم آباد، باشگاه پژوهشگران
جوان و نخبگان، خرم آباد، ایران
تاريخ: دريافت 02/9/30 پذيرش 02/6/39چکيده
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

یکی از انواع فرآیندهاي دامنه اي که هرساله در برخی نقاط جهان و ایران رخ داده و باعث خسارت هاي جانی و مالی فراوانی می شود، پدیدۀ زمین لغزش است. به منظور بررسی پایداري دامنه ها در حوضۀ کاکاشرف ابتدا با استفاده از عکس هاي هوایی و بازدید هاي میدانی نقاط لغزشی شناسایی شده و متعاقب آن نقشه پراکنش زمین لغزش حوضه تهیه شده است. با تلفیق نقشۀ عوامل مؤثر بر لغزش با نقشه پراکنش زمین لغزش ها ،تأثیر هر یک از این عوامل از جمله شیب، جهت شیب، ارتفاع، لیتولوژي، کاربري اراضی، فاصله از جاده و آبراهه در محیط نرم افزار Arc GIS سنجیده شده است. سپس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی این عوامل اولویت بندي شدند. در این تحقیق از روش منطق فازي و تراکم سطح به منظور پهنه بندي خطر زمین لغزش در حوضۀ کاکاشرف استفاده شده است. براي ارزیابی و طبقه بندي نتایج خروجی مدل هاي استفاده شده در برآورد خطر لغزش منطقه از شاخص احتمال تجربی استفاده شده است، نتایج به دست آمده نشان می دهد که مدل منطق فازي، روش کارآمدتري نسبت به مدل تراکم سطح استفاده شده براي تهیۀ نقشه خطر لغزش هاي حوضۀ کاکاشرف است.
1695831197493

واژه های کليدی: زمین لغزش ،حوضۀ کاکاشرف، منطق فازي، فرایند تحلیل سلسله مراتبی، تراکم سطح * نويسنده مسئول [email protected]
مقدمه
بنا به تعریف انجمن جهانی زمینشناسی مهندسی، زمین لغزش عبارت از جابه جایی به سمت پایین توده اي از مواد روي یک شیب است. ایران با توپوگرافی عمدتاعمدتاً کوهستانی، فعالیت زمین ساختی و لرزه خیزي زیاد، شرایط متنوع اقلیمی و زمین شناسی، عمده شرایط طبیعی براي ایجاد طیف وسیعی از لغزش ها را دارد. بنا بر این به همان نسبت که از امتیاز کوهستانی بودن و تنوع آب و هوایی بهرمند هستیم در معرض خطرات ناشی از آن نیز قرار داریم. بر اساس برآورد اولیه، سالیانه 222 میلیارد ریال خسارت مالی از طریق لغزش ها بر کشور تحمیل می شود و این در صورتی است که از بین رفتن منابع طبیعی غیرقابل بازگشت به حساب آورده نشوند ]4[.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

استان لرستان به دلیل خصوصیات متنوع زمین شناسی نظیر لیتولوژي، تکتونیک، لرزه خیزي و شرایط خاص آب و هوایی، از جمله مناطق داراي پتانسیل لغزش است. قرار گرفتن روي کمربند زلزله خیز آلپ- هیمالیا، عبور گسل بزرگ زاگرس، تناوب لایه هاي سخت آهکی و لایه هاي سست مارنی شیلی در یال تاقدیس هاي بزرگ در سرتاسر این استان شرایط ناپایداري بخش هاي بزرگی از دامنه هاي طبیعی را ایجاد کرده است ]0[. در این تحقیق به منظور پهنه بندي خطر زمین لغزش حوضۀ کاکاشرف واقع در استان لرستان از روش هاي تراکم سطح و منطق فازي استفاده شده است.
در روش آماري دو متغیر تراکم سطح وقوع زمین لغزش به عنوان متغیر وابسته و هر یک از عوامل محیطی مؤثر بر لغزش به عنوان متغیر مستقل در نظر گرفته می شوند بنا بر این مهم ترین مرحله براي ارزیابی و تعیین خطر زمین لغزش، شناسایی و بررسی زمین لغزش هاي به وقوع پیوسته و بررسی عواملی است که زمین لغزش ها را کنترل می کنند.
لطفی زاده استاد دانشگاه کالیفرنیا اولین بار مفهوم منطق فازي را در مقاله اي با عنوان “مجموعه هاي فازي”، در سال 4362 ارائه کرد ]9[. منطق فازي یک منطق چند مقداري است ،یعنی پارامترها و متغیرهاي آن، علاوه بر اختیار اعداد 2 یا 4، می توانند تمامی مقادیر بین این دو عدد را نیز اختیار کنند. به طورکلی هدف از تئوري فازي، ایجاد روشی نوین در بیان عدم قطعیت ها و ابهامات روزمره است ]4[.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

در سال هاي اخیر این روش ها مورد توجه پژوهش گران متعددي قرار گرفته که از جمله می توان به بررسی هاي پورقاسمی و همکاران )4911( ]2[ “ارزیابی خطر زمین لغزش در بخشی از حوضۀ آبخیز هراز با استفاده از روش تصمیم گیري چند معیارۀ فازي”، بهنیافر و همکاران )4913( ]6[ “بررسی کاربرد روش هاي منطق فازي و تحلیل سلسله مراتبی براي پهنه بندي خطر زمین لغزش در حوضۀ آب ریز فریزي”، کریمی و همکاران )4932( ]7[ “استفاده از مدل هاي تراکم سطح و ارزش اطلاعاتی در پهنه بندي خطر زمین لغزش در حوضۀ چرداول ایلام”، زمانی )4932( ]1[ “پهنه بندي مخاطرات زمین در حوضۀ یدک طویل با استفاده از مدل هاي ارزش اطلاعاتی، تراکم سطح و سلسله مراتبی”، سوري )4932( ]3[ “پهنه بندي خطر زمین لغزش در حوضۀ کشوري )نوژیان(” و عبادي نژاد و همکاران )4932( ]42[ “ارزیابی کارایی عمل گرهاي منطق فازي در پهنه بندي خطر لغزش هاي حوضۀ شیرود”؛ در ایران و به پژوهش هاي فانیو4 )0227( ]44[ “پهنه بندي خطر زمین لغزش با استفاده از روش آماري دومتغیره در منطقۀ لانگنون چین”، یالکین0 )0221( ]40[ ” پهنهبندي خطر زمین لغزش با استفاده از روش آماري دومتغیره در ترکیه”، وي دونگ9 و همکاران )0223( ]49[ “ارزیابی حساسیت رانش زمین در اطراف استان گوئیژو چین”، بوي4 و همکاران )0240( ]44[
“پیش بینی خطر زمین لغزش در استان هوابین ویتنام با استفاده از تئوري فازي” اشاره کرد.

مواد و روش ها
ويژگي های حوضۀ بررسي شده
حوضۀ آبریز کاکاشرف با مساحتی حدود 423 کیلومترمربع در 42 کیلومتري جنوب شرقی خرم آباد در استان لرستان قرار دارد )شکل 4(. بلندترین نقطۀ ارتفاعی آن 0706 متر و پست ترین نقطه 4932 متر از سطح آزاد دریا قرار دارد. و از دیدگاه زمین ساختی گسترۀ بررسی شده در پهنۀ زاگرس چین خورده قرار می گیرد.

.1 Fanyu 2.Yalcin 3. Wei dong 4. Bui

شکل 1. موقعيت جغرافيايي حوضۀ کاکاشرف
بررسي عوامل مؤثر بر زمين لغزش های حوضۀ کاکاشرف
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

اولین گام در تهیه نقشۀ پهنهبندي خطر زمین لغزش، تهیه نقشۀ پراکنش زمین لغزش هاي اتفاق افتاده است. در حوضۀ کاکاشرف 4931 پیکسل لغزشی با ابعاد 92×92 متر شناسایی شده است. با توجه به سازوکار مشابه لغزش ها در این تحقیق سه لغزش بزرگ حوضه به نمایندگی از سایر لغزش ها بررسی شده است )شکل 0( )جدول 4(.
در این تحقیق براي اولویت بندي عوامل مؤثر بر لغزش هاي حوضۀ کاکاشرف 7 عامل شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، زمین شناسی )لیتولوژي(، کاربري اراضی، فاصله از جاده و آبراهه بررسی شده است. براي بررسی ارتباط عوامل تأثیر گذار بر وقوع زمین لغزش در حوضۀ کاکاشرف بعد از تهیۀ نقشه این عوامل، با قطع دادن نقشه هر یک از آن ها با نقشۀ نقاط لغزشی منطقه، پراکندگی نقاط لغزشی نسبت به عوامل مؤثر بر خطر زمین لغزش در محیط نرم افزار ArcGIS بررسی شده است.
4. میزان شیب دامنه: شیب یکی از عوامل اصلی ایجاد زمین لغزش در مناطق مختلف است و اکثر روش ها به این پارامتر تأکید دارند. به منظور تهیۀ نقشۀ شیب از مدل رقومی ارتفاعی که از خطوط تراز نقشۀ توپوگرافی منطقه در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شد استفاده شده
است. نقشۀ شیب براي منطقۀ بررسی شده در 2 کلاس 2-2، 42-2، 92-42، 42-92 و بیش تر از 42 درجه تهیه شده است )شکل 9(.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

جدول 1. بررسي مهم ترين زمين لغزش های حوضۀ کاکاشرف
مساحت
)مترمربع( مهم ترین عامل مؤثر بر زمین لغزش نوع مصالح درگیر نوع زمین لغزش
46234 رودخانه خاک لغزش L1
444712 زمین شناسی سنگ لغزش L2
93747 شیب سنگ ریزش L3

شکل 2. نقشۀ پراکنش زمين لغزش در حوضۀ کاکاشرف
0. زمین شناسی منطقه: خصوصیات لیتولوژیک و زمین شناسی منطقه از مهم ترین عامل هاي مؤثر در وقوع زمین لغزش است. لیتولوژي نوع سنگ، درجۀ هوازدگی و نوع و مقدار ماده پرکننده را دربر می گیرد که هر کدام از این عوامل نقش به سزایی در مکانیسم پایداري شیب ها دارند. در این تحقیق واحدهاي سنگ شناسی حوضۀ کاکاشرف بر اساس جنس و سن مجزا شده است )جدول 0( )شکل 4(. مبناي این نقشه، نقشۀ زمین شناسی استان لرستان تهیه شده به وسیلۀ سازمان زمین شناسی است که مرز واحدها بر اساس بررسی هاي میدانی و بررسی تصاویر ماهواره اي تصحیح شده است.
جدول 2. واحدهای سنگ شناسي حوضۀ کاکاشرف
ویژگی واحد
ذخایر تراستی و مخروطه افکنه هاي کوهپایه اي جدید کم ارتفاع Qft2
کنگلومراي توده اي سیمانی با دگرسانی شدید و ماسه سنگ کمی هوازده با چینه بندي متقاطع
)سازند بختیاري( Plbk
سنگ هاي تفکیک نشده سازندهاي شهبازان و آسماري EMas-sb
سیلتستون کمی هوازده زیتونی تیره و ماسه سنگ با توسعه از کنگلومراهاي چرتی و آهک )سازند امیران( KPeam
سنگ هاي تفکیک نشده سازندهاي پابده و گورپی KEpd-g
کنگلومراي قرمز ،ماسه سنگ و سیلتستون )سازند کشکان( EKn
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

شکل 3. نقشۀ شيب حوضۀ کاکاشرف شکل 3. نقشۀ زمين شناسي)ليتولوژی( حوضه کاکاشرف
9. جهت شیب: جهت شیب یکی از عوامل تأثیرگذار در تهیۀ نقشه حساسیت به خطر زمین لغزش است. زیرا جهت شیب نشان دهندۀ تأثیر متفاوت نور آفتاب )تشعشعات خورشید(، بادهاي گرم و خشک و بارش در جهت هاي مختلف است. در این تحقیق به منظور ارتباط بین جهت شیب و لغزشهاي رخداده نقشۀ جهت شیب به 3 کلاس 2/00-2، 2/67-2/00، 2/440-2/67، 2/427-2/440، 2/020-2/427، 2/047-2/020،
3900
2/030-2/047، 2/997-2/030، 962-2/997 درجه طبقهبندي شد )شکل 2(.
4. طبقات ارتفاعی: ارتفاع نیز به عنوان یکی از عوامل مؤثر بر خطر زمین لغزش معرفی شده است زیرا در کنترل درجه و نوع فرسایش نقش به سزایی دارد ]42[. نقشۀ طبقات ارتفاعی خود از کلاس بندي نقشه DEM منطقه تهیه می شود. به منظور بیان ارتباط بین عامل ارتفاع و زمینلغزشهاي رخداده در منطقه، نقشۀ طبقات ارتفاعی در 2 کلاس 4722-4932، 0222-4722، 0922-0222، 0622-0922 و بیش تر از 0622 متر تهیه شد )شکل 6(.
2. نقشۀ فاصله از آبراهه: به منظور تهیه نقشۀ حریم فاصله از آبراهه، شبکه آبراهه ها از روي نقشۀ توپوگرافی مشخص و در محیط نرم افزار GIS رقومی گردید. سپس نقشۀ مورد نظر به 2 کلاس با فواصل 922-2، 622-922، 322-622، 4022-322 و بیشتر از 4022 متر تقسیم و به منظور بیان ارتباط بین خطر زمین لغزش و حریم فاصله از آبراهه ها به کار گرفته شد )شکل 7(.
126873825500

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:33 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.jeg.9.4.3093 ]

6. فاصله از جاده: بررسی ها نشان داده است که جاده سازي غیراصولی از عوامل مهم در ایجاد لغزش به شمار می آید. به منظور تهیۀ نقشۀ فاصله از جاده، شبکۀ جاده از روي نقشه توپوگرافی استخراج و در محیط نرم افزار ArcGIS رقومی گردید. سپس نقشۀ مورد نظر با فواصل 922-2، 622-922، 322-622، 4022-322 و بیش تر از 4022 متر تقسیم شد )شکل 3(.



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید