تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی آسیب‌پذیری سکونتگاه‌های شهری و روستایی در برابر مخاطره زلزله مطالعه موردی: استان گیلان

نویسندگان
چکیده
پژوهش در زمینه مخاطرات طبیعی دارای سابقه‌ای غنی در علم جغرافیا است. در میان تمام مخاطرات طبیعی، زلزله یکی از جدی‌ترین آن‌ها است که زیان‌های عظیم اقتصادی و مرگ‌ومیر مردم را به بار می‌آورد. کشور ایران بر روی کمربند زلزله خیز آلپ ـ هیمالیا واقع شده که یک منطقه مستعد زلزله است. از این رو زمین لرزه های مخرب عظیمی در گذشته در کشور ایران روی داده است. هدف اصلی از انجام این پژوهش تحلیل فضایی میزان خطر زلزله در سکونتگاه‌های شهری و روستایی استان گیلان است. در این راستا از تحلیل‌های فضایی در نرم‌افزار ArcGIS و تحلیل فاصله اقلیدسی استفاده شد. احتمال وقوع خطر زلزله در استان گیلان بر اساس فاصله از خطوط گسل­های فعال و غیر فعّال تحلیل شد. نتایج نشان داد که72/40 درصد از مساحت استان گیلان در فاصله صفر تا 15 کیلومتری گسل های فعّال قرار دارد و همچنین 45/64 درصد از مساحت این استان در فاصله ای کمتر از هشت کیلومتر تا گسل های غیر فعال قرار دارند. تحلیل خطر زلزله در نقاط شهری استان گیلان براساس خطوط گسل فعّال حاکی از آن است که 18 نقطه شهری در پهنه با خطر بسیار بالای زلزله و 14 شهر در پهنه با خطر بالای زلزله قرار دارند. براساس مطالعات انجام شده 57/20 درصد از جمعیت نقاط شهری در پهنه با خطر بالای بسیار بالای زلزله (80 تا 100 درصد) ساکن هستند. تحلیل خطر وقوع زلزله در نقاط شهری استان گیلان براساس گسل های غیر فعّال حاکی از آن است که، 20 نقطه شهری با جمعیت نسبی 44/25 درصد در پهنه با خطر بسیار بالای زلزله ساکن هستند. مطالعات انجام شده در زمینه نقاط روستایی استان گیلان براساس گسل های فعّال نشان داد که از مجموع 2925 سکونتگاه روستایی، 1350 روستا با جمعیت نسبی 90/24 درصد در پهنه با خطر بسیار بالای زلزله ساکن هستند. تحلیل خطر زلزله در نقاط روستایی استان گیلان براساس فاصله از گسل های غیرفعّال نشان داد که 1679 روستا در پهنه با خطر بسیار بالای زلزله قرار دارند. در پایان پژوهش پیشنهاد‌هایی در راستای مقابله با خطر وقوع زلزله ارائه شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Spatial analysis of vulnerability in urban and rural settlements against earthquake hazard Case Study: Guilan Province

نویسندگان English

Seyed Reza Azadeh
Masood taghvaei
چکیده English

The field of natural hazards research has a rich history in geography, appropriately so because it involves conflicts between physical processes and human systems. Natural events occur without direct human effect and endanger his social life. Events that enforce average annual up to 150000 human damages and more than 140 milliard dollars financial damages on counties and especially developing countries. Among all the natural disasters, the earthquake is one of the most serious ones. It brings tremendous economic losses and deaths of people, as well as the enormous effects on the harmonious and continuous development of society. Iran is an event ism country in the world. In this field look at the recent decades earthquakes statistics that reveal average once in every five years.

Gilan province is located in south western of Caspian Sea in mountainous area of Talesh and central Alborz range that endure many earthquakes up today. The most ancient earthquake ever occurred in this area refers to Marlik civilization which is located near Rudbar – Rostam Abad. One of the recent earthquake in the 20th century in this area is Rudbar earthquake in 21 Jun 1990 with magnitude Ms = 7.7 Richter that caused many destruction. In one hand according to complex tectonic of central Alborz and in the other hand locating Gilan in the south west of Caspian sea that demonstrate many seismic activities, it illustrates as a result that this area is one of the active high potential seismic area of Iran.

The current study is aimed at investigating the earthquake vulnerability of rural and urban settlements of Gilan province. To this end, Euclidean distant analysis and raster overlay have been conducted in GIS. To run the procedure, the first step is to calculate distance (pixels in 86 m dimension) between province and active and inactive fault line based on Euclidean analysis distance in Arc Map. The next step is aimed at standardizing the calculated distances using Raster Calculator Command. The, zoning of earthquake vulnerability of Gilan into five zones (based on active/inactive faults) is the primary goal. As a matter of fact, standardization leads to fuzzy maps. Standard score (distance) is calculated by dividing each score by sum of the scores. The next step tries to categorize zoning map and to translate Raster map into vector one in order to calculate the area of each risk category. Finally, overlay of urban and rural layers base on zoning map may help us analyze seismic hazard urban and rural regions of Gilan province.

Results have shown that 40.72 % of total area of Gilan province are in 15 km distance from active fault. Also, 21.51 % of total area of Gilan province are in 15 to 30 km distance from active fault. Additionally, 64.45 % of total area of Gilan province are in less than 8 km distance from inactive fault (Table 1).



Table 1. Seismic hazard zonation according to faults





Probability of earthquake hazard
Distance to fault lines
Relative area


Active Faults
Passive Faults
Active Faults
Passive Faults


Very low risk
0-20
60-76
32-42
7.29
1.42


Low risk
20-40
45-60
24-32
13.82
3.96


Medium risk
40-60
30-45
16-24
16.66
8.13


High risk
60-80
15-30
8-16
21.51
22.04


Very high risk
80-100
0-15
0-8
40.72
64.45


sum
-
100






According to seismic hazards due to active faults, 18 cities out of 51 urban regions are severely vulnerable to earthquake. Accordingly, 67.20 % of Gilan urban population are located at high-risk zone. Seismic hazard zoning map based on active faults have indicated that 20 cities are highly vulnerable to earthquake. (Table 2)



Table 2. Investigating the risk of earthquake in urban areas of Guilan province





Probability of earthquake hazard
urban Settlement
Population (2011)
Relative population frequency (percent)


Active Faults
Passive Faults
Active Faults
Passive Faults
Active Faults
Passive Faults


Very low risk
0-20
3
1
135846
17106
1.14
9.07


Low risk
20-40
6
4
86133
144021
9.62
5.75


Medium risk
40-60
10
8
739095
754968
50.43
49.37


High risk
60-80
14
18
380908
273137
18.24
25.44


Very high risk
80-100
18
20
155188
307938
20.57
10.37


sum
51
1497170
100






Seismic studies on rural settlement of Gilan province have indicated that 1350 rural out of 2925 rural residences are severely vulnerable to earthquake because they are near to active faults. These regions are the habitat of 24.9 % of the total rural population. Zoning map based on inactive faults have shown that 1679 rural regions are vulnerable to earthquake (Table 3).



Table 3. Probability of earthquake hazard in rural settlements





Probability of earthquake hazard
Rural Settlement
Population (2011)
Relative population frequency (percent)


Active Faults
Passive Faults
Active Faults
Passive Faults
Active Faults
Passive Faults


Very low risk
0-20
162
42
54240
30236
5.51
3.07


Low risk
20-40
379
147
183718
92018
18.68
9.35


Medium risk
40-60
481
291
255412
176183
25.96
17.91


High risk
60-80
553
766
245392
340448
24.95
34.61


Very high risk
80-100
1350
1679
244942
344819
24.90
35.05


sum
2925
983704
100






Studies have claimed that the majority of rural and urban regions of Gilan province are severely earthquake-prone. It is due to geographic and natural features of the mentioned province. To this end, some recommendations are given:



Meticulous supervision on safety of building from the stage of plan-making to administration which have to be based on engineering principles for earthquake-prone cities including Baresar, Ataqur, Asalem, Haviq, and Roodbar which are next to active faults
Prevention of formation of suburbs and towns on southern and northern parts of Gilan because these parts are really vulnerable to earthquake
Prediction of temporary accommodation in central Gilan because this part is less vulnerable to earthquake
To equip buildings, hospitals, schools, and other buildings located in big cities including Rasht, Bandar-E Anzali, Fuman, and Lahijan with facilities required in case of earthquake
To hold training courses in rural and urban parts of the mentioned province to make residents prepared for earthquake and for emergency evacuation
To prioritize reformation of old and historical buildings in Rasht because Rasht is mostly laden with old buildings which are really vulnerable to earthquake

کلیدواژه‌ها English

Spatial analysis
Urban and Rural Settlements
Natural Hazard
earthquake hazard
Guilan
آزاده، سید رضا؛ و ملیحه زارع. 1395. تحلیل توان‌ها و محدودیت‌های محیطی با تحلیلی بر لرزه‌خیزی و نحوه استقرار مراکز جمعیتی استان زنجان، مطالعات برنامه‌ریزی سکونتگاه‌های انسانی، 35: 131-141.
پورمحمدی، محمدرضا؛ و علی مصیب زاده. 1387. آسیب‌پذیری شهرهای ایران در برابر زلزله و نقش مشارکت محله‌ای در امدادرسانی آن‌ها، جغرافیا و توسعه، 12: 117-144.
تقوایی، مسعود؛ و اردلان حسنی‌نژاد. 1394. ارزیابی آسیب‌پذیری کالبدی‌ عملکردی سازمان‌های متولی مدیریت بحران شهر شیراز، شهر پایدار، 1: 176-199.
خمر، غلامعلی؛ و امین‌الله رخشانی. 1394. نقش راهکارهایی مدیریت بحران در جهت کاهش خسارات ناشی از زلزله؛ مطالعه‌ی موردی: شهر خرم‌آباد، جغرافیا و توسعه، 41: 147-160.
ریاحی، وحید؛ لقمان زمانی. 1392. مدیریت بحران زلزله در سکونتگاه‌های روستایی شهرستان سروآباد، اقتصاد فضا و توسعه روستایی، 1: 151-169.
سعدآبادی، علی‌اصغر؛ و محدثه عظیمی. 1393. شناسایی اقدامات اساسی در مراحل مدیریت بحران به کمک روش فازی (موردمطالعه: شناسایی اقدامات اساسی در مراحل مدیریت بحران زلزله)، مطالعات برنامه‌ریزی شهری، 6: 31-54.
شریف زادگان، محمد حسین و حمید فتحی. 1387. طراحی و کاربرد مدل های فضایی ارزیابی و تحلیل آسیب پذیری لرزه ای در برنامه ریزی و مدیریت شهری، مجله صفه، 17 و 46: 109-124.
شهابی، هیمن و محمدحسین قلیزاده. 1390. پهنه بندی خطر زمین لرزه با روش تحلیل چند معیاره فضایی، جغرافیا و توسعه، 9 و 21: 65 – 80.
شماعی، علی؛ لقمان مصطفی پور و محسن یوسفی فشکی. 1394. تحلیل فضایی آسیب پذیری محله های شهری با رویکرد پدافند غیر عامل در شهر پیرانشهر، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 2 و 3: 105-118.
شریفی، زینب و مهدی نوری پور. 1396. تحلیل آسیب پذیری خانوارهای روستایی بخش مرکزی شهرستان دنا: کاربرد چارچوب معیشت پایدار، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 4 و 2: 19-36.
عباسی، حامد؛ سیامک شرفی و زهره مریانجی. 1396. تحلیل فضایی مخاطرات ژئومورفیک تهدیدکننده مجتمع های زیستی شهری در استان لرستان، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 4 و 2: 107-125.
علیخانی، بهلول. 1393. مبانی فلسفی مخاطرات محیطی، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 1 و 1: 1-15.
علیخانی، بهلول. 1393. فرهنگ واژگان مخاطرات محیطی، قطب علمی تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، انتشارات جهاد دانشگاهی، دانشگاه خوارزمی تهران.
علیخانی، بهلول. 1394. تحلیل فضایی، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 2 و 3: 1-14..
فرجی سبکبار، حسنعلی؛ سیدعلی بدری، رضا عباسی ورکی و الهام عباسی ورکی. 1393. تحلیل فضایی اثرات مخاطرات طبیعی در نواحی روستایی با استفاده از مدل مولفه های اصلی وزن جغرافیایی (مطالعه موردی: حوضه الموت قزوین)، جغرافیا و مخاطرات محیطی، 10: 91-110.
کاظمی تاری، تقی. 1388. مدیریت بحران زلزله در کلان‌شهر تهران، جغرافیایی سرزمین، 22: 107-125.
کریمی، حمیدرضا. 1389. شناسایی عوامل مؤثر بر مدیریت منابع انسانی در مهار (پیشگیری، کاهش اثرات، مقابله) بحران زلزله در بیمارستان امام سجاد (ع) ناجا، امداد و نجات، 1: 71-84.
کاویانی راد، مراد. 1389. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی و بحران های بوم شناسی در ایران، فصلنامه مطالعات راهبردی، 48: 33-58.
محمدی، علیرضا و بهمن جاوید مغوان. 1395. سنجش میزان آسیب پذیری سکونتگاه های غیر رسمی در برابر خطر وقوع زمین لرزه با استفاده از GIS (مورد پژوهش: محله زیر نهر تراب شهر پارس آباد)، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 3 و 3: 41-64.
مرکز آمار ایران (نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن و فرهنگ آبادی‌های استان گیلان، سال 1390)، www.amar.org.ir.
نخعی، محمد و میثم ودیعتی، 1393. تحلیل فضایی مخاطرات طبیعی ناشی از برداشت بی رویه آب زیرزمینی در آبخوان ساحلی ارومیه، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 1و1: 53-65.
Amiri, A.; and R. Tabatabaei. 2008. Earthquake risk management strategy plan using nonparametric estimation of hazard rate. American Journal of Applied Sciences, 5: 581-585.
Bommer, J.J.; N.A. Abrahamson, F.O. Strasser, A. Pecker, P.Y. Bard, H. Bungum, F. Cotton, D. Fäh, F. Sabetta, F. Scherbaum, and J. Studer. 2004. The challenge of defining upper bounds on earthquake ground motions. Seismological Research Letters, 1: 82-95.
Burby, R. J.; R. E. Deyle, D. R. Godschalk, and R. B. Olshansky. 2000. Creating hazard resilient communities through land-use planning. Natural hazards review, 2: 99-106.
Cole, T. W.; and K. L. Fellows. 2008. Risk communication failure: A case study of New Orleans and Hurricane Katrina. Southern Communication Journal, 3: 211-228. doi: 10.1080/10417940802219702
Kim, J. K. 2014. A conceptual framework for assessing post-earthquake fire performance of buildings. Worcester Polytechnic Institute, p. 160.
Kuhlicke, C.; A. Steinführer, C. Begg, C. Bianchizza, M. Bründl, M. Buchecker, B. De Marchi, M.D.M. Tarditti., C. Höppner, B. Komac, and L. Lemkow. 2011. Perspectives on social capacity building for natural hazards: outlining an emerging field of research and practice in Europe. Environmental Science & Policy, 7: 804-814. doi:10.1016/j.envsci.2011.05.001
Li, H.; T. Yi, M. GU, and L. Huo. 2009. Evaluation of earthquake-induced structural damages by wavelet transform. Progress in Natural Science, 4: 461-470. doi:10.1016/j.pnsc.2008.09.002
Montz, B. E.; and G. A. Tobin. 2011. Natural hazards: an evolving tradition in applied geography. Applied Geography, 1: 1-4. doi: 10.1016/j.apgeog.2010.06.005
Yazdani, A.; and M. Kowsari. 2011. Statistical prediction of the sequence of large earthquakes in Iran. International Journal of Engineering-Transactions B: Applications, 4: 325. doi: 10.5829/idosi.ije.2011.24.04b.03
ZALI, N.; and S. R. AZADEH. 2014. An Investigation of Ahar-Varzeghan Seismicity on August 11, 2012 in the North West of Tabriz, Iran. Journal of Sustainability Science and Management, 1: 78-89.