تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

ارزیابی و مقایسه مدل های ضریب نسبت فراوانی و تحلیل شبکه در پهنه بندی ریزش سنگ

نویسندگان
دانشگاه محقق اردبیلی
چکیده
یکی از انواع مخاطرات طبیعی ریزش سنگ از دامنه کوه ها است که خسارت های فراوان مالی و جانی به بار می آورد. بخصوص اگر در مسیر راه های ارتباطی روی دهد. راه ارتباطی زنجان به تهم و طارم یکی از خطرناکترین جاده ها از نظر ریزش سنگ محسوب می شود. بنابراین هدف از انجام این تحقیق شناسایی پهنه های خطر در مسیر این جاده می باشد. برای انجام این تحقیق ضمن بازدید میدانی از محدوده مورد نظر و استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست سنجنده oli سال 2017، لایه ها و نقشه های مؤثر در ریزش سنگ، مانند لیتولوژی، شیب، سطوح ارتفاعی، جهات شیب، کاربری اراضی و پوشش گیاهی، گسل، فاصله از جاده، فاصله از آبراهه، سطوح همبارش، همدما، هم یخبندان استفاده گردید. نقاط ریزشی برداشت شده با GPS در محیط نرم افزار ARCGIS با نقشه و لایه های مؤثر قطع داده شد. سپس با استفاده از روش آماری ضریب نسبت فراوانی و روش تحلیل شبکه که از نظر خبرگان و داده های محیطی استفاده می کند، اقدام به پهنه بندی خطر ریزش از طریق تلفیق و جمع جبری نقشه ها در پنج طبقه خطرخیلی کم تا خیلی زیاد گردید. طبق نتایج بدست آمده در روش تحلیل شبکه 69 درصد مساحت به پهنه های خطر متوسط تا خیلی زیاد تعلق گرفت. در صورتی که برای روش ضریب نسبت فراوانی این عدد 60/45 درصد حاصل شد. جهت ارزیابی و دقت پهنه بندی روش های مذکور از دو شاخص مجموع کیفیت و شاخص دقت (احتمال تجربی) استفاده گردید. ارزیابی مدل ها نشان داد، در مدل تحلیل شبکه شاخص های مذکور به ترتیب 76/0 و 88/0 بدست آمد که نسبت مدل ضریب نسبت فراوانی از کیفیت و دقت بالاتری برخودار است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Estimate and Comparison of Frequency Ratio and Network Analysis models in Rock falling Zoning( Case study Zanjan road to Taham and Tarom)

نویسندگان English

sayyad asghari
hasan mozafari
mohaghegh ardabili
چکیده English

Evaluating and comparing the performance of Frequency ratio coefficient models and network analysis in Rock fall zoning

(A case study of Zanjan-Taham-Tarom Road)



Extended Abstract

One of the natural hazards of the collapse of rocks from the foothills of the mountains, causing great financial losses and loss of life. Especially when it comes to the path of communication. The rock fall is a rapid movement of a mass without cohesion in the powder or a mixture of soil and rock, so that the initial construction is not discernible, the level that occurs along that rupture it is often unclear. The falling stones of a mountain depend on several factors, which have the natural origin or origin of human origin. Natural factors influencing the fall can be rock factors, slopes and altitudes, geological structure, fault and slope of the geological layers, rainfall and temperature changes distance from the river, etc. human factors can also be referred to as road, land use and mining, destruction of vegetation, etc. in Iran, the collapse of rock parts on mountain roads causes massive loss of life and financial damage. Therefore, it is necessary to identify and classify the roads in terms of risk of suitable methods. In the north west of Iran it has mountainous topography and due to the state of tectonic and its seismic and climatic conditions, suitable conditions for landslide are provided in some domains. So, due to the fact that the area studied in the mountainous north - west region and the possession of all the crumbling conditions are very prone to collapse.

The research method is applicable in terms of practical purpose and the process of doing work on a combination of library and field methods. In this study, it has been used to determine the prone areas of collapse and zoning of anp models and frequency ratio. Two models that differ in terms of process and mechanism. In order to organize the research framework, first, a field study of the study area has been studied and the mathematical position of falling points is recorded with gps. Then, in order to model the mentioned models, the layers of GIs for the shape of the Georeferenced and digital were prepared. to provide the zoning layers of geology , slope and Aspect , elevation levels , land use and vegetation , fault , and land cover maps , annual temperature and precipitation , distance from the road , distance from the stream were used . The 20 m x 20 m contour line were originally prepared using the topography map of 1: 25,000 in the ArcGIS environment. Then, the contour line and Dem of the area were constructed. The slope and Aspect maps, elevation levels, Isothermal and isohyet map frost and stream network were created via Dem and meteorological data. Geological map and fault map were created using digital map 1: 100,000 Zanjan and map and vegetation map and road distance using Landsat 8 - 2017 OLI and ArcGIS images. To produce linear layers, the Distance function was used.

Using the statistical method, the frequency ratio and the network analysis method are using the landslide hazard zonation using the statistical method, the frequency ratio and analysis of network analysis to zoning the risk of falling by combination and sum of maps in class were low-risk to very high. From the tangible results of this study, the relationship between slope maps, elevation levels, rock material, Isothermal and isohyet is done. So that each side of the road had operated on the five factors that had happened. With regard to the output of the maps, the risk zones were high to very high for ANP models 14/17, 35/27 and FR 02/6, 35/14 percent. Ranges from high to very high with slopes between 40 and 80 percent and Sedimentary formations such as sandstone, siltstone with tuff layers, elevation levels 1,500 – 2300, Southern and Eastern slopes, Distance between 0 and 500 faults, Road and stream have adaptations . The changes in the percentage of area in both models show despite the difference in the size of the risk zones, Follow a similar process. To assess the zoning accuracy of these methods, two sets of quality and accuracy index (experimental probability) were used. The evaluation of the models showed that in the network analysis model, the indexes were 0.76 and 0.88, respectively, that the relation of frequency ratio coefficient model had optimal quality and accuracy.

In this research, various factors influencing the occurrence of rock falls on Zanjan-Taham-Tarom road were investigated. From there, mass movements such as rock fall on the roads act as a system, as a result, all factors play a role in the occurrence of such phenomena. But some elements have a more vibrant role. In the studied area, among the factors affecting lithology, slop, elevation levels, precipitation, temperature changes, number of freezing days and distance from the road and land use are more than other factors in the occurrence of rock fall. Assessing the quality and accuracy of zoning maps while confirming zoning accuracy showed that the network analysis method has better performance. The risk of collapse on Zanjan – taham- tarom road is always exists. Therefore, we need to use sustainable methods to reduce the risks. Domain stabilization methods are generally done in the form of mechanical, biological and bio-mechanical which, according to the long course of the road and the duration of the road, Mechanical methods such as unloading , embankment , drainage , use of separation walls as well as the use of net Grid are suggested .



Keywords: Frequency ratio, Network analysis, Zanjan Road - Taham - Tarom



.

کلیدواژه‌ها English

Rock falling
Zoning
of Frequency Ratio
Network analysis
1. ‌‫احمدی، حسن. (۱۳۸۷). ژئومورفولوژی کاربردی بیان و فرسایش بادی (ج دوم). سوم، دانشگاه تهران.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
2. ‌‫ادواردجی، تاربورک؛ و لوگتن، فردریک. (۱۳۸۶). مبانی زمین شناسی. (اخروی، مترجم). تهران: انتشارات مدرسه.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
3. ‌‫اصغری کلجاهی، ابراهیم؛ نمکچی، فاطمه؛ و واعظی‌هیر، عبدالرضا. (۱۳۹۵). پهنه بندی خطر زمین لغزش در منطقه غرب شهرستان خوی به روش آنبالاگان. جغرافیا و برنامه ریزی، 0(20)، 19-38.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
4. ‌‫جوکارسرهنگی، عیسی؛ و علی، زاده عبداله. (۱۳۹۳). ارزیابی کارایی مدل های نسبت فراوانی و ارزش اطلاعات در پهنه بندی خطر ریزش سنگ، مطالعه موردی دره هراز. آمایش جغرافیایی فضا، 4(11)، 151.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
5. ‌‫جوکارسرهنگی∗، عیسی؛ و علیزاده. (۱۳۹۲). اولویت بندی عوامل مؤثر بر ریزش و تهیه نقشه خطر آن با استفاده از مدلهای ارزش اطلاعات و فرایند تحلیل سلسلهمراتبی (مطالعه موردی: دره هراز. پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، (۲)، ۱۸۷-۱۹۸.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
6. ‌‫خضری، ‌سعید؛ روستایی، ‌شهرام؛ و رجایی، ‌عبدالحمید. (۱۳۸۵). پهنه بندی و تحلیل سلولی ناپایداری دامنه ای در بخش مرکزی حوضه آبریز رودخانه زاب. جغرافیا و برنامه ریزی، 22(12)، 143-167.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
7. ‌‫رامشت، محمد حسین؛ و سمیه سادات شاه زیدی. (۱۳۹۰). کاربرد ژئومورفولوژی در برنامه ریزی ملی، منطقه ای،اقتصادی ، توریسم (ویرایش اول، ج ۱). دوم، دانشگاه اصفهان: دانشگاه اصفهان.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
8. ‌‫رامشت، محمدحسین؛ و سادات، سمیه. (۱۳۹۰). کاربرد ژئومورفولوژی در برنامه ریزی ملی، منطقه ای، اقتصادی، توریسم.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
9. ‌‫رجبی، علی محمد؛ و خسروی، حسین. (۱۳۹۵). مقایسه روش‌های ارزش اطلاعاتی و تحلیل سلسله مراتبی در پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش‌های ناشی از زلزله (مطالعه موردی). فصلنامه علوم و مهندسی زلزله، 3(4)، 31-42.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
10. ‌‫رمضانی، اومالی رمضان؛ حافظی، مقدس ناصر؛ و حیدری، کژال. (۱۳۹۴). پهنه بندی خطر ریزش سنگی در ارتفاعات شمال شهر شاهرود. علوم زمین، 24(زمین شناسی مهندسی و محیط زیست)، 17.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
11. ‌‫روزبهانی، حبیبه؛ ایلدرمی، علیرضا؛ و دشتی، مریم. (۱۳۸۹). بررسی عوامل وقوع حرکات توده ای با مدل LNRF (مطالعه موردی:حوضه سد کلان ملایر) (ج 1، ص ۱۰). مقاله ارائه شده در Regional Congress on Application of Physical Geography in Environmental Planning، همایش کاربرد جغرافیای طبیعی در برنامه ریزی محیطی.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
12. ‌‫روستایی، شهرام؛ خدائی، قشلاق لیلا؛ و خدائی، قشلاق فاطمه. (۱۳۹۳). ارزیابی روش های تحلیل شبکه (ANP) و تحلیل چندمعیاره مکانی در بررسی پتانسیل وقوع زمین لغزش در محدوده محور و مخزن سدها (مطالعه موردی: سد قلعه چای). پژوهشهای جغرافیای طبیعی (پژوهش های جغرافیایی)، 46(4)، 495-508.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
13. ‌‫شیرزادی، عطااله؛ سلیمانی، کریم؛ حبیب، نژادروشن محمود؛ و چپی، کامران. (۱۳۸۹). مقایسه مدل های رگرسیون لجستیک و نسبت فراوانی در پهنه بندی خطر ریزش سنگ. مرتع و آبخیزداری (منابع طبیعی ایران)، 63(4)، 489.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
14. ‌‫صفاری، امیر؛ و هاشمی، معصومه. (۲۰۱۷). پهنه بندی حساسیت وقوع زمین لغزش با مدل های آنتروپی و منطق فازی (مطالعه موردی:شهرستان کرمانشاه ). جغرافیای طبیعی، 9(34)، 43-62.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
15. ‌‫عابدینی، موسی ( 1395) ، ژئومورفولوژی تکتونیکی (ج ۲). دانشگاه محقق اردبیلی.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
16. ‌‫عظیمی حسینی، محمد؛ هادی نظری فرد، محمد؛ و مومنی، رضوانه. (۱۳۸۹). کاربرد GIS در مکان یابی. مهرگان قلم.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
17. ‌‫فرجی سبکبار، حسنعلی؛ و سلمانی، محمد. (۱۳۸۷). | مکان یابی محل دفن بهداشتی زباله روستایی با استفاده از مدل فرایند شبکه ای تحلیل (ANP): مطالعه موردی نواحی روستایی شهرستان قوچان. فصلنامه مدرس علوم انسانی، (۱)، ۱۳۱.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
18. ‌‫مددی، عقیل؛ غفاری، عطا؛ و پیروزی، الناز. (۱۳۹۴). ارزیابی و پهنه بندی خطر ریزش با استفاده از مدل VIKOR (مطالعه موردی: حوضه آبخیز آق لافان چای). جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 4(26)، 63-80.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
19. ‌‫مدلل، دوست سعید؛ اولادزاده، سارا؛ و میثاقی، سیدمحمود. (۱۳۹۲). مدل سازی مسیر سنگ ریزش و پهنه بندی خطر آن در محیط GIS مورد: محور هراز، دامنه امام زاده علی- آمل. جغرافیا و توسعه، 11(پیاپی 32)، 103.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
20. ‌‫مقیمی، ابراهیم؛ یمانی، مجتبی؛ و رحیمی هرآبادی، سعید. (۱۳۹۲). ارزیابی و پهنه بندی خطر ریزش در شهر رودبار با استفاده از تحلیل شبکه. پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، (۴)، ۱۰۴-۱۱۸.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
21. A. K. Saha; & Gupta, R. P. (2002). GIS-based landslide hazard zonation in the Bhagirathi (Ganga) valley, Himalayas. International Journal of Remote Sensing, 23(2), 357–369.
22. Chingkhei, R. K.; Shiroyleima, A.; Singh, L. Robert; & Kumar, Arun. (2013). Landslide Hazard Zonation in NH-1A in Kashmir Himalaya, India. International Journal of Geosciences, 4(10), 1501-1508.
23. Cruden, MD; & Varnes, DJ. (1996). Landslide types and processes, (276), 36-75.
24. Jaboyedoff, M.; & Labiouse, V. (2011). Technical Note: Preliminary estimation of rockfall runout zones. Natural Hazards and Earth System Science, 11(3), 819-828. https://doi.org/10.5194/nhess-11-819-2011
25. Lee, Saro; & Pradhan, Biswajeet. (2007). Landslide hazard mapping at Selangor, Malaysia using frequency ratio and logistic regression models (Vol. 4) 10.1007/s10346-006-0047-y
26. Palma; Parise, M; Reichenbach, P; & Guzzetti, F. (2011, July 4). Rockfall hazard assessment along a road in the Sorrento - Retrieved December 03, 2016, from Rockfall hazard assessment along a road in the Sorrento&rlz=1C1NHXL_enIR708IR708&oq=Rockfall hazard assessment along a road in the Sorrento
27. Papathanassiou, G.; Valkaniotis, S.; & Chatzipetros, A. (2005). Rockfall susceptibility zoning and evaluation of rockfall hazard at the foot hill of mountain Orliagas, Greece.