بخشی از مقاله
-1 مقدمه
واژه زمینلغزش را میتوان به صورت »حرکت تودهای از سنگ، خاک و واریزه بطرف پائین دامنه« تعریف کرد . - Cornforth, 2005: 4 - زمینلغزش-ها موجب خسارات جانی و مالی، از دست رفتن منابع طبیعی و اختلال در پروژههای زیربنایی از قبیل جادهها، پلها و خطوط ارتباطی میشوند - Akgün and Bulut, 2007 :1377-1387 - ؛ به طوریکه، گزارش بانک اطلاعاتی حوادث غیرمترقبه از آمار خسارات زمینلغزشها در کشورهای مختلف جهان در دوره 1903 - ؛ - 2007 نشان میدهدکه در طی این دوره زمانی، زمین لغزشها در مجموع باعث مرگ بیش از 57 هزار نفر و متاثر شدن بیش از ده میلیون نفر در سراسر جهان شدهاند . - Castellanos, 2008: 2 - در این رابطه، نقشههای حساسیت زمینلغزش میتوانند در راستای بهبود برنامهریزی کاربری زمین و اجتناب از توسعه نواحی حادثهخیز مورد استفاده قرار گیرند.
این رویه مؤثرترین و اقتصادیترین راه جهت کاهش خطرات آتی میباشد . - Aksoy and Ercanoglu, 201 : 87-98 - هدف از تهیه نقشه حساسیت زمینلغزش، تفکیک سطح زمین به مناطق همگن، بر اساس احتمال ناپایداری به واسطه حرکات تودهای در موقعیتهای خاص میباشد . - Das et al., 2008: 627-637 - مناطق واقع در پیرامون جاده خلخال - سرچم از جمله مناطقی از استان اردبیل هستند که در معرض مخاطرات زمینلغزش میباشند. در این پژوهش، خطر وقوع زمینلغزش در این مناطق ارزیابی شده و به پهنهبندی و پیشبینی مکانی زمینلغزشهای منطقه پرداخته میشود.
-2 مواد و روشها
در پژوهش حاضر، جهت ارزیابی و پهنهبندی خطر وقوع زمینلغزش، 10 متغیر موثر بر رخداد این پدیده ژئومورفولوژیکی مورد توجه قرار گرفت که عبارتنداز: ارتفاع، شیب، جهت شیب، آبراههها، گسل، لندفرم، سنگشناسی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی و جادههای ارتباطی. دادههای مورد نیاز از روی نقشههای توپوگرافی مقیاس 1:50000؛ نقشههای زمینشناسی مقیاس 1:100000؛ تصاویر مدل ارتفاعی رقومی - DEM - با قدرت تفکیک 12/5 متر مربوط به ماهواره ALOS - PALSAR؛ تصاویر ماهوارهای Sentinel - با قدرت تفکیک 10 متر - و Google Earth؛ دادههای اقلیمی، هیدرولوژیکی و مطالعات میدانی حاصل شد. به منظور پهنهبندی و پیشبینی مکانی وقوع زمینلغزش در منطقه مطالعاتی از منطق فازی استفاده شد. روش منطق فازی ترکیبات انعطافپذیر نقشههای وزنی حاصل از هر مقیاس اندازهگیری را امکانپذیر میسازد و میتواند به آسانی با یک زبان مدلسازی GIS اجرا شود.
مقادیر عضویت برای یک عامل اثرگذار زمینلغزش میتواند براساس روش داده رهنمون - رابطه زمینلغزشهای گذشته با عوامل تاثیرگذار زمینلغزشها - یا براساس قضاوت کارشناس - استفاده از قوانین اگر-آنگاه - تعیین شود . - Regmi et al., 2010: 25-38 - روشهای دادهرهنمون زیادی برای تعیین مقادیر عضویت فازی توسعه یافته است، با وجود این، روشهای دامنه کسینوسی و نسبت فراوانی پرکاربردترین روشها در این زمینه میباشند . - Bui and et al., 2012: 28-40 - در این تحقیق از روش نسبت فراوانی برای تعیین مقادیر عضویت فازی استفاده شد. نسبت فراوانی، نسبت احتمالاتی وقوع زمینلغزش به عدم وقوع برای یک صفت مشخص میباشد . - Lee &Talib, 2005: 982 -990 - ازآنجاکه مقادیر عضویت فازی در دامنه بین 0 تا 1 میباشند، گام بعدی، فرایند نرمالیزه کردن برای تبدیل نسبت فراوانی به مقادیر عضویت فازی از طریق به-کارگیری شیوه نرمالیزهکردن ماکزیمم- مینیمم میباشد طبق رابطه زیر : - Bui and et al., 2012: 28-40 -
-3 یافتهها
-1-3 توزیع فضایی زمینلغزشهای منطقه
در پهنهبندی خطر وقوع زمینلغزش، تهیه نقشه توزیع فضایی زمینلغزشهای منطقه یکی از مهمترین مراحل کار میباشد. در واقع، برای بررسی و شناخت شرایطی که منجر به بروز زمینلغزش در مکانی خاصی شده است، تهیه نقشه توزیع جغرافیایی زمینلغزشها ضرورت مییابد. برای منطقه مورد مطالعه، 98 زمینلغزش بزرگ و کوچک از طریق تصاویر ماهوارهای گوگل ارث با قدرت تفکیک بسیار بالا - درحدود 70 سانتیمتر - و بازدیدهای میدانی شناسایی و تعیین حدود شدند - شکل . - 1 اکثر این زمینلغزشها با روند شمال شرق- جنوب غرب، یعنی از حدود روستاهای کهران و اسمرود تا حدود روستاهای قشلاق و گورجق، رخ دادهاند. تعداد قابل توجهی از زمینلغزشها در پیرامون جاده ارتباطی خلخال - سرچم در حدفاصل بین روستاهای کبودچی تا قشلاق رخ داده است. مساحت کل زمینلغزشهای منطقه در حدود 650 هکتار میباشد.
-2 -3 تهیه نقشه حساسیت زمینلغزش
در این تحقیق پس از محاسبه نسبت فراوانی هر یک از کلاسههای لایههای موضوعی، مقادیر عضویت فازی با استفاده از تابع خطی فازی محاسبه شد. لایههای موضوعی فازی - در دامنه صفر و یک - با استفاده از پنج عملگر »و« فازی، »یا« فازی، جمع جبری فازی، ضرب جبری فازی و فازی گاما با مقادیر 0/65، 0/7، 0/75، 0/8، 0/85 و 0/9 تلفیق شده و نقشههای پهنهبندی خطر وقوع زمینلغزش حاصل گردید. برای منطقه مورد مطالعه، پهنهبندی با چهار عملگر »یا« فازی »و« فازی، ضرب فازی و جمع جبری فازی نتایج قابل قبولی را ارائه ندادند. »و« فازی معادل با عملیات AND بولین - اشتراک منطقی - در مقادیر مجموعه کلاسیک میباشد.
بدین صورت که حداقل درجه عضویت را استخراج میکند. بنابراین، در بین تمامی لایههای موضوعی، حداقل ارزش هر پیکسل را استخراج کرده و درنقشه نهایی منظور میکند. در ضرب فازی نیز تمامی لایههای اطلاعاتی در هم ضرب میشوند. به دلیل ماهیت اعداد بین صفر و یک که همان درجه عضویت اعضا در مجموعه فازی میباشد، این عملگر باعث میشود تا اعداد در نقشه خروجی، کوچکتر شده و به سمت صفر میل کنند. درنتیجه، تعداد پیکسل کمتری در کلاس خیلی خطرناک قرار میگیرد. به همین دلیل، این عملگر حساسیت بالایی در پهنهبندی اعمال میکند. به همین دلایل، در پهنهبندی با اپراتورهای »و« فازی و ضرب فازی اکثریت منطقه در کلاس بسیار کمخطر قرار گرفت و نتایج مدل منطبق بر واقعیتهای موجود نمیباشد. برعکس، با اعمال دو اپراتور »یا« فازی و جمع جبری فازی، تقریبا کل منطقه مورد مطالعه دارای حساسیت بسیار بالا نسبت به وقوع زمینلغزش میباشند. »یا« فازی همانند OR بولین - اجتماع منطقی که در آن مقادیر عضویت خروجی بوسیله مقادیر حداکثر هر نقشه ورودی تعیین میشود - میباشد.
این عملگر، حداکثر درجه عضویت اعضا را استخراج میکند و از دقت بالایی در پهنهبندی برخوردار نمیباشد. جمع جبری فازی، متمم ضرب جبری فازی میباشد. به همین دلیل، در نقشه خروجی برخلاف عملگر ضرب جبری فازی، ارزش پیکسلها به سمت یک میل میکند. درنتیجه، تعداد پیکسلهای بیشتری در کلاس خیلی خطرناک قرار میگیرد. به همین دلیل، این عملگر حساسیت خیلی کمتری در پهنهبندی دارد و از دقت خیلی کمی در همپوشانی رسترها برخوردار میباشد. بنابراین، با استفاده از این عملگر عرصه وسیعی به عنوان مکانهای با خطر وقوع بسیار بالای زمینلغزش انتخاب میشود. درنتیجه، پهنهبندی با استفاده از این چهار اپراتور به طور کلی رد شد. برعکس این اپراتورها، عملگر گامای فازی جهت همپوشانی لایههای موضوعی و تهیه نقشه خطر وقوع زمینلغزش به نتایج مناسب و مقبولی منجر شد - شکل . - 2
این عملگر در واقع ترکیبی از اپراتورهای جمع جبری فازی و ضرب فازی میباشد. در عملیات گامای فازی، هنگامیکه λ برابر 1 باشد ترکیب همانند جمع جبری فازی، و هنگامیکه λ برابر 0 باشد ترکیب معادل با ضرب جبری فازی است. بنابراین انتخاب مقدار گامای مناسب از اهمیت زیادی برخوردار میباشد. برای انتخاب بهترین مقدار گاما جهت اعمال این عملگر از شاخصهای نسبت تراکم و جمع مطلوبیت استفاده شد. با توجه به نقشههای حاصل از مقادیر مختلف گاما - شکل - 2 مشاهده میشود که با افزایش مقدار گاما از میزان حساسیت مدل کاسته شده و درنتیجه پهنههای بیشتری در مقادیر کلاسهای با خطر وقوع بسیار زیاد، زیاد و متوسط قرار میگیرند. با توجه به دو شاخص فوقالذکر و واقعیتهای موجود منطقه، پهنهبندی با مقدار گامای 0/75 و تا حدودی 0/8 مناسب تشخیص داده شد.
-4 نتایج
با توجه به نقشه حساسیت زمینلغزش، در حدود 23 درصد منطقه مورد مطالعه در کلاس خطر زیاد و بسیار زیاد قرار گرفته است. این پهنهها عمدتا منطبق بر محدوده روستاهای کهران- یوزناب- اسمرود- محمودآباد- سوران در شرق رودخانه کیویچای، محدوده مابین روستاهای کزج - دایوکندی در دامنههای شرقی مشرف به رودخانه قزلاوزن - غرب شهر هشجین - و پیرامون جاده ارتباطی خلخال - سرچم از محل تلاقی جاده با رودخانه قزل-اوزن تا محدوده روستای قشلاق میباشد. مجموعهای از شرایط باعث شده است که رخداد زمینلغزش در قسمتهایی از منطقه مطالعاتی از احتمال وقوع بسیار بالایی برخوردار باشد.
با وجود این، پراکندگی سازندهای خاص زمینشناسی که شرایط بسیار مساعدی را برای ناپایداری دامنهای به صورت تخریب تودهای فراهم میسازند در درجه اول اهمیت قرار دارد. اکثر زمینلغزشهای منطقه بر روی واحدهای سنگشناسی Ol-v2 - تراکی بازالت و تراکی آندزیت - و Ol-t - توف سنگی، برش آتشفشانی و لاهار - رخ دادهاند. بخشی از جاده ارتباطی خلخال - سرچم به طول تقریبی 23 کیلومتر از روی این پهنهها عبور میکند و جزو حساسترین پهنهها نسبت به وقوع زمینلغزش در منطقه مطالعاتی میباشند. نکته قابل توجه، علاوه بر فراوانی زیاد مربوط به حجم تودههای لغزشی میباشد. برخی از زمینلغزشهایی که بر روی این سازندها اتفاق افتادهاند از حجم و مساحت زیادی برخوردار میباشند که تهدیدات ناشی از این نوع مخاطره ژئومورفولوژیکی را مضاعف میسازد. در واقع، حساسیت زیاد این واحدهای سنگشناسی نسبت به تخریب و هوازدگی باعث انباشت حجم زیادی از مواد بر روی دامنهها شده است که با مساعدت سایر شرایط، زمینلغزشهای عظیمی ممکن است رخ دهد.
