بخشی از مقاله
چکیده
استان مازندران به دلیل داشتن ویژگیهای خاص جغرافیایی و رودخانههای فراوان، هرساله در معرض خطر سیلاب قرار دارد. در این مقاله با استفاده از وزنهای subjective - objective، به پیشبینی خطر وقوع سیلاب در ریسکهای مختلف با استفاده از روش میانگین وزنی مرتبشده - OWA - به عنوان یک آنالیز تصمیمگیری چندمعیاره - MCDA - مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - پرداخته شده است. با استفاده از روش OWA ، نقشههای خطر وقوع سیلاب در یک زنجیره پیوسته از استراتژیهای بدبینانه تا خوشبینانه تولید شدند. دقت نقشههای خطر سیلاب بر اساس دو پارامتر مورد بررسی قرار گرفت که شامل: - 1 درصد مناطق سیلخیز واقعی که در مناطق پیشبینی شده سیلاب قرار دارند. - 2 نسبت درصد مناطق سیلخیز واقعی به درصد کل منطقه سیلخیز پیشبینی شده در یک کلاس. نتایج نشان میدهد که درصد مناطق پیشبینی شده سیلاب در استراتژیهای بدبینانه %0,38 و در استراتژیهای خوشبینانه %100 میباشد. همچنین نرخ پیشبینی برای مناطق دارای خطر سیلاب در استراتژیهای بدبینانه 4,48 و در استراتژیهای خوشبینانه 1,17 می-باشد. با این حال، ORness = 0,3، بیشترین میزان نرخ پیشبینی را برای مناطق دارای پتانسیل سیلاب نشان میدهد.
کلمات کلیدی: وزن های subjective - objective ، میانگین وزنی مرتب شده - OWA - ، روش تصمیمگیری چند معیاره - MCDA - ، سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS -
مقدمه
سیل یک خطر جدی طبیعی میباشد که میزان خسارت ناشی از آن قابل اندازهگیری نیست . - Rozalis et al., 2010 - شمار رویدادهای قابل توجه سیل در جهان در طول سه دهه گذشته به طور معناداری افزایش یافته است - Kourgialas . - and Karatzas, 2011 شناسایی مناطق مستعد و تهیه نقشههای خطر سیلاب، یکی از ابزارهای مهم در کاهش آسیب-های سیل در آینده است. از این رو، با شناسایی مکانهای کمخطر و با حساسیت کم نسبت به سیل، میتوان مناطق مناسب جهت توسعه فعالیتهای مختلف را شناسایی کرد . - Sarhadi et al., 2012 - مناطق ساحلی شمال ایران در حاشیه جنوبی دریای خزر، هر ساله با وقایع سیلاب رودخانهها روبرو هستند.
این نواحی کمارتفاع و پست از جنوب به دامنه کوههای البرز و از شمال به بزرگترین دریاچه بسته جهان - دریای خزر - محدود است. طبق دادهها و آمار ارائه شده در سال 2012 توسط وزارت کشور، 70 درصد از اعتبارات مربوط به جبران خسارت در استانمازندران مربوط به سیل میباشد. در شهرهای غربی ساحلی استان مازندران، با وجود اینکه میزان جریان سیلاب معمولا کمتر از 100 متر مکعب در ثانیه است، اما به دلیل وجود شرایط ویژه و بارندگی فراوان، دارای آسیبپذیری و خطر سیل بسیار بالایی هستند . - Sadeghi et al., 2017 - همچنین در شرق مازندران در سال های 1999 و 2012، سیلهای وحشتناکی در شهرهای نکا و بهشهر - دو شهر صنعتی و مهم در منطقه مورد مطالعه - رخ داد که باعث تلفات زیادی در زندگی و اموال انسانی شد . - Shooshtari and Gholamalifard, 2015 -
استفاده از سیستمهای اطلاعات جغرافیایی - GIS - یک تحول بزرگ در مطالعات علوم زیستمحیطی مانند زمینلغزش، منابع آب زیرزمینی و ارزیابی خطر سیلاب بوجود آورده است . - Khosravi et al., 2016 - در حالیکه GIS به عنوان یک ابزار قدرتمند و یکپارچه با قابلیتهای منحصر به فرد برای ذخیرهسازی، دستکاری، تجزیه و تحلیل و نمایش اطلاعات ارجاعشده جغرافیایی جهت تصمیمگیری به رسمیت شناخته شده است، سیستمهای پشتیبان تصمیمگیری چندمعیاره - MCDA - یک مجموعه غنی از روشها و الگوریتمهای ساختاری را برای تصمیمگیری، طراحی، ارزیابی و اولویتبندی معیارها فراهم میکنند . - Malczewski, 2015 -
ترکیب MCDA و GIS را میتوان به صورت یک روند مشاهده کرد: ترکیب و تبدیل دادههای مکانی و فضایی - ورودی - به تصمیم حاصل - خروجی - ، از طریق به کارگیری روشهای مختلف - یا قوانین تصمیمگیری - که ارتباط بین نقشههای ورودی و نقشه خروجی را تعریف میکند . - Malczewski, 2004 - دلیل اصلی استفاده از MCDA در مدیریت سیل، پیچیدگی ذاتی و چندمتغیره بودن عوامل موثر در بروز سیلاب و توانایی تکنیکهای MCDA برای تبدیل مشکلات چندمعیاره به یک فرمت قابل اندازهگیری ساده است - Ahmadisharaf et al., . - 2015روشهای چندمعیاره - مانند فرم های کیفی و کمی، ارزیابیهای خاص و غیرقابل اطمینان - اغلب به مشارکت کارشناسان مناطق مختلف با دانش و تجربه متمایز و روشهای مختلف قضاوت و ارزیابی نیاز دارد - Zagonari and . - Rossi, 2013
در چنین روشهایی وزندهی معیارها بصورت subjective انجام میشود که به نظر متخصص بستگی دارد - مانند روش - AHP، در حالی که روشهای وزندهی objective - مانند روش - Entropy بر ارزیابی ریاضی دادهها تأکید دارند. بنابراین لازم است تا اثربخشی هر دو روش وزندهی subjective و objective مورد بررسی قرار بگیرد . - Sahoo et al ., 2016 - خسروی و همکاران - 2016 - در مطالعهای با عنوان "تجزیه و تحلیل حساسیت سیلاب ناگهانی و نقشه برداری آن با استفاده از مدلهای مختلف دو متغیره در ایران"، مناطق حساس به سیل را در حوزه آبخیز هراز استان مازندران با مقایسه سه روش آنتروپی شانون، شاخص آماری و مدلهای فاکتور وزن برآورد کرده در نهایت، با مقایسه بین نقشههای سیلاب تولید شده و رویدادهای گذشته نشان دادند که بهترین مدل برای برآورد مناطق حساس به سیل در حوزه آبخیز هراز، مدل شاخص آماری است.
اسماعیلی و همکاران - 2016 - حوضه گلندرود را در استان مازندران به 12 زیرحوزه تقسیم کرده و 12 معیار را در هر زیرحوزه مورد ارزیابی قرار دادند. در این پژوهش وزن هر معیار بر اساس آنتروپی شانون تعیین و از روش TOPSIS برای اندازه گیری پتانسیل سیلاب معیارها استفاده شد. نتایج نشان داد که سه زیر حوضه در حوضه گالندرود بیشترین پتانسیل سیل را دارا می باشد. رحمانی و همکاران - 2015 - پهنهبندی خطر سیلاب شهری را در شهر ساری استان مازندران با استفاده از روش همپوشانی ترکیب خطی وزنی - WLC - و سناریوهای میانگین وزنی مرتب شده - OWA - به انجام رساندند. نقشههای خطر و آسیبپذیری به دست آمده نشان داد که بر اساس روش WLC و رویکردOWA ، کاربری مسکونی در بین سایر کاربری-ها، بیشترین نقش را در سیلزایی و همچنین بیشترین آسیب پذیری را در لحظه وقوع سیلاب به خود اختصاص داده است.
بررسی ادبیات تحقیق نشان میدهد که تا به امروز مطالعات فراوانی به بررسی خطر سیلاب با استفاده از ترکیب MCDA و GIS پرداخته اند. در این مطالعات روشهای مختلف وزندهی subjective و objective جهت برآورد سیلاب به کار گرفته شده است که در بعضی از آنها این روشها با یکدیگر مقایسه نیز شدهاند، اما در مطالعه حاضر، ترکیب وزن-های objective با subjective اساس کار قرار داده شده است. هدف از این مطالعه بکارگیری روش وزندهی - objective subjective، در بستر روش چندمعیاره - Ordered Weighted Average - OWA جهت پیشبینی خطر سیلاب در استان مازندران میباشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه استان مازندران یکی از استانهای شمالی ایران است که در امتداد جنوبی دریای خزر و محدوده کوههای البرز مرکزیقرار دارد. استان مازندران با مساحت حدود 23,7 هزار کیلومتر مربع 1,46 - درصد از ایران - جمعیتی بیش از 3 میلیون نفر را شامل می شود 4/9 - ٪ از جمعیت در ایران - . این استان چهارمین استان از لحاظ تراکم جمعیتی در میان 30 استان کشور است. بخش قابل توجهی از این جمعیت در شهرهای کوچک متعددی در مناطق غربی استان قرار دارد. مازندران با خط ساحلی 338 کیلومتر، بارش متوسط 750 میلی متر دارد - حداکثر 1400 میلی متر در غرب و حداقل 700 میلیمتر در شرق - . بیش از 60 رودخانه در داخل استان با 38 زیرحوضه جریان دارند که اکثر آنها به طور دائمی هستند.
رودخانهها به سمت شمال حرکت میکنند . - Sadeghi et al., 2017 - شکل 1 یک نمای کلی از منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد. به دلیل رخدادهای شدید سیل و خسارات ناشی از آن، حوزه آبخیز استان مازندران به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است.روش تحقیق شکل 2 مراحل کلی انجام شده در تحقیق را جهت تولید نقشههای پتانسیل سیلاب نشان میدهد. انتخاب نقشههایمعیار و استانداردسازی آنها اولین مرحله در چارچوب پیشنهادی است. مرحله دوم شامل تعیین وزن معیارها و order weightها - جهت محاسبه ORnessها - توسط کارشناسان است. در مرحله بعد، مدل OWA مبتنی بر GIS، نقشههای معیار و وزنهای بدست آمده را با یکدیگر ادغام کرده و انواع نقشههای خطر سیلاب را تولید میکند. در نهایت، اعتبار و دقت نقشههای به دست آمده اندازهگیری شده است.
