بخشی از مقاله
مقدمه
فروچاله ها یکی از مخاطرات طبیعی هستند که جان و مال انسانها را در نقاط مختلف کارستی دنیا تهدید می نمایند. در راستای پهنه بندی خطر وقوع فروچاله ها مطالعاتی در دنیا و کشور صورت گرفته که ازنمونه مطالعات خارجی می توان به مطالعات Li et al., 2001; Marker, 2010; Cooper,2008; Yilmaz et
al., 2011; Gutierrez et al., 2005, 2008a and 2008b; Margiotta et al., 2012; Tolmachev, 2003; Gao and Jr, 2008; Lee et al., 2012, Doctor and Doctor, 2012; اشاره نمود. در این بررسی ها علاوه
بر بررسی پهنه بندی خطر وقوع فروچاله ها و فرونشست با روشهای مختلف، به عوامل موثر در ایجاد فروچاله ها نیز پرداخته شده است. در برخی نقاط کشور نیز که فروچاله هایی به وقوع پیوسته، محققین به بررسی نحوه تشکیل و همچنین پهنه بندی خطر وقوع فروچاله ها پرداخته اند که از آن جمله می توان مطالعات شفیعی مطلق و مودب (1389)، چاوشیان (1390)، محمدی و همکاران (1390) و شیری و همکاران (1391) را نام برد.
تعداد 32 فروچاله در دشت جابر بدره استان ایلام وجود دارند که اکثر آنها بصورت ریزشی ایجاد شده اند (کریمی، .(1390 برخی از فروچاله ها در داخل زمینهای کشاورزی ساکنان منطقه تشکیل گردیده و مابقی در حاشیه دشت و یا در داخل سازند گچساران تشکیل شده اند. از آنجا که اهالی منطقه در این دشت کشاورزی می نمایند و با تجهیزات و ادوات کشاورزی مانند تراکتور، کمباین، بلدوزر و ... در داخل زمینها تردد می نمایند، نگرانی از وقوع فروریزش و تلفات جانی و مالی در این ناحیه می رود. بر اساس اطلاعات موجود سعی بر انجام یک پهنه بندی از دشت مذکور جهت خطر وقوع فروچاله در منطقه می باشد.
لازم به یادآوری است که در مطالعاتی که تاکنون در سطح ملی و بین المللی در رابطه با پهنه بندی وقوع فروچاله صورت گرفته هیچیک از روش رگرسیون چند متغیره، که یک روش آماری- ریاضی با قابلیت بالایی در وزن دهی لایه های موثر در وقوع فروچاله ها است استفاده نکرده اند و از این جنبه روشی جدید در سطح دنیا محسوب می گردد.
53
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
معرفی منطقه
دشت جابر بدره در فاصله حدود 70 کیلومتری جنوب شرق شهر ایلام در مسیر جاده ایلام به دره شهر در حد فاصل عرض جغرافیایی 33 20' تا 33 28' شمالی و طول جغرافیایی 46 52' تا 47 شرقی واقع شده است (شکل.(1 متوسط آمار بارندگی بلند مدت 26) ساله) در این دشت حدود 440 میلیمتر است. بر اساس داده های موجود، متوسط دمای سالانه محدوده مورد بررسی 18 درجه سانتیگراد و میزان تبخیر سالانه حدود 2000 میلیمتر است. نوع اقلیم منطقه بر اساس تقسیم بندی های کوپن، دمارتن و آمبرژه بترتیب مدیترانه ای، نیمه خشک و نیمه خشک معتدل می باشد (کریمی، .(1386 در حاشیه غربی دشت یک روستا بنام جابر وجود دارد که قریب 200 نفر سکنه در آن مشغول به کشاورزی و دامپروری هستند.
زمین شناسی منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد بررسی از نظر زمین شناسی در ناحیه (Zone) زاگرس چین خورده واقع شده است .(Stocklin, 1968) دشت جابر یک دشت ناودیسی بوده که در بین تاقدیس های جابری در شمال و کبیر کوه در جنوب قرار گرفته است. سازند های زمین شناسی که در این محدوده رخنمون پیدا کردهاند، شامل سازند آهکی و دولومیتی آسماری (الیگومیوسن) در تاقدیس ها، سازند گچی و مارنی گچساران (میوسن) در حاشیه دشت جابری و کف دشت جابر، سازند بختیاری در ارتفاعات شرق دشت جابر و رسوبات آبرفتی درشت دانه بعنوان یک پوشش در کف دشت جابر بر روی سازند گچساران می باشد. رودخانه جابر از میانه دشت عبور نموده و به رودخانه سیمره می ریزد.
اندازه گیری ها
بمنظور دستیابی به اهداف مطالعه که پهنه بندی خطر وقوع فروچاله در دشت جابر می باشد، یکسری بررسی های صحرایی، اندازه گیری ها در محل و کارهای دفتری به انجام رسیده است. اندازه گیریهای میدانی شامل برداشت اطلاعات سازندهای زمین شناسی، تهیه نقشه و مقطع زمین شناسی، اطلاعات سطح آب زیرزمینی، نقشه های توپوگرافی، شناسایی اشکال ژئومورفولوژی کارست بویژه بررسی دقیق فروچاله های منطقه، تهیه نقشه پراکندگی فروچاله ها و تعیین موقعیت منابع آب منطقه می باشد. برای نیل به این اهداف، بازدیدهای متعددی از منطقه بعمل آمده است. بمنظور
جمع آوری اطلاعات فروچاله های منطقه و همچنین تهیه نقشه پراکندگی آنها، ابعاد تقریبی اعم از شکل کلی، قطر (طول و عرض) و عمق فروچاله ها با قدم شماری اندازه گیری و موقعیت آنها بوسیله GPS تعیین گردید و نقشه پراکندگی فروچاله های منطقه (شکل(2 تهیه شد. با استفاده از خصوصیات منطقه مدلی برای انجام پهنه بندی ارائه گردد. برای این کار، روش آماری رگرسیون چند متغیره که یک روش کمی می باشد، برای پهنه بندی مورد استفاده قرار گرفت. مضافاً در این روش، روابط متقابل عوامل نیز در نظر گرفته شده و همچنین میزان تاثیر هر یک از عوامل در وقوع فروچاله به طور کمی بیان می گردد.
54
×زمستان 91، شماره 6
تعیین عوامل موثر در وقوع فروچاله
شناخت و جمع آوری اطلاعات مربوط به عواملی که در وقوع فروچاله نقش مـوثری دارند، اولین مرحله یک پهنه بندی خطر می باشد. شناخت و انتخاب عوامـل مهـم نقش زیادی در دقیق و صحیح بودن عمل پهنه بندی خطر دارد. به خصـوص بـرای استفاده موفق از روشهای آماری در پهنـه بنـدی، انتخـاب مهـم تـرین متغیرهـا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اگر عوامل به درستی شناسایی شوند، ارزیابی اثرات هر کدام از آنها راحت تر بوده و می توان آنها را بر حسب میـزان تأثیرشـان اولویـت بندی کرد و در کار وزن دهی به عوامـل مهمتـر، وزنهـای بیشـتری اختصـاص داد. معمولی ترین روش بررسی عوامل موثر، استفاده از مورفومتری هر کدام از فروچالـه های به وقوع پیوسته با استفاده از کارهای صحرایی می باشد. در کارهای صـحرایی توجه به مواردی از قبیل موقعیت فروچاله، ساختار سنگ شناسی، پوشـش گیـاهی، نوع کاربری اراضی در محدوده فروچاله، شـیب دامنـه، وجـود عـواملی مثـل وجـود آبراهه و رودخانه، خط کنیک و ... الزامی بـوده و کارشـناس مربوطـه مـی توانـد بـا بررسی این عوامل تا حدودی به عوامل موثر در وقوع فروچاله پی برد.
در اینجا نقش کارشناس برای کاهش هزینه و زمـان در جمـع آوری اطلاعـات (از طریق شناخت مهم ترین عوامل و حذف عوامل غیر دخیل) آشکار می شـود. در این میان انتشار مکانی می تواند کمک شایانی در شناخت عوامل موثر بنماید. یـک کارشناس با بازدید از فروچاله هایی وقوع یافته می تواند به عوامل مسبب آنهـا پـی ببرد. او در می یابد که فروچاله بیشتر در چه نوع کاربری اراضی و یا چه نـوع واحـد سنگ شناسی، شـیب و ... اتفـاق افتـاده انـد. ذکـر ایـن نکتـه ضـروری اسـت کـه کارشناس باید با یک دید کلی ارتبـاط همـه عوامـل را بـا یکـدیگر و بـا پراکنـدگی مکانی فروچاله در نظر بگیرد واز دید یک بعدی در این زمیه پرهیز نمایـد. سیسـتم اطلاعات جغرافیایی (GIS) این امکان را فراهم می نماید تا همه عوامل و پـراکنش مکانی فروچاله ها در کنار یکدیگر نمایش داده شود. این کار برای تجزیـه و تحلیـل اولیه و نظر کارشناسی در انتخاب عوامل و کلاسه های مربوط به آنها مفیـد خواهـد بود
تهیه نقشه پراکنش فروچاله
تهیه نقشه پراکنش فروچاله در شناخت عوامل موثر در وقوع آنهـا و درنتیجـه، پهنه بندی خطر ضروری می باشد. مهمترین بخش تهیه نقشـه پـراکنش فروچالـه، مربوط به بازدیدهای صحرایی و چک صحرایی می باشد؛ بدین صورت منـاطقی کـه از روی تصویر ماهواره ای مرفولوژی آنها فروچاله را نشان می دهد مـورد بـاز بینـی صحرایی قرار گرفته و موقعیت دقیق آنها با استفاده از دستگاه GPS ثبت گردیـد. پس از ثبت مختصات فروچاله هـا نقشـه پـراکنش آنهـا توسـط نـرم افـزار ARC View رقومی و وارد سیستم اطلاعات جغرافیایی شد تا در تعیین عوامل مـوثر در وقوع فروچاله برای تلفیق با نقشه های دیگر آماده باشد (شکل .(2
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×زمستان 91، شماره 6
شکل.1موقعیت منطقه مورد مطالعه در استان ایلام و ایران
شکل.2 نقشه پراکنش فروچاله های دشت جابربدره
55
مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته
نقشه سنگ شناسی
بمنظور تهیه نقشه سنگ شناسی ابتدا نقشه زمین شناسـی1:100000 شـیت کبیرکوه زمین مرجع یا ژئورفرنس (Georeference) شـد. سـپس نقشـه زمـین شناسی ژئورفرنس شده در محیط Arc View مرز حوزه را بر روی آنها انداختـه و واحدهای سنگ شناسی در محدوده حوزه بـه صـورت پلـی گونهـایی بسـته شـدند (شکل .(3
×زمستان 91، شماره 6
برای تعیین تعداد کلاسه های شیب از منحنی تجمعـی فراوانـی پیکسـلها در برابر ارزش آنها استفاده گردید (فیض نیا و همکاران، (1383 که یک روش منطقـی برای طبقه بندی کردن نقشه ها بوده و دخالـت کارشـناس در آن بـه حـداقل مـی رسد و در واقع روشی است که با الگو گرفتن از وضعیت زمینی منطقـه انجـام مـی گیرد (شکل .(5
شکل .3 نقشه سنگ شناسی دشت جابربدره
نقشه شیب
برای تهیه نقشه شیب حوزه بایستی در ابتدا مدل رقـومی ارتفـاعی (DEM) تهیـه شود. نقشه مدل رقومی ارتفاعی نقشه ای است که ارزش هر سلول آن بیانگر ارتفاع از سطح دریای آن سلول می باشد (گرایی، .(1385 نقشه مدل رقـومی ارتفـاعی بـا اســتفاده از قابلیتهــای سیســتم اطلاعــات جغرافیــایی و نقشــه هــای توپــوگرافی 1:50000 تهیه گردید.سپس از نقشه مدل رقومی ارتفاعی سطح زمین در نرم افزار Arc View نقشه های مورد نظر به راحتی تهیه می گردد. در اینجـا هـدف تهیـه نقشه شیب است (شکل .(4
20000
18000
16000 فراواني
14000
12000 تجمعي
10000
8000 پيكسلها
6000
4000
2000
0
001 3 5 7 12 15 18 20 24 28 30 35 45 55 65 85
شيب به درصد
شکل .5 فراوانی تجمعی پیکسلهای شیب در برابر مقدار شیب
نقشه رودخانه و آبراهه ها
نقشه شبکه زهکشی منطقه از روی نقشه های توپـوگرافی در محـیط سـامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه گردید (شکل.(6 برای بیان میزان تاثیر شبکه زهکشـی در ایجاد فروچاله میزان فاصله از شبکه زهکشی در نظر گرفتـه مـی شـود (شـکل .(7 فواصل مشـخص از شـبکه زهکشـی بـا اسـتفاده از بافرهـایی در سـامانه اطلاعـات جغرافیایی به راحتی قابل تهیه است، به طوری که اگر میـزان فاصـله از رودخانـه را روی محور X نشان داده و تعداد فروچاله هـای رخ داده در روی محـور Y نمـایش دهیم فرض بر آن است نموداری به دست خواهد آمد که بیان کننده کاهش تعـداد فروچاله ها با فاصله گرفتن از شبکه زهکشی می باشد. بر طبق (شکل (8 این رونـد رعایت نشده و با فاصله گرفتن از رودخانه تعداد فروچاله به شـدت افـزایش یافتـه و این عامل در مرحله پهنه بندی حذف گردید.
