پهنه‌بندی خطر زمین لغزش با استفاده از منطق فازی (مطالعة موردی: حوزه چم‌سنگر)

سوری, سلمان; بهاروند, سیامک; فرهادی نژاد, طاهر

پهنه‌بندی خطر زمین لغزش با استفاده از منطق فازی (مطالعة موردی: حوزه چم‌سنگر)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ کارشناس ارشد زمین شناسی مهندسی، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد خرم آباد، دانشگاه آزاد اسلامی

² استادیار زمین شناسی ساختمانی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خرم آباد

³ دکتری زمین‌شناسی اقتصادی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

چکیده

زمینلغزش یکی از مخربترین پدیدههای طبیعت است که هر ساله باعث خسارت‌هایی به جان و اموال مردم می‌شود. بنابراین، پهنه‌بندی خطر زمینلغزش به منظور توسعه فعالیت‌های آینده امری ضروری است. در این تحقیق برای پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در حوزه چم‌سنگر از عملگرهای منطق فازی استفاده شده است. به منظور بررسی پایداری دامنه‌ها در حوزه چم‌سنگر ابتدا با استفاده از تصاویر گوگل ارث و بازدید‌های میدانی (ثبت نقاط لغزشی با استفاده از GPS) نقاط لغزشی شناسایی و متعاقب آن نقشه پراکنش زمینلغزش‌های حوزه تهیه گردیده است. سپس سطح همبستگی نقاط لغزشی و هر یک از عوامل مؤثر بر وقوع زمینلغزش شامل شیب، جهت شیب، کاربری اراضی، ارتفاع، لیتولوژی، بارندگی، آبراهه و فاصله از جاده با استفاده از مدل نسبت فراوانی مشخص و مقادیر فازی با استفاده از نظرات کارشناسی و تعیین توابع عضویت برای هر یک از عوامل موثر در محیط ArcGIS^®10.1 تعیین گردید. برای ارزیابی و طبقه‌بندی نتایج خروجی عملگرهای مورد استفاده در برآورد خطر لغزش منطقه از شاخص جمع مطلوبیت (QS) استفاده شده است. نتایج نشان داد که عملگر گامای 9/0، با مقدار 554/0=QS روش کارآمدتری نسبت به عملگرهای جمع جبری فازی با 042/0=QS و ضرب جبری فازی با 008/0 =QS، برای تهیه نقشه خطر لغزش‌های حوزه چم‌سنگر می‌باشد. بر اساس پهنه‌بندی صورت گرفته با عملگر گامای 9/0 به ترتیب 39/13، 58/47، 7/32، 44/5، 884/0% از مساحت منطقه در کلاس‌های خطر خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Landslide hazard zonation using Fuzzy logic (A case study: ChamSangar watershed)

نویسندگان [English]

Salman Soori ¹
Siamak Bharvand ²
Taher Farhadinejad ³

¹ MSc. of Engineering Geology, Young Researchers and Elite club, Khorramabd Branch, Islamic Azad University

² Assis. Prof. Structural Geology, Islamic Azad University Khoramabad Branch

³ PhD. of Economic Geology, Islamic Azad University Science and Research Branch

چکیده [English]

Landslides are one of the most destructive phenomena of nature that cause damage to both property and life every year, therefore, landslide susceptibility zonation (LSZ) is necessary for planning future developmental activities. In this study, the operator of fuzzy logic in landslide hazard zonation has been used in the Chamsangar watershed. For study the stability of slopes in the Chamsang field, in first step the sliding point and subsequent distribution maps of landslide were prepared using satellite images and field excursions (recording the sliding points by GPS). The correlation level between sliding points and each effective factor in landslide occurrence including slope, aspect, landuse, elevation, lithology, rainfall, drainage and distance to road determined using frequency ratio model. The fuzzy values prepared by expert view and the membership functions appointed for all effective factors in ArcGIS^®10.1environment. The Sum of Quality (QS) index used for evaluation and deviation of operators outputs which applied in estimation of sliding risk. Results show that Gama operator 0.9 with QS=0.554 is the more suitable than Fuzzy Algebraic Sum with QS=0.042 and Fuzzy Algebraic Product with QS=0.008 for prepare the landslide risk maps in Chamsangr field. According the zoning based on the gamma operator 0.9, the 13.39, 47.58, 32.7, 5.44, and 0.884 percent of the area is located in very low, low, medium, high and very high risk classes, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

landslide
Chamsangar
fuzzy logic
Geographic Information System

مراجع

1. احمدیان مقدم، ر. 1391. بررسی و پهنه‌بندی پتانسیل خطر لغزش در حوضه آبریز سد شیریندره. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد، 106صفحه.

2. اشقلی فراهانی، ع. 1380. ارزیابی خطر ناپایداری دامنههای طبیعی در منطقه رودبار با استفاده از تئوری فازی. پایاننامه کارشناسی ارشد زمینشناسی مهندسی، دانشگاه تربیت معلم، 141صفحه.

3. حائری، س. م. و ا. ح. سمیعی. 1376. روش جدید پهنه‌بندی‌ مناطق شیبدار در برابر خطر ‌زمین‌لغزش با تکیه بر بررسیهای پهنه‌بندی‌ استان مازندران. علوم زمین، 6(23-24): 2-15.

4. خالدی، م.، م. ک. قاسمیان، م. مرادی و م. ح. بازیار. 1389. طرح پایدارسازی زمینلغزش با استفاده از سیستم میکروپایل (مطالعه موردی: کیلومتر 56 محور یاسوج- اصفهان). همایش ملی یافتههای نوین در مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد.

5. رضایی مقدم، م. ح.، ر. اسماعیلی و م. م. حسینزاده. 1385. پهنه‌بندی‌ خطر ‌زمین‌لغزش در حوضه آبریز لاویجرود (البرز شمالی). علوم انسانی و اجتماعی (تبریز)، 20: 155-176.

6. سوری، س. 1390. پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از منطق فازی و شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی حوضه کشوری). پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد، 112 صفحه.

7. سوری، س.، غ. ر. لشکریپور، م. غفوری و ط. فرهادینژاد. 1392. اولویتبندی عوامل مؤثر بر زمینلغزش و تهیه نقشه خطر آن با استفاده از مدل فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی: حوضه کشوری). نشریه زمینشناسی مهندسی ایران، 6(1-2): 1-12.

8. شریعت جعفری، م و ر. حامدپناه. 1386. پیشبینی خطر ناپایداری شیبهای طبیعی با استفاده از عملگرهای ضرب و جمع جبری فازی در البرز مرکزی. نشریه منابع طبیعی ایران، 60(3): 745-757.

9. عبادی نژاد، س. ع.، م. یمانی، م. مقصودی و ص. شادفر. 1386. ارزیابی کارایی عملگرهای منطق فازی در تعیین توانمندی زمینلغزش (مطالعه موردی حوضه آبخیز شیرود). مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 1(2): 39-44.

10. عبدوس، م. و ن. مزینی. 1386. حل مسایل تصمیمگیری چندمعیاره با استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی. مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، 5(1): 47-52.

11. فاطمی عقدا، س. م.، ج. غیومیان، م. تشنهلب و ع. اشقلی فراهانی. 1384. بررسی خطر زمینلغزش با استفاده از منطق فازی (مطالعه موردی منطقه رودبار). مجله علوم دانشگاه تهران، 31(1): 43-64.

12. کرم، ع. 1380. مدلسازی کمی و پهنهبندی خطر زمینلغزش در زاگرس چینخورده (مطالعه موردی: حوضه آبخیز سرخون واقع در استان چهار محال بختیاری). رساله دکتری جغرافیای طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، 354 صفحه.

13. کریمی، ح.، ف. نادری، ا. مرشدی و م. نیکسرشت. 1390. پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضه آبخیز چرداول ایلام با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). زمینشناسی ژئوتکنیک (زمینشناسی کاربردی)، 7(4): 319-332.

14. متشرعی، آ.، ج. قمی، ا. افتخاری، ب. پوزش و م. شاهماری. 1391. پهنهبندی خطر وقوع زمینلغزش بر روی جاده تهران- چالوس و بزرگراه در دست احداث. زمینشناسی ژئوتکنیک (زمینشناسی کاربردی)، 8(2): 147-158.

15. مرادی، ح. م.، ح. ر. پورقاسمی، م. محمدی و م. ر. مهدویفر. 1389. پهنهبندی خطر زمینلغزش با استفاده از اپراتور فازی گاما (مطالعه موردی: حوضه آبخیز هراز). علوم محیطی، 7(4): 129-142.

16. امجد، م. و ع. قربانپور. 1387. پهنهبندی خطر زمینلغزش حوضه چرمله شهرستان سنقر استان کرمانشاه. جغرافیا و توسعه، 6(12): 181-198.

17. Bui DT, Pradhan B, Lofman O, Revhaug I, Dick OB. 2012. Spatial prediction of landslide hazards in Hoa Binh province (Vietnam): A comparative assessment of the efficacy of evidential belief functions and fuzzy logic models. CATENA, 96: 28-40.

18. Carrara A, Cardinali M, Detti R, Guzzetti F, Pasqui V, Reichenbach P. 1991. GIS techniques and statistical models in evaluating landslide hazard. Earth Surface Processes and Landforms, 16(5): 427-445.

19. Chi KH, Park NW, Chung CJ. 2002. Fuzzy logic integration for landslide hazard mapping using spatial data from Boeun, Korea, Symposium on Geospatial Theory. Processing and Aplications, Ottawa.

20. Ercanoglu M, Gokceoglu C. 2004. Use of fuzzy relations to produce landslide susceptibility map of a landslide prone area (West Black Sea Region, Turkey). Engineering Geology, 75 (3-4): 229-250.

21. Gee MD. 1992. Classification of landslide hazard zoning methods and a test of predictive capability. Bell, Davi H.(ed). Proceedings 6^th International Symposium on Landslides, 110-121.

22. Higgs G. 2006. Integrating multi-criteria techniques with geographical information systems in waste facility location to enhance public participation. Waste Management & Research, 24(2): 105-117.

23. Komac M. 2006. A Landslide Susceptibility Model Using the Analytical Hierarchy Process method and Multivariate Statistics in prialpine Slovenia. Geomorphology, 74: 17-28.

24. Mathew J, Jha VK, Rawat GS. 2007. Weights of evidence modelling for landslide hazard zonation mapping in part of Bhagirathi valley, Uttarakhand. Current Science, 92(5): 628-638.

25. Neaupane KM, Piantanakulchai M. 2006. Analytic network process model for landslide hazard zonation. Engineering Geology, 85(3-4): 281-294.

26. Wong W-D, Xie C-M, Du X-G. 2009. Landslides susceptibility mapping in Guizhou province based on fuzzy theory. Mining Science and Technology (China), 19(3): 399-404.

27. Zhu A-X, Wang R, Qiao J, Qin C-Z, Chen Y, Liu J, Du F, Lin Y, Zhu T. 2014. An expert knowledge - based approach to landslide susceptibility mapping using GIS and fuzzy logic. Geomorphology, 214: 128-138.