تعیین درجه خطر سیلخیزی حوضه‌های آبریز استان مازندران با استفاده از یک روش توزیعی مبتنی بر GIS

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین

2 دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)

3 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)

چکیده

مهمترین گام اصلی برای پیشگیری و مقابله با اثرات مخرب سیلاب، شناسایی مناطق مستعد سیل‌خیزی در سطح حوضه آبریز و زیرحوضه‌های آن می‌باشد. برای تعیین پتانسیل سیل‌خیزی حوضه‌های آبریز روشهای مختلفی وجود دارد که استفاده از تکنیک‌های روی‌همگذاری لایه‌ها در بستر GIS از پرکاربردترین آنها می‌باشد. در پژوهش حاضر برای محاسبه وزن‌های مناسب عوامل موثر در شکل‌گیری سیلاب از یک روش متفاوت که در آن اندرکنش بین عوامل مورد استفاده نیز در نظر گرفته می‌شود، استفاده شده است. پس از محاسبه ضرائب تاثیر هر کدام از عوامل ورودی و بدست آمدن وزن نهایی آنها، از ترکیب خطی لایه‌های ورودی برای ساخت نقشه درجه سیلخیزی محدوده مطالعاتی در پنج دسته مختلف (خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم)، استفاده بعمل آمد. صحت‌سنجی نتایج حاصل از این روش توزیعی با سیلاب‌های خسارت‌زای مشاهداتی مقایسه گردید که نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد بالای این روش به ویژه در شناسائی مناطق با درجه سیلخیزی زیاد و خیلی زیاد دارد. به عنوان نمونه، نتایج بدست آمده از روش توزیعی حاکی از آن است که وضعیت سیل‌خیزی در محل ایستگاه‌های هیدرومتری شیرگاه-تالار، رزن-نور، سلیمان تنگه، قرآن-تالار و دوآب-چالوس در دسته با خطر سیل‌خیزی زیاد و خیلی زیاد قرار می‌گیرند که کاملاً با نتایج حاصل از سیلاب‌های مشاهداتی منطبق (که عمدتاً دارای سیلاب‌های با دوره بازگشت بزرگتر 50 و 100 سال هستند) می‌باشند. یکی از ویژگی‌های قابل توجه دیدگاه توزیعی این است که در این دیدگاه تغییرات مکانی مناطق در خطر سیل بدست می‌آید و با استفاده از آن می‌توان مناطق پر خطر را بهتر و با دقت بیشتری شناسائی نمود.

کلیدواژه‌ها


امیدوار، ک؛ کیانفر، آ؛ عسکری، ش. (1389). "پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی حوضه آبریز کنجانچم"، مجله پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، شماره 72، دوره 42، ص‌.ص. 35-25.

رضوی­زاده، س؛ شاهدی،ک. (1395). "اولویت‌بندی سیل‌خیزی زیرحوضه­های آبخیز طالقان با استفاده از تلفیق AHP و TOPSIS"، فصل‌نامه اکوسیستم‌های طبیعی ایران، دوره 7، شماره 4، ص‌.ص. 46-33.

ملکیان، آ؛ افتادگان خوزانی، ا؛ عشوری زاده، غ. (1391). "پهنه‌بندی پتانسیل سیل خیزی حوزه آبریز اخترآباد با استفاده از روش تحلیل سلسه مراتبی فازی"، مجله پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 44، شماره 4، ص.‌ص. 152-131.

موسوی، م؛ نگهبان، س؛ رخشانی مقدم، ح؛ حسین­زاده، م. (1395). "ارزیابی و پهنه بندی خطر سیل‌خیزی با استفاده منطق فازی TOPSIS در محیط GIS"، مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره 5، شماره 10، ص.‌ص‌. 98-79.

نسرین­نژاد، ن؛ رنگزن، ک؛ کلانتری، ن؛ صابری، ع. (1393). "پهنه‌بندی پتانسیل خیزی حوزه آبریز باغان با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی"، نشریه سنجش از دور و سامانه های اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دوره 5، شماره 4، ص.‌ص. 34-15.

نصرتی، ک؛ احمدی، م؛ ثروتی، م.ر؛ مزبانی، م. (1392). "تعیین عوامل مؤثر در پتانسیل سیل خیزی حوزه آبخیز دره شهر بر اساس مناطق همگن هیدرولوژیک"، مجله آمایش جغرافیایی فضا، دوره 3، شماره ، ص.ص. 137-119.

نیکجوی، م؛ روحان، ح. (1394). "پهنه­بندی پتاسیل سیل‌خیزی حوزه آبخیز قورچای رامیان"، مجله ترویج و توسعه آبخیزداری، دوره 3، شماره 10، ص.ص. 42-30.

Azizian A, Shokoohi AR (2015). “Investigation of the Effects of DEM Creation Methods on the Performance of a Semi distributed Model: TOPMODEL”. Journal of Hydrologic Engineering 20(11): 05015005(1-9).

Ballesteros CJA, Eguibar M, Bodoque MJ, Diez-Herrero A, Stoffel M, Gutierrez-Perez I (2011). “Estimating flash flood discharge in an ungauged mountain catchment with 2D hydraulic models and dendrogeomorphic palaeostage indicators”. Hydrol. Process. 25 (6): 970–979.

Brocca L, Melone F, Moramarco T (2011). “Distributed rainfall-runoff modelling for flood frequency estimation and flood forecasting”. Hydrol. Process. 25: 2801–2813.

Chau VN, Holland J, Cassells S, Tuohy M (2013). “Using GIS to map impacts upon agriculture from extreme floods in Vietnam”. Appl. Geogr. 41: 65-74.

Chenini I, Mammou AB, May MEL (2010). “Groundwater recharge zone mapping using GIS-based multi-criteria analysis: a case study in central Tunisia (Maknassy Basin)”. Water Resour. Manage. 24: 921–939.

Eimers JL, Weaver JC, Terziotti S, Midgette RW (2000). “Methods of rating unsaturated zone and watershed characteristics of public water supplies in North Carolina. Raleigh”, NC: Water Resour. Invest. Report 99–4283.

Gemitzi A, Petalas C, Tzihrintzis VA, Pisinaras V (2006). “Assessment of groundwater vulnerability to pollution: a combination of GIS, fuzzy logic and decision making techniques”. Environ. Geol. 49(5): 653–673.

Goovaerts P (2000). “Geostatistical approaches for incorporating elevation into the spatial interpolation of rainfall”. J. Hydrol. 228(1-2): 113–129.

Huang Y, Wong P, Gedeon T (1998). “Spatial interpolation using fuzzy reasoning and genetic algorithms”. J. Geogr. Info Decision Analysis. 2(2): 204–214.

Kazakis N, Kougias I, Patsialis T (2015). “Assessment of flood hazard areas at a regional scale using an index-based approach and analytical hierarchy process: application in Rhodope–Evros region Greece”. Sci. Total Environ. 538: 555–563.

Kourgialas NN, Karatzas GP (2011). “Flood management and a GIS modelling method to assess flood-hazard areas: a case study”. Hydrol. Sci. J. 56 (2): 212–225.

Kourgialas NN, Karatzas GP, Nikolaidis NP (2010). “An integrated framework for the hydrologic simulation of a complex geomorphological river basin”. J. Hydrol. 381: 308–321.

Kwak Y, Kondoh A (2008). “A study on the extraction of multifactor influencing floods from RS image and GIS data; a case study in Nackdong basin, S. Korea. Beijing: The International Archives of the Photogrammetry”, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XXXVII (Part B8): 421–426.

Liu YB, Gebremeskel S, De Smedt F, Hoffmann L, Pfister L (2003). “A diffusive transport approach for flow routing in GIS-based flood modeling”. J. Hydrol. 283 (1–4): 91–106.

Lloyd, C. D. (2005). “Assessing the effect of integrating elevation data into the estimation of monthly precipitation in Great Britain”. J. Hydrol. 308(1-4), 128–150.

Malby AR, Whyatt JD, Timmis RJ, Wilby RJ, Orr HG (2007). “Long-term variations in orographic rainfall: analysis and implications for upland catchments”. Hydrol. Sci. J. 52(2): 276–291.

Morelli S, Battistini A, Catani F (2014). “Rapid assessment of flood susceptibility in urbanized rivers using digital terrain data: application to the Arno river case study (Firenze, northern Italy)”. Appl. Geogr. 54: 35–53.

Morgan RPC (2005). Soil Erosion and Conservation. Oxford: Blackwell Publishing Ltd.

Prime T, Brown JM, Plater AJ (2016). “Flood inundation uncertainty: the case of a 0.5% annual 

probability flood event”. Environ. Sci. Policy 59: 1–9.

Schäuble H, Marinoni O, Hinderer M (2008). “A GIS-based method to calculate flow accumulation by considering dams and their specific operation time”. Comput. Geosci. 34(6): 635–646.

Shaban A, Khawlie M, Abdallah C (2006). “Use of remote sensing and GIS to determine recharge potential zones: the case of Occidental Lebanon”. Journal of Hydrogeology. 14(4): 433–443.

Svoboda A (1991). “Changes in flood regime by use of the modified curve number method”. Hydrol. Sci. J. 36(5): 461–470.

Thieken AH, Kreibich H, Müller M, Merz B (2007). “Coping with floods: preparedness, response and recovery of flood-affected residents in Germany in 2002”. Hydrol. Sci. J. 52: 1016–1037.

Van Der Veen A, Logtmeijer C (2005). “Economic hotspots: visualizing vulnerability to flooding”. Nat. Hazards 36 (1–2): 65–80.

Wang Y, Zhongwu L, Zhenghong T, Guangming Z (2011). “A GIS-based spatial multi-criteria approach for flood risk assessment in the Dongting Lake Region, Hunan, Central China”. Water Resour. Manag. 25 (13): 3465–3484.

Yahaya S, Ahmad N, Abdalla RF (2010). “Multicriteria analysis for flood vulnerable areas in Hadejia-Jama’are River basin, Nigeria”. Eur. J. Sci. Res. 42(1): 71–83.

Zerger A (2002). “Examining GIS decision utility for natural hazard risk modeling”. Environ. Model. Software. 17(3): 287–294.