نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی

ارزیابی و پهنه بندی خطر سیلاب در شهرستان کرمانشاه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز،تبریز،ایران

2 دانشیار گروه جغرافیا. دانشکده علوم اجتماعی. دانشگاه پیام نور. تهران، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تبریز،تبریز،ایران

10.22034/rsgi.2024.60665.1064

چکیده

این پژوهش با هدف تهیه نقشه پهنه بندی خطر سیلاب شهرستان کرمانشاه انجام شده است. با توجه به اینکه در خطر سیلاب پارامتر های زیادی موثر هستند، بنابراین در این پژوهش هفت پارامتر ارتفاع، شیب و جهت شیب، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، تراکم شبکه آبراهه یا زهکشی، بارش و فاصله از آبراهه انتخاب و نقشه مربوط به هر یک تهیه گردید. در مرحله بعد نقشه های تهیه شده با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی AHP فازی وزن دهی شده و در نهایت همپوشانی لایه ها با استفاده از عملگر فازی گاما در نرم افزار ArcMap انجام شد و نقشه های مربوط به پهنه بندی خطر سیلاب در شهرستان کرمانشاه بدست آمد. نواحی خطر وقوع سیلاب در شهرستان کرمانشاه با درجه های خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم به ترتیب بر حسب درصد برابر 3/6، 1/9، 4/10، 7/16 و 6/28 محاسبه گردید و پهنه بندی آن بدست آمد. مساحت نواحی دارای خطر سیلاب در شهر کرمانشاه با درجه های خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم به ترتیب بر حسب درصد برابر 3/19، 4/26، 5/2، 3/17 و 5/34 می باشد. با این پهنه بندی برنامه ریزی جهت پیشگیری سیلاب مناطق با خطر بالا در شهرستان کرمانشاه میسر و نیز انجام زیرساخت های عمرانی در بافت شهری هم با توجه به این اطلاعات جهت کنترل سیلاب بهتر انجام می پذیرد

تازه های تحقیق

وقوع سیل در زمان های مختلف خسارت های زیادی را بر ساکنان زمین وارد کرده است. برای جلوگیری از صدمات و خسارات سیلاب در آینده، نیازمند برنامه ریزی و پژوهش می باشیم .هدف پژوهش حاضر شناسایی عوامل تاثیر گذار در خطر سیل با استفاده از روش FAHP  می باشد .با اعمال وزن ها، مناطق خطر پذیر سیلاب با درجات مختلف) خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم( پهنه بندی شدند. در بین معیارهای ارائه شده در مقالات مختلف از هفت معیار با بیشترین تاثیر در وقوع سیلاب شناسایی و با همین هفت معیار ارزیابی ها انجام شد. در میان هفت معیار تاثیر گذار در وقوع سیلاب، حداکثر بارش دارای بیشترین تاثیر و بعد از آن شیب و جهت شیب دارای اهمیت دوم و عامل ارتفاع و فاصله از آبراهه در جایگاه سوم اهمیت و در نهایت شاخص پوشش گیاهی دارای کمترین تاثیر در بروز سیلاب در رتبه هفتم قرار دارد. در مرحله دوم نقشه های بدست آمده را با بدست آوردن لایه فازی آنها قابل قیاس و اندازه گیری نموده و همه آن نقشه ها فازی شده با روش تلفیق فازی از روش گاما با شاخص 9/0 به یک نقشه واحد تبدیل شده و پهنه بندی خطر سیلاب بدست آمده است. با استفاده از این نقشه مناطق پرخطر و کم خطر شهرستان کرمانشاه شناسایی شده است .این تحقیق در مقایسه با پژوهش های مشابه با توجه به معیارهای در نظرگرفته شده از دقت نسبی بیشتر برخوردار است. با بازدید میدانی انجام شده از سیلاب سال 1398 در مناطق پر خطر شناسایی شده در پهنه بندی تاییدی بر راست آزمایی پهنه بندی بدست آمده است .بر اساس این نقشه و پهنه بندی بدست آمده نتیجه گرفته می شود که 3/6 از مساحت شهرستان کرمانشاه دارای خطر پذیری وقوع سیل با درجه خیلی زیاد ،1/9 درصد دارای خطرپذیری با درجه زیاد ،4/10 درصد با درجه متوسط ،7/16 درصد با درجه کم و 6/28 درصد با درجه خیلی کم قابل تشخیص است. همچنین میزان خطر پذیری وقوع سیلاب در بافت مسکونی شهر کرمانشاه به ترتیب دارای 3/19 درصد از مساحت شهر کرمانشاه با درجه خطرپذیری خیلی زیاد ،4/26 درصد مساحت با درجه زیاد ،5/2 درصد مساحت با درجه متوسط ،3/17 درصد مساحت با درجه کم و 5/34 درصد مساحت با درجه خیلی کم می باشد. بنابراین با توجه به مناطق مشخص شده و میزان خطرپذیری سیلاب در سطح شهر و شهرستان، انتظار میرود که جهت مهار سیلاب و پیشگیری از خسارات های کلان، طراحی و اجرای پروژه های عمرانی متناسب و سازه های مهندسی کارامد انجام گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Flood risk zoning by using of FAHP method (Case study: Kermanshah county)

نویسندگان [English]

  • Abolfazl Ghanbari 1
  • Sohrab Amirian 2
  • yousef amirian 3

1 Academic Member/University of Tabriz

2 Associate Professor, Geography Department, Faculty of Social Sciences, Payame Noor University, Tehran, Iran.

3 Student of University of Tabriz

چکیده [English]

Iran is one of the flood-prone countries in the world, and due to climate changes in recent years, we will see more destructive floods in the future. The more prevention and measures are considered, the less human losses and economic costs will be involved. Identifying flood-prone areas is one of the primary measures to deal with them. The Kermanshah township was not separated from this and this research was conducted with the aim of preparing a flood potential map of Kermanshah township. Considering that there are many parameters that are effective in flooding, so in this research, seven parameters of height, slope and direction of slope, vegetation, land use, density of watercourse or drainage network, precipitation and distance from the watercourse are selected and the corresponding map for each one was prepared. In the next step, the maps prepared using the fuzzy AHP hierarchical analysis model were weighted and finally the layers were overlapped using the gamma fuzzy operator in ArcMap software, and the maps related to flood risk zoning in the Kermanshah township. Was obtained. The area and areas of flood risk in Kermanshah township with very high, high, medium, low and very low degrees was calculated as percentage 6.3, 9.1, 10.4, 16.7 and 28.6 respectively and the area of the regions with flood risk in Kermanshah city with very high, high, medium, low and very low degrees equal to 19.3, 26.4, 2.5, 17.3 and 34.5 respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flood zoning
  • Density of drain
  • Fuzzy hierarchical analysis Process
  • Fuzzy operator
  • Remote Sensing

در زمین همیشه مخاطرات طبیعی  باعث بروز صدمات و خسارات بسیار زیاد و جبران ناپذیر به محیط طبیعی و پدیده های انسان ساخت می شوند. سیلاب ها از جمله مخاطراتی هستند که همیشه احتمال پیشامد آنها وجود داشته و دارد .

امروزه با پیدایش تراکم جمعیت در شهر و روستاها سیلاب ها ابعاد گسترده و فاجعه باری به خود گرفته است. این پژوهش با هدف تهیه نقشه پهنه بندی خطر سیلاب شهرستان کرمانشاه انجام شده است. با توجه به اینکه در خطر سیلاب پارامتر های زیادی موثر هستند، بنابراین در این پژوهش هفت پارامتر ارتفاع، شیب و جهت شیب، پوشش گیاهی ،کاربری اراضی، تراکم شبکه آبراهه یا زهکشی، بارش و فاصله از آبراهه انتخاب و نقشه مربوط به هر یک تهیه گردید. در مرحله بعد نقشه های تهیه شده با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی AHP فازی وزن دهی شده و در نهایت همپوشانی لایه ها با استفاده از عملگر فازی گاما در نرم افزار ArcMap انجام شد و      نقشه های مربوط به پهنه بندی خطر سیلاب در شهرستان کرمانشاه بدست آمد. نواحی خطر وقوع سیلاب در شهرستان کرمانشاه با درجه های خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم به ترتیب بر حسب درصد برابر 3/6، 1/9، 4/10، 7/16 و 6/28 محاسبه گردید و پهنه بندی آن بدست آمد .مساحت نواحی دارای خطر سیلاب در شهر کرمانشاه با درجه های خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم به ترتیب بر حسب درصد برابر 3/19، 4/26، 5/2، 3/17 و 5/34 می باشد. با این پهنه بندی برنامه ریزی جهت پیشگیری سیلاب مناطق با خطر بالا در شهرستان کرمانشاه میسر و نیز انجام زیرساخت های عمرانی در بافت شهری هم با توجه به این اطلاعات جهت کنترل سیلاب بهتر انجام می پذیرد.

Cheraghi Ghalehsari, A., Habibnejad Roshan, M., & Roshun, S. H. (2020). Flood Susceptibility Mapping Using a Support Vector Machine Models (SVM) and Geographic Information System (GIS). Journal of Natural Environmental Hazards, 9(25), 61-80. doi:
10.22111/jneh.2020.31018.1547[In Persian].
Dezhagah, M., (2016), Zonation Flood in the Masouleh Rudkhan Basin by CN Model, Dissertation Master of Science, University of Mohaghegh Ardabili. [In Persian].
Hassas, h., (2017), A simple expert model for flood zoning, Faculty of Agriculture and Natural Resources, university of ardestan. [In Persian].
Karam, A., Darakhshan, F., (2012), Flood Zoning, Flood Estimation and Evaluation of the Efficiency of Surface WaterDrainage Channels in Urban Basins (Case Study: Waterfall Basin in Kermanshah), Quarterly Journal Natural Geography, 5(16), pp. 37 – 54. [In Persian].
Mahdavi, m., (2002), Applied Hydrology, Tenth Edition. Tehran University Press, Tehran. 439p. [In Persian].
Mahmoudzadeh, H., Bakoi, M. (2018). Flood zoning using fuzzy analysis (case study: Sari city).
        Journal        of        Natural        Environmental        Hazards,        7(18),        51-68.       doi:
10.22111/jneh.2018.19885.1238. [In Persian].
Malekian, A., Oftadegan Khuzani, A., Ashunejad, G., (2012), Flood Hazard in Watershed Scale using Fuzzy Logic (Case Study: Akhtar Abad Watershed), Physical Geography Research Quarterly, 44(4), pp. 131 – 152. [In Persian].
Mir Mosavi, H, Esmaeili, H, (2021), Zoning of Flood-prone Areas Using Geographic Information System (GIS) and Remote Sensing (RS), (Case Study: Darab City), Journal of Natural Environmental Hazards, 10(44), pp 21-46. [In Persian].
Mododi Arkhodi, M., Boroumand, R., & Akbari, E. (2021). Spatial zoning and analysis of flood risk Sample villages of Qaen city). Journal of Natural Environmental Hazards, 10(29), 53-68. doi: 10.22111/jneh.2020.32990.1614[In Persian].
Najafi, E., & Karimi Kerdabadi, M. (2020). Flood Risk Evaluation and Zoning using with AHPFuzzy Combined Model with Emphasis on Urban Safety (Case Study: Region 1 of Tehran Municipality). Journal of Geography and Environmental Hazards, 9(2), 43-60. doi:
10.22067/geo.v9i2.86110[In Persian].
Rafii, Y., Salehi, E., Farzad Behtash, M., Aghababai, M., (2013), Urban Flood Hazard Zonation Using Gis and Fuzzy-AHP Analysis (Case Study: Tehran City), Journal Of Environmental Studies, 39(3), pp. 179 – 188. [In Persian].
Ranjbar, M., Roghani, P., (2009), Landslide Hazard Zonation in Ardal City Using Aierarchical Analysis Method (AHP), Quarterly Journal Of Geography and Urban Planning of the Zagros Landscape, 1(2), pp. 21 – 30. [In Persian].
Shojaiian, A., Maleki., S., Omidipour., M (2014), Organizing Urban Training Centers Placement Using Boolean Logic and Fuzzy Multi-criteria Decision Making, Scientific Quarterly Journal Management System, 2(4), pp. 137-166. [In Persian]
Zahedi, M., & Bayati Khatibi., (2009), Hydrology, First Edition, Samt Press, Tehran. 200p. [In Persian].
Ahern, M., Kovats, R. S., Wilkinson, P., Few, R., & Matthies, F. (2005). Global health impacts of floods: epidemiologic evidence. Epidemiologic reviews, 27(1), 36-46.
Bronstert, A. (2003). Floods and climate change: interactions and impacts. Risk Analysis: An International Journal, 23(3), 545-557.
Celik, M., Er, I. D., & Ozok, A. F. (2009). Application of fuzzy extended AHP methodology on shipping registry selection: The case of Turkish maritime industry. Expert Systems with Applications, 36(1), 190-198.
Chang, D.-Y. (1996). Applications of the extent analysis method on fuzzy AHP. European journal of operational research, 95(3), 649-655.
Christensen, J. H., & Christensen, O. B. (2003). Climate modelling: severe summertime flooding in Europe. Nature, 421(6925), 805.
Das, S. (2019). Geospatial mapping of flood susceptibility and hydro-geomorphic response to the floods in Ulhas basin, India. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 14, 6074.
Dano Umar, L., Matori, A. N., Hashim, A. M., Chandio, I. A., Sabri, S., Balogun, A. L., & Abba, H. A. (2011). Geographic information system and remote sensing applications in flood hazards management: A review. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 3(9), 933-947.
Eslaminezhad, S., Eftekhari, M., & Akbari, M. (2020). GIS-Based Flood Risk Zoning Based On
Data-Driven           Models. Journal           of         Hydraulic         Structures,        6(4),     75-98. doi: 10.22055/jhs.2021.36629.1163.
Kumar, S., Jaswal, A., Pandey, A., & Sharma, N. (2017). Literature review of dam break studies and inundation mapping using hydraulic models and GIS. International Research Journal of Engineering and Technology, 4(5), 55-61.
Lian, J., Xu, H., Xu, K., & Ma, C. (2017). Optimal management of the flooding risk caused by the joint occurrence of extreme rainfall and high tide level in a coastal city. Natural Hazards, )1(98, 183-.002
Mahmoud, S. H., & Gan, T. Y. (2018). Multi-criteria approach to develop flood susceptibility maps in arid regions of Middle
East. Journal of cleaner production, 196, 216-.922
Mather, P. M., & Koch, M. (2011). Computer processing of remotely-sensed images: an introduction: John Wiley & Sons. McCoy, R. M. (2005). Field methods in remote sensing: Guilford Press.
Mir Mosavi, S. H., & Esmaeili, H. (2021). Zoning of Flood-prone Areas Using Geographic Information System (GIS) and Remote Sensing (RS), (Case Study: Darab City). Journal of
Natural Environmental Hazards, 10(27), 21-46. doi: 10.22111/jneh.2020.32986.1613
 
Nyarko, B. K. (2002). Application of a rational model in GIS for flood risk assessment in Accra, Ghana. Journal of Spatial Hydrology, 2(1).
Papadopoulou-Vrynioti, K., Alexakis, D., Bathrellos, G. D., Skilodimou, H. D., Vryniotis, D., & Vassiliades, E. (2014). Environmental research and evaluation of agricultural soil of the Arta plain, western Hellas. Journal of Geochemical  Exploration, 136, 84-92.
Parsian, S.; Amani, M.; Moghimi, A.; Ghorbanian, A.; Mahdavi, S. (2021). Flood Hazard Mapping Using Fuzzy Logic, Analytical Hierarchy Process, and Multi-Source Geospatial Datasets. Remote Sens. 2021, 13, 4761. https://doi.org/ 10.3390/rs13234761.
Patra, J.P., Kumar, R., Mani, P., (2015). Combined fluvial and pluvial flood inundation modeling for a project site, Procedia Technology, 24: 93-100.
Qin, Q.M.; Tang, H.M. and Chen, H.K. (2011). Zoning of highway flood-triggering environment for highway in Fuling District, Chongqing. In 2011 International Conference on Photonics, 3D-imaging, and Visualization (pp. 820530-820530), International Society for Optics and Photonics. https://doi:10.1117/12.905936.
Sinha, R., Bapalu, G., Singh, L., & Rath, B. (2008). Flood risk analysis in the Kosi river basin, north Bihar using multiparametric approach of analytical hierarchy process (AHP). Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 36(4), 335-349.
Soltani, Mohammad Ali. (1374). Historical geography and detailed history of Kermanshahan, vol. 1, Tehran: Soha Cultural Institute, first edition. [In Persian]
Tanavud, C., Yongchalermchai, C., Bennui, A., & Densreeserekul, O. (2004). Assessment of flood risk in Hat Yai municipality, Southern Thailand, using GIS. Journal of Natural Disaster Science, 26(1), 1-14.
Taylor, J., man Lai, K., Davies, M., Clifton, D., Ridley, I., & Biddulph, P. (2011). Flood management: prediction of microbial contamination in large-scale floods in urban environments. Environment international, 37(5), 1019-1029.
Vorogushyn, S., Lindenschmidt, K.-E., Kreibich, H., Apel, H., & Merz, B. (2012). Analysis of a detention basin impact on dike failure probabilities and flood risk for a channel-dikefloodplain system along the river Elbe, Germany. Journal of Hydrology, 436, 120-131. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.03.006.
Youssef, A. M., & Hegab, M. A. (2019). Flood-Hazard Assessment Modeling Using Multicriteria Analysis and GIS: A Case Study:Ras Gharib Area, Egypt. In Spatial Modeling in GIS and R for Earth and Environmental Sciences (pp. 229-257): Elsevier. https://doi.org/10.1016/B9780-12-815226-3.00010-7.
نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی
دوره 3، شماره 9 - شماره پیاپی 8
دی 1402
صفحه 131-105
  • تاریخ دریافت: 01 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری: 02 مرداد 1403
  • تاریخ پذیرش: 21 مرداد 1403