زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

پهنه‌بندی خطر فرسایش خندقی در حوزۀ آبخیز قرناوه استان گلستان

نویسندگان
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
چکیده
فرسایش خندقی، به‌عنوان عامل خطر اراضی، یکی از چالش­های آسیب­زای فرسایش آبی به‌شمار می­رود که تأثیر به‌سزایی در تخریب اراضی دارد. هدف از این تحقیق پهنه­بندی خطر فرسایش خندقی حوزۀ آبخیز قرناوه استان گلستان با استفاده از مدل­های نسبت فراوانی و روش پیشنهادی گوپتا و جوشی (GNRF) است. بدین‌منظور در ابتدا نقشۀ پراکنش پهنه‌ای خندق­های (متغیر وابسته) حوزۀ آبخیز قرناوه با استفاده از بازدید­های میدانی و تصاویر ماهواره­ای، با مقیاس 1:75.000 در محیط نرم‌افزار سامانه اطلاعات مکانی تهیه شد. در ابتدا برای مدل‌سازی کل خندق های مشاهداتی به دو بخش تقسیم شد: 70 درصد پهنه‌های خندقی برای کالیبراسیون مدل و 30 درصد آن برای اعتبارسنجی مدل در نظر گرفته شد. در گام بعدی 7 لایه اطلاعاتی از قبیل درصد شیب، جهت شیب، انحنای سطح، نوع سازند زمین‌شناسی، نوع کاربری اراضی، میزان فاصله از رودخانه، میزان فاصله از جاده به‌عنوان عوامل مؤثر (متغیر مستقل) بر ایجاد فرسایش خندقی انتخاب شدند. با مقایسۀ متغیرهای مستقل با متغیر وابسته، مقدار تراکم خندق در هر کلاس عوامل مستقل محاسبه شد. سپس نرخ­دهی طبقات براساس روابط موجود در مدل‌­های نسبت فراوانی وGNRF انجامشد. در نهایت با روی­هم­گذاری نقشه­های نرخ­دهی شده، نقشه پهنه­بندی خطر فرسایش خندقی به‌دست آمد. نتایج مقایسه درصد فراوانی خندق­ها در کلاسه‌های خطر نشان داد که در مدل­های نسبت فراوانی و GNRF از کل پهنه­های خندقی مرحلۀ اعتبارسنجی به‌ترتیب 11/78 و 52/74 درصد پهنه­ها در طبقات خطر زیاد و خیلی زیاد قرار دارند. نتایج اعتبارسنجی مدل با استفاده از روش جمع کیفی و ضریب کاپا نشان داد که مدل نسبت فراوانی با مقدار جمع کیفی و ضریب کاپای بیش‌تر (3 و 89/0) نسبت به مدل GNRF (27/1 و 74/0) برای پهنه­بندی خطر فرسایش خندقی منطقۀ بررسی شده پیشنهاد می‌شود.
کلیدواژه‌ها

1. احمدی ح.، " ژئومورفولوژی کاربردی"، جلد 1 فرسایش آبی، انتشارات دانشگاه تهران (1385) 688 . ## 2. دماوندی م. ز.، "بررسی عارضه‌های مورفولوژیکی نهشته‌های لسی در بخش غربی شهر گرگان"، گزارش طرح پژوهشی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان (1385) 45. ## 3. Poesen J., Nachtergaele J., Verstraeten G., Valentin, C., "Gully eosion and environmental change: importance and research needs", Catena. Vol.50 (2003) 91-133. ## 4. تجری ع.، "تأثیر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در فرسایش خندقی و مورفولوژی خندق‌ها (مطالعه موردی: حوضه آبخیز کال‌شور کلاله استان گلستان)"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. (1391) 122. ## 5. راهی غ. ر.، نظری‌سامانی ع. ا.، احمدی ح.، سلاجقه ع. "تأثیر ویژگی‌های خاک در نوع سازوکار ایجاد خندق و مورفولوژی آن در منطقه گناوه"، مجلۀ منابع طبیعی ایران، دورۀ 62، شمارۀ 4 (1388) 472-459. ## 6. Gómez Gutiérrez A., Schnabel S., Lavado, C., "Use of two nonparametric methods (CART and MARS) to model the potential distribution of gullies in Spanish rangelands", International Congress on Environmental Modeling and Software. (2008) 1398-1405. ## 7. جعفری گرزین ب، کاویان ع.، "ارزیابی وقوع فرسایش خندقی در حوزه آبخیز سرخ‌آباد مازندران با استفاده از سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی"، مجلۀ علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، شمارۀ 17 (1388) 58-55. ## 8. شادفر ص.، "بررسی فرسایش خندقی با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی در شهرستان رودبار استان گیلان"، پژوهش‌های فرسایش محیطی، شمارۀ 3 (1390) 16-30. ## 9. ملکی ا.، احمدی م.، میلادی ب.، "شبیه‌سازی مناطق مستعد خندق‌زایی با استفاده از روش SPI در رودخانه مرگ"، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، دورۀ 1، شمارۀ 3 (1391) 23-38. ## 10. اسفندیاری درآباد ف.، بهشتی جاوید ا.، فتحی م. ح.، "بررسی قابلیت فرسایش خندقی با استفاده از مدل منطق فازی مطالعۀ موردی، حوضۀ سد گلستان- رودخانه قرناوه"، مجموعه مقالات دومین کنفرانس ملی مخاطرات محیطی، دانشگاه خوارزمی (1392). ## 11. شادفر ص.، "کاربرد منطق فازی در بررسی فرسایش خندقی با استفاده ازسیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: حوضه طرود)، فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی"، شماره 92 (1393) 35-42. ## 12. طهماسبی‌پور ن.، رحمتی الف.، قربانی‌نژاد، س.، "پیش‌‌بینی حساسیت به فرسایش خندقی منطقه سیمره براساس مدل عامل قطعیت و تعیین اهمیت عوامل مؤثر بر آن"، مجلۀ اکوهیدرولوژی، دورۀ 3، شمارۀ 1 (1395) 83-93. ## 13. شهریور ع.، شادفر ص.، خزایی م.، عادلی ب.،"ارزیابی روش‌های پهنه‌بندی فرسایش خندقی (مطالعۀ موردی: حوزۀ آبخیز آبگندی)"، مجلۀ اکوهیدرولوژی، دورۀ 4، شمارۀ 1 (1396) 119-132. ## 14. Rahmati O., Haghizadeh A., Pourghasemi H. A., Noormohamadi F., "Gully erosion susceptibility mapping: the role of GIS-based bivariate statistical models and their comparison", Natural Hazards, Vol.82 (2016) 1231-1258 . ## 15. Lesschen J. P., Kok K., Verburg P. H., Cammeraa L. H., "Identification of Vulnerable Areas for Gully Erosion under Different Scenarios of Land Abandonment in Southeast Spain", Catena, Vol.71 (2007) 110-121. ## 16. Luca F., Conforti M., Robustelli G., "Comparison of GIS-based gullying susceptibility mapping using bivariate and multivariate statistics: Northern Calabria, South Italy", Geomorphology, Vol.134 (2011) 297-308. ## 17. Ogbonna J. U., "Understanding Gully Erosion Vulnerability in Old ImoState Using Geographic Information System and Geostatistics", American Journal of Geographic Information System, Vol.1 (2012) 66-71. ## 18. Conoscenti C., Agnesi V., Angileri S., Cappadonia C., Rotigliano E., Marker M., "A GIS-based approach for gully erosion susceptibility modelling: a test in Sicily, Italy", Environtal Earth Science, Vol.70 (2013) 1179-1195. ## 19. Conoscenti C., Angileri S., Cappadonia C., Rotigliano E., Agnesi V., Marker M., "Gully erosion susceptibility assessment by means of GIS-based logistic regression: a case of Sicily (Italy)", Geomorphology, 204 (2014) 399-411. ## 20. Dube F., Nhapi I., Murwira A., Gumindoga W., Goldin J., Mashauri D.A., "Potential of weight of evidence modeling for gully erosion hazard assessment in Mbire District–Zimbabwe", Physics and Chemistry of the Earth, Vol.67 (2014) 145-152. ## 21. Dewitte O., Daoudi M., Bosco C. Eeckhaut, M.V.D., "Predicting the susceptibility to gully initiation in data-poor regions", Geomorphology, Vol.228 (2015)101-115. ## 22. اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان.، "مطالعات طراحی سازه‌های کنترل سیل و رسوب حوزه آبخیز قرناوه"، شرکت مشاور کاوش پی مشهد، (1390) 2-10. ## 23. Andrew O., Ian P. Prosser., "Gully erosion prediction across a large region: Murray–Darling Basin, Australia"و Soil Research, Vol.4 (2012) 267-277. ## 24. Ozdemir A., Altural T., "A comparative study of frequency ratio, weights of evidence and logistic regression methods for landslide susceptibility mapping: Sultan Mountains, SW Turkey", Journal of Asian Earth Sciences, Vol.64 (2013)180-197. ## 25. Ozdemir A., "GIS-based groundwater spring potential mapping in the Sultan Mountains (Konya, Turkey) using frequency ratio, weights of evidence and logistic regression methods and their comparison", Journal of Hydrology, Vol.411(2011) 290-308. ## 26. Lee S., "Application and verification of fuzzy algebraic operators’ landslide susceptibility mapping", Environmental Geology, Vol.52 (2007) 615-623. ## 27. Pradhan B., Lee S., "Landslide susceptibility assessment and factor effect analysis: backpropagation artificial neural networks and their comparison with frequency ratio and bivariate logistic regression modelling", Environmental Modelling & Software. Vol.25 (2010) 747-759. ## 28. صابرچناری ک.، سلمانی ح.، محمدی م.، "ارزیابی خطر زمین‌لغزش با استفاده از مدل‌های ارزش اطلاعات و LNRF"، نشریۀ اکوهیدرولوژی، شمارۀ 2 (1394) 105-116. ## 29. گرایی پ.، کریمی ح.، "تعیین مناسب‌ترین روش پهنه‌بندی خطر زمین لغزش در حوضۀ آبخیز سد ایلام"، دورۀ 25، شمارۀ 96 (1389) 128-101. ## 30. Gupta R. P., Joshi B. C., "Landslide hazard zonation using the GIS approach- a case study from the Ramganga Catchment, Himalayas", Engineering Geology. Vol.28 (1990) 119-131. ## 31. طولابی س؛ عابدینی م.، علی‌بخشی الف.، "مقایسه و ارزیابی مدل‌های LNRF و AHP در پهنه‌بندی خطر زمین لغزش حوضه آبخیز نوژیان"و فصلنامۀ بین‌المللی پژوهشی تحلیلی زمین پویا. دورۀ 2، شمارۀ 2 (1393) 41-31. ## 32. شیرانی ک.، سیف ع.، "پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از روش‌های آماری (منطقۀ پیشکوه، شهرستان فریدون شهر)"، مجلۀ علوم زمین. دورۀ 22، شمارۀ 8 (1390) 158-149. ## 33. Gee M.D., "Classification of landslide hazard zonation methods and a test of predictive capability", Landslides, Bell (ed.), Balkema, Rotterdam (1991) 947-952. ## 34. Baeza C., Lantada N., Moya J., "Validation and evaluation of two multivariate statistical models for predictive shallow landslide susceptibility mapping of the Eastern Pyrenees (Spain)", Environtal Earth Science. Vol. 61 (2010) 507-523. ## 35. Landis J. R., Koch G. G., "The measurement of observer agreement for categorical data", Biometrics, Vol. 33 (1977) 159-174. ## 36. Mandal S., Maiti R., "Semi-quantitative Approaches for Landslide Assessment and Prediction, Chapter 7, Application of Analytical Hierarchy Process (AHP) and Frequency Ratio (FR) Model in Assessing Landslide Susceptibility and Risk", Natural Hazards (2014) 191-226. ## 37. انتظاری م.، ملکی الف.، مرادی خ.، الفتی س.، "پهنه‌بندی فرسایش خندقی در حوضه آبریز دیره با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی"، برنامه‌ریزی و آمایش فضا، شمارۀ 17، (1392) 63-86. ## 38. یمانی م.، زمان‌زاده س. م.، احمدی م.، "تحلیل عوامل مؤثر بر شکل‌گیری و توسعه فرسایش خندقی (مطالعه موردی: حوضه دشت کهور در استان فارس)"، مجلۀ کاوش‌های جغرافیایی مناطق بیابانی، شمارۀ 1، (1392) 53-84.. ## 39. Conforti M., Aucell C., Robustelli G., Scarciglia F., "Geomorphology and GIS analysis for mapping gully erosion susceptibility in the Turbolo stream catchment (Northern Calabria, Italy)", Natural Hazards, Vol. 58 (2011) 881-898. ## 40. Dai F. C., Lee C. F., Xu Z. W., "Assessment of landslide susceptibility on the natural terrain of Lantua sland, Hong Kong", Environment Geology, Vol. 40 (2001) 381-391. ## 41. Umar Z., Pradhan B., Ahmad A., Jebur M. N., Tehrany M. S., "Earthquake induced landslide susceptibility mapping using an integrated ensemble frequency ratio and logistic regression models in West Sumatera Province, Indonesia", Catena.Vol. 118 (2014) 124-135. ## 42. Tehrany M. S, Pradhan B, Jebur M. N., "Flood susceptibility mapping using a novel ensemble weightsof-evidence and support vector machine models in GIS", Journal of Hydrology. Vol. 512 (2014) 332-343. ## 43. مخدوم فرخنده م.، "شالوده آمایش سرزمین"، انتشارات دانشگاه تهران (1389) 289. ## 44. قهرودی م.، "مدل پهنه‌بندی خطر ناشی از گسترش فرسایش آبکنـدی در حـوزه آبکنـد کلوچـه بیجار با استفاده از GIS و "RS، طرح تحقیقاتی وزارت نیرو (1382) 52-53. ##