حمیدرضا پورقاسمی

زمین لغزش از جمله سوانح طبیعی است که همه ساله سبب بروز خسارت های فراوان مالی و جانی در سراسر جهان میشود. ایران به ویژه در نواحی شمالی و مسیر جاده هراز، به خاطر شرایط خاص آب و هوایی و فیزیوگرافی همواره در معرض خطر زمین لغزش قرار دارد. هدف از این تحقیق تهیه نقشه خطر زمین لغزش با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی در محیط GIS، در بخشی از حوزه آبخیز هراز است. به منظور تهیه نقشه خطر زمین لغزش نخست با مطالعات میدانی، نقشه پراکنش زمین لغزش حوزه و سپس نقشه عوامل مؤثر بر زمین لغزش تهیه شد. در مرحله بعد نیز عامل ها با استفاده از نظر کارشناسی و فرایند تحلیل سلسله مراتبی اولویت بندی شده و نه عامل شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، واحد های زمین شناسی، کاربری اراضی، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، فاصله از گسل و نقشه بارش به عنوان عوامل مؤثر انتخاب گردید. سپس پهنه بندی خطر زمین لغزش در منطقه با استفاده از مدل فرایند تحلیل سلسله مراتبی انجام شد. نتایج نشان داد که سه عامل واحد های زمین شناسی، فاصله از جاده و شیب به ترتیب بیش ترین تأثیر را در وقوع زمین لغزش منطقه داشته اند، در حالی که دو عامل گسل و بارش کم ترین تأثیر را در وقوع زمین لغزش منطقه به خود اختصاص دادند.

زمین لغزش، یکی از مهم ترین خطرات ژئومورفولوژیکی با خسارات اکولوژیکی و اقتصادی قابل توجّه است. منطقه مورد مطالعه به دلیل شرایط فیزیوگرافی و آب وهوایی از مناطق حساس و در معرض خطر زمین لغزش محسوب می گردد. پژوهش حاضر با هدف تعیین عرصه های حساس به وقوع زمین لغزش با استفاده از شاخص انتروپی شانون در حوزه آبخیز چهاردانگه (استان مازندران) صورت پذیرفته است. به این منظور، ابتدا نقشه پراکنش زمین لغزش منطقه با استفاده از تصاویر گوگل ارث و بازدیدهای گسترده میدانی تهیه گردید. نقشه های عوامل تأثیرگذار بر وقوع زمین لغزش شامل درجه شیب، جهت شیب، انحنای سطح، انحنای نیم رخ، طبقات ارتفاعی، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص وضعیّت توپوگرافی، شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده، کاربری اراضی، زمین شناسی، فاصله از گسل، فاصله از شبکه آبراهه، فاصله از جاده، تراکم گسل، تراکم زهکشی و تراکم جاده در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه شد. نتایج اولویت بندی عوامل مؤثّر با استفاده از شاخص انتروپی نشان داد که لایه های ارتفاع، درجه شیب، انحنای سطح و کاربری اراضی بیشترین تأثیر را بر رخداد زمین لغزش های منطقه، داشته اند و ۰۵/۵۱ درصد منطقه مورد مطالعه در طبقه حساسیت زیاد و خیلی زیاد نسبت به وقوع زمین لغزش قرار دارد. همچنین ارزیابی نقشه حساسیت تهیه شده با استفاده از منحنی ROC و ۳۰ درصد نقاط لغزشی بیانگر دقت خوب مدل مذکور برای منطقه مورد مطالعه است.

با توجه به توانایی تکنیک های داده کاوی، کاربرد آن ها در رشته های مختلف مهندسی و علوم زمین گسترش فراوانی داشته است. هدف از پژوهش حاضر پهنه بندی حساسیت زمین لغزش با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی، در حوزه آبخیز سردارآباد در شهرستان خرم آباد، استان لرستان است. جنگل های تصادفی یک نوع مدرن از درخت- پایه هستند که شامل انبوهی از درخت های کلاس بندی و رگرسیونی می باشند. الگوریتم جنگل تصادفی مبتنی بر دسته ای از درخت های تصمیم است و در حال حاضر یکی از بهترین الگوریتم های یادگیری است. برای انجام پژوهش حاضر لایه های اطلاعاتی درجه شیب، جهت شیب، ارتفاع از سطح دریا، شکل شیب، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، بارندگی، لیتولوژی و کاربری اراضی به عنوان عوامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش شناسایی و نقشه های آن در نرم افزار ArcGIS10.2 رقومی و تهیه گردیدند. سپس با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی، ارتباط بین عوامل مؤثر و موقعیت زمین لغزش ها و وزن هر یک از آن ها در نرم افزار آماری R محاسبه و درنهایت جهت تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش منطقه موردمطالعه به محیط GIS منتقل گردید. نتایج ارزیابی دقت روش پهنه بندی با استفاده از منحنی تشخیص عملکرد نسبی و 30 درصد نقاط لغزشی استفاده نشده در فرآیند مدل سازی، بیان گر دقت عالی مدل جنگل تصادفی با سطح زیر منحنی 8/98 درصد است. هم چنین بر اساس الگوریتم جنگل تصادفی، عوامل لیتولوژی، فاصله از جاده و فاصله از رودخانه به ترتیب بیش ترین تأثیر را در وقوع زمین لغزش حوزه آبخیز سردارآباد داشته اند. با توجه به توانایی تکنیک های داده کاوی، کاربرد آن ها در رشته های مختلف مهندسی و علوم زمین گسترش فراوانی داشته است.هدفازپژوهشحاضرپهنه بندیحساسیتزمین لغزشبااستفادهازالگوریتمجنگلتصادفی،درحوزهآبخیزسردارآباددرشهرستان خرم آباد، استانلرستاناست. جنگل هایتصادفییکنوعمدرناز درخت- پایههستندکهشاملانبوهیازدرخت هایکلاس بندیورگرسیونیمی باشند. الگوریتمجنگلتصادفیمبتنیبردسته ایازدرخت هایتصمیماستودر حالحاضریکیازبهترین الگوریتم هاییادگیریاست.برای انجام پژوهش حاضرلایه هایاطلاعاتیدرجهشیب،جهتشیب،ارتفاعازسطحدریا،شکلشیب، فاصلهازگسل،فاصلهازآبراهه،فاصله از جاده، بارندگی، لیتولوژیوکاربریاراضیبه عنوانعواملمؤثربروقوعزمین لغزششناساییونقشه های آن درنرم افزار ArcGIS10.2 رقومی و تهیه گردیدند. سپسبااستفادهازالگوریتمجنگلتصادفی،ارتباط بین عوامل مؤثر و موقعیت زمین لغزش ها و وزنهریکازآن هادرنرم افزارآماری R محاسبهو درنهایت جهت تهیه نقشهحساسیتزمین لغزش منطقهموردمطالعهبه محیط GIS منتقل گردید.نتایجارزیابیدقتروشپهنه بندیبااستفادهازمنحنیتشخیصعملکردنسبیو30درصدنقاطلغزشی استفاده نشدهدرفرآیندمدل سازی،بیان گردقتعالیمدلجنگلتصادفی با سطح زیر منحنی 8/98درصد است.هم چنینبر اساس الگوریتمجنگلتصادفی، عوامللیتولوژی، فاصلهاز جادهوفاصله از رودخانهبه ترتیب بیش ترین تأثیر رادروقوعزمین لغزشحوزه آبخیز سردارآباد داشته اند.

زمین لغزش ازجمله بلایای طبیعی است که بیشتر در مناطق کوهستانی رخ می دهد و مورفولوژی را به طور ناگهانی تغییر داده و خسارت های عمده ای به مناطق مسکونی، جاده ها زمین های کشاورزی و غیره وارد می سازد. هدف از تحقیق حاضر تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش با استفاده از سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی در حوزه آبخیز سردارآباد واقع در استان لرستان است. به این منظور با استفاده از تصاویر ماهواره ای و بازدیدهای صحرایی، 109 پهنه لغزشی شناسایی و نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. لایه های اطلاعاتی ارتفاع، سنگ شناسی، درجه شیب، جهت شیب، شکل شیب، فاصله از رودخانه، فاصله از جاده، فاصله از گسل، بارندگی و کاربری اراضی به عنوان عوامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش شناسایی و نقشه های مذکور در محیط نرم افزار ArcGIS تهیه و رقومی گردیدند. به منظور وزن دهی کلاس های هر یک از عوامل از روش نسبت فراوانی استفاده گردید؛ سپس وزن های به دست آمده نرمال سازی شده و به محیط نرم افزار Matlab2015a منتقل گردید. در تحقیق حاضر از ساختار سیستم استنتاج فازی خوشه بندی (کلاسترینگ) برای پهنه بندی حساسیت زمین لغزش استفاده گردید. به منظور ارزیابی مدل ها از منحنی راک استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان داد که دقت مدل تهیه شده با استفاده از سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی در منطقه موردمطالعه 11/89 درصد (خیلی خوب) برآورد شده است. نقشه حساسیت لغزش نیز نشان داد که مساحت مناطق با حساسیت متوسط 29درصد، حساسیت زیاد 23درصد و حساسیت خیلی زیاد 12درصد است. در مجموع مساحت مناطق متوسط، زیاد و خیلی زیاد 64درصد بوده که نشان دهنده پتانسیل خطرپذیری بالای حوزه آبخیز سردارآباد در بروز لغزش ها است.

با توجه به اهمیت آگاهی از حجم زمین لغزش ها در مدیریت حوزه های آبخیز، تحقیق حاضر با هدف تعیین بهترین مدل برآورد حجم زمین لغزش ها بر پایه مساحت و مقایسه رابطه تجربی به دست آمده از این پژوهش با سایر روابط تجربی ارائه شده در دنیا صورت گرفته است. بدین منظور، ابتدا ویژگی های مربوط به مساحت، حجم و عمق 18 زمین لغزش حوزه آبخیز چهاردانگه تهیه شد و در مرحله بعد با استفاده از تصاویر ماهواره ایGoogle Earth موقعیت و مساحت 485 زمین لغزش در این حوزه شناسایی گردید. سپس رابطه بین مساحت با حجم زمین لغزش های اندازه گیری شده طی عملیات میدانی توسط 10 مدل برآورد منحنی بررسی و با استفاده از مقادیرR^2، آماره F و S.SE مدل ها مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. در مرحله بعد مقادیر حجم و عمق زمین لغزش های منطقه با استفاده از رابطه تجربی به دست آمده در این تحقیق و دیگر روابط ارائه شده در پیشینه تحقیق، محاسبه و با مقادیر مشاهده ای مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد. مدل توانی با مقدار8/0R^2=. و00/0Sig= دارای S.SE پایین تری نسبت به دیگر مدل ها بوده و بهترین برازش را با داده های مشاهده ای دارد و مقادیر حجم برآورد شده با این رابطه همخوانی نسبتا مناسبی با مقادیر مشاهده ای دارد. عمق پیش بینی شده با استفاده از روابط(Whitehouse, 1983) و (Imazumi, 2007) به ترتیب با 89/7 و 09/7 متر نزدیک به عمق مشاهده ای با 60/7 متر است. همچنین میزان عمق میانگین 18 زمین لغزش استفاده شده در مدل با 76/5 متر بسیار نزدیک به عمق 485 زمین لغزش شناسایی شده در منطقه با میانگین عمق 64/5 متر بوده است.