حساسیت زمین لغزش

تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش یک ابزار ضروری برای مدیریت بحران می باشد. هدف مطالعه حاضر بررسی تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش با استفاده از کشف قوانین طبقه بندی (CRD) توسط بهینه سازی کلونی مورچه (ACO) می باشد. این روش مدلسازی برای ارزیابی حساسیت زمین لغزش در شهرستان جوانرود از استان کرمانشاه به کار گرفته شد. برای این منظور، لایه های موضوعی شامل شیب، فاصله از گسل ها، فاصله از آبراهه، بارندگی، کاربری و بافت خاک استفاده شدند. این مطالعه روش یکی در یک زمان (OAT) را به عنوان روش تحلیل حساسیت برای بدست آوردن وابستگی خروجی های مدل به پارامترهای ورودی استفاده نمود. سپس، عملکرد الگوریتم ارائه شده با مقایسه با الگوریتم درخت تصمیم گیری C5 که یک روش کشف قوانین طبقه بندی شناخته شده می باشد، اعتبارسنجی شد. برای سنجش صحت نقشه حساسیت زمین لغزش حاصل، این نقشه با توزیع زمین لغزش های مشاهده شده ارزیابی شد. نقشه حاصل نشان داد که قدرت پیش بینی مدل بسیار بالا می باشد. به طور کلی، حدود 20% از منطقه مطالعه در طبقات حساس و بسیار حساس می افتد، و اغلب زمین لغزش های پیشین (81.25%) در این طبقات رخ می دهند. نتایج این مطالعه نشان داد که این مدل می تواند به طور کارآمدی در تهیه نقشه های حساسیت زمین لغزش به کار رود.

در این پژوهش با استفاده از زمین لغزش های ثبت شده در منطقه و 11 پارامتر طبیعی (سنگ-شناسی، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه، شاخص حمل رسوب (STI)، شاخص توان آبراهه (SPI)، بارش، شاخص رطوبت توپوگرافیک (TWI)، درجه شیب، جهت شیب، کاربری زمین و تراکم پوشش گیاهی (NDVI) نقشه حساسیت زمین لغزش برای حوضه سیاهرود استان گیلان تهیه گردیده است. جهت انجام این کار از تئوری بیزین استفاده شده است. با استفاده از احتمالات تئوری بیزین ارتباط بین پارامترها و مناطق لغزشی (دو سوم مناطق لغزشی) تعیین شد و وزن هر طبقه از پارامترها به دست آمد. اجرای مدل و اعمال وزن لایه ها با استفاده از نرم افزار Arcmap صورت گرفت و درنهایت نقشه حساسیت زمین لغزش در پنج کلاس حساسیت به دست آمد. با توجه به نقشه به دست آمده و نیز وزن کلاس های هر یک از پارامترها، کلاس تراس های آبرفتی قدیمی و مخروط افکنه های مرتفع در لایه سازند، مرتع متوسط در بین کلاس های کاربری زمین، جهات شمالی و شمال غربی، شیب های 20-5 درجه و نیز فاصله 100-0 متر از رودخانه بیشترین وزن و تأثیر را در وقوع زمین لغزش های منطقه دارند. دقت نقشه حساسیت زمین لغزش با استفاده از یک سوم (30 نقطه لغزشی) مناطق لغزشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه ارزیابی نشان داد که مدل با قابلیت پیش بینی 3/83 درصد زمین لغزش ها در کلاس خطر زیاد و خیلی زیاد، دقت قابل قبولی در ارزیابی و تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش دارد.

نقشه های حساسیت وقوع زمین لغزش یکی از مهمترین ابزارهای لازم برای برنامه ریزان و تصمیم گیران محیطی به ویژه در مناطق کوهستانی است. مدل فرآیند تحلیل شبکه(ANP) از جمله مدل های تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش است. این مدل با حفظ قابلیت ها و محاسن موجود در مدل AHP، معایب مربوط به آن را رفع کرده و به همین دلیل در سال های اخیر استفاده از آن نسبت به AHP فزونی گرفته و جایگزین آن شده است. در این پژوهش با استفاده از مدل فرآیند تحلیل شبکه، پهنه بندی حساسیت زمین لغزش در حوضه آبخیز چلی چای استان گلستان انجام شده است. برای انجام این کار از 10 پارامتر طبیعی و انسانی(سنگ شناسی، بارش، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، درجه و برای شیب، کاربری زمین، تراکم پوشش گیاهی(NDVI) و فاصله از جاده) استفاده شده است. نرم افزارهای super decision،  Arc map و ENVI از جمله ابزارهای هستند که برای انجام مقایسات زوجی، تهیه داده ها و اجرای مدل مورد استفاده قرار گرفته اند. نقشه نهایی به دست آمده از مدل در پنج کلاس خطر طبقه بندی و با استفاده از زمین لغزه های رخ داده در منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که 70 درصد زمین لغزه های رخ داده در منطقه در کلاس هایی با خطر زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته اند. این مناطق اغلب در نیمه شمالی و بخش های مرکزی حوضه قرار گرفته اند. با توجه به نتیجه ارزیابی، مدل قابلیت مناسبی را برای پیش بینی حساسیت زمین لغزش نشان می دهد. طبق نقشه پهنه بندی حساسیت زمین لغزش نواحی پر خطر حوضه عمدتاً دامنه های جنوبی، جنوب غربی و غربی را تشکیل می دهند. با توجه به نقشه پهنه بندی حساسیت وقوع زمین لغزش، امکان شناسایی مناطق مستعد وقوع زمین لغزش در بخش های مختلف حوضه مشخص شده است و استفاده از آن می تواند در زمینه مدیریت حوضه و پایدارسازی دامنه ها مفید باشد.

هدف از تحقیق حاضر پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از تئوری بیزین در بخشی از قاراداغ ( ارسباران، از قره سو تا دره دیز)است. به این منظور ابتدا ب ا اس تفاده از نقاط لغزشی بانک اطلاعات زمین لغزش کشور، نقشه پراکنش زمین لغزشهای منطقه تهیه گردید. سپس نقشه ه ای ه ر یک از عوامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش مانند درجه شیب، جهت شیب، شکل شیب، ارتفاع، کاربری اراضی، زمینشناسی، فاص له از ج اده، فاصله از آبراهه، فاصله از گسل، شاخص توان آبراهه، شاخص حمل رسوب، بافت خاک و پهنه ه ای ب ارش منطق ه در مح یط GISتهی ه گردید. جهت انجام این کار از تئوری بیز استفاده شده است. در نهایت نقشه حساسیت زمین لغزش در پنج کلاس حساسیت به دست آمد. با توجه به نقشه بدست آمده و نیز وزن کلاس های هر یک از پارامترها، کلاس تراس های آبرفتی قدیمی و مخروافکنه های مرتفع در لایه سازند، مرتع متوسط در بین کلاس های کاربری زمین، جهات شرقی و جنوب شرقی، شیب های 20-5 درجه بیشترین وزن و تاثیر را در وقوع زمین لغزش های منطقه دارا هستند. نتیجه ارزیابی نشان داد که مدل با قابلیت پیش بینی 12/79 درصد زمین لغزش ها در کلاس خطر زیاد و خیلی زیاد دقت قابل قبولی در ارزیابی و تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش دارد.

بررسی موجودی زمین لغزش ها، تیپولوژی و توزیع فضایی آنها ابزارهای ضروری برای تحدید نشانه های فضایی و زمانی زمین لغزش ها است. هدف تحقیق حاضر بررسی حساسیت زمین لغزش حوضه کن با استفاده از شاخص آنتروپی و الگوریتم ماشین های پشتیبان بردار است. معیارهای موثر در بروز زمین لغزش در این تحقیق شامل توپوگرافی، شیب، جهت شیب، کاربری اراضی، لیتولوژی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه و فاصله از جاده هستند. لایه های مکانی پارامترهای اثرگذار به پایگاه مکانی داده وارد شده و استاندارد سازی معیارها انجام شد. هر یک از پارامترها با توجه به میزان تأثیر بر وقوع مخاطره لغزش، طبق نظرات کارشناسی امتیازدهی و به صورت رستری به عنوان لایه های اصلی در پهنه بندی حساسیت لغزش با استفاده از شاخص آنتروپی بکار گرفته شده اند. ماتریس آنتروپی برای هر یک از عوامل محاسبه و سپس در محیط GIS نقشه پهنه بندی حساسیت لغزش منطقه، تهیه شده است. در الگوریتم پشتیبان بردار از تابع حلقوی استفاده شده بر اساس این الگوریتم هر یک از لایه های موثر در بروز زمین لغزش وزن دهی شده و سپس لایه ها هم پوشانی شده و نقشه حساسیت زمین لغزش بر اساس الگوریتم پشتیبان بردار تهیه شده است. جهت اعتبار سنجی مدل ها، با استفاده از 30 درصد نقاط لغزشی، منحنی ROC، ترسیم و مساحت زیر منحنی (AUC) محاسبه شده است. نتایج اعتبار سنجی نشان داده که الگوریتم ماشین های پشتیبان بردار ((SVM-SIGMOID (AUC = 0.91) در برآورد حساسیت زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه نسبت به مدل شاخص آنتروپی (AUC= 0.86) از صحت بیشتر و قابلیت اعتماد بالاتری برخوردار است.

زمین لغزش ها همواره موجب خسارات جانی و مالی، از دست رفتن منابع طبیعی و زیرساخت های زیربنایی از قبیل جاده ها، پل ها و خطوط ارتباطی می شوند. جاده ارتباطی حیران در حال حاضر تحت تأثیر فرایند لغزش و گسیختگی دامنه ای دستخوش تغییر می باشد. در این پژوهش حساسیت زمین لغزش محور ارتباطی حیران با استفاده مدل های شبکه عصبی مصنوعی و توابع خطی، چندجمله ای، شعاعی و حلقوی الگوریتم ماشین بردار پشتیبان موردبررسی قرار گرفت. معیارهای مؤثر در شناسایی حساسیت زمین لغزش در سطح منطقه موردمطالعه شامل لایه های استخراج شده از سطوح ارتفاعی، زمین شناسی، کاربری اراضی، فاصله از گسل، شیب، جهت شیب و فاصله از جاده می باشد. لایه های اطلاعاتی بعد از آماده سازی در محیط نرم افزار SPSS Modeler اجرا شد و نقش و ارزش هرکدام از پارامترها بر اساس روش های مختلف به دست آمد. بر اساس نتایج ارزیابی مدل به ترتیب عامل زمین شناسی، ارتفاع، جهت شیب و کاربری اراضی، بیشترین ارزش را در ناپایداری دامنه ها در این محدوده داشته اند. همچنین نتایج نشان داد، کاربری های که در طبقه حساسیت زیاد قرارگرفته اند عمدتاً مربوط به اراضی مرتع، زمین کشاورزی و جاده های ارتباطی ( بالاتر از 1400 متر) می باشند که در قسمت های غربی گردنه حیران واقع شده اند. سازندهای تحت تأثیر لغزش در محدوده موردمطالعه عمدتاً تناوب توف، ماسه سنگ توفی به همراه گدازه های برشی و گدازه های پیروکسن آندزیت می باشد. در قالب مقایسه بین مدل ها جهت ارزیابی مطابقت آن با واقعیت منطقه به نظر می رسد مدل ماشین بردار پشتیبان نسبت به شبکه عصبی مصنوعی کارایی بهتری جهت ارزیابی حساسیت زمین لغزش در محور ارتباطی گردنه حیران دارد. شایان ذکر است، لزوم توجه به نقشه های حساسیت زمین لغزش طی عملیات جاده سازی و تعریض آن می تواند سبب کاهش ریسک مخاطره ی زمین لغزش در محدوده مسیر جاده حیران-آستارا گردد.

ارزیابی ریسک زمین لغزش، برای ارائه تمامی طرح های کاهش خسارت ناشی از وقوع زمین لغزش ها ضروری است. هدف از این تحقیق ارزیابی ریسک زمین لغزش در حوزه آبخیز شاهرود استان قزوین است. برای این منظور، ابتدا ابتدا نقشه پراکنش زمین لغزش ها و نیز 11 لایه اطلاعاتی شامل ارتفاع، میزان شیب، جهت شیب، کاربری اراضی، سنگ شناسی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، متوسط بارش سالانه، حداکثر بارش روزانه، و پتانسیل لرزه خیزی فراهم شد. در ادامه پس از تعیین مقادیر نسبت فراوانی و عضویت فازی برای طبقات نقشه عوامل مختلف، نقشه حساسیت زمین لغزش با استفاده از مقادیر مختلف گاما تهیه شد. سپس، بعد از تهیه نقشه فازی آسیب پذیری برای واحدهای مختلف کاربری اراضی، میزان ریسک زمین لغزش از حاصل ضرب دو نقشه حساسیت زمین لغزش و آسیب پذیری تعیین شد. بطور کلی در این حوضه تعداد 104 زمین لغزش با مجموع مساحت 1401هکتار ثبت شد که 70 % آنها برای پهنه بندی (73 زمین لغزش با مساحت 982 هکتار) و 30 % باقیمانده (31 زمین لغزش با مساحت 418 هکتار) برای ارزیابی دقت نقشه های خطر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که بالاترین مقدار شاخص مجموع مطلوبیت (معادل 34/1) متعلق به عملگر فازی با گامای برابر با 93/0 بوده و لذا این مدل از دقت بالاتری نسبت به سایر مقادیر گاما برخوردار است. میزان اهمیت عوارض در معرض خطر دارای دامنه ای بین 05/0 (فاقد پوشش) تا 1 (مناطق مسکونی و صنعتی) است. برای مقابله با خسارات زمین لغزش، سه سیاست کلی مناسب توسعه، پیشگیری و سیاست درمانی ارائه شد که می بایست آنها را بر اساس دو عامل میزان خطر و میزان آسیب پذیری برای پهنه های مختلف ریسک زمین-لغزش اعمال نمود. در نهایت، به منظور کاهش خسارات ناشی از وقوع زمین لغزش های احتمالی، کاربری های مناسب برای طبقات با ریسک بالا معرفی شد.