پهنه بندی خطر سیلاب

شتاب شهرنشینی و روند رو به گسترش گرمایش جهان اهمیتِ پرداختن به مسئله سیلاب های شهری را بیش از پیش نمایان می کند. در این مطالعه برای پهنه بندی خطر سیلاب در محدوده شهری ارومیه از روش ترکیب خطی وزن دار(WLC)  و تحلیل های چندمعیاره فازی و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شده است. برای پهنه بندی خطر سیلاب از لایه هایی چون لایه ضریب رواناب، تراکم مسکونی، تراکم جمعیت، فاصله از رودخانه، ضریب CN، کاربری اراضی، شیب، فضای باز و قدمت ابنیه و برای تراکم پوشش گیاهی از تصویر ماهواره لندست 8 استفاده شده است. وزن دهی نهایی لایه ها با استفاده از نرم افزار  Expert choice به دست آمد و خروجی آن به حالت فازی اعمال شد. نقشه خطر سیل شهری نشان می دهد 31/22 درصد در پهنه خطر خیلی زیاد، 08/29 درصد در پهنه خطر زیاد، 45/26 درصد در پهنه خطر متوسط،  52/17 درصد در پهنه خطر کم، و 64/4 درصد در پهنه خطر خیلی کم از لحاظ سیل خیزی قرار گرفته است و مناطق مرکزی شهر پتانسیل بیشتری نسبت به سایر مناطق شهر برای سیل خیزی دارد، که از طریق ایجاد کانال های زیرزمینی و انحرافی در مرکز شهر می توان رواناب های سطحی شهر را به خارج از شهر هدایت و از بروز سیلاب جلوگیری کرد.

گسترش شهرنشینی و تغییر شرایط هیدرولوژیک طبیعی آبراهه ها احتمال وقوع سیلاب را افزایش می دهد. تحقیق حاضر جهت پهنه بندی خطر سیلاب در محدوده شهر ایلام و تعیین محدوده های بحرانی بافت شهری در برابر سیلاب با استفاده از روش AHP و GIS صورت گرفته است. برای این منظور پارامترهای شماره منحنی، ارتفاع، فاصله از آبراهه، زمین شناسی، کاربری اراضی، جمعیت، شیب، خاکشناسی، تراکم ساختمان، بافت فرسوده و تجمع جریان به عنوان پارامترهای تأثیرگذار در خطر سیلاب شهر ایلام انتخاب و وزن دهی این پارامترها در محیط نرم افزار Expert Choice انجام شد. سپس نتایج حاصل از این نرم افزار به محیط نرم افزار GIS منتقل و نقشه پهنه بندی خطر سیلاب در محدوده موردنظر تهیه گردید. نقشه پهنه بندی خطر سیلاب نشان می دهد که مناطق با خیلی خطر کم 8/0 درصد، مناطق با خطر کم 5/8 درصد، مناطق با خطر متوسط 6/49 درصد، مناطق با خطر زیاد 54/32 درصد و مناطق با خطر خیلی زیاد 56/8 درصد از مساحت حوزه آبخیز شهر ایلام را تشکیل می دهند . همچنین ناحیه مرکزی شهر بیشترین خطر و احتمال وقوع سیلاب را دارد که علت این امر تراکم زیاد جمعیت و مناطق مسکونی در این ناحیه و نزدیکی آن به مسیل و تراکم بافت فرسوده و قدیمی آن می باشد. بنابراین، با بررسی نتایج حاصل از نرم افزار Expert Choice می توان مؤثرترین عوامل در بروز خطر سیلاب را شناسایی و با اولویت بندی آنها، راهکارهای مدیریتی را معطوف به برطرف کردن یا کاهش تأثیر این عوامل کرد.

هدف از این پژوهش پهنه بندی بندی مناطق در معرض خطر سیلاب در محدوده مطالعاتی شهر کلات نادری در استان خراسان رضوی با استفاده از روش شعبان و همکاران و مدل (GIS Model Builder)، جهت مدل سازی داده های مکانی می باشد . برای ارزیابی مناطق تحت اثر سیلاب با استفاده از ویژگی های طبیعی و مورفولوژیکی از هفت فاکتور موثر در وقوع سیلاب شامل : عامل هیدرولوژی ، زمین شناسی، شیب ،ارتفاع ،تراکم زهکشی ،فاصله از آبراهه و کاربری اراضی استفاده گردیده است. همچنین به منظور استخراج مناطق در معرض خطرسیلاب، لایه های فوق در محیط GIS فراخوانی شد. لایه های اطلاعاتی مختلف با اعمال کارشناسی و بازدیدهای میدانی به صورت نقشه های معیار طبقه بندی شدند. درنهایت با توجه به وزن به دست آمده نقشه پهنه بندی مناطق مستعد خطر سیلاب در محدوده مطالعاتی تهیه شد. با توجه به نتایج تحقیق از کل مساحت محدوده مطالعاتی 10/14درصد در طبقه خطر بسیار کم ، 30/15 درصد در طبقه خطر کم ، 20/35 درصد در طبقه خطر متوسط ، 26/42 درصد در طبقه خطر زیاد و 12/66 در طبقه خطر بسیار زیاد قرار گرفته است . عامل هیدرولوژی (رواناب، تراکم زهکشی، فاصله از آبراهه ) منطقه با ارزش 49/69 درصد بیشترین وزن و مهمترین عامل وقوع مخاطره سیلاب در منطقه مورد مطالعه بوده است و عامل کاربری اراضی باارزش 7/67 درصد کمترین وزن و تاثیر را به خود اختصاص داده است.

هدف از این مطالعه، پهنه بندی خطر سیلاب در شهر ایلام با استفاده از مدل تابع شواهد قطعی می باشد. فاکتورهای مؤثر بر وقوع سیل که در این مطالعه در نظر گرفته شدند، شامل شیب، جهت شیب، ارتفاع، فاصله از رودخانه، تراکم آبراهه، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص قدرت توان جریان، انحنای شیب، لیتولوژی، خاک شناسی، کاربری اراضی و میزان بارندگی هستند. پس از جمع آوری اطلاعات و لایه های موردنیاز، 126 نقطه سیل گیر در منطقه مطالعاتی شناسایی شدند. موقعیت های سیل گیر به صورت تصادفی به دو گروه 70 درصد (89 نقطه) و 30 درصد (37 نقطه) به ترتیب برای مدل سازی و اعتبار سنجی تقسیم شدند. به کمک مدل تابع شواهد قطعی (EBF) نقشه ی پهنه بندی خطر سیلاب شهر ایلام تهیه شد. نقشه های حساسیت به وقوع سیل تهیه شده، به 5 کلاس خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد طبقه بندی شدند. برای ارزیابی عملکرد مدل ، از سطح زیر نمودار AUC به دست آمده از منحنی ROC استفاده گردید. با توجه به معیار ارزیابی مورداستفاده در این مطالعه (ROC) و با توجه به داده های اعتبارسنجی، مدل تابع شواهد قطعی EBF (914/0) در پتانسیل یابی سیل خیزی در منطقه موردنظر دارای عملکرد خوبی بود. درنهایت با توجه به نقشه نهایی به دست آمده، مناطق شرق و شمال شرقی شهر ایلام در محدوده کم خطر هستند. همچنین نتایج مطالعه نشان داد که سیل خیزی شهر ایلام ناشی از عوامل محیطی شامل شیب زیاد و تغییر کاربری اراضی است که بر اساس نقشه پیش بینی خطر سیل ارائه شده، می توان در آینده اقدامات مدیریتی مناسبی را جهت کاهش خسارت ها و تلفات ناشی از سیل انجام داد.

مخاطرات طبیعی به عنوان یکی از عوامل مهم پیش روی برنامه ریزان محیطی می باشد. این مخاطرات در مواردی تحت تاثیر عملکرد نادرست انسانی تشدید می شوند، که البته وقوع سیلاب نیز از این پدیده مستثنی نمی باشد. در این مقاله با توجه به عوامل مختلف موثر اقدام به تعیین مناطق پرمخاطره شده است. البته یکی از عواملی که منجر به بروز خطر سیلاب گردید توسعه مناطق روستایی در حاشیه رودخانه ها و بستر و حواشی دشتهای سیلابی می باشد. از این رو تهیه نقشه های پهنه بندی خطر سیلاب در زمینه مدیریت این خطر، می تواند بسیار اثر بخش بوده و مسولان امر را در راستای برنامه ریزی یاری نماید. در این مطالعه، روش کار استفاده از داده های آماری، تحلیل داده های مکانی و همچنین استفاده از تصاویرماهواره ای جهت تهیه نقشه شماره منحنی در مدل scs با تکنیک GIS می باشد که در مرحله بعد با بکارگیری معادلات روش scs ونقشه CN و لایه بارش، پهنه هایی که پتانسیل ایجاد رواناب مشابهی دارند؛ تعیین گردد. براساس نتایج حاصل از این مدل حدود 48 %استان در طبقه بدون رواناب و رواناب کم، 36 % رواناب متوسط و 16 % در کلاسهای رواناب زیاد و شدید قرار دارد. میزان شدت سیل خیزی در نیمه جنوبی استان متمرکز می باشد. در این بخش از مطالعه ابتدا نقشه های مربوط به عوامل فوق در محیط GIS تهیه و با استفاده از تحلیل های موجود، حرایم آنها و پهنه های خطر با شدتهای مختلف تعیین و نهایتا روستاهای آسیب پذیر موجود در منطقه از لحاظ شدت این مخاطرات اولویت بندی شده است. چنین مطالعاتی می تواند راهکارهای مناسبی را در راستای شناخت و بررسی اولویت های مخاطرات طبیعی و همچنین سکونتگاههای در معرض خطر را در اختیار مدیران و برنامه ریزان مسول در این زمینه قرار دهد.  

با توجه به بالا رفتن وقوع سیلاب مخصوصاً در سطح شهرها و به وجود آمدن خطرات جانی، مالی و محیط زیستی ناشی از افزایش آن، پهنه بندی مناطق سیل خیز از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این تحقیق سعی شد مناطق وقوع سیلاب به کمک تعیین معیارهای مؤثر پهنه بندی شود. معیارهای مورد استفاده در این تحقیق شامل شاخص فورنیه اصلاح شده، شاخص موقعیت توپوگرافی، منحنی رواناب، جریان تجمعی، شیب، مدل رقومی ارتفاعی، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله قائم تا رواناب، فاصله افقی تا رواناب و شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی است. نوآوری این مطالعه ارائه روش ترکیبی جدید برای تعیین معیارهای موثر در پهنه بندی خطر سیل (شهرستان مانه و سملقان) است. در این راستا از ترکیب رگرسیون وزن دار جغرافیایی (هسته های گوسین و مکعبی سه گانه) و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات گسسته استفاده گردید. روش ترکیبی پیشنهادی مناسب برای مسائل رگرسیون مکانی است، زیرا این روش با دو خواص منحصر به فرد داده های مکانی یعنی خودهمبستگی مکانی و ناایستایی مکانی سازگار است. بهترین مقدار تابع برازش ( 1-R) برای هسته های گوسین و مکعبی سه گانه به ترتیب 0745/0 و 0022/0 به دست آمد که نشان دهنده سازگاری بالای هسته مکعبی سه گانه نسبت به هسته گوسین با معیارهای مؤثر است. هم چنین مشخص شد که معیارهای به کار برده شده تأثیر قابل توجهی بر میزان سیل خیزی در منطقه موردمطالعه دارند.