تئوری کاتاستروف

این تحقیق با هدف کاربست توابع تئوری کاتاستروف در مکان یابی توسعه فضایی-کالبدی شهرها در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) انجام گرفت. تقریباً همه مدل های تصمیم گیری چندمعیاره بر وزن دهی کارشناسی استوار بوده و تحت الشعاع سلیقه و قضاوت تصمیم گیران قرار می گیرند. در روش ارزیابی مبتنی بر تئوری کاتاستروف، اهمیت هر یک از معیارها با استفاده از مکانیسم درونی سیستم محاسبه شده و در نتیجه ذهن گرایی ناشی از قضاوت تصمیم گیران تا حد زیادی کاهش می یابد. این روش شناسی در مکان یابی توسعه فضایی کلان شهر تبریز مورد استفاده قرار گرفت. در طی دهه های اخیر، توسعه فضایی گسترده ای در سطح شهر تبریز صورت گرفته است. توسعه شهر در اغلب موارد به دلیل فقدان فضاهای مطلوب شهرسازی در پهنه های نامناسب و حتی مخاطره آمیز، ازجمله حریم گسل تبریز، اتفاق افتاده است. نتایج مدل مذکور انطباق بالایی با واقعیت های میدانی نشان داد. مطابق با نتایج، هیچ منطقه ای از پیرامون شهر تبریز مناسب توسعه و عمران شهری نیست و محیط طبیعی، تنگناها و تهدیدات زیادی را به توسعه فضایی-کالبدی شهر تحمیل می کند. این محدودیت ها و مخاطرات ناشی از توپوگرافی نامساعد و خشن در شمال و جنوب شهر، عبور گسل فعال و بزرگ تبریز از نیمه شمالی شهر، لیتولوژی سست و ناپایداری های دامنه ای در شمال منطقه مطالعاتی، وجود اراضی کشاورزی مرغوب و حاصلخیز در جنوب غربی شهر و درنهایت، پراکندگی شوره زارها و بالابودن سطح آب های زیرزمینی در غرب منطقه مطالعاتی است. لاجرم توسعه فضایی-کالبدی شهر می تواند به شکل تخریب و نوسازی بافت های فرسوده شهری (توسعه درون زا) و ایجاد شهرک هایی در جنوب شهر مادر صورت گیرد.

هدف اصلی پژوهش حاضر ارائه یک چارچوب روش شناسی برای ارزیابی سریع و کارآمد آسیب پذیری فضاهای شهری نسبت به زلزله است. بسیاری از متغیرهای مؤثر بر آسیب پذیری لرزه ای شهرها از ماهیت مکانی برخوردار هستند؛ ازاین رو استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی در ترکیب و یکپارچه نمودن این متغیرها می تواند به نتایج مطلوبی منجر شود. با این حال، یکی از مهم ترین مسائل روی هم گذاری لایه های داده در سیستم اطلاعات جغرافیایی مربوط به عدم قطعیت های وزن دهی و تصمیم گیری است. در پژوهش حاضر سعی شد که با استفاده از توابع تئوری کاتاستروف این گونه عدم قطعیت ها تا حد زیادی تعدیل شوند. در تئوری کاتاستروف، اهمیت هر یک از متغیرها از طریق مکانیسم درونی سیستم محاسبه می شود. درواقع، استفاده از رویکرد مذکور باعث تکرارپذیری نتایج مدل می گردد که مزیتی قابل توجه به شمار می رود. ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای شهر ورزقان با استفاده از توابع تئوری کاتاستروف نشان می دهد که بالغ بر 9 درصد از محدوده قانونی شهر در کلاس آسیب پذیری بسیار زیاد و 12 درصد آن در کلاس آسیب پذیری زیاد واقع شده است. در این رابطه، بخش عمده ای از مرکز شهر ورزقان در برابر زلزله از آسیب پذیری بالایی برخوردار است. تراکم بالای مسکونی و ساختمانی، کیفیت پایین ساختمان ها، قدمت بالا و مصالح نامطلوب بناها، محصورشدگی و کمبود فضاهای باز شهری، لیتولوژی و زیربنای سست، عدم دسترسی مطلوب به خدمات بیمارستانی و آتش نشانی و غیره منجر به افزایش آسیب پذیری این بخش از شهر شده است.  

زمین لغزش ها جزو مهم ترین مخاطرات ژئومورفولوژیکی در مناطق کوهستانی به شمار می روند. ارزیابی مکانی و تهیه نقشه های خطر راهکاری اساسی در رابطه با مدیریت ریسک زمین لغزش به شمار می رود. در پژوهش حاضر به ارزیابی مکانی و پهنه بندی خطر زمین لغرش در سطح حوضه آبریز زمکان کرمانشاه پرداخته شده است. در این راستا، از 13 فاکتور موثر بر وقوع زمین لغزش شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، عدد ناهمواری ملتون، تحدب سطح زمین، طول دامنه، عمق دره، رطوبت توپوگرافیک، بارش، سازندهای زمین شناسی، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده و پوشش گیاهی استفاده شد. به منظور ترکیب و روی هم گذاری فاکتورهای مذکور از توابع تئوری کاتاستروف در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شد. مدل مذکور برای رفع عدم قطعیت های مرتبط با تصمیم گیری و کلاسه بندی داده ها به کار گرفته شد. در مدل مذکور وزن معیارها براساس مکانیسم درونی سیستم تعیین می شود که دارای ماهیت ریاضیاتی است. مدل سازی مبتنی بر توابع تئوری کاتاستروف نشان داد که فاکتورهای شیب با ضریب 3/1، بارش با ضریب 2/1، ارتفاع با ضریب 1/1 و سازندهای زمین شناسی با ضریب 1 مهم ترین متغیرهای مؤثر بر وقوع زمین لغزش در حوضه زمکان هستند. بالغ بر 4/32 درصد مساحت حوضه مطالعاتی در کلاس های با خطرپذیری زیاد و بسیار زیاد قرار گرفت. به دلیل برآیند عوامل موثر مانند ارتفاع، شیب و بارش زیاد و نیز تناوب مارن، آهک رسی و شیل، بخش های مرکزی و جنوبی منطقه از پتانسیل لغزشی بالایی برخوردار می باشند. نتایج بیانگر کارایی مطلوب توابع تئوری کاتاستروف مبتنی بر GIS در تهیه نقشه حساسیت وقوع زمین لغزش است که بر اساس منحنی مشخصه عملکرد سیستم (ROC)، دقت مدل حدود 90 درصد برآورد شده است. در مدل مورد استفاده وزن معیارها بر اساس مکانیسم درونی سیستم تعیین می شود و ضمن قابلیت تکرارپذیری و تعمیم منجر به کاهش عدم قطعیت و نیز ترکیب داده های کمی و کیفی می شود.