مقاله علمی پژوهشی - در مورد لاویج
پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضه آبریز لاویجرود(البرز شمالی)
دکتر محمد حسین رضایی مقدم*
رضا اسماعیلی**
دکتر محمد مهدی حسینزاده***
چکیده:
خطر زمینلغزش هر ساله باعث ایجاد خسارتهای زیادی در دامنههای البرز شمالی میشود لازم است برای کاهش خسارات وارده نقشه پهنهبندی خطر زمین لغزش تهیه گردد.منطقه مورد مطالعه در این پژوهش حوضه آبریز لاویجرود است که در دامنههای شمالی البرز و در جنوب شهر نور(استادان مازندران)واقع شده است.
روش کار برای پهنهبندی لغزش در این حوضه بدین صورت بوده است،ابتدا عوامل موثر در ایجاد زمینلغزش مورد بررسی قرار گرفت،سپس عوامل مهم ایجاد لغزش شامل لیتولوژی،شیب،کاربری اراضی،بارش،فاصله از خط گسل،جاده و شبکه هیدروگرافی،جهت دامنه و طبقات ارتفاعی به عنوان عوامل اولیه در وقوع زمینلغزش شناسایی شدند.بعد نقشه پراکنش زمینلغزشها تهیه شد و سپس لایههای اطلاعاتی مربوط به هر یک زا عوامل موثر در وقوع زمینلغزش با استفاده از ArcInfoṣArcView)GIS و (ArcGIS ساخته شد.عوامل کمی و وزندهی شدند، سپس با استفاده زا منحنی تجمعی عوامل زمنی لغزش طبقهبندی و براساس فراوانی زمینلغزشها امتیازدهی شدند.سرانجام مطابق با وزنهای به دست آمده برای هر عامل و امتیازهای کسب شده،مدل پهنهبندی لغزش با استفاده از روش همپوشانی صورت گرفت.منطقه مورد مطالعه به 5 طبقه حساسیت زمینلغزش یعنی بسیار کم،متوسط،زیاد و بسیار زیاد تقسیمبندی شد که مناطق با حساسیت بسیار زیاد و زیاد 21/7 درصد کل محدوده را شامل میشوند.نتایج نشان میدهد که شاخص همپوشانی به عنوان یک روش نیمه کمی که تمام متغیرهای موثر در وقوع زمین لغزش را مورد استفاده قرار میدهد،میتواند روش مناسبی در تهیه نقشه خطر زمین لغزش در مقیاس متوسط باشد و در GIS مورد استفاده قرار گیرد.
زمینلغزش،پهنهبندی خطر زمینلغزش،حوضه آبریز لاویجرود،شاخص همپوشانی .GIS
(*)دانشیار گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه تبریز.
(**)دانشجوی دکترای جغرافیای طبیعی دانشگاه تبریز.
(***)استادیار گروه جغرافیای موسسه آموزش عالی غیر انتفاعی طبرستان.
این مقاله برگرفته از مجله علوم انسانی و اجتماعی دانشگاه تبریز » شماره 20 (صفحه 156)ُ می باشد.
1-مقدمه
زمینلغزشها در مناطق کوهستانی و اغلب در طی بارش سنگین و یا بعد از آن رخ میدهند و در نتیجه باعث ایجاد خسارتهایی برای انسان و محیط زیست او میشوند.در مناطق شمالی کشور نیز تقریبا هر ساله خطر زمینلغزش خسارت بهبار میآورد.از این رو برای کاهش خسارات وارده و برنامهریزی در امور زیربنایی و ساختاری مناطق شهری و روستایی و کاهش خطرات ناشی از آن، شناسایی علل وقوع زمینلغزش و پراکندگی آن و تهیه نقشه حساسیت خطر زمینلغزش در هر منطقه لازم و ضروری به نظر میرسد.
اعتبار نقشههای حساسیت زمینلغزش عمدتا به مقادیر و کیفیت دادههای موجود،مقیاس کار و انتخاب روش تحقیق مناسب برای تجزیه و تحلیل و مدلسازی بستگی دارد(آیالو و یاماگیشی 5002).از دهه 0791 تاکنون در پیش از صدها مقاله روشهای مختلفی برای ارزیابی احتمال وقوع زمینلغزشها ارائه شده که معرفی کار همه آنها در این مقاله مقدور نمیباشد.به طور کلی دو نگرش کمی و کیفی برای تهیه این نقشهها وجود دارد.در روشهای کیفی با شناسایی زمینلغزشها،محلهای دارای ویژگیهای زمینشناسی و ژئومورفولوژیکی مشابه که به گسیختگی حساس هستند،مشخص میشوند.بعضی از نگرشهای کیفی،با رتبهبندی و وزندهی شاخصها یک روش نیمه کمی را به کار میبرند مانند روش تحلیل سلسله مراتب1 (AHP) (مالسزویسکی 9991،کماک 5002، محمدخانی 0831،احمدی و همکاران 2831،فیضنیا و همکاران 3831)و ترکیب خطی وزندار2 (WLC) (آیالو و یاماگیشی،4002)روشهای کیفی پهنهبندی خطر ،به صورت موضوعی و توصیفی بوده و نتایج آنها با توجه به نگرشهای کارشناسی متفاوت است.از این رو روشهای کیفی یا نیمه کمی اغلب برای مطالعات منطقهای مفید هستند(وان و ستن و همکاران 6991،گوزتی و همکاران 9991).
در نگرشهای کمی روابط بین عوامل کنترلکننده زمینلغزشها به صورت عددی بیان میشوند.روشهای کمی به دو دسته تقسیم میشوند:روشهای آماری و روشهای ژئوتکنیکی،در نگرشهای آماری نقشه حساسیت زمینلغزش با استفاده از روشهای آماری چند متغیره یا دو متغیره،بین عوامل کنترلکننده زمینلغزش و پراکنش آنها ارتباط برقرار میشود که مهمترین آنها عبارتند از: روش آنالیز تشخیصی1،رگرسیون خطی،رگرسیون لجستیک2و شبکههای عصبی3 (گوزتی و همکاران 9991).مدلهای مبتنی بر فرایندهای ژئوتکنیکی نیز با توجه به اصول مهندس ناپایداری شیب و براساس جریانها زیر سطحی و کمعمق، فشار منفذی و ضریب اطمینان بیان میشود.همه این روشهای ارزیابی وقوع زمینلغزش موراد مشترکی دارند که عبارتند از(سلرسی و همکاران 2002):
1-نقشهبرداری زمینلغزشها
2-تهیه نقشه از مجموعه عوامل محیطی که به طور مستقیم یا غیر مستقیم با ناپایداری دامنه در ارتباطند.
3-بررسی ارتباط بین این عوامل محیطی و ناپایداری دامنه.
4-طبقهبندی سطح زمین در برابر حساسیت به زمینلغزش براساس روابط مکشوفه.
بنابراین مدلهای ارزیابی وقوع زمینلغزشها با توجه به شرایطی که باعث ایجاد ناپایداری در گذشته و حال شده است،ناپایداری دامنهای را که احتمالا در آینده اتفاق خواهد افتاد را پیشبینی مینمایند.
محدوده مورد مطالعه حوضه آبریز لاویجرود نام دارد که در استان مازندران و جنوب شهر نور در دامنههای شمالی البرز مرکزی قرار گرفته است(شکل 1). این حوضه بین عرضهای جغرافیایی (به تصویر صفحه مراجعه شود)شمالی و طولهای جغرافیایی(به تصویر صفحه مراجعه شود)شرقی واقع شده است.مساحت تقریبی حوضه آبریز لاویجرود تا خروجی از کوهستان حدود 611 کیلومتر مربع میباشد.
1-عوامل موثر در ایجاد زمینلغزش در محدوده مورد مطالعه
الف)لیتولوژی(سنگشناسی):سازندهای زمینشناسی به علت تنوع ویژگیهایی مانند مقاومت و نفوذپذیری سنگها و خاکها تاثیر مهمی در وقوع یا عدم وقوع زمین لغزشها دارند.در منطقه مورد مطالعه
جدول 1:ویژگیهای سنگشناسی حوضه آبریز لاویجرود
شکل 1-موقعیت حوضه لاویجرود و پراکنش زمینلغزشها
ب)بارش:بارش معمولا به عنوان یک محرک نهایی در وقوع زمینلغزشها نقش دارد،اما مقدار بارش سالانه به عنوان عاملی که در میزان رطوبت خاک تاثیرگذار است میتواند به عنوان یک عامل موثر در وقوع میزان لغزش مورد توجه قرار گیرد..متوسط بارندگی سالیانه حوضه با استفاده از روش منحنی همبارش 716 میلیمتر محاسبه شده که در ارتفاعات بالاتر از 0003 متر به کمتر از 0003 متر به کمتر از 003 میلیمتر و در ارتفاعات پایینتر از 005 متر به بیش از 008 میلیمتر در سال میرسد.بدین ترتیب با افزایش ارتفاع مقدار بارش کاهش مییابد.فصل پایین با بیش از 63 درصد کل بارش سالانه و فصل بهار با کمتر از 81 درصد کل بارش سالانه به ترتیب بیشترین و کمترین پراکنش فصلی بارش را دارا هستند.از ماه مهر تا اردیبهشت خاکهای حوضه دارای ذخیره آب کافی و مازاد آب هستند و از ماه اردیبهشت تا شهریور خاک تقریبا خشک است و یا کمبود آب ماهانه روبروست(ثروتی،اسماعیلی 3831).بیشتر زمینلغزشها در مناطقی اتفاق افتادهاند که مقدار بارش سالانه بیشتر بوده است.
ج)زاویه و جهت شیب:توپوگرافی سطحی با کنترل جهت جریان و تمرکز رطوبت خاک،عامل مهمی در تراکم و گسترش فضایی زمینلغزشهای میباشد. در1 (DEM) با سلولهای 52x52 متر تهیه گردید.گرادیان شیب یکی از مهمترین عوامل وقوع زمینلغزش است که در مقیاس محلی بر تمرکز رطوبت و سطح فشار منفذی اثر میگذارد و در مقیاس بزرگتر ویژگیهای هیدرولیک منطقهای را کنترل میکند و بهعنوان یک عامل مهم برای تهیه نقشه حساسیت زمینلغزش با استفاده از GIS مورد توجه قرار میگیرد(گوزتی و همکاران 9991، دای و لی 2002،آیالو و مایاگیشی 5002).در اینجا طبقه شیب بر حسب درصد به سه دسته تقسیم شدند که بیشترین تراکم زمینلغزش در طبقه 54-03 درصد مشاهده شدهاند.
جهت شیب هم معمولا به علت نقشی که در هوازدگی و رطوبت موجود در دامنهها دارد در وقوع زمینلغزشها نقش دارد.اما در منطقه مورد مطالعه به علت فعالیتهای انسانی،تراکم زمینلغزش با جهات مختلف دامنه رابطه مشخصی ندارد.
د)نزدیکی به جاده:جادهها عامل انسانی ناپایداری دامنهها هستند.در حوضه مورد مطالعه جهت بیشتر جادهها شمالی-جنوبی است.لذا با توجه به روند اصلی ناهمواریهای حوضه که غربی-شرقی است در اکثر موارد جادهها دامنهها را بریدهاند و باعث وقوع بیشتر زمینلغزش در دامنههای غربی و شرقی شدهاند.
هـ)شبکههای هیدروگرافی:شبکههای هیدروگرافی با زیربری دامنهها یکی از مهمترین عوامل موثر در وقوع زمینلغزش در حوضه میباشند.در این مطالعه فواصل مشخصی از شبکه هیدروگرافی(رودهای با رتبه 2 و بالاتر در مدل استرالر)در نظر گرفته شد.بیشتر زمینلغزشهای حوضه تا فاصله 002 متری از شبکه رودها به وقوع پیوستهاند.
و)نوکاربری اراضی:پوشش گیاهی و خصوصا درختان با ریشههای قوی و بزرگ به پایداری دامنهها کمک میکنند.گیاهان هم اثرات هیدرولوژیکی و هم اثرات مکانیکی در پایداری دامنهها دارند.حدود 07 درصد از محدوده مورد مطالعه از جنگل انبوده تشکیل شده است.در اینجا 6 کلاس برای انواع کاربریهای زمین در نظر گرفته شد.به علت سابقه طولانی سکونت در منطقه،قسمتی از جنگلها تخریب شده و زمینهای کشاورزی گسترش یافته است که در حال حاضر هم عمده آنها زیر کشت نیستند و حداکثر تعداد زمینلغزشها هم در این محدوده این نوع کاربری رخ داده است.
3-مواد و روشها
روش به کار رفته برای پهنه بندی زمینلغزش حوضه آبریز لاویجرود،شاخص همپوشانی1میباشد که یک روش نیمه کمی در تهیه نقشه حساسیت زمینلغزش (1). Index Overlay
میباشد.تهیه نقشه خطر احتمال زمینلغزش با استفاده از نرمافزارهای GIS مانند ArcGIS Arc InfoṣArcView و مراحل کار به صورت زیر بوده است:
-در ابتدار 9 عامل موثر در وقوع زمینلغزشهای حوضه شناسایی شد که عبارتند از:سنگشناسی،کاربری اراضی،زیربری دامنهها بهوسیله رودها، بارش،ارتفاع،زاویه و جهت شیب دامنه،گسل و جادهها.
-نقشههای زمینشناسی با مقیاس 000001:1 و توپوگرافی 00052:1 منطقه رقومی شدند و سپس با تفسیر عکس هوایی 00002:1 سال 3731،مناطقی را که دارای لغزش بودهاند،علامتگذاری نموده و با مشاهدات و بازدیدهای زمینی موقعیت آنها بر روی نقشه مشخص شده و نقشه پراکنش زمین لغزشها تهیه گردید(شکل 1).
-با انطباق نقشه پراکنش زمینلغزشها و عوامل ایجادکننده آنها،7 عامل موثر در تهیه مدل مورد استفاده قرار گرفتند که این عوامل عبارتند از: سنگشناسی(لیتولوژی)،کاربری اراضی،فاصله از شبکه هیدروگرافی،فاصله از جاده،شیب دامنهها،طبقات ارتفاعی و بارش.
عامل جهت دامنه به علت تراکم بیشتر زمینلغزش در دامنههای آفتابگیر از مدل حذف شد و از عامل گسل هم به علت افزایش تراکم زمینلغزشها در فاصله از گسل چشمپوشی شد و در نتیجه مدل نهایی با 7 عامل موثر ساخته شد.
-عوامل موثر در ایجاد زمینلغزشها در کلاسهای مختلفی طبقهبندی شدند. طبقهبندی عواملی مانند لیتولوژی و کاربری اراضی بر حسب محتویات آنها صورت گرفته و برای عواملی مانند طبقات ارتفاعی،بارش و غیره از نمودار فراوانی پیکسلها در مقابل ارزش هر پیکسل استفاده شده است(فیضنیا و همکاران 3831).
-در این مرحله مساحت هر کلاس از عوامل و مساحت زمینلغزشهای موجود در هر کلاس محاسبه شدند و تراکم زمینلغزشها در هر واحد با استفاده از رابطه زیر به دست آمد.
مساحت کل هر کلاس(طبقه)/سطح لغزش یافته در هر کلاس(طبقه) تراکم زمینلغزش
برای پدیدههای خطی مانند فاصله از شبکه هیدروگرافی و جاده با استفاده از نرمافزار ArcView فواصل مشخصی از این پدیدههای خطی در نظر گرفته شد و سپس مساحت هر طبقه و لغزشهای موجود در آن محاسبه گردید.نرخ هر کلاس از عوامل مختلف بین 01-0 در نظر گرفته شد که عدد 01 برای بیشترین تراکم زمین لغزش در واحد سطح بوده و بقیه نرخهای هر کلاس از عوامل هم به صورت نسبتی از 01 میباشد(فیضنیا و همکاران 3831).
بعد از اینکه نرخهای هر کلاس مشخص شد،به هر یک از عوامل با توجه به نظرات کارشناسی وزنی اعمال میگردد که این وزن در حوضه لاویجرود به صورت زیر تعیین شد.
سنگشناسی 01،کالری اراضی 8،فاصله از شبکه هیدروگرافی 7،فاصله از جاده 6،شیب دامنه 5،بارش 4 و طبقات ارتفاعی 4.پس از تهیه لایههای اطلاعاتی با استفاده از رابطه زیر همپوشانی لایههای صورت گرفت و نقشه پهنهبندی خطر تهیه شد.
4-نتایج
همانطور که در بخش مواد و روشها ذکر گردید،ابتدا عوامل موثر در ایجاد زمینلغزش به صورت لایههای مختلف اطلاعایت در GIS تهیه شدند(شکل 2). سپس نقشه زمینلغزشهای منطقه با هر یک از این عوامل انطباق داده شده و تراکم زمینلغزشها در واحد سطح محاسبه گردید(اشکال 01-3)و نرخ کلاسهای هر یک از عوامل معین شد(جدول 2).سپس با اعمال وزن در هر یک از عوامل نقشه پهنهبندی خطر در 5 کلاس خطر بسیار زیاد،زیاد متوسط،کم و بسیار کم طبقهبندی شد(شکل 11)که مساحت محدودهها خطر در جدول 3 آمده است.
5-بحث و نتیجهگیری
در تجزیه و تحلیل عوامل ایجادکننده زمینلغزش که در تهیه مدل از آنها استفاده شد دو عامل گسل و جهت دامنه حذف شدند.اگر چه گسل به عنوان یکی از عوامل مهم در بسیاری از پهنهبندیهای زمینلغزش مورد توجه قرار گرفته،محققان
با روشهای مختلفی از تاثیر این عامل در ایجاد زمینلغزش استفاده نمودهاند،برای نمونه فاطمی و همکاران(2831)،فیضنیا و همکاران(3831)فاصله از خطر گسل و حانری و سمیعی(6731)از شاخص درازای گسل در مدل استفاده کردند.در حوضه لاویجرود هم به علت روند معکوس تراکم زمینلغزش در فاصله از گسل و کوچک بودن حوضه در مورد استفاده از طول گسل از این شاخص در تهیه مدل استفاده نشده است.
در نقشه پهنهبندی زمینلغزش،قسمتهایی از حوضه در محدوده خطر زیاد و متوسط قرار دارند اما تاکنون زمینلغزش در آنها مشاهده نشده است،این مناطق بالقوه خطرناک هستند و با فعالیتهای انسانی مانند بهرهبرداری غیر اصولی و بیرویه جنگلها،بهرهبرداری از معادن زغالسنگ به سرعت میتوانند ساختارهای انسانی را مورد تهدید قرار دهند.این لغزشها در مناطق غیر مسکونی هم به صورت غیر مستقیم مشکلاتی را برای انسانها فراهم میآورند که میتوان به ورود حجم زیادی از رسوبات در رودخانهها،وقوع پدیده سیل به علت مسدود کردن رود و شکسته شدن آن اشاره کرد که نمونههایی از آن در حوضه لاویجرود هم مشاهده شده است(رضایی مقدم و اسماعیلی 4831).همه این موارد ضرورت توجه به تهیه نقشههای خطر را در مقیاس منطقهای و با توجه به عوامل موثر در وقوع زمینلغزش در آن منطقه را برای برنامهریزی نشان میدهد.
شکل 2:لایههای اطلاعاتی ساخته شده در GIS (الف-و
منابع
1-احمدی-حسن،اباذر اسمعلی،سادات فیضنیا و محسن شریعت جعفری،(2831)، «پهنهبندی خطر حرکتهای تودهای با استفاده از دو روش رگرسیون چند متغیره و تحلیل سلسله مراتبی»،مجله منابع طبیعی ایران،جلد 65 شماره 4.
2-ثروتی،محمد رضا و رضا اسماعیلی(0831)،«ساز و کار فرسایش در حوضه آبخیز لاویجرود»،علوم زمین،دانشگاه شهید بهشتی شماره 4 و 5.
3-حائری،سید محسن و امیر حسین سمیعی(6731)،«روش جدید پهنهبندی مناطق شیبدار در برابر لغزش زمین با تکیه بر بررسیهای پهنهبندی استان مازندران»،مجله علوم زمین،سال ششم.شماره 32-42 بهار و تابستان.
4-رجایی،عبد الحمید(3731)،«کاربرد ژئومورفولوژی در مدیریت محیط و آمایش سرزمین»،انتشارغات قومس.
5-رضایی مقدم،محمد حسین و رضا اسماعیلی(4831)،«بررسی اثرات ژئوموفیکی سیلاب حوضه رئیس کلا»،فصلنامه مدرس(علوم انسانی)،دانشگاه تربیت مدرس،زیر چاپ.
6-رسولی،علی اکبر(1831)،«مدلسازی در جغرافیای طبیعی»،فصلنامه تحقیقات جغرافیایی،شماره 46-36.
7-روستایی،شهرام(3831)،«بررسی علل وقوع زمینلغزش در روستای نصیرآباد ورزقان(استان آذربایجان شرقی با استفاده از روشهای کمی»،فصلنامه مدرس(علوم انسانی)،دانشگاه تربیت مدرس،دوره 8 شماره 1.
8-سازمان زمینشناسی کشور،نقشههای زمینشناسی 000001:1 آمل و بلده، 9731.
9-سازمان نقشهبرداری کشور،عکسهای هوایی 00002:1 منطقه،سال 3731، (پروژه 0091- D ).
01-سازمان نقشهبرداری کشور،نقشههای توپوگرافی 00052:1 پایینواز،جوربند، پیمود و میرخمن،3731.
11-فاطمی عقدا،سید محمود،جعفر غیومیان و عقیل اشقلی فراهانی،(2831)، «ارزیابی کارایی روشهای آماری در تعیین پتانسیل خطر زمینلغزش»،مجله علوم زمین،سال یازدهم شماره 74-84 بهار و تابستان.
21-فیضنیا،سادات و عطا اللّه کلارستاقی،حسن احمدی و مهرداد صفایی (3831)،«بررسی عوامل موثر در وقوع زمینلغزشها و پهنهبندی خطر زمین»، مجله منابع طبیعی ایران،جلد 75 شماره 1.
این وبلاگ با نگاهی انتقادی به پیامدهای منفی گردشگری در دهستان لاویج می پردازد. پیامدهایی همچون تغییر هویت فرهنگی - تخریب محیط زیست - از بین بردن اتحاد و همبستگی محلی و طایفه ای و .....