ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیل‌خیزی با استفاده از منطق فازی TOPSIS در محیط GIS (مطالعه موردی: حوضه‌ی آبخیز شهر باغملک)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد ژئومورفولوژی، مدرس مدعو گروه جغرافیای دانشگاه پیام نور باغملک

2 استادیار گروه جغرافیای دانشگاه شیراز

3 کارشناس ارشد برنامه ریزی شهری، مدرس مدعو گروه جغرافیای دانشگاه پیام نور

4 مدیر دفتر هیدرو انفورماتیک، سازمان آب و برق استان خوزستان.

چکیده

امروزه رشد بی‌رویه جمعیت، تسطیح زمین و اشغال حریم رودخانه‌ها و مسیل‌ها در کنار عوامل اقلیمی و فیزیوگرافی در شهرهای بزرگ سبب گسترش سیلاب‌های شهری شده است. حوضه آبخیز شهر باغملک نیز از این شرایط مستثنی نیست، به طوری که رخداد این پدیده مخرب در طی چند سال گذشته باعث تخریب برخی از راه‌های ارتباطی، آسیب به برخی مناطق مسکونی، اراضی زراعی و باغات واقع در این حوضه شده است. از سوی دیگر این حوضه با داشتن آب و هوای نیمه‌خشک مستعد وقوع سیلاب‌های ناگهانی است. هدف از این پژوهش ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب در حوضه آبخیز شهر باغملک واقع در شرق استان خوزستان می‌باشد. در این تحقیق عوامل موثر در ایجاد سیلاب شامل: بارش، ارتفاع، شیب، جهت شیب، سازند، فاصله از آبراهه و کاربری اراضی در محیط Arc GIS10 ساخته و طبقه بندی شدند؛ سپس این داده‌ها به نرم افزار Idrisi منتقل شدند. استانداردسازی آن‌ها بر اساس توابع فازی صورت گرفت و با استفاده از روش CRITIC وزن‌دهی شدند. در نهایت نقشه پهنه‌بندی با استفاده از مدل فازی TOPSIS تهیه شد. نتایج نشان می‌دهد که 86/17 درصد از محدوده در طبقه با خطر بسیار بالا، 15/24 درصد در پهنه با خطر بالا قرار دارد. روش TOPSIS فازی در مقایسه با روش TOPSIS غیر فازی به دلیل استفاده از مجموعه‌های فازی سازگاری بیشتری با توضیحات زبانی و گاه مبهم انسانی دارد این روش با داشتن انعطاف پذیر فوق‌العاده برای تحلیل معانی زبان طبیعی قادر است ابهامات برخواسته از ذهن انسان، محیط و عدم قطعیت را مدل‌سازی نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment and zoning Flood risk by using Fuzzy logic TOPSIS in GIS (Case study: Baghmalek urban catchment)

نویسندگان [English]

  • s.masoomeh mosavi 1
  • saeed negahban 2
  • Haidar Rakhshaninasab 3
  • s.mohsen Hossainzadeh 4
2 Assistant Professor of Geography, University of Shiraz
4 Director of the Office of Hydro-informatics, Khuzestan Water and Power Authority.
چکیده [English]

Map TOPSIS model shows the output from the South, Southwest and East regions of the very high risk zones. According to calculations, the 17.86% of the high-risk zone 11.72% of low risk and moderate risk was 27.49% in the area. According to the steep south-western areas of concentration are Runoff
Conclusion: Zoning maps and warning systems and rescue operations can have very good performance. To determine the risk of flood hazard areas in the watershed of Baghmlk of seven factors in order of priority are. Aspect, distance from drainage lines, slope, rainfall, height, build, and land use. Was used .the relative weight of Aspect (0/1933782) and the lowest weight Land Use (0/926625) have won and of very low to very high risk areas were identified. According to calculations, the 17.86% of the high-risk zone, 24.15% in the range of 27.49% in high-risk areas with moderate risk 18.76 percent in areas with low risk and 11.27-percent limit of the study area is located at a very low risk. Analysis of the results suggests that map to the west, south, south-western and eastern part of the region, has the greatest potential risk of flooding are The main reason is that the eastern regions due to greater heights, the intervening seasonal river Abvalbas and more precipitation, higher runoff are susceptible to rise The seasonal river crossing from the West region Glal major role in creating and directing surface water seasonal floods during the rainy season in this area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • flood risk Zoning
  • Baghmalek urban catchment
  • CRITIC weighting
  • TOPSIS
  • GIS
  1. احمدی، حسن، (ژئومورفولوژی کاربردی جلد اول)، چاپ هفتم تهران، انتشارات دانشگاه تهران،1390.
  2. اداره کل منابع طبیعی استان خوزستان،( نقشه کاربری اراضی و کاربری ارضی )1:50000 شهرستان باغملک، 1393
  3. اصغری سراسکانرود، صیاد، پیروزی، الناز، زینالی، بتول،(1394) پهنه بندی خطر سیلاب در حوضه آبخیز آق لاقان چای با استفاده از مدل ویکور،پژوهش های ژئومورفولوژی کمی، سال چهارم، شماره3، صص.231-245
  4. آل شیخ، علی اصغر، سلطانی، محمد جعفر، هلالی، حسین، کاربرد GIS در مکان‌یابی عرصه‌های پخش سیلاب (تحقیقات جغرافیایی)، شماره7، صص، 10-22، 1378
  5. برومند نسب، سعید، (هیدرولوژی رگبار در محدوده‌های شهری)، اهواز، انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز، 1381
  6. بهشتی، مسعود، فیض نیا، سادات، سلاجقه، علی، احمدی، حسن، بررسی کارایی پهنه‌بندی زمین لغزش فاکتور اطمینان: مطالعه موردی محدوده آبخیز معلم کلایه، (جغرافیای طبیعی) شماره 5، (1388) صص-40 22
  7. چیتی، محمد حسن، سیل‌خیزی از دیدگاه بلایای طبیعی، مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی بلایای طبیعی مناطق شهری،صص37-43،
  8. رضایی مقدم، محمدحسین، اصغری، صیاد، فیض پور مهدی، مدل سازی جریان سیلاب حوضه آبریز رودخانه جاجرود با استفاده از رگرسیون چند متغیره، (جغرافیا)، سال نهم، شماره، 30، صص 160- 180، 1390
  9. رکن الدین افتخاری، عبدالرضا، صادقلو، طاهره، احمد آبادی، علی، سجاسی قیداری، حمدالله، ارزیابی و پهنه‌بندی روستاهای در معرض خطر سیلاب با استفاده از مدل HEC- Geo RAS در محیطGIS،(مجله توسعه روستایی)، شماره، 1،صص156-182، 1388.
  10. سازمان آب و برق استان خوزستان، (داده‌های هواشناسی) 1392.
  11. سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح، ( نقشه‌ی توپوگرافی) 1:50000 حوضه  آبخیز شهر باغملک، سری k 753 برگ 5953 II، .1390
  12. سلمان ماهینی،(1388) عبدالرسول، کامیاب، حمیدرضا، (سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی کاربردی با نرم‌افزار ایدریسی)، انتشارات مهر مهدیس،
  13. شرکت ملی نفت،(1345) نقشه زمین شناسی (کوه آسماری) 100000: 1 ، سری W825، برگ E 20825،.
  14. صفاری، امیر؛ ساسان پور، فرزانه؛ موسی وند، جعفر،(1390) «ارزیابی آسیب‌پذیری مناطق شهری در برابر خطر سیل با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و منطق فازی مطالعه موردی: منطقه 3 تهران، (تحقیقات کاربردی علوم جغرافیای)، شماره، 20، صص: 150-129،.
  15. ضیائیان، پرویز، سلیمانی مقدم، هادی و صادق برزگر،(1390) تعیین جهت بهینه گسترش شهر مشهد با استفاده از مدل‌های چند عامله RS, GIS، (جغرافیا)، سال نهم، شماره 30، صص: -120 90،
  16. عبدی، پرویز(1385) بررسی پتانسیل سیل‌خیزی محدوده زنجان رود با روش  scsو سیستم اطلاعات جغرافیایی»، (مجله ملی آبیاری، و زهکشی)، صص: 20-38،
  17. علایی طالقانی، محمود، همایونی، صدیقه،(1390) پهنه‌بندی حوضه دینور از نظر تولید سیلاب با استناد به مولفه های ژئومورفولوژی، (پژوهش نامه جغرافیایی)، شماره، 1، صص: 37-49،
  18. علیزاده، امین،(1389) (اصول هیدرولوژی کاربری)، مشهد، دانشگاه امام رضا، چاپ بیست و نهم،
  19. غلامی، عبدالوهاب.( 1390) (کاربرد فنون MCDM در طرح و اولویت‌بندی گزینه‌های مناسب در امر بازیافت و دفن پسماندهای شهری)، پایان نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده علوم انسانی، گروه جغرافیای شهری، استاد رهنما: عطا غفاری گیلانده، اردبیل، تابستان،
  20. فرج زاده، منوچهر، نصرتی، عبدالله،(1383)« پهنه‌بندی حساسیت سیل خیزی حوضه آبریز گاوه رود با استفاده از GIS، (علوم جغرافیایی)، شماره 43، صص، 49-58،.
  21. قنواتی، عزت الله، کرم، امیر، آقاعلیجانی، مرضیه(1391) ارزیابی و پهنه‌بندی خطر رخداد سیلاب در حوضه فرحزاد(تهران) با استفاده از مدل فازی ،( جغرافیا و برنامه ریزی محیطی)، سال 23، شماره40،صص: 121- 138،
  22. قهرودی تالی منیژه, ثروتی محمدرضا, صرافی مظفر, پورموسوی سیدموسی, درفشی خه بات (1391)، ارزیابی آسیب‌پذیری ناشی از سیلاب در شهر تهران ،مجله امداد و نجات, دوره4 , شماره 3; از صص 79 -92 .
  23. مالچفسکی، یاچک،(1390) (سامانه اطلاعات جغرافیایی و تحلیل تصمیم چند معیاری)، ترجمه‌ی پرهیزگار، اکبر. غفاری گیلانده، عطا، چاپ دوم، تهران: انتشارات سمت. ،1056،
  24. مختارپور, دکتر اکبر؛ امین خاکباز؛ فرهاد هاشمی و فرشاد علی پور، ۱۳۹۵، بررسی روش های ابتکاری و نوآورانه در مدیریت سیلاب های شهری، سومین کنفرانس بین المللی علوم و مهندسی، استانبول- کشور ترکیه، موسسه مدیران ایده پرداز پایتخت ویرا،
  25. موسوی، معصومه، عابدینی، اسمعلی عوری، اباذر،(1392)، تحلیل و پهنه‌بندی خطر سیلاب درحوضه آبخیز شهر ایذه با استفاده از مدل‌های تجربی و سلسله مراتبی. دومین کنفرانس بین المللی مخاطرات محیطی، تهران 7-8 آبان‌ ماه 1392
  26. موسوی، معصومه،(1392) (تحلیل فضایی مخاطرات ژئومورفولوژیکی در توسعه فیزیکی حوضه‌ی آبخیز شهر ایذه با بهره‌مندی از مدل‌های چند معیاره (MCDM))،پایان نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما: موسی عابدینی، رشته جغرافیا (ژئومورفولوژی) دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، دانشکده علوم انسانی.
  27. نسترن مهین، ابوالحسنی، فرحناز و ملیحه ایزدی (1389)، کاربرد تکنیک تاپسیس در تحلیل و اولویت‌بندی توسعه پایدار مناطق شهری مطالعه موردی: مناطق شهری، اصفهان، (جغرافیا و برنامه ریزی محیطی)، شماره 21، صص 90-105،
  28. نظافتی نمین, فردین و ندا خوش ولد، ۱۳۹۵، آنالیز ویژگی های سیلاب های شهری بالخلوچای اردبیل با دوره های بازگشت مختلف، دومین کنفرانس بین المللی یافته های نوین علوم و تکنولوژی، قم، مرکز مطالعات و تحقیقات اسلامی سروش حکمت مرتضوی،
 

  1. Chen, Jain, A. Hill, Arleen, D. Urban, Lensy1 (2009) AGIS- based Model for Urban flood Ideation, Journal of Hydrology, VO1.373, PP. 184-192
  2. Chen. J, Shufang. Z, Huimin. W, (2011) Risk Analysis of flood Disaster Based on Fuzzy Clustering Method, Energy proceeded, Volume5: pp. 1915-1919,
  3. Cherqui,F. Belmeziti,  A, , Granger, D, , Sourdril,A,  Gauffre  P, (2015)Assessing urban potential flooding risk and identifying effective risk-reduction measures,  Environment, Volume 514, Pages 418-425
  4. Gyumin. L, Kyung Soo. J, Eun Sung. Ch. (2014), Robust spatial flood vulnerability assessment for Han River using fuzzy TOPSIS with α-cut level set, Expert Systems with Applications, Volume 41, Issue 2, 1 February 2014, Pages 644-654
  5. Kuswandari, R, (2004), Assessment of Different Methods for measuring the sustainability of forest Management, International Instituting for Geo Information science and Earth observation, Enscheda, Netherlands.
  6. Kyung-Soo J, Eun-Sung Ch., Young-Gyu Kim, Yeonjoo. K) 2013(A fuzzy multi-criteria approach to flood risk vulnerability in South Korea by considering climate change, Expert Systems with Applications, Volume 40, Issue 4, March, 2013 Pp. 1003-1013
  7. Minglei.  R, Bende. W, Qiuhua. L, Guangtao. F (2010) Classified real-time flood forecasting by coupling fuzzy clustering and neural network , International Journal of Sediment Research, Volume Issue 2, June 2010, Pp. 134-148
  8. Patial, J.P, Savangi, a, Singh, O.P, Singh, A.K, Ahmad, T (2008): Development of a GIS Interface for estimation of Runoff from Watersheds Water Resources Management, 22, 221, 1239.
  9. Portugués-Mollá. X, Bonache-Felici, J.F, Mateu-Bellés, J, Marco-Segura B (2016).A GIS-Based Model for the analysis of an urban flash flood and its hydro-geomorphic response. The Valencia event of 1957, Journal of Hydrology, Volume 541, Part A, October 2016, Pages 582-596
  10. Ronald Eastman. J, (2003), IDRISI Kilimanjaro Guide to GIs and Image Processing, Clark University
  11. Zanakis. S.h, Solomon. A, wishart, N. Dublish, S. (1998), Multi-attribute decision making: Assimilation parision of selection methods, European journal of operational research 107pp:507-729