ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب در سکونتگاه‌های شهری استان مرزی خوزستان با استفاده از روش Fuzzy- AHP

نوع مقاله : پژوهشی کاربردی

نویسندگان

1 استادیار جغرافیای طبیعی، دانشگاه افسری امام علی (ع)، تهران، ایران

2 استادیار جغرافیا، دانشگاه علوم انتظامی امین، تهران، ایران

3 دانشیار جغرافیا، دانشگاه علوم انتظامی امین، تهران، ایران

چکیده

ارزیابی و پهنه‌بندی ریسک سیلاب در سکونتگاه‌های شهری به دلیل توسعه آن‌ها در حاشیه رودخانه‌ها، بستر و حواشی دشت‌های سیلابی بدون شناخت و توجه به شرایط هیدرولوژیکی و دینامیکی رودخانه‌ها و قسمت‌های بالادست حوضه که موجب افزایش خطر سیلاب و خسارات جانی، مالی و زیربنایی می‌شود، امری ضروری و مهم در راستای توسعه پایدار سکونتگاه‌های شهری می‌باشد. کشور ایران و به‌ویژه استان مرزی خوزستان نیز از این امر مستثنی نبوده و همواره در معرض خطر سیل قرار دارند؛ بنابراین هدف اصلی این پژوهش ارزیابی و پهنه‌بندی میزان آسیب‌پذیری سکونتگاه‌های شهری استان خوزستان از مخاطره سیلاب می‌باشد. در پژوهش حاضر پس از شناسایی عوامل مؤثر در وقوع سیلاب در منطقه خوزستان، برای دسترسی به اطلاعات رقومی از نقشه‌های توپوگرافی با مقیاس 1:50،000 سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح و همچنین از نقشه کاربری اراضی با مقیاس 100000: 1 سازمان جنگل‌ها و مراتع استفاده گردیده است. در ادامه بعد از ایجاد لایه‌های اطلاعاتی، از روش‌های تحلیل سلسله مراتبی فازی برای استانداردسازی و وزن دهی استفاده شد و درنهایت بر اساس وزن‌های مستخرج از روش AHP فازی در محیط GIS پهنه‌بندی ریسک سیلاب انجام گرفت. نتایج حاصل از پهنه‌بندی سیلاب نشان داد که منطقه خوزستان ازلحاظ میزان آسیب‌پذیری در برابر سیل به پنج ناحیه آسیب‌پذیری خیلی زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی کم تقسیم می‌گردد. مناطق با آسیب‌پذیری خیلی زیاد با وسعت 14177 کیلومترمربع در حدود 23 درصد، مناطق با آسیب‌پذیری زیاد با وسعت 20077 کیلومترمربع در حدود 7/32 درصد، مناطق با آسیب‌پذیری متوسط ازلحاظ سیل‌خیزی در حدود 9509 کیلومترمربع و 5/15 درصد و مناطق با آسیب‌پذیری کم و خیلی کم به ترتیب با 11355 و 6303 کیلومترمربع در حدود 5/18 و 3/10 درصد از وسعت استان خوزستان را شامل می‌گردند. همچنین از بین حدود 37 شهر مهم که در این استان واقع‌شده است؛ 18 شهر در مناطق با آسیب‌پذیری خیلی زیاد و 12 شهر در مناطق با آسیب‌پذیری زیاد ازنظر سیلاب واقع‌شده است. نتایج حاصل از تلفیق مدل‌های سیستم‌های پشتیبانی تصمیم‌گیری و سیستم اطلاعات جغرافیایی در تأیید مطالعات پیشین، حاکی از کارایی بالای آن‌ها در تعیین مناطق با ریسک بالای سیلاب می‌باشد و ضرورت دارد در فرایند برنامه‌ریزی و آمایش به‌ویژه ارزیابی خطر این سطوح پهنه‌بندی شده مدنظر قرارگرفته شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Flood Risk Assessment and Zoning in Urban Settlements of Khuzestan Border Province Using the Fuzzy-AHP Method

نویسندگان [English]

  • Ali Hanafi 1
  • Vahaid Barani 2
  • Seyyed Ali Ebadinezhad 3
1 Assistant Professor in Natural Geography, Imam Ali Police Officer University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor in Geography, Amin Police University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, in Geography, Amin Police University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Flood risk assessment and zoning in urban settlements due to their development along rivers, bed and floodplain plains without recognizing and paying attention to hydrological and dynamic conditions of rivers and upstream parts of the basin that increase flood risk and cause loss of life, life and property is necessary and important for the sustainable development of urban settlements. Iran, especially Khuzestan province, is no exception and is always at risk of floods. Therefore, the main purpose of this study is to assess and zone the vulnerability of urban settlements in Khuzestan province to flood risk. In the present study, after identifying the effective factors in the occurrence of floods in Khuzestan region, to access digital information from topographic maps with a scale of 1:50,000 of the Geographical Organization of the Armed Forces and also a Land Use Map with a scale of 1:100000 of the Forests and Rangelands Organizations have been employed. Then, after creating the information layers, fuzzy hierarchical analysis methods were used for standardization and weighting, and finally, based on the weights extracted from the fuzzy AHP method in the GIS environment, flood risk zoning was performed. The results of flood zoning showed that Khuzestan region in terms of flood vulnerability is divided into five areas of very high, high, moderate, low and very low vulnerability. Areas with very high vulnerability with an area of ​​14,177 square kilometers about 23 percent, areas with high vulnerability with an area of ​​20,077 square kilometers about 32.7 percent, areas with moderate vulnerability in terms of flooding about 9,509 square kilometers and 15.5 percent, and areas with low and very low vulnerability, with 11,355 and 6,303 square kilometers, respectively, cover about 18.5% and 10.3% of the area of ​​Khuzestan province. Also among about 37 important cities located in this province, 18 cities are located in areas with very high vulnerability and 12 cities in areas with high vulnerability in terms of floods. The results of combining the models of decision support systems and GIS in confirmation of previous studies indicate their high efficiency in determining areas with high risk of floods and it is necessary to consider them in the planning and land use processes, especially the risk assessment of these zoned areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban Settlements
  • Flood Risk
  • Fuzzy AHP
  • Khuzestan Border Province
1)      امینی، داوود (1390) کاربردهای نظامی GIS با تأکید بر نرم‌افزار  Global Mapper، چاپ اول، تهران: انتشارات دانشگاه افسری امام علی (ع).
2)      احمدزاده، حسن؛ سعیدآبادی، سعید؛ نوری، الهه (1394) بررسی و پهنه‌بندی مناطق مستعد به وقوع سیل با تأکید بر سیلاب شهری (مطالعه موردی: شهر ماکو)، نشریه هیدروژئومورفولوژی، دوره 1، شماره 2، صص. 23-1.
3)      پناهی، رؤیا؛ حسین زاده، محمدمهدی؛ خالقی، سمیه (1398) پهنه‌بندی مخاطره سیلاب به‌منظور تعیین حریم رودخانه‌ها، مجله اکو هیدرولوژی، دوره 6، شماره 2، صص. 567-553.
4)      حاتمی­نژاد، حسین؛ آتش‌افروز، نسرین؛ آروین، محمود (1396) پهنه‌بندی خطر سیل با استفاده از تحلیل چندمعیاره و GIS مطالعه موردی: شهرستان ایذه، فصلنامه دانش پیشگیری و مدیریت بحران، دوره 7، شماره 2، صص. 57-44.
5)      راد، مژگان؛ وفاخواه، مهدی؛ غلامعلی فرد، مهدی (1397) پهنه‌بندی سیل با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC-RAS در پایین‌دست حوزه آبخیز خرم‌آباد، مخاطرات محیط طبیعی، دوره 7، شماره 16، صص. 226-211.
6)      رضایی مقدم، محمدحسین؛ یاسی، مهدی؛ نیکجو، محمدرضا؛ رحیمی، مسعود (1397) پهنه‌بندی و تحلیل مورفولوژیکی سیلاب‌های رودخانه قره‌سو با استفاده از مدل هیدرودینامیکی HEC-RAS از روستای پیرازمیان تا تلاقی رودخانه اهر چای، جغرافیا و مخاطرات محیطی، دوره 7، شماره 1، صص. 15-1.
7)      رکن‌الدین افتخاری، عبدالرضا؛ قدیری، محمود؛ پرهیزکار، اکبر؛ شایان، سیاوش (1388) تحلیلی بر دیدگاه‌های نظری آسیب‌پذیری جامعه نسبت به مخاطرات طبیعی، برنامه‌ریزی و آمایش فضا، دوره 13، شماره 1، صص.۲۹-۶۲.
8)      قبادی، مرتضی؛ احمدی پری، معصومه؛ صالحی، اسماعیل (1395) ارزیابی و پهنه‌بندی ریسک سیلاب سکونتگاه‌های انسانی در راستای توسعه پایدار با بهره‌گیری از Fuzzy AHP در محیط GIS و مدل DPSIR مطالعه موردی: منطقه آبعلی، فصلنامه علوم و فنّاوری محیط‌زیست، دوره 18 شماره 2، صص.363-351.
9)      قهرودی تالی، منیژه؛ مجیدی هروی، آنیتا؛ عبدلی، اسماعیل (1395) آسیب‌پذیری ناشی از سیلاب شهری (مطالعه موردی: تهران، درکه تا کن)، جغرافیا و مخاطرات محیطی، سال 5، شماره 17، صص. 35-21.
10)   قدسیان، مسعود (1378) مهار سیلاب و مهندسی زهکشی، چاپ اول، تهران: انتشارات دانشگاه تربیت مدرس.
11)   قنبر زاده، هادی؛ بهنیافر، ابوالفضل؛ ثروتی، محمدرضا؛ موسوی، مهدی؛ نورمحمدی، علی‌محمد (1394) نقش متغیرهای ژئومورفیکی رودخانه‌ای در مخاطرات سیلاب شهرهای کوهستانی مطالعه موردی: شهر طرقبه، استان خراسان رضوی، فصلنامه آمایش محیط، دوره 8، شماره 31، صص.98- 77.
12)   شیخ علیشاهی، نجمه؛ جمالی، علی‌اکبر؛ حسن‌زاده نفوتی، محمد (1395) پهنه‌بندی سیل با استفاده از مدل هیدرولیکی تحلیل رودخانه (مطالعه موردی: حوضه آبریز منشاد- استان یزد، فضای جغرافیایی، دوره 16، شماره 53، صص.۹۶-۷۷.
13)   شیرمرد، حجت؛ حرودی، عباس؛ عادلی، امیر (1394) روش تحلیل سلسله مراتبی فازی در سامانه اطلاعات مکانی به‌منظور تعیین نقاط بهینه حفاری در کانسار مس پرفیری نیسیان، فصلنامه اطلاعات جغرافیایی، دوره 84، شماره 19، صص.100- 91.
14)   لشکری، حسن؛ رشیدی، علی؛ رضایی، علی (1392) پهنه‌بندی سیلاب رودخانه زرینه‌رود با استفاده از مدل هیدرولوژیکی HEC-RAS در محیط GIS، فصلنامه پژوهش‌های دانش زمین، دوره 4 شماره 1، صص. 68-51.
15)   صادق لو، طاهره و سجاسی قیداری، حمدالله (1393) راهبردهای مدیریت مخاطره سیل در مناطق روستایی با مدل TOPSIS، مطالعه موردی: حوضه آبریز قره چای رامیان، جغرافیا و مخاطرات محیطی، دوره 3، شماره 12، صص. 128-105.
16)   مختاری هشی، حسین و رحیمی، داریوش (1395) پهنه‌بندی خطر سیل در مراکز انسانی و اقتصادی استان خراسان جنوبی با استفاده از منطق فازی، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دوره 27، شماره 1، صص. 216-199.
17)   کاظمی، آفاق؛ رضایی مقدم، محمدحسین؛ نیکجو، محمدرضا؛ حجازی, میر اسدالله؛ خضری، سعید (1395) پهنه‌بندی و مدیریت مخاطرات سیلاب در رودخانه سیمینه‌رود با استفاده از مدل هیدرولیکی HEC- RAS.، مدیریت مخاطرات محیطی، دوره 3، شماره 4، صص. 393-379.
18)   عیسوی، وحید؛ کرمی، جلال؛ علی‌محمدی، عباس؛ نیک نژاد، سید علی (1391) مقایسه دو روش Fuzzy, AHP در مکان‌یابی اولیه سدهای زیرزمینی در منطقه طالقان. علوم زمین، سال 22، شماره 25، صص.94-87.
19)   محمد شریفی، پیچون و پرنون، فاطمه (1397) ارزیابی و تحلیل فضایی سیل گیری رودخانه قره‌سو با استفاده از منطق فازی در محیط GIS، مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره 7، شماره 15، صص. ۱۷-۳۰.
20)   موسوی، سید محمد؛ روستائی، شهرام؛ رستم‌زاده، هاشم (1397) ارزیابی منطقه‌ای مخاطره سیل در مقیاس زیر حوضه با استفاده از سنجش‌ازدور و مدل منطق فازی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز مرند)، مجله اکو هیدرولوژی، دوره 5، شماره 3، صص. 840-829.
21)   محمود زاده، حسن؛ یاری، فاطمه؛ واحدی، علی (1396) کاربرد تکنیک‌های دورسنجی و GIS برای پهنه‌بندی خطر سیلاب در شهر ارومیه با رویکرد تحلیل چندمعیاره، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 49، شماره 4، صص.730-719.
22)   محمدنژاد، محمد؛ مختاری، لیلا؛ بهنیافر، ابوالفضل (1398) پهنه‌بندی مخاطره سیلاب در حوضه رودخانه کلات (زیر حوضه منتهی به شهر کلات). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی، دوره 8، شماره 3، صص. 221-203.
23) Azmeri, Azmer. & Isa, Amir H. (2018) An analysis of physical vulnerability to flash floods in the small mountainous watershed of Aceh Besar Regency, Aceh province, Indonesia. Jàmbá, Journal of Disaster Risk Studies, Vol.10, No.1, pp.1-6.
24) Chang, LF. & Lin CH, Su MD. (2008) Application of geographic weighted regression to establish flood-damage functions reflecting spatial variation, Water study. Vol.34, No.2, pp.16-29.
25) Cutter, S. L. & Mitchell, J.T. & Scott, M.S. (2000) Revealing the vulnerability of peopleand places: A case study of Georgetown County, South Carolina, Annals of the Association of American Geographers, No.90, pp.1-12.
26) Iosub, M. & Minea, I. & Hapciuc, O. & Romanescu, G. H. (2015) The use of HEC-RAS modelling in flood risk analysis. Aerul si Apa, Componente ale Mediului, Vol.8, No.1, pp.300-315.
27) Ismail, Elkhrachy. (2015). Flash Flood Hazard Mapping Using Satellite Images and GIS Tools: A case study of Najran City, Kingdom of Saudi Arabia (KSA),The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, Vol.18, No.2, pp.261-278.
28) Jung, Younghun. & Kim, Dongguan, Kim. & Dongwook, Munmo, Kim. & Lee, Seung Oh. (2014) Simplified Flood Inundation Mapping Based On Flood Elevation-Discharge Rating Curves Using Satellite Images in Gauged Watersheds, Water, Vol.6, No.5, pp.1280-1299.
29) Jonkman, S.N. & Dawson, R.J. (2012) Issues and Challenges in Flood Risk Management-Editorial for the Special Issue on Flood Risk Management, Water, Vol.4, No.4, pp.785-792.
30) Khan, S.I. & Hong, T. & Wang, J. & Yilmaz, K.K. & Gourley, J.J. & Adler, R.F. & Brakenridge, G.R. & Policelli, F. & Habib, S. & Irwin, D. (2011) Satellite Remote Sensing and Hydrologic Modeling for Flood Inundation Mapping in Lake Victoria Basin:Implications for Hydrologic Prediction in Ungauged Basins, IEEE Trans. Geosci Remote Sens, Vol.49, No.1, pp.85-95.
31) Khattak, M. S. & Anwar, F. & Saeed, T. U. & Sharif, M. & Sheraz, K. & Ahmed, A. (2016) Flood plain mapping using HEC-RAS and ArcGIS: a case study of Kabul River, Arabian Journal for Science and Engineering, Vol.41, No.4, pp.1375-1390.
32) Sowmya, K. & John, C. & Shrivasthava, N. (2015) Urban flood vulnerability zoning of Cochin City, southwest coast of India, using remote sensing and GIS Natural Hazards, Journal of the International Society for the Prevention and Mitigation of Natural Hazards, Vol.75, No.2, pp.1271-1276.
33) Trondheim R.J. (2002) Reducing disaster vulnerability through local knowledge and capacity (The case of earthquake prone rural communities in India and Nepal), PhD Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Faculty of Architecture and Fine Art, Department of Town and Regional Planning.
34) Wanders, N. & Bierkens, M.F. & de Jong, S.M. & de Roo, A. & Karssenberg, D. (2013) The benefits of using remotely sensed soil moisture in parameter identification of large-scale hydrological models, In: EGU General Assembly Conference Abstracts, Vol.15, No.2, pp.102-115.
35) Wisner B. (2005) Tracking vulnerability: History, use, potential and limitations of a concept; Invited Keynote Address, SIDA & Stockholm University, Research Conference.
36) Zou, Q. & Zhou, J. & Zhou, C. & Song, L. & Guo, J. (2013) Comprehensive flood risk assessment based on set pair analysis-variable fuzzy sets model and fuzzy AHP, Stoch. Environ. Res. Risk Assess. Vol.27, No.3, pp.525-546.