شماره ركورد :
1295861
عنوان مقاله :
شناسايي روستاهاي در معرض خطر فرونشست در دشت اردبيل با استفاده از تحليل شبكه‌اي - فازي در سيستم اطلاعات جغرافيايي
عنوان به زبان ديگر :
Identification of villages at risk of subsidence in Ardabil plain using fuzzy-network analysis in GIS
پديد آورندگان :
ايماني، بهرام دانشگاه محقق اردبيلي - دانشكده علوم اجتماعي - گروه جغرافيا و برنامه ريزي روستايي، ايران , جعفرزاده، جعفر دانشگاه محقق اردبيلي - دانشكده علوم اجتماعي - گروه جغرافيا و برنامه ريزي روستايي، ايران
تعداد صفحه :
22
از صفحه :
62
از صفحه (ادامه) :
0
تا صفحه :
83
تا صفحه(ادامه) :
0
كليدواژه :
فرونشست , تحليل فازي , آبخوان , سيستم اطلاعات جغرافيايي , دشت اردبيل
چكيده فارسي :
در سال ‌هاي اخير به دليل تغييرات اقليمي و خشك‌سالي و همچنين فقدان نظارت در حفر چاه ‌هاي كشاورزي بسياري از سفره‌ هاي زيرزميني كشور مورد برداشت غيراصولي قرارگرفته ‌اند كه اين امر موجب منفي شدن بيلان اين آبخوان ‌ها شده است تا جايي كه بنا بر گزارش سازمان زمين‌شناسي بيشتر دشت ‌هاي كشور دچار افت سطح آب زيرزميني شده ‌اند. يكي از مخاطراتي كه به دليل عملكرد تدريجي كمتر مورد توجه قرار مي‌گيرد پديده فرونشست است كه در سال ‌هاي اخير به علت افزايش بهره ‌برداري از سفره‌ هاي زيرزميني مهم در دشت ‌هاي بارز كشور به‌ صورت مشكلي فراگير نمايان شده است. در اين تحقيق تلاش شده است كه امكان وقوع پديده فرونشست و خطرات احتمالي آن به‌ عنوان يك تهديد در انجام پروژه‌ هاي انساني و هم‌چنين سكونت‌گاه‌ هاي روستايي در محدوده دشت اردبيل مورد بررسي قرار گيرد. مواد و روش­ ها منطقه مورد مطالعه دشت اردبيل بين عرض جغرافياي شمالي 38 درجه و 05 دقيقه تا 38 درجه و 03 دقيقه و طول جغرافياي شرقي 48 درجه و 15 دقيقه تا 48 درجه و 35 دقيقه در بخش شمال غربي در مركز استان اردبيل قرارگرفته است. براي بررسي وضعيت آب زيرزميني دشت، از داده‌ هاي 38 مشاهده ‌اي كه از سازمان آب منطقه‌ اي اردبيل تهيه ‌شده ‌اند و در سطح دشت قرارگرفته ‌اند استفاده ‌شده است. نخست با استفاده از آمار 30 ساله 65 چاه مشاهده ‌اي و سامانه اطلاعات جغرافيايي، نقشه پتانسيل افت آب براي منطقه تهيه شد. سپس با استفاده از مدل دماتل فازي اقدام به جمع ‌آوري و مدل‌سازي نظرات كارشناسان شد. اين روش ازجمله روش ‌هاي مفهومي براي ساختار سازي مسئله ‌هاي تصميم‌ گيري به شمار مي‌رود. فن دماتل بر پايه نظريه گراف ايجاد شده است و در اين روش ما مي‌ توانيم معيارها را به دو گروه معيارهاي علت و معيارهاي معلول تقسيم‌ بندي كنيم تا شناخت بيشتري از روابط بين علت و معلول به دست آوريم و درنهايت بتوانيم يك شبكه ‌اي از روابط متقابل را ايجاد نماييم. درنهايت بعد از ايجاد ماتريس روابط كلي و با توجه به‌ اندازه حد آستانه تعريف ‌شده، ماتريس روابط نهايي را ايجاد مي‌ كنيم كه در اين ماتريس عدد صفر به معني عدم وجود رابطه و عدد يك به معني وجود رابطه ميان دو معيار هست. با استفاده از ماتريس روابط نهايي اقدام به نظرسنجي از خبرگان در مورد اندازه تأثير عوامل بر يكديگر با توجه به وابستگي آن‌ها به هم مي‌نماييم. بعدازآنكه داده‌ها از سازمان‌هاي مربوط تهيه شد اقدام به تشكيل پايگاه داده براي اطلاعات موجود در محيط نرم ‌افزار ArcCatalog كرده و سپس نقشه ‌هاي مربوط به اين داده‌ ها را در نرم‌افزار ArcGIS ايجاد شد. بعد از اينكه وزن لايه ‌هاي مختلف با استفاده از روش تحليل شبكه ‌اي فازي به دست آمد، وارد نرم ‌افزار ArcGIS شده و وزن ‌هاي هر زير معيار را در نقشه ‌اي كه براي هر لايه موردنظر ايجاد كرده بوديم ضرب كرده و درنهايت نقشه ‌ها را باهم جمع كرديم تا يك نقشه نهايي به دست آمد. نقشه نهايي نشان ‌دهنده مناطقي از دشت اردبيل است كه از نظر خطر فرونشست طبقه ‌بندي‌ شده و در پنج طبقه از لحاظ وضعيت خطر با طيف رنگي نشان داده شد. بعد ناحيه ‌اي كه افت شديد آب داشت انتخاب و با نقشه پراكندگي چاه‌ هاي عميق مقايسه شد. در مرحله آخر با استفاده از مدل ‌هاي پيشرفته و تركيبي فازي و تحليل شبكه ‌اي در محيط نرم ‌افزار سامانه اطلاعات جغرافيايي هر يك از لايه‌ هاي حساسيت رسوبات و افت سطح آب تعيين عضويت و با استفاده از همپوشاني خطي فازي نقشه حساسيت منطقه به پديده فرونشست در پنج كلاس حساسيت بسيار بالا، حساسيت بالا، حساسيت متوسط، حساسيت پايين و حساسيت بسيار پايين تهيه شد. براي تهيه نقشه نهايي وضعيت خطر فرونشست در محدوده دشت اردبيل ابتدا وزن ‌هاي به ‌دست‌ آمده براي هر زير فاكتور را در نقشه ‌هاي فازي شده آن زير فاكتور ضرب كرده و سپس با استفاده از ابزار RasterCalculator اين نقشه ‌هاي وزن‌دار تجميع شدند. در نقشه فازي نهايي ارزيابي وضعيت خطر فرونشست دشت اردبيل با طيف ‌هاي رنگي از آبي كه پايين‌ ترين حد را نشان مي‌دهد به سمت قرمز كه بيشترين مقدار را نشان مي‌ دهد، در تغيير است. رنگ آبي مناطق با خطر پايين و رنگ قرمز مناطق با خطر بالا را از نظر خطر فرونشست در محدوده دشت اردبيل و روستاهاي واقع در اين محدوده نشان مي ‌دهد. نتايج و بحث پس از به دست آوردن نقشه اوليه ارزيابي وضعيت خطر فرونشست و مناطق در معرض خطر فرونشست دشت اردبيل، نقشه نهايي بررسي وضعيت دشت اردبيل از لحاظ خطر فرونشست زمين، با توجه به وزن ‌ها و لايه‌ هاي به‌ دست ‌آمده تهيه ‌شده است. از آنجايي ‌كه تمامي نقشه ‌هاي لايه ‌هاي مبناء در پنج طبقه، باز طبقه‌ بندي‌ شده و وزن متناسب با هر طبقه مطابق با وضعيت لايه ‌ها داده ‌شده بود، نقشه نهايي نيز در پنج طبقه، طبقه ‌بندي و وزن دهي شد كه بنا بر نظر كارشناسان و اساتيد به شرح زير به ‌دست‌ آمده است؛ 1) مناطق با خطر پايين، 2) مناطق با خطر متوسط، 3) خطر بالا، 4) مناطق در معرض آسيب، 5) مناطق بحراني. درنهايت با استفاده از نقشه نهايي ارزيابي وضعيت خطر فرونشست دشت اردبيل و نيز رتبه ‌بندي به ‌دست ‌آمده از نظرات كارشناسان ذيربط، نقشه نهايي تحليل وضعيت خطر فرونشست دشت اردبيل تهيه شد. همچنين نقشه وضعيت چاه‌ هاي عميق در محدوده دشت اردبيل و پراكندگي آن در سطح دهستان‌ ها را نشان مي‌ دهد، ملاحظه مي‌ شود كه بيشترين پراكندگي و تمركز چاه ‌هاي عميق در سمت شرق دشت در محدوده دهستان‌هاي ويلكيج مركزي و فولادلوي شمالي قرارگرفته است كه اين وضعيت موقعيت پراكندگي چاه ‌هاي عميق به‌ خوبي وضعيت متناسب بودن پراكندگي چاه‌ هاي عميق با مناطق در معرض خطر فرونشست را نشان مي ‌دهد. نتيجه­ گيري دهستان‌ هاي ويلكيج مركزي، فولادلوي شمالي و دهستان شرقي بيشترين سطح آسيب ‌پذيري را ازلحاظ وضعيت خطر فرونشست دارند. وضعيت بحراني خطر فرونشست در اين سه دهستان بيشترين مقدار را دارد. همچنين دهستان كلخوران و آغبلاغ آقاجان خان از وضعيت متوسط به سمت وضعيت در معرض آسيب پيش مي‌ روند كه نيازمند دقت بيشتري در مديريت و برنامه‌ ريزي منابع آب اين دهستان‌ها هست. همچنين يك رابطه قوي بين نحوه پراكندگي چاه‌ هاي عميق در سطح دشت اردبيل و مناطق در معرض خطر بالاي فرونشست وجود دارد. با توجه به نتايج به دست آمده، زير معيار وضعيت آب‌ هاي زيرزميني با وزن 0.38 بيشترين تاثير را در وضعيت خطر فرونشست دشت اردبيل ايجاد كرده است. اين وزن با بررسي ساير لايه ‌هاي مرتبط با وضعيت آب زيرزميني و لايه پراكندگي جمعيت، نشان دهنده تاثير زياد اين زير معيار است.
چكيده لاتين :
In recent years, due to climate change and drought, as well as the lack of supervision in digging agricultural wells, many of the country's aquifers have been harvested improperly, which has led to a negative balance of these aquifers to the extent that, according to the Geological Survey, most of the country's plains have experienced a drop in groundwater levels. Today, the study, planning and planning to reduce the risks of natural hazards is one of the main issues of officials and planners of countries. One of the hazards that are less considered due to gradual performance is the phenomenon of subsidence, which in recent years due to increased use of important aquifers in the plains of the country has become a pervasive problem. In this research, an attempt has been made to investigate the possibility of subsidence and its possible dangers as a threat to human projects as well as rural settlements in the Ardabil plain.tp Materials and Methods The study area of ​​Ardabil plain is located between the latitude of thirty-eight degrees and thirty minutes north latitude to thirty-eight degrees and thirty minutes and the longitude of east geography forty-eight degrees and fifteen minutes to forty-eight degrees and thirty-five minutes in the northwestern part of Ardabil province. To investigate the groundwater status of the plain, data from 38 observation wells prepared by the Ardabil Regional Water Organization and located at the plain level have been used. First, using 30-year statistics of 65 observation wells and GIS, a water potential drop map for the region was prepared. Then, using fuzzy Dematel model, experts' opinions were collected and modeled. This method is one of the conceptual methods for structuring decision problems. The Dematel technique is based on graph theory, and in this way we can divide the criteria into two groups of cause and effect criteria to gain a better understanding of the cause-and-effect relationship and finally be able to create a network of interrelationships. Finally, after creating the general relationship matrix and according to the defined threshold size, we create the final relationship matrix in which the number zero means no relationship and the number one means the relationship between two criteria. Using the final relations matrix, we conduct a survey of experts on the extent to which factors affect each other with respect to their interdependence. After the data was obtained from the relevant organizations, a database was created for the information in the ArcCatalog software environment, and then maps related to this data were created in ArcGIS software. After the weights of the different layers were obtained using the fuzzy network analysis method, they entered the ArcGIS software and multiplied the weights of each sub-criterion in the map we created for each layer and finally gathered the maps together to get a final map Came. The final map shows the areas of Ardabil plain that are classified in terms of subsidence risk and in five categories in terms of danger status were shown with color spectrum. Then, the area with severe water loss was selected and compared with the scattering map of deep wells. In the last step, using advanced and fuzzy hybrid models and network analysis in the software environment of GIS, each of the layers of sediment sensitivity and water level drop membership is determined and using fuzzy linear overlap, the area sensitivity map to subsidence in five classes of very sensitivity High, high sensitivity, medium sensitivity, low sensitivity and very low sensitivity were prepared. To prepare the final map of subsidence risk status in Ardabil plain, first the obtained weights for each sub-factor were multiplied in the fuzzy maps of that sub-factor and then these weighted maps were aggregated using the Raster Calculator tool. The final fuzzy map of subsidence risk assessment of Ardabil plain is changing with the color spectrum changes from blue, which represents the lowest, to red, which represents the highest. The blue color indicates low risk areas and the red color indicates high risk areas in terms of subsidence risk in Ardabil plain and villages located in this area. Results and Discussion After obtaining the initial plan to assess the subsidence risk status and areas at risk of subsidence in Ardabil plain, the final map to assess the status of Ardabil plain in terms of land subsidence risk has been prepared according to the weights and layers obtained. Since all the base layer maps were reclassified into five layers and the weight corresponding to each layer was given according to the condition of the layers, the final map was classified and weighted into five layers, which according to experts and professors is as follows; 1) Low risk areas, 2) Medium risk areas, 3) High risk, 4) Damaged areas, 5) Critical areas. Finally, using the final map of Ardabil plain subsidence risk assessment, as well as the ranking obtained from the opinions of relevant experts, the final map of Ardabil plain subsidence risk analysis was prepared. Also, the map of deep wells in Ardabil plain and its distribution in rural areas, it can be seen that the highest distribution and concentration of deep wells in the eastern part of the plain is in Wilkij e Markazi and Fooladloo e Shomali villages. This situation shows the scattering position of deep wells showing the proportionality of the scattering of deep wells in areas at risk of subsidence. Conclusion Wilkij e Markazi, Fooladloo e Shomali, and Fooladloo e Sharghi have the highest levels of vulnerability in terms of subsidence risk status. The critical situation of landslide risk is the highest in these three villages. Also, Kalkhoran and Aghbalagh Aqajan Khan villages are moving from a moderate to a vulnerable situation, which requires more care in managing and planning the water resources of these villages. Also, there is a strong relationship between the distribution of deep wells in the Ardabil plain and areas at high risk of subsidence. Also, according to the results obtained the groundwater status sub-criterion with a weight of 0.38 has the greatest impact on the subsidence risk of Ardabil plain. This weight shows the high impact of this sub-criterion by examining other layers related to groundwater status and population dispersion layer.
سال انتشار :
1401
عنوان نشريه :
سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافيايي در منابع طبيعي
فايل PDF :
8708114
لينک به اين مدرک :
بازگشت