Assessment and Zoning of the Risk of Flash Flooding Based on Physiographic Factors and Morphometric Indices (Case Study of Qasr-e Shirin Basin)

Document Type : Research Paper

Author

Assistant Professor of Geography, Payame Noor Univerity, Kermanshah, Iran (*Corresponding Author Email: mansorparvin@pnu.ac.ir)

Abstract

Introduction
Sudden flash floods are generated by severe storms with high peak discharge (Abraham, 1984, p. 163) and are generally due to complex interactions between topographical, geological, geomorphological, and hydrological conditions (Abu Zaydou et al., 2016, 56). The flash flood is a complex phenomenon, whose prediction is very difficult (Cao et al., 2016, p. 2). The flash flood results in severe material damage and even human casualties and extreme erosion (Farhan & Iid, 2017, p. 718). It is the result of the activity of two groups of different parameters. The first group has meteorological features that vary in space and time, and the second group includes constant parameters including geomorphological and geological conditions (Josef et al., 2011, p. 755). The morphometric characteristics of drainage basins are significantly correlated with hydrological parameters (Maysa 2006, p. 1238) and the possibility of estimating their hydrologic behavior. Physiographic factors such as gradient, soil texture, land use, and rock permeability have different hydrological responses to precipitation occurrences in different basins. This affects the formation and characteristics of a sudden flood (Tinco et al., 2018, 595). Qasr-e Shirin Basin, due to the outcrops of Marne and Chile formations, geomorphologically, is an eroded area with a drainage network that is relatively dense and is susceptible to flash flood events due to heavy rainfalls. So far, there has not been any study to assess the risk of flash flood events in this basin since the assessment and zoning of the flash flood event in this basin is necessary. The purpose of this study is to assess and categorize the risk of flash flooding based on the morphometric and physiographic characteristics of Qasr-e Shirin Basin.
 
Materials and Methods
In this study, two methods of standardization of morphometric parameters and the FFPI model have been used. In the first method, 11 morphometric parameters were used to calculate the degree of risk. These parameters are calculated according to Equations (1) and (2).
Equation1 :              HD =
Equation2 :              HD =
The MFFPI model uses six physiographic parameters to capture the potential hazard of a sudden flood. Each of these parameters has its weight and is classified into five classes. The weight of each parameter is multiplied in each of the five sub-parameters and the final score of each layer is calculated (Tinco et al., 2018, p. 596). In the next step, the six-layer layers are assembled in the Raster Calculator and the final map of the potential flood event is calculated (Tinco et al., 2018, p. 507). The layers of the topographic slope (S), flow accumulation (Fa), and amplitude curvature (Pc) are extracted from a 10-meter DEM. Lithology layer (L) from Geological map 1: 250,000 Qasr-e Shirin sheet, Land Use layer (LU) from modified land-use plan of Kermanshah province with 1: 100000 scale, and soil texture layer from 1: 250000 map of Kermanshah province. 
 
Findings
The studied basin has six sub-basins and the drainage network model in Qasr-e Shirin basin and sub-basins is dendritic. In the standardization method, the total sum of the degree values of the eleven morphometric parameters showed that Qasr-e Shirin Basin and sub-basins 1, 2, and 3 have a high potential hazard. Sub-basin 4 has a high potential hazard and sub-basins 5 and 6 have a potential low risk of flash floods. According to the final map, the Falling Flood Potential (FFPI) of Qasr-e Shirin Basin has the extremes of high, medium, low, and very low levels of flash floods. The highest and the lowest risky areas of flash floods have 33.63% and 9.86% of the basin area, respectively. Areas with very low and low risk of flood occurrences correspond to the highlands of the basin, high mountain ranges, and river valleys prevailing on the river bed. Areas with high potential risk and a large number of flash floods are in line with the erosion plain and hill.
 
Conclusion
Calculating the risk according to eleven parameters showed that 83.3% of the area of Qasr-e Shirin basin had a high risk, 9.5% had a potential hazard, 7.2% had a potentially hazardous risk. In fact, 93% of the area of the Qasr-e-Shirin Basin had a potential high and severe risk of flash floods. According to the second method, about 60% of the area of Qasr-e Shirin Basin had a high potential hazard, about 20% had had a moderate potential, and about 20% of the basin area had a potentially hazardous and very low potential. A review of the map from the MFFPI model showed that the high heterogeneity of this map was influenced by the heterogeneity of slope parameters, directional direction, and flow density. The comparison of the results of the two models suggested that most of the area of the Qasr-e Shirin basin had a potentially high risk of occurrence of a flash flood. The degree of risk method, which is based on the measurement of eleven linear, shape, and ergonomic morphometric parameters, presented the potential risk of a flash flood event for the entire basin. Since the drainage network is responsible for the discharge of the flood, the results had a high degree of accuracy in assessing the risk of a flash flood event in the whole basin. But the MFFPI model used the effective physiographic parameters for creating floods in flood risk zoning and it identified high-risk areas within the basin. Finally, it can be admitted that the results of the two methods, despite differences like the parameters used, are complementary to each other. Based on the results of these models, the Qasr-e Shirin Basin had a high potential hazard in the event of a sudden flood event and the city of Qasr-e Shirin is in a very high-risk zone. Therefore, the Qasr-e Shirin Basin requires the implementation of protective projects and flood control.
 
Keywords: Flash Floods, Morphometric Parameters, MFFPI Method, Flooding Potential, Precipitation.
 
References:
- Abrahams, A. D. (1984). Channel Networks: A Geographical Perspective. Journal of Water Resources Research, 20, 161-168.
- Abuzied, S. M., & Mansour, B. M. (2019). Geospatial Hazard Modeling for the Delineation of Flash Flood-Prone Zones in Wadi Dahab Basin, Egypt. Journal of Hydroinformatics, 21(1), 180-206.
- Abuzied, S., Yuan, M., Ibrahim, S., Kaiser, M., & Saleem, T. (2016). Geospatial Risk Assessment of Flash Floods in Nuweiba Area, Egypt. Journal of Arid Environments, 133, 54-72.
- Bajabaa, S., Masoud, M., & Al-Amri, N. (2014). Flash Flood Hazard Mapping based on Quantitative Hydrology, Geomorphology and GIS Techniques (Case Study of Wadi Al Lith, Saudi Arabia). Arabian Journal of Geosciences, 7(6), 2469-2481.
- Cao, C., Xu, P., Wang, Y., Chen, J., Zheng, L., & Niu, C. (2016). Flash Flood Hazard Susceptibility Mapping Using Frequency Ratio and Statistical Index Methods in Coalmine Subsidence Areas. Journal of Sustainability, 8(9), 948.
- Constantinescu, S. (2006). Observații Asupra Indicatorilor Morfometrici Determinați Pe Baza. Journal of Natural Hazards and Risk, 5, 321-332.
- Douvinet, J. (2014). Flash Flood Hazard Assessment in Small Agricultural Basins Coupling GIS-Data and Cellular Automata Modelling: First Experimentations in Upper-Normandy (France). International Journal of Agricultural and Environmental Information Systems (IJAEIS), 5(1), 59-80.‏
- El Maghraby, M., Masoud, M., & Niyazi, B. (2014). Assessment of Surface Runoff in Arid, Data Scarce Regions; An Approach Applied in Wadi Al Hamd, Al Madinal Al Munawarah, Saudi Arabia. Life Science Journal, 11(4).
- Eze, E. B., & Efiong, J. (2010). Morphometric Parameters of the Calabar River Basin: Implication for Hydrologic Processes. Journal of Geography and Geology, 2(1), 18.
- Farhan, Y., & Ayed, A. (2017). Assessment of Flash-Flood Hazard in Arid Watersheds of Jordan. Journal of Geographic Information System, 9(06), 717.
- Farhan, Y., Anaba, O., & Salim, A. (2017). Morphometric Analysis and Flash Floods Assessment for Drainage Basins of the Ras En Naqb Area, South Jordan using GIS. Applied Morphometry and Watershed Management Using RS, GIS and Multivariate Statistics (Case Studies), 413.
- Gregory, K. J., & Walling, D. E. (1973). Drainage Basin Form Process. New York: Wiley. 
- Haggett, P. (1965). Locational Analysis in Human Geography. London: Edward Arnold Ltd. 
- Horton, R. E. (1932). Drainage Basin Characteristics. American Geophysics Union Transactions, 13, 350-361.
- Horton, R. E. (1945). Erosional Development of Streams and Their Drainage Basins; Hydrophysical Approach to Quantitative Morphology. Journal of Geological Society of America Bulletin, 56(3), 275-370.‏
- Howard, A. D. (1990). Role of Hypsometry and Planform in Basin Hydrologic Response. Journal of Hydrol Process, 4(4), 373–385.
- Hungr, O. (2000). Analysis of Debris Flow Surges Using the Theory of Uniformly Progressive Flow. Earth Surface Processes and Landforms: The Journal of the British Geomorphological Research Group, 25(5), 483-495.
- Jain, V., & Sinha, R. (2003). Evaluation of Geomorphic Control on Flood Hazard through Geomorphic Instantaneous Unit Hydrograph. Journal of Current Science, 85(11), 1596-1600.‏
- Majure, J. J., & Soenksen, P. J. (1991). Using a Geographic Information System to Determine Physical Basin Characteristics for Use in Flood Frequency Equations. In: Balthrop BH, Terry JE (Eds.), U.S. Geological Survey National Computer Technology Meeting-Proceedings, Phoenix, Arizona, November 14–18, 1988: U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report, 90–4162, 31–40.
- Masoud, M. H. (2016). Geoinformatics Application for Assessing the Morphometric Characteristics’ Effect on Hydrological Response at Watershed (Case Study of Wadi Qanunah, Saudi Arabia). Arabian Journal of Geosciences, 9(4), 280.
- Mesa, L. M. (2006). Morphometric Analysis of a Subtropical Andean Basin (Tucuman, Argentina). Journal of Environmental Geology, 50(8), 1235-1242.
- Minea, G. (2013). Assessment of the Flash Flood Potential of Bâsca River Catchment (Romania) based on Physiographic Factors. Journal of Open Geosciences, 5(3), 344-353.
- Pallard, B., Castellarin, A., & Montanari, A. (2009). A Look at the Links between Drainage Density and Flood Statistics. Journal of Hydrology and Earth System Sciences, 13(7), 1019-1029.
- Pareta, K., & Pareta, U. (2011). Quantitative Morphometric Analysis of a Watershed of Yamuna Basin, India Using ASTER (DEM) Data and GIS. International Journal of Geomatics and Geosciences, 2(1), 248-269.‏
- Patton, P. C., & Baker, V. R. (1976). Morphometry and Floods in Small Drainage Basins Subject to Diverse Hydrogeomorphic Controls. Journal of Water Resources Research, 12(5), 941-952.
-  Perucca, L. P., & Angilieri, Y. E. (2011). Morphometric Characterization of Del Molle Basin Applied to the Evaluation of Flash Floods Hazard, Iglesia Department, San Juan, Argentina. Journal of Quaternary International, 233(1), 81-86.‏
- Schumm, S. A. (1956). Evolution of Drainage Systems and Slopes in Badlands at Perth Amboy, New Jersey. Journal of Geological Society of America Bulletin, 67(5), 597-646.
- Strahler, A. (1952). Dynamic Basis of Geomorphology. Journal of Geological Society of America Bulletin, 63, 938.
- Sujatha, E. R., Selvakumar, R., Rajasimman, U. A. B., & Victor, R. G. (2015). Morphometric Analysis of Sub-Watersheds in Part of Western Ghats, South India Using ASTER DEM. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 6(4), 326-341.
- Taha, M. M., Elbarbary, S. M., Naguib, D. M., & El-Shamy, I. Z. (2017). Flash Flood Hazard Zonation based on Basin Morphometry Using Remote Sensing and GIS Techniques: A Case Study of Wadi Qena Basin, Eastern Desert, Egypt. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 8, 157-167.
- Tincu, R., Lazar, G., & Lazar, I. (2018). Modified Flash Flood Potential Index in order to Estimate Areas with Predisposition to Water Accumulation. Journal of Open Geosciences, 10(1), 593-606.
- Yousif, M., & Bubenzer, O. (2015). Geoinformatics Application for Assessing the Potential of Rainwater Harvesting in Arid Regions. Case study: El Daba’a area, Northwestern Coast of Egypt. Arabian Journal of Geosciences, 8(11), 9169-9191.
- Youssef, A. M., Pradhan, B., & Hassan, A. M. (2011). Flash Flood Risk Estimation along the St. Katherine Road, Southern Sinai, Egypt Using GIS based on Morphometry and Satellite Imagery. Environmental Eart
 
 

Keywords

Main Subjects

Full Text

مقدمه

حوضه‌های زهکشی، واحدهای اساسی یا اولیة ژئومورفیک برای مدیریت هیدرولوژیکی و توسعة پایدار منابع طبیعی هستند (Farhan et al., 2017: 9) که در داخل آنها، مخاطراتی چون سیلاب‌های ناگهانی رخ می‌دهد. سیلاب‌های ناگهانی، جریان‌های سریع و ناگهانی تولیدشده با طوفان‌های شدید است که دبی پیک بالا دارد (Abrahams‚ 1984: 163) و عموماً ناشی از تعاملات پیچیده بین شرایط توپوگرافی، زمین‌شناسی، ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی است (Abuzied et al.‚ 2016: 56). سیلاب ناگهانی، پدیده‌‌ای پیچیده است (Cao et al.‚ 2016: 2) که به خسارات شدید مادی، تلفات انسانی و فرسایش بسیار شدید منجر می‌شود (Farhan and Ayed‚ 2017: 718). این پدیده حاصل فعالیت دو گروه پارامتر مختلف است؛ گروه اول، ویژگی‌های هواشناسی است که در فضا و زمان متغیر است و گروه دوم، پارامترهای ثابت شامل شرایط ژئومورفولوژیک و زمین‌شناسی است (Youssef et al.‚ 2011: 755).

ویژگی‌های مورفومتری حوضه‌های زهکشی به‌طور چشمگیری با پارامترهای هیدرولوژیکی همبستگی دارد (Mesa‚ 2006: 1238) و برآورد رفتار هیدرولوژیکی آنها را امکان‌پذیر می‌کند. این شناخت برای ارزیابی رفتار حوضه در برابر بارش‌های سنگین، میزان احتمال رخداد سیلاب‌های ناگهانی و اجرای استراتژی‌های کنترل مفید است (Hungr‚ 2000: 485). عوامل فیزیوگرافی همچون شیب، بافت خاک، کاربری اراضی و نفوذپذیری سنگ‌ها موجب پاسخ‌های هیدرولوژیکی متفاوت به رخداد بارش در حوضه‌های مختلف شده و این امر بر ایجاد و ویژگی‌های سیلاب ناگهانی تأثیرگذار است (Tincu et al.‚ 2018: 595). درواقع تحلیل هیدرومورفومتریک حوضه‌ها، ابزاری کارآمد، سریع و کم‌هزینه برای پهنه‌بندی خطر سیلاب‌های ناگهانی در حوضه‌های آبریز است. تهیة نقشة پهنه‌بندی خطر سیلاب ناگهانی، روشی مناسب برای برنامه‌ریزی توسعة پایدار و حفاظت از جوامع انسانی است (Farhan and Ayed‚ 2017: 719).

حوضة قصر شیرین به علت رخنمون سازندهای مارنی گروه فارس ازنظر ژئومورفولوژیکی، منطقه‌ای فرسایش‌یافته با شبکة زهکشی نسبتاً متراکم است. بیشتر مساحت این حوضه، کاربری مراتع کم‌تراکم و دیمزارهای کم‌بازده و ازنظر اقلیمی، اقلیم نیمه‌خشک تا خشک دارد و به علت بارش‌های سنگین مستعد رخداد سیلاب ناگهانی است؛ همچنین با وجود عبور رودخانة الوند از شهر قصر شیرین، تاکنون مطالعه‌ای درزمینة برآورد خطر سیلاب‌های ناگهانی در این حوضه صورت نگرفته است؛ از این رو ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب ناگهانی در این حوضه ضروری است؛ بر این اساس هدف پژوهش حاضر، ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب ناگهانی برمبنای ویژگی‌های مورفومتریک و فیزیوگرافی در حوضة قصر شیرین است.

درزمینة سیلاب‌های ناگهانی در سطح جهان به پژوهش‌های زیر اشاره می‌شود:

پریوکا و انجیلیری[1] (2011) در حوضة سن‌جون آرژانتین؛ یوسف و همکاران[2] (2011) در حوضه‌های صحرای سینا در مصر؛ مینیا[3] (2013) در حوضة بسکا[4] در رومانی؛ باجابا و همکاران[5] (2014) در حوضة وادی‌الیث عربستان؛ دووینت[6] (2014) در حوضه‌های شمال فرانسه؛ فرهان و همکاران[7] (2017) در چندین حوضه در اردن؛ کاو و همکاران[8] (2016) در حوضه‌های اطراف پکن در چین؛ طاها و همکاران[9] (2017) در حوضة وادی‌قنا در شرق مصر؛ فرهان و اید[10] (2017) در حوضه‌های اردن؛ تینکو و همکاران[11] (2018) در حوضة تروتوس[12] رومانی؛ ابوزید و همکاران[13] (2016) در حوضة وادی دهاب مصر.

این پژوهش‌ها با استفاده از پارامترهای مورفومتری و فیزیوگرافی، نقشة پهنه‌بندی پتانسیل خطر سیلاب ناگهانی را در حوضه‌های مدنظر خود تهیه کرده‌اند و نتایج آنها بیان‌کنندة کارایی این مدل‌ها در ارزیابی خطر سیلاب ناگهانی است.

 

موقعیت حوضة پژوهش

حوضة قصر شیرین در غرب استان کرمانشاه در عرض‌های جغرافیایی ´19 °34 تا ´33 °34 شمالی و طول‌های جغرافیایی ´31 °45 تا ´50 °45 شرقی واقع شده (شکل 1) و بیشتر مساحت آن در محدودة سیاسی شهرستان قصر شیرین قرار دارد و رودخانة الوند، زهکش اصلی این حوضه است. ازنظر ژئومورفولوژی، چشم‌انداز غالب حوضة قصر شیرین، تپه‌ماهورها، بدلند و تیغه‌های فرسایشی است. ارتفاع کم و قرارگیری در حاشیة بیابان‌های بین‌النهرین سبب حاکمیت اقلیم گرم و نیمه‌خشک تا خشک در حوضة قصر شیرین شده است.

 

شکل 1. الف. نقشة موقعیت، شبکة زهکشی و زیرحوضه‌های حوضة قصر شیرین

Figure 1. a. Location map, drainage network and sub-basins of Qasr Shirin basin

روش‌‌شناسی پژوهش

در این پژوهش از روش محاسبة درجة خطر و مدل شاخص پتانسیل سیلاب ناگهانی برای ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب ناگهانی در حوضة قصر شیرین استفاده شد (شکل 2)؛ سپس در محیط نرم‌افزار ArcGIS محدودة حوضة قصر شیرین، زیرحوضه‌ها و شبکة زهکشی آن از DEM منطقه استخراج و شبکة آبراهه‌ها براساس روش استرالر رتبه‌بندی شد. لایه‌های شش‌گانة فیزیوگرافی حوضة قصر شیرین از نقشه‌های پایه و DEM منطقه استخراج شد. DEM ده متر سازمان نقشه‌برداری کشور، نقشة زمین‌شناسی 1:250000 برگة قصر شیرین، نقشة اصلاح‌شدة کاربری اراضی استان کرمانشاه با مقیاس 1:100000 و نقشة خاک 1:250000 استان کرمانشاه، داده‌های استفاده‌شده در این پژوهش هستند. در مدل MFFPI، لایه‌های پارامترهای شیب توپوگرافی، تجمع جریان و انحنای دامنه از DEM منطقه، لایة لیتولوژی از نقشة زمین‌شناسی و لایة کاربری اراضی از نقشة کاربری استخراج می‌شوند.

 

شکل 2. فلوچارت پژوهش و مراحل انجام روش‌های استفاده‌شده

Figure 2. Flowchart of research and steps of used methods

 

- روش محاسبة درجة خطر

در این روش برای ارزیابی خطر سیلاب ناگهانی، یازده پارامتر مورفومتریک به کار گرفته شده است. هشت پارامتر رابطة مستقیم و سه پارامتر رابطة معکوس با رخداد سیلاب ناگهانی دارند (جدول 1) و به ترتیب براساس معادلات 1 و 2 محاسبه می‌شوند.

معادلة 1:                                                                                HD =

معادلة 2:                                                                                HD =

در این معادلات، HD درجة خطرپذیری پارامترها، X میزان پارامترهای مورفومتریک و Xmin و Xmox مقادیر حداقل و حداکثر هریک از پارامترهای مورفومتریک در حوضه و زیرحوضه‌های مطالعه‌شده است. پهنه‌بندی زیرحوضه‌ها ازنظر خطرپذیری سیلاب ناگهانی براساس حاصل مجموع پارامترهای یازده‌گانه است و به پنج پهنة خطر تقسیم می‌شود (جدول 2). هریک از این پهنه‌ها امتیاز 1 تا 5 را به خود اختصاص می‌دهند (Farhan and Ayed‚ 2017: 724).

جدول 1. پارامترهای مورفومتریک استفاده‌شده در روش استانداردسازی

Table 1. Morphometric parameters used in standardization method

روش

پارامتر

فرمول

منبع

رابطة معکوس

نسبت انشعاب (Rb)

Rb=Nu/Nu+1

Strahler (1952)

طول جریان سطحی (Lo)

Lo = 1/2D

Horton (1932)

سینوزیته (SI)

Si= VL/LB

Gregory and Walling (1973)

رابطة مستقیم

مساحت (A)

محاسبه در نرم‌افزار GIS

Shum (1956)

فراوانی جریان (Fs)

F=Nμ/A

Horton (1932)

تراکم زهکشی (Dd)

D=Lu/A

Horton (1932)

شاخص شکل حوضه (Bf)

Ish = 1.27A/LB2

Hagt (1965), Horton (1945)

نسبت ناهمواری (Rr)

Rr=(Rf/LB)100

Shum (1956)

عدد ناهمواری (Rn)

Rn = Rf*D

Milton (1957)

شاخص شیب (SIn%)

SI=(E/0.75VL)100

Major and Sonksen (1991)

نسبت بافت زهکشی (Tt)

Dt = Nu/P

Horton (1945)

 

جدول 2. مقادیر پهنه‌های پتانسیل خطر سیل‌خیزی براساس روش محاسبة درجة خطر (Farhan and Ayed, 2017: 19)

Table 2. The values of flood potential risk zones based on the method of calculating the degree of risk

پهنة خطر

خطر کم

خطر متوسط

خطر زیاد

خطر خیلی زیاد

خطر شدید

مقادیر عددی

19-23.9

24-27.9

28-31.9

32-35.9

36-39.9

درجة خطر

1

2

3

4

5

 

- مدل شاخص پتانسیل سیلاب ناگهانی (MFFPI)

این مدل از شش پارامتر برای پهنه‌بندی پتانسیل خطر سیلاب ناگهانی بهره می‌برد و هریک از آنها وزن خاص خود را دارند و به پنج کلاس طبقه‌بندی می‌شوند (جدول 3). وزن‌های 1 و 5 به ترتیب کمترین و بیشترین تأثیر را بر انباشت آب دارند؛ سپس وزن هر پارامتر در هریک از زیرپارامترهای پنجگانه ضرب و امتیاز نهایی هر لایه محاسبه می‌شود (Tinko et al., 2018: 596). در ادامه لایه‌های شش‌گانه در ابزار Raster calculator جمع و نقشة نهایی پتانسیل سیلاب ناگهانی محاسبه می‌شود (Tinko et al., 2018: 507).

جدول 3. نحوة امتیازدهی پارامترهای مدلMFFPI (Tinko et al., 2018: 507)

Table 3. How to model the parameters of the model MFFPI

پارامتر

وزن

طبقه

وزن هر طبقه

امتیاز نهایی

شیب

3

0-3

3-6

6-8

8-10

10-60

5

4

3

2

1

3

6

9

12

15

تراکم جریان

2.5

0-1

1-2

2-3

3-4

4-6

1

2

3

4

5

2.5

5

7.5

10

12.5

انحنای دامنه

2

(49-)- 18-

(0.5-)- 9-

0.5-0.5-

1.5-0.5

30-1.5

1

2

3

4

5

2

4

6

8

10

بافت خاک

1

ماسه- رسی

ماسه‌ای- لومی- رسی

بافت‌های مختلف

رسی

رسی- سیلتی- مواد رس‌دار

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

نفوذپذیری سنگ

1

نهشته‌های کواترنری

سازندهای ماسه‌سنگ، کنگلومرا

سازندهای آهکی- دولومیتی

سازندهای شیلی

سازندهای مارنی

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

پوشش زمین

0.5

جنگل و باغ‌ها

مرتع متراکم و نیمه‌متراکم

زمین زراعی

مرتع کم‌تراکم

رخنمون سنگی و سطوح آبی

1

2

3

4

5

0.5

1

1.5

2

2.5

یافته‌های پژوهش

حوضة قصر شیرین شش زیرحوضه دارد و الگوی شبکة زهکشی در تمامی زیرحوضه‌ها به علت رخنمون زیاد سازندهای نفوذناپذیر شیلی و مارنی از نوع دندریتیک[14] متراکم است. زهکش اصلی حوضة قصر شیرین، رودخانة الوند است و رتبة 7 دارد (شکل 3).

- تحلیل پارامترهای مورفومتری و ارزیابی پتانسیل سیل‌خیزی حوضة قصر شیرین

 مساحت حوضة قصر شیرین، 490 کیلومترمربع (جدول 4) است. زیرحوضه‌های شمارة 1، 2 و 3 با مساحت بیش از 100 کیلومترمربع جزو حوضه‌های متوسط است و زیرحوضه‌های 4، 5 و 6 در ردة حوضه‌های کوچک قرار دارند.

پارامتر نسبت انشعاب بر دبی پیک هیدروگراف رواناب تأثیر زیادی دارد (Jain and Sinha‚ 2003: 1603) و مقادیر زیاد آن نشان‌دهندة دبی لحظة بالا و رخداد سیل است (Howard‚ 1990: 377).

حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های آن مقادیر زیاد تا متوسط پارامتر نسبت انشعاب دارند (جدول 4). پارامتر فراوانی آبراهه‌ها با میزان نفوذپذیری، ناهمواری و تولید رواناب مرتبط (Eze and Efiong‚ 2010: 21) و مقادیر زیاد آن نشان‌دهندة کم‌بودن ظرفیت نفوذ است (Patton and Baker‚ 1976: 944). میزان این پارامتر در حوضة قصر شیرین، 07/4 و در زیرحوضه‌ها، بین 25/5 (زیرحوضة 2) و 82/2 (زیرحوضة 6) متغیر است و این پارامتر شرایط لازم را برای تولید رواناب و ایجاد سیلاب دارد.

پارامتر تراکم زهکشی از شرایط اقلیمی، لیتولوژیکی، ساختارهای زمین‌شناسی و ناهمواری سطحی متأثر (Pareta and Pareta‚ 2011: 257) و با کنترل رواناب سطحی بر میزان دبی سیل تأثیرگذار است (Pallard et al.‚ 2009: 1025). میزان پارامتر تراکم زهکشی در حوضة قصر شیرین، 66/3 (Km/Km2) و رخنمون سازندهای نفوذناپذیر سبب زیادبودن مقادیر این پارامتر است.

طول جریان سطحی توسعة هیدرولوژیکی و فیزیوگرافی بر حوضه‌های زهکشی تأثیر می‌گذارد (Horton, 1932: 355). هورتون[15] (1945) این پارامتر را مسافت طی‌شده با آب پیش از رسیدن به داخل آبراهه تعریف می‌کند. طول جریان سطحی در حوضة قصر شیرین، 107/0 کیلومتر و در زیرحوضه، این میزان بین 110/0 (زیرحوضة 3) و 185/0 (زیرحوضة 6) کیلومتر است.

سینوزیته نسبت حداکثر طول رودخانة اصلی به طول حوضه است و عموماً مقادیر بین 5/0 تا 4 دارد (Farhan and Ayed, 2017: 734). جریان‌های با مقادیر سینوزیتة کمتر، حالت مستقیم دارد و مقادیر بیش از 5/1 بیان‌کنندة حالت مئاندری جریان است (Wolman et al., 1960: 57). حوضة قصر شیرین نسبت سینوزیتة 72/0 و زیرحوضة 1 (63/0) و زیرحوضة 5 (91/0)، کمترین و بیشترین میزان را دارد. نسبت سینوزیتة نسبتاً کم در حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های آن نشان‌دهندة زمان کم خروج آب از حوضه و افزایش خطر سیل است. شاخص شکل حوضة قصر شیرین، 41/0 و در زیرحوضه‌ها، کمترین و بیشترین میزان این پارامتر به ترتیب متعلق به زیرحوضة 6 (17/0) و 5 (45/0) است (جدول 4). مقادیر کمتر این پارامتر نشان‌دهندة شکل کشیده‌تر حوضه‌ها و درنتیجه سیل‌خیزی کمتر است.

نسبت ناهمواری، میزان تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی جریان آب در حوضه را کنترل می‌کند و مستقیماً با سیلاب و غیرمستقیم با زمان تمرکز در ارتباط است (Bajaba et al., 2014: 2475). نسبت‌های ناهمواری کم بیان‌کنندة شیب کم حوضه، انرژی جنبشی کمتر و درنتیجه سیل‌خیزی کمتر است (Farhan and Ayed, 2017: 736). نسبت ناهمواری حوضة قصر شیرین، 95/2 است و زیرحوضه‌های 4 و 5 به ترتیب با مقادیر 36/5 و 51/2، بیشترین و کمترین مقادیر نسبت ناهمواری را دارند. زیرحوضه‌های 2، 4، 5 و 6 مقادیر زیاد نسبت ناهمواری دارند. عدد ناهمواری متأثر از شیب و ناهمواری حوضه است و بر ویژگی‌های رواناب تأثیر می‌گذارد. در حوضه‌های با دامنه‌هایی پرشیب، سرعت جریان زیاد، رواناب سطحی سریع‌تر و زمان رسیدن به پیک هیدروگراف سیل کمتر است (Masoud, 2016: 271). مقادیر بزرگ‌تر از 5/0 این پارامتر حاکی از سیل‌خیزی حوضة آبخیز است (Sujatha et al., 2013: 334). حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های آن اختلاف ارتفاع کمی دارند و درنتیجه مقادیر پارامتر عدد ناهمواری برای تمامی زیرحوضه‌ها، کمتر از 5/0 و بیان‌کنندة پتانسیل کمتر خطر سیل است.

شاخص شیب برای ارزیابی شیب کانال اصلی حوضه است و در ارزیابی حجم رواناب استفاده می‌شود (Yousif and Bubenzer, 2015: 9175). مقادیر شاخص شیب حوضة قصر شیرین، 51/0 و زیرحوضه‌های آن بین 73/0 تا 52/0 در نوسان (جدول 4) و میزان نسبتاً متوسط این پارامتر نشان‌دهندة پتانسیل متوسط خطر سیل‌خیزی حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های آن است.

نسبت بافت زهکشی متأثر از ویژگی‌های لیتولوژیکی، نفوذپذیری و ناهمواری حوضه است (El Maghraby et al., 2014: 279). اسمیت[16] (1958) براساس مقادیر، نسبت بافت حوضه‌های زهکشی را به حوضه‌های با بافت درشت (>4/6Km-1)، بافت متوسط (4/6 تا 16 Km-1) و بافت ریز (Km-116<) طبقه‌بندی کرد. مقادیر کم نسبت بافت نشان‌دهندة میزان نفوذ زیاد و کاهش خطر سیل است. حوضة قصر شیرین و تمامی زیرحوضه‌های آن، بافت متوسط و پتانسیل خطر سیل متوسط دارند.

جدول 4. میزان پارامترهای مورفومتری حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های آن

Table 4. The amount of morphometric parameters of Qasr Shirin basin and its sub-basins

پارامتر

حوضة

قصر شیرین

زیرحوضة 1

زیرحوضة 2

زیرحوضة 3

زیرحوضة 4

زیرحوضة 5

زیرحوضة 6

مساحت حوضه

490

116

119

173

46

22

14

نسبت انشعاب

43/3

25/3

52/3

17/3

11/4

15/4

97/3

فراوانی آبراهه

07/4

13/5

25/5

03/5

13/3

51/2

82/2

تراکم زهکشی

96/3

76/3

67/3

71/3

18/3

24/3

89/2

طول جریان سطحی

107/0

115/0

127/0

110/0

163/0

171/0

185/0

سینوزیته

72/0

61/0

71/0

65/0

79/0

91/0

83/0

شاخص شکل حوضه

41/0

30/0

27/0

34/0

34/0

43/0

17/0

نسبت ناهمواری

95/2

78/3

43/3

93/3

36/5

51/2

16/3

عدد ناهمواری

39/0

26/0

35/0

47/0

24/0

11/0

18/0

شاخص شیب

061/0

045/0

053/0

088/0

042/0

035/0

043/0

نسبت بافت زهکشی

41/15

82/15

93/15

91/14

21/6

39/8

15/5
                 

 

محاسبة مقادیر درجة خطر پارامترهای مورفومتری یازده‌گانه نشان می‌دهد حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های بزرگ (1، 2 و 3) جز پارامترهای نسبت انشعاب و شاخص شکل حوضه در سایر پارامترها، بیشترین میزان درجة خطر را دارند (جدول 5). حوضه‌های کوچک (4، 5 و 6) به جز دو پارامتر مورفومتری یادشده در بالا، در بیشتر پارامترهای مورفومتری، کمترین میزان درجة خطر را دارند؛ بنابراین حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های بزرگ، بیشترین میزان درجة خطر را درزمینة امکان وقوع سیلاب ناگهانی دارند و زیرحوضه‌های کوچک ریسک کمتری در این زمینه دارند. جمع کل مقادیر درجة خطر پارامترهای یازده‌گانة مورفومتری براساس تقسیم‌بندی جدول 2 نشان داد حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های 1، 2 و 3 پتانسیل خطر شدید، زیرحوضة 4 پتانسیل خطر زیاد و زیرحوضه‌های 5 و 6 پتانسیل خطر کم سیلاب ناگهانی دارند.

جدول 5. میزان درجة خطر پارامترهای مورفومتری در حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های آن

Table 5. Risk level of morphometric parameters in Qasr Shirin basin and its sub-basins

پارامتر

حوضة قصر شیرین

زیرحوضة 1

زیرحوضة 2

زیرحوضة 3

زیرحوضة 4

زیرحوضة 5

زیرحوضة 6

مساحت حوضه

5

85/1

88/1

33/2

26/1

05/1

1

نسبت انشعاب

61/1

32/1

42/2

1

83/4

5

26/4

فراوانی آبراهه

07/3

82/4

5

67/4

91/1

1

45/1

تراکم زهکشی

5

25/4

91/3

06/2

08/2

31/2

1

طول جریان سطحی

5

58/4

97/3

84/4

12/2

71/1

1

سینوزیته

13/3

5

66/3

46/3

6/2

1

06/2

شاخص شکل حوضه

69/3

3

53/2

61/3

61/3

5

1

نسبت ناهمواری

61/1

78/2

29/2

99/2

5

1

91/1

عدد ناهمواری

01/4

66/2

66/3

5

44/2

77/1

1

شاخص شیب

96/2

75/1

35/2

5

52/1

1

63/1

نسبت بافت زهکشی

70/4

95/4

5

62/4

39/1

21/2

1

جمع کل

78/39

96/36

67/36

58/39

76/28

05/23

31/21

 

- ارزیابی پتانسیل سیلاب ناگهانی براساس مدل شاخص پتانسیل سیلاب ناگهانی

شیب توپوگرافی تابع ناهمواری سطح زمین است و نقش بسیار مؤثری در نفوذ آب و ایجاد سیل دارد. در نواحی با شیب بین 10 تا 60 درجه به علت افزایش سرعت رواناب، انباشت آب کم شده است و امتیاز 1 را به خود اختصاص داده‌اند. در نواحی با شیب بین 6 تا 0، درجة انباشت آب صورت گرفته و امکان وقوع سیل افزایش یافته است و بیشترین امتیاز را دارند (Tinko et al., 2018: 599).

حوضة قصر شیرین دربرگیرندة ارتفاعات فرسایشی، تپه‌ماهور و دشت فرسایشی و شیب توپوگرافی آن بین 0 تا 61 درجه متغیر است (شکل 3.الف). نقشة شیب حوضة قصر شیرین با توجه به جدول 5 به پنج طبقه تقسیم شد. طبقات شیب 0 تا 10 درجه منطبق بر محدودة دشت فرسایشی قصر شیرین، بیشترین امتیاز و طبقة شیب 10 تا 60 درجه منطبق بر ارتفاعات فرسایشی حوضه، کمترین امتیاز را به خود اختصاص داده‌اند (شکل 3.الف).

 

شکل 3. الف. نقشة طبقات شیب؛ ب. نقشة لایة وزن‌دار شیب حوضة قصر شیرین

Figure 3. A. Map of slope classes; B. Weighted map of the slope of Qasr Shirin basin

 

پارامتر تجمع جریان، چگونگی تجمع آب را در هر سلول از سطوح مجاور نشان می‌دهد. سلول‌های با انباشت زیاد آب معمولاً کانال رودخانه‌ها و شبکة زهکشی را نشان می‌دهد و به علت تجمیع آب نقش زیادی در ایجاد سیل دارد (Tinko et al., 2018: 600). شکل 4 (الف و ب) به ترتیب نقشة تجمع جریان و نقشة لایة امتیازدهی‌شدة این پارامتر را نشان می‌دهد. آبراهه‌های رتبه پایین و دامنه‌ها، کمترین امتیاز و آبراهه‌های رتبه بالا به علت انباشت بیشتر آب، بیشترین امتیاز را دارند.

نیمرخ انحنای دامنه اجزای محدب و مقعر دامنه را مشخص می‌کند. در نواحی محدب، سرعت رواناب افزایش یافته است و این امر باعث کاهش انباشت آب می‌شود؛ اما در نواحی مقعر، سرعت رواناب کاهش یافته است و درنتیجه انباشت آب و امکان ایجاد سیل افزایش می‌یابد (Constantinescu, 2006: 324). شکل 5 (الف و ب) به ترتیب نقشة نیمرخ انحنای دامنه و نقشة امتیازدهی‌شدة این پارامتر را نشان می‌دهد که به علت ناهمواری و فرسایش‌یافتگی حوضه، نیمرخ دامنه‌ها متغیر است و بیشتر آنها نیمرخ محدب دارند؛ بنابراین بیش از نیمی از دامنه‌های حوضه دامنة محدب دارند و امتیازات زیاد را به خود اختصاص داده‌اند.

 

شکل 4. الف. نقشة تجمع جریان؛ ب. نقشة لایة وزن‌دار تجمع جریان حوضة قصر شیرین

Figure 4. a. Flow aggregation map; B. Weighted layer map of Qasr Shirin basin

 

شکل 5. الف. نقشة نیمرخ انحنای دامنه؛ ب. نقشة لایة وزن‌دار نیمرخ انحنای دامنة حوضة قصر شیرین

Figure 5. a. Domain Curvature Profile Map; B. The weighty layer map of the curved profile of the slope of the Qasr Shirin basin

 

بافت و ساختار خاک با کنترل میزان نفوذ آب و نگهداشت آن باعث تأثیر بر سیل می‌شود. خاک‌های با نفوذپذیری زیاد و نگه‌داشت مناسب آب باعث کاهش رواناب و کاهش سیل می‌شود (Tinko et al., 2018: 595). خاک حوضة قصر شیرین متأثر از شرایط سنگ مادر و رخنمون سازندهای مارنی و شیلی، اقلیم خشک و توپوگرافی ناهموار است و بیشتر مساحت آن، خاک‌های رسی و رسی- سیلتی- مواد رس‌دار دارد (شکل 6. الف). این نوع خاک‌ها به علت نفوذپذیری کم در ایجاد سیل مؤثرند و بیشترین امتیاز را به خود اختصاص داده‌اند (شکل 6. ب).

 حوضة قصر شیرین در زون زاگرس چین‌خورده واقع شده است و تنوع لیتولوژیکی دارد. نهشته‌های کواترنری در امتداد رودخانة الوند و سرشاخه‌های آن رخنمون دارد. ارتفاعات «بازی دارز» یک طاقدیس فرسایش‌یافته است که بخش‌های حاشیة آن از سازند گچساران (مارن- گچ) و دیواره‌های آن از سازند آهک آسماری تشکیل شده و در هستة آن، سازندهای شیلی- رسی- مارنی گورپی و پابده رخنمون یافته است (شکل 7. الف). ارتفاعات قراویز و آخ‌داخ از سازند کنگلومرای بختیاری و تپه‌ماهورها و دشت فرسایشی قصر شیرین از سازند آغاجاری تشکیل شده‌اند.

شکل (7. ب) نقشة لایه‌های امتیازدهی به پارامتر لیتولوژی را نشان می‌دهد که براساس آن، سازندهای نفوذناپذیر مارنی آغاجاری و گچساران و سازندهای شیلی پابده و گورپی به ترتیب امتیازهای 5 و 4، سازند آهک آسماری امتیاز 3، سازند کنگلومرای بختیاری امتیاز 2 و نهشته‌های کواترنری به علت نفوذپذیری زیاد، امتیاز 1 را به خود اختصاص داده‌اند.

 

شکل 6. الف. نقشة خاک؛ ب. نقشة وزن‌دار لایة خاک حوضة قصر شیرین

Figure 6. a. Soil map; B. Weighing map of the soil layer of Qasr Shirin basin

 

شکل 7. الف. نقشة لیتولوژی؛ ب. نقشة وزن‌دار لایة لیتولوژی حوضة قصر شیرین

Figure 7. a. Lithological map; B. Weighted map of the lithology layer of the Sweet Palace Basin

 

پوشش گیاهی به‌مثابة عامل حفاظتی دربرابر باران عمل می‌کند و سرعت رواناب را کاهش می‌دهد. کاربری اراضی نیز نقش مهمی در میزان نفوذ آب و تجمیع آن دارد. ازنظر کاربری اراضی مراتع کم‌تراکم حدود %54، زراعت دیم %26، مراتع نیمه‌متراکم %15، رخنمون سنگی %3 و کاربری‌های مناطق مسکونی، باغ و جنگل تنک درمجموع %2 مساحت حوضة قصر شیرین را به خود اختصاص داده‌اند (شکل 8. الف). پارامتر کاربری اراضی براساس جدول 3 امتیازدهی شده است و کاربری باغ‌ها و جنگل نیمه‌متراکم، کمترین امتیاز و رخنمون سنگی و مراتع متراکم، بیشترین امتیاز را دارند (شکل 8. ب).

 

شکل 8. الف. نقشة کاربری اراضی؛ ب. نقشة وزن‌دار لایة کاربری اراضی حوضة قصر شیرین

Figure 8. a. Land use map; B. Weight map of the land use layer of Qasr Shirin basin

 

نقشة نهایی شاخص پتانسیل سیل ناگهانی (MFFPI)، حاصل‌جمع پارامترهای شش‌گانة امتیازدهی‌شده براساس جدول 5 است و ازلحاظ سیل‌خیزی به پنج پهنه تقسیم شده است. پهنه‌های با پتانسیل خطر زیاد و خطر کم سیل ناگهانی به ترتیب با اختصاص %33.63 و %9.86 مساحت حوضه، بیشترین و کمترین مساحت را به خود اختصاص داده‌اند (شکل 9). مناطق با پتانسیل خطر خیلی کم و کم‌خطر سیل ناگهانی منطبق بر ارتفاعات حوضه، تپه‌ماهورهای مرتفع و پرتگاههای رودخانه‌ای مسلط بر بستر رودخانه هستند (شکل 9). این پهنه شیب و تراکم جریان کم، دامنه‌های محدب، سازندهای آهکی، شیلی و مارنی، کاربری مرتع، جنگل نیمه‌متراکم، باغ‌ها و مناطق مسکونی و خاک‌های رسی- سیلتی- مواد رس‌دار دارد. پهنة با خطر متوسط سیل ناگهانی منطبق بر تپه‌ماهورها و حواشی ارتفاعات است و شیب و تراکم جریان متوسط، دامنه‌های نسبتاً مسطح، کاربری مرتع کم‌تراکم و کشاورزی و سازندهای شیلی، مارنی و نهشته‌های کواترنری دارد. پهنه‌های با خطر زیاد و خیلی زیاد سیل ناگهانی منطبق بر دشت فرسایشی و تپه‌ماهوری است که شیب کم، تراکم جریان زیاد، دامنه‌های مقعر، کاربری مرتع کم‌تراکم و کشاورزی، سازندهای مارنی و تا حدی نهشته‌های کواترنری دارد. شهر قصر شیرین در پهنه‌های با خطر خیلی زیاد رخداد سیلاب ناگهانی قرار دارد.

 

شکل 9. نقشة نهایی پهنه‌بندی سیلاب ناگهانی براساس مدل FFPI

Figure 9. Final Plan for Sudden Flood Zoning Based on the FFPI Model

 

نتیجه‌گیری

سیل ازجمله مهم‌ترین مخاطرات طبیعی در ایران است که هرساله خسارات‌ زیادی را در اقصی نقاط کشور به بار می‌آورد. رخداد این پدیده متأثر از پارامترهای مختلف ژئومورفولوژیکی، هیدرولوژیکی، اقلیمی، زمین‌شناسی و کاربری اراضی است. حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های آن عمدتاً داده‌های هیدرومتری مناسب ندارند. ارزیابی شرایط مورفومتری و فیزیوگرافی این حوضه به برآورد میزان خطر و پهنه‌بندی پتانسیل سیلاب ناگهانی در این حوضه منجر می‌شود. نتایج محاسبة روش درجة خطر بیان‌کنندة آن است که حوضة قصر شیرین و زیرحوضه‌های 1، 2 و 3 پتانسیل خطر شدید، زیرحوضة 5 پتانسیل خطر زیاد و زیرحوضه‌های 5 و 6 پتانسیل خطر کم دارند؛ به بیانی %83.3 مساحت حوضة قصر شیرین پتانسیل خطر شدید، %9.5 پتانسیل خطر زیاد و %7.2 پتانسیل خطر کم دارند. درواقع %93 مساحت حوضة قصر شیرین پتانسیل خطر زیاد و شدید سیلاب ناگهانی دارد و این امر بیان‌کنندة مساعدبودن شرایط مورفومتری حوضه برای رخداد سیلاب ناگهانی است. مدل MFFPI برای ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب ناگهانی مبتنی بر پارامترهای فیزیوگرافی است و براساس آن حدود %60 مساحت حوضة قصر شیرین پتانسیل خطر زیاد و خیلی زیاد، حدود %20 پتانسیل خطر متوسط و حدود %20 مساحت این حوضه نیز پتانسیل خطر کم و خیلی کم رخداد سیلاب ناگهانی دارد؛ بنابراین شرایط فیزیوگرافی حوضة قصر شیرین نیز مساعد رخداد سیلاب ناگهانی است.

بررسی نقشة حاصل از مدل MFFPI نشان می‌دهد ناهمگونی بالایی این نقشه متأثر از ناهمگونی پارامترهای شیب، جهت دامنه و تراکم جریان بوده است؛ زیرا ژئومورفولوژی حوضه فرسایش یافته است. نواحی کوهستانی متأثر از شیب زیاد، تحدب زیاد دامنه و کم‌بودن تراکم جریان، پتانسیل خطر کم سیل ناگهانی و مناطق تپه‌‌ماهوری و دشت فرسایشی متأثر از توپوگرافی نسبتاً هموار، پتانسیل خطر زیاد سیلاب ناگهانی دارند.

مقایسة نتایج دو مدل بیان‌کنندة آن است که بیشتر مساحت حوضة قصر شیرین پتانسیل خطر زیاد رخداد سیلاب ناگهانی دارد. روش درجة خطر، میزان پتانسیل خطر سیلاب ناگهانی را برای کل حوضه نشان می‌دهد؛ اما مناطق پرخطر و کم‌خطر را در داخل حوضه مشخص نمی‌کند. درمقابل مدل MFFPI، مناطق پرخطر و کم‌خطر را در داخل حوضه مشخص می‌کند. درنهایت باید گفت نتایج دو روش با وجود تفاوت‌ها در ماهیت پارامترهای استفاده‌شده، مکمل یکدیگرند. برپایة نتایج این مدل‌ها، حوضة قصر شیرین پتانسیل خطر زیاد در رخداد سیلاب ناگهانی دارد و شهر قصر شیرین به علت عبور رودخانة الوند از داخل شهر و شرایط مورفومتری و فیزیوگرافی حوضه در پهنة خطر خیلی زیاد قرار گرفته است؛ بنابراین حوضة قصر شیرین نیازمند اجرای پروژه‌های حفاظتی و مقابله با سیلاب برای کاهش خطرات احتمالی ناشی از رخداد این مخاطره است.


[1]. Perucca and Angilieri

[2]. Youssef et al.

[3]. Minea

[4]. Bâsca

[5] Bajaba et al.

[6]. Douvinet et al.

[7]. Farhan et al.

[8]. Kaw et al.

[9]. Taha et al.

[10]. Farhan and Ayed

[11]. Tinko et al.

[12]. Trotus

[13]. Abu Zaid et al.

[14]. Dendritic

[15]. Horton

[16]. Smith

References

Resources
Abrahams, A.D., (1984). Channel Networks: A Geographical Perspective, Water Resources Research, 20, 161- 168.
Abuzied, S.M., Mansour, B.M., (2019). Geospatial hazard modeling for the delineation of flash flood-prone zones in Wadi Dahab basin, Egypt, Journal of Hydroinformatics, 21 (1), 180- 206.
Abuzied, S., Yuan, M., Ibrahim, S., Kaiser, M., Saleem, T., (2016). Geospatial risk assessment of flash floods in Nuweiba area, Egypt, Journal of Arid Environments, 133, 54- 72.
Bajabaa, S., Masoud, M., Al-Amri, N., (2014). Flash flood hazard mapping based on quantitative hydrology, geomorphology and GIS techniques (case study of Wadi Al Lith, Saudi Arabia), Arabian Journal of Geosciences, 7 (6), 2469- 2481.
Cao, C., Xu, P., Wang, Y., Chen, J., Zheng, L., Niu, C., (2016). Flash flood hazard susceptibility mapping using frequency ratio and statistical index methods in coalmine subsidence areas, Sustainability, 8 (9), 948 p.
Constantinescu, S., (2006). Observații asupra indicatorilor morfometrici determinati pe baza, Natural Hazards and Risk, 5, 321- 332.
Douvinet, J., (2014). Flash Flood Hazard Assessment in Small Agricultural Basins Coupling GIS-Data and Cellular Automata Modelling: First Experimentations in Upper-Normandy (France), International Journal of Agricultural and Environmental Information Systems (IJAEIS), 5 (1), 59- 80.
El Maghraby, M., Masoud, M., Niyazi, B., (2014). Assessment of Surface Runoff in Arid, Data Scarce Regions; An Approach Applied in Wadi Al Hamd, Al Madinal al Munawarah, Saudi Arabia, Life Science Journal, 11 (4).
Eze, B.E., Efiong, J., (2010). Morphometric parameters of the CalabarRiver basin: implication for hydrologic processes, J Geogr Geol 2, 18- 26.
Farhan, Y., Ayed, A., (2017). Assessment of flash-flood Hazard in arid watersheds of Jordan, Journal of Geographic Information System, 9 (06), 717 p.
Farhan, Y., Anaba, O., Salim, A., (2017). Morphometric Analysis and flash floods assessment for drainage basins of the Ras En Naqb Area, South Jordan using GIS, Applied Morphometry and Watershed Management Using RS, GIS and Multivariate Statistics (Case Studies), 413 p.
Gregory, K.J., Walling, D.E., (1973). Drainage Basin Form Process, Wiley, New York.
Haggett, P., (1965). Locational Analysis in Human Geography, Edward Arnold Ltd, London.
Horton, R.E., (1945). Erosional development of streams and their drainage basins, hydrophysical approach to quantitative morphology, Geological society of America bulletin, 56 (3), 275- 370.
Horton, R.E., (1932). Drainage basin characteristics, American Geophysics Union Transactions 13, 350- 361.
Howard, AD., (1990). Role of hypsometry and planform in basin hydrologicresponse, Hydrol Process 4 (4), 373- 385.
Hungr, O., (2000). Analysis of debris flow surges using the theory of uniformly progressive flow, Earth Surface Processes and Landforms: The Journal of the British Geomorphological Research Group, 25 (5), 483- 495.
Jain, V., Sinha, R., (2003). Evaluation of geomorphic control on flood hazard through geomorphic instantaneous unit hydrograph, Current Science, 85 (11), 1596- 1600.
Majure, JJ., Soenksen, PJ., (1991). Using a geographic information systemto determine physical basin characteristics for use in floodfrequencyequations, In: Balthrop BH, Terry JE (eds), U.S. Geological Survey National Computer Technology Meeting-Proceedings, Phoenix, Arizona, November 14- 18, 1988: U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 90–4162, 31- 40.
Masoud, M.H., (2016). Geoinformatics application for assessing the morphometric characteristics’ effect on hydrological response at watershed (case study of Wadi Qanunah, Saudi Arabia), Arabian Journal of Geosciences, 9 (4), 280 p.
Melton, M., (1957). An analysis of the relations among elements ofclimate, surface properties and geomorphology, Project NR 389-042, Tech. Rept. 11, Columbia Univ.
Mesa, L.M., (2006). Morphometric analysis of a subtropical Andean basin (Tucuman, Argentina), Environmental Geology, 50 (8), 1235- 1242.
Minea, G., (2013). Assessment of the flash flood potential of Bâsca River Catchment (Romania) based on physiographic factors, Open Geosciences, 5 (3), 344- 353.
Pallard, B., Castellarin, A., Montanar, A., (2009). A look at the links between drainage density andflood statistics, Hydrol Earth Syst Sci. 13, 1019-1029.
Pareta, K., Pareta, U., (2011). Quantitative morphometric analysis of a watershed of Yamuna basin, India using ASTER (DEM) data and GIS, International journal of Geomatics and Geosciences, 2 (1), 248 p.
Patton, PC., Baker, VR., (1976). Morphometry and floods in small drainagebasins subject to diverse hydrogeomorphic controls, Water Resour Res 12, 941- 952.
Perucca, L.P., Angilieri, Y.E., (2011). Morphometric characterization of del Molle Basin applied to the evaluation of flash floods hazard, Iglesia Department, San Juan, Argentina. Quaternary international, 233 (1), 81- 86.
Schumm, SA., (1956). Evolution of drainage systems and slopes inbadlands at Perth Ambos, New Jersey, Geol Soc Am Bull 67, 597- 646.
Strahler, A., (1952). Dynamic Basis of Geomorphology, Geological Society of America Bulletin, 63, 938 p.
StrahlerSmith, K., (1958). Erosional Processes and Landforms in Badlands, National Monu-ment, South Dakota. Geological Society of America Bulletin, 69, 975-1008.
Sujatha, E., Selvakumar, R., Rojasimman, U., Victor, R., (2013). MorphometricAnalysis of Sub-Watersheds in Part of Western Ghats, South India Using ASTERDEM. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 6, 326- 341.
Taha, M.M., Elbarbary, S.M., Naguib, D.M., El-Shamy, I.Z., (2017). Flash flood hazard zonation based on basin morphometry using remote sensing and GIS techniques: a case study of Wadi Qena basin, Eastern Desert, Egypt, Remote Sensing Applications: Society and Environment, 8, 157- 167.
Tincu, R., Lazar, G., Lazar, I., (2018). Modified flash flood potential index in order to estimate areas with predisposition to water accumulation, Open Geosciences, 10 (1), 593- 606.
Wolman, M.G., Miller, J.P., (1960). Magnitude and frequency of forces in geomorphic processes, The Journal of Geology, 68 (1), 54- 74.
Yousif, M., Bubenzer, O., (2015). Geoinformatics Application for Assessing thePotential of Rainwater Harvesting in Arid Regions, Case Study: El Daba’a Area, Northwestern Coast of Egypt, Arab Journal of Geosciences, 9, 9169- 9191.
Youssef, A.M., Pradhan, B., Hassan, A.M., (2011). Flash flood risk estimation along the St. Katherine road, southern Sinai, Egypt using GIS based morphometry and satellite imagery, Environmental Earth Sciences, 62 (3), 611- 623.

Files

History

  • Receive Date: 22 October 2019
  • Revise Date: 24 October 2020
  • Accept Date: 25 November 2020

Share

How to cite

Statistics