نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استاد ژئومورفولوژی، دانشکدۀ علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
2 دکتری ژئومورفولوژی، دانشکدۀ علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Landslides are a type of mass movement that often result in significant financial and human losses. Effectively mitigating these losses requires identifying high-risk areas. The Qaranqoochay Basin has long been susceptible to landslides due to its geological, physiographic, lithological, climatic, and anthropogenic conditions. This study aimed to assess and zone the landslide risk within this basin. First, a distribution map was created depicting landslides and relevant variables, including slope, aspect, Digital Elevation Model (DEM), lithology, land use, rainfall, and distance from roads, rivers, and faults. The degree of membership for each parameter was then determined using fuzzy membership functions, and the criteria weights were calculated using the CRITIC method. Finally, a landslide susceptibility map was generated using the ARAS multi-criteria decision analysis approach. The results indicated that slope, lithology, and land use were the most influential factors with weights of 0.162, 0.152, and 0.147, respectively. Approximately 12.86 and 25.42% of the basin area were classified as high-risk and very high-risk, respectively. These high-risk zones were primarily located in the northern, southern, and central parts of the basin, warranting prioritized management and protection efforts. The use of the rock curve method and sub-curve level (0.89) demonstrated the excellent accuracy of the ARAS method in identifying and zoning landslide-prone areas within the Qaranqoochay Basin.
Keywords: Hazard, Mass Movement, Qaranqoochay Watershed, MCDM.
Introduction
Landslides are among the most dangerous natural disasters, resulting in significant loss of life, financial resources, and natural capital worldwide (Nazariani & Fallah, 2023; Silakhouri et al., 2023). The severe implications of landslides for the environment underscore the need to mitigate the damages caused by this hazard (Porfarazeshzadeh & Asghari Saraskanroud, 2022). The Qaranqoochay Basin is highly susceptible to landslides due to its unique geographic characteristics, including mountainous terrain, steep slopes, the presence of loose surface materials overlying resistant bedrock, and climatic conditions (e.g., spring rainfall and snowmelt). Despite the basin's vulnerability and the damages caused by past landslide events, such as destruction of transportation infrastructure and erosion of valuable soil resources, the landslide potential in this area has not been thoroughly investigated using multi-criteria analysis techniques. This research aimed to address this gap by employing the novel ARAS multi-criteria decision-making method to assess and zone the landslide risk within the Qaranqoochay Basin. The findings of this study will help inform effective risk management and mitigation strategies to protect the basin's communities, infrastructure, and natural resources.
Materials & Methods
This applied research employed an integrated data analysis, Geographic Information System (GIS), and multi-criteria analysis approach. Several software packages, including ENVI, Ecognition, ArcGIS, Idrisi, and Excel, were utilized for image processing and data analysis. To assess the landslide risk, the researchers first identified the key influencing factors, including slope, aspect, Digital Elevation Model (DEM), lithology, land use, rainfall, and distance from roads, rivers, and faults. These factors were selected based on the natural and anthropogenic conditions of the study area. Next, information layers corresponding to each of these factors were prepared within the GIS environment. The relative importance of the investigated factors was determined using the CRITIC weighting method and the final landslide risk assessment was conducted using the ARAS multi-criteria decision-making approach. After generating the landslide susceptibility map, the accuracies of the models were evaluated using the Receiver Operating Characteristic (ROC) curve.
Research Findings
The analysis revealed a strong correlation between the identified high-risk and very high-risk areas and the locations of observed landslides. Specifically, 30.76% of the landslides that occurred within the basin fell into the high-risk category, while 55.77% were situated within the very high-risk zones. The spatial distribution of cities and villages across the risk classes further highlighted the basin's vulnerability. The cities of Turkmanchay and Qarah Aghaj, along with 120 villages (16.13% of the total villages), were located within the very high-risk areas. The high-risk class encompassed the city of Nazarkehrizi and 223 villages (29.97% of the total). Additionally, the cities of Hashtroud, Mianeh, Aqkand, and Tikmehdash, as well as 178 villages (23.92%), fell within the medium-risk category. The remaining villages were distributed across the low-risk (158 villages, 21.24%) and very low-risk (65 villages, 8.74%) classes. These findings underscored the widespread landslide risk faced by the communities within the Qaranqoochay Basin with a significant proportion of the population and infrastructure located in the high-risk and very high-risk areas. Targeted risk mitigation and adaptation strategies will be crucial to enhance the resilience of the basin's settlements and protect its natural resources.
Discussion of Results & Conclusion
The landslide risk zoning analysis revealed that the most influential factors for landslide occurrence in the study area were slope (weight: 0.162), lithology (weight: 0.152), and land use (weight: 0.147). Specifically, slopes between 10-55%, areas with discontinuous Quaternary fine and coarse-grained surface materials, marl, sandstone, conglomerate, sandy pyroclastic rocks, silt, clay, and volcanic ash, as well as agricultural and poor-to-medium pasture lands, exhibited severe disturbance and high landslide potential. The results further indicated that 12.86 and 25.42% of the basin area fell into the high-risk and very high-risk categories, respectively. These high-risk zones should be prioritized for targeted management interventions and protection projects. Application of the ROC curve analysis with an area under the curve of 0.89 demonstrated the excellent accuracy of the ARAS multi-criteria decision-making method in identifying and delineating landslide-prone areas within the Qaranqoochay Basin. This robust analytical approach is expected to be of significant interest to researchers seeking appropriate landslide risk assessment and zoning methodologies, particularly in regions with natural and anthropogenic characteristics similar to the study area. These findings provide a valuable foundation for developing comprehensive landslide risk management strategies within the Qaranqoochay Basin. By targeting the high-risk and very high-risk zones, local authorities and stakeholders can implement effective mitigation measures to enhance community resilience and safeguard critical infrastructure and natural resources.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
زمینلغزش به حرکت لایه‌های رسوبی غیرمتراکم و متراکم بر‌روی سطح شیب‌دار ناپایدار گفته میشود (صدیقی و قاسمی، 1402، ص. 44). وقوع زمینلغزش به عوامل مختلفی چون شیب، زمین‌شناسی، اقلیمی، هیدرولوژیکی، زلزله، پوشش‌گیاهی، کاربری زمین و عوامل انسانی بستگی دارد (ایمانی، 1400، ص. 107Zhou et al., 2020, P. 2; Caleca et al., 2024, P. 2). این پدیدۀ طبیعی موجب برهم‌زدن گسترۀ سیستم آب و خاک در طبیعت، تخریب جاده‌ها، بزرگراه‌ها، مناطق مسکونی، خطوط انتقال انرژی، سازه‌های مهندسی، تخریب پوشش‌گیاهی و زمین‌های کشاورزی، رسوب‌زائی سریع و وسیع در عرصۀ طبیعت، تسریع فرسایش و انتقال گسترۀ رسوبات به پشت سدها و تغییر و تکامل چشم‌انداز زمین میشود (ذاکری‌نژاد و کهرانی، 1402، ص. 18؛ Materazzi et al., 2021, P. 2). زمینلغزش به‌عنوان لندفرمی ژئوموفولوژیک از‌جمله خطرناک‌ترین بلایای طبیعی در سراسر جهان است که سالانه خسارت‌های فراوان جانی، مالی و منابع طبیعی در‌پی دارد (نظریانی و فلاح، 1402، ص. 123؛ سیلاخوری و همکاران، 1402، ص. 122). بهطوری که این مخاطره در‌بین بزرگ‌ترین بلایا و سوانح طبیعی ردۀ هفتم را از‌نظر تلفات جانی به خود اختصاص داده است و بالغ بر 17 درصد تلفات جانی حاصل از بلایای طبیعی را شامل میشود (Alimohammadlou et al., 2013, P. 220) و در کشــور‌های درحال توســعه هرســاله بیــش از 50/0 % تولید ناخالص ملی در اثــر زمینلغزش از بین مــی‌رود (Chen et al., 2015, P. 123). بنابراین پیامدهای تهدیدساز و زیانبار پدیدۀ زمینلغزش در‌قبال محیط زیست ما را بر آن می‌دارد تا به فکر مقابله و تخفیف خسارت و آسیب‌های ناشی از این مخاطره برآییم (پورفرازش‌زاده و اصغری‌سراسکانرود، 1401، ص. 42). در این راستا، شناسایی مناطق مستعد زمینلغزش با استفاده از تکنیک‌های پهنهبندی برای مدیریت این خطر ضرورت مییابد (انتظاری و کردوانی، 1401، ص. 178؛ نصیری و همکاران، 1401، ص. 106؛ Rabby et al., 2022, P. 1). واضح است که در‌صورت دراختیار داشتن نقشۀ دقیق‌تر حساسیت به زمینلغزش می‌توان برای مدیریت و کاهش پیامدهای زمینلغزش برنامه‌ریزی بهتری انجام داد (اطیابی و همکاران، 1400، ص. 100).
با رشد و توسعۀ فناوری‌های نوین روشهای موجود، تهیۀ نقشه‌های پهنهبندی مخاطره‌ها و محیط ارائۀ نمایش این نقشه‌ها نیازمند استفاده از ابزارهای کارآمدتری است. در این راستا، باید اذعان داشت که از یکسو سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) (Geographic information system) ابزاری مؤثر برای سیستم‌های پشتیبانی تصمیم‌گیری تعاملی ازجهت عملیات مدیریت انواع مخاطره‌هاست (اصغری سراسکانرود و پیروزی، 1401، ص. 71). از سوی دیگر، روشهای تصمیم‌گیری چندمعیاره (MCDM) (Multi-criteria decision making) امکان تعیین مقدار اهمیت کلیۀ معیارها و ادغام آنها را در یک شاخص ترکیبی فراهم می‌کند تا تصمیم‌گیرندگان قادر به شناسایی بهترین گزینه باشند (Zhu & Liu, 2021, P. 3). در چند دهۀ اخیر روشهای تحلیل چندمعیاره به‌طور گسترده در یکپارچه‌سازی، شناسایی یا رتبه‌بندی عوامل تأثیرگذار و به‌ویژه در تجزیه‌و‌تحلیل مخاطره‌های طبیعی به کار گرفته شده است (محمودی‌وانعلیا و همکاران، 1400، ص. 397). به‌منظور تهیۀ نقشۀ خطرزمین‌لغزش برای مناطق مختلف نیز طی دو دهۀ اخیر پژوهش‌های زیادی با استفاده از روشهای تصمیم‌گیری چندمعیاره صورت پذیرفته است که همۀ محققان بر عملکرد مطلوب این روش‌ها در پهنهبندی خطر زمینلغزش تأکید داشتند؛ برای مثال، مددی و همکاران (1399) با استفاده الگوریتمهای چندمعیارۀ MABAC وCODAS خطر زمینلغزش را در شهرستان کوثر بررسی کردند. شریفی و همکاران (1400) خطر زمینلغزش را در شهرستان نور با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه مطالعه کردند. اصغری‌سراسکانرود و پیروزی (1401) با بهره‌گیری از روشهای چندمعیارۀ WLC، OWA، VIKOR و MABAC زمینلغزش حوضۀ گیویچای را ارزیابی کردند. مددی و پیروزی (1402) خطر زمینلغزش را در حوضۀ بالادست سد یامچی با استفاده از روشهای تصمیم‌گیری چندمعیارۀ MARCOS و CODAS پهنهبندی کردند. وجتکووا و وجتک با استفاده از روش ترکیب خطی وزن‌دار پتانسیل لغزش زمین را در شهر هاندلوا اسلواکی مطالعه کردند (Vojtekova & Vojtek, 2020). صالحپور جم با هدف ارزیابی عملکرد مدل‌های تصمیم‌گیری چندمعیارۀ LIM، TOPSIS و VIKOR حساسیت زمینلغزش را در حوزۀ آبخیز الموت ایران مطالعه کرد (Salehpour Jam, 2021). به پیش‌بینی فضایی خطر زمینلغزش در منطقۀ کولو هیماچال پرادش هند با استفاده از روش ترکیب خطی وزن‌دار (روش WLC) پرداختند (Kumar et al., 2022). ساها و همکاران با بهره‌گیری از روش AHP خطر زمینلغزش را در بخشی از ناحیۀ دارجلینگ در شمال شرقی هند ازیابی کردند (Saha et al., 2023).
حوضة قرانقوچای به‌لحاظ وضعیت خاص منطقه مانند توپوگرافی (کوهستانی و شیب زیاد)، وجود مواد سطحی سست سطحی بر‌روی سازندهای مقاوم و شرایط اقلیمی (به ویژه به علّت بارش‌های بهاری و نیز ذوب برف‌ها در فصل بهار) پتانسیل بسیار زیادی برای وقوع زمینلغزش دارد؛ بهطوری که باتوجه به اهمیت موضوع و سوابق وقوع لغزش در این حوضه بیاتی‌خطیبی (1386) با استفاده از روش تعیین عامل ویژه و بیاتی‌خطیبی (1389) با بهره‌گیری از روش دو متغیرة آماری حساسیت وقوع زمین‌لغزش‌ها را در این حوضه بررسی کردند. در این پژوهش‌ها نیز با نظر به کوهستانی و پرشیب‌بودن حوضه، وجود سازندهای حساس (مارن، خاکسترهای آتشفشانی و آبرفت‌های قدیمی) و نوع کاربری زمین (به‌ویژه کشت آبی) به مستعد‌بودن زیاد این حوضه از‌نظر رخداد زمین لغزش تأکید شده است؛ بنابراین باتوجه به اهمیت موضوع (به‌دلیل وجود آسیب‌ها و خسارت‌های ناشی از وقوع زمینلغزش در‌سطح حوضه از‌جمله: تخریب راه‌های ارتباطی و فرسایش و هدر‌رفتن منابع با ارزش خاک در حوضه) و با نظر به این موضوع که روشهای تصمیم‌گیری چندمعیاره در چند دهۀ اخیر در‌زمینۀ پهنهبندی خطر زمینلغزش بسیار مورد استقبال قرار گرفته است و تاکنون با استفاده از فنون تحلیل چندمعیاره پتانسیل وقوع زمینلغزش در این حوضه بررسی نشده است، در پژوهش حاضر پهنهبندی حوضۀ قرنقوچای در‌برابر این مخاطره با استفاده از روش نوین تحلیل چندمعیارۀ ARAS مدنظر قرار گرفته است. انتظار می‌رود با شناسایی و تعیین مناطق حساس و مستعد لغزش ضمن جلوگیری از بروز آسیب‌ها زمینه برای اجرای طرح‌های پایدارسازی دامنه‌ها فراهم شود. از سوی دیگر، پژوهش حاضر باتوجه به استفاده از روش تحلیل چندمعیارۀ ARAS در امر انتخاب روش مناسب بررسی و پهنهبندی خطر زمینلغزش در مناطقی با شرایط محیطی مشابه با محدودۀ حوضۀ قرنقوچای میتواند بسیار مفید باشد و مورد توجه پژوهشگران، مسئولان و سیاست‌گذاران در راستای مطالعۀ خطر زمینلغزش قرار گیرد.
روش‌شناسی پژوهش
محدودة مطالعه‌شده
حوضة قرانقوچای با وسعت 49/9242 کیلومتر مربع به‌عنوان یکی از زیرحوضه‌های قزل‌اوزن در موقعیت جغرافیایی 46 درجه و 47 دقیقه تا 48 درجه و 18 دقیقۀ طول شرقی و 36 درجه و 72 دقیقه تا 37 درجه و 80 دقیقه عرض شمالی قرار دارد (شکل 1). حوضۀ آبخیز قرنقو با یک رودخانۀ اصلی به نام قرنقوچای در راستای شرقی-غربی و چهار رودخانۀ فرعی منتهی به آن با نام‌های کلقان‌چای، سراسکند، شورچای و شورجه‌چای زهکش میشود. کوه بزداغ با ارتفاع 3612 متر مرتفع‌ترین بخش حوضه و محل اتصال آن به قزل‌اوزن در 1029 متر پست‌ترین نقطة حوضه است. مقدار شیب حوضۀ قرنقوچای بین 0 تا 123 درصد است و 75/1739 کیلومتر مربع از مساحت حوضه شیب بیش از 20 درصد را دارد.
پوشش‌گیاهی موجود در‌سطح حوضه به‌صورت باغ‌ها (سیب، گردو، هلو و زردآلو)، مراتع (خوب، متوسط و فقیر) و اراضی زراعی دیمی و آبی (گندم، جو و حبوبات) است. اقلیم این محدوده متأثر از موقعیت جغرافیایی و ویژگی‌های توپوگرافی محلی است که به‌ترتیب طبق روش تقسیم‌بندی دومارتن و اقلیم‌نمای آمبرژه اقلیم نیمه‌خشک و نیمه‌خشک سرد دارد. سیمای ساختاری حوضه بیشتر متأثر از فازهای کوهزایی آلپی است که از زمان ائوسن با شروع رخدادهای آتشفشانی آغاز شده و با توسعۀ ارتفاعات و ناهمواری‌های ولکانیکی، آذرآواری و بعضاً قاره‌ای-دریایی در دوره‌های الیگوسن، میوسن و پلیوسن ادامه یافته و در اواخر پلیوسن و اوایل کواترنر تحت‌تأثیر آخرین فازهای چین‌خوردگی چهرۀ امروزی به خود گرفته است. عناصر ساختاری حوضه شامل انواع ساختمان‌های چین‌خورده، گسل‌ها، سیستم‌های شکستگی، درز و شکاف‌هاست.
شکل 1: نقشۀ موقعیت محدودۀ مطالعه‌شده (منبع: نویسندگان، 1402)
Figure 1: Location map of the study area
منابع داده‌ها و ابزارها
پژوهش حاضر باتوجه به ماهیت مسئله و موضوع آن از نوع تحقیقی-کاربردی است. باتوجه به اینکه رخداد پدیدۀ زمینلغزش تحت‌تأثیر عوامل بسیار متعدّدی و شناسایی مهم‌ترین عوامل مؤثر در رخداد لغزش‌ها یکی از مراحل بسیار مهم است، پس از بررسی منابع و یافته‌های علمی مرتبط با موضوع از نظر‌های کارشناسان و از مشاهده‌های میدانی استفاده شد. همچنین، در این پژوهش باتوجه به شرایط طبیعی و انسانی منطقه 9 معیار شیب، جهت شیب، ارتفاع، لیتولوژی، کاربری اراضی، بارش، فاصله از راه ارتباطی، فاصله از آبراهه و فاصله از گسل به‌عنوان عوامل مؤثر در ایجاد خطر زمینلغزش حوضۀ مطالعه‌شده شناسایی و سپس لایه‌های اطلاعاتی مربوط به هریک از عوامل در نرم‌افزار Arc GIS 10.8 تهیه شد. نقشۀ مدل رقومی ارتفاعی 5/12 متر، ماهوارۀAlos و سنجندۀ Palsar از سایت (https://search.asf.alaska.edu) دریافت و محدودۀ مطالعه‌شده استخراج و سپس لایه‌های شیب و جهت شیب نیز با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی در Arc map تهیه شد. نقشۀ بارش نیز با استفاده از دادههای ایستگاه‌های باران‌سنجی منتخب (جدول 1) و با بهره‌گیری از معادلۀ گرادیان بارش (P= 0/0057 H+281.84) با ضریب تعیین 80/0 (R2=0/80)، ترسیم شد. شکل 2 نشان‌دهندۀ موقعیت ایستگاه‌های منتخب است. نحوۀ استخراج نقشۀ بارش بدین صورت بوده است که در نرم‌افزار Arc map با استفاده از دستور Calculator Raster نقشۀ طبقات ارتفاعی جایگزین مؤلفۀ H شد و سپس نقشۀ بارش به دست آمد.
جدول 1: مشخصات جغرافیایی ایستگاه‌های منتخب باران‌سنجی
Table 1: Geographical characteristics of selected rain gauge stations
|
نام ایستگاه |
ارتفاع به متر |
عرض شمالی |
طول شرقی |
نام ایستگاه |
ارتفاع به متر |
عرض شمالی |
طول شرقی |
|
تبریز |
1364 |
38 درجه و 5 دقیقه |
46 درجه و 17دقیقه |
عجب‌شیر |
1290 |
37 درجه و 28دقیقه |
45 درجه و 54دقیقه |
|
سراب |
1682 |
37درجه و 56 دقیقه |
47 درجه و23دقیقه |
هشترود |
1750 |
37درجه و 29 دقیقه |
47 درجه و3دقیقه |
|
شهر سهند |
1641 |
37درجه و 56دقیقه |
46درجه و 7دقیقه |
زنجان |
1663 |
36درجه و 42دقیقه |
48 درجه و 23دقیقه |
|
میانه |
1110 |
37 درجه و 27دقیقه |
47 درجه و42دقیقه |
میاندوآب |
1270 |
37درجه و 0 دقیقه |
46درجه و8 دقیقه |
|
مراغه |
1344 |
37 درجه و 20دقیقه |
46 درجه و 9دقیقه |
مهاباد |
1352 |
36درجه و75دقیقه |
45درجه و71دقیقه |
|
ملکان |
1308 |
37 درجه و 9دقیقه |
46درجه و 5دقیقه |
نقده |
1307 |
36درجه و94دقیقه |
45درجه و41دقیقه |
|
بستان‌آباد |
1700 |
37 درجه و 51 دقیقه |
46 درجه و49دقیقه |
ارومیه |
1335 |
37درجه و65 دقیقه |
45درجه و 5دقیقه |
منبع: سازمان هواشناسی کشور
شکل 2: نقشۀ موقعیت ایستگاه‌های منتخب باران‌سنجی (سازمان هواشناسی کشور)
Figure 2: Location map of selected rain gauge stations
لایه‌های اطلاعاتی راه‌های ارتباطی و شبکۀ آبراهه با استفاده از نقشۀ خطوط ارتباطی و رودخانه‌های استان آذربایجان شرقی تهیه شد. لایه‌های اطلاعاتی مربوط به لیتولوژی (مقاومت سنگ‌ها) و گسل‌ها باتوجه به نقشۀ زمین‌شناسی استان با مقیاس 1:100000 تهیه و سپس نقشۀ کاربری اراضی محدودۀ مطالعه‌شده با استفاده از تصاویر سنجندۀ لندست 9 (تاریخ: 5/8/2022) و طبقه‌بندی شیءگرا استخراج شد. در شکل 3 نقشۀ معیارهای مطرح در پهنهبندی خطر زمینلغزش حوضۀ قرنقوچای نمایش داده شده است. روند کلی پژوهش نیز در شکل 4 قابل مشاهده است.
شکل 3: نقشۀ معیارهای بررسی‌شده در پهنهبندی پتانسیل خطر زمینلغزش حوضۀ قرنقوچای (منبع: نویسندگان، 1402)
Figure 3: The map of the criteria examined in the zoning of the landslide risk potential of the Qaranqoochay basin
شکل 4: فلوچارت مربوط به فرآیند پژوهش (منبع: نویسندگان، 1402)
Figure 4: Flowchart related to the research process
مراحل تهیۀ نقشۀ پهنهبندی با استفاده از روش ARAS (ارزیابی نسبت جمعی) (ARAS (Additive Ratio Assessment))
روش ARAS مبتنی بر این استدلال است که با استفاده از مقایسه‌های سادۀ نسبی می‌توان پدیده‌های دنیای پیچیده را درک کرد (علیزاده و همکاران، 1400، ص. 126). این تکنیک روشی قدرتمند در ارائۀ میزان عملکرد و درجۀ مطلوبیت گزینه‌های مختلف نسبت به وضع بهینه است و سهولت کاربرد نسبی نیز دارد (آنامرادنژاد و همکاران، 1397، ص. 24). پیاده‌سازی الگوریتم ARAS مشتمل بر 5 مرحله است.
اولین گام در این روش تعیین عوامل، گزینه‌های پژوهش و تشکیل ماتریس تصمیم است که ستون‌های آن را معیارهای مسئله و سطرها را گزینه‌ها تشکیل می‌دهد و هر سلول نیز در‌واقع، امتیاز هر گزینه نسبت به هر معیار است. نرمال‌کردن ماتریس تصمیم یا استانداردسازی گام دوم از این روش است. در فرآیند ارزیابی ممکن است معیارها در واحدهای اندازه‌گیری متفاوتی سنجیده شوند (درصد در اندازه‌گیری شیب و متر در اندازه‌گیری فاصله از رودخانه)؛ بنابراین نمی‌توان عملیات ریاضی همچون جمع و تفریق را بر‌روی آنها انجام داد. حال اگر بخواهیم سرجمع امتیازی را که یک پیکسل به‌لحاظ معیارها کسب کرده است، محاسبه کنیم این کار بدون استانداردسازی میسر نخواهد بود (مددی و همکاران، 1394، ص. 128). در پژوهش حاضر مرحلۀ استانداردسازی باتوجه به تابع عضویت فازی (تابع بزرگ فازی در متغیرهای شیب، جهت شیب، لیتولوژی و کاربری‌اراضی)، تابع خطی افزایشی در متغیرهای طبقات ارتفاعی و بارش و تابع خطی کاهشی در متغیرهای فاصله از راه ارتباطی، فاصله از گسل و فاصله از رودخانه انجام شده است. در مجموعه‌‌های فازی به حداکثر عضویت، مقدار یک و به حداقل عضویت، مقدار عددی صفر تعلق می‌‌گیرد (Zhang et al., 2023, P. 17).
در گام سوم به وزن‌دار‌کردن ماتریس نرمال اقدام شده است. در این پژوهش برای وزندهی عوامل از روش کرتیک (CRITIC (Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)) استفاده شده است. در این روش داده‌ها براساس میزان همبستگی و تضاد موجود بین عوامل یا معیارها تجزیه‌و‌تحلیل میشود و باتوجه به مقدر‌های همبستگی تضاد و انحراف‌معیار هر عامل بررسی و سپس میزان اطلاعات محاسبه میشود. سپس وزن نهایی هر معیار از تقسیم میزان اطلاعات هر معیار بر مجموع میزان کل اطلاعات تمامی معیارها به دست می‌آید (Alinezhad & Khalil, 2019, P. 199). برای پیاده‌سازی این مرحلۀ وزندهی باید در اکسل یک ماتریس متقارنی باتوجه به تعداد معیارهای بررسی‌شده با عنوان ماتریس همبستگی (ماتریس 9 در 9) ایجاد شود. در مرحلۀ بعد مقدار همبستگی معیارها نسبت به یکدیگر در محیط نرم‌افزار ادریسی به دست آمد و سپس در جدول مربوط در اکسل یادداشت شد. بعد از تکمیل ماتریس همبستگی در مرحلۀ بعد ماتریس تضاد معیارها با تفریق همبستگی هریک از معیارها در عدد یک محاسبه میشود. بعد از محاسبۀ ماتریس تضاد در مرحله بعد مجموع تضادهای هر معیار با معیارهای دیگر به دست می‌آید. بدین منظور از هر ستون از ماتریس تضاد مجموع گرفته و در مرحلۀ بعدی میزان اطلاعات هر معیار محاسبه میشود. برای اجرای این مرحلۀ اول باید مقدار انحراف هر معیار مشخص شده باشد که این مقدار نیز با استفاده از تابع REGRESS و با مقایسۀ دو‌به‌دو معیارها در محیط نرم‌افزار ادریسی به دست می‌آید. سپس برای محاسبۀ میزان اطلاعات هر معیار انحراف‌معیار هریک از معیارها در مجموع تضاد آن ضرب میشود. در‌نهایت، از کل میزان اطلاعات نیز یک مجموع به دست می‌آید. در مرحلۀ آخر برای محاسبۀ وزن نهایی هر معیار میزان اطلاعات هر معیار بر مجموع کل میزان اطلاعات تقسیم میشود. در چهارمین گام از روش ARAS مطلوبیت کل هر گزینه باتوجه به رابطۀ (1) تعیین میشود. برای به دست آوردن تابع Si اعداد نرمال‌شدۀ وزین (xij) را به‌صورت سطری با‌هم جمع می‌کنیم. بزرگ‌ترین مقدار Si بهترین و کمترین مقدار آن بدترین است.
رابطۀ 1
در مرحلۀ آخر مطلوبیت نسبی هر گزینه و رتبه‌بندی گزینه‌ها انجام میشود. درجۀ مطلوبیت هر گزینه با مقایسۀ متغیری که تجزیه‌و‌تحلیل شده است، با حالت ایده آل، یعنی So مشخص میشود. معادلۀ استفاده‌شده برای محاسبۀ درجۀ مطلوبیت Ki از یک گزینۀ ai به‌صورت رابطۀ (2) است (دیانی و همکاران، 1397، ص. 271؛ Zavadskas & Turskis, 2010, p 161).
رابطۀ 2
در تهیۀ نقشه‌های حساسیت به زمینلغزش یکی از مهم‌ترین موارد اعتبارسنجی، نقشه و ارزیابی دقت آن و از کارآمدترین و متداول‌ترین روش‌ها برای بررسی میزان دقت مدل‌ها به‌صورت کمّی استفاده از شاخص سطح زیرمنحنی مشخصۀ عملکرد سیستم ROC است (اطیابی و همکاران، 1400، ص. 106؛ سیلاخوری و همکاران، 1402، ص. 128). بنابراین، در این پژوهش نیز صحت خروجی نهایی مطالعه باتوجه به نقاط پراکنش لغزش (52 نقطۀ لغزشی رخداده در‌سطح حوضه) و با استفاده از این روش انجام شده است.
یافته‌های پژوهش و تجزیه‌و‌تحلیل
پس از تعیین معیارهای مؤثر در پهنهبندی و تهیۀ نقشه‌های استاندارد‌شده (شکل 5) برای تعیین شاخص‌های مؤثر در تعیین پهنه‌های مختلف خطر میزان اهمیت هریک از معیارها (جدول 2، جدول3 و جدول 4) به دست آمد. با اعمال‌کردن وزن‌های مربوط در لایه‌های فازی‌شده نقشه‌های حاصل‌شده وارد تکنیک بررسی‌شده شد و سپس با اجرای دیگر مراحل به‌صورت عملیات ریاضی، نقشۀ خروجی نهایی در 5 طبقۀ بسیار پرخطر تا بسیار کم‌خطر به دست آمد (شکل 6).
شکل 5: نقشۀ استاندارد‌شدۀ فازی معیارهای بررسی‌شده در پهنهبندی خطر زمینلغزش حوضۀ قرنقوچای
(منبع: نویسندگان، 1402)
Figure 5: Fuzzy standardized map of the criteria examined in landslide risk zoning of the Qaranqoochay basin
جدول 2: ماتریس همبستگی معیارها
Table 2: Correlation matrix of criteria
|
معیار |
شیب |
جهت شیب |
ارتفاع |
کاربری |
راه |
لیتولوژی |
گسل |
رودخانه |
بارش |
|
شیب |
1 |
043/0 |
402/0 |
076/0- |
187/0- |
412/0- |
153/0 |
021/0- |
304/0 |
|
جهت شیب |
043/0 |
1 |
075/0- |
044/0 |
034/0 |
065/0 |
066/0 |
079/0 |
612/0- |
|
ارتفاع |
402/0 |
075/0- |
1 |
023/0 |
654/0- |
081/0- |
760/0- |
069/0- |
813/0 |
|
کاربری |
076/0- |
044/0 |
023/0 |
1 |
053/0 |
312/0 |
078/0 |
053/0- |
021/0 |
|
راه |
187/0- |
034/0 |
654/0- |
053/0 |
1 |
412/0 |
043/0 |
414/0 |
342/0- |
|
لیتولوژی |
412/0- |
065/0 |
081/0- |
312/0 |
412/0 |
1 |
314/0 |
076/0 |
645/0- |
|
گسل |
153/0 |
066/0 |
760/0- |
078/0 |
043/0 |
314/0 |
1 |
201/0- |
054/0 |
|
رودخانه |
021/0- |
079/0 |
069/0- |
053/0- |
414/0 |
076/0 |
201/0- |
1 |
312/0- |
|
بارش |
304/0 |
612/0- |
813/0 |
021/0 |
342/0- |
645/0- |
054/0 |
312/0- |
1 |
منبع: نویسندگان، 1402
جدول 3: ماتریس تضاد معیارها
Table 3: Contrast matrix of criteria
|
معیار |
شیب |
جهت شیب |
ارتفاع |
کاربری |
راه |
لیتولوژی |
گسل |
رودخانه |
بارش |
|
شیب |
0 |
956/0 |
598/0 |
076/1 |
187/1 |
412/1 |
847/0 |
021/1 |
696/0 |
|
جهت شیب |
956/0 |
0 |
075/1 |
956/0 |
966/0 |
934/0 |
933/0 |
920/0 |
612/1 |
|
ارتفاع |
598/0 |
075/1 |
0 |
977/0 |
654/1 |
081/1 |
924/0 |
069/1 |
187/0 |
|
کاربری |
076/1 |
956/0 |
977/0 |
0 |
947/0 |
688/0 |
922/0 |
053/1 |
979/0 |
|
راه |
187/1 |
966/0 |
654/1 |
947/0 |
0 |
588/0 |
957/0 |
586/0 |
342/1 |
|
لیتولوژی |
412/1 |
934/0 |
081/1 |
688/0 |
588/0 |
0 |
686/0 |
924/0 |
645/1 |
|
گسل |
847/0 |
933/0 |
924/0 |
922/0 |
957/0 |
686/0 |
0 |
201/1 |
946/0 |
|
رودخانه |
021/1 |
920/0 |
069/1 |
053/1 |
586/0 |
924/0 |
201/1 |
0 |
312/1 |
|
بارش |
696/0 |
612/1 |
187/0 |
979/0 |
342/1 |
645/1 |
946/0 |
312/1 |
0 |
|
مجموع تضاد |
794/7 |
354/8 |
565/7 |
598/7 |
227/8 |
958/7 |
416/7 |
086/8 |
719/8 |
منبع: نویسندگان، 1402
جدول 4: انحراف معیار، میزان اطلاعات و وزن نهایی معیارها با استفاده از روش کرتیک
Table 4: Standard deviation, amount of information and final weight of the criteria using the CRITIC method
|
معیار |
شیب |
جهت شیب |
ارتفاع |
کاربری |
راه |
لیتولوژی |
گسل |
رودخانه |
بارش |
|
انحراف معیار |
411/0 |
123/0 |
231/0 |
381/0 |
252/0 |
378/0 |
313/0 |
198/0 |
208/0 |
|
میزان اطّلاعات |
203/3 |
027/1 |
747/1 |
895/2 |
073/2 |
008/3 |
321/2 |
601/1 |
813/1 |
|
وزن نهایی |
162/0 |
052/0 |
088/0 |
147/0 |
105/0 |
152/0 |
117/0 |
081/0 |
092/0 |
منبع: نویسندگان، 1402
باتوجه به نقشۀ پهنهبندی خطر زمینلغزش حاصل از پژوهش به‌ترتیب 16/1188 و 26/2349 کیلومتر مربع از مساحت حوضه از‌لحاظ پتانسیل رخداد زمینلغزش در طبقۀ بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارد (جدول 5). تطبیق سطح‌های لغزش‌یافته و پهنه‌های مواجه با خطر نشان می‌دهد که در خروجی حاصل از روش بررسی‌شده مناطقی که در پهنۀ بسیار پرخطر و پرخطر قرار دارند، بیشترین تعداد و درصد از سطح‌های لغزشی را دارند؛ بهطوری که 76/30 درصد از لغزش‌های رخداده در‌سطح حوضه در طبقۀ بسیار پرخطر و 77/55 درصد از لغزش‌ها نیز در پهنۀ پرخطر قرار گرفته است. بررسی پراکنش شهرها و روستاهای واقع در هریک از طبقات خطر نیز نشان می‌دهد، شهرهای ترکمانچای و قره‌آغاج به‌همراه 120 روستا (برابر با 13/16 درصد از مجموع روستاهای حوضه) در طبقۀ بسیار پرخطر قرار گرفته‌اند. طبقۀ پرخطر نیز پوشش‌دهندۀ شهر نظرکهریزی و 223 روستا (معادل 97/29 درصد از مجموع روستاهای حوضه) است و شهر هشترود، میانه، آقکند و تیکمه‌داش به‌همراه 178 روستا (برابر با 92/23 درصد از روستاها) پتانسیل خطر متوسط را دارند. به‌علاوه، به‌ترتیب 158 و 65 روستا برابر با 24/21 و 74/8 درصد از مجموع روستاهای حوضه از‌نظر وقوع خطر زمینلغزش در طبقۀ کم‌خطر و بسیار کم‌خطر قرار دارند.
شکل 6: نقشۀ پهنهبندی خطر زمینلغزش حوضۀ قرنقوچای با استفاده از روش آراس (منبع: نویسندگان، 1402)
Figure 6: Landslide risk zoning map of the Qaranqoochay basin using Aras method
جدول 5: اطلاعات طبقات خطر زمینلغزش حاصل از به‌کارگیری الگوریتمهای چندمعیارۀ آراس
Table 5: Information on landslide risk classes resulting from the application of Aras multi-criteria algorithms
|
طبقات خطر |
طبقۀ خطر |
بسیار‌پرخطر |
پرخطر |
خطر متوسط |
کم خطر |
بسیار کم‌خطر |
|
مساحت طبقات خطر زمینلغزش |
مساحت(KM2) |
16/1188 |
26/2349 |
37/2628 |
61/2022 |
08/1054 |
|
درصد |
86/12 |
42/25 |
44/28 |
88/21 |
40/11 |
|
|
تعداد و درصد نقاط پراکنش لغزشی |
تعداد |
16 |
29 |
5 |
2 |
- |
|
درصد |
76/30 |
77/55 |
62/9 |
85/3 |
- |
منبع: نویسندگان، 1402
همان‌طور که مددی و پیروزی (1402) بیان داشته‌اند، ارتفاع بر عناصر آب‌و‌هوایی، پوشش‌گیاهی و فرآیندهای هوازدگی تأثیر می‌گذارد؛ بنابراین بررسی ارتفاع در وقوع زمینلغزش بسیار‌مهم است. حوضۀ قرانقوچای در ارتفاع 1029 تا 3612 متر از سطح دریا قرارگرفته است و بررسی معیار ارتفاع نشان می‌دهد که 71/1657 کیلومتر مربع از مساحت حوضه در طبقۀ ارتفاعی 1500-1029 متر قرار دارد. طبقات ارتفاعی 2000-1500، 2500-2000 و 3000-2500 متر به‌ترتیب 99/5419، 49/1711 و 04/421 کیلومتر مربع از مساحت محدودۀ مطالعه‌شده را پوشش می‌دهند و 26/32 کیلومتر مربع از مساحت حوضه نیز ارتفاع 3612-3000 متر را دارد. مقایسۀ نقشۀ پهنهبندی با نقشۀ ارتفاع حوضه نشان می‌دهد که سطح‌های ارتفاعی 1500 تا 3000 متری احتمال وقوع بالای زمینلغزش را دارند؛ بهطوری که 24/988 کیلومتر مربع از کل مساحت طبقۀ بسیار پرخطر و 53/2143 کیلومتر مربع از پهنۀ پرخطر ارتفاع 1500 تا 2500 متر را دارند. با نظر به این موضوع که در‌سطح‌های ارتفاعی بالاتر از 3000 متر مورفولوژی پرشیب و پرتگاهی در حوضه غلبه داشته و شرایط اقلیمی و هوازدگی مکانیکی زمینه‌ساز حرکات ریزشی و واژگونی‌هاست و پهنه‌های ارتفاعی پایین‌تر از 1500 متر نیز بارش کمتر و تراکم نسبی پوشش‌گیاهی (به‌طور عمده باغ‌ها و پوشش زراعت آبی گسترده‌شده در نواحی کم‌شیب و کم‌ارتفاع) را دارند از احتمال وقوع زمینلغزش در این ارتفاعات کاسته میشود. همچنین، مقایسۀ نقشۀ پراکنش لغزش‌های موجود و عامل ارتفاع نشان‌دهندۀ این امر است که در‌مجموع تمامی نقاط لغزش‌یافتۀ حوضه در طبقات ارتفاعی 1500 تا 3000 متر رخ داده است. بیاتی‌خطیبی (1389) نیز در ارزیابی و پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضة قرنقوچای به این نتیجه دست یافته است که محدوده‌های حساس بـه وقوع لغزش بیشتر در ارتفاع 2000 متری و در بخش‌های میانی حوضه قرار گرفته است.
با افزایش شیب تنش برشی افزایش مییابد و افزایش تنش برشی موجب ناپایداری دامنه‌ها میشود (روستایی و حسین‌زاده، 1401، ص. 6). با تمرکز بر این موضوع که مقدار شیب مناطق بر حرکت‌کردن لایه‌های سطحی زمین تأثیرگذار است، باید بیان کرد که در محدودۀ مورد پژوهش مقدار شیب بین 0 تا 123 درصد است. 87/2069 کیلومتر مربع از مساحت محدوده شیب 5-0 درصد را دارد و طبقات شیب 10-5، 15-10، 20-15 و 25-20 به‌ترتیب 69/2870، 12/1643، 62/919 و 31/572 کیلومتر مربع از سطح محدوده را شامل میشود. همچنین، به‌ترتیب 84/627، 05/287، 79/145 و 76/106 کیلومتر مربع از سطح محدوده در طبقات شیب 35-25 ، 45-35 و 55-45 و بیشتر از 55 درصد قرار گرفته است. از‌نظر معیار شیب، مناطق بسیار پرخطر و پرخطر بیشتر بین شیب 10 تا 55 درصد قرار دارند؛ بهطوری که به‌ترتیب 92/908 کیلومتر مربع از طبقۀ بسیار پرخطر و 38/2012 کیلومتر مربع از مساحت طبقۀ پرخطر این مقدار‌های شیبی را دارند. به‌علاوه، مقایسۀ بین نقاط لغزشی موجود با نقشۀ شیب نیز نشان می‌دهد تمامی نقاط لغزشی حوضه در شیب 10 تا 55 درصد قرار دارند. در این ارتباط می‌توان بیان کرد که در شیب‌های بیش از 55 درصد به‌علت کاهش ضخامت خاک و در شیب‌های کمتر از 10 درصد باتوجه به کاهش شدت ناهمواری‌ها از پتانسیل رخداد زمینلغزش در‌سطح حوضه کاسته میشود. بیاتی‌خطیبی (1389) و بیاتی‌خطیبی (1386) نیز نواحی تندشیب را به‌عنوان مناطق مستعد به وقوع رانش زمین معرفی کرده‌اند.
جهت شیب در میزان انرژی خورشیدی و درجه‌حرارت، وجود پوشش‌گیاهی، بارندگی، نگهداشت رطوبت و در‌نهایت، ایجاد شرایط هوازدگی مکانیکی و تخریب سنگ‌ها نقش خود را ایفا می‌کند (گلی‌پور و همکاران، 1401، ص. 213). در حوضۀ قرنقوچای 48/1337 کیلومتر مربع از مساحت محدوده در جهت شیب جنوب، 08/1166کیلومتر مربع در جهت جنوب شرقی و 01/1023 کیلومتر مربع در جهت جنوب غربی قرار گرفته است. همچنین، به‌ترتیب 48/1396، 297/982 و 25/1016 کیلومتر مربع از مساحت محدوده را جهت‌های شمال، شمال غرب و شمال شرق پوشش می‌دهد. به‌علاوه، 06/994 و 20/992 کیلومتر مربع از مساحت محدوده به‌ترتیب جهت شیب شرقی و غربی را دارند و اراضی صاف و هموار 95/333 کیلومتر مربع از مساحت را تشکیل می‌دهد. باتوجه به اینکه حوضۀ مطالعاتی از‌نظر موقعیت جغرافیایی در نیمکرۀ شــمالی واقع شــده است و در آن نیمکره دامنههای پشــت به آفتــاب (جهات شمالی و غربی در نیمکره شمالی)، تجمع بــرف و رطوبت بیشتــر بوده و پتانسیل رانش زمین افزایش یافته است، پس باید براساس فرضیه‌های اولیه جهت‌های شمالی و غربی پهنه‌های پرخطر باشند و نقطه‌های لغزشی بیشتری در این جهت‌ها رخداده باشــد. بعد از بررســی عامل جهت شیب مشاهده شــد که به‌ترتیب 86/104 و 23/240 کیلومتر مربع از پهنه بسیار پرخطر و 61/966 و 66/2025 کیلومتر مربع از پهنۀ پرخطر جهت‌های شمالی و غربی دارند. همچنین، براساس مقایسۀ بین جهت شیب و نقاط لغزشی به‌ترتیب 88/22 و 95/18 درصد از نقاط لغزشی در جهت‌های شمالی و غربی رخ داده است و سپس دامنههای شمال غربی، شمال شرق و شرقی بیشترین درصد از مساحت طبقات خطر و نقاط لغزشی را پوشش می‌دهند.
کاربری زمین از شاخص‌های اصلی در مطالعۀ پایداری دامنه‌ها و پهنهبندی خطر آنها در یک ناحیه است (El -Jazouli et al., 2019, P. 4). کاربری زمین ویژگی‌های سطحی زمین را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد و منجر به تغییر رفتار آن در‌مقابل فرآیندهای زمین‌شناسی حاکم بر منطقه از‌جمله هوازدگی و فرسایش میشود. انواع کاربری‌ها در‌سطح حوضۀ قرنقوچای به‌صورت زراعت دیم و آبی (به‌ترتیب با 15/4903 و 45/337 کیلومترمربع از مساحت محدوده)، باغ‌ها (با 97/229 کیلومتر مربع)، ترکیب زراعت آبی و دیم (با 86/135کیلومتر مربع)، مناطق مسکونی شهری و روستایی (06/32 کیلومتر مربع)، مراتع فقیر، متوسط، خوب (به‌ترتیب با 95/855، 92/1724 و 55/1011)، اراضی پوشیده از آب (با مساحت 58/9 کیلومتر مربع) است. باتوجه به نتیجۀ حاصل از پهنهبندی از‌لحاظ معیار کاربری اراضی به‌ترتیب اراضی زراعی (زراعت دیم و آبی)، مراتع متوسط و ضعیف و باغ‌ها به‌عنوان مناطق بسیار پرخطر و پرخطر شناسایی شده است. مقایسۀ بین نقاط لغزشی موجود با نقشۀ معیار کاربری نیز نشان می‌دهد که 15/21 و 76/30 درصد از نقاط لغزشی در کاربری‌های زراعت دیم و آبی، 23/19 و 54/11 درصد در مراتع متوسط و فقیر و 31/17 درصد در باغ‌ها رخ داده است؛ بنابراین عواملی مانند رعایت‌نکردن تناوب زارعی و کشت در اراضی شیب‌دار، چرای بیش از حد دام‌ها در مراتع و نابودی پوشش‌گیاهی به رخداد زمینلغزش در‌سطح حوضه سرعت می‌بخشد. بیاتی‌خطیبی (1386) به این نتیجه دست یافت که در حوضۀ قرنقوچای از‌نظر کاربری، کشت آبی بستر مناسبی را برای وقوع لغزش‌ها فراهم می‌کند. جاده‌های احداث‌شده در مناطق مختلف به‌علت تغییرات شیب زمین‌ها و به نوعی افزایش ناپایداری مناطق می‌توانند عاملی تأثیرگذار بر‌روی زمین‌لغزش‌ها باشند (صدیقی و قاسمی، 1402، ص. 48). در‌واقع، هنگام ساخت جاده با حذف پنجۀ خاکبرداری و افزایش سربار، دامنۀ خاکریز نوعی اختلال در طبیعت ایجاد می‌کند که باعث کاهش پایداری شیب بالادست و پایین‌دست جاده و در‌نتیجه، وقوع حرکات توده‌ای میشود (خطکه و همکاران،1400، ص. 274). در محدودۀ مطالعاتی فاصله از جاده در حد فاصل صفر تا 31500 متر است. مناطق بسیار پرخطر و پرخطر براساس خروجی حاصل از پژوهش از‌لحاظ معیار فاصله از راه ارتباطی به‌طور عمده از فاصلۀ صفر تا 2500 متری از راه ارتباطی قرار دارند. مقایسۀ نقاط لغزشی و نقشۀ موضوعی راه ارتباطی نیز نشان می‌دهد که 77/80 درصد از نقاط لغزشی در فاصلۀ صفر تا 2500 متری از راه‌های ارتباطی قرار دارند.
بررسی نقشۀ زمین‌شناسی و واحدهای لیتولوژی از مهم‌ترین لایه‌های اطلاعاتی است که در بیشتر روشهای خطر زمینلغزش به کار می‌رود. لیتولوژی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر ناپایداری شیب و به‌طور کلی بیانگر ساخت، بافت، مقاومت و دوام نسبی یک توده سنگ است (بهاروند و همکاران، 1401، ص. 126). سطح‌های چینه‌ای پراکنده در این حوضه شامل انواع رخساره‌های سنگی و رسوبی پرکامبرین، پالئوزوئیک تا کواترنر میشود. این تنوع در ویژگی‌های سطحی و در نوع حرکات توده‌ای نیز نمود یافته است. براساس مطالعات چینه‌شناسی در این حوضه انواع رخساره‌های رسوبی، آذرین و آذرآواری متعلق به دوره‌های مختلف زمین‌شناسی (پرکامبرین فوقانی تا کواترنر) بر ساختمان‌های چین‌خورده و در راستای عمومی شمال غرب-جنوب شرق توسعه و پراکندگی دارد. سازندهای زمین‌شناسی حوضۀ قرانقو به‌صورت سازندهای دورۀ میوسن 72 درصد، دورۀ پلیوسن 2 درصد، رسوبات کواترنری 13 درصد و بقیه سنگ‌های نفوذی آذرین هستند.
سازندهای حوضه از‌لحاظ مقاومت به 5 طبقه از مقاومت بسیارکم تا مقاومت بسیار زیاد تقسیم شده است. به‌ترتیب 65/248 و 20/3051 کیلومتر مربع از مساحت محدوده مقاومت بسیارکم و کم را دارند. 12/2465 کیلومتر مربع از سطح محدوده را سازندهای با مقاومت متوسط (نیمه‌مقاوم) پوشانده است و به‌ترتیب سازندهایی با لیتولوژی مقاوم و بسیارمقاوم 88/2246 و 65/230 کیلومتر مربع از مساحت محدوده را تشکیل داده است. در ارتباط با نقشۀ لیتولوژی می‌توان گفت طبقات بسیار پرخطر و پرخطر به‌طور عمده در سازندهایی با مقاومت بسیارکم، کم، متوسط و در آندزیت‌های آتشفشانی و سنگ‌های خرد‌شدۀ بازالتی قرار دارند. بررسی مقایسهای پراکنش لغزش‌ها با معیار لیتولوژی نیز نشان می‌دهد که 08/73 درصد از لغزش‌های رخداده در سازندهایی با مقاومت بسیارکم و کم به‌صورت نهشته‌های آبرفتی دوران چهارم (نهشته‌های دشت سیلابی و پادگانه‌های آبرفتی که در جناحین و طرفین رودخانه‌ها گسترش دارند که به‌علت جوان‌بودن و عدم وقوع فرآیندهای دیاژنز استحکام کمتری دارند)، مارن، شیل، ماسه‌سنگ‌های قرمز و کنگلومرا رخ داده است. 30/17 درصد نقاط لغزشی نیز بر دامنههای شیب‌دار متشکل از سازندهایی با لیتولوژی متوسط (مارن، مارن گچی با ماسه‌سنگ، سنگ‌های آهکی ماسه‌ای و سیلتی)پ قرار دارند و دیگر لغزش‌های محدوده (63/9 درصد از لغزش‌ها) در آندزیت‌های آتشفشانی و سنگ‌های خرد‌شدۀ بازالتی (سنگ‌های آذرآواری) و خاکسترهای آتشفشانی رخ داده است. سایش این واحد‌ها در دره‌ها و سرازیری آنها به داخل دره‌ها و ورود آنها به آب‌های جاری در بخش‌هایی علاوه‌بر اینکه به‌صورت توده‌ای به داخل دره‌ها فروریخته شده به افزایش بار رسوبی رودخانه‌ها نیز منجر شده است. بیاتی‌خطیبی (1386) و بیاتی‌خطیبی (1389) نیز به این نتیجه دست یافتند که خاکسترهای آتشفشانی و مارن‌ها در گسترۀ حوضه مساعدترین بستر را برای وقوع لغزش‌ها فراهم کرده‌اند. در شکل 7 نمایی از انواع سازندها و دامنههای مستعد وقوع زمینلغزش در‌سطح حوضۀ قرنقوچای نمایش داده شده است.
شکل 7: نمایی از انواع سازندها و دامنههای مستعد وقوع زمینلغزش در‌سطح حوضۀ قرنقوچای؛ الف، ب- سازندهای کنگلومرایی در اطراف هشترود؛ ج- رخنمون پادگانه‌های آبرفتی متشکل از ذرات و قطعات متوسط تا ریزدانۀ آذرین در خمیرۀ سیلتی-رسی قهوه‌ای رنگ در اطراف روستای گلی‌بلاغ؛ د- واحد متشکل از پومیس، خاکسترهای آتشفشانی و سنگ‌های آذرآواری ماسه‌ای-سیلتی و رسی در حواشی روستای ذوالبین؛ ه- تناوب لایه‌های ریز و درشت دانۀ ناپیوستۀ کواترنری بر‌روی سنگ‌های آذرآواری و خاکسترهای آتشفشانی در فاصلۀ 5 کیلومتر مانده به هشترود؛ و- تناوب واحدهای آگلومرایی و کنگلومرایی در حوالی ایستگاه راه‌آهن هشترود؛ ز، ح، ط- تناوبی از تشکیلات آذرین نفوذی و رخنمون پادگانه‌های آبرفتی در حاشیۀ بستر رودخانۀ قرنقوچای (منبع: نویسندگان، 1402)
Figure 7: A view of the types of formations and slopes prone to landslides in the Qaranqoochay basin; A, B- conglomerate formations around Hashtroud; C- The outcrop of alluvial defenses consisting of medium to fine-grained igneous particles and pieces in the brown silty-clay paste around Golibalag village; D-Unit composed of pumice, volcanic ash and pyroclastic sand-silt and clay rocks in the outskirts of Zolbin village; E- The alternation of fine and coarse-grained discontinuous Quaternary layers on pyroclastic rocks and volcanic ash in the distance of 5 km from Hashtroud; f- alternation of agglomerate and conglomerate units around Hashtroud railway station; G, H, I- Periodicity of intrusive igneous formations and outcrops of alluvial defenses in the margin of the Qaranqoochay river bed
شکستگی‌ها و گسیختگی‌های سطح زمین در رسوخ آب به داخل زمین، خرد‌شدن سنگ‌ها و سست‌شدن اتصال بین مواد سنگی تأثیر زیادی دارند؛ زیرا شرایط بروز حرکات توده‌ای را فراهم می‌کنند (پورفرازش‌زاده و اصغری‌سراسکانرود، 1401، ص. 52). از مهم‌ترین گسل‌های منطقه می‌توان به گسل کسجین، بزنی بوزداغ، گسل تراستی مکتو، گسل تراستی احمدآباد، گسل تراستی خادم، گسل‌های قشلاق، دشمن‌لو، مجیدآباد، ملاقیاسی، چوگان، گل‌تپه، قزل‌قیه و داش‌بلاغی اشاره کرد. برپایۀ شواهد و آثار لغزشی در حریم گسل‌ها و با نظر به سوابق لرزه‌خیزی منطقه می‌توان بیان کرد که لرزه‌خیزی منطقه و جنبش‌های ناشی از فعالیت گسل‌ها در ناپایداری دامنه‌ای و ایجاد پوشش‌های تخریبی لغزش و واریزه‌ای بر‌روی آنها اهمیت فراوانی دارد؛ برای مثال، گسل مجیدآباد به طول 9 کیلومتر از محل روستای مجیدآباد عبور می‌کند. این گسل بر‌روی سنگ‌های آگلومرایی و کنگلومرایی الیگوسن گسترش دارد. گسترش و پراکندگی زمین‌لغزه‌ها در دو طرف این گسل به‌ویژه در بخش شمالی آن که موجب لغزش توده‌های وسیع کنگلومرایی شده است، معرف عملکرد تخریبی و جوان این گسل است. فاصله از گسل در محدودۀ مطالعاتی بین صفر تا 45000 متر است. طبق نقشۀ پهنهبندی خطر زمینلغزش نقاط بسیار پرخطر و پرخطر بیشتر در فاصله‌های صفر تا 4500 متری از گسل واقع شده‌اند. مقایسۀ نقشۀ فاصله از گسل با نقشۀ پراکنش نقاط لغزشی نشان می‌دهد که 54/64 درصد از زمین‌لغزش‌ها تا فاصلۀ 45000 متری از گسل ایجاد شده و مابقی نقاط لغزشی در فاصله‌های بیشتر از گسل رخ داده است.
وجود آبراهه‌ها در مناطق به‌دلیل نفوذ آب آنها در زمین و ایجاد سستی امکان دارد موجب تقویت احتمال زمینلغزش شوند (صدیقی و قاسمی، 1402، ص. 49). به‌طور کلی، حوضۀ آبخیز قرنقو با یک رودخانۀ اصلی به نام قرنقو که امتداد شرقی-غربی دارد و نیز با چهار رودخانۀ فرعی با نام‌های کلقان‌چای، سراسکندچای در شمال و شورچای و شورجه‌چای در جنوب حوضه زهکشی میشود. در جنوب شهر سراسکند (هشترود) رودخانۀ سراسکند و سپس در روستای خواجه غور رودخانۀ شور به آن ملحق میشود. بعد از عبور از این محدوده رودخانه در امتداد راه‌آهن تبریز-میانه جریان مییابد که بستر آن در مسیر دره‌ای پرپیچ‌و‌خم کوهستانی قرار دارد. رودخانۀ قرنقو در نزدیکی میانه در غرب این شهر از درۀ مزبور خارج شده و در جنوب با رودخانۀ آیدوغموش و شهرچای تلاقی کرده است و پس از طی شش کیلومتر به قزل اوزن می‌ریزد. فاصله از آبراهه در‌سطح حوضه بین صفر تا 5500 متر است. از‌لحاظ معیار فاصله از رودخانه می‌توان نتیجه گرفت که مناطق بسیار پرخطر و پرخطر تا فاصلۀ 1000 متری از رودخانه قرار دارند. نسبت پراکنش لغزش‌ها با این معیار بررسی‌شده نشان می‌دهد که 30/67 درصد از زمین‌لغزش‌ها در فاصلۀ صفر تا 500 متری از رودخانه‌ها اتفاق افتاده است و مابقی نیز در فاصلۀ 500 تا 1000 متری از رودخانه‌ها قرار دارند. بیاتی‌خطیبی (1386) و بیاتی‌خطیبی (1389) نیز فاصله‌های نزدیک به آبراهه‌ها را از عوامل و تحریک‌کنندگان اصلی وقوع زمینلغزش دانسته‌اند؛ بنابراین می‌توان گفت که بیشتر زمین‌لغزش‌های محدوده در فاصله‌های نزدیک از رودخانه رخ داده است و این موضوع تأییدکنندۀ نقش برداشت پای شیب دامنه‌ها با یک عامل طبیعی است که با از میان برداشتن تکیه‌گاه دامنه و کاهش مقاومت برشی آن زمینۀ ایجاد زمینلغزش مهیا میشود.
بارش باران به‌دلیل تأمین آب خاک با افزایش فشار استاتیکی آب بر درز، شکاف‌های دامنه و احتمال ایجاد سستی در خاک میتواند عاملی مؤثر در ایجاد زمین‌لغزش‌ها باشد (صدیقی و قاسمی، 1402، ص. 49). حداقل بارش محدوده 235 میلی‌متر و حداکثر آن 480 میلی‌متر است. چهار ماه خرداد، تیر، مرداد و شهریور کم‌بارش‌ترین ماه‌های سال در‌سطح منطقه هستند و بیشترین مقدار بارش مربوط به ماه‌های فروردین و اردیبهشت است و در حالت کلی، ماه‌های اسفند، فروردین و اردیبهشت به‌دلیل برخورداری از بارش زیاد اهمیت بسیار زیادی در ایجاد زمین‌لغزش‌های منطقه دارند. در‌واقع، بارش مستمر در‌طول این ماه‌ها (همراه با ذوب برف و یخ) شرایط لازم را برای وقوع زمینلغزش که همان حضور آب است، فراهم می‌کند. مقدار‌های بارشی در مناطق با پتانسیل خطر ما‌بین 480-290 میلی‌متر قرار گرفته است. بررسی نسبت نقاط لغزشی و مقدار‌های بارش نیز نشان می‌دهد که به‌ترتیب 31/42 و 38/40 از نقاط لغزشی در‌سطح‌هایی با مقدار‌های بارشی290-260 و320-290 میلی متر قراردارند و پهنه‌های بارشی 350-320 و 380-350 میلی‌متر نیز به‌ترتیب 46/13 و 85/3 درصد از زمین‌لغزش‌های رخداده در حوضه را پوشش می‌دهند.
مقدار سطح زیرمنحنی (AUC) دامنه‌ای بین 5/0 تا 1 را دارد که نشان از دقت ضعیف تا عالی مدل برای پیش‌بینی است؛ بهطوری که طبقه‌بندی ارائه‌شده برای سطح زیرمنحنی (AUC) به‌صورت 1-9/0:عالی، 9/0-8/0: خیلی‌خوب، 8/0-7/0: خوب، 7/0-6/0: متوسط، 6/0-5/0: ضعیف است (Chen et al., 2018, P. 1010). اعتبارسنجی نتایج حاصل از پژوهش حاضر با منحنی ROC مقدار سطح زیرمنحنی (89/0) را نشان می‌دهد؛ بنابراین باتوجه به طبقه‌بندی ارائه‌شده می‌توان به این نتیجه دست یافت که دقت روش تحلیل چندمعیارۀ ARAS در شناسایی و پهنهبندی مناطق مستعد وقوع خطر زمینلغزش در‌سطح حوضۀ قرنقوچای در‌سطح عالی است (شکل 8) .
شکل 8: منحنی تشخیص عملکرد نسبی و سطح زیر منحنی (منبع: نویسندگان، 1402)
Figure 8: Relative performance detection curve and area under the curve
نتیجه‌گیری
اقدام به پهنهبندی با کاربست مدل‌های مختلف از رویکردهایی است که با آن می‌توان پهنه‌های حساس و مستعد را برای لغزش‌های آینده شناسایی و سپس با ارائۀ راه‌حل مناسب تا حدی از وقوع خطر‌های ناشی از زمین‌لغزش‌ها جلوگیری کرد. در این پژوهش با استفاده از الگوریتم تصمیم‌گیری چندمعیارۀ ARAS خطر زمینلغزش در حوضۀ قرنقوچای واقع در استان آذربایجان‌شرقی ارزیابی و پهنهبندی شده است. باتوجه به نتایج به‌دست‌آمده از پهنهبندی خطر زمینلغزش در حوضۀ مطالعه‌شده مشخص شد که عوامل شیب، لیتولوژی و کاربری اراضی به‌ترتیب با مقدار‌های وزنی 162/0، 152/0 و 147/0 بیشترین میزان تأثیر را در وقوع زمینلغزش داشته است؛ به‌گونه‌ای‌که شیب‌های 10 تا 55 درصد مناطقی با لیتولوژی مواد سطحی ریز و درشت دانۀ ناپیوستۀ کواترنری، مارن، ماسه‌سنگ و کنگلومرا، سنگ‌های آذرآواری ماسه‌ای، سیلتی، رسی و خاکسترهای آتشفشانی و بخش‌هایی با کاربری‌های زراعی و مراتع فقیر و متوسط با آشفتگی شدید دامنه‌ها و پتانسیل زیاد رخداد رانش زمین مواجه هستند.
همچنین، براساس یافته‌های پژوهش قرارگیری 86/12 و 42/25 درصد از مساحت حوضه در طبقۀ بسیار پرخطر و پرخطر به‌همراه جانمایی شهرهای ترکمانچای، قره‌آغاج و نظرکهریزی و 10/46 درصد از کل روستاهای حوضه در دو طبقۀ پرخطر و بسیار پرخطر نشان‌دهندۀ پتانسیل زیاد حوضه از‌لحاظ وقوع زمینلغزش و در‌معرض خطر‌بودن و امکان آسیب‌پذیری زیاد شهرها و روستاهای واقع در حوضه است؛ بنابراین سازمان‌های متولی از‌جمله ادارۀ کل منابع طبیعی و آبخیزداری، ادارۀ کل راه و شهرسازی، سازمان جهاد کشاورزی و سازمان آب منطقه‌ای باید با انجام‌دادن اقدام‌های مسئولانه و هم‌افزایی لازم و اقدام‌های حفاظتی، آبخیزداری مناسب و کارشناسی‌شده را در این پهنه‌های با احتمال خطر انجام دهند. از‌جملۀ این اقدام‌ها می‌توان به جلوگیری از کاهش کمّی و کیفی پوشش‌گیاهی و پایدارسازی دامنه‌ها با ایجاد و تقویت پوشش‌گیاهی در نواحی مستعد لغزش، ممانعت از کشت دیم در اراضی شیب‌دار، تعدیل و کاهش شیب دامنۀ ارتفاعات مشرف بر مسیر احداث جاده‌ها، پایدارسازی ترانشه‌ها، پلکانی‌کردن شیب‌ها، استفاده از دیوارهای حائل، زهکشی و هدایت صحیح آب در بالادست و پایین مناطق مستعد رانش و از همه مهم‌تر آموزش همگانی (به‌ویژه ساکنان اطراف مناطق حساس به زمینلغزش) برای داشتن اطلاعات پایه‌ای دربارۀ پدیدۀ زمینلغزش، توجه بیشتر به صدمات ناشی از آن و کاهش سرمایه‌گذاری در آینده اشاره کرد.
همان‌گونه که می‌دانیم هریک از روشهای پهنهبندی زمین‌لغزش‌ها به سهم خود مزایا و معایبی دارند. این امر که یک روش در یک منطقه تا چه حد کارایی دارد به شرایط بسیاری از‌جمله اقلیم، توپوگرافی زمین‌شناسی و دیگر عوامل بستگی دارد. باتوجه به نتایج حاصل از صحت‌سنجی نتایج مطالعۀ حاضر دقت روش ARAS با مساحت زیرمنحنی 89/0 در پهنهبندی خطر زمینلغزش در‌سطح حوضۀ قرنقوچای در‌سطح عالی است؛ بنابراین نتایج ارزیابی عملکرد مدل MCDM در مطالعۀ حاضر همانند نتایج حاصل از مطالعات مددی و همکاران (1399)، شریفی و همکاران (1400)، اصغری‌سراسکانرود و پیروزی (1401)، مددی و پیروزی (1402)، Vojtekova & Vojtek (2020)، Salehpour- Jam (2021)، Kumar et al. (2022) نشان‌دهندۀ عملکرد خوب رویکرد GIS- MCDM به‌عنوان ابزار راهنمای قدرتمند و عملی برای مطالعۀ مخاطرۀ زمینلغزش و مرجعی برای مدیریت کارآمدتر این مخاطره در آینده است. همچنین، باید اذعان کرد که استفاده از روش کرتیک در وزندهی معیارها در پژوهش حاضر میتواند گامی در راستای حل معضل استقلال صفات از یکدیگر باشد که به‌هنگام مقایسة زوجی در چارچوب روش فرآیند تحلیل سلسلهمراتبی و فرآیند تحلیل شبکه‌‌ای و در شرایط عدم تحقق همبستگی بین صفات عینیت مییابد؛ زیرا در این روش کارشناس دخالتی ندارد و وجود همبستگی زیاد یک معیار با معیارهای دیگر میتواند در کاهش وزن آن معیار اثر‌گذار باشد. در‌نهایت، انتظار می‌رود که نتایج حاصل از پژوهش حاضر باتوجه به استفاده از روش تحلیل چندمعیارۀ ARAS در امر انتخاب روش مناسب بررسی و پهنهبندی خطر زمینلغزش به‌ویژه در مناطقی مشابه با شرایط طبیعی و انسانی حوضۀ قرنقوچای مورد توجه پژوهشگران قرار گیرد.
)