پهنه‌بندی مکانی خطر سیلاب و ارزیابی مناطق بحرانی در راستای مدیریت و توسعه پایدار ( مطالعه موردی: حوزه آبریز کلارود بابل، استان مازندران)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشگاه ژئومورفولوژی، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد دانشگاه ژئومورفولوژی، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 دانشجوی دکتری رشته ژئومورفولوژی، دانشکده برنامه ریزی وعلوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

موضوع: پهنه‌بندی خطر سیلاب و شناسایی مناطق بحرانی با استفاده از مدل تابع شواهد قطعی (EBF) در محیط GIS (حوضۀ آبریز کلارود بابل)
هدف: با توجه به افزایش فراوانی و شدت سیلاب‌ها تحت تأثیر تغییرات اقلیمی و تغییر کاربری اراضی، این پژوهش با هدف پهنه‌بندی مکانی خطر سیلاب و تحلیل عوامل مؤثر بر سیل‌خیزی در حوضۀ آبریز کلارود بابل، با بهره‌گیری از مدل تابع شواهد قطعی (EBF) در محیط GIS انجام شد.
روش تحقیق: در این مطالعه، داده‌های مکانی، توپوگرافی و هیدرولوژیکی سال‌های ۱۴۰۳ و ۱۴۰۴ گردآوری شد. نقاط وقوع سیلاب‌های گذشته به‌ عنوان داده‌های آموزشی استفاده شد. متغیرهای ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی و شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) از مدل رقومی ارتفاع استخراج و به‌عنوان ورودی‌های مدل EBF به‌ کار گرفته شدند. پردازش و مدل‌سازی در محیط ArcGIS انجام شد و دقت مدل با استفاده از منحنی ROC و شاخص AUC ارزیابی شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد فاصله از رودخانه، شیب و ارتفاع بیشترین نقش را در وقوع سیلاب دارند. مناطق کم‌ارتفاع با شیب نسبتاً زیاد و مجاور آبراهه‌ها بالاترین خطر سیلاب را نشان دادند. بیشترین وزن به فاصله از رودخانه (0.36) و کمترین وزن به شاخص TWI (0.09) اختصاص یافت. ارزیابی دقت مدل EBF با مقدار AUC برابر 0.94 بیانگر عملکرد بسیار مطلوب مدل در تفکیک مناطق پایدار، متوسط و بحرانی سیلابی است.
نتیجه‌گیری: یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد مدل EBF ابزاری کارآمد و دقیق برای شناسایی مناطق مستعد سیلاب در حوضۀ کلارود است. نتایج این مطالعه می‌تواند در مدیریت ریسک سیلاب، برنامه‌ریزی کاربری اراضی و تصمیم‌گیری‌های مدیریتی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، ترکیب مدل EBF با روش‌های فازی و هوش مصنوعی می‌تواند دقت پیش‌بینی سیلاب را در حوضه‌های مرطوب شمال کشور افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Azad Talab, M., Mehnaz, Sh., Shahabi, H., Heiman, Sh., Shirzadi, A., Ataollah, Ch., Kamran. 2020. Flood hazard zoning in Sanandaj city using combined statistical index and evidential belief function models. Urban Studies Quarterly, 9(36), 40–27. (in Persian).
  • Alavi, N., Khademi, K., & Moradi, M. 2022. Landslide hazard zoning using the evidential belief function (EBF) model in a GIS environment: A case study of the Dez watershed. Geomorphological Research, 13(2), 115–130. Shahid Beheshti University, Tehran (in Persian)
  • Abbasi, S. 2021. Evaluation of urban resilience against floods with a sustainable development approach: A case study of Shiraz City. Sustainable Urban Management Quarterly, 8(3), 65–82. University of Shiraz. (in Persian).
  • Bui, D. T., Khosravi, K., Shahabi, H., et al. 2023. Prediction of flood‑prone areas using ensemble machine‑learning models and topographic indices in GIS environment. Journal of Hydrology, 617, 129037. (in Persian)
  • Beven, K. J., & Kirkby, M. J. 1979. A physically based, variable contributing area model of basin hydrology. Hydrological Sciences Bulletin, 24(1), 43–69.
  • Bui, D. T., Rahmati, M., & Dou, T. T. 2022. Flood susceptibility assessment using geomorphological indices and distance from rivers in a GIS environment (Case study: Northern Iran). Hydrology and Earth Sciences Research Quarterly, 17(2), 95–110. (in Persian).
  • Davand, Kh., Shahabi, H., & Salari, M. 2021. Flood hazard zoning in Ilam city using the evidential belief function (EBF) model. Geography and Environmental Hazards, 10(2), 1–20. (in Persian).
  • Esmaeili, R., Mohammadi, F., & Ghanbari, M. 2024. The importance of controlling the consequences of coastal floods with a sustainable coastal tourism development approach. Journal of Environmental Management and Planning, 11(1), 45–62. University of Gilan (in Persian).
  • 2008. ArcGIS 9.3 Desktop Help: Surface Analysis and Slope Calculation. Environmental Systems Research Institute, Redlands, CA, USA.
  • Fallah, F., Zeynivand, H., Tahmasbipour, N., & Haghi Zadeh, A.2023. Identification of flood-prone areas using the evidential belief function (EBF) model: A case study of Silakhor plain in Lorestan Province. Applied Water Engineering Research, 1, 138–149. (in Persian).
  • Forests, Rangelands and Watershed Management Organization of Iran. 2020. Basic watershed management studies report of Kelarud bar basin, Babol County (Mazandaran Province).
  • Hejazi, S. A., Rezaei Moghaddam, M. H., Karami, F., Yarahmadi, J., & Bigham, A. 2022. Flood potential and prioritization of areas in terms of flood susceptibility for erosion control in the Hajilar watershed. Journal of Environmental Erosion Research, 12(3), 41–56. (in Persian).
  • Khan, N. A., Alzahrani, H., Bai, S., Hussain, M., Tayyab, M., Ullah, S., Ullah, K., & Khalid, S. 2025. Flood risk assessment in the Swat River catchment through GIS‑based multi‑criteria decision analysis. Frontiers in Environmental Science, 13, Article 1567796.
  • Manbari, F., Maleki, A., & Nayeri, H. 2023. Factor analysis of morphometric parameters and flood modeling: A case study of the watersheds in Kurdistan Province. Quantitative Geomorphology Research, 12(1), 224–24. (in Persian).
  • Nahin, K. T. K., Islam, S., &Sumaiya Binte, I. (2023). Flood vulnerability assessment in the Jamuna River floodplain using multi‑criteria decision analysis: A case study in Jamalpur district, Bangladesh. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14520. Heliyon, 9(4).
  • Oskouhi, M., Rezaei, S., and Ahmadi, N. 2023. An analysis of flood governance and risk management with a sustainable development approach. Journal of Natural Hazards Management and Water Governance, 10(2), 85–102. University of Tehran. (in Persian).
  • Rajabi, M., Roostaei, Sh., & Barzkar, M. 2022. Assessment of flood potential in sub-watersheds based on morphometric parameters and correlation analysis (Case study: Zab–Mirabad watershed). Geography and Planning, 26(79), 127–139. (In Persian).
  • Rahmati, O., Pour Ghasemi, H. R., & Zeini Vand, H. 2016. Flood susceptibility mapping using frequency ratio and weights‑of‑evidence models in GIS. Arabian Journal of Geosciences, 9(2), 155. (in Persian).
  • Rezaei Moghaddam, M. H., Rajabi, M., & Mousavi, S. M. 2024. Flood hazard zoning in the Rud Zard watershed using the multi-criteria decision analysis VIKOR model. Journal of Natural Environmental Hazards, (41, Autumn 2024), 19–38. (in Persian).
  • Tehrani MS, Shabani F, Javier DN, Kumar L. 2018. Soil erosion susceptibility mapping for current and 2100 climate conditions using evidential belief function and frequency ratio. Geomat Nat Hazard Risk 8:1695–1714. (in Persian).
  • Zare, S., et al. 2019. Analysis of the effects of slope and land use on surface runoff in the northern watersheds of Iran. Iranian Journal of Earth Sciences, 49(3), 211–223. (in Persian).
مجله اکوهیدرولوژی
دوره 12، شماره 4
دی 1404
صفحه 1025-1049

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری: 22 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش: 27 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 01 دی 1404
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار