ارزیابی و پهنه بندی خطر وقوع سیل در حوضه آبریز آجی‎چای با استفاده از تکنیک تصمیم گیری چندمعیاره و روش آماری SI

چکیده مبسوط مقدمه: سیلاب ها از جمله مهم ترین مخاطرات محیطی محسوب می شوند که همه ساله خسارات جبران ناپذیری را در سراسر کشور بر جای می گذارند. تحلیل فضایی حساسیت خطر وقوع سیل و تهیه نقشه های خطر، یک رویکرد مهم در مدیریت سیلاب است. حوضه آبریز آجی‎چای به ‎دلیل گستردگی مساحت و دارا بودن شرایط خاص جغرافیایی جزو حوضه های با پتانسیل بالای خطر وقوع سیل در نظر گرفته می شود. بنابراین، هدف اصلی از تحقیق حاضر تهیه نقشه پتانسیل خطر وقوع سیل در این حوضه با استفاده از دو روش تصمیم گیری چند معیاره و مدل آماری است. به‎ همین منظور، از ۱۸ پارامتر موثر در وقوع سیل جهت تهیه نقشه های پتانسیل خطر وقوع سیلاب استفاده گردید. پارامترهای مورد بررسی عبارت بودند از ارتفاع، شیب، جهت شیب، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص حمل رسوب، شاخص قدرت آبراهه، انحنای زمین، بارش، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه، لیتولوژی، گروه های هیدرولوژیکی خاک، ژئومورفولوژی، فاصله از پل، فاصله از سد، NDVI و کاربری اراضی. مواد و روش ها: محدوده مورد مطالعه تحقیق حاضر حوضه آبریز آجی‎چای است که از نظر تقسیمات سیاسی در استان آذربایجان شرقی واقع شده است. حوضه آبریز آجی‎چای به شکل تقریبا مستطیلی بین کوهستان سبلان و رشته کوه قوشه داغ در شمال، رشته کوه بزقوش در جنوب و کوهستان سهند در جنوب غرب قرار گرفته است. مساحت این حوضه حدود ۱۰۹۸۵/۹ کیلومترمربع است. تغییرات ارتفاعی حوضه از ۱۲۵۵ متر در خروجی حوضه تا ۳۸۱۶ متر در دامنه های کوهستان سبلان هستند. به ‎طور کلی، دامنه های سبلان و سهند با ارتفاع بالای ۳۶۰۰ متر به عنوان مهم ترین عوارض توپوگرافی در سیمای ناهمواری های منطقه محسوب می شوند. میانگین بارش سالانه حوضه آجی‎چای بر اساس اطلاعات ایستگاه های سینوپتیک (چهار ایستگاه تبریز، بستان‎آباد، سراب و هریس) و باران سنجی (۲۴ ایستگاه) موجود در سطح منطقه، حدود ۳۱۵ میلی متر است. در پژوهش حاضر، از مدل فرایند تحلیل شبکه ای (ANP) به عنوان یک روش تحلیل تصمیم گیری چندمعیاره و مدل شاخص آماری (SI) به عنوان یک روش آماری دو متغیره جهت دستیابی به هدف تحقیق استفاده گردید. فرآیند تحلیل شبکه ای یکی از روش های تصمیم گیری چندمعیاره است که توسط توماس ال ساعتی در سال ۱۹۸۰ توسعه یافته است. روش شاخص آماری (SI) توسط ون وستن در سال ۱۹۹۷ معرفی شد، به‎ منظور اجرای مدل های تحقیق از موقعیت ۲۷۴ نقطه سیلابی که در گذشته اتفاق افتاده اند، استفاده شد. نقشه موقعیت نقاط سیلاب های منطقه از طریق اطلاعات شرکت آب منطقه ای استان آذربایجان شرقی، بازدیدهای میدانی و همچنین تصویر ماهواره ای لندست ۸ سنجنده OLI-TIRS تهیه گردید. به‎‎منظور ارزیابی دقت نتایج هریک از مدل ها، از سه شاخص آماری Sensitivity، Specificity و Accuracy به‎همراه منحنی ROC و سطح زیر منحنی (AUC) استفاده گردید. یافته ها: نتایج وزن ‎دهی پارامترها با استفاده از مدل ANP نشان داد که سه پارامتر بارش، ژئومورفولوژی و شیب به ‎ترتیب با ضرایب ۰/۱۳۷، ۰/۱۰۴ و ۰/۱۰۱ بیشترین وزن را داشتند که بیانگر تاثیر زیاد این عوامل در وقوع سیلاب های منطقه است. در مقابل، دو پارامتر شاخص حمل رسوب و شاخص قدرت آبراهه کمترین وزن را داشتند. ارزیابی اهمیت پارامترها با استفاده از مدل SI نیز نشان داد که مناطق نزدیک رودخانه ها و پل ها، سطوح کم‎ارتفاع و دارای شیب کم مستعد خطر وقوع سیل هستند. نقشه های نهایی از حاصل ضرب وزن هر کدام از پارامترها در لایه های اطلاعاتی آن ها و در پنج طبقه از پتانسیل خیلی کم تا خیلی زیاد تهیه شد. بررسی نقشه های نهایی نشان داد که الگوی پراکنش پهنه های خطر در هر دو مدل مشابه هم بودند و سطوح هموار و دشتی جزو مناطق با خطر بالای وقوع سیل شناسایی شدند. شهرهای مهم حوضه از قبیل تبریز، سراب و بستان آباد نیز در پهنه های با خطر زیاد و خیلی زیاد قرار دارند که آسیب پذیری این شهرها را به ‎هنگام وقوع سیلاب های مخرب نشان می دهد. این شهرها در مسیر رودخانه ها شکل گرفته اند، بنابراین لزوم توجه جدی مسئولان به امر مدیریت سیلاب های شهری را دوچندان می کند. در مقابل، ارتفاعات و دامنه های شیب دار کم ترین پتانسیل را جهت وقوع سیل دارند. نتیجه گیری: بررسی مساحت هریک کلاس های خطر وقوع سیل در مدل های تحقیق نشان داد که در مدل ANP حدود ۳۴ درصد و در مدل SI نیز ۴۶ درصد از مساحت منطقه در پهنه های زیاد و خیلی زیاد از نظر وقوع سیل قرار داشتند. بررسی نقشه ها نشان داد که کلان شهر تبریز، که مهم ترین مرکز جمعیتی داخل حوضه محسوب می شود، به ‎دلیل توسعه در امتداد رودخانه های مهران رود و آجی‎چای در پهنه های زیاد و خیلی زیاد از نظر وقوع سیل قرار دارد. این امر لزوم توجه جدی مسئولان منطقه را جهت مدیریت هرچه بهتر مخاطره سیلاب در داخل حوضه نشان می‎دهد. نتایج ارزیابی دقت مدل‎ ها نشان می‎دهند که عملکرد هر دو مدل در تهیه نقشه های پتانسیل خطر وقوع سیل در منطقه خوب بوده‎است. با این وجود، مدل SI با ضریب ۰/۹۴۵ بیشترین مقدار سطح زیر منحنی را دارد که بیانگر دقت بیشتر این مدل در مقایسه با مدل ANP است.

کلیدواژه ها:

Analytic Network Process ، Aji Chai basin ، Flood ، Zoning ، Statistical Index ، پهنه بندی ، حوضه آبریز آجی چای ، سیل ، شاخص آماری ، فرایند تحلیل شبکه ای