دانشگاه تبریز
فهرست نشریات دارای اعتبار وزارت علوم، تحقیقات و فناوری
پایگاه استنادی علوم جهان اسلام (ISC)

 آمار

تعداد نشریات43
تعداد شماره‌ها1,222
تعداد مقالات15,019
تعداد مشاهده مقاله50,482,441
تعداد دریافت فایل اصل مقاله13,570,766
احمدزاده, حسن, سعیدآبادی, رشید, نوری, الهه. (1394). بررسی و پهنه‌بندی مناطق مستعد به وقوع سیل با تأکید بر سیلاب‌های شهری (مطالعه‌ موردی: شهر ماکو). سامانه مدیریت نشریات علمی, 2(2), 1-24.
حسن احمدزاده; رشید سعیدآبادی; الهه نوری. "بررسی و پهنه‌بندی مناطق مستعد به وقوع سیل با تأکید بر سیلاب‌های شهری (مطالعه‌ موردی: شهر ماکو)". سامانه مدیریت نشریات علمی, 2, 2, 1394, 1-24.
احمدزاده, حسن, سعیدآبادی, رشید, نوری, الهه. (1394). 'بررسی و پهنه‌بندی مناطق مستعد به وقوع سیل با تأکید بر سیلاب‌های شهری (مطالعه‌ موردی: شهر ماکو)', سامانه مدیریت نشریات علمی, 2(2), pp. 1-24.
احمدزاده, حسن, سعیدآبادی, رشید, نوری, الهه. بررسی و پهنه‌بندی مناطق مستعد به وقوع سیل با تأکید بر سیلاب‌های شهری (مطالعه‌ موردی: شهر ماکو). سامانه مدیریت نشریات علمی, 1394; 2(2): 1-24.

بررسی و پهنه‌بندی مناطق مستعد به وقوع سیل با تأکید بر سیلاب‌های شهری (مطالعه‌ موردی: شهر ماکو)

هیدروژئومورفولوژی
مقاله 1، دوره 2، شماره 2، خرداد 1394، صفحه 1-24    اصل مقاله (1.86 M)
نوع مقاله: مروری
نویسندگان
حسن احمدزاده* 1؛ رشید سعیدآبادی2؛ الهه نوری3
1استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز
2استادیار گروه جغرافیای دانشگاه ارومیه
3دانشجوی کارشناسی جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری دانشگاه تبریز
چکیده
در میان کل سوانح طبیعی، سیلاب بیشترین خسارت را به بخش کشاورزی، شیلات، مسکن و زیرساخت­ها وارد     می­سازد و به­شدت روی فعالیت­های اجتماعی و اقتـصادی تأثیر می­گذاردو تعداد بی­شماری از افراد را تحت تأثیر قرار می­دهد. رخداد چندین سیل توأم با خسارت­های جانی و مالی در شهر ماکو نشان­دهنده­ ضرورت مطالعه­ جامع در این زمینه در حوضه‌های منتهی به شهر ماکو از جمله زیرحوضه­های کوچک کوهستانی شمالی شهر است. در این پژوهش نخست ویژگی­های فیزیوگرافی محدوده­ مورد مطالعه را با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، توابع تحلیلی GIS و WMS معین کردیم. سپس پهنه­های تولید سیل را در منطقه با تأکید بر شهر ماکو شناسایی و مسیل­های هدایت­کننده سیلاب به کالبد شهر را تحلیل کردیم. نتایج نشان داند که توپوگرافی خشن، ضخامت کم عناصر منفصل روی سنگ بستر و ظرفیت ناچیز آنها برای نگهداشت آب، نبود پوشش گیاهی مناسب، تجاوز به حریم سیلاب‌ها و تبدیل آنها به سطوح نفوذناپذیر، شرایط را برای جریان سیل‌های مخرب به­ویژه هنگام وقوع بارش‌های رگباری در ماه‌های خشک سال مهیا می‌سازد به­گونه­ای که روان­آب حاصل از یک بارش با شدت 120 میلی­متر در ساعت، در حدود 5/2 میلیون مترمکعب برآورد شد. از این میزان 338 هزار متر مکعب از زیرحوضه‌های کوچک شمالی مشرف به شهر، حاصل می‌شود.
کلیدواژه‌ها
سیلاب‌های شهری؛ پهنه‌بندی؛ کاربری اراضی شهری؛ شهر ماکو
اصل مقاله

مقدمه

     سیل یکی از پیچیده‌ترین و مخرب‌ترین رویدادهای طبیعی است و بیش از هر بلای دیگری، جان و مال انسان و شرایط اجتماعی و اقتصادی جامعه را به مخاطره می‌اندازد، هر چند مدیریت صحیح آن می‌تواند منبع بزرگی جهت تأمین نیازهای آبی یک منطقه باشد (تلوری، 1376: 9). اگر وقوع این پدیده، ناگهانی و شدید باشد، باعث به­وجود آمدن خسارت‌های زیادی می‌شود. بررسی‌ ‌مجموعه ‌عوامل محیطی ‌که موجب ایجاد سیل ‌هستند، نشان ‌می‌دهد که دخالت ‌انسان ‌در چرخه ‌طبیعی ‌آب از طریق ‌تخریب پوشش ‌گیاهی ‌در عرصه‌های ‌آبخیز، کاربری غیراصولی ‌اراضی، توسعه‌ سطوح‌ ‌نفوذناپذیر و امثال ‌آن امکان وقوع سیل‌‌ را در مناطق ‌گوناگون‌ افزایش می­دهد. جمع‌آوری و دفع روان­آب‌های ناشی از بارندگی در مسیل رود در واقع از اقدامات ایمنی، بهداشتی و رفاهی به حساب می­آیند (قنواتی و همکاران، 1391: 121).

بدیهی است که عوامل‌ اقلیمی ‌و عوامل حوضه‌ای ‌در بروز سیلاب‌ها تأثیر دارند، اما ‌برای ‌جلوگیری ‌از ‌آثار ‌زیانبار سیل نمی‌توان ‌در عوامل‌ و عناصر جوی‌ تغییری ‌ایجاد نمود. بنابراین‌ هرگونه ‌راه­‌حل‌ اصولی ‌و چاره­‌ساز را باید در روی‌ زمین‌ و اختصاصاً در حوضه‌های ‌آبخیز جستجو کرد. در این‌ ارتباط، اولین‌ اقدامی ‌که‌ برای ‌کاهش ‌خطر سیل‌ مطرح ‌می‌شود، مهار سیل ‌در سرچشمه آن ‌یعنی‌ زیرحوضه‌های ‌آبخیز است‌. مسلماً برای‌ انجام دادن‌ این­کار ‌شناسایی ‌مناطق‌ سیل ‌خیز در داخل‌ حوضه‌ لازم است. تولید روان­آب‌ در یک‌ حوضه­‌ آبخیز به‌ عوامل‌ متعددی‌ بستگی‌ دارد که‌ از جمله‌ آنها می‌توان‌ به‌ خصوصیات‌ حوضه­‌ آبخیز، میزان بارش‌، نفوذ و شرایط پیشین‌ حوضه‌ اشاره‌ کرد (سینگ[1]، 1997: 18).

تجارب مطالعاتی و مدیریتی کشورهای مختلف نشان می‌دهد که اولین گام در جهت کاهش آثار زیانبار سیل، شناخت مناطق سیل‌گیر و پهنه‌بندی این مناطق از لحاظ میزان خطر سیل‌گیری است تا بتوان بر اساس نتایج به­دست آمده، درباره‌ نحوه‌ استفاده از اراضی و کاربری‌های مختلف کشاورزی، صنعتی، خدماتی و مکان‌یابی سکونتگاه‌های شهری و روستایی تصمیم­گیری اصولی و بهینه نمود و آثار زیانبار سیل را تا حد ممکن به حداقل رسانید. یکی از ابزارهای بسیار مؤثر در مطالعات محیطی و علوم زمین، استفاده از فناوری سنجش از دور و بهره‌گیری از داده‌های ماهواره‌ای است (علوی پناه، 1382: 15).

یکی از مخاطرات طبیعی که شهر ماکو در طی سال­های اخیر با آن مواجه بوده، پدیده سیل است. توسعه‌ فیزیکی نامناسب شهر بر روی مسیل‌های قدیمی، به­علت نبود فضاهای مناسب برای ساخت و سازها، هر مسیری را برای جریان روان آب سطحی شهر مسدود کرده است. این امر سبب می‌شود که هنگام وقوع بارندگی، روان آب حاصل از ارتفاعات اطراف، به­ویژه از قسمت شمالی شهر، به­صورت سیل وارد بافت کالبدی شهر شده و خسارت‌های زیادی به­بار آورد.

شهر ماکو در دره‌ای با بستر سنگی سخت و نفوذناپذیر در داخل حوضه آبریز زنگمارچای استقرار یافته است. بیش از 578 کیلومتر مربع از مساحت این حوضه، در بالادست شهر ماکو جا گرفته است و به­دلیل خصوصیات فیزیوگرافی خاص حوضه آبریز و وجود دامنه‌های پرشیب کوهستانی مسلط به شهر در ضلع شمالی و جنوبی تحت تأثیر سیل‌های مخرب بهاری و تابستانه قرار ‌دارد. به­عنوان مثال در 17 مرداد ماه 1387، در نتیجه‌ یک بارش رگباری با شدت 20 میلی­متر در 10 دقیقه، در شهر ماکو سیلی جاری شد که باعث ایجاد خسارت بر 350 واحد مسکونی، 700 دستگاه خودرو، 58 واحد صنفی، آب گرفتگی واحدهای مسکونی 150 خانوار و تخریب کلی 22 واحد مسکونی شد. در این جریان 82 نفر مصدوم شدند و 4 نفر نیز جان خود را از دست دادند (هفته نامه‌ آوای ماکو 31 مرداد 1387، شماره 209). مسؤولان اجرایی شهرستان ماکو میزان خسارت ناشی از این سیل را 82 میلیارد و 853 میلیون ریال اعلام کردند. بارش‌های رگباری سال­های 1387 و 1390 و تابستان 1391 که منجر به آب­گرفتگی شدید معابر عمومی در ماکو شد، بیانگر شایع بودن وقوع سیل در این شهر و وجود ابهامات گسترده در مسایل مرتبط با مدیریت کمی و کیفی سیلاب­های شهری است و برای چاره­‌اندیشی آنها و مدیریت یکپارچه شهری و نیز توسعه پایدار، اجرای طرح‌های تحقیقاتی اجتناب ‌ناپذیر است. لذا پژوهش حاضر با هدف شناسایی مناطق مستعد تولید روان­آب، پهنه­بندی مکان‌های در معرض خطر سیل و یافتن راهکارهای مناسب جهت کاهش آثار زیانبار سیل در شهر ماکو به انجام رسید.

در ارتباط با شناسایی و پهنه‌بندی مناطق سیل‌گیر با استفاده از روش­های سنجش از دور و GIS و تجزیه و تحلیل میزان خطر، پژوهش‌های زیادی در داخل و خارج انجام گرفته است. در سال 1994 سوان وراکامتون[2] با استفاده از مدل HEC-1 و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) آثار تغییر کاربری اراضی بالادست حوضه آبخیز را روی الگوی سیلاب در نواحی پایین دست حوضه مورد ارزیابی قرار داد. نتایج تحقیق نشان داد که با کاهش مساحت جنگل، روان­آب حوضه اصلی و زیرحوضه‌ها افزایش یافته و تغییرات کاربری اراضی در بالادست حوضه در به­وجود آمدن سیل در اراضی پایین دست حوضه تأثیر اساسی داشـته است. فرانسیسکو[3] و همکاران (1999) به­منظور اتصال[4] ‌سیستم ‌GIS با مدل­های ‌هیدرولوژی ‌و هیدرولیکی‌، مناطق ‌تحت‌ تأثیر سیل ‌را در رودخانه‌‌ها به ‌نقشه‌ در آوردند. استفان[5] (2002) در تحقیقی در حوضه­ رودخانه­ سنگ­زرد[6] واقع در ایالت مونتانای امریکا به ­بررسی سیل­های به وقوع پیوسته در سال­های 1996 و 1997 پرداخت و نهایتاً پهنه­های سیل 100 و 500 ساله را تعیین کرد و نتیجه گرفت که تغییر کاربری اراضی بیشترین تأثیر را در ایجاد سیلاب دارند. کلدیتز[7] و همکاران (2003) در حوضه پانکو در مکزیک اقدام به تهیه نقشه پهنه­بندی سیل را با تلفیق اطلاعات سنجش از دور با روش ژئومورفولوژیکی تهیه کرد. طبق نظر ایشان تلفیق اطلاعات سنجش از دور می­تواند نقشه­هایی با توان تفکیک بالا تهیه کند که برای پهنه­بندی سیل در مناطق وسیع می­تواند بسیار مفید باشد. فیلیپ[8] و همکارانش (2006: 1180) با مطالعه رکوردهای تاریخی درازمدت از بارندگی، روان آب و دیگر عوامل اقلیمی را برای تحقیق در تمایلات و تغییرات هیدرولوژیکی در حوضه‌ آبریز رودخانه وُلتا[9] (واقع در غرب آفریقا) در دوره زمانی 1901 تا 2002 بررسی کرده­اند. یافته‌های تحقیق آنها نشان داد که عوامل اقلیمی (شدت بارندگی، نوع بارش و دمای هوا) تأثیر مهمی در چگونگی سیل (شدت و دوام) در ارتباط با ویژگی‌های هیدرولوژیکی حوضه (شکل حوضه، جنس زمین، شیب و کاربری اراضی) دارد.

در ایران نیز وهابی (1376) با به­کارگیری روش‌های سنجش از دور و GIS، برای پهنه­بندی خطر سیل در حوضه‌ آبریز طالقان اقدام کرد. طیبی (1384) با استفاده از مدل‌های منطق بولین و فازی در GIS، به مطالعه و پهنه­بندی توان سیل‌خیزی با توجه به ویژگی‌های ژئومورفیک حوضه‌ آبریز سبزوار پرداخته است. معیری و انتظاری (1388: 1) علل و عوامل مؤثر بر ایجاد سیلاب­ها و میزان خسارت ناشی از آنها را در شهرستان­های پرخطر استان اصفهان مطالعه کرده­اند. کردوانی و همکاران (1388: 1) در تحلیل منطقه­ای سیلاب­های لارستان به این نتیجه رسیدند که مهم­ترین عوامل وقوع سیلاب­های لار شدت و مدت بارش و هم­چنین توپوگرافی منطقه است و اصلی­ترین مسیل لار که به بافت قدیم شهر آسیب می­رساند، مسیل دربند است مسیل تنگ اسد نیز به بافت جدید شهر آسیب می­زند. قهرودی تالی (1388: 167) مدل یکپارچه سیلاب شهری را در بخش­هایی از شمال و شمال­شرق کلانشهر تهران مطالعه کرده و نشان داد که برای کاهش سیلاب در تهران، می­توان سیلاب­های بالادست را کنترل نمود. در این راستا چهار نقطه را برای مدیریت سیلاب­ها مکان­گزینی کرده­اند. هم­چنین از نظر ایشان به­ این دلیل ­که شبکه ارتباط شهری بدون توجه به جهت زهکشی طبیعی تهران ایجاد شده­اند؛ مسیل­های تهران را از هدایت سیلاب­ها ناتوان ساخته است. لذا این وظیفه را گذرگاه­های شهری مانند اتوبان­ها، خیابان­ها و کوچه­ها انجام می­دهند. نصری و سبزی (1390) سـیلاب­ها و شبکه مسیل­های تأثیرگذار به شـهر زواره (شهرستان اردستان استان اصفهان) را با توجه به برنامه­ریزی شهری مورد مطالعه قرار داده و نشان دادند که با شناخت وضعیت شبکه مسیل­ها، دبی جریان و ویژگی­های مورفومتری حوضه ­آبریز مشرف به شهر، می­توان برای ایمن­سازی شهر را برنامه­ریزی کرد. در جدیدترین مطالعات نیز بومری و همکاران (1390: 129) پهنه­های سیلابی و ویژگی­های فیزیوگرافی و کمی حوضه آبریز دامن (در استان سیستان و بلوچستان) را با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور مطالعه کرده و نتیجه گرفتند که بهره­گیری از تصاویر ماهواره­ای برای مناطقی که فاقد آمار و اطلاعات کافی در خصوص پدیده سیل هستند، بسیار مفید است و با تفسیر تصاویر با وضوح بالا می­توان پهنه­های آسیب­پذیر از سیل را شناسایی و طبقه­بندی کرد.

با عنایت به اهمیت موضوع مدیریت سیل­های سالیانه در شهر ماکو و نبود مطالعات در این راستا، پژوهش حاضر ضمن استفاده از تجربیات مطالعات پیشین در مورد به­کارگیری سنجش از دور و GIS، به­خصوص در مناطقی که کمبود داده­های آماری وجود دارد، به شناسایی مناطق پر خطر و مدیریت بهینه سیلاب­ها می­پردازد.

شناخت عرصه پژوهش

ماکو از شهرهای شمال­غربی استان آذربایجان غربی است و از نظر موقعیت مطلق جغرافیایی مابین 39 درجه و 16 دقیقه و 37 ثانیه تا 39 درجه و18 دقیقه و 3 ثانیه عرض شمالی و 44 درجه و26 دقیقه و 28 ثانیه تا 44 درجه و33 دقیقه و 29 ثانیه طول شرقی قرار گرفته است. این شهر بر اساس سرشماری سال 1390، دارای 52302 نفر جمعیت و 22842 خانوار بوده است. از نظر موقعیت استقرار، شهر ماکو در تنگه‌ای به طول 14 کیلومتر در بین دو رشته کوه مرتفع «قَیَه داغ» در شمال و «سبد داغی» در جنوب واقع شده است. این دو رشته کوه به موازات هم و با فاصله­ای در حدود 500 متر از هم قرار گرفته‌اند. رودخانه زنگمار تنها مجرایی است که در داخل بافت کالبدی شهر از غرب به شرق جریان می‌یابد. طول این رودخانه در داخل کالبد فیزیکی شهر در حدود 5/12 کیلومتر بوده ولی عرض آن متفاوت است و کل آب‌های سطحی شهر و حوضه 57845 هکتاری بالادست خود را زهکشی می‌کند. بستر و کناره‌های این رودخانه از سنگ­های بازالتی حاصل از آتشفشان کوه آرارات شکل­ یافته است و پیچ­وخم‌های زیادی دارد. با عنایت به این­که بیشتر روان آب‌های سطح حوضه در بدو ورود به شهر، وارد مجرای رودخانه زنگمار شده و از آن خارج می‌شود ولی اغلب سیل‌های مخرب شهر ماکو از دامنه‌های جنوبی «قیه داغ» و مسیل «دانالو» وارد شهر می­شود و خسارت‌های سنگینی را به بافت شهر تحمیل می‌نماید، این قسمت از حوضه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت (اشکال 1و 8) و (جدول 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (1) موقعیت منطقه مورد مطالعه و طبقات ارتفاعی آن

مواد و روش­ها

برای انجام دادن این تحقیق با توجه به اهداف و ماهیت آن، از روش­های کتابخانه­ای و بازدیدهای میدانی استفاده کردیم. بدین ترتیب که در مراحل مختلف تحقیق، بازدیدها و برداشت­هایی از منطقه مورد مطالعه به عمل آمده است. به­طور کلی برای انجام دادن پژوهش حاضر از داده­ها و اطلاعات زیر استفاده شده است:

ـ تصاویر ماهواره‌ SPOT سال 2005؛

ـ نقشه­های توپوگرافی منطقه ماکو با مقیاس 50000 :1؛

ـ نقشه زمین­شناسی (برگ ماکو) با مقیاس 250000 :1؛

ـ نقشه ارزیابی منابع و قابلیت‌ اراضی استان آذربایجان غربی در مقیاس 250000 :1؛

ـ داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی، باران­سنجی و دبی­سنجی منطقه ماکو؛

ـ یک دستگاه سامانه­ موقعیت­یاب جهانی[10]

تصاویر و نقشه­های تهیه شده در بدو امر آماده­­سازی و زمین مرجع شدند. تجزیه و تحلیل اطلاعات تهیه شده را با شناسایی و جداسازی محدوده­ای از حوضه آبریز رودخانه زنگمارچای که در بالادست ساختگاه شهر ماکو واقع شده، آغاز کردیم. در این راستا از قابلیت­های نرم­افزارهای Arc/map­، spatial analyst plus­، Arc/hydro و سامانه مدیریت حوضه­های آبریز (WMS)[11] استفاده کردیم. به این منظور ابتدا DEM حوضه را ایجاد و محدوده‌ مورد نظر را در شش واحد هیدرولوژیکی مجزا، تجزیه و تحلیل و ارزیابی کردیم.

یکی از معیارهای اساسی در تولید روان آب حوضه، زمان تمرکز است. که بر اساس فرمول­های تجربی مختلف قابل محاسبه است. در محدوده‌ مورد مطالعه برای محاسبه آن از معادله‌ کرپیچ استفاده شده است:

رابطه‌­ (1)           

در معادله فوق                

tc = زمان تمرکز بر حسب ساعت

L = طول مسیر حرکت آب در داخل حوضه (کیلومتر)

H = اختلاف ارتفاع بین نقطه تمرکز و بلندترین قسمت حوضه (متر)

میزان روان آب در یک حوضه را می­توان متناسب با خصوصیات فیزیکی آن و شدت بارندگی، بر اساس فرمول­های تجربی بر حسب ارتفاع یا حجم روان آب محاسبه کرد. یکی از فرمول­های کاربردی روش SCS است.

رابطه‌­ (2)              

R = ارتفاع روان آب بر حسب اینچ

P = ارتفاع بارندگی (اینچ)

S = عامل مربوط به نگهداشت آب در سطح زمین است که مقدار آن برابر است با:

رابطه­ ‌(3)          

CS = مقدار نفوذ آب در حوضه است که بر اساس نوع خاک و نوع اراضی از روی جداول تعیین می‌شود (علیزاده، 1377: 370).

برای بررسی وضعیت پوشش گیاهی منطقه، با به­کارگیری رابطه­ زیر، شاخص NDVI از تصویر ماهواره‌ای SPOT  استخراج شد:

رابطه‌­ (4)            

بر اساس این شاخص، تراکم پوشش گیاهی بین 1 و 1- تعیین می­شود. هرچه عدد به سمت 1 سوق پیدا کند، نشانگر تراکم زیاد پوشش گیاهی و هر چه به سمت 1- پیش رود، بیانگر کمبود و ضعف پوشش گیاهی است.

برای استخراج نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه از رهیافت طبقه­بندی نظارت­شده[12] به روش حداکثر احتمال[13] تصاویر ماهواره‌ای استفاده شد. این روش واریانس و کوواریانس کلاس‌ها را ارزیابی می­کند (علوی پناه، 1382 : 311).

خصوصیات فیزیوگرافی منطقه مورد مطالعه

جهت تحلیل ویژگی‌های فیزیوگرافی حوضه و تعیین مرز زیرحوضه‌ها، و نیز برای درک بهتر رفتار هیدرولوژیکی آنها در برابر رگبارها، با استفاده از قابلیت­های نرم­افزاری Arc/map و spatial analyst plus و Arc/hydro و WMS، ابتدا DEM حوضه ایجاد شد. سپس محدوده‌ مورد نظر در شش واحد هیدرولوژیکی مجزا، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت (جدول4). نتایج نشان می‌دهد که بیش از 11 درصد حوضه شیب 25 درجه و بیشتر از آن را دارد و اکثر مناطق پرتگاهی در اطراف شهر ماکو قرار گرفته­اند (جدول 1 و 2 و اشکال2 و 3).

جدول (1) دامنه تغییرات شیب در زیرحوضه‌های مشرف به شهر ماکو

دامنه شیب(درجه)

5 - 0

14 – 6

24 – 15

37 – 25

70 - 38

کل

سطح اشغال شده(هکتار)

6/689

8/881

751

9/367

9/125

2/2816

درصد مساحت

5/24

3/31

7/26

13

5/4

100

 

شکل (2) نقشه واحدهای هیدرولوژیکی منطقه مورد مطالعه

 

شکل (3) نقشه شیب حوضه زنگمار در بالا دست شهر ماکو

جدول (2) دامنه تغییرات شیب و میزان سطح اشغال آن در حوضه زنگمار (دست شهر ماکو)

درصد مساحت

سطح اشغال شده (هکتار)

دامنه شیب (درجه)

22/31

18060

5 - 0

12/36

20890

14 – 6

56/21

12473

24 – 15

61/8

4980

37 – 25

5/2

1440

70 - 38

100

57843

کل

وضعیت پوشش گیاهی

کسب اطلاعات درباره وضعیت پوشش گیاهی، از قبیل میزان و پراکنش آنها، به­لحاظ تأثیری که در مورفوژنز و مورفودینامیک منطقه می‌گذارد، اهمیت زیادی دارد. لذا مطالعه‌ آن می‌تواند اطلاعات با ارزشی از فرایندهای فرسایشی و تحول منطقه ارائه دهد. تراکم پوشش گیاهی در منطقه ‌یکسان نیست بلکه با توجه به عوامل متعدد مانند ارتفاع، دما، بارش، نوع خاک، توپوگرافی و اقلیم از پراکندگی خاصی دارد. گردآوری اطلاعات در مورد تغییرات پوشش گیاهی با روش‌های معمولی بسیار مشکل و پرهزینه است. لذا استفاده از داده‌های دورسنجی امکان مطالعه‌ پوشش گیاهی را فراهم می‌آورد (شکل 4).

نوع اراضی

مطالعات میدانی و بررسی نقشه‌های موجود نشان داد که نوع غالب اراضی در این حوضه، کوهستانی است و در پای دامنه‌های آن ریزش واریزه نیز دیده می‌شود، اما اراضی پست و هموار دشت‌های سیلابی وسعت کمتری دارند (شکل5).

وضعیت خاک حوضه

خاک عمده حوضه مورد مطالعه با توجه به نوع و کیفیت خاک‌ها در سیستم فائو، بیشتر، از نوع خاک­های رگوسول[14] و لیتوسول[15] است و در اغلب نقاط با محدودیت عمق خاک، شوری و فرسایش­پذیری همراه است. نقشه خاک منطقه بر اساس طبقه­بندی فائو در شکل(6) نشان داده شده است.

 

 

الف
 

 

ب
 

شکل(4) (الف) تصویر ماهواره­ای SPOT-5  و  (ب) NDVIمنطقه مورد مطالعه

کاربری اراضی

روش‌های مختلفی برای طبقه­بندی تصاویر ماهواره‌ای به­کار می‌روند که از میان آنها طبقه­بندی نظارت شده[16] به­روش حداکثر احتمال[17] تاکنون به­عنوان دقیق­ترین و پراستفاده­ترین روش­ها ذکر شده است. این روش واریانس و کوواریانس کلاس‌ها را ارزیابی می­کند (علوی پناه، 1382: 311). نقشه­ کاربری اراضی حوضه مورد مطالعه با استفاده از تصویر ماهواره­ای Spot-5 و پس از محاسبات آماری (جدول3 و 4) جهت ایجاد FCC ، در محیط نرم­افزاری ENVI با روش حداکثر احتمال استخراج شد. بر اساس این تحلیل­ها، تقریباً 40 درصد منطقه را انواع مرتع متراکم و نیمه­متراکم تشکیل می­دهد، 24 درصد اراضی بدون کاربری است و 17 درصد آن را برون­زد سنگی پوشش می‌دهد (شکل 7).

جدول (3) پارامترهای آماری باندهای طیفی

Basic Stats

Min

Max

Mean

Stdev

Band 1

0

254

01/50

87/51

Band 2

0

254

94/34

24/39

Band 3

0

254

19/39

38/42

Band 4

0

254

37/49

93/51

جدول (4) ضریب همبستگی بین زوج باندها

Correlation

Band 1

Band 2

Band 3

Band 4

Band 1

1

88/0

92/0

93/0

Band 2

88/0

1

99/0

97/0

Band 3

92/0

99/0

1

97/0

Band 4

93/0

97/0

97/0

1

 

شکل (5) نقشه نوع اراضی منطقه مورد مطالعه (منبع: نقشه زمین شناسی ماکو و نقشه قابلیت اراضی آذربایجان غربی)

 

شکل (6) نقشه نوع خاک منطقه مورد مطالعه (منبع: نقشه زمین­شناسی ماکو و نقشه قابلیت اراضی آذربایجان غربی)

 

شکل (7) نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه مستخرج از تصویر ماهواره‌ای SPOT – 2005

یافته­های تحقیق

ارزیابی میزان روان­آب سطوح طبیعی به­علت تأثیرات متقابل بین توپوگرافی، عمق آب زیرزمینی، شدت و تداوم بارش و خصوصیات نفوذپذیری که به­وسیله خاک و پوشش گیاهی تعدیل می­شوند، پیچیده‌تر است زیرا تمام‌ سطح ‌حوضه در تولید روان­آب‌ نقش‌ یکسانی ‌ندارند. به‌ این‌ ترتیب،‌ نقش‌ شرایط اولیه‌ حوضه‌ در پتانسیل تولید روان­آب‌ اهمیت‌ پیدا می‌کند  (Chow and et al; 1988: 532). در خصوص مساحت حوضه و ارتباط آن با مقدار روان­آب تولید شده، برخی از محققان، وسعت مساحت را به افزایش حجم روان­آب (صدقی؛ ‌1363: 14-2) و بعضی دیگر افزایش مساحت را به فزونی دبی منوط دانسته­اند (Singh, 1997: 18). در منطقه‌ مورد مطالعه وجود گستره‌ وسیعی از سطوح نفوذناپذیر و شیب تند آنها شرایط ایجاد روان آب، و سیل‌های مخرب به هنگام رگبارهای زودگذر را فراهم می‌آورد.

جریان سطحی هورتونی به­عنوان یکی از انواع اصلی تولید روان­آب و سطوح مشارکتی، زمانی به­وجود می‌آید که شدت بارش بیش از نرخ نفوذ باشد. در این حالت، پس از تأمین ذخایر گودالی جریان سطحی به­وجود می‌آید. معمولاً جریان سطحی هورتونی از سطوحی با خاک­های رسی و کم عمق، سطوح عاری از پوشش گیاهی، سطوح شهری و سطوح با خاک­های فشرده که ظرفیت نفوذ را کاهش می‌دهند (مانند جاده­ها و امثال آن) تولید می‌شود (Stephen, 1999: 1-18). بررسی‌های به­عمل آمده نشان داد که جنس تولید روان آب در شهر ماکو، هورتونی است. قسمت‌هایی از شهر که مابین کوه «قیه داغ» و رودخانه زنگمار و پایین‌تر از «قره کورپی» واقع شده است، به تناسب شرایط نفوذ، شیب توپوگرافیک و نیز وسعت حوضه‌ بالادست، بیش از سایر قسمت‌ها در معرض سیل‌های مخرب قرار دارند. اما قسمت‌های دیگر شهر به دلیل ورود جریان­ها به داخل شاخه­های رودخانه‌ زنگمار، چندان آسیب­پذیر نیستند (شکل8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (8) تصاویر google earth از محدوده مورد مطالعه

نمودارهای میانگین بارش­ها و میانگین حداکثرها، نشان می‌دهند که اولاً در چند سال اخیر نوسانات بارش سالانه غیر خطی است، ثانیاً بیشترین میزان بارش‌ها در بهار و حداقل آن در تابستان اتفاق می‌افتد و در این فصل پوشش گیاهی آسیب­پذیر می­شود و نقش حفاظتی خود را از دست می­دهد. لذا وقوع یک بارش رگباری و مازاد بر ظرفیت نفوذ، شرایط وقوع سیلاب‌های مخرب را تسهیل می‌نماید (اشکال 10-9). حجم بارش و روان آب حاصل از این بارش رگباری در هر یک از واحدهای هیدرولوژی در جدول 5 آمده است.

 

شکل (9) نمودار میانگین‌ بارش سالانه، ایستگاه ماکو87-64                                                       

 

شکل (10) نمودار میانگین‌ بارش‌های حداکثر ماهانه، ایستگاه ماکو87-64 

خصوصیات نفوذپذیری حوضه که با نام CN یا شماره منحنی معرفی می‌شوند (علیزاده، 1377: 363)، ارتفاع روان آب و حجم روان­آب در قسمت‌های مختلف حوضه، در جدول 5 و 6 آمده است. برآوردها، حجم روان آب حاصل از یک بارش رگباری 20 میلی­متری در 10 دقیقه‌ را، در حدود 5/2 میلیون مترمکعب نشان می‌دهد و از این میزان، 338 هزار متر مکعب مستقیم وارد محدوده­ شهر ماکو می­شود و آن را آسیب­پذیر می‌سازد. نکته قابل توجه این­که از حوضه­ بالادست صخره سنگی معروف شهر در دامنه­ «قیه داغی» که مساحتی در حدود 200 هکتار دارد، 28 هزار متر مکعب آب وارد شهر می­شود (شکل 12).

بررسی‌ها نشان دادند که درحوضه‌ مورد مطالعه 5/21 درصد بارش‌ها تبدیل به روان­آب می‌شود. شکل (11) پهنه­بندی مناطق تولید روان­آب و در معرض سیل را نشان می­دهد.

 

جدول (5) خصوصیات فیزیکی و هیدرولوژیکی زیرحوضه‌های رود زنگمار در بالا دست ماکو

حجم

روان­آب

(m3)

ارتفاع

روان­آب

(mm)

ارتفاع بارندگی

(Inch)

CN

متوسط

حجم بارش

(m3)

مساحت

(هکتار)

زمان تمرکز

(Tc) ساعت

طول آبراهه

(L) کیلومتر

اختلاف ارتفاع

(H)متر

نام زیرحوضه

مورد مطالعه

808650

2/3

78/0

80

50540600

3/25270

94/0

10

1020

SB1

363000

7/3

78/0

85

15276000

7638

76/0

9

1280

SB2

211514

7/3

78/0

81

11433200

6/5716

7/0

7/8

1480

SB3

134241

3

78/0

77

8949400

7/4474

75/0

5/9

1580

SB4

329038

4/3

78/0

78

19355200

6/9677

95/0

12

1700

SB5

152031

3

78/0

80

10135400

7/5067

5/0

7/5

960

SB6

2493344

3/3

78/0

80

11568600

57845

5/5

55

1780

کل حوضه*

* محاسبات به صورت وزنی و توسط نرم افزار صورت گرفته است.

 

شکل (11) نقشه پهنه­های تولید روان­آب در محدوده مورد مطالعه

دامنه‌های جنوبی «قیه داغی» که با شیب بسیار تندی به ساختگاه شهر ماکو مشرف است، در مجموع 2/2816 هکتار مساحت دارد. این بخش به چندین زیرحوضه کوچک تقسیم­بندی شده است و مقدار CN آن، به­علت پوشش سنگی و سنگلاخی بودن زمین در اکثر سطوح، رقم 90 تعیین گردید. لذا بر اساس روابط فوق، پارامترهای مربوط محاسبه، و در جدول (6) آورده شده است.

میزان تبدیل بارش به روان­آب، برای زیرحوضه مشرف به شهر 60 درصد برآورد شده است.

جدول (6) خصوصیات فیزیکی و هیدرولوژیکی زیرحوضه‌های مشرف به شهر ماکو

حجم روان آب

(m3)

ارتفاع روان آب

(mm)

ارتفاع بارندگی

(Inch)

حجم بارش

(m3)

مساحت

(هکتار)

زمان تمرکز

(Tc) ساعت

طول آبراهه

(L)کیلومتر

اختلاف ارتفاع

(H) متر

زیر حوضه

مورد مطالعه

118440

12

78/0

197400

987

5/0

2/5

680

SB1

116076

12

78/0

193460

3/967

48/0

05/5

740

SB2

26760

12

78/0

44600

223

31/0

2/3

580

SB3

24600

12

78/0

41000

205

16/0

95/1

740

بشگوز

27960

12

78/0

46600

233

13/0

45/1

500

کوه قیه

337944

12

78/0

563240

2/2816

48/0

2/5

800

کل*

* محاسبات به صورت وزنی و توسط نرم­افزار صورت گرفته است.

 

شکل (12) نقشه پهنه­های در معرض خطر سیل و آبگرفتگی در شهر ماکو

نواحی آسیب­پذیر شهر ماکو در برابر سیل به­شرح زیر مشخص شد و باید عملیات حفاظتی در محلات زیر صورت گیرد (شکل 12):

قسمت مرکزی و بافت قدیمی (هسته اولیه) شهر، در دامنه‌های کوه «قیه­داغ»، که جاری شدن سیل به صورت آبشار از بالای کوه به داخل شهر، بافت مسکونی و بافت تجاری اصلی شهر را تهدید می‌کند (شکل‌ 13).

بافت شهر در دامنه‌های شرقی کوه «قیه داغ» در محله «بشگوز» در روی مسیل‌های قدیمی و قسمت شمالی معبر اصلی شهر قرار گرفته‌اند. معابر ارتباطی این واحدها، همان مسیل‌های قدیمی است که بدون توجه به خطرات عبور سیل، مورد ساخت و ساز واقع شده و تبدیل به معبر گشته‌اند (شکل 14).

قسمت قدیمی شهر در سمت غربی بافت اولیه شهر و مقابل ساختمان شهرداری ماکو موسوم به «محله» که در دل کوه واقع شده است (شکل 15).

بافت تقریباً جدید شهر در سمت غربی کوه «قیه داغ» موسوم به «محله مسکن» که  دقیقاً در مسیل کناری راه ارتباطی روستاهای سمت شمالی شهر (روستای دانالو) قرار دارد. این قسمت از بافت شهر در روی مسیل منتهی به رودخانه زنگمار قرار گرفته و آن را مسدود نموده است و تنها محل عبور برای سیلاب­ها، معبر ارتباطی متصل به بلوار اصلی شهر است. سیل جاری شده با ورود به بلوار اصلی شهر به­ویژه قسمت شمالی آن، در جهت شرق به طرف بخش مرکزی شهر جریان می­یابد. در طول این معبر که تنها معبر اصلی و ارتباطی عمده شهر است، تمامی واحدها، به­ویژه واحدهای سمت جنوبی (در جهت شیب منتهی به رودخانه زنگمار) در معرض سیل واقع می‌شوند.

 

 

 
 

شکل (13) جاری شدن سیل از بالای کوه «قیه­داغ» به داخل شهر (منبع: آرشیو)

   

شکل (14) نفوذ سیل به داخل بخش مرکزی و تجاری(منبع: آرشیو)

   

شکل (15) نفوذ سیل و تخریب پارک در محله «بشگوز» و «محله» (منبع: آرشیو)

نتیجه­گیری

پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارش در مناطق خشک و نیمه‏خشک، علاوه‏ بر ایجاد سیلاب‏های مخرب، موجب هدر رفتن روان­آب سطحی می‏شود. از این ‏رو مهار روان­آب سطحی و بهره‏برداری مناسب از آن می‏تواند راهکار مناسبی برای جلوگیری از هدر رفتن آب، و تبدیل تهدید‌ها به فرصت‌ها باشد. تعیین‏ عرصه‏های مستعد تولید روان­آب و سیل و مناطق در معرض آبگرفتگی یکی از مهمترین عوامل تعیین‏کننده در موفقیت‏ طرح‏های سیل­خیزی است. از سوی دیگر، تعیین مکان‏های مناسب با استفاده از روش‌های‏ سنتی و متداول بسیار دشوار بوده، اکثراً باعث بروز خطا می‏شود. سیستم اطلاعات جغرافیایی به‏ همراه ابزارها و تکنیک‏های آن توانایی آن را دارد تا با تلفیق لایه‏های مختلف اطلاعاتی در قالب‏ مدل‏های مختلف و در حداقل زمان ممکن در مکان‏یابی این عرصه‏ها، مورد استفاده قرار گیرد.

در این مطالعه، علاوه بر پهنه­بندی مناطق سیل­خیز حوضه، نقاط سیل گیر در داخل شهر ماکو نیز مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که در محدوده‌ مورد مطالعه، بخش کوچکی از حوضه که در شمال شهر با شیب تند و دارای مواد منفصل ناچیز وجود دارد، بیشترین نقش را در تولید سیل‌های مخرب و تهدیدکننده‌ شهر ماکو، ایفا می‌کند که می‌توان با احداث کانال‌های انحرافی، جریان آب را در فواصل مختلف در طول شهر، به رودخانه‌ زنگمار هدایت و با یک سد مخزنی در پایین دست، جهت استفاده در مصارف کشاورزی ذخیره نمود. از طرف دیگر نبود زمین لازم برای گسترش شهر و مشکلات مربوط به توسعه‌ فیزیکی آن سبب شده است که تـمامی عرصه‌های موجود به اشغال کاربـری‌های مختلف شهری درآید. وجود دامنه‌های تند و تیز، برون­زدهای سنگی و زمین‌های فاقد پوشش سطحی، محدودیت فضا و بارش‌های تند رگباری در فصل خشک، بروز سیل‌های مخرب را در این ناحیه مساعدتر می‌سازد و عدم رعایت حریم­ها و تجاوز به بستر مسیل‌ها و آب گذرها، آن را شدت می‌بخشد و خسارت‌های زیادی را در محله‌های «بشگوز»، «محله»، «مسکن» و بخش قدیمی شهر (هسته‌ اولیه) واقع در پایین دست کوه «قیه داغ» به بار می‌آورد.

از آنجا که نفوذپذیری از عوامل مؤثر در ایجاد روان آب و سیل است و نخستین اثر توسعه‌ کالبد فیزیکی شهر، کاهش نفوذپذیری است؛ باید از هرگونه عملیات توسعه‌ شهری و ساخت و سازها در حریم­ها جلوگیری شود و با آزادسازی و تبدیل فضاهای اشغالی به فضاهای سبز و مهیا نمودن شرایط نفوذ، جریان روان آب و سیل‌های ویرانگر را کاهش داد. هم­چنین می‌توان اندازه مسیر عبور آب‌های سطحی (کانال) را با وسعت حوضه‌ بالادستی آن متناسب ساخت و با احداث کانال‌های انحرافی بزرگ­تر، جریان‌ سیل را به سمت مجاری اصلی هدایت نمود. لذا یکی از راهکارهای عملی کوتاه­مدت، در جهت کاهش آثار زیانبار سیل در شهر آزادسازی حریم­ها، و در دراز مدت، ایجاد شهرک‌های جدید و انتقال جمعیت، پیشنهاد می‌شود.


[1]- Singh

[2]- Swan werakamton

[3]- Francisco

[4]- Coupling

[5]- Stephan

[6]- Yellowstone

[7]- Colditz

[8]- philip

[9]- Volta River Basin

[10]- Global Positioning  System (GPS)

[11]- Watershed Management System

[12]- Supervised classification

[13]- Maximum likelihood

[14]- Reglesols

[15]- Lithosols

[16]- Supervised classification

[17]- Maximum likelihood

مقدمه

     سیل یکی از پیچیده‌ترین و مخرب‌ترین رویدادهای طبیعی است و بیش از هر بلای دیگری، جان و مال انسان و شرایط اجتماعی و اقتصادی جامعه را به مخاطره می‌اندازد، هر چند مدیریت صحیح آن می‌تواند منبع بزرگی جهت تأمین نیازهای آبی یک منطقه باشد (تلوری، 1376: 9). اگر وقوع این پدیده، ناگهانی و شدید باشد، باعث به­وجود آمدن خسارت‌های زیادی می‌شود. بررسی‌ ‌مجموعه ‌عوامل محیطی ‌که موجب ایجاد سیل ‌هستند، نشان ‌می‌دهد که دخالت ‌انسان ‌در چرخه ‌طبیعی ‌آب از طریق ‌تخریب پوشش ‌گیاهی ‌در عرصه‌های ‌آبخیز، کاربری غیراصولی ‌اراضی، توسعه‌ سطوح‌ ‌نفوذناپذیر و امثال ‌آن امکان وقوع سیل‌‌ را در مناطق ‌گوناگون‌ افزایش می­دهد. جمع‌آوری و دفع روان­آب‌های ناشی از بارندگی در مسیل رود در واقع از اقدامات ایمنی، بهداشتی و رفاهی به حساب می­آیند (قنواتی و همکاران، 1391: 121).

بدیهی است که عوامل‌ اقلیمی ‌و عوامل حوضه‌ای ‌در بروز سیلاب‌ها تأثیر دارند، اما ‌برای ‌جلوگیری ‌از ‌آثار ‌زیانبار سیل نمی‌توان ‌در عوامل‌ و عناصر جوی‌ تغییری ‌ایجاد نمود. بنابراین‌ هرگونه ‌راه­‌حل‌ اصولی ‌و چاره­‌ساز را باید در روی‌ زمین‌ و اختصاصاً در حوضه‌های ‌آبخیز جستجو کرد. در این‌ ارتباط، اولین‌ اقدامی ‌که‌ برای ‌کاهش ‌خطر سیل‌ مطرح ‌می‌شود، مهار سیل ‌در سرچشمه آن ‌یعنی‌ زیرحوضه‌های ‌آبخیز است‌. مسلماً برای‌ انجام دادن‌ این­کار ‌شناسایی ‌مناطق‌ سیل ‌خیز در داخل‌ حوضه‌ لازم است. تولید روان­آب‌ در یک‌ حوضه­‌ آبخیز به‌ عوامل‌ متعددی‌ بستگی‌ دارد که‌ از جمله‌ آنها می‌توان‌ به‌ خصوصیات‌ حوضه­‌ آبخیز، میزان بارش‌، نفوذ و شرایط پیشین‌ حوضه‌ اشاره‌ کرد (سینگ[1]، 1997: 18).

تجارب مطالعاتی و مدیریتی کشورهای مختلف نشان می‌دهد که اولین گام در جهت کاهش آثار زیانبار سیل، شناخت مناطق سیل‌گیر و پهنه‌بندی این مناطق از لحاظ میزان خطر سیل‌گیری است تا بتوان بر اساس نتایج به­دست آمده، درباره‌ نحوه‌ استفاده از اراضی و کاربری‌های مختلف کشاورزی، صنعتی، خدماتی و مکان‌یابی سکونتگاه‌های شهری و روستایی تصمیم­گیری اصولی و بهینه نمود و آثار زیانبار سیل را تا حد ممکن به حداقل رسانید. یکی از ابزارهای بسیار مؤثر در مطالعات محیطی و علوم زمین، استفاده از فناوری سنجش از دور و بهره‌گیری از داده‌های ماهواره‌ای است (علوی پناه، 1382: 15).

یکی از مخاطرات طبیعی که شهر ماکو در طی سال­های اخیر با آن مواجه بوده، پدیده سیل است. توسعه‌ فیزیکی نامناسب شهر بر روی مسیل‌های قدیمی، به­علت نبود فضاهای مناسب برای ساخت و سازها، هر مسیری را برای جریان روان آب سطحی شهر مسدود کرده است. این امر سبب می‌شود که هنگام وقوع بارندگی، روان آب حاصل از ارتفاعات اطراف، به­ویژه از قسمت شمالی شهر، به­صورت سیل وارد بافت کالبدی شهر شده و خسارت‌های زیادی به­بار آورد.

شهر ماکو در دره‌ای با بستر سنگی سخت و نفوذناپذیر در داخل حوضه آبریز زنگمارچای استقرار یافته است. بیش از 578 کیلومتر مربع از مساحت این حوضه، در بالادست شهر ماکو جا گرفته است و به­دلیل خصوصیات فیزیوگرافی خاص حوضه آبریز و وجود دامنه‌های پرشیب کوهستانی مسلط به شهر در ضلع شمالی و جنوبی تحت تأثیر سیل‌های مخرب بهاری و تابستانه قرار ‌دارد. به­عنوان مثال در 17 مرداد ماه 1387، در نتیجه‌ یک بارش رگباری با شدت 20 میلی­متر در 10 دقیقه، در شهر ماکو سیلی جاری شد که باعث ایجاد خسارت بر 350 واحد مسکونی، 700 دستگاه خودرو، 58 واحد صنفی، آب گرفتگی واحدهای مسکونی 150 خانوار و تخریب کلی 22 واحد مسکونی شد. در این جریان 82 نفر مصدوم شدند و 4 نفر نیز جان خود را از دست دادند (هفته نامه‌ آوای ماکو 31 مرداد 1387، شماره 209). مسؤولان اجرایی شهرستان ماکو میزان خسارت ناشی از این سیل را 82 میلیارد و 853 میلیون ریال اعلام کردند. بارش‌های رگباری سال­های 1387 و 1390 و تابستان 1391 که منجر به آب­گرفتگی شدید معابر عمومی در ماکو شد، بیانگر شایع بودن وقوع سیل در این شهر و وجود ابهامات گسترده در مسایل مرتبط با مدیریت کمی و کیفی سیلاب­های شهری است و برای چاره­‌اندیشی آنها و مدیریت یکپارچه شهری و نیز توسعه پایدار، اجرای طرح‌های تحقیقاتی اجتناب ‌ناپذیر است. لذا پژوهش حاضر با هدف شناسایی مناطق مستعد تولید روان­آب، پهنه­بندی مکان‌های در معرض خطر سیل و یافتن راهکارهای مناسب جهت کاهش آثار زیانبار سیل در شهر ماکو به انجام رسید.

در ارتباط با شناسایی و پهنه‌بندی مناطق سیل‌گیر با استفاده از روش­های سنجش از دور و GIS و تجزیه و تحلیل میزان خطر، پژوهش‌های زیادی در داخل و خارج انجام گرفته است. در سال 1994 سوان وراکامتون[2] با استفاده از مدل HEC-1 و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) آثار تغییر کاربری اراضی بالادست حوضه آبخیز را روی الگوی سیلاب در نواحی پایین دست حوضه مورد ارزیابی قرار داد. نتایج تحقیق نشان داد که با کاهش مساحت جنگل، روان­آب حوضه اصلی و زیرحوضه‌ها افزایش یافته و تغییرات کاربری اراضی در بالادست حوضه در به­وجود آمدن سیل در اراضی پایین دست حوضه تأثیر اساسی داشـته است. فرانسیسکو[3] و همکاران (1999) به­منظور اتصال[4] ‌سیستم ‌GIS با مدل­های ‌هیدرولوژی ‌و هیدرولیکی‌، مناطق ‌تحت‌ تأثیر سیل ‌را در رودخانه‌‌ها به ‌نقشه‌ در آوردند. استفان[5] (2002) در تحقیقی در حوضه­ رودخانه­ سنگ­زرد[6] واقع در ایالت مونتانای امریکا به ­بررسی سیل­های به وقوع پیوسته در سال­های 1996 و 1997 پرداخت و نهایتاً پهنه­های سیل 100 و 500 ساله را تعیین کرد و نتیجه گرفت که تغییر کاربری اراضی بیشترین تأثیر را در ایجاد سیلاب دارند. کلدیتز[7] و همکاران (2003) در حوضه پانکو در مکزیک اقدام به تهیه نقشه پهنه­بندی سیل را با تلفیق اطلاعات سنجش از دور با روش ژئومورفولوژیکی تهیه کرد. طبق نظر ایشان تلفیق اطلاعات سنجش از دور می­تواند نقشه­هایی با توان تفکیک بالا تهیه کند که برای پهنه­بندی سیل در مناطق وسیع می­تواند بسیار مفید باشد. فیلیپ[8] و همکارانش (2006: 1180) با مطالعه رکوردهای تاریخی درازمدت از بارندگی، روان آب و دیگر عوامل اقلیمی را برای تحقیق در تمایلات و تغییرات هیدرولوژیکی در حوضه‌ آبریز رودخانه وُلتا[9] (واقع در غرب آفریقا) در دوره زمانی 1901 تا 2002 بررسی کرده­اند. یافته‌های تحقیق آنها نشان داد که عوامل اقلیمی (شدت بارندگی، نوع بارش و دمای هوا) تأثیر مهمی در چگونگی سیل (شدت و دوام) در ارتباط با ویژگی‌های هیدرولوژیکی حوضه (شکل حوضه، جنس زمین، شیب و کاربری اراضی) دارد.

در ایران نیز وهابی (1376) با به­کارگیری روش‌های سنجش از دور و GIS، برای پهنه­بندی خطر سیل در حوضه‌ آبریز طالقان اقدام کرد. طیبی (1384) با استفاده از مدل‌های منطق بولین و فازی در GIS، به مطالعه و پهنه­بندی توان سیل‌خیزی با توجه به ویژگی‌های ژئومورفیک حوضه‌ آبریز سبزوار پرداخته است. معیری و انتظاری (1388: 1) علل و عوامل مؤثر بر ایجاد سیلاب­ها و میزان خسارت ناشی از آنها را در شهرستان­های پرخطر استان اصفهان مطالعه کرده­اند. کردوانی و همکاران (1388: 1) در تحلیل منطقه­ای سیلاب­های لارستان به این نتیجه رسیدند که مهم­ترین عوامل وقوع سیلاب­های لار شدت و مدت بارش و هم­چنین توپوگرافی منطقه است و اصلی­ترین مسیل لار که به بافت قدیم شهر آسیب می­رساند، مسیل دربند است مسیل تنگ اسد نیز به بافت جدید شهر آسیب می­زند. قهرودی تالی (1388: 167) مدل یکپارچه سیلاب شهری را در بخش­هایی از شمال و شمال­شرق کلانشهر تهران مطالعه کرده و نشان داد که برای کاهش سیلاب در تهران، می­توان سیلاب­های بالادست را کنترل نمود. در این راستا چهار نقطه را برای مدیریت سیلاب­ها مکان­گزینی کرده­اند. هم­چنین از نظر ایشان به­ این دلیل ­که شبکه ارتباط شهری بدون توجه به جهت زهکشی طبیعی تهران ایجاد شده­اند؛ مسیل­های تهران را از هدایت سیلاب­ها ناتوان ساخته است. لذا این وظیفه را گذرگاه­های شهری مانند اتوبان­ها، خیابان­ها و کوچه­ها انجام می­دهند. نصری و سبزی (1390) سـیلاب­ها و شبکه مسیل­های تأثیرگذار به شـهر زواره (شهرستان اردستان استان اصفهان) را با توجه به برنامه­ریزی شهری مورد مطالعه قرار داده و نشان دادند که با شناخت وضعیت شبکه مسیل­ها، دبی جریان و ویژگی­های مورفومتری حوضه ­آبریز مشرف به شهر، می­توان برای ایمن­سازی شهر را برنامه­ریزی کرد. در جدیدترین مطالعات نیز بومری و همکاران (1390: 129) پهنه­های سیلابی و ویژگی­های فیزیوگرافی و کمی حوضه آبریز دامن (در استان سیستان و بلوچستان) را با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور مطالعه کرده و نتیجه گرفتند که بهره­گیری از تصاویر ماهواره­ای برای مناطقی که فاقد آمار و اطلاعات کافی در خصوص پدیده سیل هستند، بسیار مفید است و با تفسیر تصاویر با وضوح بالا می­توان پهنه­های آسیب­پذیر از سیل را شناسایی و طبقه­بندی کرد.

با عنایت به اهمیت موضوع مدیریت سیل­های سالیانه در شهر ماکو و نبود مطالعات در این راستا، پژوهش حاضر ضمن استفاده از تجربیات مطالعات پیشین در مورد به­کارگیری سنجش از دور و GIS، به­خصوص در مناطقی که کمبود داده­های آماری وجود دارد، به شناسایی مناطق پر خطر و مدیریت بهینه سیلاب­ها می­پردازد.

شناخت عرصه پژوهش

ماکو از شهرهای شمال­غربی استان آذربایجان غربی است و از نظر موقعیت مطلق جغرافیایی مابین 39 درجه و 16 دقیقه و 37 ثانیه تا 39 درجه و18 دقیقه و 3 ثانیه عرض شمالی و 44 درجه و26 دقیقه و 28 ثانیه تا 44 درجه و33 دقیقه و 29 ثانیه طول شرقی قرار گرفته است. این شهر بر اساس سرشماری سال 1390، دارای 52302 نفر جمعیت و 22842 خانوار بوده است. از نظر موقعیت استقرار، شهر ماکو در تنگه‌ای به طول 14 کیلومتر در بین دو رشته کوه مرتفع «قَیَه داغ» در شمال و «سبد داغی» در جنوب واقع شده است. این دو رشته کوه به موازات هم و با فاصله­ای در حدود 500 متر از هم قرار گرفته‌اند. رودخانه زنگمار تنها مجرایی است که در داخل بافت کالبدی شهر از غرب به شرق جریان می‌یابد. طول این رودخانه در داخل کالبد فیزیکی شهر در حدود 5/12 کیلومتر بوده ولی عرض آن متفاوت است و کل آب‌های سطحی شهر و حوضه 57845 هکتاری بالادست خود را زهکشی می‌کند. بستر و کناره‌های این رودخانه از سنگ­های بازالتی حاصل از آتشفشان کوه آرارات شکل­ یافته است و پیچ­وخم‌های زیادی دارد. با عنایت به این­که بیشتر روان آب‌های سطح حوضه در بدو ورود به شهر، وارد مجرای رودخانه زنگمار شده و از آن خارج می‌شود ولی اغلب سیل‌های مخرب شهر ماکو از دامنه‌های جنوبی «قیه داغ» و مسیل «دانالو» وارد شهر می­شود و خسارت‌های سنگینی را به بافت شهر تحمیل می‌نماید، این قسمت از حوضه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت (اشکال 1و 8) و (جدول 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (1) موقعیت منطقه مورد مطالعه و طبقات ارتفاعی آن

مواد و روش­ها

برای انجام دادن این تحقیق با توجه به اهداف و ماهیت آن، از روش­های کتابخانه­ای و بازدیدهای میدانی استفاده کردیم. بدین ترتیب که در مراحل مختلف تحقیق، بازدیدها و برداشت­هایی از منطقه مورد مطالعه به عمل آمده است. به­طور کلی برای انجام دادن پژوهش حاضر از داده­ها و اطلاعات زیر استفاده شده است:

ـ تصاویر ماهواره‌ SPOT سال 2005؛

ـ نقشه­های توپوگرافی منطقه ماکو با مقیاس 50000 :1؛

ـ نقشه زمین­شناسی (برگ ماکو) با مقیاس 250000 :1؛

ـ نقشه ارزیابی منابع و قابلیت‌ اراضی استان آذربایجان غربی در مقیاس 250000 :1؛

ـ داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی، باران­سنجی و دبی­سنجی منطقه ماکو؛

ـ یک دستگاه سامانه­ موقعیت­یاب جهانی[10]

تصاویر و نقشه­های تهیه شده در بدو امر آماده­­سازی و زمین مرجع شدند. تجزیه و تحلیل اطلاعات تهیه شده را با شناسایی و جداسازی محدوده­ای از حوضه آبریز رودخانه زنگمارچای که در بالادست ساختگاه شهر ماکو واقع شده، آغاز کردیم. در این راستا از قابلیت­های نرم­افزارهای Arc/map­، spatial analyst plus­، Arc/hydro و سامانه مدیریت حوضه­های آبریز (WMS)[11] استفاده کردیم. به این منظور ابتدا DEM حوضه را ایجاد و محدوده‌ مورد نظر را در شش واحد هیدرولوژیکی مجزا، تجزیه و تحلیل و ارزیابی کردیم.

یکی از معیارهای اساسی در تولید روان آب حوضه، زمان تمرکز است. که بر اساس فرمول­های تجربی مختلف قابل محاسبه است. در محدوده‌ مورد مطالعه برای محاسبه آن از معادله‌ کرپیچ استفاده شده است:

رابطه‌­ (1)           

در معادله فوق                

tc = زمان تمرکز بر حسب ساعت

L = طول مسیر حرکت آب در داخل حوضه (کیلومتر)

H = اختلاف ارتفاع بین نقطه تمرکز و بلندترین قسمت حوضه (متر)

میزان روان آب در یک حوضه را می­توان متناسب با خصوصیات فیزیکی آن و شدت بارندگی، بر اساس فرمول­های تجربی بر حسب ارتفاع یا حجم روان آب محاسبه کرد. یکی از فرمول­های کاربردی روش SCS است.

رابطه‌­ (2)              

R = ارتفاع روان آب بر حسب اینچ

P = ارتفاع بارندگی (اینچ)

S = عامل مربوط به نگهداشت آب در سطح زمین است که مقدار آن برابر است با:

رابطه­ ‌(3)          

CS = مقدار نفوذ آب در حوضه است که بر اساس نوع خاک و نوع اراضی از روی جداول تعیین می‌شود (علیزاده، 1377: 370).

برای بررسی وضعیت پوشش گیاهی منطقه، با به­کارگیری رابطه­ زیر، شاخص NDVI از تصویر ماهواره‌ای SPOT  استخراج شد:

رابطه‌­ (4)            

بر اساس این شاخص، تراکم پوشش گیاهی بین 1 و 1- تعیین می­شود. هرچه عدد به سمت 1 سوق پیدا کند، نشانگر تراکم زیاد پوشش گیاهی و هر چه به سمت 1- پیش رود، بیانگر کمبود و ضعف پوشش گیاهی است.

برای استخراج نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه از رهیافت طبقه­بندی نظارت­شده[12] به روش حداکثر احتمال[13] تصاویر ماهواره‌ای استفاده شد. این روش واریانس و کوواریانس کلاس‌ها را ارزیابی می­کند (علوی پناه، 1382 : 311).

خصوصیات فیزیوگرافی منطقه مورد مطالعه

جهت تحلیل ویژگی‌های فیزیوگرافی حوضه و تعیین مرز زیرحوضه‌ها، و نیز برای درک بهتر رفتار هیدرولوژیکی آنها در برابر رگبارها، با استفاده از قابلیت­های نرم­افزاری Arc/map و spatial analyst plus و Arc/hydro و WMS، ابتدا DEM حوضه ایجاد شد. سپس محدوده‌ مورد نظر در شش واحد هیدرولوژیکی مجزا، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت (جدول4). نتایج نشان می‌دهد که بیش از 11 درصد حوضه شیب 25 درجه و بیشتر از آن را دارد و اکثر مناطق پرتگاهی در اطراف شهر ماکو قرار گرفته­اند (جدول 1 و 2 و اشکال2 و 3).

جدول (1) دامنه تغییرات شیب در زیرحوضه‌های مشرف به شهر ماکو

دامنه شیب(درجه)

5 - 0

14 – 6

24 – 15

37 – 25

70 - 38

کل

سطح اشغال شده(هکتار)

6/689

8/881

751

9/367

9/125

2/2816

درصد مساحت

5/24

3/31

7/26

13

5/4

100

 

شکل (2) نقشه واحدهای هیدرولوژیکی منطقه مورد مطالعه

 

شکل (3) نقشه شیب حوضه زنگمار در بالا دست شهر ماکو

جدول (2) دامنه تغییرات شیب و میزان سطح اشغال آن در حوضه زنگمار (دست شهر ماکو)

درصد مساحت

سطح اشغال شده (هکتار)

دامنه شیب (درجه)

22/31

18060

5 - 0

12/36

20890

14 – 6

56/21

12473

24 – 15

61/8

4980

37 – 25

5/2

1440

70 - 38

100

57843

کل

وضعیت پوشش گیاهی

کسب اطلاعات درباره وضعیت پوشش گیاهی، از قبیل میزان و پراکنش آنها، به­لحاظ تأثیری که در مورفوژنز و مورفودینامیک منطقه می‌گذارد، اهمیت زیادی دارد. لذا مطالعه‌ آن می‌تواند اطلاعات با ارزشی از فرایندهای فرسایشی و تحول منطقه ارائه دهد. تراکم پوشش گیاهی در منطقه ‌یکسان نیست بلکه با توجه به عوامل متعدد مانند ارتفاع، دما، بارش، نوع خاک، توپوگرافی و اقلیم از پراکندگی خاصی دارد. گردآوری اطلاعات در مورد تغییرات پوشش گیاهی با روش‌های معمولی بسیار مشکل و پرهزینه است. لذا استفاده از داده‌های دورسنجی امکان مطالعه‌ پوشش گیاهی را فراهم می‌آورد (شکل 4).

نوع اراضی

مطالعات میدانی و بررسی نقشه‌های موجود نشان داد که نوع غالب اراضی در این حوضه، کوهستانی است و در پای دامنه‌های آن ریزش واریزه نیز دیده می‌شود، اما اراضی پست و هموار دشت‌های سیلابی وسعت کمتری دارند (شکل5).

وضعیت خاک حوضه

خاک عمده حوضه مورد مطالعه با توجه به نوع و کیفیت خاک‌ها در سیستم فائو، بیشتر، از نوع خاک­های رگوسول[14] و لیتوسول[15] است و در اغلب نقاط با محدودیت عمق خاک، شوری و فرسایش­پذیری همراه است. نقشه خاک منطقه بر اساس طبقه­بندی فائو در شکل(6) نشان داده شده است.

 

 

الف
 

 

ب
 

شکل(4) (الف) تصویر ماهواره­ای SPOT-5  و  (ب) NDVIمنطقه مورد مطالعه

کاربری اراضی

روش‌های مختلفی برای طبقه­بندی تصاویر ماهواره‌ای به­کار می‌روند که از میان آنها طبقه­بندی نظارت شده[16] به­روش حداکثر احتمال[17] تاکنون به­عنوان دقیق­ترین و پراستفاده­ترین روش­ها ذکر شده است. این روش واریانس و کوواریانس کلاس‌ها را ارزیابی می­کند (علوی پناه، 1382: 311). نقشه­ کاربری اراضی حوضه مورد مطالعه با استفاده از تصویر ماهواره­ای Spot-5 و پس از محاسبات آماری (جدول3 و 4) جهت ایجاد FCC ، در محیط نرم­افزاری ENVI با روش حداکثر احتمال استخراج شد. بر اساس این تحلیل­ها، تقریباً 40 درصد منطقه را انواع مرتع متراکم و نیمه­متراکم تشکیل می­دهد، 24 درصد اراضی بدون کاربری است و 17 درصد آن را برون­زد سنگی پوشش می‌دهد (شکل 7).

جدول (3) پارامترهای آماری باندهای طیفی

Basic Stats

Min

Max

Mean

Stdev

Band 1

0

254

01/50

87/51

Band 2

0

254

94/34

24/39

Band 3

0

254

19/39

38/42

Band 4

0

254

37/49

93/51

جدول (4) ضریب همبستگی بین زوج باندها

Correlation

Band 1

Band 2

Band 3

Band 4

Band 1

1

88/0

92/0

93/0

Band 2

88/0

1

99/0

97/0

Band 3

92/0

99/0

1

97/0

Band 4

93/0

97/0

97/0

1

 

شکل (5) نقشه نوع اراضی منطقه مورد مطالعه (منبع: نقشه زمین شناسی ماکو و نقشه قابلیت اراضی آذربایجان غربی)

 

شکل (6) نقشه نوع خاک منطقه مورد مطالعه (منبع: نقشه زمین­شناسی ماکو و نقشه قابلیت اراضی آذربایجان غربی)

 

شکل (7) نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه مستخرج از تصویر ماهواره‌ای SPOT – 2005

یافته­های تحقیق

ارزیابی میزان روان­آب سطوح طبیعی به­علت تأثیرات متقابل بین توپوگرافی، عمق آب زیرزمینی، شدت و تداوم بارش و خصوصیات نفوذپذیری که به­وسیله خاک و پوشش گیاهی تعدیل می­شوند، پیچیده‌تر است زیرا تمام‌ سطح ‌حوضه در تولید روان­آب‌ نقش‌ یکسانی ‌ندارند. به‌ این‌ ترتیب،‌ نقش‌ شرایط اولیه‌ حوضه‌ در پتانسیل تولید روان­آب‌ اهمیت‌ پیدا می‌کند  (Chow and et al; 1988: 532). در خصوص مساحت حوضه و ارتباط آن با مقدار روان­آب تولید شده، برخی از محققان، وسعت مساحت را به افزایش حجم روان­آب (صدقی؛ ‌1363: 14-2) و بعضی دیگر افزایش مساحت را به فزونی دبی منوط دانسته­اند (Singh, 1997: 18). در منطقه‌ مورد مطالعه وجود گستره‌ وسیعی از سطوح نفوذناپذیر و شیب تند آنها شرایط ایجاد روان آب، و سیل‌های مخرب به هنگام رگبارهای زودگذر را فراهم می‌آورد.

جریان سطحی هورتونی به­عنوان یکی از انواع اصلی تولید روان­آب و سطوح مشارکتی، زمانی به­وجود می‌آید که شدت بارش بیش از نرخ نفوذ باشد. در این حالت، پس از تأمین ذخایر گودالی جریان سطحی به­وجود می‌آید. معمولاً جریان سطحی هورتونی از سطوحی با خاک­های رسی و کم عمق، سطوح عاری از پوشش گیاهی، سطوح شهری و سطوح با خاک­های فشرده که ظرفیت نفوذ را کاهش می‌دهند (مانند جاده­ها و امثال آن) تولید می‌شود (Stephen, 1999: 1-18). بررسی‌های به­عمل آمده نشان داد که جنس تولید روان آب در شهر ماکو، هورتونی است. قسمت‌هایی از شهر که مابین کوه «قیه داغ» و رودخانه زنگمار و پایین‌تر از «قره کورپی» واقع شده است، به تناسب شرایط نفوذ، شیب توپوگرافیک و نیز وسعت حوضه‌ بالادست، بیش از سایر قسمت‌ها در معرض سیل‌های مخرب قرار دارند. اما قسمت‌های دیگر شهر به دلیل ورود جریان­ها به داخل شاخه­های رودخانه‌ زنگمار، چندان آسیب­پذیر نیستند (شکل8).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (8) تصاویر google earth از محدوده مورد مطالعه

نمودارهای میانگین بارش­ها و میانگین حداکثرها، نشان می‌دهند که اولاً در چند سال اخیر نوسانات بارش سالانه غیر خطی است، ثانیاً بیشترین میزان بارش‌ها در بهار و حداقل آن در تابستان اتفاق می‌افتد و در این فصل پوشش گیاهی آسیب­پذیر می­شود و نقش حفاظتی خود را از دست می­دهد. لذا وقوع یک بارش رگباری و مازاد بر ظرفیت نفوذ، شرایط وقوع سیلاب‌های مخرب را تسهیل می‌نماید (اشکال 10-9). حجم بارش و روان آب حاصل از این بارش رگباری در هر یک از واحدهای هیدرولوژی در جدول 5 آمده است.

 

شکل (9) نمودار میانگین‌ بارش سالانه، ایستگاه ماکو87-64                                                       

 

شکل (10) نمودار میانگین‌ بارش‌های حداکثر ماهانه، ایستگاه ماکو87-64 

خصوصیات نفوذپذیری حوضه که با نام CN یا شماره منحنی معرفی می‌شوند (علیزاده، 1377: 363)، ارتفاع روان آب و حجم روان­آب در قسمت‌های مختلف حوضه، در جدول 5 و 6 آمده است. برآوردها، حجم روان آب حاصل از یک بارش رگباری 20 میلی­متری در 10 دقیقه‌ را، در حدود 5/2 میلیون مترمکعب نشان می‌دهد و از این میزان، 338 هزار متر مکعب مستقیم وارد محدوده­ شهر ماکو می­شود و آن را آسیب­پذیر می‌سازد. نکته قابل توجه این­که از حوضه­ بالادست صخره سنگی معروف شهر در دامنه­ «قیه داغی» که مساحتی در حدود 200 هکتار دارد، 28 هزار متر مکعب آب وارد شهر می­شود (شکل 12).

بررسی‌ها نشان دادند که درحوضه‌ مورد مطالعه 5/21 درصد بارش‌ها تبدیل به روان­آب می‌شود. شکل (11) پهنه­بندی مناطق تولید روان­آب و در معرض سیل را نشان می­دهد.

 

جدول (5) خصوصیات فیزیکی و هیدرولوژیکی زیرحوضه‌های رود زنگمار در بالا دست ماکو

حجم

روان­آب

(m3)

ارتفاع

روان­آب

(mm)

ارتفاع بارندگی

(Inch)

CN

متوسط

حجم بارش

(m3)

مساحت

(هکتار)

زمان تمرکز

(Tc) ساعت

طول آبراهه

(L) کیلومتر

اختلاف ارتفاع

(H)متر

نام زیرحوضه

مورد مطالعه

808650

2/3

78/0

80

50540600

3/25270

94/0

10

1020

SB1

363000

7/3

78/0

85

15276000

7638

76/0

9

1280

SB2

211514

7/3

78/0

81

11433200

6/5716

7/0

7/8

1480

SB3

134241

3

78/0

77

8949400

7/4474

75/0

5/9

1580

SB4

329038

4/3

78/0

78

19355200

6/9677

95/0

12

1700

SB5

152031

3

78/0

80

10135400

7/5067

5/0

7/5

960

SB6

2493344

3/3

78/0

80

11568600

57845

5/5

55

1780

کل حوضه*

* محاسبات به صورت وزنی و توسط نرم افزار صورت گرفته است.

 

شکل (11) نقشه پهنه­های تولید روان­آب در محدوده مورد مطالعه

دامنه‌های جنوبی «قیه داغی» که با شیب بسیار تندی به ساختگاه شهر ماکو مشرف است، در مجموع 2/2816 هکتار مساحت دارد. این بخش به چندین زیرحوضه کوچک تقسیم­بندی شده است و مقدار CN آن، به­علت پوشش سنگی و سنگلاخی بودن زمین در اکثر سطوح، رقم 90 تعیین گردید. لذا بر اساس روابط فوق، پارامترهای مربوط محاسبه، و در جدول (6) آورده شده است.

میزان تبدیل بارش به روان­آب، برای زیرحوضه مشرف به شهر 60 درصد برآورد شده است.

جدول (6) خصوصیات فیزیکی و هیدرولوژیکی زیرحوضه‌های مشرف به شهر ماکو

حجم روان آب

(m3)

ارتفاع روان آب

(mm)

ارتفاع بارندگی

(Inch)

حجم بارش

(m3)

مساحت

(هکتار)

زمان تمرکز

(Tc) ساعت

طول آبراهه

(L)کیلومتر

اختلاف ارتفاع

(H) متر

زیر حوضه

مورد مطالعه

118440

12

78/0

197400

987

5/0

2/5

680

SB1

116076

12

78/0

193460

3/967

48/0

05/5

740

SB2

26760

12

78/0

44600

223

31/0

2/3

580

SB3

24600

12

78/0

41000

205

16/0

95/1

740

بشگوز

27960

12

78/0

46600

233

13/0

45/1

500

کوه قیه

337944

12

78/0

563240

2/2816

48/0

2/5

800

کل*

* محاسبات به صورت وزنی و توسط نرم­افزار صورت گرفته است.

 

شکل (12) نقشه پهنه­های در معرض خطر سیل و آبگرفتگی در شهر ماکو

نواحی آسیب­پذیر شهر ماکو در برابر سیل به­شرح زیر مشخص شد و باید عملیات حفاظتی در محلات زیر صورت گیرد (شکل 12):

قسمت مرکزی و بافت قدیمی (هسته اولیه) شهر، در دامنه‌های کوه «قیه­داغ»، که جاری شدن سیل به صورت آبشار از بالای کوه به داخل شهر، بافت مسکونی و بافت تجاری اصلی شهر را تهدید می‌کند (شکل‌ 13).

بافت شهر در دامنه‌های شرقی کوه «قیه داغ» در محله «بشگوز» در روی مسیل‌های قدیمی و قسمت شمالی معبر اصلی شهر قرار گرفته‌اند. معابر ارتباطی این واحدها، همان مسیل‌های قدیمی است که بدون توجه به خطرات عبور سیل، مورد ساخت و ساز واقع شده و تبدیل به معبر گشته‌اند (شکل 14).

قسمت قدیمی شهر در سمت غربی بافت اولیه شهر و مقابل ساختمان شهرداری ماکو موسوم به «محله» که در دل کوه واقع شده است (شکل 15).

بافت تقریباً جدید شهر در سمت غربی کوه «قیه داغ» موسوم به «محله مسکن» که  دقیقاً در مسیل کناری راه ارتباطی روستاهای سمت شمالی شهر (روستای دانالو) قرار دارد. این قسمت از بافت شهر در روی مسیل منتهی به رودخانه زنگمار قرار گرفته و آن را مسدود نموده است و تنها محل عبور برای سیلاب­ها، معبر ارتباطی متصل به بلوار اصلی شهر است. سیل جاری شده با ورود به بلوار اصلی شهر به­ویژه قسمت شمالی آن، در جهت شرق به طرف بخش مرکزی شهر جریان می­یابد. در طول این معبر که تنها معبر اصلی و ارتباطی عمده شهر است، تمامی واحدها، به­ویژه واحدهای سمت جنوبی (در جهت شیب منتهی به رودخانه زنگمار) در معرض سیل واقع می‌شوند.

 

 

 
 

شکل (13) جاری شدن سیل از بالای کوه «قیه­داغ» به داخل شهر (منبع: آرشیو)

   

شکل (14) نفوذ سیل به داخل بخش مرکزی و تجاری(منبع: آرشیو)

   

شکل (15) نفوذ سیل و تخریب پارک در محله «بشگوز» و «محله» (منبع: آرشیو)

نتیجه­گیری

پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارش در مناطق خشک و نیمه‏خشک، علاوه‏ بر ایجاد سیلاب‏های مخرب، موجب هدر رفتن روان­آب سطحی می‏شود. از این ‏رو مهار روان­آب سطحی و بهره‏برداری مناسب از آن می‏تواند راهکار مناسبی برای جلوگیری از هدر رفتن آب، و تبدیل تهدید‌ها به فرصت‌ها باشد. تعیین‏ عرصه‏های مستعد تولید روان­آب و سیل و مناطق در معرض آبگرفتگی یکی از مهمترین عوامل تعیین‏کننده در موفقیت‏ طرح‏های سیل­خیزی است. از سوی دیگر، تعیین مکان‏های مناسب با استفاده از روش‌های‏ سنتی و متداول بسیار دشوار بوده، اکثراً باعث بروز خطا می‏شود. سیستم اطلاعات جغرافیایی به‏ همراه ابزارها و تکنیک‏های آن توانایی آن را دارد تا با تلفیق لایه‏های مختلف اطلاعاتی در قالب‏ مدل‏های مختلف و در حداقل زمان ممکن در مکان‏یابی این عرصه‏ها، مورد استفاده قرار گیرد.

در این مطالعه، علاوه بر پهنه­بندی مناطق سیل­خیز حوضه، نقاط سیل گیر در داخل شهر ماکو نیز مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که در محدوده‌ مورد مطالعه، بخش کوچکی از حوضه که در شمال شهر با شیب تند و دارای مواد منفصل ناچیز وجود دارد، بیشترین نقش را در تولید سیل‌های مخرب و تهدیدکننده‌ شهر ماکو، ایفا می‌کند که می‌توان با احداث کانال‌های انحرافی، جریان آب را در فواصل مختلف در طول شهر، به رودخانه‌ زنگمار هدایت و با یک سد مخزنی در پایین دست، جهت استفاده در مصارف کشاورزی ذخیره نمود. از طرف دیگر نبود زمین لازم برای گسترش شهر و مشکلات مربوط به توسعه‌ فیزیکی آن سبب شده است که تـمامی عرصه‌های موجود به اشغال کاربـری‌های مختلف شهری درآید. وجود دامنه‌های تند و تیز، برون­زدهای سنگی و زمین‌های فاقد پوشش سطحی، محدودیت فضا و بارش‌های تند رگباری در فصل خشک، بروز سیل‌های مخرب را در این ناحیه مساعدتر می‌سازد و عدم رعایت حریم­ها و تجاوز به بستر مسیل‌ها و آب گذرها، آن را شدت می‌بخشد و خسارت‌های زیادی را در محله‌های «بشگوز»، «محله»، «مسکن» و بخش قدیمی شهر (هسته‌ اولیه) واقع در پایین دست کوه «قیه داغ» به بار می‌آورد.

از آنجا که نفوذپذیری از عوامل مؤثر در ایجاد روان آب و سیل است و نخستین اثر توسعه‌ کالبد فیزیکی شهر، کاهش نفوذپذیری است؛ باید از هرگونه عملیات توسعه‌ شهری و ساخت و سازها در حریم­ها جلوگیری شود و با آزادسازی و تبدیل فضاهای اشغالی به فضاهای سبز و مهیا نمودن شرایط نفوذ، جریان روان آب و سیل‌های ویرانگر را کاهش داد. هم­چنین می‌توان اندازه مسیر عبور آب‌های سطحی (کانال) را با وسعت حوضه‌ بالادستی آن متناسب ساخت و با احداث کانال‌های انحرافی بزرگ­تر، جریان‌ سیل را به سمت مجاری اصلی هدایت نمود. لذا یکی از راهکارهای عملی کوتاه­مدت، در جهت کاهش آثار زیانبار سیل در شهر آزادسازی حریم­ها، و در دراز مدت، ایجاد شهرک‌های جدید و انتقال جمعیت، پیشنهاد می‌شود.


[1]- Singh

[2]- Swan werakamton

[3]- Francisco

[4]- Coupling

[5]- Stephan

[6]- Yellowstone

[7]- Colditz

[8]- philip

[9]- Volta River Basin

[10]- Global Positioning  System (GPS)

[11]- Watershed Management System

[12]- Supervised classification

[13]- Maximum likelihood

[14]- Reglesols

[15]- Lithosols

[16]- Supervised classification

[17]- Maximum likelihood

مراجع

ـ احمدزاده، حسن (1391)، پهنه­بندی عرصه‌های پخش سیلاب در شهر ماکو با استفاده از سنجش از دور و GIS، گزارش طرح تحقیقاتی، معاونت پژوهش و فنآوری دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز.

ـ بومری، مـحمد؛ نهتانی­فر، عبدالباسط؛ رادفر، شهباز و مـهدوی، ابوالقاسم (1390)، شناسایی پهنه­های سـیلابی و ویژگی­های فیزیوگرافی و کمی حوضه آبریز دامن با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور، جغرافیا و توسعه، شماره 9، صص 146- 129.

ـ تلوری، عبدالرسول (1376)، مدیریت و مهار سیلاب، کارگاه آموزشی و تخصصی مهار سیلاب رودخانه­ها، انجمن هیدرولیک ایران.

ـ خسروشاهی‌،محمدوثقفیان، بهرام (1382)، بررسی نقش مشارکت زیرحوضه­های آبخیز در شدت سیل­خیزی حوضه، فصلنامه پژوهش وسازندگی، شماره 59.

ـ صدقی‌،حسین‌ (1363)، اصول‌مهندسی‌هیدرولوژی،جلددوم‌(ترجمه)،انتشارات‌وزارت نیرو.

ـ طالب­زاده، میرحیدر (1384)، نقش شهرهای کوچک در توسعه فضایی استان آذربایجان غربی نمونه موردی شهر ماکو، پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه تبریز.

ـ طیبی، فریال (1384)، تحلیل توان سیل­خیزی با تأکید بر ویژگی‌های ژئومورفولوژیک با استفاده از GIS و مدل‌های مفهومی (مطالعه موردی حوضه‌ آبخیز ششتمد)، پایان­نامه‌ کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم سبزوار.

ـ علوی پناه، سیدکاظم (1382)، کاربرد سنجش از دور در علوم زمین، انتشارات دانشگاه تهران.

ـ علیزاده، امین (1377)، اصول هیدرولوژی کاربردی، (چاپ دهم)، آستان قدس رضوی.

-قنواتی، عزت­الله؛ امیرکرم و آقا علیجانی، مرضیه (1391)، ارزیابی و پهنه­بندی خطر رخداد سیل در حوضه فرحزاد (تهران) با استفاده از مدل فازی، مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، سال 23، شماره 4، صص 138- 121.

ـ قهرودی تالی، منیژه (1388)، کاربرد مدل یکپارچه سیلاب شهری درکلان­شهرها (مطالعه موردی: شمال شرق تهران)، مجله جغرافیا و برنامه­ریزی منطقه­ای، پیش شماره، صص 167-178.

ـ کردوانی، پرویز؛ قادری، حیدر و قادری، آرزو (1388)، تحلیل منطقه­ای سیلاب­های لارستان، فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال دوم، شماره 5، صص 18-1.

ـ معیری، مسعود و مژگان انتظاری (1387)، سیلاب و مروری بر سیلاب­های استان اصفهان، مجله چشم­انداز جغرافیایی، شماره 3، صص 109-123.

ـ مهندسان مشاور شهر و بنیان (1383)، طرح جامع توسعه وعمران (جامع) شهرماکو، سازمان مسکن و شهرسازی استان آذربایجان غربی، مرحله اول.

ـ نصری، مسعود و عاطفه سبزی (1390)، کاربرد مدل SWMM در براورد روان­آب در حوضه شهری زواره، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، سایت سیویلیکا.

ـ وهابی، جلیل (1376)، پهنه­بندی خطر سیلاب با به­کارگیری تکنیک‌های سنجش از دور و GIS در حوضه‌ آبـخیز طالقان، پایان­نامه‌ کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

- Ames, D.P. and Rafn, E.B., (2009), Estimation of stream channel geometry in Idaho using GIS-derived watershed characteristics. Environmental modeling and software, 24pp.

- Chow, Ven te., Maidment., D., Mays, L. (1988), Applied Hydrology, MC Graw-Hill, 532pp.

- Colditz, R. and Hodson , P.F, (2003), Flood delineation in a large complex alluvial valley, Lower panuco basin, Mexico. Journal of Hydrology ,280:229-236

- Francisco, N.C.,Maria, D.s., Fernando, N. Da Silva., Isabel, Ramos., (1999), Floodplain Management in Urban Developing Areas. Part II. GIS-Based Flood Analysis and Urban Growth Modeling, Water Resources Management, Vol. 13, pp 23-37.

- Pilip G. Oguntundea, Jan Friesen A, Nick van de Giesen, Hubert .H.G. Savenije (2006), Hydroclimatology of the Volta River Basin in WestAfrica: Trends and variability from 1901 to 2002, Journal physics and chemistry of the Earth 31, p 1180-1188

- Singh, V.P., (1996), Hydrology of disasters, Water science and Technology library Vol. 24, Kluwer Academic Publishers.

- Stephan, R. (2002), Hydrologic investigation by the U.S Geological survey following the 1996 and 1997 floods in the Upper Yellostone River, Montana American Recourses Association. Annual Montana Section Meeting. Section one p1-18.

- Stephen, A.T., (1999), Hydrology for water management, A.A. BalkemaRotterdameBrookfield.

- Swanwerakamton, R. (1994), GIS and hydrologic modeling for management of mail water sheds. ITC Journal No. 4.P.343.

- www.sci.org.ir

 

- www.khosromk.blogfa.com  

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 10,217
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 5,576


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب