ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی
مقدمه دشت سلماس، یکی از بحرانی‌‌ترین دشت‌‌های کشور از نظر فرونشست است. بـه‌طورکلی، عوامل مختلفی سبب فرونشست زمین میشوند، ولی در بسیاری مناطق برداشت بی‌رویه آب از سفره‌های زیرزمینی باعث فرونشست زمین می‌شود. افزایش روزافزون بهرهبرداری از آب‌های زیرزمینی به‌ویژه در حوضه‌هایی که با نهشته‌های آبرفتی، د...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)
2024-09-01
|
| Series: | Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://jwem.areeo.ac.ir/article_131796_7cae1985f267be3a2381e79829ab16b8.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1832539835443707904 |
|---|---|
| author | سمیه کریمی اصل بهزاد حصاری کامران زینالزاده مهدی عرفانیان |
| author_facet | سمیه کریمی اصل بهزاد حصاری کامران زینالزاده مهدی عرفانیان |
| author_sort | سمیه کریمی اصل |
| collection | DOAJ |
| description | مقدمه
دشت سلماس، یکی از بحرانی‌‌ترین دشت‌‌های کشور از نظر فرونشست است. بـه‌طورکلی، عوامل مختلفی سبب فرونشست زمین میشوند، ولی در بسیاری مناطق برداشت بی‌رویه آب از سفره‌های زیرزمینی باعث فرونشست زمین می‌شود. افزایش روزافزون بهرهبرداری از آب‌های زیرزمینی به‌ویژه در حوضه‌هایی که با نهشته‌های آبرفتی، دریایی کم‌عمق یـا دریاچـه‌ای تحکیم نیافته انباشته شده‌اند، به نشست و یا فروریزش زمین منجر می‌شود. با برداشت بیش از حـد آب زیرزمینی، سطح ایستابی لایه آبدار پایین رفته و فشار هیدرواستاتیک کـاهش مـی‌یابـد کـه درنتیجـه امکان نشست زمین را به‌صورت تدریجی فراهم می‌نماید. فرونشست ماندگار دشـت‌هـا عمدتاً در اثـر همین عامل یعنی برداشت بیش از حد مجاز آب و فشرده‌شدن لایـه‌هـای رسـی و سـیلتی میـان آبخـوان صورت می‌گیرد. در این صورت، حتی اگر سطح ایستابی مجدداً بالاتر آید، امکان بازگشت زمین به تـراز اولیه خود وجود ندارد.
مواد و روش‌‌ها
در این پژوهش، حساسیت فرونشست دشت سلماس با بهره‌‌گیری از لایه‌‌های عوامل مؤثر در فرونشست با نرم‌افزار ArcGIS و منطق فازی بررسی شد. در مرحله اول، آمار و اطلاعات برخی عوامل که موجب ایجاد فرونشست میشوند، شامل افت سطح آب زیرزمینی، دبی بهرهبرداری از چاهها، ضریب ذخیره آبخوان، ضریب انتقال‌‌پذیری، بارش، نقشه DEM، بافت خاک و عمق سنگ بستر، جمع‌‌آوری و نقشه رستری هر کدام از این عوامل در سطح آبخوان تهیه شد. در مرحله بعد، فازی‌‌سازی لایه‌‌ها با استفاده از توابع عضویت فازی، با توجه به تأثیر کاهش یا افزایش هر کدام از این عوامل در فرونشست زمین انجام گرفت. سپس، نقشه‌‌ها با عملگرهای فازی (Gamma، OR، AND، SUM، PRODUCT) با هم تلفیق شده و نقشه واحد حساسیت فرونشست آبخوان به‌دست آمد. در نهایت، برای انتخاب بهترین عملگر ترکیب، نتایج را با داده‌‌های مشاهده‌‌ای صحرایی مقایسه شد و با شاخص عملکرد منحنی ROC کنترل و صحت‌‌سنجی صورت گرفت.
نتایج و بحث
نتایج نشان داد که عملگر OR با AUC= 0.693 کمترین انطباق را با فرونشست رخ‌داده در منطقه دارد. عملگرهای گاما با سطح زیر منحنی بالای 70 درصد، بیشترین همپوشانی یا انطباق را با فرونشست مشاهده‌‌ای در دشت داشتند و در این پژوهش عملگر گامای 0.9 با 0.805=AUC به‌عنوان بهترین عملگر فازی انتخاب شد. نتایج نشان می‌‌دهد که قسمت شرق آبخوان از نظر فرونشست بحرانی است. از کل مساحت دشت سلماس، 25 درصد معادل 93 کیلومترمربع دارای فرونشست با حساسیت خیلی بالا است.
نتیجه‌‌گیری
با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌توان بیان کرد که علی‌رغم اینکه مقدار AUC اپراتور فازی sum بالاتر است؛ ولی در نقشه فازی گاما با مقدار 0.9 بیشترین انطباق را با واقعیت زمینی دارد، هرچند مقدار AUC کمتری دارد. ذکر این نکته ضروری است، عملگرهای حداقل‌سازی AND و Product با ایجاد منطقه با حساسیت کم و عملگرهای حداکثرسازی OR و SUM با حداکثرسازی منطقه، نمی‌‌توانند کارایی مطلوبی در تهیه نقشه حساسیت فرونشست داشته باشند و در اینجا فقط برای نمایش‌‌دادن ضعف کارایی اپراتورهای فازی در حداکثر یا حداقل‌سازی حساسیت فرونشست زمین، استفاده شده است. |
| format | Article |
| id | doaj-art-9cb3c0a8e0f449c6aaad09b0655a13c0 |
| institution | Kabale University |
| issn | 2251-9300 2322-536X |
| language | fas |
| publishDate | 2024-09-01 |
| publisher | Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI) |
| record_format | Article |
| series | Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz |
| spelling | doaj-art-9cb3c0a8e0f449c6aaad09b0655a13c02025-02-05T08:25:45ZfasSoil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz2251-93002322-536X2024-09-0116333135310.22092/ijwmse.2024.363148.2031131796ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازیسمیه کریمی اصل0بهزاد حصاری1کامران زینالزاده2مهدی عرفانیان3دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایراندانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایراندانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایراندانشیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایرانمقدمه دشت سلماس، یکی از بحرانی‌‌ترین دشت‌‌های کشور از نظر فرونشست است. بـه‌طورکلی، عوامل مختلفی سبب فرونشست زمین میشوند، ولی در بسیاری مناطق برداشت بی‌رویه آب از سفره‌های زیرزمینی باعث فرونشست زمین می‌شود. افزایش روزافزون بهرهبرداری از آب‌های زیرزمینی به‌ویژه در حوضه‌هایی که با نهشته‌های آبرفتی، دریایی کم‌عمق یـا دریاچـه‌ای تحکیم نیافته انباشته شده‌اند، به نشست و یا فروریزش زمین منجر می‌شود. با برداشت بیش از حـد آب زیرزمینی، سطح ایستابی لایه آبدار پایین رفته و فشار هیدرواستاتیک کـاهش مـی‌یابـد کـه درنتیجـه امکان نشست زمین را به‌صورت تدریجی فراهم می‌نماید. فرونشست ماندگار دشـت‌هـا عمدتاً در اثـر همین عامل یعنی برداشت بیش از حد مجاز آب و فشرده‌شدن لایـه‌هـای رسـی و سـیلتی میـان آبخـوان صورت می‌گیرد. در این صورت، حتی اگر سطح ایستابی مجدداً بالاتر آید، امکان بازگشت زمین به تـراز اولیه خود وجود ندارد. مواد و روش‌‌ها در این پژوهش، حساسیت فرونشست دشت سلماس با بهره‌‌گیری از لایه‌‌های عوامل مؤثر در فرونشست با نرم‌افزار ArcGIS و منطق فازی بررسی شد. در مرحله اول، آمار و اطلاعات برخی عوامل که موجب ایجاد فرونشست میشوند، شامل افت سطح آب زیرزمینی، دبی بهرهبرداری از چاهها، ضریب ذخیره آبخوان، ضریب انتقال‌‌پذیری، بارش، نقشه DEM، بافت خاک و عمق سنگ بستر، جمع‌‌آوری و نقشه رستری هر کدام از این عوامل در سطح آبخوان تهیه شد. در مرحله بعد، فازی‌‌سازی لایه‌‌ها با استفاده از توابع عضویت فازی، با توجه به تأثیر کاهش یا افزایش هر کدام از این عوامل در فرونشست زمین انجام گرفت. سپس، نقشه‌‌ها با عملگرهای فازی (Gamma، OR، AND، SUM، PRODUCT) با هم تلفیق شده و نقشه واحد حساسیت فرونشست آبخوان به‌دست آمد. در نهایت، برای انتخاب بهترین عملگر ترکیب، نتایج را با داده‌‌های مشاهده‌‌ای صحرایی مقایسه شد و با شاخص عملکرد منحنی ROC کنترل و صحت‌‌سنجی صورت گرفت. نتایج و بحث نتایج نشان داد که عملگر OR با AUC= 0.693 کمترین انطباق را با فرونشست رخ‌داده در منطقه دارد. عملگرهای گاما با سطح زیر منحنی بالای 70 درصد، بیشترین همپوشانی یا انطباق را با فرونشست مشاهده‌‌ای در دشت داشتند و در این پژوهش عملگر گامای 0.9 با 0.805=AUC به‌عنوان بهترین عملگر فازی انتخاب شد. نتایج نشان می‌‌دهد که قسمت شرق آبخوان از نظر فرونشست بحرانی است. از کل مساحت دشت سلماس، 25 درصد معادل 93 کیلومترمربع دارای فرونشست با حساسیت خیلی بالا است. نتیجه‌‌گیری با توجه به نتایج به‌دست آمده می‌توان بیان کرد که علی‌رغم اینکه مقدار AUC اپراتور فازی sum بالاتر است؛ ولی در نقشه فازی گاما با مقدار 0.9 بیشترین انطباق را با واقعیت زمینی دارد، هرچند مقدار AUC کمتری دارد. ذکر این نکته ضروری است، عملگرهای حداقل‌سازی AND و Product با ایجاد منطقه با حساسیت کم و عملگرهای حداکثرسازی OR و SUM با حداکثرسازی منطقه، نمی‌‌توانند کارایی مطلوبی در تهیه نقشه حساسیت فرونشست داشته باشند و در اینجا فقط برای نمایش‌‌دادن ضعف کارایی اپراتورهای فازی در حداکثر یا حداقل‌سازی حساسیت فرونشست زمین، استفاده شده است.https://jwem.areeo.ac.ir/article_131796_7cae1985f267be3a2381e79829ab16b8.pdfتراز آب زیرزمینیعملگرهای فازیمناطق بحرانینهشته‌های آبرفتیroc |
| spellingShingle | سمیه کریمی اصل بهزاد حصاری کامران زینالزاده مهدی عرفانیان ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz تراز آب زیرزمینی عملگرهای فازی مناطق بحرانی نهشته‌های آبرفتی roc |
| title | ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی |
| title_full | ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی |
| title_fullStr | ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی |
| title_full_unstemmed | ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی |
| title_short | ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی |
| title_sort | ارزیابی حساسیت فرونشست زمین در آبخوان دشت سلماس با استفاده از منطق فازی |
| topic | تراز آب زیرزمینی عملگرهای فازی مناطق بحرانی نهشته‌های آبرفتی roc |
| url | https://jwem.areeo.ac.ir/article_131796_7cae1985f267be3a2381e79829ab16b8.pdf |
| work_keys_str_mv | AT smyhḵrymyạṣl ạrzyạbyḥsạsytfrwnsẖstzmyndrậbkẖwạndsẖtslmạsbạạstfạdhạzmnṭqfạzy AT bhzạdḥṣạry ạrzyạbyḥsạsytfrwnsẖstzmyndrậbkẖwạndsẖtslmạsbạạstfạdhạzmnṭqfạzy AT ḵạmrạnzynạlzạdh ạrzyạbyḥsạsytfrwnsẖstzmyndrậbkẖwạndsẖtslmạsbạạstfạdhạzmnṭqfạzy AT mhdyʿrfạnyạn ạrzyạbyḥsạsytfrwnsẖstzmyndrậbkẖwạndsẖtslmạsbạạstfạdhạzmnṭqfạzy |