ارزیابی آسیب‌پذیری بافت شهری منطقه 18 تهران تحت تأثیر فرونشست زمین با استفاده از تحلیل شبکه‌ای ANP و GIS

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 9، دوره 11، شماره 4 - شماره پیاپی 44، بهمن 1401، صفحه 193-219   

نوع مقاله: ویژه نامه (چالش جهانی فرونشست زمین: مدیریت بحران یا بحران مدیریت)

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2022.76899.1235

نویسندگان

رامین رضایی شهابی^{* 1}؛ علیرضا عرب²؛ حسن احمدی³؛ امیر پیشوا⁴؛ محمد اقبال شه بخش موسی زهی⁵

¹کارشناس ارشد شهرسازی، دانشگاه هنر اصفهان، اصفهان، ایران.

²دانشجوی کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

³دانشیار گروه شهرسازی، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

⁴دانشجوی کارشناسی ارشد سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

⁵کارشناس ارشد راه، دانشگاه خواجه نصیر، تهران، ایران

چکیده

به دلیل برداشت بی­رویه از منابع آب زیرزمینی در نیم‌قرن اخیر تراز آب سفره­های زیرزمینی در اغلب دشت­های کشور به‌شدت کاهش پیدا کرده است. افت شدید تراز آب سفره­های زیرزمینی عامل اصلی پدیده فرونشست زمین در ایران است. فرونشست زمین پتانسیل ایجاد یک فاجعه عظیم انسانی را دارد و در صورت وقوع آن، زمین­های کشاورزی، بافت شهرها، شریان­های حیاتی و بسیاری از جنبه­های زیست­محیطی را در معرض آسیب­پذیری شدید قرار خواهد داد. درگیر شدن دشت جنوب غرب تهران با مسأله فرونشست زمین ایده اولیه پژوهش حاضر بوده است. در این پژوهش، آسیب­پذیری بافت شهری منطقه 18 شهر تهران تحت تأثیر فرونشست زمین مورد ارزیابی قرار گرفته است که در قالب مطالعات فضایی ـ مکانی و با اجرای مدل تحلیلی در سه گام انجام شده است. در گام اول، شناسایی و دسته­بندی شاخص­های آسیب­پذیری بافت شهری تحت تأثیر فرونشست زمین بر اساس سه معیار کالبدی و جمعیتی، دسترسی و همجواری با مراکز ریسک بالا صورت گرفت و در گام دوم، با استفاده از ابزار پرسشنامه و نظرسنجی کارشناسی، اولویت­های آسیب­پذیری بافت شهری در ارتباط با فرونشست زمین مشخص گردید و بر پایه فرآیند تحلیل شبکه­ای، تعیین وزن هر یک از معیارها انجام گرفت. درنهایت، در گام سوم وزن حاصل از مدل ANP، در محیط نرم­افزار ArcGIS بر لایه­های مکانی منطقه اعمال شد. نتایج اجرای مدل نشان داد که درصد بالایی از اراضی ساخته شده منطقه 18 دارای ویژگی­هایی نظیر بافت فرسوده، بناهایی با مقاومت سازه­ای پایین، کیفیت ساخت بسیار پایین بناها، تراکم بالای جمعیتی و ساختمانی بوده و مستعد آسیب­پذیری زیاد می­باشند. همچنین ناحیه 1 با 96 درصد، ناحیه 2 با 5/88 درصد، ناحیه 3 با 4/90 درصد، ناحیه 4 با 85 درصد و ناحیه 5 با 3/92 درصد اراضی ساخته شده در محدوده آسیب­پذیری بالا قرار گرفته­اند. در مجموع از کل اراضی ساخته شده منطقه 18 شهر تهران در حدود 90 درصد بافت ساخته شده در محدوده آسیب­پذیری زیاد تحت تأثیر فرونشست زمین قرار دارد.

کلیدواژه‌ها

ارزیابی؛ آسیب‌پذیری؛ بافت شهری؛ فرونشست زمین؛ فرآیند تحلیل شبکه‌ای (ANP)؛ منطقه 18 تهران

مراجع

ابراهیمیان­قاجاری، یاسر؛ آل­شیخ، علی­اصغر؛ مدیری، مهدی؛ حسنوی، رضا؛ عباسی، مرتضی؛ 1393.  مدل­سازی آسیب­پذیری ساختمان­های شهری با استفاده از روش­های دلفی و تحلیل سلسله­مراتبی در محیط GIS. فصلنامه اطلاعات جغرافیایی سپهر. دوره 23. شماره 91. 20-5.                  https://www.sid.ir/paper/253169/fa

احدنژادروشنی، محسن؛ روستایی، شهریور؛ کاملی­فر، محمدجواد؛ 1394.  ارزیابی آسیب‌پذیری شبکه‌ معابر شهری در برابر زلزله با رویکرد مدیریت بحران، مطالعه‌ موردی: منطقه‌ یک شهر تبریز. فصلنامه اطلاعات جغرافیایی سپهر. دوره 24. شماره 95.                                                           https://www.sid.ir/paper/253205/fa

توکلی، حمیدرضا؛ اکبرپور، سوده؛ 1389.  ملاحظات بهسازی ساختمان‌ها در برابر اجزای پیش‌رونده. اولین کنفرانس پدافند غیرعامل و سازه‌های مقاوم.                                             https://civilica.com/doc/126066

حاتمی­نژاد، حسین؛ فتحی، حمید؛ عشق­آبادی، فرشید؛ 1388.  ارزیابی میزان آسیب­پذیری لرزه­ای در شهر، نمونه موردمطالعه: منطقه 10 شهرداری تهران. پژوهش­های جغرافیای انسانی. شماره 68. 20-1.

https://www.sid.ir/paper/139105/fa       

حبیبی، کیومرث؛ پوراحمد، احمد؛ مشکینی، ابوالفضل؛ عسگری، علی؛ نظری­عدلی، سعید؛ 1377.  تعیین عوامل ساختمانی مؤثر در آسیب­پذیری بافت کهن شهری زنجان با استفاده از GIS  و  LOGIC FUZZY. هنرهای زیبا. شماره 33. 32-27.                                                       https://www.sid.ir/paper/5630/fa

زبردست، اسفندیار؛ 1390.  کاربرد فرآیند تحلیل شبکه­ای (ANP) در برنامه­ریزی شهری و منطقه­ای. نشریه هنرهای زیبا. دوره 2. شماره 41. 96-73.                                        https://jfaup.ut.ac.ir/article_22270.html

شهرداری تهران، معرفی منطقه­ها.                                      https://www.mantagheha.com/article/233

صیامی، قدیر؛ لطیفی، غلامرضا؛ تقی­نژاد، کاظم؛ زاهدی­کلاکی، ابراهیم؛ 1393.  آسیب‌شناسی پدافندی ساختار شهری با استفاده از تحلیل سلسله­مراتبی ‌AHP‌ و ‌‌GIS؛‌ مطالعه موردی شهر گرگان. آمایش جغرافیای فضا. دوره 3. شماره 10. 42-21.                                                                    http://gps.gu.ac.ir/article_7382.html

طالب­بیدختی، ناصر؛ شیخعلی، محدثه؛ 1396.  بررسی فرونشست، فروچاله و ترک­های رخ داده در استان فارس. شانزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانشگاه محقق اردبیلی. 12-1.     https://civilica.com/doc/727282

عزیزی، محمدمهدی؛ برنافر، مهدی؛ 1391.  فرآیند مطلوب برنامه‌ریزی شهری در حمله‌های هوایی از دیدگاه پدافند غیرعامل (مطالعه موردی: ناحیه یک منطقه 11 تهران). فصلنامه مطالعات شهری. دوره 1. شماره 1. 22-10.

  https://www.sid.ir/paper/468589/fa

 

علیخانی، آرزو؛ برزگربفرویی، اکرم؛ نورالهی، حانیه؛ 1397.  ارائه مدل ارزیابی جامع آسیب­پذیری پهنه­های شهری به تفکیک لایه­های تشکیل­دهنده شهر با رویکرد پدافند غیرعامل. فصلنامه مدیریت بحران. شماره 16. 46-33.

https://magiran.com/p2103514

فرزام‌شاد، مصطفی؛ عراقی‌زاده، مجتبی؛ 1391.  مبانی برنامه‌ریزی و طراحی شهر امن از منظر پدافند غیرعامل. انتشارات علم‌آفرین. تهران.                                                 https://www.gisoom.com/book/1936523/

فیروزی، محمدعلی؛ محمدی­ده­چشمه، مصطفی؛ نظرپوردزکی، رضا؛ شجاعیان، علی؛ 1393.  سنجش میزان آسیب­پذیری سازه­ای بیمارستان­ها از منظر پدافند غیرعامل با مدل سلسله­مراتب فازی. فصلنامه برنامه­ریزی و آمایش فضا. دوره 20. شماره 1. 177-149.                                  https://www.sid.ir/paper/515003/fa

کریمی، مرتضی؛ قنبری، علی­اصغر؛ امیری، شهرام؛ 1392.  سنجش خطرپذیری سکونتگاه­های شهری از پدیده فرونشست زمین مطالعه موردی: منطقه 18 شهر تهران. برنامه­ریزی فضایی. دوره 3. شماره 1. 55-37.

https://www.sid.ir/paper/395139/fa

محمدی ده­چشمه، مصطفی؛ 1392.  ایمنی و پدافند غیرعامل شهری. انتشارات دانشگاه شهید چمران. اهواز.

    https://www.gisoom.com/book/11022222/

  محمدی ده­چشمه، مصطفی؛ 1392‌.  ‌شکل‌‌‌ ‌خوب شهر‌‌‌ ‌از‌‌‌ ‌منظر‌‌‌ ‌ملاحظات‌‌‌ ‌پدافند‌‌‌ ‌غیرعامل.‌‌‌ ‌کنگره انجمن‌‌‌ ‌ژئوپلتیک‌‌‌ ‌ایران.

https://civilica.com/doc/233879/

مرادی، آیدین؛ عمادالدی، حسین؛ آرخ، صالح؛ رضایی، خلیل؛ 1399.  تحلیل فرونشست زمین با استفاده از تکنیک تداخل­سنجی راداری، اطلاعات چاه­های ژئوتکنیکی و پیزومتری (مطالعه موردی: منطقه شهری 18 تهران). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. دوره 7. شماره 1. 153-176.                https://www.sid.ir/paper/378951/fa

مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، گزارش مصور از فرونشست و فروریزش زمین در ایران. دکتر علی بیت­اللهی. دبیر کارگروه ملی مخاطرات زلزله، لغزش لایه­های زمین، ابنیه، ساختمان و شهرسازی.

یمانی، مجتبی؛ نجفی، اسماعیل؛ عابدینی، محمدحسین؛ 1388.  ارتباط فرونشست زمین و افت سطح آب­های زیرزمینی در دشت قره­بلاغ استان فارس. جغرافیا. دوره 3. شماره 9-8، 27-9.https://www.sid.ir/paper/208007/fa

 

Ahsan MN, Warner J., 2014. The socioeconomic vulnerability index: A pragmatic approach for assessing climate change led risks-A case study in the south-western coastal Bangladesh. International Journal of Disaster Risk Reduction 8: 32-49. https:// doi.org/ 10.1016/ j.ijdrr.2013.12.009

Azadnejad S,  Maghsoudi Y, Perissin D., 2020. Evaluation of polar metric capabilities of dual polarized Sentinel-1 and TerraSAR-X data to improve the PSInSAR algorithm using amplitude dispersion index optimization. Int J Appl Earth Obs Geoinf 84: 101950. https:// doi. org/ 10.1016/j.jag.2019.101950

Azadnejad S, Y. Maghsoudi., 2019. Investigating the effect of the physical scattering mechanism of the dual polarization sentinel1 data on the temporal coherence optimization results. Int J Remote Sens 1: 15-7047. https://doi.org/10.1080/01431161.2019.1597309

Babaee S, Masoumi Z, Mousavi Z., 2020. Land subsidence from interferometric SAR and groundwater patterns in the Qazvin plain, Iran. Int J Remote Sens 41: 4780-4798. https://doi.org/10.1080/01431161.2020.1724345

Blaikie P, Cannon T, Davis I, Wisner B., 2004. At Risk: Natural Hazards, People’s Vulnerability, and Disasters. Routledge. https://doi.org/10.4324/9780203714775

Borchers J W, Carpenter M. 2014. Land subsidence from groundwater use in California. Full Report of Findings, California Water Foundation. https://cawaterlibrary.net/document/land-subsidence-from-groundwater-use-in-california/

Cannon T, Twigg J., 2003. Social vulnerability, Sustainable Livelihoods and Disasters. London: Department for international development DFID; Government of the United Kingdom.

Cardona‌ OD‌.‌, 2003. The‌ Need‌ for‌ Rethinking‌ the‌ Concepts‌ of‌ Vulnerability‌ and‌ Risk‌ from‌ a‌ Holistic Perspective:‌ A‌ Necessary‌ Review‌ and‌ Criticism‌ for‌ Effective‌ Risk‌ Management,‌ Mapping‌ Vulnerability. Disasters,‌ Development‌ and‌ People‌. ISBN: 9781849771924

Castellazzi P, Arroyo-Domínguez N, Martel R, Calderhead A, C.L. Normand J, Gárfias J, Rivera A., 2016. Land subsidence in major cities of Central Mexico: Interpreting InSAR-derived land subsidence mapping with hydrogeological data. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation  47: 102-111. https:// doi.org/ 10.1016/ j.jag.2016.12.002

Chaussard E, Amelung F, Abidin H, Hong S., 2013. Sinking cities in Indonesia: ALOS PALSAR detects rapid subsidence due to groundwater and gas extraction. Remote Sensing of Environment 128: 150-161. ISSN0034-4257. https://doi.org/10.1016/j.rse.2012.10.015

Chung SH, Lee WL., 2005. Analytic network process approach for mix planning. International Journal of Production Economics 18(96): 15-36. https://doi.org/10.1016/j.ijpe.2004.02.006

Clark GE, Moser S, Ratick S, Dow K, Meyer W, Emani S, Jin W, Kasperson J, Kasperson R & Schwarz H. 1998. Assessing the vulnerability of coastal communities to extreme storms: the case of Revere, MA., USA. Mitigation and adaptation strategies for global change 3(1): 59-82. https://doi.org/10.1023/A:1009609710795

Cutter SL., 1996. Vulnerability to environmental hazards. Progress in human geography 20(4): 529-539. https://doi.org/10.1177/030913259602000407

Dehghani M, DehghaniMohammad M, Valadan Zoej M, Entezam I, Saatchi S., 2009. InSAR monitoring of progressive land subsidence in Neyshabour, northeast Iran. Geophys J Int 178(1): 47-56. . https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04135.x

Emrich CT, Cutter‌ SL‌., 2011. Social‌ vulnerability‌ to‌ climate sensitive‌ hazards‌ in‌ the southern‌ United‌ States. Weather,‌ Climate,‌ and‌ Society‌ 3(3): 193-208‌. https:// doi.org/ 10.1175/2 011WCAS1092.1

Enarson E, Morrow BH., 1998. The Gendered Terrain of Disaster. Westport, CT: Praeger. .

Galloway DL, et al. 2008. Land Subsidence Hazards. In: Baum RL, Galloway DL, Harp, EL (Eds.), Landslide and Land Subsidence Hazards to Pipelines. U.S. Geological Survey, Open-File Report 2008-1164. .

Gambolati G, Teatini P., 2015. Geomechanics of subsurface water withdrawal and injection. Water Resources Research 51(6): 3922-3955. https://doi.org/10.1002/2014WR016841,2015

García GH, Ezquerro P, Tomás R, Pizarro MB, Vinielles JL, Rossi M, Mateos RM, Freyre DC, Lambert J, Teatini P, Cano EC, Erkens G, Galloway D, Hung WC, Kakar N, Sneed M, Tosi L, Wang H & Ye S., 2021. Mapping the global threat of land subsidence. SCIENCE 371(6524): 34-36. DOI: 10.1126/science.abb8549

Herrera Leon WH, Martínez J, Hernández Marin M, de la Luz Pérez-Rea M., 2018. Land subsidence and its effects on the urban area of TEPIC city Mexico. WIT Transactions on The Built Environment 179: 369-380. https://doi: 10.2495/UG180341

Holzer TL, Davis SN. 1976. Earth fissures associated with water-table declines. Geol. Soc. Am. Abstr. Programs 8(6): 923-924. .

Holzer TL, Pampeyan EH., 1981. Earth fissures and localized differential subsidence. Water Resour. Res 17(1): 223-227. https://doi.org/10.1029/WR017i001p00223

Holzer TL. 1979. Faulting caused by groundwater extraction in south central Arizona. J. Geophys. Res 84(B2): 603-612. https://doi.org/10.1029/WR016i006p01065

Hufschmidt‌ G‌.‌, 2011. A‌ comparative‌ analysis‌ of‌ several‌ vulnerability‌ concepts. Natural‌ Hazards 58(2): 621-643‌. https://doi.org/10.1007/s11069-011-9823-7

Jachens RC, Holzer TL., 1979. Geophysical investigations of ground failure related to groundwater withdrawal-Picacho Basin, Arizona. Ground Water 17(6): 574. https://doi.org/10.1111/J.1745-6584.1979.TB03358.X

Jachens RC, Holzer TL., 1982. Differential compaction mechanism for earth fissures near Casa Grande, Arizona. Bull. Geol. Soc. Am 93(10): 998-1012. https://doi.org/10.1130/0016-7606%281982%2993%3C998%3ADCMFEF%3E2.0.CO%3B2

Kim H, Marcouiller DW., 2015. Urban Vulnerability and Resiliency to Natural Disasters: An Integrative Tourism Planning Perspective. Cities at Risk :Planning for and Recovering from Natural Disasters 159. ISBN: 9781315572109.

Little M, Paul K, Jordens c, Sayers E., 2004. Vulnerability in the narratives of patients and their careers: studies of colorectal cancer. Health 4(4): 495-510. . https:// doi.org/ 10.1177/ 136345930000400405

Mahmoudpour M, Khamehchiyan M, Nikudel M, Ghassemi M., 2016. Numerical simulation and prediction of regional land subsidence caused by groundwater exploitation in the southwest plain of Tehran, Iran. Engineering Geology 201: 6-28. https:// doi.org/ 10.1016/ j.enggeo. 2015.12.004

Motagh M, Shamshiri R, Haghighi M, Wetzel H, Akbari B, Nahavandchi H, Roessner S, Arabi S., 2017. Quantifying groundwater exploitation induced subsidence in the Rafsanjan plain, southeastern Iran, using InSAR time-series and in situ measurements. Eng Geol 218:134-151. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2017.01.011

Okada S, Takai N., 2000. Classification of structural types and damage patterns of building for earthquake field investigation, Twelfth World Conference on Earthquake Engineering. Balkema, Rotterdam. https://doi.org/10.3130/AIJS.64.65_5

Oruji S, Ketabdar M, Gregorian K, Motamed R., 2019. Climate change resiliency of natural gas pipelines: Overview of land subsidence and associated issues in central California. International Conference on Sustainable Infrastructure. https:// doi.org/ 10.1061/ 9780784 482650.001

Peacock WG, Hugh Gladwin, Betty Hearn Morrow., 1997. Hurricane Andrew: Ethnicity, Gender and the Sociology of Disaster. London: Routledge. ISBN: 9780203351628. https:// doi.org/ 10.4324/9780203351628

Poland JF, Davis GH., 1969. Land subsidence due to withdrawal of fluids. In: Varnes DJ, Kiersch G (Eds.). Reviews in Engineering Geology 2: 187-269. https://doi:10.1061/9780784415702

Poland JF, Green JH., 1962. Subsidence in the Santa Clara Valley, California-A progress report. U.S. Geol. Surv. Water Supply Pap 1619-C: 16. https:// books.google.com/ books? id= Z3kuw QEACAAJ

Poland JF., 1958. Land subsidence due to ground-water development. J. Irrig. Drain. Div. Am. Soc. Civ. Eng 84(IR3): 11. .

Poland JF., 1959. Geology, hydrology, and chemical character of ground waters in the Torrance-Santa Monica area, California. U.S. Geol. Surv. Water Supply Pap 1461: 142-146. https://books.google.com/books?id=CekYzQEACAAJ

Poland JF., 1960. Land subsidence in the San Joaquin Valley, California, and its effect on estimates of ground-water resources, comm. SubTerranean Waters Publ 52: 324-335. .

Poland JF., 1961. The coefficient of storage in a region of major subsidence caused by compaction of an aquifer system. U.S. Geol. Surv. Prof. Pap 424(B): 52-54. .

Rezaei M,  Yazdani Noori Z, Dashti Barmaki M., 2020. Land subsidence susceptibility mapping using analytical hierarchy process (AHP) and Certain Factor (CF) models at Neyshabur plain, Iran. Geocarto Int 1-20. https://doi.org/10.1080/10106049.2020.1768596

Rustin B., 1965. From protest to politics: the future of civil Right movement commentary. Journal of social justice 29(28): 44-62. .

Sennewald CA, Baillie C., 2015. Effective Security Management: Butterworth-Heinemann. ISBN-13 ‏ : ‎ 978-0128027745

Tierney K., 2006. Social Inequality, Hazards, and Disasters In On Risk and Disaster: Lessons from Hurricane Katrina, edited by Daniels RJ, Kettl DF, Kunreuther H. Philadelphia: University of Pennsylvania Press. https://doi.org/10.9783/9780812205473

Turner BL, Turner II, B L and Kasperson, Roger and Matson, Pamela and Mccarthy, James and Corell, Robert and Christensen, Lindsey and Selin, Noelle and Kasperson, Jeanne and Luers, Amy and Martello, Marybeth and Polsky, Colin and Pulsipher, Alexander and Schiller, Andrew},. 2003. A Framework for Vulnerability Analysis in Sustainability Science. PNAS 100(14). https://doi.org/10.1073/pnas.1231335100

Wanderson J., 2005. An index of riot severity and some correlates. Journal of American Sociology 12(15): 23-35. https://doi.org/10.1086/224683

Wolf‌ S‌, Hinkel J, Hallier M, Klein R . 2013. Clarifying vulnerability‌ definitions‌ and‌ assessments‌ using‌ formalization. International‌ Journal‌ of‌ Climate Change‌ Strategies‌ and‌ Management 5(1): 54-70‌. https://doi.org/10.1108/17568691311299363

Zhang X, Li X, Sun Z, He Y, Xu W, Campbell H, Dunlop L, Timofeeva M, Theodoratou E., 2020. Physical activity and COVID-19: An observational and mendelian randomization study. J Glob Health 10: 020514. https://doi.org/10.7189/jogh.10.020514