Flood hazard mapping in Ilam city using evidential belief function model

جغرافیا و مخاطرات محیطی

Article 1, Volume 10, Issue 2 - Serial Number 38, July 2021, Pages 1-20   

Document Type: Research Article

DOI: 10.22067/geoeh.2021.67947.1007

Authors

Khadijeh Davand¹; Himan Shahabi^{* 2}; Mamand Salari³

¹Master of Geomorphology, Department of Geomorphology, Faculty of Natural Resources, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

²Associate professor of Remote Sensing, Department of Geomorphology, Faculty of Natural Resources, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

³Assistance professor of Geomorphology, Department of Geomorphology, Faculty of Natural Resources, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

Abstract

The purpose of this study was flood hazard mapping in Ilam city using the evidential belief function model. Factors affecting flood occurrence were slope, aspect, altitude, distance to river, river density, topographic wetness index, stream power index, slope curvature, lithology, soil, land use and rainfall are. After collecting the required information and layers, 126 flood points were identified in the study area. Flood locations were randomly divided into two groups of 70% (89 points) and 30% (37 points) for modeling and validation, respectively. Using the evidential belief function (EBF) model, a flood hazard map of Ilam city was prepared. The prepared flood susceptibility maps were classified into five classes: very low, low, moderate, high and very high. To evaluate the performance of the model, the area under the AUC diagram obtained from the ROC curve was used. According to the evaluation criterion used in this study (ROC) and according to the validation data, the EBF model (0.914) had a good performance in flood potential detection in the area. Finally, according to the final map, the eastern and northeastern regions of Ilam are in low-risk area. Also, the results of the study showed that flooding in Ilam city is due to environmental factors, including high slope and land use change. According to the flood hazard mapping, appropriate management measures can be taken in the future to reduce damages and losses due to floods.

Keywords

Flood hazards; Flood hazard mapping; Evidential belief function model; Ilam city

References

 آزادی، فهیمه؛ صدوق، حسن؛ قهرودی، منیژه؛ شهابی، هیمن؛ 1399. پهنه‌بندی حساسیت خطر سیل در حوضه آبخیز رودخانه کشکان با استفاده از دو مدل WOE و EBF . جغرافیا و مخاطرات محیطی. 9(1): 60-45 .

پروین، منصور؛ 1399. ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب‌های ناگهانی بر اساس عوامل فیزیوگرافی و شاخص‌های مورفومتریک (مطالعه موردی حوضه‌ی قصرشیرین). مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی.32: 23-35.

رضایی مقدم، محمد حسین؛ حجازی، اسدالله؛  کامران، خلیل ولیزاده؛ رحیم پور، توحید؛ 1399. بررسی حساسیت سیل‌خیزی حوضه‌های آبریز با استفاده از شاخص‌های هیدروژئومورفیک (مطالعه موردی: حوضه آبریز الندچای، شمال غرب ایران). پژوهش­های ژئومورفولوژی. 9(2): 214-195.

سیستانی، بدوئی؛ مسعود، نگارش؛ حسین، فتوحی؛ صمد؛ 1396. پهنه­بندی خطر سیلاب در حوضه آبریزگابریک. مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی. 6(22): 182-163.

عسگری، شمس اله؛ صفاری، امیر؛ فتحی، حجت‌الله؛ 1397. بررسی توان سیل‌خیزی در حوضه آبریز جعفرآباد. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 18(50): 90-77.

علیزاده، امین؛ 1390. اصول هیدرولوژی کاربردی، مشهد: انتشارات دانشگاه امام رضا (ع)، چاپ هفدهم،  ص928.

قاسمیان، بهاره؛ عابدینی، موسی؛ روستایی، شهرام؛ شیرزادی، عطالله؛ 1397. ارزیابی و مقایسه کارایی الگوریتم­های یادگیری ماشین به منظور تهیه نقشه حساسیت زمین­لغزش­های سطحی اطراف شهر کامیاران، رساله دکتری، دانشگاه محقق اردبیلی.

لشکری، حسن؛ 1375. بررسی سینوپتیکی بارش­های شدید جنوب و جنوب­غرب ایران. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس.

مامی­زاده، جعفر؛ همتی، موسی؛ قادری، جمیل؛ 1394. پهنه­بندی سیلاب رودخانه چرادول (بازه­ی چناره)، با استفاده از مدل HEC-RAS در محیط GIS. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 9(29): 75-71.

مددی، عقیل؛ اصغری، صیاد؛ بادامکی، مهدی؛ احسان، قلعه؛ 1399. پهنه‌بندی خطر سیلاب در حوضه آبریز قوری چای کورائیم در استان اردبیل. پژوهش­های ژئومورفولوژی. 9(2): 97-81.

میراحمدی، ابوالقاسم؛ شیران، مهناز؛ 1388. کاربرد مدل HEC-HMS در تحلیل حساسیت متغیرهای ژئومورفولوژی مؤثر بر سیلاب دشت کرون. فصلنامه جغرافیا و توسعه. 7(16): 173-153.

 

Buchele, B. Kreibich, H. Kron, A. Thieken, A. Ihringer, J. Oberle, P. Merz, B. Nestmann, F., 2006. Flood-risk mapping: contributions towards an enhanced assessment of extreme events and associated risks, Natural Hazards Earth System, 6: 485-503.

Diakakis, M. Deligiannakis, G. Pallikarakis, A. Skordoulis, M., 2018. Factors controlling the spatial distribution of flash flooding in the complex environment of a metropolitan urban area. The case of Athens flash flood event, International Journal of Disaster Risk Reduction, 18:171- 180.

Hong, H. Tsangaratos, P. Ili, I. Liu, J. Zhu, A. X. Chen, W., 2018. Application of fuzzy weight of evidence and data mining techniques in construction of flood susceptibility map of Poyang County, China, Science of the Total Environment, 625: 575-588.

Hyalmarson, H. W., 1998. Flood Hazard Zonation in Arid land, Wesley Publishers.

James, M. D. Larson, M. D. G lover, T, F., 1980. Floodplain Management Needs Precuiler to Arid Climates, Water Resources Bulletin, 16: 1020-1029.

Jebur, M. Pradhan, B. Tehrany, M., 2014. Manifestation of LiDAR-derived parameters in the spatial prediction of landslides using novel ensemble evidential belief functions and support vector machine models in GIS, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 8: 674 – 690

Murphy, P.M., 2018. Flood Hazard Zoning of Tarlac City: Towards the Development of Flood Overlay Zones and Provision, Procardia Engineering, 212: 69-76.

Pham, B.T. Avand, M. Janizadeh, S. Phong, T.V. Al-Ansari, N. Ho, L.S. Das, S. Le, H.V. Amini, A. Bozchaloei, S.K. Jafari, F., 2020. GIS based hybrid computational approaches for flash flood susceptibility assessment, Water, 12: 683.

Stephan, C., 2002. Hydrologic investigation by the U.S Geological Survey Following the 1996 and 1997 Floods in the upper Yellowstone River, Montana, American water Resources Association 19^th Annual Montana, Section one:1-18.

Tien Bui, D. Khosravi, K. Shahabi, H. Daggupati, P. Adamowski, J.F. Melesse, A.M. Thai Pham, B. Pourghasemi, H.R. Mahmoudi, M. Bahrami, S. Pradhan, B., 2019. Flood spatial modeling in northern Iran using remote sensing and GIS: A comparison between evidential belief functions and its ensemble with a multivariate logistic regression model, Remote Sensing, 11: 1589.

Tingsanchali, T., 2012. Urban flood disaster management. Procedia engineering, 32: 25-37.