Evaluating and Zoning Subsidence Risk using MABAC and ANP Adaptive Algorithm (Case Study: Ardabil Plain)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

Article 3, Volume 11, Issue 4 - Serial Number 44, December 2023, Pages 43-68   

Document Type: Subsidence as a global challenge: Crisis management or management crisis

DOI: 10.22067/geoeh.2022.74202.1143

Authors

Mousa Abedini^{* 1}; leila Aghayary²; Sayyad Asghari Saraskanrood¹

¹Professor in Geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

²PhD in Geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

Abstract

One of the dangers facing Iran’s plains is subsidence. Land subsidence due to various reasons, such as over-harvesting of underground water sources and climate changes, has caused many problems in agricultural lands, roads, and power and energy transmission lines. Therefore, it is important to deal with the causes and influencing factors to control the risks. Ardabil plain is also one of the areas prone to subsidence due to climate changes and the decrease of underground water in recent years. The aim of the present research is the zoning subsidence risk in this plain. First, the factors influencing subsidence in the Ardabil plain (slope, land use, lithology, distance from the fault, distance from the waterway, drop in water level, distance from the city and the village) were identified. Then the layers of data were applied in the geographic information system. In the next stage, the weighting of the investigated factors was done using ANP method and in the Super Decision software, and the final analysis and modeling were done using the MABAC method as one of the multi-criteria decision making methods. Finally, the resulting map was classified into five categories from very low risk to very high risk. The results showed that such factors as water level drop, distance from the river and lithology have the highest weighting factor. Moreover, 244.29 and 370.59 square kilometers, respectively, of the area of this plain, are in very dangerous and dangerous classes. Finally, due to the high potential of Ardabil plain in terms of subsidence, protective and management measures should be taken into consideration by relevant authorities and institutions.

Keywords

Hazards; Subsidence Phenomenon; MCDM; Ardabil Plain

References

آ میغ پی، معصومه؛ عربی، سیاوش؛ 1388. بررسی فرونشست یزد با استفاده از تکنیک تداخل­سنجی راداری و ترازیابی دقیق. طرح پژوهشی سازمان نقشه‌برداری کشور. صص 46-.1 https://sid.ir/paper/32299/fa                 

ابراهیمی، عطرین؛ قاسمی، افشان؛ گنجائیان، حمید؛ 1399. پایش میزان فرونشست محدوده شهری پاکدشت با استفاده از روش تداخل­سنجی راداری. فصلنامه جغرافیا و روابط انسانی. دوره 2. شماره 4. صص 29-41 https://dorl.net/dor/20.1001.1.26453851.1399.2.4.3.1                                                               

بهیاری، مهدی؛ علیزاده، اکرم؛ محمودیان، شهاب؛ 1396. ارزیابی تأثیر  ساختارهای فعال بر خطر فرونشست زمین با استفاده از مدل­های تصمیم­گیری چند متغیره. مجله زمین­شناسی کاربردی پیشرفته. دوره 7. شماره 2. صص 56- 49. https://doi.org/10.22055/aag.2017.13229                                                                             

جوادی، سید محمدرضا؛ 1400.  برآورد و تحلیل میزان فرونشست دشت همدان – بهار با استفاده از تصاویر راداری و سری زمانی.SBAS رساله دکتری. دانشگاه تبریز. استاد راهنما دکتر معصومه رجبی. صص 156-1.

حاجب، زهرا؛ موسوی، زهرا؛ معصومی، زهره؛ رضایی، ابوالفضل؛ 1397. بررسی فرونشست دشت قم با استفاده از تداخل سنجی راداری. مجموعه مقالات هجدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران. صص 355-  352.

https://sid.ir/paper/31521/fa

حسین‌آبادی، سعید؛ اکبری، ابراهیم؛ نقد بیشی، ابراهیم؛ 1399. ارزیابی و شبیه­سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از طبقه‌بندی شیءگرا و مدل زنجیره مارکوف (موردمطالعه: شهر بیرجند و پیرامون آن). نشریه جغرافیا و مخاطرات محیطی. شماره سی و سوم. صص 188-.169. https://doi.org/10.22067/geo.v0i0.81819                         

رستم زاده، هاشم؛ اسدی، اسماعیل؛ جعفرزاده، جعفر؛ 1394. بررسی سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی دشت اردبیل. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. سال دوم. شماره یک. صص 42-31.

https://sid.ir/paper/264771/fa

زارعی، کیوان؛ رسول‌زاده، علی؛ صدیقی، مرتضی؛ احمدزاده، غلامرضا؛ رمضانی مقدم، جواد؛ 1399. تعیین رابطه فرونشست زمین و افت سطح آب زیرزمینی با دو روش تداخل سنجی راداری و ایستگاه ثابت GPS (مطالعه موردی: دشت سلماس). نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران. سال یازدهم. شماره چهل و یکم. صص 15-1https://www.magiran.com/paper/2180181                                                                  

شادفر، صمد؛ نصیری، اسماعیل؛ چیتگر، سکینه؛ احمدی، علی؛ 1394. پهنه­بندی خطر فرونشست زمین با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مطالعه موردی: بوئین شهر. فصلنامه جغرافیایی سرزمین. سال دوازدهم. شماره 48. صص 18-1. https://sid.ir/paper/116305/fa                                                                     

شاه کرمی، نازنین؛ قاسمی، شبنم؛ 1399. مناطق فرونشست در اثر اضافه برداشت آب زیرزمینی در دشت اراک. چهارمین مجمع توسعه فناوری و کنفرانس بین‌المللی یافته­های نوین عمران معماری و صنعت ساختمان ایران. صص 13-1. https://civilica.com/doc/1031421                                                                                  

شایان، سیاوش؛ یمانی، مجتبی؛ یادگار، منیژه؛ 1395. پهنه­بندی فرونشست زمین در حوضه آبخیز قره­چای همدان. هیدروژئومورفولوژی. شماره 9. صص 158-139. https://sid.ir/paper/520002/fa                              

شریفی کیا، محمد؛ 1391. تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین به کمک روش تداخل­سنج راداری در دشت نوق- بهرامان. مجله برنامه­ریزی و آمایش فضا. دوره شانزده. شماره سوم. صص 73-55.

http://hsmsp.modares.ac.ir/article-۲۱-۵۰۷۶fa.html

شفیعی، نجمه؛ گلی مختاری، لیلا؛ امیراحمدی، ابوالقاسم؛ زندی، رحمان؛ 1399. بررسی فرونشست آبخوان دشت نورآباد با استفاده از روش تداخل سنجی راداری. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی. صص 111-93https://doi.org/10.22034/GMPJ.2020.106424                                                            

شمشکی، امیر؛ بلورچی، محمدجواد؛ انصاری، فرهاد؛ 1384. بررسی فرونشست زمین در دشت تهران- شهریار. طرح پژوهشی سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور. شماره گزارش 20/06-84 Engeo صص 84-1. https://gsi.ir/fa                                                                                                               

شمشکی، امیر؛ بلوری محمدجواد؛ انتظام سلطانی ایمان؛ 1394. فرونشست زمین در شهر تهران و عوامل مؤثر در شکل‌گیری آن. بیست و چهارمین گردهمایی علوم زمین. صص12-1. https://civilica.com/doc/210280

عابدینی، موسی؛ آقایاری، لیلا؛ اصغری سکانرود؛ 1401. برآورد میزان فرونشست با استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری و پارامترهای آب‌های زیرزمینی و کاربری اراضی) مطالعه موردی:دشت اردبیل(. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. سال یازدهم. شماره 1. تابستان 1401 صص. 132 – 117.

https://dorl.net/dor/20.1001.1.22519424.1401.11.1.7.9

 عابدینی، موسی؛ خان بیگی، علی؛ موس پور، توحید؛ حسین دانشور؛ 1395. تعیین مناطق احتمالی فرونشست دشت روانسر- سنجابی  با استفاده ازGIS  وAHP. دومین کنگره بین‌المللی علوم زمین و توسعه شهری. شرکت کیان تایر و جهاد دانشگاهی آذربایجان شرقی. https://civilica.com/doc/526049                                    

عابدینی، موسی؛ 1388. بررسی مسائل هیدروژئومورلوژی و فرونشست ناشی از افت سطح آب‌های زیرزمینی در دشت اردبیل و راهکارها. دانشگاه محقق اردبیلی. مجموعه مقالات.  https://civilica.com/doc/335178             

عابدینی، موسی؛ 1392. بررسی علل فرونشست دشت اردبیل و اثرات آن در محدوده شهر. فصلنامه علمی- پژوهشی. جغرافیای طبیعی. شماره 19. صص 84-71.  https://sid.ir/paper/184972/fa                                   

عابدینی، موسی؛ پیروزی، الناز؛ شکرزاده، الهام؛ 1400. ارزیابی و پهنه­بندی خطر زمین­لغزش با استفاده از الگوریتم تطبیقی MABAC و ANP (مطالعه‌ی موردی: شهرستان نیر). پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی. سال دهم. شماره 2. تابستان 1400  صص 155-136. https://doi.org/10.22034/gmpj.2021.215108.1214               

عابدینی، موسی؛ 1396. مبانی فرونشست زمین (مخاطرات هیدروژئومورفولوژی و مدیریت محیط). انتشارات دانشگاه محقق اردبیلی. چاپ یکم. 230 صفحه.

عالی­پور اردی، مهدی؛ ملک محمدی، بهرام؛ جعفری، حمیدرضا؛ 1396. پهنه­بندی ریسک فرونشست زمین در اثر افت سطح آب زیر­زمینی با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (مطالعه موردی: دشت اردبیل). نشریه علوم و مهندسی آبخیز­داری ایران. سال 11. شماره 38. صص 34-25. https://sid.ir/paper/134810/fa              

فتح­الله، نرگس؛ آخوند­زاده؛ مهدی؛ بحرودی، عباس؛ 1397. بررسی فرونشست زمین در اثر استخراج مواد نفتی با استفاده از روش تداخل­سنجی راداری. فصلنامه علمی پژوهشی اطلاعات جغرافیایی. دوره 27. شماره 105. صص 34-24. https://civilica.com/doc/795768

فرزین­کیا، ربابه؛ امیر احمدی، ابوالقاسم؛ زنگنه اسدی، محمدعلی؛ زندی، رحمان؛ 1400. پهنه­بندی خطر فرونشست در دشت جوین با استفاده از مدل تحلیل شبکه­ای – فازی. فصلنامه علمی فضایی جغرافیایی دانشگاه آزاد اهر. سال بیست و یکم. شماره 73. صص 71-51.  https://www.sid.ir/fileserver/jf/40014007404.pdf                              

فرجی سبکبار، حسنعلی؛ بدری، سید علی؛ مطیعی، سیدحسن؛ شرفی، حجت‌الله؛ 1389. سنجش میزان پایدار نواحی روستایی بر مبنای مدل تحلیل شبکه، با استفاده از تکنیک بردا مطالعه موردی: نواحی روستایی شهرستان فسا. پژوهش‌های جغرافیای انسانی تابستان ۱۳۸۹ شماره ۷۲.http://ensani.ir/fa/article/260904                  

فنی، زهره؛ فشمی، سید محمدرضا؛ 1396. پهنه­بندی و تحلیل فضایی مخاطرات چهارگانه محیطی زمین­لغزش، سیل، زلزله و فرونشست موردپژوهشی: مناطق 22 گانه شهر تهران. فصلنامه علمی پژوهشی اطلاعات جغرافیایی. دوره 27 شماره 108. صص 14-1.  10.22131/sepehr.2019.34621                                                           

فیض­زاده، بختیار؛ هلالی، حسین؛ 1389. مقایسه روش­های پیکسل پایه، شیء­گرا و پارامترهای تأثیرگذار در طبقه­بندی پوشش کاربری اراضی استان آذربایجان غربی. پژوهش­های جغرافیای طبیعی. سال چهل و دوم. شماره 71. صص 117-107.  https://jphgr.ut.ac.ir/article_21550.html                                                             

کوه بنانی، حمیدرضا؛ یزدانی، محمدرضا؛ حسینی، سید کیوان؛ 1398. پهنه­بندی گسترة خطر فرونشست زمین با بهره‌گیری از تداخل­سنجی راداری (مطالعه موردی: دشت کاشمر و خلیل‌آباد). مدیریت بیابان. 7 (13). صص 65-76.   https://sid.ir/paper/252819/fa                                                                                        

 کیانی، فاطمه؛ عابدینی، موسی ؛ غلامرضا احمدزاده؛ 1396. بررسی پتانسیل فرونشست شهرستان کرج با استفاده از روش تلفیق وزنی در محیط GIS. تهران. سومین کنگره بین­المللی علوم زمین و توسعه شهری و اولین کنفرانس هنر. معماری و مدیریت شهری بین‌المللی.  https://civilica.com/doc/688569                                 

محمودی، پیمان؛ علیجانی، بهلول؛ 1392. مدل­بندی رابطه بارش­های سالان و فصلی با عوامل زمین اقلیم در کردستان. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. سال 13. شماره 31. صص 112-93http://jgs.khu.ac.ir/article-۱-۱۶۷۹-fa.html

مدنی، حسن؛ شفیقی، سیروس؛ 1396. زمین­شناسی عمومی. انتشارات دانشگاه امیرکبیر. 482 ص.

منتظریون، مریم؛ اصلانی، فرشته؛ 1398. ارزیابی خطر فرونشست با به‌کارگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی در پهنه استان­های تهران و البرز. فصلنامه دانش پیشگیری و مدیریت بحران. دوره نهم. شماره اول. صص 13-1. 20.1001.1.23225955.1398.9.1.3.2

 

Abdulaziz, Aljammaz, Sultan, Mohamed, Izadi, Moein, Abotalib Abotalib Z., 2021. Land Subsidence Induced by Rapid Urbanization in Arid Environment5455s: A Remote Sensing-Based Investigation, A Remote Sensing-Based Investigation, p1-24. https:// doi.org/ 10.3390/ rs13061109

Aher, P. Adinarayana, J.; and Gorantiwar, SD., 2013. Prioritization of watersheds using multi-criteria evaluation through the fuzzy analytical hierarchy process. Agric Eng Int CIGR J, 15(1):11–18 http://www.cigrjournal.org

Arab Ameri, A., Pourghasemi, H.R., Cerda. A., (2018), Erodibility prioritization of sub-watersheds using morphometric parameters analysis and its mapping: A comparison among TOPSIS, VIKOR, SAW, and CF multi-criteria decision making models,. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969717325615

Alizadeh, R; Izadi, H; Arasteh,M., (2021). Ranking of nature-based tourism capacity in mountainous areas, case study: Eastern region of Lorestan province. Planning and arranging space. 25 (1): 117-142. https://hsmsp.modares.ac.ir/article-21-46361-en.html

 Bou kheir, R.; Cerdan, O.; and Abdelah, C., 2006. Regional soil erosion risk mapping in Lebanon. Geomorphology, 82: 347-359. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.05.012

Chaofan, Zhou, Huili, Gong, Beibei, Chen, Mingliang, Gao, Qun, Cao, Jin, Cao, Li Duan, Junjie, Zuo, Min, Shi,2019. Land Subsidence Response to Di_erent Land Use. Types and Water Resource Utilization in Beijing-Tianjin-Hebei, China, Remote Sens, pp1-22.10.3390/rs12030457

Evaluating and comparing methods of sinkhole susceptibility mapping in the ebro valley evaporate karst (NE Spain). Geomorphology,111(3),160-172 https:// doi.org/ 10.1016/ j.geomorph.2009.04.017

Hoseini H., 2019. Use fuzzy interface systems to optimize land suitability evaluation for surface and trickle irrigation, Information Processing in Agriculture, 6 (1): 11-19

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214317318302208

Galve, j.p. Gutierrez, f., Remondo, j., Bonachea, J., Lucha, p., Cenrero,A.2009.

Gambolati, and Massimillano, F, Teatro. F., 2006. AnthropogenicLandSubsidence, GROUNDWATER. DOI: 10.1002, PP 2444-2457.

Georgiou, D.; Mohammed, E.S.; and Rozakis, S., 2015. Multi-criteria decisionmaking on the energy supply configuration of autonomous desalination units. Renew. Energy, 75: 459–467. https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.09.036

Guoman Huang, Haitao Fan, Lijun Lu, Wenqing Yu., 2020. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLIII-B3-pp 1-6.

Hwang, c., Yang, y., kao, R., Han, j., Hung, W.C., Cheng s., Li, f., 2016. Time varying land subsidence detected by radar altimetry; California Taiwan and north china, scientific reports. 6: 28160 https://doi.org/10.1038/srep28160

Qui T, Nguyen., 2016. Sustainable Development of Civil, Urban and Transportation Engineering ConferenceThe Main Causes of Land Subsidence in Ho Chi Minh City, Procedia Engineering, 142, pp 33. https://cyberleninka.org/article/n/584825

Raucooules, D, Colesanti, C, Carnec Carnec, C., 2007. Use of SAR interferomet for detectingand assessing ground subsidence, C.R, Geoscience 339, 289-302 https:// doi.org/ 10.1016/j.crte.2007.02.002.

Stephen, A, Nelson., 2016. Surface Subsidence and Collapse, Natural Disasters, on 03.PP1-