فهرست مطالب

مجله مدیریت مخاطرات محیطی
سال دهم شماره 4 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/25
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مرتضی اکبریان، منیژه قهرودی تالی* صفحات 277-290
    فرونشست از جمله مخاطراتی است که در طی سال های اخیر بسیاری از دشت های کشور را با تهدید مواجه کرده است. یکی از این دشت ها دشت اسدآباد در استان همدان است که به دلیل وضعیت هیدرواقلیمی و ژیومورفولوژی، با احتمال زیاد وقوع مخاطره فرونشست روبه روست. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش به بررسی وضعیت فرونشست دشت اسدآباد پرداخته شده و برخلاف بسیاری از تحقیقات پیشین، اثر عوامل انسانی در وقوع آن تحلیل شده است. در این پژوهش از تصاویر راداری سنتینل 1، تصاویر ماهواره ای لندست 5 و 8، اطلاعات آماری چاه های پیزومتری منطقه و لایه های رقومی اطلاعاتی به عنوان مهم ترین داده های تحقیق استفاده شده است. ابتدا با استفاده از روش سری زمانی SBAS، نقشه فرونشست منطقه در طی سال های 2015 تا 2022 تهیه شد و سپس تاثیر افت منابع آب زیرزمینی و تغییرات کاربری اراضی در فرونشست رخ داده تحلیل شد. بر اساس نتایج، دشت اسدآباد در طی سال های 2015 تا 2022 بین 132 تا 704 میلی متر فرونشست داشته که بیشترین مقدار فرونشست منطبق بر مناطق مرکزی این دشت بوده است. با توجه به اینکه بین فرونشست منطقه و افت سطح آب های زیرزمینی ارتباط معناداری برقرار است (ضریب همبستگی 709/0)، می توان گفت که یکی از دلایل اصلی فرونشست دشت اسدآباد، افت منابع آب زیرزمینی بوده است. همچنین نتایج ارزیابی تغییرات کاربری اراضی نشان داد که روند افزایشی اراضی کشاورزی و نواحی انسان ساخت به ترتیب با افزایش بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و افزایش فشار بر سطح زمین و در نتیجه تشدید فرونشست همراه بوده است. با توجه به تداوم شرایط پدیده نشست در این دشت، پایش و بررسی سنجش از دوری، احداث و ایجاد ایستگاه های اندازه گیری ثابت GPS امکان پایش نرخ و دامنه فرونشست را فراهم می سازد.
    کلیدواژگان: دشت اسدآباد، سنتینل 1، فرونشست، مخاطرات، SBAS
  • محمدحسین رضائی مقدم*، توحید رحیم پور صفحات 291-308

    سیلاب ها از مهم ترین و فراوان ترین مخاطرات ژیومورفیک در کشور محسوب می شوند که همه ساله خسارت های زیادی را برجای می گذارند. حوضه آبریز آجی چای در استان آذربایجان شرقی نیز به دلیل گستردگی مساحت و دارا بودن شرایط خاص توپوگرافی همه ساله شاهد وقوع سیلاب های مخرب است. هدف اصلی این تحقیق تهیه نقشه پتانسیل خطر وقوع سیل در سطح این حوضه است. برای دستیابی به این هدف از هجده پارامتر موثر در وقوع این مخاطره و همچنین دو روش آماری نسبت فراوانی (FR) و شاخص آماری (SI) استفاده شد. پارامترهای بررسی شده عبارت بودند از: ارتفاع، شیب، جهت شیب، بارش، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه، شاخص پوشش گیاهی، کاربری اراضی، فاصله از پل، فاصله از سد، لیتولوژی، گروه های هیدرولوژیکی خاک، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص حمل رسوب، شاخص قدرت آبراهه، بافت زهکشی، ژیومورفولوژی و انحنای زمین. برای تعیین وزن پارامترها و اجرای مدل های تحقیق از موقعیت نقاط سیلاب های گذشته در منطقه استفاده شد. نقشه های نهایی از حاصل ضرب وزن های هر یک از طبقات پارامترها در لایه های اطلاعاتی آنها تهیه شد که با استفاده از ابزار Natural Breaks در پنج دسته طبقه بندی شدند. نتایج نشان داد که الگوی توزیع فضایی پهنه های خطر در هر دو مدل مشابه است. به این ترتیب که مناطق پایین دست حوضه و اطراف آبراهه های اصلی منطقه پرخطرترین پهنه ها هستند. ارزیابی دقت نتایج هر دو مدل با منحنی ROC نشان داد که مقادیر سطح زیر منحنی برای مدل های SI و FR به ترتیب 945/0 و 919/0 بوده است که عملکرد عالی هر دو مدل را در تهیه نقشه پتانسیل خطر وقوع سیل نشان می دهد.

    کلیدواژگان: پهنه بندی، تحلیل آماری، حوضه آبریز آجی چای، سیلاب، مخاطره
  • حسین غضنفرپور، محسن پورخسروانی*، طیبه محمودی محمدابادی صفحات 309-324
    مخاطرات دانشی چندوجهی است که ریشه در انسان، فعالیت های انسانی و محیط طبیعی داشته و اثر مهمی در توسعه جوامع انسانی و محافظت از آنها در برابر بلایا دارد و به همین علت به منزله دانشی بین رشته ای مورد توجه محققان علوم مختلف بوده است. این پژوهش سعی دارد با استفاده از داده های موجود در پایگاه اطلاعاتی Web Of Science و به کمک نرم افزار سایت اسپیس، سیر تحول مفاهیم مرتبط با دانش مخاطرات را با استفاده از روش هم استنادی ارزیابی و تحلیل کند. نتایج پژوهش نشان می دهد که مفاهیم ریسک، مخاطره، تغییرات اقلیمی و آسیب پذیری دارای بیشترین تکرار؛ واژه های ارزیابی ریسک، در معرض خطر بودن و مدیریت دارای بیشترین پایایی؛ و کلیدواژه های تغییرات اقلیمی و بحران دارای بیشترین مقدار شکوفایی هستند. همچنین خوشه بندی سیر تحولات فکری پژوهشگران از تحلیل شاخص مرکزیت نشان می دهد که آنها پنج مرحله فکری را پشت سر گذاشته اند. گرایش کلی پژوهش ها به مخاطرات و مدیریت مخاطرات، مباحث مربوط به تغییرات اقلیمی و مخاطرات ناشی از این تغییرات، مخاطرات بیولوژیک ناشی از عوامل بیماری زا، محیط و مخاطرات محیطی و در نهایت مباحث مربوط به ریسک و بلایای طبیعی از مهم ترین موارد سیر تحولات فکری بوده اند.
    کلیدواژگان: پایگاه اطلاعاتی WOS، ریسک، مخاطره، مدیریت، Citespace
  • ابراهیم مقیمی* صفحات 325-333

    دانشمندان زمین شناس در مقیاس جهانی، دوره چهارم زمین شناسی را دوره کواترنر نامیده اند. مرحوم دکتر احمد معتمد (1395-1314) استاد ممتاز دانشگاه تهران از جمله دانشمندانی است که درباره تغییر فرایندهای کواترنر در ایران تحقیق و مطالعه کرده اند. در بسیاری از نوشته های ایشان، همزیستی با کواترنر به دانشجویان و مخاطبان ایشان توصیه شده است. تلاش علمی و نظریه ایشان می تواند یک جنبه خاص با مخاطبان نخبه گرا داشته باشد و عصاره ای از علم معلوم و شهودی ایشان است. فوت ایشان، امکان به نتیجه رسیدن تفکر طبیعت گرایانه همسو با انسان گرایی و فضیلت اندیشی و جامعه مداری ایشان را با تاخیر همراه کرد. نقد تفکر و ایده، نقد معرفت شناختی و نقد اقدامی و کیفیت استفاده از محیط طبیعی توسط جوامع ، ایشان را در پیوند کواترنر با سیاست ها و فعالیت های سیاسیون و مهندسان عمران مستحکم تر می کرد. از این رو وی تلاش می کرد که نظریه ای مبتنی بر یک مکتب، مبتنی بر یک آرمان، مبتنی بر یک ارزش و مبتنی بر یک علم به نام «کواترنر» را تبیین کند. وی نیازهای واقعی بشر و علم کواترنر را حلقه هایی متصل و مرتبط به هم می دید. دیدگاه سیستماتیک وی آغازی بر نوآوری علمی در دانش کواترنر ایران است. وی تلاش نمود تا جامعه را با کواترنر اشنا کند و روابط اجتماعی مسالمت امیز کواترنری را بنیان نهد.

    کلیدواژگان: تئوری، کواترنر، روابط اجتماعی مسالمت امیز
  • مهرنوش قدیمی*، آناهیتا کی نژاد، رحیم نارویی صفحات 335-354

    منابع آب کارستیک در کنار اهمیت و اثر مهم در تامین منابع آبی، بسیار آسیب پذیرند؛ این موضوع سبب شده است که این منابع همیشه در معرض آلودگی باشند. ازآنجا که آلودگی در منابع آبی کارست سریع انتقال پیدا می کنند و با توجه موقعیت گردشگری این ناحیه، فاکتورهای فیزیکوشیمیایی و عوامل تاثیرگذار در انتشار آلودگی بررسی شد و سعی شد که افزون بر مطالعه احتمال کارستی بودن این منطقه، عوامل انتشار آلودگی از این مسیر نیز بررسی شود. این تحقیق روی هشت چشمه در منطقه ولی آباد تا هزارچم محور کندوان انجام گرفت. در بررسی های میدانی جنس سازندهای رخنمون یافته، ویژگی های ساختاری منطقه، امتداد لایه بندی و توالی چینه شناسی در محل مظهر چشمه ها، خصوصیات هندسی و زمین شناسی عوارض ساختاری ارزیابی شد. برای بررسی ویژگی های هیدروژیوشیمیایی از چشمه ها نمونه برداری شده و نتایج آنالیز آب چشمه ها از طریق نرم افزارهای AqQA و Phreeqc تجزیه وتحلیل شد. برای ترسیم نقشه ها از نرم افزار ArcGIS و برای مطالعات آماری داده های برداشت شده از محیط نرم افزار  اکسل استفاده شد. مقدار آماره من-کندال و تاو-کندال محاسبه شده برای بیشتر چشمه ها منفی است که نشان دهنده روند کاهشی در آبدهی چشمه ها و بارش منطقه است. دیگر نتایج، نشان دهنده انحلال زیاد کلسیم و منیزیم در سنگ مخزن آبخوان هستند و ارتباط زیاد آب زیرزمینی با سازند و زمان ماندگاری طولانی آب است که تاییدکننده توسعه نیافتگی کارست، انتشاری بودن سیستم کارست و وجود آبخوان کارستی دولومیتی در منطقه است. از سوی دیگر، ارتباط کارست با شکستگی های منطقه بررسی شد که بیانگر اثر بسزای شکستگی ها و گسل ها در هدایت آب های زیرزمینی است. خروج آب از طریق درز و شکاف ها با دبی کم بیانگر وجود جریان انتشاری (آشفته یا خطی) در سیستم کارستی منطقه است.

    کلیدواژگان: آسیب پذیری، توسعه کارست، چشمه های کارستی، کارست، کندوان، ولی آباد- هزارچم
  • ازهر ابراهیم الطائی، علی اصغر آل شیخ*، علی درویشی بلورانی صفحات 355-370

    طوفان های گردوغبار یکی از شدیدترین نوع آلودگی هوا هستند و تهدیدات جدی را برای سلامت، محیط زیست و انسان به همراه دارند. برای مقابله با این پدیده، درک مکانیسم های تولید گردوغبار بسیار حیاتی است. این امر با استفاده از یادگیری ماشین در تحلیل حساسیت کانون های گردوغبار و تعیین سطح مخاطره آمیز بودن آن ها به دست می آید. اگرچه فعالیت های گردوغبار ارتباط بسیار بالایی با تغییر مداوم مکانی و زمانی پارامترهای جوی و محیطی دارد، بااین حال مطالعات معدودی به تحلیل حساسیت کانون های گردوغبار با در نظر گرفتن نوسانات اقلیمی مانند دوره های مرطوب و خشک پرداخته اند. همچنین، درحالی که بهینه سازی فرا ابتکاری پارامترها برای بهبود عملکرد یادگیری ماشین بسیار مهم است، بسیاری از مطالعات از آن صرف نظر کرده اند. برای پر کردن خلاءهای پژوهشی مرتبط با این موضوع، هدف از این مطالعه ارائه یک چارچوب برای تحلیل حساسیت کانون های مخاطره آمیز مستعد گردوغبار در دوره های خشک و مرطوب (بر اساس تغییرات بدنه های آبی) با استفاده از یک مدل جنگل تصادفی (RF) بهبود یافته با بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری (TLBO) و بهینه سازی مبتنی بر روانشناسی دانش آموز (SPBO) می باشد. برای دستیابی به این هدف، این مطالعه 10392 کانون گردوغبار شناسایی شده را همراه با عوامل موثر محیطی بین سال های 2000 تا 2020 در حوضه مشترک فرامرزی دجله و فرات، که ازجمله مهم ترین کانون های گردوغبار در خاورمیانه و در سطح جهانی است، تحلیل کرد. نتایج نشان داد که RF-TLBO با متوسط خطای مطلق میانگین (MAE) 0.146، متوسط خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) 0.194 و متوسط ضریب ویلموت (WI) 0.761 در مقایسه با متوسط MAE برابر 0.148، متوسط RMSE برابر 0.195 و متوسط WI برابر 0.757 کمی بهتر از RF-SPBO عمل کرد. TLBO تنظیم مدل RF را با تعداد درختان کمتر و نیز حداکثر عمق کمتر و به صورت مدلی ساده تر انجام داد. بر همین اساس ما از RF-TLBO استفاده کردیم و نواحی کانونی مستعد گردوغبار را در طول دوره های خشک با سطح بالاتری از مخاطره آمیز بودن نسبت به دوره های مرطوب شناسایی کردیم. این مشاهده ارتباط معنی داری بین دوره های مرطوب و خشک و مستعد بودن برای ایجاد طوفان های مخاطره آمیز را تایید می کند. سطح بالای مخاطره آمیز بودن کانون های نزدیک منابع آبی و باتلاق ها نشان دهنده تاثیر قابل توجه تغییرات پهنه های آبی بر تولید منابع گردوغبار مخاطره آمیز است. نتایج شاخص Gini همچنین نشان می دهد که پوشش گیاهی، ارتفاع، سرعت باد و بافت خاک تاثیر بیشتری بر مخاطره آمیز بودن کانون های مستعد تولید گردوغبار دارند.

    کلیدواژگان: کانون های گردوغبار، جنگل تصادفی، روش های فرا ابتکاری، حوضه دجله و فرات، دوره های مرطوب و خشک
|
  • Morteza Akbarian, Manijeh Ghahroudi Tali * Pages 277-290
    The subsidence is one of the hazards that has posed a significant threat to many plains in the country in recent years. Asadabad Plain in Hamedan province is among those plains with a high potential for subsidence due to its hydro climatic conditions and geomorphology. Because of the importance of this issue, in this research the subsidence status of Asadabad Plain has been assessed and unlike many previous researches, the role of human factors in its occurrence has been analyzed. To do so, Sentinel-1 radar images, Landsat 5 and  8 satellite images, statistical information related to piezo metric wells in the region, and digital elevation layers were used as the primary data sources. Using the SBAS time series method, a subsidence map of the area from 2015 to 2022 was generated, followed by an analysis of the impact of groundwater depletion and land-use changes on subsidence. The results indicate subsidence ranging from 132 to 704 millimeters in Asadabad Plain during 2015 to 2022, with the highest subsidence occurring in the central regions of the plain. Considering the significant correlation (a correlation coefficient of 0.709) between subsidence and groundwater level decline, it can be concluded that one of the main causes of subsidence in Asadabad Plain is the depletion of groundwater resources. The assessment of land-use changes also reveals an increasing trend in agricultural land and human-built areas, corresponding to increased exploitation of groundwater resources and intensified land surface pressure, leading to exacerbated subsidence. Given the persistence of subsidence in this plain, remote sensing monitoring and the establishment of fixed GPS measurement stations facilitate monitoring the rate and extent of subsidence.
    Keywords: Hazards, subsidence, Asadabad Plain, Sentinel 1, SBAS
  • MohammadHossein Rezaei Moghaddam *, Tohid Rahimpour Pages 291-308

    Floods are considered one of the most important and abundant geomorphic hazards in the country, which cause a lot of damage every year. Aji Chai basin, located in East Azerbaijan province, witnesses devastating floods every year due to its large area and special topographical conditions. Therefore, the main aim of this study is to prepare a flood hazard potential map in this basin. To achieve this aim, 18 parameters effective in the occurrence of this hazard and two statistical methods of frequency ratio (FR) and statistical index (SI) have been used. The investigated parameters were Elevation, Slope, Aspect, Rainfall, Distance to the river, River density, Normalized Difference Vegetation Index, land use, Distance to bridge, Distance to dam, lithology, hydrological soil groups, Topographic wetness index, Sediment transport index, Stream power index, Drainage texture, Geomorphology and earth curvature. The location of the past flood points in the area was used to determine the parameters weight and implement the research models. The final maps were prepared from the product of the weights of each parameter class in their information layers and were classified into five classes using the Natural Breaks tool. Study the final maps showed that hazard zones spatial distribution patterns were similar in both models. In this way, the areas downstream of the basin and around the main streams of the area are the most dangerous zones. The accuracy evaluation of the results of both models with the ROC curve showed that the values of the area under the curve for SI and FR models were 0.945 and 0.919, respectively, which shows the excellent performance of both models in preparing flood hazard maps.

    Keywords: Hazard, Flood, Statistical analysis, zoning, Aji Chai basin
  • Hossein Ghazanfarpor, Mohsen Pourkhosravani *, Taibeh Mahmoodi Mohammadabadi Pages 309-324
    Hazards are multifaceted knowledge that is rooted in humans, human activities and the natural environment and plays a major role in the development of human societies and their protection against disasters. For this reason, as an interdisciplinary knowledge, it has attracted the attention of researchers of various sciences. In this regard, this research tries to use the data available in the Web of Science database and with the help of CiteSpace software to evaluate and analyze the evolution of the concepts related to the knowledge of hazards using the co-citation method. The results of the research show that the concepts of risk, hazard, climate change and vulnerability have the most frequency, the words risk assessment, exposure to risk and management have the most reliability and the keywords climate change and crisis have the most prosperity. Also, the clustering of the researchers' intellectual developments from the analysis of the centrality index shows that they have gone through five intellectual stages. The general trend of researches on hazards and hazards management, topics related to climate changes and hazards caused by these changes, biological hazards caused by pathogenic agents, environment and environmental hazard, and finally, topics related to risk and natural disasters have been the most important steps.
    Keywords: risk, Hazard, management, Citespace, WOS database
  • Ebrahim Moghimi * Pages 325-333

    Geologists on a global scale have called the fourth geological period the Quaternary period. The late Dr. Ahmad Motamed (1935-2016), a distinguished professor of Tehran University, is one of the scientists who have researched and studied the change of Quaternary processes in Iran. In many of his writings, coexistence with Quaternary has been recommended to his students and audiences. His scientific effort and theory can have a special aspect with elitist audiences and it is an extract of his known and intuitive knowledge. His death delayed the possibility of reaching the conclusion of his naturalistic thinking aligned with humanism and his virtuous thinking and social orientation. Criticism of thinking and ideas, epistemological criticism and practical criticism and the quality of the use of the natural environment by societies made them stronger in the Quaternary link with the policies and activities of politicians and civil engineers. Therefore, he tried to explain a theory based on a school, based on an ideal, based on a value and based on a science called "Quaternary". He saw the real needs of mankind and quaternary science as connected and related links. His systematic view is the beginning of scientific innovation in Iran's Quaternary knowledge. He tried to establish peaceful social relations of Quaternary.

    Keywords: Ahmad Motamed Emoli, Theory, Quaternary, Coexistence, World peace
  • Mehrnoosh Ghadimi *, Anahita Keynezhad, Rahim Narouei Pages 335-354

    Karstic water sources, in addition to their importance in providing water supplies, are highly vulnerable to contamination. Since the pollution in the karst water resources is transferred quickly and considering the tourism situation of this area, the physicochemical factors and the effect of the karst structure on the spread of pollution were investigated and an attempt was made to study the possibility of this area being karst and the factors of the spread of karst pollution. During the field visit, we investigated the type of formations, the structural features of the area, the extent of layering, the stratigraphic sequence at the location where the springs appear, as well as the geometrical and geological components that cause the structural obstacles. Samples from the springs were collected to study the hydrogeochemical characteristics.  AqQA and Phreeqc materials were used to examine the spring water results. We also utilized ArcGIS software and Excel to create the maps and carry out statistical analysis, respectively. The results show that except for S1, all springs have very hard water, indicating that calcium and magnesium are highly dissolved in the Mobarak limestone and Soltanieh dolomite formations. According to Piper's chart, all of the springs are in the classical bicarbonate range, indicating a carbonate source. Stiff diagrams also show that samples S3, S4, S6, and S7 are calcium bicarbonate, while samples S1, S2, S5, and S8 are magnesium bicarbonate. Except for the S6 spring, the region's springs have a low calcium to magnesium ratio, indicating that they are supplied by a dolomite karst aquifer. The Mann-Kendall and Tau-Kendall statistic values derived for most of the springs are negative, indicating a decreasing trend in spring water supply and rainfall in the region. Additional results include a high dissolution of calcium and magnesium in the aquifer's rock, a high relationship between underground water and formation. The region has dolomitic karst aquifers but lacks karst development and diffusion, as revealed by the water's prolonged residence time.  However, the interaction between karst and fractures indicates fractures and faults play an important role in groundwater flow. Water outflow through low-discharge fissures indicates the presence of diffusion flow, either turbulent or linear, in the studied area.

    Keywords: Karst, Karst springs, Valiabad-Hezarcham, Kandovan, Karst development Velonerability
  • Azher Ibrahim Al-Taei, AliAsghar Alesheikh *, Ali Darvishi Boloorani Pages 355-370

    Dust storms are a severe form of air pollution that poses significant threats to the environment and human health. To deal with this phenomenon, it is crucial to comprehend the mechanisms accountable for dust generation. This can be achieved by utilizing machine learning in dust source susceptibility mapping. Although dust activities vary spatiotemporally due to the constantly changing atmosphere, few papers have addressed dust source susceptibility mapping considering Earth system frameworks such as wet and dry periods. Also, while optimizing hyperparameters is crucial for improving machine learning performance, many studies have neglected this aspect in this particular application. To address this research gap, the objective of this study was to create a framework for mapping the susceptibility of hazardous hotspot dust sources (HDS) during wet and dry periods (based on the changes in water bodies) using a fine-tuned random forest model with teaching learning-based optimization (TLBO) and student psychology based optimization (SPBO) optimizers. To achieve this, the study analyzed 10,392 identified HDS, along with various environmental influential factors between 2000 and 2020 in the transnational shared Tigris-Euphrates Basin, which is a significant source of dust in the Middle East and globally. The results showed that RF-TLBO performed slightly better than RF-SPBO, with an average mean absolute error (MAE) of 0.146, average root mean squared error (RMSE) of 0.194, and average Willmott Index (WI) of 0.761, compared to RF-SPBO's average MAE of 0.148, average RMSE of 0.195, and average WI of 0.757. The TLBO tuned RF with a lower number of trees and a lower maximum depth value, making it a simpler model. We utilized RF-TLBO and observed more areas that are more susceptible to hazardous dust sources during dry periods, confirming the meaningful relationship between wet and dry periods and hazardous dust susceptibility. Higher susceptibilities were found near water bodies and marshlands, indicating the significant impact of fluctuating water bodies on the generation of hazardous dust sources. The Gini index results also show that vegetation cover, elevation, wind speed, and soil texture have a high impact on land susceptibility to be a hazardous dust source.

    Keywords: Hotspot dust sources, Random forest, Meta-heuristics methods, Tigris-Euphrates Basin, Wet, Dry periods