شبکههای بی نظم مثلث بندی شده 57
3-5-3- ساخت لایه درجه شیب 57
3-5-4- ساخت لایه جهت شیب 58
3-5-5- ساخت لایه تغییرات نسبی ارتفاع 59
3-5-6- ساخت لایه بارندگی 59
3-5-7- ساخت لایههای فاصله از گسل ها، راهها و آبراههها 60
3-5-8- ساخت لایه کاربری اراضی 62
3-5-9- ساخت لایه زمین شناسی 63
3-5-10- ساخت لایه مناطق نمونه ورداری شده 63
3-5-11- ساخت لایه مناطق غیر لغزشی 64
3-6- واحدبندی منطقه مورد مطالعه 64
3-7- آزمایشهای آزمایشگاهی 75
3-7-1- نمونههای مورد آزمایش 75
3-1-2- آزمایش استاندارد واسه دانه بندی خاک (به روش الک و هیدرومتری) ASTM D422-63 75
3-7-2-1- خلاصه روش آزمایش 76
3-7-3- آزمایش استاندارد واسه تعیین حد روانی و حد خمیری (حدود اتربرگ) ASTM D 4318-10 76
3-7-3-1- خلاصه روش آزمایش 77
3-7-4- آزمایش استاندار برش مستقیم خاکها تحت شرایط تحکیم یافته زهکشی شده ASTM D3030 77
3-7-4-1- خلاصه روش آزمایش 77
3-8- پهنا بندی خصوصیات خاک 79
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1- وزندهی لایههای اطلاعاتی 82
4-2- برهم نهی لایهها 85
4-3- منحنیهای میزان موفقیت 89
4-4- راستی آزمایی پهنا بندی 95
4-5- نتایج حاصل از پهنا بندی 95
4-5-1- درجه شیب 95
4-5-2- جهت شیب 96
4-5-3- تغییرات نسبی ارتفاع 96
4-5-4- بارندگی 96
4-5-5- فاصله از گسل ها 97
4-5-6- فاصله از راهها 97
4-5-7- فاصله از آبراههها 97
4-5-8- کاربری اراضی 98
4-5-9- زمین شناسی 98
4-6- آزمایشهای آزمایشگاهی 99
4-6-1- نتایج آزمایش های دانه بندی و حدود اتربرگ 99
4-6-2- نتایج آزمایش های برش مستقیم 100
4-7- پهنا بندی خصوصیات ژئوتکنیکی خاک 101
4-8- تعیین ضریب اطمینان استاتیکی 102
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادها
5-1- نتیجه گیری 107
5-2- پیشنهاد ها 108
5-2-1- پیشنهاد ها بر مبنای یافته های تحقیق 108
5-2-2- پیشنهاد ها واسه تحقیقات آینده 108
فهرست جدول ها
جدول 2-1- طبقه بندی حرکات تودهای طبق مدل وارنز 9
جدول 2-2- اندازه نقشه پهنا بندی زمین لغزش و کاربرد اونا 24
جدول 2-3- اندازه مقایسه دو به دو در مدل فرآیند بررسی مجموعه مراتبی 26
جدول 4-1- وزنهای محاسبه شده طبق روش LNSF 82
جدول 4-2- برهم نهی لایه زمین لغزش های موجود و پهنا بندیها 86
جدول 4-3- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با درجه شیب دامنهها 95
جدول 4-4- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با جهت شیب دامنهها 96
جدول 4-5- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با تغییرات نسبی ارتفاع 96
جدول 4-6- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با بارندگی 97
جدول 4-7- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با فاصله از گسل ها 97
جدول 4-8- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با فاصله از راهها 97
جدول 4-9- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با فاصله از آبراههها 98
جدول 4-10- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با کاربری اراضی 98
جدول 4-11- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با زمین شناسی 99
جدول4-12- نتایج آزمایشهای دانه بندی و حدود آتربرگ 99
جدول 4-13- نتایج آزمایشهای برش مستقیم 100
جدول 4-14- درصد مساحت مناطق با استعداد زمین لغزش خیلی زیاد در مقایسه با طبقه بندی خاک 101
جدول 4-15- ضریب اطمینان پهنا استعداد زمین لغزش خیلی بالا در دو حالت خشک و اشباع 104
فهرست شکلها
شکل 1-1- آمار بلایای طبیعی به اتفاق پیوسته بین سال های 2012 – 1990 4
شکل 1-2- خراب کردن دکل فشارقوی برق و امتداد جاده در اثر اتفاق زمین لغزش دشتگان 5
شکل 2-1- انواع حرکات تودهای طبق مدل وارنز (1978) 11
شکل 2-2- اجزاء زمین لغزش طبق WP/WLI (1993) 12
شکل 2-3- ابعاد زمین لغزش طبق WP/WLI (1993) 13
شکل 2-4- وضعیت فعالیت زمین لغزش طبق WP/WLI (1993) 15
شکل 2-5- پارامترهای مؤثر در نا آرومی و مقاومت برشی 17
شکل 3-1- مناطق سیستم جهانی مرکاتور (UTM) 52
شکل3-2- موقعیت جغرافیایی و توپوگرافی در منطقه مورد مطالعه 53
شکل3-3- نقشه واحدهای زمین شناسی منطقه مورد مطالعه 54
شکل 3-4- تصویر ماهوارهای از زمین لغزش دشتگان 56
شکل 3-5- بازدید میدانی از زمین لغزش دشتگان 57
شکل 3-6- درصد زیادی در بازههای درجه شیب و زمین لغزش های واقع در اونا 58
شکل 3-7- درصد زیادی در جهتهای شیب و زمین لغزش های واقع در اونا 58
شکل 3-8- درصد زیادی در بازههای تغییرات نسبی ارتفاع و زمین لغزش های واقع در اونا 59
شکل 3-9- درصد زیادی در بازههای میزان بارندگی و زمین لغزش های واقع در اونا 60
شکل 3-10- درصد زیادی در بازههای فاصله از گسل و زمین لغزش های واقع در اونا 61
شکل 3-11- درصد زیادی در بازههای فاصله از شبکه راهها و زمین لغزش های واقع در اونا 61
شکل 3-12- درصد زیادی در بازههای فاصله از شبکه آبراههها و زمین لغزش های واقع در اونا 61
شکل 3-13- درصد زیادی در دستههای کاربری اراضی و زمین لغزش های واقع در اونا 62
شکل 3-14- درصد زیادی در دستههای زمین شناسی و زمین لغزش های واقع در اونا 63
شکل 3-15- نقشه درجه شیب منطقه مورد مطالعه 65
شکل 3-16- نقشه جهت شیب منطقه مورد مطالعه 66
شکل 3-17- نقشه تغییرات نسبی ارتفاع منطقه مورد مطالعه
67
شکل 3-18- نقشه بارندگی منطقه مورد مطالعه 68
شکل 3-19- نقشه فاصله از گسل در منطقه مورد مطالعه 69
شکل 3-20- نقشه فاصله از راه در منطقه مورد مطالعه 70
شکل 3-21- نقشه فاصله از آبراهه در منطقه مورد مطالعه 71
شکل 3-22- نقشه کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه 72
شکل 3-23- نقشه زمین شناسی منطقه مورد مطالعه 73
شکل 3-24- نقشه زمین لغزش های موجود، نقاط نمونه ورداری و مناطق غیرلغزشی 74
شکل 3-25- نمونه ورداری از ترانشه زمین لغزشها 75
شکل 3-26- سری الک برروی لرزاننده و قرائت هیدرومتر 78
شکل 3-27- جام کاساگرانده و دستگاه برش مستقیم 78
شکل 3-28- نمونهای از پهنا بندی خصوصیات خاک به روش پلیگون تیسن 79
شکل 4-1- لایه وزنی LSI 84
شکل 4-2- نمودار پخش زیادی دادههای وزنی در برابر تراکم 85
شکل 4-3- منحنیهای میزان موفقیت واسه mهای متفاوت 90
شکل 4-4- مقایسه 10% و 20% از ناحیه 93
شکل 4-5- پهنا بندی استعداد زمین لغزش 94
شکل 4-6- پهنا بندی نوع خاک در پهنا استعداد زمین لغزش خیلی زیاد 102
شکل 4-7- ضریب اطمینان استاتیکی در حالت خشک و اشباع کامل 104
فهرست علائم اختصاری کلیدی
زاویه اصطکاک داخلی
?
چسبندگی
C
ضریب انحنا
CC
ضریب یکنواختی
CU
مدل ارتفاعی رقومی
DEM
مدول نرمی
FM
ضریب اطمینان
Fs
استعداد زیاد
HS
پهنا بندی خطر اتفاق زمین لغزش
LHZ
حد روانی
LL
شاخص میزان خطر اتفاق زمین لغزش
LNRF
شاخص میزان استعداد اتفاق زمین لغزش
LNSF
پهنا بندی احتمال اتفاق زمین لغزش
LRZ
استعداد کم
LS
شاخص حساسیت به لغزش
LSI
پهنا بندی استعداد زمین لغزش
LSZ
استعداد متوسط
MS
حد خمیری
PL
منحنی میزان موفقیت
SRC
شبکههای بی نظم مثلث بندی شده
TIN
سیستم جهانی مرکاتور
UTM
استعداد خیلی زیاد
VHS
استعداد خیلی کم
VLS
چکیده
پهنا بندی و پیش بینی اتفاق زمین لغزش با استفاده از GIS
رضا امین عطایی
استان گیلان و منطقه رودبار واقع در جنوب این استان، یکی از مستعدترین مناطق کشور نسبت به اتفاق زمین لغزش، سنگ ریزش و بقیه پدیده های مربوط به لغزش دامنهها هست. زمینلغزش باعث بروز فرسایشهای شدید و بعضی وقتا خسارات پولی و جانی می شه؛ بنابر این بررسی علل تاثیرگذار بر اتفاق این پدیده و تعیین پهناهای لغزشی دارای اهمیته. در این تحقیق جهت تعیین خصوصیات خاک منطقه لغزشی اقدام به نمونه گیری از ترانشهها و مرز گسلیده دامنههای لغزشی بخش رودبار شد. نمونه های خاک از 10 زمین لغزش جایابی شده پس از بررسی صحرایی تهیه شدن. تعیین بقیه عوامل تاثیرگذار در لغزش دامنههای منطقه و تهیه نقشههای رقومی جداگونه از هر کدوم از عوامل مرحله بعدی تحقیق رو در برگرفت. 9 لایه اطلاعاتی شامل: جهت و درجه شیب، زمین شناسی، کاربری اراضی، بارندگی، تغییرات نسبی ارتفاع و فاصله از شبکه راهها و آبراههها و گسل ها در محیط GIS جهت تهیه نقشه های وزنی استفاده شد. بعد واسه جدا سازی و بررسی دادهها از مدل آماری LNSF در محیط GIS استفاده شده و منطقه مورد مطالعه به پنج پهنا با استعداد زمین لغزش خیلی کم (1)، کم (2)، متوسط (3)، زیاد (4)، و خیلی زیاد (5) تقسیم گردید. پس از ترکیب و جدا سازی و بررسی لایهها با مدل LNSF و محاسبه 26 نقشه پهنا بندی، بهترین نقشه با استفاده از منحنی میزان موفقیت انتخاب شد. بعد از میون 5 پهنا ذکرشده، مستعدترین منطقه به بروز زمین لغزش جهت تحقیقات تکمیلی انتخاب شد. با انجام آزمایشهای شناسایی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی نمونههای خاک در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشکده فنی دانشگاه گیلان که شامل آزمایشهای دانه بندی، حدود آتربرگ و برش مستقیم بود، پهنا بندی ژئوتکنیکی پهنا استعداد زمین لغزش خیلی زیاد و تعیین ضریب اطمینان استاتیکی در این پهنا انجام شد. نتایج نشون دهنده اون بود که حدود نصف خاک پهنا از نوع CLه، ضمنا با تعیین ضریب اطمینان استاتیکی در پهنا استعداد زمین لغزش خیلی زیاد مشخص شد که در صورت رسیدن خاک به درجه اشباع میشه انتظار ناپایداری دامنهها رو در بخش بزرگی از منطقه مورد مطالعه رو داشت.
کلیدواژه ها: پهنا بندی، پیش بینی، زمین لغزش، حرکات تودهای، GIS، LNSF.
Abstract
Zoning and Predicting of Landslides using GIS
Reza Amin Ataei
Guilan province and Roudbar region in the south of this province, are among of the most potential areas of the country in occurrence of landslides, rock falls, and other events associated with the sliding slopes. Landslide causes severe erosions and sometimes leads to financial or life losses. Therefore, it is important to investigate the causes of occurring this phenomenon and determination of the sliding zones. In this study, we attempted to make sampling of the trenches and faulted boundary of sliding slopes in Roudbar domain in order to characterize the sliding soils. Soil samples were obtained from 10 localized landslides after the field investigates. Determining the other factors affecting the sliding slopes and preparation of digital maps of each factor are the next steps of our study. 9 data layers including direction and degree of slopes, geology, landuse, rainfall, relative changes in height, distance from roads, rivers and faults were used in GIS environment for preparation the weighted maps. Afterward the LNSF statistical method was used for data analyzing in GIS environment and the studied area was separated into 5 zones with very low (1), low (2), moderate (3), high (4), and very high (5) sliding susceptibility. After integrating and analyzing the layers with LNSF model and calculation of 26 zonation maps, the best map was selected by using success rate curves. Then, among the five zones listed, the most potential zone for landslide occurrence was selected for further studies. By performing tests to identify the physical and mechanical properties of soil samples in the Soil Mecha
