دانشگاه گیلان

پردیس دانشگاهی

پایان‏ نامه کارشناسی ارشد

عنوان:

پهنه بندی و پیش‌بینی وقوع زمین لغزش با استفاده از GIS

استاد راهنما:

دکتر امیرهوشنگ نظامیوند چگینی

چکیده:

استان گیلان و منطقه رودبار واقع در جنوب این استان، یکی از مستعدترین مناطق کشور نسبت به وقوع زمین لغزش، سنگ ریزش و سایر پدیده‌های مرتبط با لغزش دامنه‏ها می‌باشد. زمین‏لغزش موجب بروز فرسایش‏های شدید و گاه خسارات مالی و جانی می‌شود؛  لذا بررسی علل موثر بر وقوع این پدیده و تعیین پهنه‏های لغزشی حائز اهمیت است. در این پژوهش جهت تعیین خصوصیات خاک منطقه لغزشی اقدام به نمونه‌گیری از ترانشه‏ها و مرز گسلیده دامنه‏های لغزشی حوزه رودبار شد. نمونه‌های خاک از 10 زمین لغزش مکان‌یابی شده پس از بررسی صحرایی تهیه شدند. تعیین سایر عوامل موثر در لغزش دامنه‏های منطقه و تهیه نقشه‏های رقومی جداگانه از هر کدام از عوامل مرحله بعدی تحقیق را در برگرفت. 9 لایه اطلاعاتی شامل: جهت و درجه شیب، زمین‌شناسی، کاربری اراضی، بارندگی، تغییرات نسبی ارتفاع و فاصله از شبکه راه‏ها و آبراهه‏ها و گسل‌ها در محیط GIS جهت تهیه نقشه‌های وزنی استفاده شد. سپس برای تجزیه و تحلیل داده‏ها از مدل آماری LNSF در محیط GIS استفاده شده و منطقه مورد مطالعه به پنج پهنه با استعداد زمین لغزش خیلی کم (1)، کم (2)، متوسط (3)، زیاد (4)، و خیلی زیاد (5) تقسیم گردید. پس از تلفیق و تجزیه و تحلیل لایه‏ها با مدل LNSF و محاسبه 26 نقشه پهنه بندی، بهترین نقشه با استفاده از منحنی نرخ موفقیت انتخاب شد. سپس از میان 5 پهنه ذکرشده، مستعدترین منطقه به بروز زمین لغزش جهت مطالعات تکمیلی انتخاب شد. با انجام آزمایش‏های شناسایی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی نمونه‏های خاک در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشکده فنی دانشگاه گیلان که شامل آزمایش‏های دانه‌بندی، حدود آتربرگ و برش مستقیم بود، پهنه بندی ژئوتکنیکی پهنه استعداد زمین لغزش خیلی زیاد و تعیین ضریب اطمینان استاتیکی در این پهنه صورت گرفت. نتایج حاکی از آن بود که حدود نیمی از خاک پهنه از نوع CL است، همچنین با تعیین ضریب اطمینان استاتیکی در پهنه استعداد زمین لغزش خیلی زیاد مشخص شد که در صورت رسیدن خاک به درجه اشباع می‌توان انتظار ناپایداری دامنه‏ها را در بخش وسیعی از منطقه مورد مطالعه را داشت.

فصل اول: کلیات پژوهش

1- مقدمه

نیاز روزافزون انسان به طبیعت و روند رو به رشد فعالیت‌های عمرانی، بخش قابل توجهی از سرمایه‌گذاری‌های ملی و زیربنایی را به خود اختصاص داده است. این سرمایه‌ها باید با اطمینان کافی انتخاب شده به مصرف برسند تا متضمن بقاء و دوام منافع حیاتی انسان باشند. اما وجود پیچیدگی‌ها‌ی طبیعت مشکلاتی را بر سر راه تحقق این امر فراهم می‌آورد و ضمن اتلاف سرمایه‌های ملی و مردمی، انسان‌های بی‌گناه را قربانی می‌کند. حوادث و وقایع طبیعی بزرگ مقیاس نظیر، آتش‌فشان‌ها، زلزله‌ها و باران‏های سیل‌آسا که به عنوان حوادث غیرمترقبه یا بلایای طبیعی خوانده می‌شوند، از جمله مهم‌ترین و وسیع‌ترین این مشکلات هستند که به طور مستقیم و غیرمستقیم باعث بروز تلفات و خسارات قابل توجهی می‌شوند. از جمله آثار غیر‌مستقیم این حوادث ایجاد زمین لغزش‌ها و ریزش‌های سنگی در مناطق کوهستانی و کوهپایه‌ای می‌باشد.

حرکات توده‌ای[1] از جمله پدیده‌هایی است که گاهی در شیب تند تپه‌ها و مناطق کوهستانی به وقوع می‌پیوندد و در برخی موارد خطرات جانی و مالی در پی دارد. یکی از اثرات غیرقابل‌انکار این پدیده، تشدید فرسایش خاک و انتقال رسوبات به پشت سدها و یا بندهای پایین‌دست حوزه‌های آبخیز می‌باشد.

زمین لغزش‌ جزء پدیده‌هایی به شمار می‌روند که در کل به عنوان حرکت توده‌ای معرفی می‌شوند. مطالعه علمی و جامع پدیده زمین لغزش در دنیا به دلایل متعدد، از مهم‌ترین مسائل در پروژه‌های عمده عمرانی، همچون انتخاب مسیر احداث بزرگراه‌ها و راه‌های اصلی و فرعی کوهستانی، انتخاب محل احداث سدهای خاکی، بتونی و طرح‏هایی همچون توسعه جنگل‌ها و مراتع طبیعی و هرگونه توسعه معدنی در گرو مطالعات پایداری شیب‌های طبیعی منطقه است. عدم توجه به این مسئله خسارات جبران‌ناپذیری را می‌تواند به دنبال داشته باشد.

کشور ایران با توجه به توپوگرافی عمدتاً کوهستانی، شرایط جغرافیایی و سازندهای متنوع زمین‌شناختی، فعالیت‌های نئوتکتونیکی، لرزه‌خیزی، شرایط مساعدی را برای وقوع پدیده زمین لغزش، به طور بالقوه دارا می‌باشد. این پدیده هر ساله به خسارت‌های مالی و جانی، تخریب راه‌ها، خطوط لوله، خطوط انتقال نیرو، تأسیسات معدنی، تونل‌ها، نقاط مسکونی شهری و روستایی و منابع طبیعی در کشور منجر می‌شود. عدم رعایت کاربری مناسب برای مناطق و تغییر در کاربری زمین‌ها همگی دست به دست هم داده تا فرسایش خاک، روز به روز با شدت بیشتری صورت گیرد و مبالغ مالی زیادی بجای آنکه صرف تولید و آبادانی این کشور گردد به ناچار صرف تثبیت خاک و جلوگیری از فرسایش می‌شود [1].

استان گیلان و منطقه رودبار واقع در جنوب این استان، یکی از مستعدترین مناطق کشور نسبت به وقوع زمین لغزش، سنگ ریزش و سایر پدیده‌های مرتبط با لغزش دامنه‏ها می‌باشد. پس از احداث آزادراه رشت – قزوین ، با توجه به سرعت بالای حرکت خودروها، ریزش‌های جزئی در طول مسیر نیز می‌تواند بسیار خطرناک باشد، لذا این مسئله و در نظر گرفتن امنیت جانی رانندگان اهمیت مطالعه پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش  و تثبیت ترانشه‌ها با روش‌های متناسب با شرایط طرح را لازم می‌سازد.

در همین رابطه طی بازدیدهای صحرایی که از محدوده مورد مطالعه (رودبار) به عمل آمده و برداشت‌ها و اندازه‌گیری‌های انجام شده 10 مورد زمین لغزش شناسایی و به نقشه درآورده شدند. شناسایی اولیه این لغزش‌ها با استفاده از عکس‌های ماهواره‏ای و هوایی بوده که پس از مطالعات صحرایی، با استفاده از سامانه موقعیت‌یاب جهانی[2] محل وقوع و وسعت آنها علامت‌گذاری و مشخص گردیدند. همچنین جهت تعیین خصوصیات خاک منطقه لغزشی، اقدام به نمونه‌گیری از ترانشه‏ها و مرز گسلیده دامنه‏های لغزشی شد. تعیین سایر عوامل موثر در لغزش دامنه‏های منطقه و تهیه نقشه‏های رقومی جداگانه از هر کدام از عوامل مرحله بعدی تحقیق را در برگرفت. در این مرحله، جهت و درجه شیب، زمین‌شناسی، کاربری اراضی، بارندگی، تغییرات نسبی ارتفاع و فاصله از شبکه راه‏ها و آبراهه‏ها و گسل‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. برای تحلیل داده‏ها از روش LNSF[3] در محیط GIS[4] استفاده شده و منطقه مورد مطالعه به پنج پهنه با حساسیت زمین لغزش خیلی کم (1)، کم (2)، متوسط (3)، زیاد (4)، و خیلی زیاد (5) تقسیم گردید. در نهایت از نتایج حاصل از آزمایش مکانیک خاک نمونه ‏ها که شامل دانه‌بندی، حدود آتربرگ و برش مستقیم است، جهت پهنه بندی ژئوتکنیکی پهنه استعداد زمین لغزش خیلی زیاد و تعیین ضریب اطمینان استاتیکی در این پهنه استفاده شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید