Analysis of tectonic activity and the relationship between fault and landslide hazard in Kurdistan dam basin

Author

Assoc. Prof., Dept., of Natural Engineering, Malayer University, Malayer, Iran

Abstract

Kurdistan dam watershed with an area of 120.15 km2 is located in the northeast of Saqez city. The purpose of this study is to analyze the tectonic activity of the basin and the relationship between faults and landslide risk using the information value model. First, the region is divided into 15 sub-basins using ArcHydro software and morphotectonic indexes including Stream Length Gradient Index (SL), Asymmetric Factor (AF), Hypsometric Integra (Hi), Transverse Topographic Symmetry Factor (T) and basin shape ratio (Bs) are calculated and the results are calculated. Their evaluation was evaluated with active tectonics index (IAT). In order to evaluate the relationship between faults and landslide risk, first a map of faults and maps of factors affecting landslides were prepared by processing satellite images of Landsat 8 sensor and ENVI software and field observations. Then, using the information value model, landslide hazard map of the basin was prepared and combined with the fault map and the relationship between faults and landslide risk in ArcGIS. 10.3 environment was reviewed. The results of calculating the relative active tectonics indices show that 77.77% of the basin is tectonically active in the active class and in the information value model 55.55% of the occurrence of landslides is in the range of high instability risk. Distance coefficients from faults in both positive models and most landslides occurred at a distance of less than 1000 meters and due to active tectonics there is a significant relationship between faults and areas with high landslide risk in the basin. The results showed that the information value model has better performance for landslide risk zoning. In general, diversity of lithology, topography, abundant national and local faults and climatic conditions can be mentioned as the most important factors in the occurrence and distribution of landslides.

Keywords


احمدآبادی، ع.،  و رحمتی، م (1394) کاربرد شاخص­های کمی ژئومورفومتریک در شناسایی پهنه­های مستعد زمین­لغزش با استفاده از مدل  SVM(مطالعه موردی: آزاد راه خرم آباد­­پل­زال). نشریه پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال 4، شماره 3، ص 213-197.
اصغری­سراسکانرود، ص.، پالیزبان­، د.­، امامی، ه.، قلعه­، ا (1399) تحلیل مدل­های تحلیل شبکه و منطق فازی برای تهیه نقشه پهنه­بندی حساسیت وقوع زمین­لغزش مطالعه موردی: (جاده سراب - نیر). نشریه جغرافیا و برنامه ریزی، سال 24­، شماره 73، ص 21-1.
ایلدرمی­، ع.،  نوری­، ح.،  محمدی­پور­، م.، و موسوی­، م (­1396) بررسی عوامل موثر و پهنه­بندی خطر زمین­لغزش با استفاده از مدل تراکم سطح، تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و رگرسیون لجیستیک در حوضه­­ آبخیز عشوند. پژوهش­های فرسایش محیطی­، شماره 7، دوره 28، ص 23-1.
ایلانلو، م.، و ابراهیمی­، ل­ (­1395) ­پهنه­بندی خطر وقوع حرکات توده­ای با استفاده از مدل­های ارزش اطلاعاتی، تراکم سطح و LNRF در حوضه آبخیز زهره، مدیریت مخاطرات محیطی­، دوره ­3­، شماره 2، ص 153-141.
بهاروند، س.، سوری، س.، رهنماراد، ج.، و جودکی، م (­1397) تحلیل فعالیت زمین­ساختی و ارتباط خطواره­ها با خطر زمین­لغزش (مطالعه موردی: حوضه وارک، لرستان). نشریه زمین­شناسی مهندسی، دوره­12، شماره2، ص 258-238. .
پرتابیان، ع.، فتوحی، ص.، و ریگی، ح (1396) مقادیر کارآیی پهنه­بندی خطر زمین­لغزش با استفاده از مدل­های ارزش اطلاعات و تراکم سطح در استان سیستان و بلوچستان. زمین­شناسی کاربردی پیشرفته، شماره 24، ص 11-1.
پورهاشمی، س.، امیراحمدی، ا.، اکبری، ا (­1393) انتخاب مدل مناسب از بین روش‌های آماری دومتغیره جهت پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در محیط .GIS مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، جلد 4، شماره 15، ص 89-71.
روستایی­، ش.، مختاری­کشکی، د.، اشرفی فینی، ز (1399) پهنه­بندی خطر زمین­لغزش در حوضه آبریز طالقان با استفاده از شاخص آنتروپی شانون، ­جغرافیا و برنامه­ریزی­، دوره 24، شماره 71، ص 150-125.
روستایی­، ش.، جانانه، ک (1398) پهنه­بندی خطر وقوع ناپایداری دامنه­ای در حوضه آبریز بالقلو چای اردبیل با استفاده از روش سلسله مراتبی فازی، جغرافیا و برنامه­ریزی­، دوره 23، شماره 70، ص 188-169.
زارع، م.، شعبانی، م.، سلیمان­پور، م.پ، و راوری رستمی، ا (1397)­ ارزیابی خطر زمین­لغزش با استفاده از مدل­های ال .ان .آر­.اف و­ دبلی و.آی .ان. اف در حوضه آبخیز خارستان، استان فارس. پژوهش­های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی)، شماره 118، ص 36-23.
جباری، ن.، حسین‎زاده، ­م.، و ثروتی­، ­م ‎(­1391) مطالعه‎­ مورفوتکتونیک فعّال حوضه‎­ آبخیز حصارک (شمال‎غرب تهران) با استفاده از شاخص‎های مورفومتریک. ­پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی­، دوره 1، شماره 2، ص 34-17.
جمال­آبادی­، ج.، زنگنه اسدی، م.، و­ امیراحمدی­، ا (­1396) بررسی عوامل موثر در پیدایش و تکامل مخروط­افکنه­های دامنه­های جنوبی ارتفاعات جغتای با تاکید بر نقش تکتونیک (در محدوده غرب سبزوار) نشریه جغرافیا و توسعه. ­دوره­ 15، شماره 47، ص 88-69.
حبیبی، ع (1394) بررسی زمـین­لغزش­ها با اسـتفاده از شاخص­های مورفوتکتونیک. نشریه مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 7، شماره 1، ص 108-98.
رجبی، م.، ولی­زاده، کامران، خ.، و عابدی قشلاقی، ح (1395) ارزیابی و پهنه­بندی خطر زمین­لغزش با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه عصبی مصنوعی­ (مطالعه موردی: حوضه آذر شهر چای). نشریه پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال 5، شماره1، ص 74-60.
صفاری، ا.، یمانی، م.، ­کرم، ا.، و ­کرمی­، پ (­1397) ­تاثیرات مورفوژنتیکی تکتونیک فعال بر زمین­لغزش در حوضه جاجرود، پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال 7 ، شماره 3، ص 135-117.
شیرانی، ا (­1397) ارزیابی کارایی عوامل ژئومورفومتریک در افزایش درستی نقشه‌های پهنه‌بندی حساسیت ‏زمین‌لغزش (مطالعۀ موردی: حوضۀ دزعلیا، استان اصفهان)‏. نشریه جغرافیا و برنامه­ریزی اصفهان­، دوره 29، شماره 3­، ص  130-111.
شمس­، ج.، علیزاده ، ا ­(1397­) پهنه­بندی حساسیت خطر وقوع زمین­لغزش با استفاده از مدل احتمالات شرطی (قضیه بیز)، مطالعه موردی: قاراداغ (ارسباران، از قره­سو تا دره­دیز). جغرافیا و برنامه­ریزی، دوره­ 22، شماره 63، ص 182-161.
عابدینی­، م.، رنجبری، احد.، و مختاری، د (­1398) تجزیه و تحلیل خطر زمین‌لغزش با استفاده از مدل‌های ANP و LR در محیط GIS (مطالعه موردی پهنه گسلی قوشاداغ-ارسباران در آذربایجان شرقی). پژوهش­های ژئومورفولوژِ­ی کمی، دوره 8، شماره 1­، ص 88-70.
عزتی­، م.، و آق­آتابای­، م­ (­1393) تحلیل زمین­ساخت فعال حوضه­ بجنورد با کمک شاخص­های مورفوتکتونیکی. نشریه پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، دوره 2، شماره 4، ص 144-130.
علی­پور، ر.، پورکرمانی، م.، زارع­، م (1388) تکتونیک فعال مرتبط با گسل جوان اصلی زاگرس در محدوده سد رودبار لرستان. نشریه علوم (دانشگاه خوارزمی)­، دوره ­9، شماره­ 2­، ص 436-417.
کرمی، ف.، رجبی­، م.، و  اباذری­، ک (­1397)­ تحلیل ناهنجاری­های شبکه زهکشی و ارتباط آن با تکتونیک فعال در حوضه­های آبریز شمال تبریز، نشریه پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، ­شماره1، ص 47-30.
محمدی­، د.، جلالی­، ح.، و ساعدی، ب (­1396) ارزیابی زمین ساخت فعال نسبی در حوضه آبخیز آبشینه همدان با استفاده از شاخصه­های زمین­ریختی و لرزه­خیزی منطقه­ای. پژوهش­های ژئومورفولوژ­ی کمی، سال 4، شماره 4، ص 207-119.
مقصودی­، م.، امامی، ک.، رسولی­، ع.، درخشان­، ی.،  جلالی­، س.، و مرادی­پور، فاطمه (­1397) ­برآورد دامنه­­ فعالیت تکتونیکی بخش جنوبی گسل میناب و سیستم گسلی شرق آن از طریق داده­های مورفومتری به منظور تعیین میزان پایداری منطقه (شرق تنگه­­ هرمز). پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال 7، شماره 2، ص 96-82.
 ممصفایی، ج.، اونق، م.، مصداقی، م.، و شریعت­جعفری، م (1388) مقایسه کارایی مدل­های تجربی و آماری پهنه­بندی خطر زمین­لغزش (مطالعه موردی: آب­خیز الموت­رود). پژوهش­های حفاظت آب و خاک (علوم کشاورزی و منابع طبیعی)، دوره­ 16­، شماره­ 4، ص61-43.
نیازی، ی.، اختصاصی، م.، ­طالبی، ع.، آرخی، ص.، و مختاری­، م (­1389) ارزیابی کارایی مدل آماری دومتغیره، در پیش‌بینی خطر زمین‌لغزش (مطالعه‌ی موردی: حوضه‌ سد ایلام). نشریه علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، جلد ۴­، شماره 10، ص 20-9.
Basu, T., Swades, p (2019) RS-GIS based morphometrical and geological multi-­ criteria approach to the landslide susceptibility mapping in Gish River Basin, West Bengal, India. Advances in Space Research, 3: 1253-1269.
Bera, S., Guru, B., Ramesh, V (2019) Evaluation of landslide susceptibility models: a comparative study on the part of Western Ghat Region, India, Remote Sensing Applications. Society and Environment, S2352-9385(17)30309-9, p:39-52, https://doi.org/10.1016/j.rsase.2018.10.010.
Broeckx, J., Vanmarcke, M., Duchateau, R., Poesen, J (­2018) A data-based landslide susceptibility map of Africa. Earth-Science Reviews, 102-121.
Bull, W. B., Mcfadden, L. D (­1977) Tectonic geomorphology of the north and south of the Garlock fault, Slope, Baghro Dagh, Geographic Researches, 48: 123–138.
Chousianitis, ­K. ­V., ­Del ­Gaudio,­ N.­, Sabatakakis, K., ­Kavoura, ­G., Drakatos, ­G. D., ­Bathrellos, ­H., ­Skilodimou, D ­(2016) Assessment of earthquake-induced landslide hazard in Greece: from Arias intensity to spatial distribution of slope resistance demand.
Costanzo, ­D. ­E., ­Rotigliano, ­C.,­ Irigaray, ­J., Jimenez-Pervarez, D.,­ Chacon, J­ (2012) Factorsselection in landslide susceptibility modelling on large scale following the gis matrix method: application to the river Beiro basin (Spain). Nat Hazards Earth Syst Sci, 12: 327-340.
Davis, L (2015) A Hybird physical and Maximum- Entropy Landslide Susceptibility Model. Entropy Journal, 17: 4271-4292
Della Seta, M., Del-Monte, M., Fredi, M., Miccadei, E., Troiani, F (2008) Morphotectonic evolution of the Adriatic piedmont of the Apennines: advancement in the knowledge of the Marche–Abruzzo border area. Geomorphology, 102: 119–129.
Hong, H., B., Pradhan, M., N., Jebur, D., Bui,­­ T., Xu, ­C., Akgun, A (2015) Spatial prediction of landslide hazard at the Luxi area (China) usingsupport vector machines.  Environ. Earth Sci, 75(40): 245-256.
Hong, H., W., Chen, C. Xu, A. M., Youssef, B., Pradhan, Tien Bui, D­ (2016)­ Rainfallinduced landslide susceptibility assessment at theChongren area (China) using frequency ratio, certainty factor, and index of entropy.  Geocarto.  Int, 23(4): 223-2464.
Hong,­ H., ­Pradhan, B., Xu, C., ­­Tien Bui, D (2015) Spatial prediction ­of­ landslide hazard at the ­Yihuang area (China) using two-class kernel logistic regression, alternating decision tree and support vector machines. Catena, 133: 266-281.
Hong, H., Haghibi, S. A. Pourghasemi. H. R (2016) GIS-based landslidespatial modeling in Ganzhou City, China, ­Arab­ J Geosci Journal­, 9:112-120.
Keller, E. A., & Pinter, N (2002) Active tectonic, Earthquickes, Uplift and Landscape, Prentice Hall P. 362.
Khan, H., Shafique, M., Khan, A., Mian, A., Bacha, Safeer, U., Shah, Chiara, C­ (2018) Landslide susceptibility assessment using Frequency Ratio, a case study of northern Pakistan. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 10. December 2018.
Rao, G., Cheng, Y., Lin, A., Yan, B (2017) Relationship between Landslides and Active­ Normal Faulting in the Epicentral Area of the AD 1556 M~8.5 Huaxian Earthquake, SE Weihe Graben (Central China). Journal of Earth Science, 28 (3): 545–554.
Ramirez Herrera, M. T (1988) Geomorphic assessment of active tectonic in the Acambay Graben, Mexican volcanic belt, Earth Surface and Landforms, 23:317-322
Sharma, S., Sarma, N. J (2017) Application of drainage basin morphotectonic analysis for assessment of tectonic activities over two regional structures of the northeast India. Journal of the Geological Society of India, 89 (3): 271-280.
Topal, S., Keller, E., Bufe, A., Koçyiğit, A (2016) Tectonic geomorphology of a large normal fault: Akşehir fault, SW Turkey. Geomorphology, 259: 55-69.
Wang, ­Q., ­D., ­Wang,­ Y., ­Huang, Z., ­Wang, L., Zhang, ­Q., ­Guo, ­W., ­Chen, ­W., ­Chen,­ Sang, M ­(2015) Landslide susceptibility mapping based on selected optimal combination of landslide predisposing factors in a large catchment. Sustainability, 7: 16653-16669.
Wang, Q., Li, W., Wu, Y., Pei, Y., Xing, M., Yang, D (2016) A comparative study on the landslide susceptibility mapping using evidential belief function and weight of evidence models. J. Earth Syst. Sci, 125(3): 646-662.
Youssef, ­A. ­M.,­ Pourghasemi, ­H.­ R.,­ El-Hadad, B.­ A.,­ Dhahry, ­B.­ K (2016) Landslide susceptibility maps using different probabilistic and bivariate statistical models and comparison of their performance at Wadi Itwad Basin, Asir Region, Saudi Arabia. Bull Eng Geol Environ, 75: 63–87.
Zhou,­ S., G., Chen, L., ­Fang, Nie, Y (2016) GIS-Based Integration of Subjective and Objective Weighting Methods for Regional Landslides Susceptibility Mapping,­ Sustainability, 8: 334-343.
Zhou, S., Fang, L­ (2015) Support vector machine ­modeling­ of­ earthquake-induced landslides susceptibility in central part of Sichuan province, ­China. ­Geoenviron. Disasters, 2(2): 234-245.