ارزیابی آسیب‌پذیری شهری در برابر خطر سیلاب با استفاده از روش بهترین و بدترین مبتنی بر GIS

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران،دانشکدگان فارابی،دانشکده مدیریت و حسابداری، تهران، ایران.

2 استادیار مجتمع دانشگاهی پدافند غیرعامل، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد رشته سنجش از دور و سیستم اطالعات جغرافیایی دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 کارشناسی ارشد رشته پدافند غیرعامل گرایش طراحی، مجتمع دانشگاهی پدافند غیرعامل، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

با ادامه روند رشد جمعیت شهری و افزایش تغییرات آب‌وهوایی، در سا‌ل‌های آتی افراد بیشتری در برابر حوادث ناشی از تغییر اقلیم از جمله سیل قرار بگیرند. در این پژوهش برای ارزیابی آسیب‌پذیری منطقه 1 شیراز در برابر خطر سیل، روش تصمیم‌گیری چندمعیاره مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) بکار گرفته شده است. معیارهای مورد استفاده در این تحقیق شامل کاربری اراضی، تراکم جمعیت، بافت فرسوده، شیب، شبکه آبراهه و فاصله از پل می‌باشد. همچنین جهت ترکیب نقشه‌های معیار و تولید وزن اولیه آن‌ها، روش بهترین-بدترین(WLC) تعیین شده است. بر اساس اطلاع نگارنده، تاکنون هیچ مطالعه‌ای به منظور ارزیابی آسیب‌پذیری شهری در برابر خطر سیلاب از روش WLC استفاده نکرده است. در نهایت به کمک ضرب وزن نسبی هر یک معیارها در مقادیر آن‌ها، مقدار نهایی هر گزینه محاسبه گردید. بنابراین گزینه‌هایی که بیشترین مقدار را داشته باشند، به عنوان مکان‌هایی با آسیب‌پذیری کم‌تر در برابر خطر سیل در نظر گرفته می‌شوند. وزن‌دهی و رتبه‌بندی معیارها نشان می‌دهد که عامل تراکم جمعیت و شبکه آبراهه با 453/0، 041/0 به ترتیب بیشترین و کمترین وزن‌ معیار را در تهیه نقشه‌ی آسیب‌پذیری دارند. نتایج روش بهترین-بدترین با نرخ سازگاری 07/0، نشان می‌دهد مقایسات معیارها از سازگاری و ثبات بیشتری برخوردار می‌باشد. به طور کلی، نتایج نشان می‌دهد در قسمت‌های شمالی و شمال‌شرقی به دلیل تراکم بالای جمعیت و تراکم بافت مسکونی، سطوح نفوذ‌پذیری خاک کم و حجم رواناب افزایش یافته است. بنابراین در این محدوده‌ها، پتانسیل آسیب‌پذیری در برابر خطر سیلاب نسبت به سایر نواحی بیشتر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of urban vulnerability to flood risk by using GIS-based Best-Worst method

نویسندگان [English]

  • Seyed Mohammad Hosseini 1
  • Ali Ghanbari Nasabb 2
  • omid asgari 3
  • ebrahim Hashemi fasaei 4
1 Assistant of professor at University of Tehran ,College of management and Accounting Tehran, Iran
2 Assistant professor, Department of Passive Defense, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
3 -M.Sc. in Remote Sensing and Geographic Information System, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Master of Passive Defense, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

As urban population growth continues and climate change increases, it is predicted that more people will be exposed to climate change events, including floods, in the coming years. Floods are one of the most catastrophic natural disasters that can damage natural infrastructure and ecosystems and affect the lives of millions of people around the world. In this study, to assess the vulnerability of districts 1 in Shiraz to flood risk, a multi-criteria decision-making method based on Geographic Information System (GIS) was used. The criteria used in this study include land use, population density, worn-out texture, slope, waterway network and distance from the bridge Also, the best-worst (WLC) method has been determined to combine the standard maps and produce their initial weight. According to the author, so far no study has used the WLC method to assess urban vulnerability to flood risk. The weight obtained for the criteria shows that the population density factor and the waterway network with 0.453 and 0.041 have the highest and lowest standard weights in preparing a vulnerability map, respectively. The results of the best-worst method with a compatibility rate of 0.07 show that the criteria comparisons are more compatible and stable. In general, the results show that in the northern and northeastern parts of the study area, due to high population density and density of residential tissue, soil permeability levels have decreased and runoff volume has increased. Therefore, in these areas, the potential for flood risk is higher than in other areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban Vulnerability Assessment
  • Best-Worst method
  • GIS
  • districts 1 in Shiraz
  1. 1.Bertilsson, L., & Wiklund, K. (2015). Urban Flood Resilience-A case study on how to integrate flood resilience in urban planning. TVVR-15/5005.

    2.Bates, B., Kundzewicz, Z. W., Wu, S., & Palutikof, J. (2008). Climate Change and Water. Technical Paper of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC Secretariat: Geneva, Switzerland. The American Midland Naturalist, 168(1).

    3.Chen, Y., Zhou, H., Zhang, H., Du, G., & Zhou, J. (2015). Urban flood risk warning under rapid urbanization. Environmental research, 139, 3-10.

    1. Desalegn, H., & Mulu, A. (2021). Flood vulnerability assessment using GIS at Fetam watershed, upper Abbay basin, Ethiopia. Heliyon, 7(1), e05865.
    2. Osei, B. K., Ahenkorah, I., Ewusi, A., & Fiadonu, E. B. (2021). Assessment of flood prone zones in the Tarkwa mining area of Ghana using a GIS-based approach. Environmental Challenges, 3, 100028.
    3. Thapa, S., Shrestha, A., Lamichhane, S., Adhikari, R., & Gautam, D. (2020). Catchment-scale flood hazard mapping and flood vulnerability analysis of residential buildings: The case of Khando River in eastern Nepal. Journal of Hydrology: Regional Studies, 30, 100704.
    4. ملک‌محمدی بهرام،؛ ‌درفشی خه‌بات، و عادلی‌ساردو فاطمه،. (1398). ارائه الگویی در تحلیل و پهنه‌بندی سطح آسیب‌پذیری مناطق شهری در خطر سیلاب مطالعه موردی: مناطق 10 و 22 شهر تهران. فصل‌نامه علمی‌ پژوهشی مدیریت بحران، 9(1): 5-16.
    5. 8. Chang, H., Pallathadka, A., Sauer, J., Grimm, N. B., Zimmerman, R., Cheng, C., . . . McPhearson, T. (2021). Assessment of urban flood vulnerability using the social-ecological-technological systems framework in six US cities. Sustainable Cities and Society, 68, 102786.
    6. 9. Nasiri, H., Yusof, M., Ali, T., & Hussein, M. (2019). District flood vulnerability index: Urban decision-making tool. International Journal of Environmental Science and Technology, 16(5), 2249-2258.
    7. رحمانی عباس، و یارمحمدی سیما (1396). ارزیابی آسیب‌پذیری بافت‌های شهری در برابر خطر سیل.
    8. 11. Ouma, Y., Tateishi, R., Ouma, Y., & Tateishi, R. (2014). Urban flood vulnerability and risk mapping using integrated multi-parametric AHP and GIS: methodological overview and case study assessment. Water 6 (6): 1515–.
    9. عبدی کمیل،؛ کامیابی سعید، و زندمقدم محمدرضا،. (1398). ارزیابی یک پارچه آسیب‌پذیری، تاب‌آوری و ریسک‌پذیری فضایی در برابر سیلاب در شهرساری. پژوهش جغرافیای طبیعی: 445-431.
    10. علویجه الهام، اسماعیلی؛ کریمی سعید، و سادات علوی‌پور، فاطمه(1399). ارزیابی آسیب‌پذیری مناطق شهری در برابر سیل با منطق فازی (مطالعه موردی: منطقه 22 تهران). فصل‌نامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 22(3): 349-361.
    11. 14. Buba, F. N., Ojinnaka, O. C., Ndukwu, R. I., Agbaje, G. I., & Orofin, Z. O. (2021). Assessment of flood vulnerability in some communities in Lokoja, Kogi State, Nigeria, using Participatory Geographic Information Systems. International Journal of Disaster Risk Reduction, 55, 102111.
    12. 15. Sahana, M., & Sajjad, H. (2019). Vulnerability to storm surge flood using remote sensing and GIS techniques: A study on Sundarban Biosphere Reserve, India. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 13, 106-120.
    13. سالنامه‌ آماری‌ شهر شیراز. (1396). معاونت برنامه‌ریزی و توسعه سرمایه انسانی، شهرداری شیراز.
    14. 17. Omrani, H., Valipour, M., & Emrouznejad, A. (2021). A novel Best Worst Method Robust Data Envelopment Analysis: Incorporating Decision Makers’ preferences in an uncertain environment. Operation Research Perspectives.
    15. 18. Rezaei, J. (2015). Best-worst multi-criteria decision-making method. Omega, 53, 49-57.
    16. 19. Vanolya, N. M., Jelokhani-Niaraki, M., & Toomanian, A. (2019). Validation of spatial multicriteria decision analysis results using public participation GIS. Applied Geography, 112, 102061.
    17. محمدی کمال،؛ آل‌ شیخ علی‌اصغر، و طالعی محمد،. (1398). مکان‌یابی مراکز بیمارستانی با تلفیق روش‌های بهترین-بدترین، دنپ، ویکور و کوپراس، مطالعه موردی: منطقه یک شهر تهران. مهندسی فناوری اطلاعات مکانی: ص 34-17.
    18. جلوخانی ‌نیارکی محمدرضا،؛ وانعلیا نرجس، محمودی و فیروجایی محمد، کریمی. (1398). کاربردهای GIS در بهبود و توسعه کسب‌وکار شهری. پژوهش‌های جغرافیایی انسانی: ص 781-765.
    19. 22. Liang, F., Brunelli, M., & Rezaei, J. (2020). Consistency issues in the best worst method: Measurements and thresholds. Omega, 96, 102175.
    20. 23. Ghosh, P., & Lepcha, K. (2019). Weighted linear combination method versus grid based overlay operation method–A study for potential soil erosion susceptibility analysis of Malda district (West Bengal) in India. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 22(1), 95-115.
    21. 24. Paraskevis, N., Roumpos, C., Stathopoulos, N., & Adam, A. (2019). Spatial analysis and evaluation of a coal deposit by coupling AHP & GIS techniques. International Journal of Mining Science and Technology, 29(6), 943-953.