تحلیل سازوکار زمین‌لغزش روستای باریکان شهرستان طالقان

حیدریان, پوریا; سرمدی سیفی, علی اکبر

تحلیل سازوکار زمین‌لغزش روستای باریکان شهرستان طالقان

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

پوریا حیدریان ¹

علی اکبر سرمدی سیفی ²

¹ کارشناس ارشد زمین‌شناسی مهندسی، گروه مخاطرات زمین‌شناختی، پژوهشکده سوانح طبیعی، تهران، ایران

² کارشناس ارشد ژئومورفولوژی، گروه مخاطرات زمین‌شناختی، پژوهشکده سوانح طبیعی، تهران، ایران

چکیده

زمین‌لغزش ازجمله بلایای طبیعی است که عمدتاً در مناطق کوهستانی رخ می‌دهد و باعث برهم ریختگی مورفولوژی منطقه می‌شود و خسارات عمده به مناطق مسکونی، جاده‌ها و زمین‌های کشاورزی و غیره وارد می‌کند به همین دلیل پدیده زمین‌لغزش و سازوکارهای آن می‌بایست مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گیرد. این مقاله به بررسی علل ناپایداری دامنه‌ای در محدوده روستای باریکان واقع در شهرستان طالقان استان البرز می‌پردازد. روستای باریکان در دوره‌های زمانی مختلف از اوایل دهه 1380 تا اوایل سده جدید به‌تناوب دچار ناپایداری حرکات دامنه‌ای شده است که شدیدترین آن پس از یک دوره بارانی غیرمعمول در اواخر زمستان سال 1397 و اوایل بهار سال 1398 رخ‌داده و سبب ایجاد خسارات قابل‌توجهی در ساختمان‌های موجود در بافت قدیم روستا و سایر مناطق موجود در روستا شده است. این پژوهش حاصل نتایج مطالعات پایدارسازی است که از طریق بازدید و مشاهده میدانی از روستای باریکان و برداشت‌های زمین‌شناسی صورت گرفته است. به‌منظور تکمیل مطالعات و به دست آوردن خصوصیات مقاومتی مصالح زمین‌شناسی موجود در محدوده زمین‌لغزش روستا، مطالعات ژئوتکنیکی و ژئوفیزیکی با استفاده از آزمایش‌های شناسایی ساخت گاه، طراحی و اجراشده است. در ادامه، به تحلیل داده‌های بارندگی برای تجزیه‌وتحلیل عددی پایداری شیب و تغییرات سازوکار شکست شیب قبل و بعد از بارندگی پرداخته‌شده است. نتایج مطالعات به‌دست‌آمده بیانگر آن هستند که ضریب ایمنی پس از یک دوره 2 ماهه بارندگی با شدت بارندگی حدود 5 برابر میانگین بلندمدت کاهش چشمگیری می‌یابد. درنهایت، عملکرد دو استراتژی بهبود پایداری شیب برای کاهش خطر زمین‌لغزش مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج این مطالعه می‌تواند چشم‌اندازی در مورد تأثیرات تغییرات بارندگی در ایران برای طراحی‌های ژئوسیستم آینده، پیش‌بینی خطرات زمین و انتخاب استراتژی‌های کاهش زمین‌لغزش ناشی از بارندگی فراهم کند.

کلیدواژه‌ها

زمین‌لغزش

تحلیل پایداری

بارندگی

سازوکار

20.1001.1.23453915.1403.13.4.6.3

موضوعات

بحران های طبیعی

عنوان مقاله English

Analysis of the Landslide Mechanism in Barikan Village, Taleghan County

نویسندگان English

Pouria Heidaryan ¹

Aliakbar Sarmadi Seifi ²

¹ Msc. Engineering Geology, Dept. of Geological Disasters, Natural Disasters Research Institute, Tehran, Iran

² Msc. Geomorphology, Dept. of Geological Disasters, Natural Disasters Research Institute, Tehran, Iran

چکیده English

Landslides are natural disasters that occur mainly in mountainous areas and cause, disruption to the morphology of the region and cause major damage to residential areas, roads, agricultural lands, etc. For this reason, the landslide phenomenon and its mechanisms must be analyzed. This article examines the causes of slope instability in Barikan village, located in Taleghan County, Alborz Province. Barikan village has been experiencing intermittent instability of slope movements at different times from the early 2000s to the early 2010s, the most severe of which occurred after a stormy period in the late winter of 2018 and early spring of 2019, causing significant damage to buildings in the old village context and other areas in the village. This research is the result of sustainability studies conducted through field visits and observations of the village of Barikan and geological surveys. To complete the studies and obtain the resistance properties of the geological materials present in the village landslide area, geotechnical and geophysical studies were designed and implemented using site identification tests. Next, rainfall data is analyzed for numerical analysis of slope stability and changes in slope failure mechanisms before and after rainfall. The results of the studies obtained indicate that the safety factor decreases significantly after a 2-month rainfall period with a rainfall intensity of about 5 times the long-term average. Finally, the performance of two slope stability improvement strategies to reduce landslide risk has been evaluated. The results of this study can provide insights into the impacts of rainfall changes in Iran for future geosystem designs, land hazard prediction, and the selection of rainfall-induced landslide mitigation strategies.

کلیدواژه‌ها English

Landslide

Stability analysis

Rainfall

Mechanism

1.Yalcin, A. (2011). A geotechnical study on the landslides in the Trabzon Province, NE, Turkey. Applied Clay Science, 52(1–2), 11–19. https://doi.org/10.1016/j.clay.2011.01.015.
1. Di, B., Stamatopoulos (2019). Recent rainfall-induced rapid and long-traveling landslide on 17 May 2016 in Aranayaka, Kagelle District, Sri Lanka. Landslides, 16(1), 155–164. https://doi.org/10.1007/10346-018-1089-7.
2. Vasseghi, A., Haghshenas, E., Soroushian, A., & Rakhshandeh, M. (2021). Failure analysis of a natural gas pipeline subjected to landslide. Engineering Failure Analysis, 119, 105009. https://doi.org/10.1016/jengfailanal.2020.105009.
3. Zêzere, J. L., Ferreira, A. B., & Rodrigues, M. L. (1999). Landslides in the North of Lisbon Region (Portugal): Conditioning and triggering factors. Physics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy, 24(10), 925–934. https://doi.org/10.1016/S1464-1895(99)00137-4.
4. Cascini, L. (2008). Applicability of landslide susceptibility and hazard zoning at different scales. Engineering Geology, 102(3–4), 164–177. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2008.03.016
5. Gullà, G., Antronico, L., Iaquinta, P., & Terranova, O. (2008). Susceptibility and triggering scenarios at a regional scale for shallow landslides. Geomorphology, 99(1–4), 39–58. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2007.10.005.
6. Dai, F. C., Lee, C. F., & Ngai, Y. Y. (2002). Landslide risk assessment and management: An overview. Engineering Geology, 64(1), 65–87. https://doi.org/10.1016/S0013-7952(01)00093-X.
7. Yao, X., Tham, L. G., & Dai, F. C. (2008). Landslide susceptibility mapping based on Support Vector Machine: A case study on natural slopes of Hong Kong, China. Geomorphology, 101(4), 572–582. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2008.02.011.
8. Kwong, A. K. L., Wang, M., Lee, C. F., & Law, K. T. (2004). A review of landslide problems and mitigation measures in Chongqing and Hong Kong: Similarities and differences. Engineering Geology, 76(1–2), 27–39. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2004.06.004
9. Anbarasu, K., Sengupta, A., Gupta, S., & Sharma, S. P. (2010). Mechanism of activation of the Lanta Khola landslide in Sikkim Himalayas. Landslides, 7(2), 135–147. https://doi.org/10.1007/s10346-009-0193-0.
10. Tang, C., Zhu, J., Qi, X., & Ding, J. (2011). Landslides induced by the Wenchuan earthquake and the subsequent strong rainfall event: A case study in the Beichuan area of China. Engineering Geology, 122(1–2), 22–33. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2011.03.013.
11. Zhang, A., Zhang, P., Dai, Z., Huang, B., Zhang, C., Wang, L., & Jiang, X. (2022). Failure mechanism of the Simiqiao landslide under rainfall and slope cutting. Arabian Journal of Geosciences, 15. https://doi.org/10.1007/s12517-022-10698-y.
12. Chien-Yuan, C., Tien-Chien, C., Fan-Chieh, Y., & Sheng-Chi, L. (2005). Analysis of time-varying rainfall infiltration induced landslide. Environmental Geology, 48(4–5), 466–479. https://doi.org/10.1007/s00254-005-1289-z.
13. Di, B., Stamatopoulos, C. A., Stamatopoulos, A. C., Liu, E., & Balla, L. (2021). Proposal, application and partial validation of a simplified expression evaluating the stability of sandy slopes under rainfall conditions. Geomorphology, 395, 107966. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107966.
14. Guzzetti, F., Peruccacci, S., Rossi, M., & Stark, C. P. (2008). The rainfall intensity-duration control of shallow landslides and debris flows: An update. Landslides, 5(1), 3–17. https://doi.org/10.1007/s10346-007-0112-1.
15. Li, S., Liu, R., Zhang, Q., & Zhang, X. (2016). Protection against water or mud inrush in tunnels by grouting: A review. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(5), 753–766. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2016.05.002
16. Askarinejad, A., Laue, J., Zweidler, A., Iten, M., Bleiker, E., Buschor, H., & Springman, S. M. (2012). Physical modelling of rainfall induced landslides under controlled climatic conditions. Eurofuge, January 2017. http://www.cces.ethz.ch/projects/hazri/tramm/
17. Paswan, A. P., & Shrivastava, A. k. (2022). Modelling of rainfall-induced landslide: a threshold-based approach. Arabian Journal of Geosciences, 15(8), 795. https://doi.org/10.1007/s12517-022-10024-6.
18. Rivera-Hernandez, X. A., Ellithy, G. S., & Vahedifard, F. (2019). Integrating Field Monitoring and Numerical Modeling to Evaluate Performance of a Levee under Climatic and Tidal Variations. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 145(10), 1–14. https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0002134.
19. Zhao, N., Hu, B., Yi, Q., Yao, W., & Ma, C. (2017). The coupling effect of rainfall and reservoir water level decline on the Baijiabao landslide in the three gorges reservoir area, China. Geofluids, 2017. https://doi.org/10.1155/2017/3724867.
20. Vahedifard, F., Tehrani, F. S., Galavi, V., Ragno, E., & AghaKouchak, A. (2017). Resilience of MSE Walls with Marginal Backfill under a Changing Climate: Quantitative Assessment for Extreme Precipitation Events. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 143(9), 1–14. https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0001743.
21. Lashgari, A., & Haddad, A. (2023). Failure mechanism of a destructive landslide in Hosein Abad Kalpush Village, Semnan, Iran. Arabian Journal of Geosciences, 16(4), 1–16. https://doi.org/10.1007/s12517-023-11376-3.
22. Alimohammadi, H., Amirmojahedi, M., & Tahat, J. N. (2023). A Case History of Application of Deep Compaction Method with Comparison to Different Ground Improvement Techniques. Transportation Infrastructure Geotechnology, 10(4), 543–568. https://doi.org/10.1007/s40515-022-00229-3
23. Loo, Y. Y., Billa, L., & Singh, A. (2015). Effect of climate change on seasonal monsoon in Asia and its impact on the variability of monsoon rainfall in Southeast Asia. Geoscience Frontiers, 6(6), 817–823. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.gsf.2014.02.009.
24. Vaghefi, S. A., Keykhai, M., Jahanbakhshi, F., Sheikholeslami, J., Ahmadi, A., Yang, H., & Abbaspour, K. C. (2019). The future of extreme climate in Iran. Scientific Reports, 9(1), 1–11. https://doi.org/10.1038/s41598-018-38071-8.
26 - پژوهشکده سوانح طبیعی، (1402)، مطالعات پایدارسازی روستای باریکان (شهرستان طالقان). زمستان 1402. تهران.

27- امیر احمدی، ابوالقاسم؛ جمال‌آبادی، جواد؛ دانشفر، رفعت (1401). مدل‌سازی و پهنه‌بندی زمین‌لغزش‌های حوضه لتیان با استفاده از مقایسه آماری 2 متغیره. دو فصلنامه مدیریت بحران، شماره 21.

28-ویس کرمی، علی؛ نوفرستی، حسین (1401). تحلیل و بررسی زمین‌لغزش پاهلت. دو فصلنامه مدیریت بحران، شماره 21.
1. Jafarian, Y., Lashgari, A., & Haddad, A. (2019). Predictive model and probabilistic assessment of sliding displacement for regional scale seismic landslide hazard estimation in Iran. Bulletin of the Seismological Society of America, 109(5), 1581–1593. https://doi.org/10.1785/0120190004.
2. Javdanian, H., & Pradhan, B. (2019). Assessment of earthquake-induced slope deformation of earth dams using soft computing techniques. Landslides, 16(1), 91–103. https://doi.org/10.1007/s10346-018-1078-x.
3. Javdanian, H., Zarei, M., & Shams, G. (2023). Estimating seismic slope displacements of embankment dams using statistical analysis and numerical modeling. Modeling Earth Systems and Environment, 9(1), 389–396. https://doi.org/10.1007/s40808-022-01505-4
4. Highland, L. M., & Bobrowsky, P. (2008). The landslide Handbook - A guide to understanding landslides. US Geological Survey Circular, 1325, 1–147.
5. Palmisano, F., Vitone, C., & Cotecchia, F. (2018). Assessment of Landslide Damage to Buildings at the Urban Scale. Journal of Performance of Constructed Facilities, 32(4), 1–13. https://doi.org/10.1061/(asce)cf.1943-5509.0001201.
6. Alimohammadlou, Y., Najafi, A., & Gokceoglu, C. (2014). Estimation of rainfall-induced landslides using ANN and fuzzy clustering methods: A case study in Saeen Slope, Azerbaijan province, Iran. Catena, 120, 149–162. https://doi.org/10.1016/j.catena.2014.04.009.
7. Jia, G., Tang, Q., & Xu, X. (2020). Evaluating the performances of satellite-based rainfall data for global rainfall-induced landslide warnings. Landslides, 17(2), 283–299. https://doi.org/10.1007/s10346-019-01277-6.
8. Guo, C., Zhang, Y., Li, X., Ren, S., Yang, Z., Wu, R., & Jin, J. (2020). Reactivation of giant Jiangdingya ancient landslide in Zhouqu County, Gansu Province, China. Landslides, 17(1), 179–190. https://doi.org/10.1007/s10346-019-01266-9.
9. Zygouri, V., & Koukouvelas, I. K. (2019). Landslides and natural dams in the Krathis River, north Peloponnese, Greece. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(1), 207–222. https://doi.org/10.1007/s10064-017-1225-y.
10. Naidu, S., Sajinkumar, K. S., Oommen, T., Anuja, V. J., Samuel, R. A., & Muraleedharan, C. (2018). Early warning system for shallow landslides using rainfall threshold and slope stability analysis. Geoscience Frontiers, 9(6), 1871–1882. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2017.10.008.
11. Hunt, R. E. (1986). Geotechnical Engineering Analysis and Evaluation. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:106655993.