چکیده:
بررسی عوامل موثر در ایجاد حرکتهای تودهای و شناخت مناطق حساس به زمین لغزش برای برنامهریزی ، انجام پروژه های عمرانی و ارائهی راهکارهای مدیریتی صحیح در مناطق حساس ضروری مینماید. در این مقاله تحلیل پارامترهای ژئو مکانیکی و هیدرولوژیکی به منظور تحلیل پایداری دامنه ها و پهنه بندی حساسیت به لغزش دامنه های منطقه مطالعاتی به کمک مدل فرایند محور (فیزیک پایه) sinmap انجام شده است. برای دستیابی به هدف مورد نظر 12 دامنه شامل 7 دامنه لغزشی و 5 دامنه فاقد لغزش به عنوان نمونه مطالعاتی در منطقه جوانرود انتخاب شدند و سپس تمامی متغییر های تحلیل پایداری دامنه ها از طریق مطالعات میدانی و آزمایشگاهی مورد اندازه گیری قرار گرفتند . بررسی ویژگی های توپوگرافی دامنه های مطالعاتی از طریق مطالعات میدانی به دست آمده است . برای اندازه گیری ویژگی های مکانیکی و هیدرولوژی خاک از هر دامنه مقدار 50 کیلوگرم خاک برداشت شده و در آزمایشگاه مکانیک خاک پارامتر های مورد نیاز شامل وزن مخصوص خاک خشک ( )وزن مخصوص خاک مرطوب( )، هدایت هیدرولیکی(K)، زاویه اصطکاک داخلی خاک(𝜙)، چسبندگی خاک(C) و همچنین تخلخل خاک مورد آزمایش قرار گرفته اند . نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که در منطقه جوانرود بیشترین درصد از منطقه مطالعاتی در منطقه حفاظتی و آستانه بالای ناپایداری قرار دارد و درصد کمتری از منطقه در حد پایداری قرار دارد. این امر حاکی از مستعد بودن دامنه های منطقه مطالعاتی از لحاظ ناپایداری ذاتی می باشد. به طوری که ویژگی های دامنه های منطقه مطالعاتی (شیب بالا، ضریب چسبندگی کم ، زاویهی اصطکاک پایین و ضریب اشباع بالا) در این مناطق قطعا باعث بروز پدیده ی زمین لغزش خواهند شد.
Introduction
Landslide is considered as one of the natural disasters for human beings which makes a lot of deaths and sever property damages worldwide. Therefore, it is necessary to investigate the effective factors in order to make urgent planning and to present management solutions for the sensitive regions. In Iran, more studies on mass movements and landslide hazard zonation, is based on descriptive statistical methods, while in the world today, most studies of mass movements is based on physically-based models and mathematics and numerical methods. Therefore, in this study to analyze the stability of the hillslopes and landslide azard zonation in the study area was used physically-based (process-based) model.
Keywords: Landslide, Stability of hillslope, Process- based Model, Sinmap, Javanrood
2. Research
Method
This research was done by both field and experimental methods. Research steps are summarized as following.
2.1. Data Bank Preparation: Geomorphologic, hydrologic and soil mechanic characteristics of slopes in the considered zone were the required information in this study. To obtain this information, at first, it was necessary to recognize sample slopes to measure the above- mentioned variables. Therefore, first of all, landslides distribution map was prepared in the considered area then, on this basin, sample slopes were selected to measure essential variables. Sample hillslopes were recognized as 12 hillslopes, 5 stable (lack of land sliding) and 7 unstable hillslopes (having land sliding mass). They were 1- 12 numbers. 1-5 hillslopes are stable and 6-12 unstable. After selecting sample hillslopes, necessary parameters were assessed as following:
2.1.1. Mechanical features of soil: soil sampling from each hillslope was done the mechanical features of soil, so 50 kg soil was removed from each slope, from 75 cm to 1cm depth. In order to sampling soft and coarse soils, a core cuter devise and shovel were used, respectively. Sampled soils were transferred to Kermanshah soil mechanic laboratory, Kermanshah provincial transport office and necessary parameters, including dry soil specific weight(γ d), wet soil specific weight (γt), hydraulic conductivity , soil internal friction angle(φ) ,soil cohesion , and soil porosity were determined by using direct shear test.
2.1.2. Determining the geometric parameters of slopes: except for using topography map, altitude numerical model (Dem) with a pixel size of 20 by 20 m and satellite images were used to determine morphology parameters and to identify various hillslope types. Applying GIS software, manual and laser tape measure, clinometer, slope geometry characteristics such as mean slope (beta), slope width (W), slope length (L) area, were extracted.
2.2. Model implementation: The model used in this study was Talebi (2008) model which was, in fact, an extended model of process-oriented (physically based) model, being a combination of geometry model, hydrology model (permanent condition) and infinite slope stability theory. After obtaining necessary parameters to get slope factor of security (F S) including laboratory, topography and hydrology parameters, Fs values for each slope were measured by Matlab software
3.
Result
The findings of slope stability analytical model introduced hillslopes as unstable with FS less than 1. This hillslopes are classified as extremely high unstable. Main reason for instability is low Internal friction angle (often 25- ) and higher slope (more than 35%) and hillslopes concave longitudinal profile. Concave hillslopes drain more slowly than other slopes; consequently, soil saturation storage would increase, while stability would decrease. The results of the landslide hazard zonation mapping indicate that the majority of the study area located in protection class. So that constitutes 26% of the study area. The lowest percentage of study area belonging to the middle stability class and quasi-stable, which is) 9.2%( and( 6.2( % of the study area respectively.
4.
Conclusion
According to the results of the study and analysis of model zoning map sinmap, it can be included that percentage of stability is less than percentage of instability in Javarood region. So that the highest percentage of area is located in the protective area (26%) and high threshold of instability (15.9%) and a lower percentage of the region is located as stable and quasi-stable (20 percent).This results indicates that the susceptibility of the scope of the study area in terms of inherent instability. So that natural factors (concave longitudinal profile and low friction, high angle of slope and high saturation coefficient) in these areas will certainly cause the landslide phenomenon. Therefore, this hillslopes will unstable under the influence of human activities such as leveling hillslope for the construction of residential or cutting their road.
خلاصه ماشینی:
در این مقاله تحلیل پارامترهای ژئو مکانیکی و هیدرولوژیکی به منظور تحلیل پایداری دامنه ها و پهنه بندی حساسیت به لغزش دامنه های منطقه مطالعاتی به کمک مدل فرایند محور (فیزیک پایه ) sinmap انجام شده است .
1 Stability Index Mapping همچنین با فرض کردن ماندگار یا شبه ماندگار بودن سطح آب زیر زمینی و موازی بودن جریان های آب زیـر زمینـی بـا شـیب دامنه ، مدل های متنوعی بر اساس ترکیب آنالیزهای پایداری دامنه (روش شیب نامحدود) با مدلسازی هیـدرولوژیکی بـه منظـور ارزیابی زمین لغزش های حاصل از شرایط هیدرولوژیکی و کاربری اراضی ، توسعه داده اند از جمله مطالعات صورت گرفته در ایـن راستا می توان به کارهای محققانی همانند گلید ، بورگـا ، تـروخ ، کلاسـنس ، بیـوم ، ویتـا اشـاره نمـود ,Borga ;٢٠٠٠,Glade).
(٢٠١٣,Vita ;٢٠١١,Baum ;٢٠٠٧ ,Claessens ;٢٠٠٣ ,Troch;٢٠٠٢با استفاده از یک روش مشابه پک و همکاران بـرای تهیـه نقشه پایداری زمین یک مدل هیدرولوژیکی و کارتو گرافی(sinmap) را توسعه دادند و به ایـن نتیجـه رسـیدند کـه ایـن مـدل روشی برای مدل سازی توزیع مکانی لغزش های سطحی فراهم می آورد(١٩٩٨,pack etal).
گام سوم - اجرای مدل جهت تحلیل پایداری دامنه های کل منطقه در سطح حوضه و تهیه نقشه پهنه بندی لغزش های منطقه مطالعاتی سعی شد از مدل فیزیک پایه ی ( sinmap) استفاده شود.
با توجه به نتایج بدست آمده برای دامنه های مطالعاتی و تحلیل نقشه پهنه بندی حاصل از مدل sinmap میتوان گفت که در منطقه ی جوانرود درصد پایداری منطقه نسبت به ناپایداری کمتر می باشد.