عنوان پایان‌نامه
بررسی رفتار و پایداری زمین لغزشها مبتنی بر بعد فرکتالی (مطالعه موردی : حوزه آبخیز دماوند)
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - -آبخیزداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6701;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72969;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6701;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72969
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- علی حمیدیان
- چکیده
- در میان انواع مختلف بلایای طبیعی، زمینلغزش به عنوان پرخطرترین و زیانبارترین پدیده به شمار می‌آید که همگام با افزایش تاثیر بشر در سیستم‌های طبیعی در دهه اخیر رو به گسترش نهاده است. این حرکت تودهای، کشورها و مناطق مختلف جهان را تحت تاثیر قرار داده است. این رخداد در کشور ایران، با توجه به ویژگی‌های زمین‌شناسی و توپوگرافی دارای اهمیت ویژه‌ای میباشد. لذا اقدامات گسترده و متنوعی در راستای مدیریت این پدیده صورت پذیرفته است. نخستین گام در فرآیند مدیریت زمینلغزش، تعیین پایداری یا ناپایداری زمینلغزش میباشد. جهت تعیین وضعیت پایداری زمین‌لغزش‌ها، طیف گسترده‌ای از روش‌ها و راهکار‌ها مورد استفاده برنامه‌ریزان و مختصصان قرار گرفته است. همواره ارائه یک روش با نیاز داده‌ای محدود، دارای توجیه‌پذیری اقتصادی و زمانی، صحت و دقت مناسب، دغدغه مختصصان زمینلغزش بوده است. هندسه فرکتالی به عنوان یکی از مهم‌ترین شاخه‌های علوم ریاضیات در قرن بیست و یکم مطرح بوده و در شاخه‌های مختلف علوم و مهندسی مورد استفاده پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار فرسک و محاسبه بعد فرکتالی به بررسی پایداری زمین‌لغزش‌های حوزه آبخیز دماوند پرداخته شده است. پس از بررسی میدانی و نیز با استفاده از گوگل ارث تعداد 397 مورد زمینلغزش در منطقه مورد مطالعه مورد شناسایی قرار گرفتند. جهت صحت‌سنجی تعداد 41 مورد لغزش در 4 منطقه با استفاده از سیستم موقعیت‌یاب جهانی با مختصات موجود در نقشه پراکنش تهیه شده مورد مقایسه قرار گرفت. سپس در 4 لغزش به نام‌های ایرا، رودهن، مشا و اصلان، برداشت میدانی به منظور آنالیز شاخص پایداری صورت پذیرفت. داده‌های مورد نیاز شامل پارامتر چسبندگی خاک (C)، وزن مخصوص خاک ()، ارتفاع توده (h)، عرض توده (b)، زاویه شیب () و زاویه اصطکاک داخلی خاک () میباشد. برای هریک از 397 مورد لغزش، بعد فرکتالی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که 42/88 % زمین‌لغزش‌های بررسی شده دارای بعد فرکتالی 3/1 الی 9/1 و تنها 58/11 % از زمین‌لغزش‌ها دارای بعد فرکتالی کمتر از 3/1 میباشد. بر اساس تئوری وو و همکاران (2009)، چنانچه بعد فرکتالی از 3/1 بیشتر باشد، زمینلغزش ناپایدار و اگر بعد فرکتالی کمتر از 3/1 باشد، پایدار خواهد بود. بنابراین 351 مورد زمینلغزش ناپایدار، و 46 مورد زمینلغزش پایدار پایدار در حوزه آبخیز دماوند مورد شناسایی قرار گرفت. بر اساس محاسبات شاخص پایداری، زمین لغزش اصلان، پایدار و سه زمینلغزش ایرا، مشا و رودهن ناپایدار تعیین گردیدند. محاسبات فرکتالی بیانگر پایداری زمینلغزش اصلان و ناپایداری سه زمین لغزش مشا، ایرا و رودهن میباشد. نتایج این پژوهش نشان داد که در چهار مورد زمین لغزش بررسی شده )ایرا، رودهن، اصلان و مشا( آنالیز پایداری حرکت تودهای بر اساس شاخص پایداری و آنالیز رفتار زمین لغزش بر اساس بعد فرکتالی نتایج یکسانی دارند. همچنین نتایج آنالیز فرکتالی با نتایج بررسی 11 یازده پارامتر توصیفی مطالعه صحرایی جهت تعیین پایداری یا ناپایداری زمینلغزش مطابقت دارد. اما باید در نظر داشت که آنالیز شاخص پایداری، فرآیندی زمانبر و هزینهبر بوده، اما آنالیز فرکتالی، فرآیندی سریع و آسان و تنها نیازمند محیط نرمافزاری میباشد. لذا توصیه میگردد در بررسی پایداری زمین لغزش، از این روش نوین استفاده گردد. واژگان کلیدی: زمین لغزش، فرکتال، حوزه آبخیز دماوند، شاخص پایداری
- Abstract
- Among different types of natural hazards, landslide is the most dangerous and damaging one and has increased with the development of human activities within natural systems. This type of mass movement has affected several countries and many regions in the world. Due to geological and topographic conditions this phenomenon is widespread in Iran. Therefore; different measurements have implemented to manage it. First step of landslide management is determination of its stability. In order to determine landslide stability, a wide variety of methods and findings are used by experts. Finding a method which needs limited data, has economic and temporal justification and also appropriate accuracy and proficiency are always concerns for landslide experts. Fractal geometry as one of the most important branches of Mathematics in twenty first century has been applied in different branches of sciences and engineering by the researchers. In this research, FRACEK Software has been used for calculation of fractal dimension (D) and determining the stability of landslides in Damavand basin. After field visits and also application of Google Earth, 397 landslides were identified in the study area. For verification of the landslides, 41 landslides in 4 regions have been compared with their position in the map. Then in 4 landslides (Mosha, Ira, Rudehen and Aslan), field data collecting have carried out for the purpose of calculation of Factor of Safety. Required data includes: Soil cohesion parameter (C), soil bulk density (?), slope percentage (?), soil internal friction angle (?), mass height (h) and mass width (b). Fractal dimension (D) is calculated for all 397 landslides. The results demonstrated that % 88.42 of the total number of landslides have a D more than 1.3 and only % 11.58 of the landslides have a D less than 1.3. According to Wu et al (2009), if D is more than 1.3 the landslide is unstable, otherwise it will be considered stable. According to the results, in the study area, there are 351 non-stable and 46 stable landslides. According to the calculations of factor of safety, Mosha, Ira and Rudehen are non-stable, while Aslan is stable. Also this is concluded that Aslan is stable according to fractal analysis while three others are unstable. The results of this research illustrated that there is no significant difference between the outcomes of fractal dimension analysis and factor of safety analysis. But it must be considered that factor of safety analysis is a cost and time consuming process, in the other hand fractal based analysis, is rapid, easy and just needs software. Therefore; it is recommended that fractal dimension should be used for investigating landslide stability. Key words: Landslide, fractal, Damavand, factor of safety
