new5

101 صفحه

فایل Word

 

 

چکیده

حرکت¬های توده¬ای، به¬ویژه زمین¬لغزش، هر ساله خسارات زیادی را در نقاط مختلف دنیا بر جا می-گذارند. هدف از تحقیق حاضر، ارزيابي حساسيت به وقوع زمين¬لغزش بخشی از حوزه آبخيز تجن واقع در استان مازندران با مساحت 66066 هکتار مي¬باشد، که با استفاده از روش¬های نسبت فراواني (FR) و رگرسیون لجستیک (LR) و با بهره¬گيري از سامانه اطلاعات جغرافيايي (GIS) و تکنيک¬هاي سنجش از دور به انجام رسيده است. حوزه آبخيز تجن، حساسيت زيادي به وقوع زمين¬لغزش داشته و تاکنون خسارات متعددي ايجاد نموده است؛ جهت کاهش خسارات اين پديده، ارزيابي علمي اين نواحي حساس به وقوع زمين¬لغزش ضرورت دارد. به منظور انجام این تحقیق، موقعیت مکانی زمین¬لغزش¬های حوضه، طی عملیات میدانی ثبت گردید؛ بعلاوه یازده عامل تأثیرگذار در وقوع زمین¬لغزش مشتمل بر سنگ¬شناسی، درجه شیب، جهت شیب، شاخص پوشش گیاهی NDVI، فاصله از آبراهه، تراکم آبراهه¬ها، شکل انحنای دامنه، فاصله از گسل، تراکم گسل¬ها، فاصله از جاده و ارتفاع از سطح دریا، به عنوان عوامل مؤثر در وقوع زمین¬لغزش در منطقه مورد مطالعه تشخیص داده شده و لایه¬هایاطلاعاتی آنها در محیط نرم¬افزار ArcGIS 10 تهیه گردید. بر اساس بازدیدهای میدانی، تفسیر تصاویر ماهواره¬ای و عکس¬های هوایی، و بررسی پرسشنامه¬های موجود در اداره کل منابع طبیعی مازندران، موقعیتجغرافیایی 79 نقطه لغزشی در حوضه مورد مطالعه ثبت گردید. 25 نقطه لغزشی، به ¬صورت کاملاً تصادفی، به¬عنوان زمین¬لغزش¬های آزمایشی جدا شده و 54 نقطه لغزشی باقیمانده به¬عنوان لغزش¬های آموزشی وارد تحلیل¬ها شدند. نسبت فراوانی وقوع زمین¬لغزش¬ها در هریک از لایه¬های اطلاعاتی به¬دست آمد. جهت بکارگیری روش رگرسیون لجستیک، 54 نقطه زمین¬لغزش آموزشی مشاهده¬ای به¬عنوان متغییر وابسته در نظر گرفته شد. پس از انجام آنالیزهای رگرسیونی لجستیک گام به گام پیشرو با استفاده از نرم¬افزار آماری SPSS 19، هشت فاکتور مؤثر در وقوع زمین¬لغزش به دلیل معنی¬دار بودن از لحاظ آماری انتخاب گردیدند و مابقی حذف شدند. صحت مدل آماری و نقشه پهنه¬بندی بر اساس آماره¬هایی از قبیل -2LL، R2 ناگلکرک، و R2 کوکس و اسنل مورد ارزیابی و تأیید قرار گرفتند. دقت پیش¬بینی مدل¬های مورد استفاده در این مطالعه، با استفاده از سطح زیر منحنی ROC مورد سنجش قرار گرفت. مقدار سطح زیر این منحنی برای هر دو مدل این واقعیت را آشکار می¬سازد که روش¬های بکار گرفته شده در این مطالعه از توانایی بسیار خوبی در پیش-بینی نواحی با خطر وقوع زمین¬لغزش برخوردار بوده و روش نسبت فراوانی با داشتن سطح زیر منحنی ROC برابر با 945/0 همراه با خطای استاندارد 003/0، نسبت به رگرسیون لجستیک که سطح زیر منحنی ROC برابر با 907/0 داشته¬ است، پیش¬بینی بهتری انجام داده است.

 

فهرست مطالب

عنوان صفحه

1-مقدمه و کلیات 1
1-1- مقدمه 1
1-2- ضرورت تحقیق 2
1-3- اهداف تحقیق 3
1-4- فرضيات تحقیق 3
1-5- کلیات 3
1-5-1- حرکتهای تودهای 3
1-6- اهمیت اقتصادی حرکتهای تودهای 4
1-6-1- خسارتهای مستقیم 4
1-6-2- خسارتهای غیرمستقیم 4
1-7- مکانیسم وقوع حرکتهای تودهای 5
1-7-1- مقاومت برشی 6
1-7-2- تنش برشی 6
1-7-3- فاکتور اطمینان (Sf) 6
1-8- عوامل مؤثر بر وقوع حرکتهای تودهای 6
1-8-1- تغييرات درجه شيب 7
1-8-2- تغييرات ارتفاع شيب 7
1-8-3- بارگذاري دامنه با خاکريزي 8
1-8-4- شوک ها و لرزاننده ها 8
1-8-5- تغييرات در ظرفيت آب 8
1-8-6- اثرات آب هاي زيرزميني 8
1-8-7- اثرات يخبندان 9
1-8-8- هوازدگي 9
1-8-9- اثر پوشش گياهي 9
1-9- طبقهبندی حرکات تودهای 10
1-10- تعریف پهنهبندی خطر 10
1-11- خطر و ريسک گسيختگي: 10
1-11-1- خطر گسيختگي 11
1-11-2- ريسک گسيختگي 11
1-12- انواع مدل هاي مطالعه حرکتهای تودهای 12
1-12-1- رگرسیون لجستیک 13
1-13- سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) 16
2- سابقه تحقیق 19
2-1- مقدمه 19
2-2- سابقه تحقیق در داخل کشور 19
2-3- سابقه تحقیق در خارج از کشور 23
2-4- جمع بندی 27
3-مواد و روشها 32
3-1- مشخصات منطقه مورد مطالعه 32
3-3- روش تحقیق 35
3-3-1- نقشه پراکنش زمينلغزشها 38
3-3-2- تهیه لایههای اطلاعاتی مربوط به عوامل تأثیر گذار در وقوع زمینلغزش 38
3-3-3- روش نسبت فراواني 43
3-3-4- تجزیه و تحلیل دادهها با رگرسیون لجستیک 44
3-3-7- اعتبار سنجی و مقایسه بین نتایج 48
4-1-لایههای اطلاعاتی 51
شکل (4-1) نقشه پراکنش زمینلغزشهای منطقه مورد مطالعه 52
4-1-3- نقشه شیب 54
4-1-4- جهت 56
4-2- روش احتمالاتی نسبت فراوانی در پهنهبندی خطر زمینلغزش 71
4-3-روش رگرسیون لجستیک در پهنهبندی خطر زمینلغزش 76
4-4- اعتبارسنجی و مقایسه نتایج 81
5-1-مقدمه 86
5-2- بررسی نقشه پراکنش زمین لغزشها 86
5-3- بررسی فاکتورهای تأثیرگذار در وقوع زمین لغزشها 86
5-4- بررسی مهمترین فاکتورهای تأثیرگذار در وقوع زمین لغزشها 89
5-6- مقایسه روشهای مختلف آماری حساسیتیابی زمین لغزشها 90
5-7- آزمون فرضیات 92
5-8- جمعبندی 92
5-9- پیشنهادها 93
منابع 96

 

1-مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه

حرکات توده¬ای و به¬ویژه زمین¬لغزش یکی از مهم¬ترین بلایای طبیعی است که وجود عواملی از قبیل مستعد بودن ناهمواری¬ها از نظر منشأ ساختمانی و دینامیک، قطع درختان و بهره¬برداری¬های بی¬رویه از جنگل¬ها، رعایت نکردن اصول فنی و نگهداری جاده¬های جنگلی و روستایی، اعمال نکردن مدیریت صحیح و بهره¬برداری غیر اصولی از منابع موجود باعث تشدید آن شده است (شادفر و همکاران، 1384). امروزه مسئله شناخت، تحقيق ودستيابي به راه حل¬ها وشيوه¬هاي مناسب جهت مهار، کنترل وکاهش خطرات ناشي از وقوع حوادث طبيعي(به ويژه زمين لغزش) مورد توجه خاص محافل علمي تحقيقاتي، دستگاه¬هاي اجرايي وهمچنين مراجع ومجامع جهاني است. ايران به دليل شرايط خاص زمين شناسي، توپوگرافي وآب وهوايي از کشورهاي مهم لغزش خيز است و سالانه خسارات قابل توجهي بر اثر بروز زمين¬لغزش گزارش مي شود. اثرات مخرب وجدي اين پديده مهم زمين شناسي، در مناطق فعال تکتونيکي، لرزه خيز و سيل¬خيز و داراي سازندهاي رسوبي- تبخيري حساس به فرسايش وديگر سازندهاي مستعد به وضوح قابل مشاهده است (احمدي و فیض¬نیا، 1385). ناپايداري شيب ها پديده¬اي متداول در ايران مي باشد که هر ساله خسارات مالي فراوان وگاهي اوقات نيز خسارات جاني به کشور وارد مي سازند(عاقلي کهنه¬شهری و صادقی،1384). عليرغم تعداد فراوان زمين لغزش¬هاي قديمي وجديد در کشور متأسفانه هنوز آمار واطلاعات جامع ومناسبي از رخدادهاي اين پديده تهيه نگرديده است و ابعاد خسارات ناشي از زمين لغزش¬ها بطور کامل ودقيق شناخته نشده است. با وجود اين برآوردهاي اوليه برپايه داده هاي ناقص نيز اهميت اقتصادي اين پديده را نشان مي دهد. زمین¬لغزش¬ها یکی از بزرگترین خطرات طبیعی هستند که خسارات اقتصادی، مالی، جانی، همراه با تخریب تأسیسات و افزایش هزینه¬ها را به دنبال دارند (داس و همکاران، 2010). علیرغم بررسی¬های گسترده در زمینه زمین¬لغزش¬ها و مدیریت خطر آن، همچنان این پدیده به عنوان یکی از مهمترین تهدیدات در سراسر دنیا و خصوصاً مناطق کوهستانی به شمار می¬آیند (گویتس و همکاران، 2011). این پدیده تحت تأثیر عوامل مختلفی نظیر زمین شناسی و گسل، توپوگرافی شامل شیب، جهت و ارتفاع، رودخانه و شاخص قدرت رودخانه،کاربری اراضی، جاده، بارندگی و عوامل مربوط به خاک نظیر عمق و بافت خاک ایجاد می‌شود. عوامل زنده تأثیرگذار نظیر دام، استفاده های انسانی و تغییرات پوشش گیاهی در اثر عوامل طبیعی نیز بر وقوع زمین لغزش¬ها بی تأثیر نیستند. پدیده زمین¬لغزش پیچیده¬تر از سایر بلایاهای طبیعی مثل سیل، زلزله و نظایر آن است و تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد، لذا کمی کردن بعضی از آنها دشوار و تعیین احتمال وقوع آن به صورت درصد مشکل است (چوی و همکاران، 2012). بنابراین برای پیش بیني وقوع زمین-لغزش از نقشه¬های پهنه¬بندی خطر استفاده می¬شود (چوی و همکاران، 2012). پهنه¬بندی شامل روش¬های کیفی و کمّی است. مبنای پهنه¬بندی خطر زمين¬لغزش در روش¬های کیفی بر اساس ویژگی¬های ذاتی و طبیعی لغزش¬ها است(زارع و همکاران، 2012). این روش¬ها تا دهه 1970 در سطح وسیعی توسط زمین شناسان و ژئومرفولوژیست¬ها مورد استفاده قرار می¬گرفت (زارع و نظری،2012). اما با گذشت زمان و پیشرفت در تکنیک¬های بررسی و همچنین نیاز برنامه¬ریزی¬های ناحیه¬ای هماهنگ با ویژگی¬های محیطی همراه با کمترین ریسک، تحقیقات در رابطه با پدیده زمين¬لغزش به ابعاد جدیدی سوق داده شد و بدین ترتیب محققین با تکیه بر امکانات سامانه داده¬های مکانی (GIS) مناطق وسیعی را از نظر حساسیت به وقوع زمین¬لغزش پهنه¬بندی کرده¬اند (زندی،1390).

 

1-2- ضرورت تحقیق

زمين¬لغزش¬ها از عمده¬ترين پديده¬هاي مورفوژنيك بوده و نقش موثري در تخريب جاده¬هاي ارتباطي، تخريب مراتع و مناطق مسكوني، فرسايش و ايجاد رسوب حوضه هاي آبخيز دارند. وجود سازندهای حساس و شرایط اقلیمی مناسب برای وقوع زمین¬لغزش آبخيز تجن، سبب شده است كه زمين لغزش¬ها در حال حاضر نيز از ديناميك بسيار فعالي برخوردار باشند و روستاهاي منطقه را مورد تهديد قرار مي¬دهند. شناخت نواحي مستعد لغزش¬ها يکي از گام-هاي اوليه در مديريت منابع طبيعي و برنامه¬ريزي¬هاي توسعه¬اي و عمراني است. اگرچه زمين¬لغزش¬ها تحت تأثير عوامل طبيعي و انساني متعددي رخ مي¬دهند (کرم و محمودي، 1384)، فاکتورهاي تشديد کننده آن زلزله¬ها و بارش¬هاي سنگين مي¬باشد(گلاد و همکاران، 2000). کنترل زلزله و بارندگي امکان پذير نيست، بنابراين به منظور کاهش خسارات، شناسايي و پهنه¬بندي نواحي حساس به زمين لغزش ضروري است. در واقع مي¬توان با اختصاص اقدامات مديريتي مناسب با استفاده از نقشه پهنه¬بندي خطر زمين لغزش (LHZ) جهت کاهش خطر در نواحي با پتانسيل لغزش بهره¬گيري نمود (مادیو و همکاران، 2007). نقشه¬هاي حساسيت به زمين لغزش به روش¬هاي گوناگوني مي¬تواند تهيه شود مانند: روش¬هاي احتمالاتي (نسبت فراواني)، فرآيند تحليل سلسله مراتبي (AHP)، آماری دو متغييره، آماری چند متغييره، رگرسيون لجستيک یا رگرسیون خطی، منطق فازي و شبکه¬هاي عصبی مصنوعي و … . ميزان اطمينان به نقشه-هاي پهنه¬بندي خطر زمين لغزش با کيفيت داده¬ها و روش يا مدل مورد استفاده براي آماده سازي نقشه¬ها در ارتباط است (سریواستاوا و همکاران ، 2010). امروزه از سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS) بطور گسترده¬اي در آماده سازي نقشه¬هاي (LHZ) استفاده مي¬شود (محمدي و همکاران، 1388؛ یالچین و همکاران ،2011). توسعه روزافزون راه هاي ارتباطي در مجاورت مناطق با دامنه هاي حساس و عدم توجه به ثبات و تعادل دامنه ها، چراي بي¬رويه مراتع و احداث معادن سبب شده است كه دامنه ها به شدت ناپايدار شوند، لذا ضروري است به شناخت و بررسي دقيق آنها پرداخته شده و نسبت به تفکیک دامنه ها از نظر درجه ثبات و پايداري جهت احداث مناطق مسکوني اقدام جدي به عمل آيد (سریواستاوا و همکاران، 2010). در مناطق شمالی ایران، وجود باران¬های شدید و سازندهای حساس به فرسایش و حساس به لغزش و همچنین دخالت¬های انسانی نظیر جاده سازی و تغییر در کاربری اراضی موجب شده است که هر ساله خسارات مالی و بعضاً جانی فراوانی در این نواحی مشاهده شود. حوضه آبخيز تجن واقع در شمال ایران نمونه¬اي بارز از وقوع خسارات نامبرده مي باشد.

1-3- اهداف تحقیق
1.تهیه نقشه حساسیت به وقوع زمین¬لغزش و تقسیم¬بندی منطقه به نواحی همگن از لحاظ درجات خطر نسبت به وقوع زمین¬لغزش.
2.تعیین بهترین روش در بین روشهای رگرسیون لجستیک و نسبت فراوانی.
3.تعیین عوامل موثر در وقوع زمین لغزش.
1-4- فرضيات تحقیق
1.روش رگرسیون لجستیک جهت تهیه نقشه حساسیت به زمین لغزش مناسب¬تر است.
2.با توجه به مرطوب بودن منطقه، بارندگی یکی از عوامل موثر در وقوع زمین لغزش حوزه آبخیز مورد مطالعه است.
3.استفاده از سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی جهت شناسایی و پهنه¬بندی زمین¬لغزش با صرفه-جویی در زمان و هزینه همراه است.

1-5- کلیات
1-5-1- حرکت¬های توده¬ای

علی¬رغم سابقه مطالعه طولانی (بیش از صد ساله) حرکت¬های توده¬ای، به¬علت تعدد انواع و رفتار این نوع حرکات، هنوز در مورد تعریف حرکت¬های توده¬ای زمین، اختلاف نظر و مشکلات بارزی وجود دارد. تاکنون تعاریف متعددی توسط محققین مختلف برای حرکت¬های توده¬ای ارایه شده است که مفاهیم مشترکی از آنها تداعی می¬شود. در رخداد زمین¬لغزش خاک به صورت توده¬ای از محل اصلی خود جدا شده و به پائین دامنه می¬ریزد و یا این که به مرور زمان در پائین دامنه توده¬ای از سنگ و خاک به صورت تالوس و واریزه جمع می گردد. به طور کلی حرکت¬های توده¬ای عبارت است از حرکت حجم عظیمی از توده¬های خاک، سنگ ویا مجموع آن¬ها به طرف پایین شیب تحت تأثیر نیروی ثقل می¬باشد (احمدی، 1378). واژه Landslide (زمین-لغزش) در معنای وسیع به صورت جمع متعارف با حرکت توده¬ای می¬باشد و تمامی انواع حرکات توده ای را شامل می¬شود؛ اما در معنای محدود و به¬صورت منفرد، فقط شامل تیپ خاصی از حرکت¬های توده¬ای مواد دامنه¬ای می¬شود که در شرایط خاصی به¬وقوع می¬پیوندد (معتمد وزیری، 1392).

1-6- اهمیت اقتصادی حرکت¬های توده¬ای
حرکت¬های توده¬ای از نظر خسارات اقتصادی-اجتماعی، از مهم¬ترین بلایای طبیعی به شمار می¬روند. این در حالی است که کمی کردن عوارض و خسارتهای حرکت¬های توده¬ای زمین، به¬علت فقدان آمار و گزارشات جامع از کشورها، کار مشکلی است. با این وجود، کشورهایی مانند آمریکا، ژاپن، انگلستان و تا حدی چین آمار نسبتا خوبی را در این زمینه دارا می¬باشند.
بعد از دهه 1980 میلادی، به دلیل افزایش فراوانی و شدت وقوع بلایای طبیعی، به ویژه حرکت¬های توده-ای، تمایل گسترده¬ای برای ثبت مشخصات و ارزیابی خسارت آنها در بین کشورهای مختلف جهان از جمله ایران به وجود آمده است.
خسارتهای حاصل از حرکات توده¬ای را می¬توان در دو دسته کلی خسارات مستقیم و خسارت¬های غیر مستقیم تقسیم بندی کرد

1-6-1- خسارتهای مستقیم
این گونه خسارتها، خسارات وارده به جان و اموال افراد واقع در محدوده وقوع حرکت¬های توده¬ای است. به عبارت دیگر، شامل هزینه جبران خسارات فیزیکی عینی و مرمت ساختمانها و اراضی واقع در محدوده جابجایی می¬باشد.

1-6-2- خسارتهای غیرمستقیم
این نوع خسارت¬ها =، خسارات وارده به انسان و منابع محیطی را شامل می¬شود که موجب بالا رفتن هزینه-های زندگی و هزینه¬های بهره¬برداری از محیط می¬گردد. از جمله خسارات غیر مستقیم حرکت¬های توده¬ای می¬توان به پیامدهای زیست محیطی، کاهش قدرت تولیدی و حاصلخیزی خاک، هزینه اقدامات اضطراری، هزینه ثبات و آرامش اجتماعی، هزینه پاکسازی مواد انباشته شده، کاهش ارزش زمین و … اشاره کرد.

1-7- مکانیسم وقوع حرکت¬های توده¬ای
برای بررسی مکانیسم وقوع حرکت¬های توده¬ای،می¬توانیم از قوانین مکانیکی سطح شیب¬دار استفاده نماییم که این قوانین، نسبت به واقعیت زمینی (حالت طبیعی) قدری ساده¬تر گردیده است (شکل1-1 و رابطه 1-1). وقتي جسمي برروي سطح افقي قرار مي گيرد، دو نيرو بر آن سطح اثر مي گذارند، يكي نيروي وزن جسم كه در راستاي نيروي كشش زمين و همسو با آن اثر مي كند و ديگري نيروي واكنش سطح كه در راستاي نيروي كشش زمين و ناهمسو با آن عمل مي كند. نيروي واكنش سطح، مانع از فرورفتن جسم به درون آن سطح مي گردد (شكل 1-1، احمدي، 1378). حال وقتي سطح زاويه پيدا مي نمايد، نيروي وزن Wبه دو بخش تجزيه مي شود، يكي نيروي F (W sinα) در جهت سطح شيب دار و ديگري نيروي R (W cosα) عمود برآن. نيروي F تمايل به حركت درآوردن جسم در مسير موازي با سطح و به طرف پائين دست را داشته ونيروي R ‌كه نيروي اصطكاك بين جسم و سطح ناميده مي شود، تمايل به پا برجاي بودن آن جسم بر روي سطح شيب دار دارد (شكل 1-1، احمدي، 1378) تا وقتي كه نيروي R بر نيروي F چيره شود آن جسم همچنان بر روي سطح خواهد ماند “.

که در آن:
W: وزن کل توده؛
Ws: وزن خاک؛
Wt: وزن گیاهان واقع بر روی توده خاک؛
Ww: وزن رطوبت موجود در داخل توده خاک؛
Wb: وزن تأسیسات موجود بر روی توده خاک؛
α: زاویه شیب؛
W cosα: مقاومت برشی؛
W sinα: تنش برشی

1-7-1- مقاومت برشی
مقاومت برشی، به مقاومت مواد دامنه¬ای در برابر تنش ناشی از نیروی ثقل اطلاق می¬شود که تابعی از عوامل ذیل می¬باشد: وزن توده، زاویه شیب، زاویه اصطکاک داخلی، فشار آب منفذی، چسپندگی خاک و تنش نرمال (تنش وارد بر سطح گسیختگی).

1-7-2- تنش برشی
تنش برشی، به نیروهای برشی وارد بر مواد دامنه¬ای گفته می¬شود که تابعی از عوامل: وزن توده و زاویه شیب و نیروی افقی شتاب زمین لرزه می¬باشد.

1-7-3- فاکتور اطمینان (Sf)
فاکتور اطمینان، شاخص ارزیابی و برآورد درجه پایداری دامنه است که نشان¬دهنده میزان پایداری مواد دامنه-ای در برابر نیروهای گسیختگی (نسبت نیروهای مقاوم به نیروهای تنشی) می¬باشد و با معیارهای مختلف هندسی و فیزیکی قابل تعریف و مقایسه است. این نسبت درصورتیکه کمتر از یک باشد دامنه ناپایدار است؛ درصورتیکه برابر با یک باشد دامنه در شرایط بحرانی و در آستانه ناپایداری است و فاکتور اطمینان بزرگتر از یک دامنه پایدار را نشان می¬دهد.
1-8- عوامل مؤثر بر وقوع حرکت¬های توده¬ای
حرکت توده¬ای پدیده یا فرآیندی مرکب و چند عامله است که وقوع آن حالت “هم سرشتی” دارد؛ یعنی از چند فرآیند متفاوت حاصل می¬شود. به¬علت امکان اثر سینرژتیکی (باهم اثری، هم اشتراکی) عوامل و فرآیندهای متعدد مؤثر در وقوع حرکت¬های توده¬ای و هم¬زمانی این عوامل و فرآیندها، مطالعه حرکت¬های توده¬ای نیازمند نگرش سیستمی است که در آن هر حرکت توده¬ای باید بصورت یک سیستم تلقی شود.
عوامل مؤثر بر وقوع حرکات توده¬ای را می¬توان از دیدگاه¬های مختلفی تقسیم¬بندی کرد:
1) عوامل ایجاد کننده حرکت¬های توده¬ای را می¬توان به دو دسته عوامل درونی و بیرونی تقسم¬بندی کرد: عوامل بیرونی عواملی هستند که باعث افزایش تنش برشی در طول سطوح گسیختگی یا سطوح ضعیف موجود در خاک و سنگ می¬گردند (مانند: زمین¬لرزه، فرسایش، حفاری و …). عوامل درونی عواملی می¬باشند که موجب کاهش مقاومت برشی می¬شوند (مانند: کاهش چسپندگی، یخبندان و …).
2) عوامل مؤثر در وقوع حرکت¬های توده¬ای را می¬توان به دو دسته عوامل آماده کننده (مانند: هوازدگی و …) و عوامل تشدید کننده (مانند: زمین¬لرزه، باران¬های سیل آسا و …) تقسیم بندی کرد.
3) عوامل ایجاد کننده حرکت¬های توده¬ای را می¬توان در دو دسته عوامل با تأثیر آنی (مانند: زمین¬لرزه، آتشفشان، باران¬های سیل¬آسا، ارتعاشات حاصل از عبور وسایل نقلیه و …) و عوامل با اثر بطئی (مانند هوازدگی سنگ¬ها، فرسایش دامنه و …) قرار داد.
زاروبا ومنکل (1982)، عوامل زير را بر حرکت هاي توده اي مواد موثر دانسته اند:

1-8-1- تغييرات درجه شيب
علت اين امر ممکن است طبيعي يا مصنوعي باشد مثل از بين بردن پاي شيب توسط فرسايش رودخانه اي يا توسط حفاري ها، بجز تغييرات درجه شيبي که نتيجه فرايند هاي تکتونيکي شبيه نشست ها يا بالازدگي باشد. افزايش درجه شيب باعث تغيير در فشارهاي داخلي توده سنگ مي شود و شرايط تعادل يا وضعيت تعادل را توسط افزايش تنش برشي بر هم مي زند.

1-8-2- تغييرات ارتفاع شيب
اين عامل احتمال دارد که منجر به فرسايش عمودي يا حفاري پاي دامنه شود. با عميق شدن دره فشارهاي جانبي افزايش يافته که منجر به افتادن يا تخريب سنگ ها در دامنه و ايجاد شيارهاي موازي با سطح دامنه مي شود و نفوذ بارندگي را نيز مستعد مي سازد.

1-8-3- بارگذاري دامنه با خاکريزي
اين فاکتور باعث افزايش فشار برشي و فشار آب منفذي در خاک هاي رسي مي شود که منجر به کاهش مقاومت برشي مي شود و با افزايش سرعت بارگذاري، خطرات بيشتري ايجاد مي شود.

1-8-4- شوک ها و لرزاننده ها
اين عوامل توسط زلزله ها، انفجارات در مقياس بزرگ و لرزش ماشين ها بر تعادل دامنه موثر بوده که باعث تغييرات موقتي در تنش هايي که توسط نوسان هاي با فرکانس متفاوت مي شوند، خواهند شد. شوک¬ها در لس¬ها و شن¬ها ممکن است پيوند درون ذرات را بر هم زده و پيوستگي بين ذرات را کاهش مي دهد. در شن ريز و رس هاي اشباع از آب، ذرات جابجا يا چرخيده که باعث ايجاد حالت آبگونگي ناگهاني در خاک مي شوند.

1-8-5- تغييرات در ظرفيت آب
– بارندگي و نفوذ آب در درزه ها و ايجاد و ايجاد فشار هيدرواستاتيک:
اين عامل در خاک ها باعث افزايش فشار آب منفذي و کاهش مقاومت برشي به صورت مداوم مي شود. اندازه گيري هاي بارندگي تصديق مي کنند که حرکت دامنه ها در دوره هايي که بارندگي هاي زياد و نادر اتفاق مي افتند، رخ مي دهند.
– معلوم شده که ميان دو سنگ بستري که در هنگام لغزش درتماس هستند، پتانسيل الکتريکي متفاوت است. افزايش ظرفيت آب منجر به حرکت دامنه مي شود که اين پديده توسط اثر الکترو- اسمزي تشريح مي شود
– در سنگ¬هاي رسي، اثر زيان آور آب اتمسفري بيشتر از هنگامي است که بارندگي بعد از يک دوره خشک طولاني مدت اتفاق مي افتد، مي باشد.

1-8-6- اثرات آب هاي زيرزميني
– جريان آب هاي زيرزميني فشاري را بر روي ذرات خاک ايجاد مي کند که به پايداري دامنه آسيب مي رساند. تغييرات ناگهاني تراز آب در مخازن ممکن است فشار آب منفذي دامنه را افزايش داده و منجر به حالت آبگونگي در خاک هاي شني شود.
– آب زيرزميني تحت فشار، فشاري را به سمت بالا بر روي سنگ بستر وارد مي کند.
– آب زيرزميني قادر است مواد سيماني را حل کرده و شستشو دهد و پيوند ذرات دروني را سست کرده و مقاومت ميکانيکي زمين را کاهش مي دهد.
– در سيلت و شن ريز جريان آب زيرزميني ذرات ريز را با فشار به جريان انداخته و مقاومت دامنه توسط حفره ايجاد شده کاهش ميابد.

1-8-7- اثرات يخبندان
انجماد و يخ زدن آب در افزايش شکاف سنگ ها در ابعاد وسيع موثر مي باشد. در سنگ هاي درز و شکاف دار، شکاف هاي متوالي نشان دهنده کاهش پيوستگي ميان ذرات سنگ است. يخ در خاک هاي رسي و رسي- شني باعث ايجاد اشکال ورقه ورقه در اثر ذوب شدن وسيع آب در لايه هاي سطحي مي گردد. يخ زدگي آب بر روي سطح زمين از جريان رودخانه يا زهکش ها جلوگيري مي کند و چنانکه سطح ايستابي يا تراز آب زيرزميني بالا رود تعادل دامنه را بر هم مي زند.

1-8-8- هوازدگي
هر دو نوع هوازدگي فيزيکي و شيميايي مرتبا تغييرات پيوستگي را در رس ها بر هم زده و به عنوان محرک هايي براي حرکت دامنه ها محسوب مي شوند.

1-8-9- اثر پوشش گياهي
ريشه اصلي درختان توسط اثرات ميکانيکي ريشه ها بر پايداري دامنه اثر گذاشته و باعث خشک شدن دامنه توسط جذب بخشي از آب زيرزميني مي شوند. جنگل زدايي سطح دامنه ها اثرات منفي بر رژيم آب در لايه هاي زيرزميني ايجاد مي کند. (زاروبا و منکل، 1982).
براي شناخت عوامل موثر در حركت هاي توده اي مطالعات زيادي بوسيله ژئومورفولوژيست ها صورت گرفته، ولي به دليل پيچيدگي اين گونه حركت ها و تاثير عوامل متعدد در آن، هنوز نتيجه قطعي و كافي در اين زمينه حاصل نگرديده است. ليكن مي توان گفت كه عوامل موثر در حركت¬هاي توده اي عبارتند از: 1- نوع سازند 2- ضخامت سازند 3- نوع مواد سطحي 4- شرايط توپو گرافي (شيب ، جهت ، ارتفاع) 5- مقدار املاح موجود در سازند 6- دانه بندي سازند 7- ميزان رطوبت موجود در خاك يا سازند 8- نيروي ثقل 9- وضعيت تكتونيكي يا زمين ساخت 10- شرايط آب و هوايي 11- نوع استفاده از زمين (احمدي، 1378).

1-9- طبقه¬بندی حرکات توده¬ای
معیارهای مختلفی برای طبقه¬بندی حرکت¬های توده¬ای وجود دارند که عبارتند از: نوع و شکل حرکت، سرعت حرکت، ابعاد حرکت، نوع و اندازه مواد جابجا شده، شکل سطح گسیختگی و …. در ایران در سال 1374، آقای دکتر حسن احمدی، با توجه به ویژگی¬ و مشخصه¬های ژئومورفولوژیکی اقدام به طبقه بندی انواع حرکات مواد بر روی دامنه¬های شیبدار نمودند که نتیجه آن در جدول زیر مشاهده می¬شود (احمدی، 1378).
جدول1-1-تقسیم بندی انواع مواد جابجا شده در ایران (احمدی، 1378)

 

طبقه¬بندی شرح

واریزه جدا شدن قطعات سنگ در اثر تخریب مکانیکی و حرکت به طرف پایین دامنه و انباشته شدن در پای دامنه ریزش ریزش یکجای قسمتی از مواد به صورت یک توده بر روی یک دامنه با شیب تند تراست یا تختانک بوجود آمدن اشکالی شبیه سکوهای کوچک بر روی دامنه¬ها و به ابعاد چند دسی-متر که بوسیله سطوحی از هم جدامی¬شوند، بواسطه قیچی شدن سازند جریان¬های گلی رخداد پدیده سولیفلوکسیون به صورت مایع (خمیری شکل) بر روی سازندهایی با دانه¬بندی ریزتر از سولیفلوکسیون جریان¬های سولیفلوکسیونی مواد تشکیل¬دهنده این توده ریزتر از سولیفلوکسیون بوده و بر روی دامنه¬هایی با 10-25 درجه، پشته باریک و 15 تا 30 ناهمواری پلکانی ایجاد می¬نمایند. سولیفلوکسیون حرکت بطئی مواد گلی بر روی دامنه، در نتیجه در مرحله پلاستیسه ماندن رس لغزش حرکت مواد بر روی دامنه در اثر عمل آب و نیروی ثقل با وسعت زیاد خزش سقوط بطئی مواد تشکیل دهنده دامنه. برخلاف لغزش که به صورت یکجا و توده انجام می¬گیرد، مواد سازنده در این پدیده دانه دانه می¬لغزند.

1-10- تعریف پهنه¬بندی خطر
پهنه بندي عبارت است از تقسيم بندي اراضي به بخش¬هاي مجزا و رتبه بندي آنها بر اساس درجه واقعي يا پتانسيل خطر ناشي از بروز زمين لغزش يا ساير حرکت هاي توده اي (وارنس 1984).

1-11- خطر و ريسک گسيختگي:
در زمان بررسي دامنه ها، مخصوصا بررسي¬هايي که به منظور طراحي روش¬هاي تثبيت دامنه صورت مي گيرد، بايد قبل از هر چيز پتانسيل يا قابليت گسيختگي دامنه ارزيابي شود. اين ارزيابي معمولا با استفاده از دو مفهوم «خطر» و«ريسک» انجام مي گردد. خطر گسيختگي دامنه را با توجه به بزرگي محدوده اي که گسيخته خواهد شد و احتمال وقوع گسيختگي ارزيابي مي کنند. تاثير گسيختگي دامنه بر فعاليت هاي بشري نيز با مفهوم ريسک تشريح مي شود (معماريان 1377).

1-11-1- خطر گسيختگي
خطر گسيختگي دامنه بر حسب «بزرگي» بالقوه آن و «احتمال» وقوعش تخمين زده مي شود. مفهوم بزرگي به حجم موادي که ممکن است گسيخته شوند، سرعت حرکت در طول گسيختگي و محدوده¬اي که ممکن است تاثير بپذيرد، اطلاق مي شود. بزرگي در درجه اول به شکل گسيختگي و ارتباط با زمين شناسي، توپوگرافي و شرايط آب و هوايي منطقه بستگي دارد. احتمال وقوع گسيسختگي نيز بيش از همه به شرايط آب و هوايي، لرزه خيزي، تغيير در شيب دامنه و عوامل زودگذر ديگر بستگي دارد. خطر وقوع يک گسيختگي را به نحو زير مي توان به درجات مختلفي تقسيم کرد:
– بدون خطر: امکان گسيختگي دامنه تحت شرايط قابل پيش بيني وجود ندارد.
– خطر کم: گسيختگي کامل دامنه ممکن است در شرايط بسيار نامناسبي که احتمال وقوع آنها کم است (مثل يک رگبار 1000 ساله يا وقوع يک زمين لرزه بزرگ در منطقه¬اي با لرزه¬ خيزي کم) اتفاق بيافتد. خطر کم همچنين براي جايي که حجم و محدوده متاثر از گسيختگي بالقوه کم است ولي احتمال وقوع گسيختگي زياد است، به کار مي رود.
– خطر متوسط: دامنه ممکن است در آينده و در يک شرايط نامناسب گسيخته شود و حجم نسبتا بزرگي از مواد نيز براثر اين گسيختگي جابجا شود، حرکت نسبتا آهسته بوده و منطقه تاثير پذيرفته به منطقه گسيخته شده و بخش محدودي از پايين دست آن خلاصه مي شود (جابجايي متوسط).
– خطر زياد: تقريبا مسلم است که دامنه در آينده نزديک و تحت شرايط نامناسب ولي عادي (مثل بارندگي¬هاي شديد) گسيخته و در نتيجه حجم زياد تا بسيار زيادي از مواد جابجا خواهد شد يا اينکه دامنه ممکن است تحت شرايط نامناسب (احتمال متوسط) گسيخته شود ولي حجم بالقوه مواد و محدوده متاثر از آن بسيار بسيار بزرگ بوده و سرعت حرکت نيز بسيار بزرگ باشد.

1-11-2- ريسک گسيختگي
گسيختگي¬هاي دامنه اي را صرفنظر از خطر آن¬ها (يعني بزرگي و احتمال وقوعشان)، مي توان بر مبناي تاثيري که بر فعاليت هاي بشري و سازه هاي مهندسي دارند نيز طبقه بندي نمود. درجه بندي ريسک، بر مبناي نوع سازه مهندسي و آثار ناشي از گسيختگي انجام مي شود. به اين ترتيب گروه¬هاي زير را مي توان تشخيص داد:
– بدون ريسک: گسيختگي، دامنه فعاليت هاي بشر را متاثر نخواهد ساخت.
– ريسک پايين: بر اثر گسيختگي ناراحتي هايي ايجاد مي شود ولي حيات انسان¬ها و مايملک آنها تهديد نخواهد شد. مثل افتادن يک قطعه کوچک سنگ يا خاک از دامنه به داخل جاده که بخش کوچکي از راه را مي بندد و به سهولت مي توان آن را جابجا کرد.
– ريسک متوسط: گسيختگي ناراحتي هاي شديدتري را باعث مي شود که با کوشش بيشتر برطرف مي شود و معمولا به طور مستقيم حيات انسان¬ها و سازه هاي مهندسي را تهديد نمي کند. مثل يک لغزش خرده سنگي که بر روي راهي ريخته مي شود و تا برداشته شدن، راه را مي بندد.
– ريسک بالا: براثر گسيختگي ممکن است سازه¬هاي مهمي کاملا از دست برود يا به عنوان مثال راه براي مدتي به طور کامل بسته شود، ولي در خلال گسيختگي الزاما جان انسان¬ها در خطر نيست.
– ريسک بسيار بالا: در زمان گسيختگي علاوه بر صدمات که بر سازه وارد مي شود، جان انسان¬ها نيز در خطر است. مثل تخريب سازه¬هاي مسکوني يا يک خط آهن، در جايي که فرصت کافي براي آگاه کردن قبلي ساکنين وجود نداشته باشد.

1-12- انواع مدل هاي مطالعه حرکت¬های توده¬ای
حرکت نيروي ثقل يا گرانشي توده خاک بر روي دامنه از پديده هاي فراوان در نواحي کوهستاني و مناطق تپه ماهوري است. براي برنامه ريزي در مورد پيشگيري از پديده زمین¬لغزش، آگاهي از ويژگي انرژي جنبشي آنها ضروري است. از طرف ديگر مشاهده و بررسي حرکت هاي توده¬اي و نتايج آنها (مثل موقعيت نهشته¬هاي ريزشي يا درختان شکسته شده) ما را قادر مي سازند تا از معادلات تجربي و مسافت هاي انتقالي توسط نهشته¬هاي خاک و سنگ استنتاج و تخميني داشته باشيم و يا اينکه مي توان ضرايب تجربي در معادلات ديناميکي در مورد حرکت هاي توده¬ای بر روي دامنه را تعيين کنيم. مدل¬هاي کامپيوتري براي توليد نقشه ريسک، بر مبناي نقشه¬هاي خطر کاربرد دارند (پج و همکاران ، 2005). تحقیقات متعددی درخصوص پهنه¬بندی خطر حرکت توده¬ای انجام گرفته است و بیشتر محققین، جنبه¬های زمین¬شناسی مهندسی و توسعه روابط ریاضی برای بررسی ناپایداری شیب¬ها و محاسبه فاکتور اطمینان در ناپایداری شیب¬های طبیعی را مدنظر قرار داده¬اند.