Management of Natural Ecosystems

Management of Natural Ecosystems

Landslide Hazard Zoning Using SINMAP Process Oriented Model (Case Study: Marbor Basin, Semirom County)

Document Type : Original Article

Authors
Mahdieh Shafiee 1
Mehdi Hayatzadeh 2
Ali Fathzadeh 3
Yaghub Niazi 4
Mahdi Tazeh 3
1 M.Sc. of Watershed Management, Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran.
3 Associate Professor, Department of Nature Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resourc, Ardakan University, Ardakan, Iran.
4 Ph.D. Graduate, Department of Watershed, Faculty of Natural Resources and Desert Studies, Yazd University, Yazd, Iran.
10.22034/emj.2024.714955
Abstract
Landslides are one of the natural disasters that happen every year due to the changes made by humans in natural areas. Landslide assessment requires accurate and reliable location information. Today, the use of new technologies such as data receiving and processing (by satellite), using softwaresand information processing systems and development of process-oriented models, Landslide occurrence can be evaluated more accurately. In this research, the combination of ArcGIS software and SINMAP extension has been used to predict landslides. The main input of the SINMAP model is a digital elevation map, that is processed by determining parameters such as soil adhesion and density, internal friction angle for the upper and lower border of the studied area. In this research, for zoning of landslide hazard, while preparing and processing information such asground control points, corrected digital elevationmodel, slope, flow direction, specific surface of watershed, Soil saturation level, finally, a sustainability index map was created. The results of the model while giving priority to the slope parameters and the internal friction angle of the soil in the landslide event showed that about 70.67% of Marbor basin area is in stable range. Also the modeling results in the studied area showed that amongof 9 landslides that occurred in the stable area, 6 landslides can be predicted. The results of model validation with determination coefficient of 0.78and the value of SR index equal to 0.81 also showed that there is a good correlation for the prediction. Therefore, the results obtained from the relevant modeling can be used to predict and warning the occurrence of landslides in the studied area.
Keywords
stability coefficient
slope of the land
erosion
modeling
SINMAP
Subjects
آدینه‌وند، ر.، زارع، م.، و رئیسی، ع. (1396). کاربرد مدل آماری رگرسیون لجیستیک نادر وقوع در ارزیابی پهنه‌بندی حساسیت به حرکات توده‌ای. کواترنری ایران، (3) 3، ‌246-231.
آرمین، م.، مصفایی، ج.، قربان‌نیا، و.، و خیری، ا. (1398). پهنه‌بندی زمین‌لغزش‌ و برنامه مدیریتی کنترل خطر آن در استان کهگیلویه و بویراحمد با استفاده از مدل حائری–سمیعی. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی،(1) 8: 196-176.
بابلی مؤخر، ح.، شیرانی، ک.، و تقیان، ع. (1397). کارایی تئوری بی‌نظمی سامانه‌های طبیعی در پهنه‌بندی حساسیت زمین‌لغزش مطالعه موردی: حوضه آبخیز رودخانه فهلیان. علوم زمین. (109)28: 200-187.
خدایی‌قشلاق، ل.، روستایی، ش.، و حجازی، س. ا. (1396). ارزیابی روش رگرسیون لجستیک در بررسی پتانسیل وقوع زمین‌لغزش‌ مطالعه موردی: حوضه آبریز رودخانه حاجیلر چای. جغرافیای طبیعی، (37) 10: 57-45.
جهاندیده، م.، رحیمی، ا.، ظهرابی، ح.، و ستایش، ب. (1396). تعیین میزان همخوانی کاربری فعلی سرزمین با ارزیابی توان اکولوژیکی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز ماربر جنوبی سمیرم)، نخستین همایش بین المللی سامانه اطلاعات جغرافیایی جاده ابریشم، اصفهان، خردادماه 1396.
سبزواری، ت.، و طالبی، ع. (1400). پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش‌ حوزه‌های آبخیز با استفاده از ترکیب دو مدلSINMAP  و  TOPMODEL. مهندسی و مدیریت آبخیز ،(1) 13: 234-222.
صفرپور، ز.، فرزادمهر، ج.، گلکاریان، ع.، و بشیری، م. (1399). بررسی کارایی مدل شاخص پایداری دامنه در شرایط مختلف هیدرولوژیکی (مطالعه موردی: حوزه سد بیدواز اسفراین). مرتع و آبخیزداری،(1) 73: 148-139.
صفرپور، ز.، فرزادمهر، ج.، گلکاریان، ع.، و بشیری، م. (1394). بررسی کارایی مدل SINMAP در پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش‌ در حوزه آبخیز سر بیدواز اسفراین. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تربت حیدریه. خراسان رضوی، 125 ص.
طالبی، ع.، و ایزددوست، م. (1390). بررسی کارایی مدلSINMAP  در پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش‌ (مطالعه موردی حوزه آبخیز سد ایلام). علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. (15) 5: 68- 63.
طالبی، ع.، و متولی، ع. (1395). بررسی زمین‌لغزش‌های طبیعی و حاشیه جاده با استفاده از مدل فرآیند محور پایداری سطحی دامنه (مطالعه موردی: محدوده محور ساری-کیاسر). زمین‌شناسی ایران،(37) 10: 13-1.
لجم اورک، م.،و  پیری، ز. (1402). پهنه‌بندی خطر وقوع زمین‌لغزش با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و فن GIS مطالعه‌ی موردی؛ شهرستان باغملک، جغرافیا و مخاطرات محیطی. (3) 12، 215-193.
Abay A., Barbieri G., and Woldearegay, K. (2019). GIS-based landslide susceptibility evaluation using analytical hierarchy procsses (AHP) approach: the case of Tarmaber District,Ethiopia,Momona Ethiopian Journal of Scince 11(1), pp 14-36.
Chang, Z., Huang, F., Huang, J., Jiang, S. H., Liu., Y., Meena, S. R., and Catani, F. (2023). An updating of landslide susceptibility prediction from the perspective of space and time. Geoscience Frontiers, 14(5), 101619.
Cook, M., Brook, M., Tunnicliffe, J., Cave, M., Hamling, I., and Holley, R (2021). Mapping and monitoring urban landslides in New Zealand using Sentinel-1 InSAR data: A case study from Gisborne (No. EGU21-13744). Copernicus Meetings.
Das, I., Sahoo, S., Westen, C., Stein. A., and Hack, R. (2010). Landslide susceptibility assessment using logistic regression and its comparison with a rock mass classification system, along a road section in the northern Himalayas (India). Geomorphology, 114: 627-637.
Dias Nory, T., and Carvalho vieira, B. (2015). Susceptibility to shallow landslides in a drainage basin in the Serra do Mar pavlo, Brazil, predicted using the SINMAP mathematical model. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 74:369-378
Huang, F., Xiong, H., Yao, C., Catani, F., Zhou, C., and Huang, J. (2023). Uncertainties of landslide susceptibility prediction considering different landslide types. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 15(11), 2954-2972.
Hungr, O., Leroueil, S., and Picarelli, L. (2014). The Varnes classification of landslide types, an update. Landslides, 11, 167-194. ‏
Iqbal, U., Perez, P., and Barthelemy, J. (2021). A process-driven and need-oriented framework for review of technological contributions to disaster management. Heliyon 7(11), e08405. ‏
Larsen, I. J., and Montgomery, D. R. (2012). Landslide erosion coupled to tectonics and river incision. Nature Geoscience, 5(7), 468-473. ‏
Nowicki Jessee, M. A., Hamburger, M. W., Ferrara, M. R., McLean, A., and FitzGerald, C. (2020). A global dataset and model of earthquake-induced landslide fatalities. Landslides, 17(6), 1363-1376. ‏
Tanyaş, H., Van Westen, C. J., Allstadt, K. E., Anna Nowicki Jessee, M., Görüm, T., Jibson, R. W., and Hovius, N. (2017). Presentation and analysis of a worldwide database of earthquake‐induced landslide inventories. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 122(10), 1991-2015. ‏
Reichenbach, P., Rossi, M., Malamud, B. D., Mihir, M., and Guzzetti, F. (2018). A review of statistically-based landslide susceptibility models. Earth-science reviews, 180, 60-91.
Roback, K., Clark, M. K., West, A. J., Zekkos, D., Li, G., Gallen, S. F., and Godt, J. W. (2018). The size, distribution, and mobility of landslides caused by the 2015 Mw7. 8 Gorkha earthquake, Nepal. Geomorphology, 301, 121-138.
Froude, M. J., and Petley, D. N. (2018). Global fatal landslide occurrence from 2004 to 2016. Natural Hazards and Earth System Sciences, 18, 2161–2181.
Pack, R. T., Tarbaton, D. G., and Goodwin, C. N. (2001). Assessing Terrain Stability in a GIS using SINMAP, 15th annual GIS conference, GIS 2001, Vancouver, British Columbia. February 19-22. 17.
Paolini, L., Villalba, R., and Grau, R. (2005).  Precipitation variability and landslide occurrence in a subtropical mountain ecosystem of NW Argentina. Dendrochronologia, 22(3), 175-180.

  • Receive Date 02 January 2024
  • Revise Date 08 April 2024
  • Accept Date 27 April 2024