Land Subsidence Risk Zoning in Sarab Plain, using MARCOS and CODAS Multi-Criteria Analysis Algorithms

Document Type : Subsidence as a global challenge: Crisis management or management crisis

Authors

1 Professor in Geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Iran

2 PhD in Geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Iran

3 PhD Candidate in Geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Iran

Abstract

Among the risks facing the plains in Iran is subsidence, which causes many problems in agricultural lands, roads, power, and energy transmission lines. In recent years, Sarab plain has faced a sharp drop in the level of underground water, which has caused this area to be exposed to the risk of subsidence. Therefore, the purpose of this research is to investigate and analyze the most important factors involved in creating the risk of subsidence in Sarab plain and to identify the susceptible surfaces that are likely to be involved in subsidence in the future, using the multi-criteria MARCOS and CODAS algorithms. According to the results of subsidence risk zoning, water depth, land use, and slope, respectively, with weight coefficients of 0.194, 0.171, and 0.159, are the most important factors involved in creating the risk of subsidence in the studied area. The output of the MARCOS method showed that, respectively, 167.50 and 276.09 square kilometers of the area of Sarab Plain, and results of applying the CODAS method, showed that 187.13 and 279.03 square kilometers of the area are in the high-risk and critical category. In addition, the map extracted from the MARCOS and CODAS algorithms with the depth of the water level of the wells, respectively, have correlation coefficient values of 0.77 and 0.81. A correlation can be seen between the output of both methods with the water level map. It seems that the results of this study can be of great help to organizational managers and land and soil resource planners for protecting and managing water resources and natural hazards and preventing land degradation.

Graphical Abstract

Land Subsidence Risk Zoning in Sarab Plain, using MARCOS and CODAS Multi-Criteria Analysis Algorithms

Keywords


ابراهیمی، عطرین؛ قاسمی، افشان؛ گنجائیان، حمید؛ 1399. پایش میزان فرونشست محدوده شهری پاکدشت با استفاده از روش تداخل سنجی راداری. جغرافیا و روابط انسانی. دوره دوم. شماره 4. صص 29-41. 20.1001.1.26453851.1399.2.4.3.1
اسفندیاری، فریبا؛ قراچورلو، مرتضی؛ عبادی، الهامه؛ 1397. ارزیابی و برآورد تغییرات مکانی سطح آب زیرزمینی در دشت سراب با استفاده از روش‌های مختلف درون‌یابی. فصلنامه جغرافیا و توسعه. دوره شانزدهم. شماره 51. صص 80-65.   https://doi.org/10.22111/GDIJ.2018.3860
اصغری سراسکانرود، صیاد؛ فعال نذیری، مهدی؛ الناز، پیروزی؛ 1401. پهنه­بندی گسترة خطر فرونشست زمین در دشت مرکزی استان البرز با بهره­گیری از تکنیک تداخل­سنجی راداری و الگوریتم تحلیل چندمعیارۀ ARAS. اکوهیدرولوژی. دوره نهم. شماره 2. صص 371-353.
 https://doi.org/10.22059/IJE.2022.336590.1596
تلسچی امیرخیزی، مهناز؛ دلیر حسن­نیا، رضا؛ حقیقت جو، پرویز؛ مجنونی هریس، ابوالفضل؛ 1398. تعیین کیفیت آب چاه‌های کشاورزی دشت سراب جهت استفاده در سیستم‌های‌ آبیاری تحت‌فشار. دانش آب‌وخاک. دوره بیست و نهم. شماره 2. صص 198-185. https://water-soil.tabrizu.ac.ir/article_9328.html
جهانگیری، عباس؛ 1399. تحلیل روند آبرسانی به شهر­ها و روستا­های ایران و دفع فاضلاب از آن­ها طی سال­های 91 تا 97 با استفاده از رویکرد ترکیبی تصمیم‌گیری چند شاخصه. تصمیم­گیری و تحقیق در عملیات. دوره 5. شماره 2. صص 248-233. https://doi.org/10.22105/dmor.2020.239925.1184
جهانگیری، عباس؛ 1400. انتخاب بهترین فرآیند تصفیۀ فاضلاب در شهر فرمهین با استفاده از تصمیم­‌گیری چند شاخصه. تصمیم­گیری و تحقیق در عملیات. دوره ششم. شماره ویژه. صص 1-11. https://doi.org 10.22105/dmor.2021.272429.1508
حبیب زاده، محمد صادق؛ سرکارگر اردکانی، علی؛ المدرسی، سید علی؛ 1392. بررسی فرونشست زمین در شهریار با استفاده از تکنیک D-SAR. استاد راهنما استاد سید علی المدرسی. پایان نامه عمران و محیط‌زیست. دانشگاه آزاد اسلامی یزد. https://ganj.irandoc.ac.ir/
روستایی، شهرام؛ رضایی مقدم، محمدحسین؛ یاراحمدی، جمشید؛ نجف وند، سمیرا؛ 1401. بررسی مناطق مستعد ریسک فرونشست زمین در اثر افت سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش FUZZY-AHP (مطالعه موردی: دشت شبستر-صوفیان). پژوهش­های ژئومورفولوژی کمّی. انتشار آنلاین از 1 خرداد 1401. https://doi.org/10.22034/GMPJ.2022.329254.1334
سایت سازمان نقشه­برداری کشور؛ 1400. گزارش جامع بررسی مناطق فرونشست استان آذربایجان­شرقی بر اساس پردازش­های راداری و ژئودتیک. https://ncc.gov.ir/
شریفی کیا، محمد؛ 1391. تعیین میزان و دامنه فرونشست زمین به کمک روش تداخل­سنج راداری در دشت نوق- بهرامان. مجله برنامه‌ریزی و آمایش فضا. دوره شانزده. شماره 3. صص 73-55. http://hsmsp.modares.ac.ir/article-۲۱-۵۰۷۶fa.html
شریفی کیا، محمد؛ افضلی، عباسعلی؛ شایان، سیاوش؛ 1394. استخراج و ارزیابی اثرات پدیده‌های ژئومورفولوژیک ناشی از فرونشست در دشت دامغان. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. دوره چهارم. شماره 2. صص 60-74. 20.1001.1.22519424.1394.4.2.5.0
شفیعی، نجمه؛ مختاری، لیلاگلی؛ امیر احمدی، ابوالقاسم؛ زندی، رحمان؛ 1399. بررسی فرونشست آبخوان دشت نورآباد با استفاده از روش تداخل سنجی راداری. پژوهش­های ژئومورفولوژی کمّی. دوره هشتم. شماره 4. صص 93-111. https://doi.org/10.22034/GMPJ.2020.106424
شیرانی، کورش؛ پسندی، مهرداد؛  ابراهیمی، بابک؛ 1400. بررسی فرونشست زمین در دشت نجف‌آباد اصفهان با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی تفاضلی راداری. مجله علوم آب‌وخاک. جلد بیست و پنجم. شماره 1. صص ۱۲۷-۱۰۵. https://doi.org/10.47176/jwss.25.1.147214
صدری­کیا، منصوره؛ 1401. پایش فرونشست زمین با تحلیل سری زمانی پراکنش­گرهای دائمی و تغییرات تراز آب زیرزمینی؛ (مطالعه موردی دشت سراب). تحقیقات منابع آب ایران. دوره هیجده. شماره 2. صص 18-1. 20.1001.1.17352347.1401.18.2.1.1
فرزین کیا، ربابه؛ امیراحمدی، ابوالقاسم؛ زنگنه اسدی، محمدعلی؛ زندی، رحمان؛ 1400. پهنه‌بندی خطر فرونشست زمین در دشت جوین با استفاده از مدل تحلیل شبکه‌ای_ فازی. فضای جغرافیایی. جلد بیست و یکم. شماره74. صص ۷۱-۵۱. http://geographical-space.iau-ahar.ac.ir/article-1-3420-fa.html
قربانی، خلیل؛ سالاری‌جزی، میثم؛ فرنیا، الناز؛ 1397. ارزیابی روش کریجینگ بیزین تجربی در پهنه‌بندی تراز آب زیرزمینی. مجله پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک. دوره بیست‌وپنج. شماره 1. صص 182-165. https://doi.org/ 10.22069/JWSC.2018.13571.2826
کماسی، مهدی؛ گودرزی، حسام؛ بهنیا، امین؛ 1396. بررسی روند نوسانات مکانی-زمانی سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی به روش ماشین بردارپشتیبان(SVM)  و کریجینگ (kriging) مطالعه موردی دشت سیلاخور. پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک. دوره بیست‌وچهار. شماره 4. صص 209-195. https://doi.org/10.22069/JWSC.2017.11640.2611
کیانی، فاطمه؛ عابدینی، موسی؛ احمدزاده، غلامرضا؛ 1397. بررسی ارتباط فرونشست زمین و افت سطح آب‌های زیرزمینی در شهرستان کرج با استفاده از روش تلفیق وزنی در محیط GIS. کنفرانس عمران، معماری و شهرسازی کشورهای جهان اسلام. تبریز. صص 8-1. https://civilica.com/doc/775262
منتظریون، مریم؛ اصلانی، فرشته؛ 1398. ارزیابی خطر فرونشست با به‌کارگیری سیستم اطلاعات جغرافیایی در پهنه استان­های تهران و البرز. فصلنامه دانش پیشگیری و مدیریت بحران. دوره نهم. شماره 1. صص 13-1. 20.1001.1.23225955.1398.9.1.3.2
ناموری، محمد؛ صدری کیا، منصوره؛ 1399. پایش فرونشست دشت سراب با استفاده از تحلیل سری زمانی مبتنی بر تداخل­سنجی راداری. اولین کنفرانس بین المللی و دومین کنفرانس ملی فناوری‌ها و کاربردهای نوین. صص 1-14. https://civilica.com/doc/1249670
 
Abidin HZ, Andreas H, Gumilar I, & Brinkman JJ., 2015. On correlation between urban development, land subsidence and flooding phenomena in Jakarta, Changes in Flood Risk and Perception in Catchments and Cities (HS01 – IUGG2015). Published by Copernicus Publications on behalf of the International Association of Hydrological Sciences. https://doi.org/10.5194/piahs-370-15-2015
Aher P, Adinarayana J, & Gorantiwar SD., 2013. Prioritization of watersheds using multi-criteria evaluation through the fuzzy analytical hierarchy process. Agric Eng Int CIGR J, 15(1):11–18. http://www.cigrjournal.org
Alinezhad A, & Khalili J., 2019. New Methods and Applications in Multiple Attribute Decision Making (MADM). International Series in Operations Research & Management Science, vol 277, Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-15009-9
Arab Ameri A, Pourghasemi HR, & Cerda A., 2018. Erodibility prioritization of sub-watersheds using morphometric parameters analysis and its mapping: A comparison among TOPSIS, VIKOR, SAW, and CF multi-criteria decision making models, Science of The Total Environment, 613-614:1385 1400.· https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.210
Bou kheir R, Cerdan O, & Abdellah, C., 2006. Regional soil erosion risk mapping in Lebanon, Geomorphology, 82: 347-359. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.05.012
Gambolati G, Massimillano F, & Teatro F., 2018. Anthropogenic Land Subsidence, GROUNDWATER: 2444-2457. https://doi.org/10.1002/0470848944.hsa164b
Garg S, Motagh M, Jayaluxmi I, Karanam V, Selvakumaran S, & Marinoni A., 2022. Assessment of Land Subsidence Hazard, Vulnerability and Risk: A case study for National Capital Region in India, EGU General Assembly 2022 (Vienna, Austria, Online 2022). https://doi.org/10.5194/egusphere-egu22-12646
Georgiou D, Mohammed E S, & Rozakis S., 2015. Multi-criteria decisionmaking on the energy supply configuration of autonomous desalination units. Renew. Energy 75: 459–467. https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.09.036
Hoseini Y., 2019. Use fuzzy interface systems to optimize land suitability evaluation for surface and trickle irrigation, Information Processing in Agriculture, 6 (1): 11-19. https://doi.org/10.1016/j.inpa.2018.09.003
Huang G, Fan H, Lu L, & Yu W., 2020. Land Subsidence Monitoring in Dezhou City Based on Sbas-Insar Technology the International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLIII-B3: 1-6. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLIII-B3-2020-299-2020
Mathew M, & Sahu S., 2018. Comparison of new multi-criteria decision making methods for material handling equipment selection, Management Science Letters, Vol 8: 139–150. https://doi.org/10.5267/j.msl.2018.1.004
Minh DHT, Tran QC, Pham QN, Dang T, Nguyen DA, & El-Moussaw A., 2019. Measuring Ground Subsidence in Ha Noi Through the Radar Interferometry Technique Using TerraSAR-X and Cosmos SkyMed Data, in IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 12, No. 10: 3874-3884. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2019.2937398
Ranjgar B, Razavi V, Foroughnia T, Sadeghi-Niarak A, & Perissin D., 2021. Land Subsidence Susceptibility Mapping Using Persistent Scatterer SAR Interferometry Technique and Optimized Hybrid Machine Learning Algorithms, Remote Sensing, VOL 13, No 7: 1326. https://doi.org/10.3390/rs13071326
 
 
CAPTCHA Image