Determining Effective Factors on Gorganrood River Flooding and Micro-Zoning of Flood Risk Analysis in Aq’Qala County Using AHP Method

Document Type : Research Article

Authors

• Kaman Ganji ¹
• Saeid Gharechelou ²
• Ahmad Ahmadi ³

¹ MSc in Water and Hydraulic Structures, Faculty of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran

² Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran

³ Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran

10.22067/geoeh.2021.68419.1011

Abstract

The main goal of this study was to investigate the effective factors on the flooding of Gorganrood River in Aq’Qala County with emphasis on March 2019 Flood event. In this research 18 sub-criteria that play imperious role in creating flood inundation were identified. According to time series flood mapping, technical process of satellite data, field survey, and consulting with flood’s experts, the sub-criteria were compared in each pairs using the AHP questionnaire, and their final weights were determined using Expert Choice software. Topographic and morphological sub-criteria with weights of 0.353 and 0.333 had the most impact on the occurrence of inundating, respectively. Based on the results, 14.19% of area of Aq’Qala county have located in very low hazard zone (the western and the southern regions due to their suitable topography and distance from the Gorganrood river), 18.1% in low hazard zone (the northwest of the Aq’Qala due to existence of swampland and salty plains), 11.95% in moderate hazard zone (the northern of the Aq’Qala due to swampy and hilly nature and southern of the Aq’Qala), 29.66% in high hazard zone (the southeast of Aq’Qala due to closeness to the Gorganrood river buffer zones and tributaries of the Qarasou river, and the western areas due to the unsuitable morphological conditions and low gradient of Gorganrood bed river), 26.1% in very-high hazard zone (the middle of Aq’Qala due to plains’ topography, and qualitative buffer zones of the Gorganrood river due to unsuitable morphological conditions). Canalization of outer arch meanders in Sallaq Yilqi to Gangirma villages, widening and dredging the river channel at Aq’Qala historic bridge, drainage and digging a detour channel according to topographic conditions in middle plains can mitigate the flood hazard in the Aq’Qala County.

Graphical Abstract

Keywords

• Aq’Qala
• Flood Hazard Map
• Gorganrood River
• AHP
• GIS

20.1001.1.23221682.1400.10.4.1.2

---

References

اصغرپور، محمدجواد؛ 1397. تصمیم‌گیری‌های چندمعیاره. انتشارات دانشگاه تهران. فصل دوم. صص 95-101.

آذرنگ، فرهنگ؛ تلوری، عبدالرسول؛ صدقی، حسین؛ شفاعی بجستان، محمود؛ 1395. اثرات احداث سدهای بزرگ بر شرایط جریان و پارامترهای هیدرولیکی رودخانه (مطالعه موردی: رودخانه کرخه پایین‌دست سد مخزنی). مجله علمی پژوهشی آب‌وخاک. صص 11-27.

آقایی، شیما؛ مازیار، محمدرضا؛ 1386. تصمیم‌گیری منطقی با بهره‌گیری از نرم‌افزار Expert Choice2000. انتشارات اردکان دانش. اصفهان. ص 6.

بدیعی‌زاده، سامان؛ بهره‌مند، عبدالرضا؛ آرامی، عبدالحسن؛ سبحانی، آمنه؛ 1391. بررسی تحلیلی معیارهای هیدرولیکی و آسیب‌پذیری در پهنه‌بندی خطر سیلاب شهری با استفاده از تکنیک‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره. سومین همایش ملی مقابله با بیابان‌زایی و توسعه پایدار تالاب‌های کویری ایران. اراک: دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک. صص 3-5.

بزرگ‌حداد، امید؛ خسروشاهی اصل، سارا؛ زارع‌زاده، محبوبه؛ جوان، پوریا؛ 1392. توسعه مدل شبیه‌سازی-بهینه‌سازی در حفاظت مناطق سیل‌گیر. نشریه آب‌وخاک (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 27. شماره 3. صص 462-471.

حسین‌زاده، محمدمهدی؛ اسماعیل‌پور، نادر؛ زنگی‌آبادی، سیدمحمدعلی؛ 1394. ارزیابی رابطه SCS-CN در تعیین میزان رواناب با استفاده از نرم‌افزار Arc-GIS مطالعه موردی: حوضه آبریز سلطانی. اولین کنفرانس بین‌المللی علوم جغرافیایی. شیراز: موسسه عالی علوم و فناوری خوارزمی. ص 3.

حیدری، علی؛ امامی، کامران؛ برخوردار، مهرداد؛ مرادی، شادی؛ 1385. پیش‌بینی و هشدار سیلاب. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. شابک: 964-6668-58-5. صص 149-150.

 درخشان، شهرام؛ ضیائیان فیروزآبادی، پرویز؛ بخشی‌پور، امیدرضا؛ 1385. بررسی کارآیی مدل‌های مختلف در مکانیابی پخش سیلاب با استفاده از GIS مطالعه موردی حوضه دویرج ایلام. هفتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه. اهواز: سازمان آب و برق خوزستان. دانشگاه شهید چمران اهواز. ص 6.

صالحی، اسماعیل؛ رفیعی، یوسف؛ فرزاد بهتاش، محمدرضا؛ آقابابایی، محمدتقی؛ 1392. پهنه‌بندی سیلاب شهری با استفاده از GIS و فرایند تحلیل سلسله‌مراتبی فازی، مطالعه‌موردی: شهر تهران. محیط‌شناسی. سال سی و نهم. شماره 3. صص 188-179.

عبدی‌نژاد، پرویز؛ حیدری، اصغر؛ حسینی، احمد؛ 1394. تشکیل بانک اطلاعاتی و پایگاه داده‌های مشخصات عمومی رودخانه‌ها و مسیل‌های استان زنجان در محیط GIS. اولین کنفرانس ملی مهندسی فناوری اطلاعات مکانی. تهران: دانشکده مهندسی نقشه‌برداری دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی. ص 9.

عسگری، شمس‌الله؛ احمدی، مهدی؛ همتی، موسی؛ 1394. فرسایش کناری رودخانه‌ چرداول با استفاده از مدل HEC-RAS و GIS. مجله تحقیقات جغرافیایی. شماره 30. صص 71-80.

عطایی، محمد؛ 1388. تصمیم‌گیری چندمعیاره. انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود. صص 19-45.

قلی‌نژاد، جواد؛ ظهیری، عبدالرضا؛ دهقانی، میراحمد؛ 1391. شبیه‌سازی یک‌بعدی و دوبعدی جریان‌های سیلابی در رودخانه‌ها (مطالعه موردی: رودخانه گرگانرود ایستگاه هیدرومتری آق‌قلا). مجله پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک. دوره نوزدهم. شماره چهارم. صص 103-119.

گنجی، کامران؛ قره‌چلو، سعید؛ احمدی، احمد؛ 1399. بررسی اثر شاخص‌های مورفولوژیکی رودخانه گرگانرود بر پهنه‌های سیلاب با استفاده از داده‌های سنجش‌ازدور و تحلیل‌های مکانی (منطقه مطالعاتی: شهر آق‌قلا). نشریه علمی جغرافیا و مخاطرات محیطی. دانشگاه فردوسی مشهد. دوره 9. شماره 3 - شماره پیاپی 35. صص 225-205. DOI: 10.22067/GEOEH.2020.67016.0

نظری‌ها، مهرداد؛ علی، نقی‌خانی؛ قیاسی، بهزاد؛ یوسفی، علی؛ 1392. بررسی عوامل مؤثر بر ریخت‌شناسی (مورفولوژی) آبراهه‌ها و رودخانه‌ها. اولین همایش ملی مهندسی و مدیریت کشاورزی، محیط‌زیست و منابع طبیعی پایدار. همدان، انجمن ارزیابان محیط‌زیست هگمتانه. صص 648-655.

 

Ali, S.A., Khatun, R., Ahmad, A., Ahmad, S.N., 2019. Application of GIS-based analytic hierarchy process and frequency ratio model to flood vulnerable mapping and risk area estimation at Sundarban region, India. Modeling Earth Systems and Environment. Springer International Publishing 5(3):1083–1102. DOI: 10.1007/s40808-019-00593-z.

Chakraborty, S., Mukhopadhyay, S., 2019. Assessing flood risk using analytical hierarchy process (AHP) and geographical information system (GIS): application in Coochbehar district of West Bengal, India. Natural Hazards. Springer Netherlands 99(1):247–274. DOI: 10.1007/s11069-019-03737-7.

Di Baldassarre, G., Uhlenbrook, S., 2012. Is the current flood of data enough? A treatise on research needs for the improvement of flood modelling. Hydrological Processes 26(1):153–158. DOI: 10.1117/12.2194449

Ganji, K., Gharachelou, S., Ahmadi, A., 2019. Urban’s river flood analysing using sentinel-1 data  case study: (gorganrood, aq’qala). International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences - ISPRS Archives 42(4/W18):415–419. DOI: 10.5194/isprs-archives-XLII-4-W18-415-2019

Pradhan, B., 2009. Flood susceptible mapping and risk area delineation using logistic regression, GIS and remote sensing. Journal of Spatial Hydrology. Journal of Spatial Hydrology 9(2):1–18.

Sadek, M., Li, X., 2019. Low-Cost Solution for Assessment of Urban Flash Flood Impacts Using Sentinel-2 Satellite Images and Fuzzy Analytic Hierarchy Process: A Case Study of Ras Ghareb City, Egypt. Advances in Civil Engineering 2019. DOI: 10.1155/ 2019/2561215

Xu, H., 2006. Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. International Journal of Remote Sensing 27(14):3025–3033. DOI: 10.1080/01431160600589179