تهیۀ نقشۀ مدیریت مخاطرات سیلاب با استفاده از الگوریتم نوین جنگل‌ تصادفی (مطالعۀ موردی:‌ حوضۀ آبخیز لواسانات) مقاله

چکیده:

رخداد سیل یکی از سه مخاطرۀ طبیعی و اصلی ایران است و به جرأت می‌توان گفت که حداقل در سال در یک نقطه از این سرزمین سیلاب بزرگی رخ می‌دهد. براساس مطالعات انجام‌گرفته، سالانه 40 رخداد کوچک و بزرگ سیل در جای‌جای کشور رخ می‌دهد. همین موضوع ضرورت مطالعه در زمینۀ عوامل مؤثر بر وقوع سیلاب را آشکار می‌سازد. هدف این پژوهش، پهنه‌بندی مناطق مستعد سیل‌گیر در منطقه و تعیین اولویت عوامل مؤثر در وقوع سیل با استفاده از الگوریتم جنگل‌ تصادفی است. بدین ترتیب با توجه به مطالعات و پیشینیۀ تحقیق، 9 شاخص‌ کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، شیب، ارتفاع، شاخص رطوبت، دبی رودخانه، توان آبراهه، بارش، و انحنای زمین انتخاب شدند. پس از تعیین عامل تورم واریانس و ضریب تحمل، با وارد کردن داده‌های مربوط به عوامل مؤثر به نرم‌افزار R، مدلسازی با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی انجام گرفت و تأثیر عوامل مؤثر در وقوع سیلاب در هر زیرحوضه تعیین شد و در نهایت نقشۀ پهنه‌بندی خطر وقوع سیلاب در چهار پهنۀ خیلی خطرناک، خطرناک، با خطر متوسط و کم‌خطر در محیط ARC/MAP 10.2 تهیه شد. با توجه به نتایج تحقیق در همۀ زیرحوضه‌ها بارش مهم‌ترین عامل در وقوع سیلاب در منطقه شناخته شد. در حوضه‌های شمالی و غربی منطقه، دبی رودخانه و شیب رتبه‌های بعدی تأثیر در وقوع سیلاب را به خود اختصاص دادند، درحالی ‌که کاربری اراضی در زیرحوضه‌های جنوبی منطقه از عوامل مهم در بروز سیلاب است. همچنین با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، بیش از نیمی از منطقه در پهنۀ خیلی خطرناک و خطرناک واقع شده است. بخش اعظم پهنه‌های خطرناک و خیلی خطرناک قسمت‌های شمالی، شمال غربی و غربی منطقه را در برگرفته‌اند که شامل زیرحوضه‌های فشم، میگون و آهار است.

Introduction Flood is a pervasive and global phenomenon that causes a lot of human and financial losses every year. Floods are natural hazards that do not occur spontaneously, but are caused by many factors, both natural and human. Floods are one of the three main natural hazards in Iran and it is safe to say that significant floods occur at least once a year in this part of the country. According to studies, 40 small and large floods occur annually in all parts of the country. This highlights the need to study the factors influencing the occurrence of floods. The purpose of this study is to zoning flood prone areas in the region and to determine the priority of effective factors in flood occurrence using a random forest algorithm. Materials and methods Thus, according to the studies and research background, 9 land use indicators, distance from the river, slope, height, humidity index, river flow, waterway capacity, precipitation, and land curvature were selected. After determining the variance inflation factor and tolerance coefficient, in the next step by entering the data related to the effective factors to R software, modeling was performed using random forest algorithm and the role of effective factors in flood occurrence in each sub-basin was determined. Flood risk zoning was prepared in four very dangerous, dangerous, medium and low risk zones in ARC / MAP 10.2 environment. Discus and Results Lavasan catchment area is divided into 7 sub-basins: Lavarak, Afjeh, Kand, Imameh, Fasham, Meygon and Ahar. The most important factor in the occurrence of floods in all sub-basins is rainfall. In each sub-basin, according to its natural characteristics, factors such as discharge, land use, drainage are other factors for floods. Conclusion In the northern and western basins of the Dubai River region and the slope of the next ranks have played a role in the occurrence of floods. In the northern basins of the region (Migun, Fasham and Ahar), the height of component 5 is an important factor in the occurrence of floods. In the southern basins of the region, drainage density and distance from the river after rainfall have been the most important causes of floods. Land use, especially in the southern sub-basins of the region, is an important factor in the occurrence of floods. Due to the tourist nature of this region, the process of illegal construction and land degradation has increased sharply in thi.