پیش‌بینی فضاهای آسیب‌پذیر شهر مشهد هنگام وقوع زلزله

نوع مقاله: پژوهشی - کاربردی

نویسندگان

1 استادیار گروه جغرافیا و اکوتوریسم دانشگاه کاشان

2 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد لامرد،لامرد، ایران

3 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد، مشهد، ایران

4 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بجنورد، بجنورد، ایران

چکیده

ایران جزو ده کشور دارای مخاطرات طبیعی و ششمین کشور زلزله‌خیز دنیا است. زلزله به دلایل متعدد از جمله نوع مکان‌گزینی، توسعۀ فیزیکی نامناسب و رعایت نکردن استانداردهای لازم مسبب بیشترین تلفات انسانی در کشور ماست. شهر مشهد نیز نه‌تنها از این قاعده مستثنا نیست، بلکه با توجه به تراکم سازه‌ای، جمعیت متراکم، رعایت نکردن استانداردها، توسعۀ فیزیکی نامناسب و... با خطر جدی‌تری روبروست. هدف این پژوهش که با روش توصیفی - تحلیلی و 10 معیار با استفاده از مدل فازی در GIS انجام گرفته، پیش‌بینی فضاهای آسیب‌پذیر شهر مشهد در هنگام وقوع زلزلۀ احتمالی است. یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که 51 درصد از کل سطح شهر، 63 درصد از محدودۀ بافت فرسوده، 55 درصد از محدودۀ با تراکم بیش از 120 نفر، 81 درصد از کاربری مسکونی و از دهۀ 1360 به بعد بیش از دو سوم وسعت شهر مشهد در پهنۀ آسیب‌پذیری زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است. همچنین از سه منطقۀ پرجمعیت شهر مشهد یعنی مناطق 2، 3 و 9، دو منطقۀ 9 و 2 در سطح بالای خطر زلزله و فقط منطقۀ 3 در سطح پایین خطر زلزله قرار دارند. لذا مناطق 9 و 2 شهر مشهد از مناطقی‌اند که باید خطرات ناشی از زلزله در آنها به‌طور جدی مورد توجه قرار گیرد، زیرا این مناطق از یک ‌طرف وسعت و جمعیت فراوان دارند و از طرف دیگر، سطح نسبی خطر زلزله در آنها بالا است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of the Areas Vulnerable to Earthquake in Mashhad City

نویسندگان [English]

  • Yones Gholami 1
  • Salman Hayati 2
  • Mohammad Ghanbari 3
  • Asiye Esmaili 4
1 Assistant Professor of Geography, Department of Geography and Ecotourism, University of Kashan, Iran
2 Young Researchers and Elite Club, Lamerd Branch, Islamic Azad University, Lamerd, Iran
3 Young Researchers and Elite Club, Islamic Azad University, Mashhad Branch, Mashhad, Iran
4 Young Researchers and Elite Club, Bojnord Branch, Islamic Azad University, Bojnord, Iran
چکیده [English]

Introduction
The map of earthquake-vulnerable areas around our country shows that more than two third of all the land is on high risk zones on which most of populated cities are located. These areas are more influenced by activities of faults and they have shallow quakes near the surface. This is to the extent that 90 percent of all the cities in the country are vulnerable to a 5.5 Richter's earthquake. Two existing powerful and active faults in two sides of Mashhad City, with short distance to the city, show a high risk zone. The city is located in a distance of 20 km to a fault 100 km long in east and southeast of the city and also in a distance just 2 km to a fault of 90 km long in south and southwest part of Mashhad. Up to 275 microseisms and earthquakes took place in Mashhad in 2006; 3 of them were more than 4.5 Richter and one with 6.6 Richter, as the most important in Mashhad. During the period 1891-2011, the City had population 60 times and 40 times the area. Given that, the city is a hub of religious tourism. More than 20 million pilgrims and tourists are allowed to enter the city each year. The population density in the area can convert an earthquake into a harmful humanitarian disaster.
Methodology
Fuzzy logic in GIS software was used for zonation of Mashhad vulnerability during possible earthquakes. In this software, small functions were used for fuzzification and fuzzy multiplication operator was used to overlap the data.
Results and Discussion
Overall results show that the west parts of the city have the highest risk of earthquake, while central and eastern parts are experiencing the lowest levels of relative earthquake risk. District 9 has the highest risk and following that the districts 12, 2, 11, and 10 have most risks, in order. District Samen has the lowest level of earthquake risk and districts 5, 3, and 4 are relatively low risk zones. Among three of the most populated districts of Mashhad, i.e. 2, 3, and 9, the districts 9 and 2 have high risk and district 3 is the only one with low risk of earthquake. But district number 9 which is the third one in the order of population in this city has also a high rank in the view of earthquake risk. It is the most risky district in the city. Thus, it seems that special attention should be paid to the earthquake dangers in this region. It is obvious that the old buildings in Mashhad must be more considered, those with relatively high risks of earthquake damages based on findings. Some other results of this study are as follows:
-       51 percent of the city's area with 1.45 million residents is located in high risk region.
-       After 1980s more than two third of the city has spread into high and very high risk region.
-       63 percent of old buildings and 55 percent of the areas with more than 120 people density are placed in high and very high risk regions.
-       81 percent of residential buildings and 86 percent of commercial/ administrative/ accommodations buildings are located in relatively high and very high risk regions.
-       76 percent of 4 floor and higher buildings are located in relatively high and very high risk regions.
Finally, it is suggested that if more extension of this city is required, more attention should be paid to the faults around the city and more growth towards the west, specially extending in district number 9, should be avoided. Therefore, to avoid spreading of the city into high risk regions, it is suggested to let it be extended towards the north east. It should be noted that all the results and suggestions given in this study are merely based on the researches related to earthquake risks on the basis of corresponding indices. It is obvious that a vast number of studies and researches from a variety of viewpoints are necessary to set programs to make development in a metropolis like Mashhad.
Conclusion 
Imbalance and unprincipled growth of the city especially in the last decades, construction near the faults and places with geologic instability, lack of practical abilities to manage a disaster, existing vulnerable buildings and lots of more factors show that in case of a severe earthquake in Mashhad lots of irreparable damages and casualties would occur. Thus, according to the above agents and investigation about how vulnerable is this city to an earthquake, we can say that disaster management is consistent with behavioral and structural schools. Because we see unprincipled behaviors based on behavioral school like non-standard constructions, use of improper materials, establishment of slums, improper foundation, construction in the canals and watercourses, and etc., Based on structural thought, management problems and the absence of a united management in case of a disaster can also play a role in intensification of a disaster. Finally, to reduce Mashhad's vulnerability to possible earthquakes following suggestions are presented:

Providing a database from close or effective faults, which can make trouble;
Managing secondary risks like fire, gas leakage, flood and ...;
Reinforcing existing buildings as far as possible;
Preventing any construction without obeying seismic codes;
Cooperation and interaction among all related organizations;

کلیدواژه‌ها [English]

  • city vulnerability
  • earthquake
  • Fuzzy logic method
  • Geographical Information System (GIS)
  • Mashhad city
آبسالان، علی؛ کنگی، عباس؛ (1393). گزارش تحقیقاتی مجموعه دستاوردهای تحقیقاتی- کاربردی سامانۀ مدیریت بحران زلزلۀ شهر هوشمند مشهد، سازمان فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرداری مشهد، شمارۀ نشر 101.

اکبری مطلق، مصطفی؛ عباس‌زاده، غلامرضا؛ امینیان، امیر احمد؛ (1391). آسیب‌پذیری مجموعۀ شهری مشهد و مدیریت بحران آن در مقابل زلزله با تأکید بر تجارب جهانی، فصلنامۀ آمایش و توسعۀ پایدار، شمارۀ 3، صص 23-7.

آزادی، اصغر؛ دولویی، غلام جوان؛ حافظی مقدس، ناصر؛ حسامی آذر، خالد؛ (1388). ویژگی‌های زمین‌شناسی، ژئوتکتونیکی و ژئوفیزیکی گسل طوس در شمال شهر مشهد، مجلۀ فیزیک زمین و فضا، شمارۀ 4، صص 34-17.

بربریان، مانوئل؛ فرشی، علی‌اصغر؛ (1368). گزارش بررسی‌های لرزه زمین ساختی، خطر زمین‌لرزه- گسلش و مهندسی طرح نیروگاه حرارتی نیشابور، تهران: وزارت نیرو، شرکت سهامی خدمات مهندسی برق (مشانیر).

پورمحمدی، محمدرضا؛ مصیب‌زاده، علی؛ (1387). آسیب‌پذیری شهرهای ایران در برابر زلزله و نقش مشارکت محله‌ای در امدادرسانی آنها، فصلنامۀ جغرافیا و توسعه، شمارۀ 12، صص 144-117.

حافظی مقدس، ناصر؛ آزادی، اصغر؛ مقتدر، محمد؛ (1385). گزارش مطالعات ژئوفیزیک و زمین‌شناسی ریزپهنه‌بندی شهر مشهد، مشهد، سازمان زمین‌شناسی مشهد، چکیدۀ مطالعات.

حبیبی، کیومرث؛ شیعه، اسماعیل؛ ترابی، کمال؛ (1388). نقش برنامه‌ریزی کالبدی در کاهش آسیب‌پذیری شهرها در برابر خطرات زلزله، فصلنامۀ آرمانشهر، شمارۀ 3، صص 31-23.

حسینی، هاشم؛ کرم، امیر؛ صفاری، امیر؛ قنواتی، عزت‌الله؛ بهشتی جاوید، ابراهیم؛ (1390). ارزیابی و مکان‌یابی جهات توسعۀ فیزیکی شهر با استفاده از مدل منطق فازی مطالعۀ موردی: شهر دیواندره، نشریۀ تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، شمارۀ 23، صص 83-63.

حیاتی، سلمان؛ (1391). تحلیل شاخص‌های رشد هوشمند شهری در مشهد، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری به راهنمایی دکتر محمدرحیم رهنما، دانشکدۀ ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه فردوسی مشهد.

خاکپور، براتعلی؛ حیاتی، سلمان؛ کاظمی بی‌نیاز، مهدی؛ ربانی ابوالفضلی، غزاله؛ (1392). مقایسۀ تطبیقی - تحلیلی میزان آسیب‌پذیری بافت‌های شهری در برابر زلزله با استفاده از مدل‌های تحلیل سلسله‌مراتبی و فازی (نمونۀ موردی: شهر لامرد)، فصلنامۀ آمایش محیط، شمارۀ 22، صص 38-21.

خاکپور، براتعلی؛ زمردیان، محمدجعفر؛ صادقی، سلیمان؛ مقدمی، احمد؛ (1390). تحلیل میزان آسیب‌پذیری فیزیکی - کالبدی منطقۀ 9 شهر مشهد از دیدگاه زلزله خیری، مجلۀ جغرافیا و توسعۀ ناحیه‌ای، شمارۀ 16، صص 34-1.

زنگی‌آبادی، علی؛ تبریزی، نازنین؛ (1385). زلزلۀ تهران و ارزیابی فضایی آسیب‌پذیری مناطق شهری، فصلنامۀ پژوهش‌های جغرافیایی، شمارۀ 56، صص 130-115.

شاهی فردوس، محمد؛ بیچرانلو، محمدحسن؛ پورمیرزایی، راشد؛ (1393). تلفیق لایه‌های اطلاعاتی ژئوالکتریک با استفاده از روش فازی به‌ منظور انتخاب بهترین نقطۀ حفاری: بررسی موردی منطقۀ همیج، مجلۀ فیزیک زمین و فضا، شمارۀ 1، صص 105-95.

شایان، سیاوش؛ زارع، غلامرضا؛ حق‌پناه، یعقوب؛ (1392). زلزله‌خیزی ایران و مقاوم‌سازی مدارس، مجلۀ رشد آموزش جغرافیا، شمارۀ 3، صص 25-19.

شهرداری مشهد، (1392). آمارنامۀ شهر مشهد، معاونت توسعه و پژوهش شهرداری مشهد.

عبدالهی، مجید؛ (1382). مدیریت بحران در نواحی شهری، تهران: انتشارات سازمان شهرداری‌های کشور، چاپ دوم.

فرزامیان، محمد؛ ابوالقاسم کامکار روحانی؛ ضیایی، منصور؛ فرجی سبکبار، حسنعلی؛ سیف پناهی، کیومرث؛ (1390). به‌کارگیری روش منطق فازی در تلفیق داده‌های اندیس سرب و روی محدودۀ اکتشافی چیچکو (خاور تکاب) به منظور تعیین نقاط پتانسیل‌دار در محیط GIS، مجلۀ علوم زمین، شمارۀ 82، صص 30-17.

قائد رحمتی، صفر؛ قانعی بافقی، روح‌الله؛ (1391). تحلیل تأثیر گسترش فضایی شهر تهران در افزایش آسیب‌پذیری ناشی از زلزله (دورۀ زمانی: گسترش فیزیکی 200 سال اخیر)، فصلنامۀ تحقیقات جغرافیایی، شمارۀ 105، صص 190-169.

قائد رحمتی، صفر؛ حیدری‌نژاد، نسیم؛ (1388). گسترش فیزیکی شهرها و ضرورت تعیین حریم امن شهری نمونه شهر اصفهان، فصلنامۀ جغرافیا و مطالعات محیطی، شمارۀ 1، صص 24-14.

مهندسان مشاور فرنهاد، (1388). طرح توسعه و عمران (جامع) کلانشهر مشهد مقدس؛ مطالعات پایه کیفیت محیط شهری ایمنی و امنیت، شهرداری مشهد، نهاد مطالعات و برنامه‌ریزی توسعه و عمران مشهد، ویرایش اول.

----------؛ (1388). طرح توسعه و عمران (جامع) کلانشهر مشهد مقدس؛ مطالعات پایۀ محیط طبیعی، شهرداری مشهد، نهاد مطالعات و برنامه‌ریزی توسعه و عمران مشهد، ویرایش اول.

نظم‌فر، حسین؛ بهشتی جاوید، ابراهیم؛ فتحی، محمدحسین؛ (1392). پهنه‌بندی پتانسیل سیل‌خیزی و سیل‌گیری با مدل منطق فازی، مطالعۀ موردی حوزۀ رودخانۀ قوری چای، تهران، دومین کنفرانس بین‌المللی مخاطرات محیطی.

نگارش، حسین؛ (1384). زلزله، شهرها و گسل‌ها، فصلنامۀ پژوهش‌های جغرافیایی، شمارۀ 52، صص 51-34.

یمانی، مجتبی؛ داورزنی، زهرا؛ دادرسی، ابوالقاسم؛ (1391). ارزیابی مدل منطق فازی در مقایسه با دیگر مدل‌های مفهومی در پهنه‌بندی سیل‌خیزی با تأکید بر ویژگی‌های ژئومورفولوژیک مورد حوضۀ داورزن، فصلنامۀ جغرافیا و آمایش شهری- منطقه‌ای، شمارۀ 5، صص 134-121.

Chang, N, B.,2008, Combing GIS with Fuzzy multicriteria decision making for landfill siting in a fast-geowing urban region, Jornal of Environmental Management,,87, 139-153.

Dixon, B., 2005, Groundwater vulnerability mapping: A GIS and Fuzzy rule based integrated tool, Applied Geography, 25, 327-347.

Kainz, W., 2006, Fuzzy Logic and GIS. Vienna, Austria, Department of Geography and Regional Research University of Vienna.

Lee, K, H., 2005, First Course on Fuzzy Theory and Applications, Berlin Heidelberg NewYork: Springer.

Lodwick, W., 2008, Fuzzy Surfaces in GIS and Geographical Analysis, Theory, Analytical Methods, Algorithms and Applications, Boca Raton London New York: CRC Press.

Nateghi, A,F., 2000, Disaster mitigation strategies in Tehran,Iran,Disaster Preventation and Management.

Nichols, J, M., 2005, A major urban earthquake: planning for Armageddon, Landscape and Urban Planning, 73, 132-146.

Raines, L., &Sawatzky, L.,& Bonham, G, F., 2010, Incorporating expert knowledge: new fuzzy logic tools in ArcGis, Geo-spatial Information Science, 12, 243-250.

www.esri.com, 2014.