فیزیک زمین و فضا

فیزیک زمین و فضا

ارزیابی وضعیت آسیب‌پذیری شهرهای استان لرستان در برابر مخاطره زمین‌لرزه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه جغرافیا، دانشکده اقتصاد، مدیریت و علوم اجتماعی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.
2 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
3 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
چکیده
موقعیت جغرافیایی ایران سبب شده است تا بسیاری از شهرهای آن در معرض مخاطره زمین‌لرزه باشد. با توجه این‌که مخاطره زمین‌لرزه با خسارات جانی و مالی زیادی همراه است، در این پژوهش ارزیابی وضعیت آسیب‌پذیری شهرهای استان لرستان در برابر این مخاطره پرداخته شده است. از جمله مناطقی که پتانسیل آسیب‌پذیری بالایی در برابر این مخاطره دارد، شهرهای استان لرستان است که به بررسی آن پرداخته شده است. در این پژوهش از نقشه‌های زمین‌شناسی 1:100000 منطقه، لایه کانون زمین‌لرزهای رخ داده در منطقه در طی سال‌های 1907 تا 2023، تصاویر ماهواره لندست 8 و سنتینل 1، مدل رقومی ارتفاعی 30 متر SRTM و اطلاعات آماری مربوط به جمعیت و درصد بافت فرسوده شهرهای مورد مطالعه، به‌عنوان مهم‌ترین داده‌های تحقیق استفاده شده است. مهم‌ترین نرم‌افزارهای پژوهش، ArcGIS، سامانه گوگل‌ارث انجین و SuperDecisions بوده است. در این پژوهش با استقاده از 8 پارامتر فاصله از کانون‌های زمین‌لرزه و گسل، میانگین شیب، جمعیت و تراکم جمعیت، درصد بافت فرسوده و فضای باز و همچنین ضریب فشردگی، به ارزیابی وضعیت آسیب‌پذیری شهرهای استان لرستان در برابر مخاطره زمین‌لرزه پرداخته شده است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، شهر خرم‌آباد با میانگین امتیاز 1/75، دارای بالاترین پتانسیل آسیب‌پذیری در برابر زمین‌لرزه است. این شهر به‌دلیل جمعیت و تراکم جمعیت زیاد، نزدیکی به خطوط گسل و تراکم کانون‌های زمین‌لرزه، پتانسیل آسیب‌پذیری بالایی دارد. بعد از خرم‌آباد نیز شهرهای درود و بروجرد به‌ترتیب با 5/74 و 72 امتیاز دارای بالاترین پتانسیل آسیب‌پذیری هستند. با توجه به نتایج این پژوهش، پیشنهاد می‌شود که اولویت اصلی مدیریت شهری و برنامه‌ریزی کاهش خطر در استان لرستان، تمرکز بر شهرهای با بالاترین پتانسیل آسیب‌پذیری یعنی خرم‌آباد، درود و بروجرد باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Assessment of the Vulnerability of Cities in Lorestan Province to Earthquake Hazards

نویسندگان English

Saeed Negahban 1
Hamid Ganjaeian 2
Morteza Akbarian 3
Hedyeh Hamidi 2
1 Department of Geography, Faculty of Economics, Management and Social Sciences, Shiraz University, Shiraz, Iran.
2 Department of physical Geography, Faculty of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran.
3 Department of physical Geography, Faculty Earth sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده English

The geographical location of Iran has placed many of its cities at risk from earthquakes. Lorestan, located in the western Zagros of Iran, is among the regions with high seismic risk. Positioned on the seismically active Alpine–Himalayan belt and at the collision zone between the Arabian and Iranian plates, the area experiences frequent and significant earthquakes. The central and western parts of the province are closely linked to the active Zagros faults, facing a high likelihood of seismic events. Beyond tectonic conditions, construction practices in Lorestan also contribute to increased vulnerability. Despite awareness of Lorestan’s seismicity and its history of severe earthquakes, evidence indicates that preventive measures and urban planning aligned with the existing risks have not been adequately implemented. Non-engineered buildings, substandard materials, high building density in deteriorated urban areas, and the absence of early warning systems are among the main weaknesses in reducing vulnerability.
In this study, the main data sources included 1:100,000 geological maps of the area, layers of earthquake epicenters occurring in the region between 1907 and 2023, Landsat 8 and Sentinel-1 satellite imagery, the 30-meter SRTM digital elevation model, and statistical information on the population and percentage of deteriorated urban fabric in the studied cities. The primary tools used were ArcGIS (for preparing the required maps), Google Earth Engine (for mapping urban land use and determining the percentage of open spaces), SuperDecisions (for weighting parameters using the Analytic Network Process model), and SPSS (for statistical data analysis). Based on the subject and objectives, the research was conducted in several stages. In the first stage, data layers related to the selected parameters were prepared, and after producing the layers for each parameter, the status of 11 cities in Lorestan Province (county centers) was evaluated according to each parameter. In the second and third stages, the information layers were normalized and weighted, respectively.
The analysis of earthquake epicenters show that the cities of Poldokhtar, Chaghabel, and Khorramabad have the highest concentration of earthquake epicenters and, therefore, the greatest potential vulnerability in this regard. In terms of distance from major faults, the cities of Aleshtar and Dorud, due to their proximity to main fault lines, have the highest vulnerability potential. Regarding slope, the cities of Nourabad and Dorud, with an average slope of 7 percent, have the highest mean slope percentage and thus the highest vulnerability potential for this parameter. In terms of population and population density, Khorramabad, Borujerd, and Dorud, with populations of 373,416, 264,947, and 112,638 respectively, have the highest population and consequently the highest potential vulnerability. In terms of population density, Nourabad, Aligodarz, and Borujerd, with densities of 10,254, 9,174, and 9,168 people per square kilometer respectively, show the greatest vulnerability. Regarding the percentage of deteriorated urban fabric, Borujerd (15%) and Aligodarz and Cheghabel (14% each) rank highest in vulnerability. For open space percentage, Aligodarz (13%), Dorud (14%), and Khorramabad (15%) have the lowest open space ratios and thus greater vulnerability. Additionally, in terms of compactness ratio, Borujerd, Aligodarz, and Aleshtar, with ratios of 1.24, 1.37, and 1.46 respectively, have the lowest ratios, indicating the highest compactness and greater vulnerability for this parameter.
A comprehensive assessment of seismicity parameters, distance from faults, slope percentage, population and population density, deteriorated urban fabric, open space percentage, and compactness ratio in the cities of Lorestan Province revealed significant differences in their vulnerability to earthquakes. The findings indicate that Lorestan, due to its location in the Zagros belt and proximity to active faults—particularly in cities such as Khorramabad, Dorud, and Borujerd—has a high seismic hazard potential. Khorramabad, with the highest vulnerability score (75.1), ranks first because of its high population density, closeness to major fault lines, and concentration of earthquake epicenters. Following it, Dorud (74.1) and Borujerd (72.1) show high vulnerability, resulting from a combination of natural and human factors such as high average slope, population density, and compact urban fabric. In contrast, Cheghabel (score 40) and the cities of Sarabdoreh (47) and Azna (52) exhibit lower vulnerability due to smaller populations, greater distances from main faults, and fewer earthquake epicenters. This analysis highlights that, in addition to geomorphological and seismic factors, urban physical and demographic characteristics play a decisive role in vulnerability levels. It also shows that deteriorated urban fabrics, a shortage of open spaces, and high population density significantly increase risk.

کلیدواژه‌ها English

Earthquake
Vulnerability
Cities of Lorestan Province
افسری، ر. (1402). ارزیابی آسیب‌پذیری مراکز نظامی شهر تهران در برابر مخاطرات طبیعی: با تاکید بر سیل و زلزله. رهبرد دفاعی، 21(84)، 93-65. https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.17351723.1402.21.84.3.0
آقایاری، س. ف.؛ صمدزاده، ر. و معصومی، م. ت. (1403). ارزیابی آسیب‌پذیری شهر خلخال در برابر زمین‌لرزه با رویکرد ارتقاء تاب‌آوری. جغرافیا و برنامه‌ریزی، 28(89)، 109-86. https://doi.org/10.22034/gp.2023.54749.3079
پرویزیان، ع. ر. و ملکی، س. (1401). آسیبپذیری نواحی شهری در برابر خطر وقوع زلزله بر ‌اساس‌ مدل IHWP، (مطالعة موردی: نواحی منطقة 6 کلان‌شهر اهواز). آمایش سرزمین­، 14 (2)، 594-571. https://doi.org/10.22059/jtcp.2022.335903.670284
تحریری، م. ح. و صفاری، ح. (1402). بررسی تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای لرزه‌خیزی در امتداد سامانه گسلی درونه. فصلنامه علمی علوم زمین، 33 (3)، 96-85. https://dorl.net/dor/20.1001.1.10237429.1402.33.3.6.7
گنجائیان، ح. (1403). ارزیابی استعداد لرزه خیزی کلان شهرهای ایران. فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی «سپهر». 33(132)، 188-173. https://doi.org/10.22131/sepehr.2024.2019284.3047
گورابی، ا. و امامی، ک. (1396). تأثیرات نوزمینساخت بر تغییرات مورفولوژیک حوضه­های زهکشی سواحل مکران، جنوب شرق ایران. پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، 6 (1)، 89-74. https://dorl.net/dor/20.1001.1.22519424.1396.6.1.5.2
لاله‌پور، م.؛ خیری‌زاده، م. و ذاکری، م. (1401). ارزیابی آسیب‌‌پذیری محلات شهری در برابر بحران زلزله (نمونه موردی: محلات شهر ورزقان). مخاطرات محیط طبیعی، 11 (31)، 24-1. https://doi.org/10.22111/jneh.2022.33931.1656
مواساتی، م.؛ احمدزاده، ح. و پناهی، ع. (1404). تحلیلی بر سطح آسیب‌پذیری مناطق شهری در برابر مخاطرات طبیعی «زلزله» با تأکید بر رویکرد مدیریت بحران (مطالعه موردی: کلان‌شهر تبریز). جغرافیا و برنامه‌ریزی، 29(91)، 243-218. https://doi.org/10.22034/gp.2024.59712.3218
نگهبان، س.؛ گنجائیان، ح.؛ سعیدی، ش. و قاسمی، ا. (1399). مطالعه جابه‌جایی قائم حاصل از زمین‏لرزه 17/8/98 ترکمانچای با استفاده از روشInSAR ، فیزیک زمین و فضا، 46­(3)، 456-445. https://doi.org/10.22059/jesphys.2020.295046.1007182
نوجوان، ک.؛ برزگری، ا. و محمدیان، م. (1399). تحلیل خطر احتمالی زمین‌لرزه با در نظر گرفتن مفهوم ریسک محوری (مطالعه موردی الفین ۱۴). دانش پیشگیری و مدیریت بحران، 10 (1)، 90-74. http://dorl.net/dor/20.1001.1.23225955.1399.10.1.6.2
Asadi, Y., Neysani Samany, N., Kiavarz Moqadam, M., Abdollahi Kakroodi, A., & Argany, M. (2022). Seismic vulnerability assessment of urban buildings using the rough set theory and weighted linear combination. Journal of Mountain Science, 19, 849–861 https://doi.org/10.1007/s11629-021-6724-4
Asadollahzadeh, D., & Behnam, B. (2025). Machine learning approaches for seismic vulnerability assessment of urban buildings: A comparative study with analytic hierarchy process. Progress in Disaster Science, 25. https://doi.org/10.1016/j.pdisas.2024.100398
Deguy, P. I., Ripepe, M., Lacanna, G., & Orti, L. (2022). Geodatabase per la valutazione speditiva a larga scala della vulnerabilità sismica di un'area urbana complessa: applicazione alla città di Firenze. Bollettino della Società Geografica Italiana, 4(2), 79-87. http://dx.doi.org/10.36253/bsgi-1453
Dogan, A., Başeğmez, M. & Aydın, C.C. (2025). Assessment of the seismic vulnerability in an urban area with the integration of machine learning methods and GIS. Nat Hazards, 121, 9613–9652. https://doi.org/10.1007/s11069-025-07185-4
Douglas, J., Ulrich, T & Negulescu, C. (2013). Risk-targeted seismic design maps for mainland France. Natural Hazards, 65(3), 1999–2013. https://doi.org/10.1007/s11069-012-0460-6
Farfel, A., Assa, A., Amir, I., Bader, I., Bartal, C & Kreiss, Y. (2011). Haiti earthquake 2010: a field hospital pediatric perspective. Eur J Pediatr, 170, 519-525. https://doi.org/10.1007/s00431-011-1423-8
Ganjaeian, H., Yamani, M., Goorabi, M., & Maghsoudi, M. (2024). Evaluating the Impacts of Earthquake in Ezgele, Kermanshah (Iran) (Occurred on 2017/11/12). Current Research in Environmental Science and Ecology Letters, 1(1), 1-10. https://doi.org/10.33140/CRESEL.01.01.06
Hariri-Ardebili, M. A., Sattar, S., Johnson, K., Clavin, C., Fung, J., & Ceferino, L. (2022). A Perspective towards Multi-Hazard Resilient Systems: Natural Hazards and Pandemics. Sustainability, 14(8), 4508. https://doi.org/10.3390/su14084508
Herryal, Z. A., Yustiningrum, E., Andriana, N., Sagala, A., & Anggun, M.S. (2017). Measuring Community Resilience to Natural Hazards: Case Study of Yogyakarta Province. Disaster Risk Reduction in Indonesia, 609-633. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-54466-3_25
Hussain, M. A., Zhang, S., Muneer, M., Moawwez, M. A., Kamran, M., & Ahmed, E. (2023). Assessing and Mapping Spatial Variation Characteristics of Natural Hazards in Pakistan. Land, 12(1), 140. https://doi.org/10.3390/land12010140
Nikolic, Z., Benvenuti, E., & Runjic, L. (2022). Seismic risk assessment of urban areas by a hybrid empirical-analytical procedure based on peak ground acceleration. Applied Sciences, 12(7). https://doi.org/10.3390/app12073585
Omi, T., Ogata, Y., Hirata, Y & Aihara, K. (2016). Forecasting large aftershocks within one day after the mainshock. Scientific Report, 3. https://www.nature.com/articles/s41467-019-10763-3
Pan, S. T., Cheng, Y.Y & Lin, C.H. (2019). Extrication time and earthquake-related mortality in the 2016 Taiwan earthquake. Formosan Medical Association, 11, https://doi.org/10.1016/j.jfma.2019.07.013
Poudel, A., Argyroudis, S., Pitilakis, D., & Pitilakis, K. (2022). Systemic seismic vulnerability and risk assessment of urban infrastructure and utility systems. Conference: Proceedings of the ASCE-UCLA Lifelines Conference 2021-2022At: University of California, Los Angeles. http://dx.doi.org/10.1061/9780784484432.081
Rezaie. F., & Panahi, M. (2015). GIS modeling of seismic vulnerability of residential fabrics considering geotechnical, structural, social, and physical distance indicators in Tehran using multi-criteria decision-making techniques. Nat Hazards Earth Syst Sci, 15(3), 461–474. https://doi.org/10.5194/nhess-15-461-2015
Samanta A, & Swain A. (2019). Seismic response and vulnerability assessment of representative low, medium, and high-rise buildings in Patna, India. Structures, (19), 110–127. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2019.01.002
Wang, D., Zhao, X., & Liu, Y. (2022). Effect of spatial variation of earthquake ground motions on seismic vulnerability of urban road network considering building environment. Buildings, 12(3). http://dx.doi.org/10.3390/buildings12030308
Xu, J & Lu, Y. (2018). Towards an earthquake-resilient world: from post-disaster reconstruction to pre-disaster prevention. Environmental Hazards, 17 (4), 296-275. http://dx.doi.org/10.1080/17477891.2018.1500878
دوره 52، شماره 2
تاریخ انتشار الکترونیکی: 14 شهریور 1405
تابستان 1405
صفحه 211-224