الگوی توزیع فضایی و تحلیل زمین سیل‌های ناگهانی شهری و مناطق آب‌گرفته در کلان‌شهر مایدوگوری، ایالت بورنو، شمال شرقی، نیجریه

کلان شهر مایدوگوری نیجریه، در زمینی نسبتاً هموار با ارتفاع حدود 350 متر از سطح دریا قرار دارد و بخشی از دشت موجدار بورنو است که به سمت دریاچه چاد شیب دارد. گسترش سریع فیزیکی کلان شهر و مشکلات سیل و طغیان مکرر سالانه در داخل شهر همچنان بر اثرات مخرب اجتماعی-اقتصادی بر معیشت ساکنان تأثیر می گذارد که گاه منجر به تلفات جانی و مالی می شود. بنابراین درک الگوی فضایی سیل و ویژگی های زمین در مایدوگوری برای اهداف برنامه ریزی مهم است. این مقاله الگوی فضایی سیلاب‌ها و طغیان‌های شهری و ویژگی‌های زمین در کلانشهر مایدوگوری را بررسی کرد. مدل دیجیتالی زمین (DTM) تولید شده از ماموریت توپوگرافی رادار شاتل برای ارائه مبنایی برای تجزیه و تحلیل زمین برای تولید پارامترهای هیدرولوژیکی مانند ارتفاع، تجمع جریان و جهت، شبکه زهکشی و زاویه شیب و همچنین تصاویر طبقه بندی شده ارتفاع و رطوبت زمین استفاده شد. شاخصی برای ترسیم مناطق بالقوه خطر سیل. DTM مناطق بالقوه در معرض سیل و طغیان را شناسایی کرد. مدل دیجیتالی زمین سه بعدی (DTM) منطقه نشان داد که سیل یا تله های احتمالی در کجای کلان شهر قرار دارند. یافته‌ها همچنین نشان داد که مایدوگوری معمولاً با مکان‌های کم ارتفاع با زاویه شیب کمتر از 5 درجه مشخص می‌شود که مساحتی معادل 144.4 کیلومتر را پوشش می‌دهد. شبکه زهکشی و زاویه شیب و همچنین تصاویر طبقه بندی شده ارتفاع و شاخص رطوبت زمین برای ترسیم مناطق بالقوه خطر سیل. DTM مناطق بالقوه در معرض سیل و طغیان را شناسایی کرد. مدل دیجیتالی زمین سه بعدی (DTM) منطقه نشان داد که سیل یا تله های احتمالی در کجای کلان شهر قرار دارند. یافته‌ها همچنین نشان داد که مایدوگوری معمولاً با مکان‌های کم ارتفاع با زاویه شیب کمتر از 5 درجه مشخص می‌شود که مساحتی معادل 144.4 کیلومتر را پوشش می‌دهد. شبکه زهکشی و زاویه شیب و همچنین تصاویر طبقه بندی شده ارتفاع و شاخص رطوبت زمین برای ترسیم مناطق بالقوه خطر سیل. DTM مناطق بالقوه در معرض سیل و طغیان را شناسایی کرد. مدل دیجیتالی زمین سه بعدی (DTM) منطقه نشان داد که سیل یا تله های احتمالی در کجای کلان شهر قرار دارند. یافته‌ها همچنین نشان داد که مایدوگوری معمولاً با مکان‌های کم ارتفاع با زاویه شیب کمتر از 5 درجه مشخص می‌شود که مساحتی معادل 144.4 کیلومتر را پوشش می‌دهد.² از 148 کیلومتر مربع ^که تخلیه آن را بسیار دشوار می کند. انباشت جریان پردازش شده در منطقه مورد مطالعه، مقدار پیکسل تجمع جریان بالای 19972 را نشان داد که به خروجی تخلیه می‌شود، که نشان می‌دهد بخش بزرگی از منطقه مورد مطالعه در طول طوفان باران دچار سیل می‌شود. حتی اگر تراکم زهکشی محاسبه شده 0.73 برای منطقه مورد مطالعه نشان دهنده یک سیستم زهکشی بسیار خوب بود، این نیز توسط زمین مسطح و شهرنشینی تضعیف شد. این مطالعه برای بهبود برنامه ریزی کاربری زمین توصیه می کند. افزایش آگاهی ساکنان، فراهم کردن زهکشی‌های بیشتر و ادامه نقشه‌برداری آسیب‌پذیری باعث بهبود عملکرد ارگان‌های مسئول مدیریت سیل در میان سایر موارد برای مدیریت پایدار سیل در منطقه مورد مطالعه شد.

کلید واژه ها

سیل ناگهانی ، شهرنشینی ، آسیب پذیری ، تجزیه و تحلیل زمین ، Maiduguri DTM

1. مقدمه

سیل ناگهانی عبارت است از بالا آمدن سریع آب در امتداد یک نهر یا بخش های کم ارتفاع از منطقه شهری که معمولاً در اثر بارندگی شدید ایجاد می شود. از سوی دیگر، آبگرفتگی زمانی اتفاق می‌افتد که آب سیلاب و زباله‌ها برای چند روز از یک منطقه عبور کنند. از آنجایی که سیل به طور طبیعی رخ می دهد، پتانسیل علل مرگباری مانند جابجایی افراد و آسیب به محیط را دارد [ 1 ] [ 2 ]. سیل ناگهانی بلایای طبیعی رایج در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه است. هر سال، بیش از هر خطر مرتبط با طوفان، مرگ و میر ناشی از سیل رخ می دهد. ارزیابی سیل مستلزم آگاهی از مناطق مستعد سیل به منظور توسعه پیشگیری و همچنین اقدامات کاهش است. بنابراین نقشه خطر سیلاب ابزار بسیار ضروری در شناسایی مناطق آسیب پذیر سیل است [ 3 ]] . تهیه نقشه های خطر سیل در کشورهای توسعه یافته به معیاری مهم برای انجام برخی مداخلات عمده توسعه تبدیل شده است [ 4 ]. برخی از ارزیابی‌های خطر سیل در برخی از شهرهای بزرگ کشور انجام شده است، اما خطر سیل در حال افزایش است، زیرا بیش از نیمی از ایالت‌های کشور تحت تاثیر سیل قرار گرفته‌اند [ 1 ]. از این رو لازم است نقشه های خطر سیل برای تمام شهرهای بزرگ شهری کشور به عنوان ابزاری حیاتی برای پایش خطر سیل تهیه شود.

توانایی ترسیم مناطق بالقوه سیل و طغیان و ترسیم میزان واقعی آبگرفتگی در یک دشت سیلابی همیشه یک کار بسیار دشوار به ویژه در کشورهای در حال توسعه بوده است. در بسیاری از مناطق، فقدان داده های هیدرولوژیکی و مکانی تعیین حدود دقیق مناطق طغیان سیل را محدود می کند [ 5 ]. متأسفانه [ 6 ] [ 7] گزارش داد که این دانش دقیق همیشه در اکثر مراکز شهری کشورهای در حال توسعه به ویژه نیجریه وجود نداشت. یکی از راه های کاهش اثرات سیل این است که اطمینان حاصل شود که تمام مناطق آسیب پذیر شناسایی شده و اقدامات پیشگیرانه کافی انجام می شود. به طور کلی، نقشه‌برداری خطر سیل یک جزء حیاتی برای برنامه‌ریزی مناسب کاربری اراضی در مناطق سیل‌خیز است. این نمودارها و نقشه‌هایی با خوانایی آسان و با دسترسی سریع ایجاد می‌کند که می‌تواند مدیران و برنامه‌ریزان را برای شناسایی مناطق در معرض خطر و اولویت‌بندی تلاش‌های کاهش/پاسخ خود تسهیل کند [ 8 ].

در طول سال ها، مایدوگوری در فصل بارندگی با مشکلات جدی زهکشی مواجه بوده است. علاوه بر این، هیچ یک از مطالعات قبلی، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تکنیک‌های سنجش از دور را در تحلیل زمین منطقه و نقشه‌برداری سیلاب‌ها و طغیان‌های ناگهانی شهری به کار نمی‌برد. بنابراین این مقاله به بررسی الگوی فضایی سیل‌ها و طغیان‌های ناگهانی شهری و ویژگی‌های زمین در کلانشهر مایدوگوری با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی می‌پردازد. بنابراین تمرکز این مطالعه توسعه یک مدل زمین دیجیتال (DTM) از منطقه برای هدایت برنامه‌ریزی آینده و کاهش خطر سیل‌های ناگهانی و طغیان‌ها در مناطق شهری به سرعت در حال رشد نیجریه است.

2. منطقه مطالعه

کلان شهر مایدوگوری، یک شهر بزرگ در گوشه شمال شرقی نیجریه، بین عرض های جغرافیایی 11˚04′ شمالی و 11˚44′ شمالی واقع شده است. و بین طول جغرافیایی 13˚04’E و 13˚44’E. مساحت کل آن 543 کیلومتر مربع ^است که آن را به بزرگترین شهر در منطقه شمال شرقی نیجریه تبدیل می کند [ 9 ].

Maiduguri Urban اکنون به چهار منطقه دولتی محلی گسترش می یابد: Maiduguri Metropolitan، Jere، Konduga و تا حدودی بخشی از مناطق دولتی محلی Mafa. این منطقه در دشت باز وسیعی است که مسطح یا به آرامی موجدار است که بر روی سنگ های رسوبی جوان سازند چاد ایجاد شده است. این زمین نسبتاً مسطح به سمت دریاچه چاد شیب دار است و دارای یک نقش برجسته متوسط ​​بین 300 متر و 600 متر بالاتر از سطح دریا است [ 10 ] و [ 11 ]. مایدوگوری در و در پایین خط الراس باما قرار دارد که در جهت شمال غربی/جنوب شرقی از مرز نیجریه-نیجر تا کوه های کامرون در جنوب شرقی امتداد دارد. چشم انداز توپوگرافی در شمال شرقی و جنوب غربی آن عملاً تمایز نیافته و مسطح است. این منطقه توسط رودخانه نگادا و شاخه آن به نام ازدابول زهکشی می شود.12 ] .

مایدوگوری در منطقه گیاهی ساوانای سودان در نیجریه واقع شده است. با بارش کم سالانه (650 میلی متر)، تبخیر زیاد و کمبود آب دائمی مشخص می شود [ 13 ]. بیشترین میزان بارندگی در ماه آگوست است. به طور کلی بارندگی ها در ماه های جولای، آگوست و سپتامبر متمرکز است. چهار فصل شناسایی شده در این منطقه وجود دارد که شامل فصل بارانی، (ژوئن تا سپتامبر)، فصل برداشت (سپتامبر تا نوامبر)، فصل هارمتان یا سرد (دسامبر تا فوریه) و فصل گرم (مارس تا می) [ 14 ] است.] . تجزیه و تحلیل داده های بارندگی برای سی سال گذشته (1981-2010)، نشان می دهد که منحنی انحراف میانگین برای باران، فازهای خشک (زیر میانگین) و مرطوب (بالاتر از میانگین) را نشان می دهد. به نظر می رسد فاز خشک و مرطوب متناوب هستند. با این حال، فازهای خشک در دهه هشتاد تا اواسط دهه نود ثابت بود. اگرچه در سال های 1988، 1989 و 1992 موارد مثبت کمی وجود داشت. در سال 1982، بارندگی به ترتیب بین 234 میلی متر و 787 میلی متر با میانگین سالانه 577 میلی متر بود. با این مفهوم، بارش نرمال (1980 تا 2009) مایدوگوری 558.9 میلی متر در مقایسه با سال 2010 بود که افزایش 108.4 + میلی متر یا 667.3 میلی متر ثبت شد. داده‌های بارندگی به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که میزان بارندگی در محدوده مورد مطالعه کاهش جزئی و دوره مشابه تا 733/3 مشاهده می‌شود. همچنین یک الگوی نامنظم در بارندگی ثبت شده در دوره بین سال‌های 1980 و 2010 وجود داشت و در این دوره اغلب طوفان‌های بارانی از نظر اندازه کوچک بودند زیرا کمتر از 557 میلی‌متر بارندگی داشتند، حتی اگر تعداد روزهای بارانی در سال کاهش یافته باشد، اما هنوز حتی کوچکترین بارندگی 22.0 میلی متری باعث ایجاد رواناب در برخی بخش ها می شود. اما این به عوامل مداخله گر دیگری نسبت داده می شود.

به طور کلی میانگین دمای ماهانه همیشه بالای 20 درجه سانتیگراد است، اما حداکثر روزانه در محدوده وسیعی متفاوت است و تا 47 درجه سانتیگراد در ماه آوریل می رسد. دمای روزانه ممکن است گاهی از 40 درجه سانتیگراد تجاوز کند، در حالی که دمای شب بالا است اما در ساعات اولیه صبح کاهش می یابد. آب و هوای این منطقه تحت تأثیر بادهای تجاری شمال شرق و بادهای موسمی جنوب غربی است که از صحرای صحرا و اقیانوس آلتانتیک سرچشمه می گیرند. خاک مایدوگوری و اطراف آن را می‌توان به ماسه‌هایی با منشأ بادی و رسوبات خط الراس ساحل، رس ورتیزول یا تالاب و فلویزول و خاک رس رسوبات آبرفتی طبقه‌بندی کرد. همچنین خاک‌های قهوه‌ای و قهوه‌ای مایل به قرمز، رگوسول‌ها، هیدرومورفیک و آبرفتی وجود دارند که برای فعالیت‌های کشاورزی در انواع مختلف مطلوب هستند. جمعیت آن طبق سرشماری سال 2006 1.275 میلیون نفر برآورد شده است [ 15 ]با نرخ رشد سالانه حدود 3.5 درصد و تراکم 1145 نفر در کیلومتر مربع که آن را به پرجمعیت ترین شهر در شمال شرقی نیجریه تبدیل می کند. جمعیت پیش بینی شده کلانشهر مایدوگوری برای سال 2011 بالغ بر 2,722,986 نفر بود.

3. مواد و روشها

3.1. انواع داده ها و منابع

داده های مورد استفاده در این مطالعه شامل نقشه گوگل از منطقه مورد مطالعه برای سال 2012، صفحه توپوگرافی Maiduguri 90 NW و ماموریت توپوگرافی رادار شاتل (SRTM) مدل ارتفاع دیجیتال 90 متری (DEM) می باشد. SRTM DEM، برای تولید (انباشت جریان و جهت، شبکه زهکشی و نظم دهی و همچنین نقشه های حوضه، که برای تجزیه و تحلیل استفاده شد، پردازش شد. تمام داده های مکانی به سیستم مختصات مشترک پیش بینی شدند: سیستم طرح ریزی جهانی عرضی Mercator (UTM) مدل رقومی ارتفاع (تصویر SRTM-DEM) از پورتال سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) تهیه شده است. صفحه توپوگرافی 90 NW از وزارت زمین و زمین جمع آوری شده است. دفتر نظرسنجی اعتبارسنجی DEM با استفاده از مقادیر کانتور روی نقشه بسته نرم افزاری GIS مورد استفاده برای تحقیق ILWIS 3 بود. 72 برای پردازش تمام داده های سنجش از راه دور. مواد مورد استفاده برای کار میدانی و گرفتن داده ها شامل نقشه گارمین GPS 76 CSx با دقت ± 3 متر و کاوشگر Google Earth (تصویر Quickbird) است.

3.2. استخراج پارامترهای هیدرولوژیکی

عملیات هیدروفرآوری در محیط ILWIS برای تعیین الگوی جریان طبیعی آب های سطحی پس از بارندگی مورد استفاده قرار گرفت. پردازش هیدرولیکی یک اصطلاح ILWIS است که مجموعه ای از عملیات مورد استفاده در تحلیل یا مدل سازی پدیده های آب زیرزمینی را توصیف می کند. روشی که در این بخش توضیح داده شده است برای تعیین الگوی جریان طبیعی آب های سطحی پس از بارندگی است. این امر مستلزم یک سری عملیات است که به ترتیب کار می کنند و خروجی یک عملیات به ورودی عملیات بعدی تبدیل می شود [ 16 ]. در آماده سازی برای استخراج پارامترهای هیدرولوژیکی از داده های سنجش از دور، از دو مجموعه داده سنجش از دور استفاده شد.

1) مدل ارتفاعی دیجیتال SRTM DEM (90 متر)

2) Landsat MSS، TM و ETM+

برای آماده‌سازی استخراج پارامترهای هیدرولوژیکی با استفاده از نرم‌افزار پردازش تصویر، این مطالعه از یک مدل ارتفاعی دیجیتال (DEM) استفاده کرد که یک نمایش دیجیتالی از تسکین در فضا است. DEM با عملیات پر کردن آماده و پردازش شد تا جریان روان آب داشته باشد. با ارتباط هر نقشه با سطح زمین مربوطه در یک مدل سه بعدی، می توان روابط بین مجموعه داده های مکانی را کشف و درک کرد. به عنوان مثال، با قرار دادن روی نقشه منطقه شهری Maiduguri بر روی مقادیر ارتفاع یک مدل سه بعدی، می توان دید که سیل یا تله های احتمالی در کجا قرار دارند: در شیب ها، در مناطق مسطح و در مناطق پایین تر Maiduguri. DEM برای استخراج تجمع و جهت جریان، استخراج و سفارش شبکه زهکشی، و استخراج حوضه / حوضه استفاده شد. نقشه الگوی زهکشی از تجمع جریان تعیین شد. نقشه شطرنجی خروجی زهکشی پایه را به صورت پیکسل هایی با مقدار True نشان می دهد، در حالی که سایر پیکسل ها مقدار False (بولی) دارند. نقشه بولی یک انحصاری یا عملیات بولی روی مقادیر سلول دو تصویر ورودی انجام می دهد. اگر یک مقدار ورودی درست (غیر صفر) و دیگری نادرست (صفر) باشد، خروجی 1 است. اما اگر هر دو مقدار ورودی درست و هر دو نادرست باشند، خروجی 0 است. ابزار ریاضی Boolean مقادیر سلول ورودی را تفسیر می کند. به عنوان مقادیر بولی، که در آن مقادیر غیر صفر درست و مقدار 0 نادرست در نظر گرفته می شود. دو رستر ورودی به صورت سلول به سلول آزمایش شدند (ArcGIS 10، 2010). DEM درونیابی شده با استفاده از ماژول DEM Hydro-processing در ILWIS پردازش شد. مراحل متوالی در پردازش برای ترسیم زیرحوضه دنبال شد.شکل 1 ). میانگین DEM با استفاده از عملیات استاندارد محله GIS محاسبه شد. مناطقی که به عنوان مناطق بالقوه سیل انتخاب شدند، مناطقی بودند که در محدوده ارتفاعی پایین‌تر مربوط به دشت پایین‌تر قرار می‌گیرند که به طور کلی در هنگام وقوع سیل شدید تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

3.2.1. تعیین جهت جریان و تجمع جریان

اولین عملیات فرآیند “پر کردن سینک” است که به منظور حذف فرورفتگی های موضعی از DTM است. DEM بدون فرورفتگی (پس از عملیات پر کردن) برای تولید یک نقشه شطرنجی جهت جریان استفاده شد. جهت جریان، جهت احتمالی ریزش آب در مدل ارتفاعی را نشان می دهد. این تحلیل با استفاده از ابزار جهت جریان در ماژول پردازش آبی DEM در ILWIS انجام شد. تعیین تجمع جریان گام بعدی پس از جهت جریان است و سلول‌های داخل منطقه مورد مطالعه را نشان می‌دهد که در آن آب هنگام جریان به سمت پایین در آنجا تجمع می‌یابد. بنابراین، بخش های اطراف این سلول ها در هنگام بارندگی یا انتشار ناگهانی آب، آب زیادی دریافت خواهند کرد. شبکه جریان از نقشه رستری تجمع جریان برای نشان دادن مسیر نهرها در ارتفاع ایجاد شد. طبقه‌بندی مجدد نتایج انباشت جریان با استفاده از ابزار برش مجدد طبقه‌بندی انجام شد. Slicing با استفاده از حد کران بالا، مقادیر نقشه شطرنجی را در محدوده کلاس مناسب طبقه بندی می کند. عملیات انباشت جریان، شمارش تجمعی تعداد پیکسل هایی را انجام می دهد که به طور طبیعی آب را به خروجی ها تخلیه می کنند. از این عملیات می توان برای یافتن الگوی زهکشی یک زمین استفاده کرد (شکل 2 ، شکل 3 ).

・ به عنوان ورودی، عملیات از نقشه خروجی عملیات جهت جریان برای محاسبه تجمع جریان استفاده می کند.

・ نقشه خروجی حاوی مقادیر جریان هیدرولوژیکی تجمعی است که تعداد پیکسل های ورودی را نشان می دهد که هر آب را به خروجی ها وارد می کند (یا اگر حذف نشده باشد غرق می شود).

・ هرچه مقدار انباشت جریان بیشتر باشد، احتمال آبگرفتگی هر منطقه در نزدیکی خروجی بیشتر است.

3.2.2. استخراج سینک آب

عملیات سینک آب از مدل رقومی ارتفاع (DEM) منطقه مورد مطالعه محاسبه می شود:

・ فرورفتگی هایی که از یک پیکسل تشکیل شده است، به عنوان مثال، هر پیکسل با مقدار ارتفاع کمتر از تمام 8 پیکسل همسایه آن.

・ فرورفتگی هایی که از چندین پیکسل تشکیل شده اند، به عنوان مثال، هر گروهی از پیکسل های مجاور که در آن پیکسل هایی که دارای مقادیر ارتفاع کمتری نسبت به تمام پیکسل هایی هستند که چنین فرورفتگی را احاطه کرده اند.

3.2.3. شاخص رطوبت زمین

مناطق پرآب با استفاده از شاخص رطوبت استخراج شد. هدف جداسازی فرورفتگی ها و حفره هایی است که آب را برای مدت طولانی تری حفظ می کنند، به استثنای آب های دائمی مانند دریاچه ها و باتلاق ها. هدف یافتن مناطق کم زهکشی ضعیف است. از طریق این شاخص، ایده ای از توزیع مکانی و مناطق اشباع یا منابع متغیر برای تولید رواناب به دست می آید. TWI با اجرای یک الگوریتم واریانس ارتفاع بر روی DEM محاسبه شد. این یک تابع همسایه است که به میانگین ارتفاع تمام سلول های اطراف نگاه می کند. سپس واریانس را بر اساس خودش و میانگین محاسبه می کند. پس از تعیین مناطق بالقوه، نقشه‌های حاصل در قالب شطرنجی در رابطه با واحدهای ژئومورفولوژیکی که به‌عنوان مناطق مستعد در برابر طغیان سیل توصیف می‌شوند، مورد ارزیابی آماری قرار گرفتند. مناطق سیلاب انتخاب شده، مناطقی بودند که شرایط زهکشی ضعیف و بسیار ضعیف داشتند. به مناطق غرقابی سیل مقدار 1 و سایرین به 0 اختصاص داده شد. اگرچه، توانایی یک سطح مبتنی بر DEM برای شناسایی صحیح مناطق سیل زده به کیفیت داده های ارتفاعی مورد استفاده برای تولید DEM بستگی دارد. شاخص رطوبت همچنین می تواند از تصویر Landsat ETM + برای شناسایی تفاوت بین مناطق مرطوب و غیر مرطوب استخراج شود.5 ] .

4. نتایج و بحث

4.1. تجزیه و تحلیل زمین کلانشهر مایدوگوری

پارامترهای هیدرولوژیکی پردازش شده شامل تجمع و جهت جریان، استخراج و سفارش شبکه زهکشی و حوضه است. این تصاویر از مدل ارتفاعی دیجیتال SRTM (SRTM DEM)، وضوح فضایی 90 متر استخراج شده و به وضوح مناطق سیلابی بالقوه با شرایط زهکشی ضعیف را نشان می‌دهد. این مناطق برای کل فصل بارندگی دوام دارند و وضعیت زهکشی بسیار ضعیفی دارند. این تصاویر ویژگی بسیار واضحی از زمین مایدوگوری را نشان داده است. نتایج نشان داد که ارتفاع هر بخش با یکدیگر متفاوت است. این به نواحی مختلف آبگرفته در همان بخش‌ها نسبت داده می‌شود و به همان اندازه مسئول توزیع فضایی سیل‌های ناگهانی و مناطق آب‌گرفته در کلان شهر است.

مقادیر یک مدل سه بعدی این تصاویر ارتفاع منطقه را به تصویر می‌کشد که سطوح ارتفاعی مختلف زمین کلانشهر را بر حسب متر از سطح دریا (اصل) نشان می‌دهد. این تصاویر به وضوح نشان می‌دهند که سیل یا تله‌های احتمالی در چه نقطه‌ای در شیب‌ها، مناطق مسطح و در مناطق پایین‌تر کلان شهر قرار دارند. ناحیه سفید ارتفاعات بالاتر را نشان می‌دهد که در معرض خطر سیلاب‌های ناگهانی هستند در حالی که قسمت سیاه نشان‌دهنده ارتفاعات پایین‌تر است که بسیار آسیب‌پذیر یا مستعد سیل و طغیان‌های ناگهانی هستند. این یافته نشان می دهد که Maiduguri عموماً مسطح است و زهکشی آن بسیار دشوار است (شکل های 4-6). مسطح بودن زمین تا حدی توضیح می دهد که چرا این استخرهای راکد در یک منطقه خشک با خاک های شنی باقی می مانند که باید تقریباً بلافاصله آب را جذب کند. همچنین، تکه‌هایی از ماسه روی سطحی که زیر آن خاک رس است، قرار می‌گیرد.

4.2. تجمع جریان

تجمع جریان پردازش شده در منطقه مورد مطالعه، مقدار پیکسل تجمع جریان بالای 19972 را نشان می دهد که به خروجی ها تخلیه می شود ( شکل 7 ). تجمع جریان زیاد نشان دهنده مسطح بودن منطقه است، که به معنای احتمال آبگرفتگی بخش زیادی از مطالعه در طول طوفان باران است. تجمع جریان بالا منجر به سیستم‌های رودخانه‌ای کمتر و به دام افتادن آب سطحی بیشتر و یا غرق‌های آب مورد انتظار، با مساحت 104.20 کیلومتر مربع ⁽ سینک آب) می‌شود. این ممکن است تا حدی مسئول سیل و طغیان در بخش‌هایی از کلان شهر از جمله Maisandari II، Limanti، Bolori، Jabbamari، Mashamari، Goni Kachallari، Mairi، Shehuri شمالی و Maiduguri قدیم باشد ( شکل 5).). با این حال، انتظار می رود این وضعیت به احتمال زیاد توسط برخی از اقدامات انسانی مانند انسداد توسط ساختمان ها در امتداد زهکشی های طبیعی و سایر عوامل مداخله گر اصلاح شود.

4.3. الگوی زهکشی طبیعی و تجزیه و تحلیل شیب

شبکه جریان طبیعی منطقه مورد مطالعه در ( شکل 8 و شکل 9 ) نشان داده شده است. الگوی زهکشی منطقه هر دو الگوی دندریتی و تریلی را نشان داد. تراکم زهکشی محاسبه شده منطقه مورد مطالعه 0.73 بود که نشان دهنده یک سیستم زهکشی طبیعی بسیار خوب است. تراکم شبکه های جریان در منطقه تا حد زیادی بر رواناب بالقوه تأثیر می گذارد. با این حال، مداخلات توسعه‌ای برنامه‌ریزی نشده در کلان شهر برای کاهش اثربخشی این زه‌کشی‌های طبیعی مشخص شد. این امر خطر سیل را افزایش می دهد زیرا میزان نفوذ کمتر از حد طبیعی است. این توسط مطالعات قبلی انجام شده توسط [ 17 ] که در [ 18 ] ذکر شده است تأیید شده است] . شیب زمین هم بر سرعت رواناب و هم بر سرعت نفوذ آب تأثیر می گذارد. شیب کمتر نشان می دهد که میزان نفوذ بیشتر و رواناب سطحی کاهش می یابد و در نتیجه خطر سیل افزایش می یابد. نقشه شیب پردازش شده منطقه نشان می دهد که کمتر از 0.07 کیلومتر ^مربع منطقه در یک شیب زیاد کمتر از ده درجه و کمی بالاتر از 3 کیلومتر مربع ^در زاویه شیب متوسط ​​5 تا 10 درجه قرار دارند در حالی که بخش بزرگی از کلان شهر مایدوگوری (144.35) کیلومتر ² ) با مکان های کم ارتفاع با زاویه شیب کمتر از پنج درجه مشخص می شود ( شکل 10).). این نشان می دهد که برنامه ریزان کاربری زمین در گذشته زیرساخت هایی را با این اطلاعات در پس ذهن خود توسعه ندادند تا از برنامه ریزی کالبدی شهری و توسعه سیستم زهکشی موثر اطمینان حاصل کنند. جهت جریان در مایدوگوری عمدتاً به سمت شمال شرقی است و در یک موقعیت واحد، یک سیستم رودخانه از شمال غرب می گذرد ( شکل 11 ). دلیل واضح آن وجود یال ساحلی باما است

(BBR)، خط ساحلی قدیمی مگا چاد. با این حال، این سیستم رودخانه ای هنوز در سراسر ریج خروجی برای تغییر پیدا می کند

جهت شمال شرق.

4.4. سینک های آب کلانشهر مایدوگوری

تصاویر (شکل های 8-10) از مدل ارتفاعی دیجیتال SRTM (SRTM DEM)، وضوح فضایی 90 متر استخراج شده و مناطق سیلابی بالقوه با شرایط زهکشی ضعیف را به وضوح نشان می دهد. این مناطق برای کل فصل بارندگی دوام دارند و وضعیت زهکشی بسیار ضعیفی دارند. سینک آب توضیح بیشتری در مورد ماهیت زمین می دهد (شکل 8-10). آنها فرورفتگی هایی را در ارتفاع زیر زمین اطراف یا همسایه نشان می دهند که منجر به تله آب می شود. مناطق پرخطر مناطقی هستند که بیشترین احتمال آبگرفتگی در یک رویداد سیل را دارند در حالی که مناطق کم خطر کمترین احتمال سیل را دارند. تجزیه و تحلیل همچنین نشان می دهد که مناطق پرخطر بیشتر از سایر مناطق خطر هستند. بدیهی است که این را می توان با مسطح بودن زمین منطقه مورد مطالعه توضیح داد. بیشتر منطقه مورد مطالعه از فرورفتگی های کوچک تشکیل شده است. همانطور که از محاسبات کل منطقه مایدوگوری نشان داده شده است، تله های آب / فرورفتگی های بیشتری نسبت به ارتفاعات بالاتر وجود دارد. این به این معنی است که اگرچه مایدوگوری صاف است، اما فرورفتگی های زیادی وجود دارد. کل سینک آب 104.20 کیلومتر است² و سینک آب رایگان 48.5 کیلومتر مربع ^است . بنابراین شهر باید به خوبی برنامه ریزی شود تا خطر سیل کاهش یابد. این یک واقعیت شناخته شده است که آب از ناحیه ای با ارتفاع بالاتر به ناحیه ارتفاع پایین تر جریان می یابد. شبکه آبراهه‌ای منطقه نشان داد که بخش‌هایی از محدوده شهری بر روی کانال‌ها یا زه‌کش‌های طبیعی ساخته شده است. تأثیر بر زمین این است که ساختمان ها و انحرافات منجر به انسداد مسیر طبیعی آب در هنگام بارندگی می شود و به ویژه اینکه زهکشی های مؤثری در منطقه وجود ندارد و ممکن است سیل و طغیان را اجتناب ناپذیر کند.

4.5. شاخص رطوبت زمین (TWI) منطقه

شاخص غرق آب و رطوبت ( شکل 12 و شکل 13)، تایید کرد که بخش بیشتری از منطقه مورد مطالعه در فصل بارندگی دچار آبگرفتگی می شود. یافته‌ها نشان داد که توسعه در مقیاس وسیع بر روی زه‌کشی‌های طبیعی صورت گرفته است و ماهیت مسطح زمین عامل وقوع سیلاب‌های ناگهانی و طغیان‌ها شناخته شد. هر یک از بخشها دارای یک عامل یا ویژگی خاص است که باعث ایجاد سیل و طغیان می شود. برخی از مناطق فاقد زهکشی هستند و برخی دیگر دارای شبکه های زهکشی ناکافی و همچنین زمین هستند. در بیشتر بخش‌های تازه‌تشکیل شده (مشاماری، گونی کچالری، جاباماری، بیله گالتی‌ماری، سلیمانتی و کولولوری)، هیچ گونه تأسیسات زه‌کشی آب‌های سطحی به خوبی طراحی نشده است که آب‌های سیلاب را تخلیه کند. پس از بارندگی، حجم زیادی آب به خانه‌های مردم راه می‌یابد و بیشتر دارایی‌های آنها را از بین می‌برد. این مناطق بسته به شدت باران برای چند روز یا هفته زیر آب می مانند. عمق اندازه گیری شده این مناطق در محدوده است

از 0.4 متر تا 1.2 متر. اکثر زهکش های ساخته شده با یکدیگر مرتبط نیستند. بنابراین آب باران برای حرکت دسترسی ندارد. بلکه راکد می شود و سیل های بیشتری ایجاد می کند.

5. نتیجه گیری

این مقاله کاربرد و سودمندی ابزارهای سنجش از دور (RS) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) را در مدیریت ریسک سیل نشان داده است. مدل دیجیتال زمین (DTM) مناطق خطر سیل را در کلان شهر شناسایی کرده و دانش کافی از وضعیت سیل را برای مداخله دولت در جهت کاهش فاجعه فراهم کرده است. این منطقه از نظر طبیعت بسیار مسطح است همانطور که توسط مدل زمین دیجیتال 3 بعدی (DTM) نشان داده شده است و با یک سیستم زهکشی طبیعی بسیار خوب و خوب مشخص می شود، اما با برنامه ریزی ضعیف توسعه شهری تحت کنترل قرار گرفته است و آنها را کمتر موثر می کند. وقوع سیل ناگهانی و طغیان با اثرات مخرب اجتماعی-اقتصادی در حال افزایش است و اثرات مخرب تر در جایی که شبکه های زهکشی طبیعی وجود دارد، اما به دلیل گسترش شهری با ساختمان های مسکونی جایگزین می شوند. بنابراین، برنامه ریزی ضعیف مسکونی و استراتژی های مدیریت ناکافی می تواند عامل تشدید سیل و طغیان در شهر باشد. بنابراین همچنان تهدیدی برای ساکنان خواهد بود و انتظار می‌رود خطر مواجهه با شهرنشینی سریع کلان شهرها همراه با برنامه‌ریزی و مدیریت شهری ضعیف در حال افزایش باشد. این امر نیازمند مهندسی مجدد جدی شهری برای غلبه بر چالش های موجود و قرار دادن آینده منطقه شهری در برنامه ریزی مناسب و اجرای برنامه ریزی برای شهر پایدار است. همراه با برنامه ریزی و مدیریت شهری ضعیف. این امر نیازمند مهندسی مجدد جدی شهری برای غلبه بر چالش های موجود و قرار دادن آینده منطقه شهری در برنامه ریزی مناسب و اجرای برنامه ریزی برای شهر پایدار است. همراه با برنامه ریزی و مدیریت شهری ضعیف. این امر نیازمند مهندسی مجدد جدی شهری برای غلبه بر چالش های موجود و قرار دادن آینده منطقه شهری در برنامه ریزی مناسب و اجرای برنامه ریزی برای شهر پایدار است.

منابع

[ 1 ]	Adeoye, NO, Ayanlade, A. and Babatimehin, O. (2009) تغییر آب و هوا و تهدید سیل در شهرهای نیجریه: پیامدهای اجتماعی-اقتصادی. پیشرفت در علوم طبیعی و کاربردی، 3، 369-377.
[ 2 ]	Nmeribeh, M. (2011) فاجعه سیل کانو. اخبار. https://thenewsafrica.com/2011/06/27/kano%E2%80%99s-flood-disaster/
[ 3 ]	Jeb، DN و Aggarwal، SP (2008) مدل‌سازی خطر طغیان سیل رودخانه کادونا با استفاده از سنجش از دور و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی. مجله تحقیقات علوم کاربردی، 4، 1822-1833.
[ 4 ]	کمیسیون اروپا (EC) (2007) دستورالعمل 2007/60/EC پارلمان اروپا و شورای 23 اکتبر 2007 در مورد ارزیابی و مدیریت خطرات سیل. مجله رسمی اتحادیه اروپا، L288، 27-34. https://eurlex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2007:288:0027:0034:EN:PDF
[ 5 ]	Townsend، PA و Walsh، SJ (1998) مدل‌سازی سیلاب دشت سیلابی با استفاده از GIS یکپارچه با رادار و سنجش از دور نوری. ژئومورفولوژی، 21، 295-312. https://dx.doi.org/10.1016/S0169-555X(97)00069-X
[ 6 ]	Ifatimehin, OO, Musa, SD and Adeyemi, JO (2009) تحلیلی از تغییر کاربری زمین و تأثیر آن بر محیط زیست شهر آنیگبا، نیجریه. مجله توسعه پایدار در آفریقا، 10، 357-364.
[ 7 ]	Ishaya, S., Ifatimehin, OO and Okafor, C. (2008) سنجش از دور و کاربردهای GIS در گسترش شهری و از بین رفتن پوشش گیاهی در شهر کادونا، شمال نیجریه. مجله آمریکایی-اوراسیا کشاورزی پایدار، 2، 117-124.
[ 8 ]	Venkata، G. و Sinha، B. (2004) GIS در نقشه برداری خطر سیل: مطالعه موردی حوضه رودخانه کوسی، هند. https://www.gisdevelopment.net/application/naturalhazards/floods/floods001pdf
[ 9 ]	دائورا، MM (2002) اطلس “Maiduguri” نیجریه در اطلس های آفریقا. بیتلوت، بلژیک، 148-149.
[ 10 ]	Daura، MM، Gisilanbe، AM و وزیری، M. (2001) تجاوز دشت سیلابی و آگاهی از خطر در حوضه های شهری: مطالعه دشت سیلاب نگادا در مایدوگوری. در: Daura, MM, Ogunnika, O., Irefin, D. and Balami, D., Eds., Environment and Development Issues in Sub-Saharan African, Seminar Series, Vol. 1. دانشکده علوم اجتماعی و مدیریت، دانشگاه مایدوگوری، مایدوگوری، 50-60.
[ 11 ]	OnlineNigeria (2003) ایالت بورنو: تنظیمات فیزیکی. https://www.onlinenigeria.com/links/bornoadv.asp
[ 12 ]	مالا، WB (2007) دوام و پایداری برداشت آب باران برای مصارف خانگی در کلانشهر مایدوگوری. کارشناسی ارشد منتشر نشده پایان نامه، گروه جغرافیا، دانشگاه مایدوگوری، مایدوگوری.
[ 13 ]	داورا، MM (2001) محیط فیزیکی و توسعه: مطالعه منطقه بورنو. در: Daura, MM, Ogunnika, O., Irefin, D. and Balami, D., Eds., Environment and Development Issues in Sub-Saharan African, Seminar Series, Vol. 1، دانشکده علوم اجتماعی و مدیریت دانشگاه مایدوگوری، مایدوگوری، 35-47.
[ 14 ]	وزیری، م. (2009) الگوی فضایی شهر مایدوگوری: راهنمای پژوهشگران. انتشارات آدامو جوجی، شهر کانو.
[ 15 ]	NPC (2008) کمیسیون ملی جمعیت، 2008. جمعیت پیش بینی شده مایدوگوری.
[ 16 ]	موسا، AA (2011) یافتن راه حلی پایدار برای بلایای سیل لوکو – یک رویکرد GIS. مجله سیستم اطلاعات جغرافیایی لاگوس، 1، 41-48.
[ 17 ]	Ajibade, LT, Ifabiyi, IP, Iroye, KA and Ogunteru, S. (2010) تجزیه و تحلیل مورفومتریک حوضه های زهکشی Ogunpa و Ogbere, Ibadan, نیجریه. مجله اتیوپی مطالعات و مدیریت محیط زیست، 3، 13-19. https://dx.doi.org/10.4314/ejesm.v3i1.54392
[ 18 ]	Orok، HI (2011) نقشه برداری خطر سیل مبتنی بر GIS از شهر کانو، نیجریه. کارشناسی ارشد منتشر نشده، دانشکده علوم محیطی، دانشگاه شرق آنگلیا دانشگاه دشت، نورویچ.
[ 19 ]	Popkin, J. (2011) ایجاد یک شاخص رطوبت زمین از یک مدل ارتفاعی دیجیتال، عمدتاً یک GIS Guy. 28 آوریل 2011.