Analysis of Flood Risk in the Urban Area of Mashhad Using GIS Techniques

Document Type : Research-Case Study

Authors

• Ahmad Zakarian ¹
• Abolghasem Amirahmadi ²
• Leila Goli Mokhtari ³

¹ PhD student in Geomorphology, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

² Professor of Geomorphology, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

³ Associate Professor of Geomorphology, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

https://doi.org/10.22067/jgrd.2024.83614.1308

Abstract

This paper aims to investigate flood risk in the Mashhad urban area and the role of flood channels in controlling floods. To achieve this goal, the AHP method was used in the ArcGIS software. The parameters included distance from the river, slope, density of canals, distance from canals, precipitation, vegetation, road and pathways, elevation classes, drainage density, distance from roads and land use. Then, by developing the required layers of the urban limits, the weight of each layer was determined based on its importance at the time of flooding. After the final weighting, the layers were compared (AHP) using Expert Choice software, and the resulting matrix was transferred to Idrisi software to determine the final coefficient for each layer. Finally, by applying these coefficients through the Weighted Overlay tab in ArcGIS software, the flood risk zoning map in Mashhad urban area was drawn. According to the results, out of the total area of ​​Mashhad, 6.32 sqm have a very low flood risk, 23.82 sqm have a low risk, 260.06 sqm have a medium risk, 41.88 sqm have a high risk and 2.04 sqm have a very high risk. About 1% of the entire urban area has a very low risk, 7% has a low risk, about 77% of has a medium risk, 12% has a high risk and 3% has a very high risk. The results suggest that 0 to 3-degree slopes, which chiefly have urban application, provide suitable grounds for exploitation. Therefore, the areas particularly relevant to exploitation are those with proper conditions in terms of slope and vegetation. In light of the role of flood channels in flood control, it was found that the floor risk is lower in areas with higher canal density.
 
 
 

Keywords

• Risk
• Flood
• GIS
• Mashhad

Main Subjects

• Risks of the geographical environment

References

1. محمدی، ج.، پورقیومی، ح.، و قنبری، م. (1391). تلفیق مدل همپوشانی شاخص­های IO و تحلیلی سلسله مراتبی (AHP) در مکان‌یابی مراکز آموزشی (نمونه موردی: مدارس راهنمایی شهر کازرون). مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، (1)، 113-128.
2. صحت، س.، و پریزادی، ع. (1388). به کارگیری تکنیک فرایند تحلیل شبکه­ای در تحلیل نقاط قوت، ضعف، فرصت و تهدید. نشریه مدیریت صنعتی، 1(2)، 105-120.
3. عظیمی حسینی، م.، نظری­فر، ه.، و مؤمنی، ر. (1390). کاربرد GIS در مکان­یابی تهران: انشارات مهرگان قلم.
4. کرم، ا. (1387). کاربرد روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در ارزیابی زمین برای توسعه کالبدی بر پایه عوامل طبیعی (مطالعه موردی: مجموعه شهری شیراز). نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 8(11)، 33-45.
5. مالچفسکی، ی. (1385). سامانه اطلاعات جغرافیایی و تحلیل تصمیم چندمعیاری (ا. پرهیزکار، و ع. غفاری گیلاده، مترجمان). تهران: انتشارات سمت.
6. قنواتی، ع.، حسین‌زاده، س. ر.، کرم، ا.، و فرخ‌زاد، م. (1397). توسعة فیزیکی کلان‌شهر مشهد و تغییر در مورفولوژی سیستم‌های رودخانه‌ای. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 29(4)، 69-88.
7. رجایی، ع. (1382). کاربرد جغرافیای طبیعی در برنامه‌ریزی شهری و روستایی. تهران: انتشارات سمت.
8. محمودی، ف. (1376). کاربرد ژئومورفولوژی در مطالعات محیط. در مجموعه مقالات همایش پژوهش‌ها و قابلیت‌های علم جغرافیا در عرصه سازندگی. تهران: مؤسسه جغرافیا، دانشگاه تهران.
9. قهرودی تالی، م.، مجیدی هروی، آ.، و عبدلی، ا. (1395). آسیب‌پذیری ناشی از سیلاب شهری (مطالعه موردی: تهران، درکه تا کن). جغرافیا و مخاطرات محیطی، (17)،
10. رستمی، ن.، کرد، ل.، و رمضانی، ف. (1395). تأثیر شهرسازی بر میزان دبی در مناطق شهری (مطالعه موردی: حوزه آبخیز شهر ایلام). مقاله ارائه‌شده در ‌همایش ملی پژوهش­های کاربردی در کشاورزی، کرج.
11. Bhattacharya, N. (2010). Flood risk assessment in Barcelonate, France. International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation Enscheda (ITC), the Netherlands.
12. Cadier, E. (1996). Small watershed hydrology in Semi-Arid North Eastern Brazil Basin topography and transposition of annual runoff data. Journal of Hydrology, 182, 117–141.
13. Eastman, J. R. (1997). Idrisifor windows, user's guide, version0: Clark labs for cartographic technology and geographic analysis. Clark University, Worcester.
14. (1984). Proceedings of seminar on flood vulnerability analysis and on the principle of floodplain management for flood loss prevention. Water Resources Series, No. 58, United Nations.
15. Fernandez, D. S., & Luz, M. A. (2010). Urban flood hazard zoning in Tucuman Province, Argentina, using GIS and multicriteria decision analysis. Engineering Geology, 111, 90-98.
16. Graham, A., Day, J., & Ohnray, B. (2014). Maximizing the potential for -people and wildlife- A guide for local authorities and developer sustainable drainage – systems. Human Ecology, 34, 155-183.
17. Karmen, P., & Rozman, C. (2005). Application of analytical hierarchy process I agriculture. Poljoprivreda, 11(2), 33-67.
18. Mackenzie, S. (2012). Temporary diversion methods (TDM). Retrieved form https://www.mhfd.org/wp-content/uploads/2014/07/SM-08-Temporary-Diversion-Methods.pdf
19. Ozturk, D., & Batuk, F. (2011). Implementation of GIS-based multicriteria decision analysis with via in ArcGic. International Journal of Information Technology & Decision Making, 6, 1023-1042.
20. Napradean, I., & Chira, R. (2006). The hydrological modelling of the Ustturoi valley- Using two modelling programs–WetSpa and HecRas. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences, 1(1), 53-62.
21. Richard, A., & Claytor, T. R., (2014). Design of storm water filtering systems. Center for Watershed Protection Press.
22. Sadeghi, Sh., & Akbarpoor, A. (2011). Comparing two different strategies in locating prone area water harvesting using decision support system (DSS) based on GIS Case study: Birjand splain. Paper presented at the 11^th Seminar of Irrigation and reduce evaporation, Kerman.
23. Schick, A. P. Grodek, T., & Wolman, M. G. (1999). Hydrologic processes and geomorphic constraints on urbanization of alluvial fan slopes, Geomorphology, 31(1-4), 325-335.
24. Triantaphyllou, E., & Mann, S. H. (1995). Using the analytic hierarchy process for decision making in engineering applications: some challenges. Inter’l Journal of Industrial Engineering; Applications and Practice, 2(1), 35-44.
25. Waikar, M. L., & Aditya, P. (2014). Morphometric analysis of a drainage basin using geographical information system. International Journal of Multidisciplinary and Current Research, 12, 179-184.
26. Yahaya, S. (2008). Multicriteria analysis for flood vulnerable areas in Hadejia-Jama are river Basin, Nigeria. Paper presented at the Annual Conference Portland, Oregon.