Zoning the Areas Susceptible to Urban Development with Emphasis on Geomorphological Limitations and Hazards (Case Study: Kermanshah City)

Document Type : Full length article

Author

Assistant Professor of Geography Department, PNU, Iran

Abstract

Introduction
Urbanization and urban development are one of the most important aspects of human civilization, which leads to the transformation of the environment (Ronald, 1973, 5). Urban development occurs in the context of geomorphologic landforms. The geomorphologic hazards and restrictions influence the urban development process and, if not carefully studied, would have detrimental financial consequences on human societies. Cities in the developing world have grown dramatically in the past several decades, with the size of the city of Kermanshah rising sevenfold over the course of four decades. Given geomorphology of the Navidisi Plain of Kermanshah, the city has serious geomorphological limitations for urban physical development. Therefore, zoning and recognizing the areas susceptible to physical development with a geomorphological approach can be the basis for urban development plans and it can lead to proper planning of civil engineering and scientific management of the city. The purpose of this research is to identify the areas susceptible to physical development in Kermanshah city in the future.
Materials and methods
In this research, at first, the physical development in Kermanshah city over 4 decades was determined with the use of Landsat satellite images related to the sensors of MSS and OLI of using the supervised classification method. The map of zoning the areas susceptible to physical development in Kermanshah city using fuzzy model is based on topographic slope parameters, altitude, distance from main faults and sub faults, distance from main waterway, the submarine, lithology, geomorphologic landforms and distance from the city center. The final zoning map of the areas susceptible to physical development in Kermanshah city has been investigated based on land use restrictions.
Results and discussion   
Analysis of the urban districts of Kermanshah during the years 1977 and 2017 shows that physical development occurred irregularly in all directions and the city highly physically developed in the northern part of the city between the Ghareh Souz and the highlands of Ankhebahestan. The physical development of Kermanshah city in the last four decades was subject to topographic conditions. The areas in the southern, southwest, and southeastern directions have limited the physical development of Kermanshah to other areas. The physical development of the city over the past 40 years has not followed a particular order. After the fuzzy membership layers are prepared, the nine parameters have been overlaid using the gamma operator 0.8 as the best fitting coefficient and a map was developed of the physical development of Kermanshah. The map was divided into five classes using natural fractures. Four classes with unsuitable condition represent more than half of the study area and the appropriate classes include about 26% of the area. 
Conclusion
Inappropriate areas include the highlands of Prao-Bisotun in the north part of the city, the White Mountain in the south part of the city and the area around the Qara-Ansu River in the Kermanshah plain. The inappropriateness of mountainous regions is due to the outcrops of limestone formations, slopes and altitudes, the presence of the main and secondary faults, and the activation geological processes. The urban expansion limits by the Qar-e-Sou River is due to the loose river sediments, the risk of flooding and the existence of the original Qara-Sos fault. The mountainous areas are also not suitable for physical development due to the presence of topographical and lithological limitations. Suitable areas can be suggestedfor alluvial plain with appropriate topographic conditions and outcrops of quaternary deposits and a suitable distance from faults and drainage networks. The area of the zones suitable for urban development after land use interference and the distance from the city is about 50 square kilometers. Given the appropriate distance from faults and waterways in suitable topographic areas and mainly on quaternary deposits is located in the alluvand plain in the west and east Kermanshah. Finally, it can be argured that the current range of the city of Kermanshah, as well as the surrounding areas due to geomorphologic conditions, has the risk of destructive hazards over the past few decades. The physical development of Kermanshah has occurred with no regard to these restrictions. Therefore, a comprehensive plan for the high risk areas of Kermanshah city has been developed and then proposed areas for the urban development of the city is presented according to the socio-economic conditions.

Keywords


امامی‏کیا، و. (1392). ارزیابی توسعة سکونتگاه‏های شهری در مناطق آسیب‏پذیر از تأثیر گسل (مطالعة موردی: شهرک باغمیشه تبریز)، فصل‏نامة اندیشه‏هاینودرجغرافیا،  دوره 5، شماره 20 پیاپی، صص »35-48.
پوراحمد، ا.؛ یدقار، ع. و حبیبی، ک. (1382). بررسی روند و الگوی توسعة شهری سنندج با استفاده از GIS و RS، نشریة هنرهای زیبا، دوره16، شمارة 16، شماره پیاپی 475، صص: 14-32.
تقیان، ع.ر. ولیرضا؛ غلام حیدری، ح. (1392). پتانسیل‏ها و موانع ژئومورفولوژیکی توسعة فیزیکی شهر یاسوج با استفاده از مدل AHP، دو فصل‏نامة ژئومورفولوژی کاربردی ایران، جلد 1، شماره2،صص99-115.
ثروتی، م.ر؛ خضری، س. و رحمانی، ت. (1388). بررسی تنگناهای طبیعی توسعة فیزیکی شهر سنندج، پژوهش‏های جغرافیای طبیعی، دوره 41،شمارة 67.صص:13-29.
حبیبی، ک. و کوهساری، م.ج. (1386). تهیة مدلی یک‏پارچه به‏وسیلة تلفیق روش تصمیم‏گیری چندمعیاره به‏منظور حل مسائل در شهرسازی (نمونة موردی: انتخاب سایت بهینه برای استقرار تجهیزات جدید شهری)،همایش GIS با (MCDM) تصمیم‏گیری ژئوماتیک، تهران.
رضایی مقدم، م.ح.؛ ثقفی، م.؛ شفیع، ا. و عباس‏زاده، ک. (1389). به طبقه‏بندی محدودیت‏های مورفولوژیکی توسعة شهری با استفاده از DEM وGIS  (مطالعة موردی: محدودة طرح جامع شهر اهر)، پژوهش‏های فضای جغرافیایی، دوره 10، شمارة 29، صص:165-179.
رضایی، پ. و استاد ملکرودی، پ. (1389). محدودیت‏های ژئومورفولوژیکی توسعة فیزیکی شهر رودبار، فصل‏نامة جغرافیایطبیعی،دوره 3، شمارة 7،صص : 41-52.
رهنمایی، م.ت. (1382). مجموعه مباحث و روش‏های شهرسازی - جغرافیا، انتشارات مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری ایران.
ستایشی نساز، ح.؛ روستایی، ش.؛ عمرانی دورباش، م. و زارع پیشه، ن. (1393). بررسی تنگناهای ژئومورفولوژیکی و تأثیر آن بر توسعة فیزیکی شهر با استفاده از GIS و روش AHP (مطالعة موردی: شهر گیوی)، مجلة پژوهش‏های ژئومورفولوژی کمی، سال دوم، شماره 4، صص : 1-16.
شایان، س.؛ پرهیزگار، ا. و سلیمانی شیری، م. (1388). تحلیل امکانات و محدودیت‏های ژئومورفولوژیک در انتخاب محورهای توسعة شهری (نمونة موردی: شهر داراب)، مجلة برنامه‏ریزی و آمایش فضا (مدرس علوم انسانی)، دوره13، شمارة 3، صص 31-53.
شریفی پیچون، م. و پرنون، ف. (1397). ارزیابی و تحلیل فضایی سیل‏گیری رودخانة قره‏سو با استفاده از منطق فازی در محیط GIS، مجلة مخاطرات محیط طبیعی،  دوره7، شماره 15، صص17-30.
صابری‏فر، ر. (1391). مطالعة توسعة فیزیکی شهر بیرجند با معیار مخاطرات، دو فصل‏نامة پژوهش‏هایبوم‏شناسیشهری، شماره 2، پیاپی 6،صص:23-36.
عابدینی، م.؛ میرزاخانی، ب. و عسگری، آ. (1394). پهنه‏بندی ژئومورفولوژیکی تناسب زمین در شهرستان اراک با استفاده از مدل منطق فازی (با رویکرد توسعة آتی شهر اراک)، فصل‏نامة برنامه‏ریزی منطقه‏ای، شمارة 18، صص 59-72.
فرج‏زاده، م. (1385). پهنه‏بندی حساسیت تشکیلات زمین‏شناسی در مقابل نیروهای زلزله در منطقة شیراز با استفاده ازGIS ، مجلة پژوهش‏هایجغرافیایی، دوره، 38، شمارة 55، صص 59-72.
کلانتری، م. (1385). برنامه‏ریزی توسعة پایدار شهری با تأکید بر توسعة فیزیکی مطالعة موردی: شهر تفرش، پایان‏نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.
مختاری، م.؛ صفایی اصل، آ. و رنگزن، ک. (1385). مدل‏سازی توسعة عملکردهای شهری و کاربرد مدل‏های زیست‏محیطی در محیط GIS برای تعیین مناطق مناسب برای توسعة فیزیکی شهر،سومینهمایش سیستم‏هایاطلاعاتمکانی، تهران.صص:112-116.
مخدوم، م. (1383). شالودةآمایشسرزمین، چ 8، تهران: انتشارات دانشگاه تهران. ص:300.
مخدوم، م.؛ درویش‏صفت، ع.ا. و جعفرزاده، ه. (1389). ارزیابی و برنامه‏ریزی محیط زیست با سامانه‏های اطلاعات جغرافیاییGIS ، تهران: انتشارات دانشگاه تهران. صص:390.
مقیمی، ا. و صفاری، ا. (1388). ارزیابی ژئومورفولوژیکی توسعة شهری در قلمرو حوضه‏های زهکشی سطحی مطالعة موردی: کلان‏شهر تهران، برنامه‏ریزی و آمایش فضا (مدرس علوم انسانی)، جلد14، شماره 1، صص:1-31.
مقیمی، ا. (1388). ژئومورفولوژیشهری، تهران: انتشارات دانشگاه تهران. صص:400.
مؤمنی، م. (1387). مسائل جدید در تحقیق عملیات، تهران: انتشارات دانشگاه تهران.صص :341
Abedini, M.; Mirzakhani, B. and Asgari, A. (2016). Geomorphologic zonation of land suitability in Arak city using fuzzy logic model (with future development approach of Arak city), Regional Planning Quarterly, Vol. 18.
Adeli, Z. and Khorshiddoust, A. (2011). Application of geomorphology in urban planning: Case study in landfill site selection, Procedia Social and BehavioralSciences, Vol. 19.
Alberico, I. et al. (2005). EOCITY: a drill-hole database as a tool to assess geological hazard in Napoli urban area, Environ Geol, 47: 751-762.
Bathrellos, G.D.; Gaki-Papanastassiou, K.; Skilodimou, H.D.; Papanastassiou, D. and Chousianitis, K.G. (2012). Potential suitability for urban planning and industry development using natural hazard maps and geological–geomorphological parameters, Environmental earth sciences, 66(2): 537-548.‏
Emamiyakia, V. (2013). Evaluation of the development of urban settlements in vulnerable areas from the effect of faults (Case study: Bagh Mishtah Tabriz, Iran), New Thought Quarterly in Geography, Vol. 26.
Farajzadeh, M. (2006). Sensitivity zoning of geological organization against earthquake forces in Shiraz region using GIS, Journal of Geographical Research, Vol. 55.
Habibi, K. and Kowsarari, M.J. (2007). Preparation of an integrated model by integrating a multi-criteria decision-making method to solve problems in urbanization (case study: selecting the optimal site for deployment of new urban facilities), GIS conference with (MCDM) decision Geomatic, Tehran.
Kalantari, M. (2006). Planning of Sustainable Urban Development with Emphasis on Physical Development, Case Study: Tafresh Town, Master's Thesis, Tarbiat Modarres University.
Makhdoom, M.; Darvish Sefat, A. and Jafarzadeh, H. (2010). Environmental Assessment and Planning with Geographic Information Systems (GIS), Tehran, Tehran University Press.
Makhdoom, M. (2008). The Basis of Land Planning, Vol. 8, Tehran University Press.
Moghimi, E. and Saffari, A. (2009). Geomorphologic evaluation of urban development in the territory of surface drainage basins. Case study: Tehran metropolis, Planning and Space Planning (Lecturer in Humanities), Vol. 14.
Moghimi, E. (2009). Urban Geomorphology, Tehran University Press.
Mohapatra, S.N.; Pani, P. and Sharma, M. (2014). Rapid urban expansion and its implications on geomorphology: A remote sensing and GIS based study, Geography Journal.‏
Mokhtari, M.; Safai Alizadeh, A. and Dargzan, K. (2006). Modeling the Development of Urban Functions and Application of Environmental Models in the GIS Environment to Determine the Suitable Areas for Physical Development of the City; Third Conference on Spatial Information Systems, Tehran.
Momeni, M. (2008). New Issues in Operations Research, Tehran University Press.
Panizza, M. (1995). Geomorphologies' , Bologna, Pitagora Editrice.‏
Pourahmad, A.; Yaddoghari; A. and Habibi, K. (2003). Reviewing the trend and pattern of urban development in Sanandaj using GIS and RS, Journal of Fine Arts, Vol. 16.
Rahnamai, M.T. (2003). Settlement Issues and Methods of Urbanization - Geography, Publications Center for Studies and Research on Urban and Architecture of Iran.
Rezaei Moqaddam, M.H.; Saghafi, M.; Shafi, E. and Karim Abbaszadeh, K. (2010). To classify the morphological limitations of urban development using DEM and GIS (Case study: Ahar County Master Plan), Geographical Space Research, Vol. 29.
Rezaei, P. and Malakudi Master, P. (2010). Geomorphologic Limits of Physical Development in Roodbar, Natural History Quarterly, Vol 7.
Ronld, W.T. (1973). Focus on environmental geology, Oxford: Oxford University Press.
Saberi Far, R. (2012). Study of Physical Development of Birjand City with Hazard Criterion, Two Quarterly Journal of Urban Ecology Research, Vol. 6.
Seroati, M. R.; Khezri, S. and Rahmani, T. (2009). Review of Natural Developmental Constraints in Sanandaj, Natural Geography Research, Vol. 67.
Sharifi Pikon, M. and Pernoun, F. (2018). Evaluation and spatial analysis of the flood of Gharaosu River using fuzzy logic in GIS environment, Journal of Natural Environment Risks, Vol 15.
Shayan, S.; Perezgar, A. and Soleimani Shiri, M. (2009). Analysis of Geomorphologic Facilities and Constraints in Choosing the Axes of Urban Development (Case Study: Darab City), Journal of Planning and Space Planning (Lecturer in Humanities), Vol. 13.
Staishi Nasaz, H.; Rostaii, Sh.; Omarani Dobbash, M. and Zare Pisheh, N. (2015). Study of geomorphological bottlenecks and their impact on physical development of the city using GIS and AHP method (Case study: Givi city), Journal of Quantitative Geomorphology Researches, Vol. 4.
Taqiyan, A.R. and Gholam Heidari, H. (2013). Geomorphological Potential and Barriers to Physical Development of Yasuj City Using AHP Model, Two Journal of Applied Geomorphology, Vol. 2.
Van Alphen, B.J. and Stoorvogel, J.J. (2000). A functional approach to soil characterization in support of precision agriculture, Soil Sci. Soc. Amer. J, 64:1706-1713.
Youssef, A.M.; Pradhan, B. and Tarabees, E. (2011). Integrated evaluation of urban development suitability based on remote sensing and GIS techniques: contribution from the analytic hierarchy process, Arabian Journal of Geosciences, 4(3-4): 463-473.‏
Volume 51, Issue 4
January 2020
Pages 581-595
  • Receive Date: 08 October 2018
  • Revise Date: 08 September 2019
  • Accept Date: 08 September 2019
  • First Publish Date: 22 December 2019