Geological and morphotectonic analysis of landslides (Study area: Tang Hamam and Alvand drainage basins in Sarpol Zahab county)

Document Type : Research Article

Authors

1 PhD Student of Geomorphology, Faculty of Geographical Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran

2 Associate Professor of Geomorphology, Faculty of Geographical Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

3 Professor of Geomorphology, Faculty of Geographical Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

4 Associate Professor of the Sedimentary Basins and Petroleum Department., Faculty of Geology Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

10.22059/jhsci.2025.400930.892

Abstract

Landslides, as one of the unstable slope processes, play an important role in transforming mountainous landscapes and are a serious challenge in environmental management by causing changes in topography and destroying infrastructure. In this study, in order to evaluate the distribution of landslides and their relationship with morphotectonics, two basins of Tang Hamam and Alvand (Sarpol Zahab) in the Zagros zone were investigated. Using field studies and satellite images, a total of 65 landslide events were identified, and the ratio of landslide area to basin area (LA) and landslide density (LD) in the basins were obtained. Then, using geomorphological and tectonic indices, such as hypsometric integral (Hi), the valley height-width ratio (Vf), the basin asymmetry factor (Af), basin shape (Bs), the stream gradient-length ratio (SL), the mountain-front sinuosity (Smf), and Relative Tectonic Activity Index (Iat), the tectonic status of the basins was evaluated. Also, factors affecting the occurrence of landslides, including faults, earthquake focus, slope, and litology, and their quantitative relationship with the extent and frequency of landslides, were investigated. Spatial analyses of morphometric indices and relative tectonic activity index showed that tectonically, both the Tang Hamam and Alvand basins have moderate activity with values of 2.33 and 2, respectively. The ratio of landslide area to the basin area is 23.69% in the Tang Hamam basin whereas this ratio is 0.45% in the Alvand basin. Investigating the distribution of landslides relative to active faults and earthquake epicenters also showed that more than 97 percent of landslides are located less than 2 kilometers from active faults and more than 95 percent of them are located near earthquake epicenters. The findings also show that slope gradient is one of the effective factors in the occurrence of landslides, and the highest density of landslides was observed in slope angle class of 15-30 degrees. Geologically, most landslides have occurred in loose, low-resistance formations such as Amiran, Pabdeh, and Young alluvial deposits. Also, the presence of alternating hard layers of Asmari formation over loose and soft layers such as Pabdeh, especially in the Alvand basin and the slopes of the Shahneshin Mountain in the Tang Hamam basin, has led to increased instability and the occurrence of landslides. Overall, the study area has moderate tectonic activity with significant structural heterogeneity. These conditions, especially in areas that are simultaneously affected by geology, faults, earthquakes, slope, and morphometric features, increase the occurrence of landslides.

Keywords

References

  • آقانباتی، سیدعلی (1383). زمین‌شناسی ایران. تهران: سازمان زمین‌شناسی کشور.
  • جباری، ندا؛ ثروتی، محمدرضا؛ و حسین‌زاده، محمد‌مهدی (1391). مطالعۀ مورفوتکتونیک فعال حوضۀ آبخیز حصارک (شمال غرب تهران) با استفاده از شاخص‌های تکتونیک. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 1(2)، 17-34.
  • رمضانی، بهمن؛ و ابراهیمی، هدی (1388). زمین‌لغزش و راهکارهای تثبیت آن. فصلنامۀ جغرافیایی آمایش، (7)، 110-118.
  • شریعت جعفری، محسن (1376). زمین‌لغزش (مبانی و اصول پایداری شیب‌های طبیعی). سازه.
  • شعاعی، ضیاءالدین (1394). زمین‌لغزش‌ها: شناخت، ارزیابی و کنترل. سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
  • شیرانی، کورش؛ و خوش‌باطن، محبوبه (1395). بررسی و پایش زمین‌لغزش فعال با استفاده از روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری (مطالعۀ موردی: زمین‌لغزش نقل، سمیرم). کواترنری ایران، 3(1)، 53-65.
  • صبوری، سعیدمحمد؛ حاجی‌علی‌بیگی، حسین؛ طالبیان، مرتضی؛ و فتاحی، مرتضی (1400). بررسی ارتباط فراوانی رخداد زمین‌لغزش با تکتونیک فعال در منطقۀ شمال قزوین. منابع طبیعی ایران، 74(2)، 423-436.
  • صفاری، امیر؛ یمانی، مجتبی؛ کرم، عبدالامیر؛ و کرمی، پریوش (1397). تأثیرات مورفوژنتیکی تکتونیک فعال بر زمین‌لغزش در حوضۀ جاجرود. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 7(3)، 117-135.
  • کیانی، طیبه؛ ندیم، هیراد؛ و غفورپور عنبران، پرستو (1399). بررسی ویژگی‌های زمین‌ساخت فعال در گسترۀ رودبار با نگرش ویژه بر زمین‌لغزش‌های منطقه. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 7(1). 65-88.
  • مقیمی، ابراهیم؛ علوی‌پناه، سیدکاظم؛ و جعفری، تیمور (1387). ارزیابی و پهنه‌بندی عوامل مؤثر در وقوع زمین‌لغزش دامنه‌های شمالی آلاداغ (مطالعۀ موردی: حوضۀ زهکشی چناران در استان خراسان شمالی).پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 64، 53-75.
  • منصوری، رضا؛ و صفاری، امیر (1394). تحلیل فعالیت زمین‌ساختی حوضۀ آبخیز فرحزاد از طریق شاخص‌های ژئومورفیک. اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، 24(95)، 93-105.
  • مهرپویا، محمدرضا؛ و قویمی‌پناه، محمد‌حسین (1404). شناسایی عوامل مؤثر و پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از روش حداکثر آنتروپی (مطالعه موردی: حوزۀ آبخیز چالوس).مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 5(1)، 247-264.
  • میرنظری، جواد؛ شهابی، هیمن؛ و خضری، سعید (1391). ارزیابی و پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از مدل AHP و عملگرهای منطق فازی در حوضۀ آبریز پشت تنگ سرپل ذهاب (استان کرمانشاه). جغرافیا و توسعه، 12(37)، 53-70.
  • ناصری، فروزان؛ بهرامی، شهرام؛ صالحی‌پور میلانی، علیرضا؛ و احتشامی معین‌آبادی، محسن (1404). ارزیابی پراکندگی و ارتباط زمین‌لغزش‌های گسترۀ ایلام- مهران با زمین‌ساخت و شاخص‌های ژئومورفولوژی. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی.
  • نوحه‌گر، احمد؛ خورانی، اسدالله؛ و تمسکی، احسان (1392). تحلیل اقلیمی گردوغبار معلق در ایستگاه هواشناسی سرپل ذهاب (1986-2009). جغرافیا و مخاطرات محیطی، 2(6)، 89-102.
  • یمانی، مجتبی؛ محمدی، احمد؛ و نگهبان، سعید (1389). پهنه‎بندی زمین‌لغزش در حوضۀ آبخیز تنکابن با استفاده از مدل‌های کمی. جغرافیا و توسعه، 8(19)، 83-98.
  • Ayalew, L., & Yamagishi, H. (2005). The application of GIS-based logistic regression for landslide susceptibility mapping in the Kakuda-Yahiko Mountains, Central Japan. Geomorphology, 65(1-2), 15-31.
  • Conforti, M., & Ietto, F. (2020). Influence of tectonics and morphometric features on the landslide distribution: a case study from the Mesima Basin (Calabria, South Italy). Journal of Earth Science, 31(2), 393-409.
  • Cruden, D. (1991). A simple definition of a landslide. Bulletin of Engineering Geology & the Environment, 43(1).
  • Ehteshami-Moinabadi, M. (2022). Properties of fault zones and their influences on rainfall-induced landslides, examples from Alborz and Zagros ranges. Environmental Earth Sciences, 81(5), 168.
  • El Hamdouni, R., Irigaray, C., Fernandez, T., Chacón, J., & Keller, E. A. (2008). Assessment of relative active tectonics, southwest border of the Sierra Nevada (southern Spain). Geomorphology, 96(1-2), 150-173.
  • El Hamdouni, R., Irrigaria, C., Fernandez, T., Fernandez, P., Jimenez, J., & Chacon, J. (2006). Active tectonics as determinant factor in GIS landslides susceptibility mapping: application to the SW border of Sierra Nevada (Granada, Spain). In Geophysical Research Abstracts(Vol. 8, p. 03154).
  • Geertsema, M., Highland, L., & Vaugeouis, L. (2009). Environmental impact of landslides. Landslides–disaster risk reduction, 589-607.
  • Huang, Y., Tyata, U., Liang, D., Gao, Y., & Yang, Q. (2025). Considering tectonic uplift in landslide susceptibility assessment using MaxEnt model: a case study of Trishuli River watershed. Environmental Earth Sciences, 84(7), 181.
  • Islah, M; Zareshahi, H; Malekzadeh Bafghi, Sh; Hassanabadi, A. (2015). Landslide investigation using radar images, tacheometry and GPS. 22nd National Geomatics Conference and Exhibition.
  • Jamir, I., Gupta, V., Thong, G. T., & Kumar, V. (2020). Litho-tectonic and precipitation implications on landslides, Yamuna valley, NW Himalaya. Physical Geography, 41(4), 365-388.
  • Jibson, R. W., Harp, E. L., & Michael, J. A. (2000). A method for producing digital probabilistic seismic landslide hazard maps. Engineering geology, 58(3-4), 271-289.
  • Keefer, D.K., 1984. Landslides caused by earthquakes. Bulletin of the Geological Society of America.
  • Peck, R. B. (1969). Advantages and limitations of the observational method in applied soil mechanics. Geotechnique, 19(2), 171-187.
  • Sahraei, H., Ehteshami-Moinabadi, M., & Alavi, S. A. (2023). Variation of seismicity parameters and its link to tectonic features of the central portion of the Zagros Fold-Thrust Belt, Iran. Geol Carpathica, 74(4), 355-369.
  • Thakur, M., Kumar, N., Dhiman, R. K., & Malik, J. N. (2023). Geological and geotechnical investigations of the Sataun landslide along the Active Sirmauri Tal Fault, Sataun, Northwestern Himalaya, India. Landslides, 1-19.
  • Varnes, D. J. (1958). Landslide types and processes. Landslides and engineering practice, 24, 20-47.
  • Wu, H., Cui, S., Pei, X., Huang, R., He, L., & Guo, J. (2022). Earthquake-induced landslide erosion coupled to tectonics and river incision, and effects of ground motion on coupled patterns. CATENA, 216, 106334.
Environmental Management Hazards
Volume 12, Issue 2
July 2025
Pages 117-133

Files

Share

How to cite

Statistics