The Importance of Relative Slope Length Data in Flood Hazard Zoning: A Case Study of the Ngan Sau, Ngan Pho River Basin, Vietnam

• Autorzy: Dang Tuyet Minh , Le Duyen Quang , Nguyen Ba Dung

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2024-01-89

Warianty tytułu

PL

Znaczenie danych o względnej długości zboczy w strefach zagrożenia powodziowego: studium przypadku Ngan Sau, dorzecze rzeki Ngan Pho, Wietnam

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Flood modeling provides useful information to assist manage flood hazards and lessen the effects of floods in locations that are vulnerable to flooding. The present research established flood hazard maps for the Ngan Sau, Ngan Pho river basin using GIS technology and the Analytical Hierarchy Process (AHP) method. The precision of flood simulation results is dependent on criteria that cause flooding. The goal of this study was to evaluate the role of relative slope length in flood hazard identification and delineation. The AHP method was used to determine the respective weights of six physical geography and meteorology factors including rainfall, slope, soil, land use, drainage density, and relative slope length. In the process of computing the model, these factors are classified into two groups: group 1 includes five criteria excluding the relative slope length criterion and group 2 has all six parameters. Based on flood warning levels at hydrological stations in the research area during past floods, the results of flood hazard zoning were verified. The obtained findings indicated that map developed from the group of criteria including the relative slope length are more accurate than those generated based on the remaining five factors. The results of the paper can be used as a reference when choosing criteria for creating flood hazard zoning models utilizing a combination the AHP and GIS technology.

PL

Modelowanie powodzi dostarcza przydatnych informacji, które pomagają zarządzać zagrożeniem powodziowym i łagodzić skutki powodzi w lokalizacjach narażonych na powodzie. W ramach niniejszych badań opracowano mapy zagrożenia powodziowego dla dorzeczy rzek Ngan Sau i Ngan Pho przy użyciu technologii GIS i metody Analytical Hierarchy Process (AHP). Dokładność wyników symulacji powodzi zależy od kryteriów powodujących powódź. Celem pracy była ocena roli względnej długości zbocza w identyfikacji i wyznaczaniu zagrożenia powodziowego. Do określenia odpowiednich wag w AHP wykorzystano sześć czynników geograficznych i metrologicznych — opady deszczu, nachylenie, gleba, użytkowanie gruntów, gęstość drenażu i względna długość zbocza. W procesie obliczania modelu czynniki te dzielone są na dwie grupy: grupa 2 obejmuje wszystkie sześć parametrów, natomiast grupa 1 obejmuje pięć kryteriów z wyłączeniem kryterium względnej długości nachylenia. W oparciu o stany ostrzeżeń powodziowych na stacjach hydrologicznych na obszarze badań podczas powodzi, które miały miejsce w przeszłości, zweryfikowano skutki wyznaczania stref zagrożenia powodziowego. Uzyskane wyniki wykazały, że mapy opracowane z grupy kryteriów uwzględniających względną długość nachylenia są dokładniejsze niż mapy wygenerowane na podstawie pozostałych pięciu czynników. Wyniki artykułu mogą posłużyć jako punkt odniesienia przy wyborze kryteriów tworzenia modeli stref zagrożenia powodziowego z wykorzystaniem kombinacji technologii AHP i GIS.

Słowa kluczowe

EN

Analytical Hierarchy Process; AHP; flood hazard; relative slope length; Ngan Sau; Ngan Pho river basin

PL

proces hierarchii analitycznej; AHP; zagrożenie powodziowe; względna długość nachylenia; Ngan Sau; dorzecze rzeki Ngan Pho

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 2, no. 1
• Strony: 25--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dang Tuyet Minh

• Thuyloi University, 175 Tay Son street, Ha Noi, Vietnam

• https://orcid.org/0000-0001-8379-1087

autor

Le Duyen Quang

• Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

• https://orcid.org/0000-0001-6953-4762

autor

Nguyen Ba Dung

• Hanoi University of Natural Resources and Environment, Hanoi, Vietnam

• https://orcid.org/0000-0001-5378-0926

Bibliografia

• 1. Yodying, A., Seejata, K., Chatsudarat, S., Chidburee, P., Mahavik, N., Kongmuang, C., and Tantanee, S. (2019) Flood hazard assessment using fuzzy analytic hierarchy process: A case study of Bang Rakam model in Thailand. In: Proceedings of the 40th Asian Conference on Remote Sensing, Daejeon Convention Center (DCC), Daejeon, KR, pp. 14-18.
• 2. Sriariyawat, A., Kimmany, B., Miyamoto, M., Kakinuma, D., Pc, S., and Visessri, S. (2022). An Approach to Flood Hazard Mapping for the Chao Phraya River Basin Using Rainfall-Runoff-Inundation Model. Journal of Disaster Research. 17(6), p. 864-876.
• 3. Alarifi, S.S., Abdelkareem, M., Abdalla, F., and Alotaibi, M. (2022). Flash Flood Hazard Mapping Using Remote Sensing and GIS Techniques in Southwestern Saudi Arabia. Sustainability. 14(21), p. 14145.
• 4. Singha, C., Swain, K.C., Meliho, M., Abdo, H.G., Almohamad, H., and Al-Mutiry, M. (2022). Spatial Analysis of Flood Hazard Zoning Map Using Novel Hybrid Machine Learning Technique in Assam, India. Remote Sensing. 14(24), p. 6229.
• 5. Ba, D.N., Quynh, N.N., Thi, L.P., and Tuyet, M.D. (2021). Evaluation and validation of flood hazard zoning using Analytical Hierarchy Process and GIS: A case study of Lam River basin (Vietnam). Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 66(4), p. 831-851.
• 6. Minh, D.T. (2021). Flood hazard zoning in Ngan Sau, Ngan Pho river basin, Ha Tinh province using GIS and analytical hierar-chical process HNUE JOURNAL OF SCIENCE. 66(1), p. 198-212.
• 7. Dung, N.B. and Minh, D.T. (2021). Assessment of flood influence criteria in the lam river basin using a combined Del-phi-AHP method. Sustainable development of mountain territories. 13(3), p. 387-396.
• 8. Dang, T.M. and Nguyen, L.T.D. (2021). Integration of Delphi technique and analytical hierarchy process method in assess-ment the groundwater potential influence criteria: a case study of the Ba River Basin. Inżynieria Mineralna. 38(2).
• 9. Kumar, A. and Pant, S. (2022). Analytical hierarchy process for sustainable agriculture: An overview. MethodsX. 10.
• 10. Dung, N.B., Minh, D.T., An, B.N., and Nga, N.Q. (2021). Assessment of vulnerability In agricultural land in flood prone Areas and application of mobile smart Phone in providing flood hazard Information in lam river Basin (Vietnam). Sustainable development of mountain territories. 2(48), p. 254-265.
• 11. Teshnizi, E.S., Golian, M., Sadeghi, S., and Rastegarnia, A. (2022). Application of analytical hierarchy process (AHP) in land-slide susceptibility mapping for Qazvin province, N Iran. Computers in Earth and Environmental Sciences, p. 55-95.
• 12. Minh D.T, Dung N.B. (2023). GIS-based multi-criteria approach for drought hazard modeling in the Ba river basin, Vietnam. Environmental Earth Sciences, 30(83):30.
• 13. Dung, N.B., Long, N.Q., An, D.T., and Minh, D.T. (2022). Multi-geospatial flood hazard modelling for a large and complex river basin with data sparsity: a case study of the Lam River Basin, Vietnam. Earth Systems and Environment. 6(3), p. 715-731.
• 14. Dung, N.B., Long, N.Q., Goyal, R., An, D.T., and Minh, D.T. (2022). The role of factors affecting flood hazard zoning using analytical hierarchy process: A review. Earth Systems and Environment. 6(3), p. 697-713.
• 15. Fu, X., Zhang, L., and Wang, X. (2016). The effect of slope length on sediment yield by rainfall impact under different land use types. Water resources. 43(3), p. 478-485.
• 16. Liu, B., Nearing, M., Shi, P., and Jia, Z. (2000). Slope length effects on soil loss for steep slopes. Soil Science Society of America Journal. 64(5), p. 1759-1763.
• 17. Qiu, H., Cui, P., Regmi, A.D., Hu, S., Wang, X., and Zhang, Y. (2018). The effects of slope length and slope gradient on the size distributions of loess slides: Field observations and simulations. Geomorphology. 300, p. 69-76.
• 18. Fu, X., Zhang, L., and Wang, Y. (2019). Effect of slope length and rainfall intensity on runoff and erosion conversion from laboratory to field. Water Resources. 46(4), p. 530-541.
• 19. Huang, K., Liu, R.-L., Qin, L., Song, T., Liu, Z.-X., and Li, R. (2021). Effects of slope length on soil erosion of Karst slope under different rainfall conditions. Ying Yong Sheng tai xue bao= The Journal of Applied Ecology. 32(1), p. 271-280.
• 20. Kinnell, P. (2000). The effect of slope length on sediment concentrations associated with side‐slope erosion. Soil Science Society of America Journal. 64(3), p. 1004-1008.
• 21. Nguyen, B.D., Minh, D.T., Ahmad, A., and Nguyen, Q.L. (2020). The role of relative slope length in flood hazard mapping using AHP and GIS (case study: Lam River Basin, Vietnam). Geography, Environment, Sustainability. 13(2), p. 115-123.
• 22. He, Z., Xiao, P., Yu, X., Hao, S., Jia, G., and Yang, C. (2022). A Field Study for the Effects of Grass Cover, Rainfall Intensity and Slope Length on Soil Erosion in the Loess Plateau, China. Water. 14(14), p. 2142.
• 23. Verrina, G.P., Anugerah, D.D., and Haki, H. (2013). Analisa runoff pada Sub DAS Lematang hulu. Jurnal Teknik Sipil Dan Lingkungan. 1(1).
• 24. Tran, H.T. and Nguyen, T.T. (2020). A GIS-based spatial multi-criteria approach for flash flood risk assessment in the Ngan Sau-Ngan Pho mountainous river basin, North Central of Vietnam. Environment and Natural Resources Journal. 18(2), p. 110-123.
• 25. Dang Tuyet Minh. (2021). Flood hazard zoning in Ngan Sau, Ngan Pho river basin, Ha Tinh province using GIS and analytical hierarchical process. Journal of Science. 1.
• 26. Thanh, N.T., Huy, N.A., Huong, P.T.T., and Trang, T.T.T. (2023). Flash Flood Hazard Mapping Using Landsat-8 Imagery, AHP, And GIS In The Ngan Sau And Ngan Pho River Basins, North-Central Vietnam. Geography Environment Sustainability. 16(2).
• 27. Smith, D.D. and Wischmeier, W.H. (1957). Factors affecting sheet and rill erosion. Eos, Transactions American Geophysical Union. 38(6), p. 889-896.
• 28. Martin, O.M., Anthony, G.B., and Robert, M.S. (2011). Maryland Standards and Specifications for Soil Erosion and Sediment Control. Baltimore.
• 29. Konrad, C.P. (2003). Effects of urban development on floods.
• 30. Kittipongvises, S., Phetrak, A., Rattanapun, P., Brundiers, K., Buizer, J.L., and Melnick, R. (2020). AHP-GIS analysis for flood hazard assessment of the communities nearby the world heritage site on Ayutthaya Island, Thailand. International Journal of Disaster Risk Reduction. 48.
• 31. Roose, E. (1996). Land husbandry: components and strategy. Vol. 70: FAO Rome.
• 32. Balasubramanian, A. (2017). Soil erosion–causes and effects. Centre for Advanced Studies in Earth Science, University of Mysore, Mysore. 12(12).
• 33. Negese, A., Fekadu, E., and Getnet, H. (2021). Potential soil loss estimation and erosion-prone area prioritization using RU-SLE, GIS, and Remote Sensing in Chereti Watershed, Northeastern Ethiopia. Air, Soil and Water Research. 14, p. 1-17.
• 34. Directorate for Roads of Vietnam, T. (2013). Calculating of flood flow characteristics (in Vietnamese with English summary).
• 35. Van Westen, C., Alkema, D., Damen, M., Kerle, N., and Kingma, N. (2011). Multi-hazard risk assessment: distance education course guide book. United Nations University-ITC School on Disaster Geo-information Management (UNU-ITC DGIM).
• 36. De Brito, M.M. and Evers, M. (2016). Multi-criteria decision-making for flood risk management: a survey of the current state of the art. Natural Hazards and Earth System Sciences. 16(4), p. 1019-1033.
• 37. Saaty, R.W. (1987). The analytic hierarchy process—what it is and how it is used. Mathematical modelling. 9(3-5), p. 161-176.
• 38. Mitra, R., Saha, P., and Das, J. (2022). Assessment of the performance of GIS-based analytical hierarchical process (AHP) approach for flood modelling in Uttar Dinajpur district of West Bengal, India. Geomatics, Natural Hazards and Risk. 13(1), p. 2183-2226.
• 39. Jensen, J.R. (1996). Introductory digital image processing: a remote sensing perspective. Prentice-Hall Inc.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).