Flood Potential Assessment in the Kuzet-Topraqi Watershed Sub-basins Using the Extended Flash Flood Model

Document Type : Extract article from research project

Authors

1 1 Professor of Geomorphology, Department of Natural Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

2 Phd student of geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. a.hesam773@gmail.com

3 Phd student of geomorphology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili. Ardabil, Iran

Abstract
Background and Objective: In recent years, with the increase in the frequency and intensity of flash floods, zoning the risk of this phenomenon has become essential. The Extended Flash Flood Model (MFFPI) is one of the modern and effective methods for assessing and zoning flash flood risk in watersheds. The aim of this study is to assess the flood potential in the Kuzet-Topraqi Watershed Sub-basins using the Extended Flash Flood Model.
Methodology: In this regard, first, information layers including slope, flow accumulation, land use, rock permeability, slope curvature, and soil texture were extracted in the GIS environment using base maps, and in the next step, all these parameters were weighted and weighted maps were produced using the Raster Calculator tool. Then, by overlapping these layers, the flash flood potential map for the Kozeh-Toparqi watershed was divided and extracted into five risk categories: very low (55 km2), low (126.10 km2), medium (266.15 km2), high (219.50 km2), and very high (138.03 km2).
Results and Findings: The results show that the northern and central parts of the basin are mainly in the low to medium risk range, while the southern and western areas experience the highest flood risk. The distribution pattern of these areas can be affected by geomorphological parameters such as slope, elevation, and drainage density, as well as hydrological and land use characteristics. In particular, areas with steep slopes, low permeability, and runoff-sensitive land uses are susceptible to flash floods. On the other hand, low-slope areas, which are mainly located in the middle areas, can become critical points in the development of floods due to the accumulation of incoming runoff from upstream areas. The results also showed that sub-basins 2 and 3 with areas of 0.02 and 0.15 km2, and in contrast, sub-basins 14 and 17 with areas of 29.27 and 14.98 km2, are located in very low and very high flood risk zones, respectively.
Conclusion: As a result, flood management in this basin requires adopting solutions appropriate to the topographic conditions. In steep areas, implementing watershed management operations such as constructing sedimentation dams and developing vegetation cover can help reduce runoff velocity and increase permeability. Also, in low-slope areas, creating flood control reservoirs and appropriate drainage can play an effective role in reducing flood risks.

Keywords

Subjects


داوند، خ.، شهابی، ه.، سالاری، م. 1400. پهنه‌بندی خطر سیلاب در شهر ایلام با استفاده از مدل تابع شواهد قطعی، جغرافیا و مخاطرات محیطی، 37: 20-1.
رضایی مقدم، محمدحسین، و رحیم پور، توحید (1403). ارزیابی پتانسیل خطر وقوع سیلاب با استفاده از روش تحلیل آماری دو متغیره (مطالعه موردی: حوزه آبریز آجی چای). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 12(4)، 91-107.
رضایی مقدم، محمدحسین، و رحیم پور، توحید (1403). ارزیابی پتانسیل خطر وقوع سیلاب با استفاده از روش تحلیل آماری دو متغیره (مطالعه موردی: حوزه آبریز آجی چای). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، 12(4)، 91-107.
رضایی‌مقدم، محمدحسین، کرمی، فریبا، و اباذری، کلثوم (1402). ارزیابی و پهنه‌بندی خطر سیلاب ناگهانی در حوزه آبریز اوجان چای با استفاده از مدل MFFFPI. هیدروژئومورفولوژی، 10(36)، 157-141.
سمیعی، محمد، سیدیان، سیدمرتضی، فتح آبادی، ابوالحسن، جهانتیغ، نصرالدین (1402). مدل‌سازی و بررسی مهم‌ترین عوامل مؤثر بر وقوع سیلاب حوزه آبخیز گرگانرود. رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست، 2(2): 136-123.
عابدینی، موسی، بابایی اولم، طیبه، و پاسبان، امیرحسام (1403). ارزیابی و پهنه‌بندی خطر وقوع سیلاب با استفاده از مدل MFFPI مطالعه موردی: حوزه آبخیز شفارود، استان گیلان). جغرافیا و روابط انسانی، 7(1)، 871-821.
مددی، عقیل، پیروزی، الناز، و آقایاری، لیلا (1397). پهنه بندی خطر سیلاب با استفاده از تلفیق روش‌های SCS-CN وWLC  (مطالعه موردی: حوضه خیاوچای مشکین شهر). هیدروژئومورفولوژی، 5(17)، 102-85.
مددی، عقیل، پیروزی، الناز، شکرزاده فرد، الهام (1399). بررسی تحلیل فضایی خطر سیلاب در حوضه‌‌ آبخیز خیاو‌‌چای. پژوهش‌های محیط زیست، 11(21)، 26-17.
یمانی، م.، عباسی، م. 1399. ارزیابی سیل‌خیزی زیر حوضه‌های آبریز گادر بر اساس پارامترهای مورفومتری و همبستگی آماری، آمایش سرزمین، 12(1): 224-205.
عابدینی، موسی، صبوری، حمیرا و پاسبان، امیرحسام (1404). پهنه‌بندی خطر سیلاب و ارتباط آن با کاربری اراضی با استفاده از مدل فرایند تحلیل شبکه (مطالعه موردی: حوضه آبخیز رضی‌چای، استان اردبیل). مطالعات توسعه پایدار شهری و منطقه ای، 6(2)، 68-84.
مرادی، نادر، شیدایی مجد، نسرین و حاتمی، حمیده (1402). تاثیرتغییرات اقلیم وعوامل موثرجغرافیایی درسیلاب های شهری مورد مطالعه استان یزد. مطالعات توسعه پایدار شهری و منطقه ای، 4(4)، 67-77.
Minea, Gabriel. (2013). Assessment of the flash flood potential of Bâsca River Catchment (Romania) based on physiographic factors”. Open Geosciences, 5(3), 344-353.
Popa, C.M., Simion, A.G., Peptenatu, D., Dima, C., Draghici, C.C., Florescu, M.S., Dobrea, C.R., Diaconu, D.C.(2020). Spatial Assessment of Flash Flood Vulnerability In The Moldova River Catchment(N Romania) Using The FFPI, Journal of Flood Risk Management, 16(12):1-10.
AlTanni, A., Al-Husban, Y., Ayan, A.(2023). Assessment Of Potential Flash Flood Hazards Concerning Land Use/ Land Cover in Aqaba Governorate,Jordan, Using A Multi-Criteria Technique, The Egyption Journal Of Remote Sensing And Space Sci, Society And Environment,14(5): 202-221.
Tincu, Roxana; Lazar, Gabril; Lazar, Iuliana (2018). Modified flash flood potential index in order to estimate areas with predisposition to water accumulation. Open Geosciences, 10(1): 593-606.
Smith,G. 2003. Flash Flood Potential: Determining The hydrologic Response Of FFMP basins to Heavy rain By Analyzing their Physiographic Characteristics, A White Paper available From The NWS Colorado Basin River Forcast Center Web Site at http:// www.cbrfc.noaa.gov/papers/ffp_wpap.pdf
Leeonis, A. N., Ahmed, M. F., Mokhtar, M. B., Lim, C. K., & Halder, B. (2024). Challenges of Using a Geographic Information System (GIS) in Managing Flash Floods in Shah Alam, Malaysia. Sustainability, 16(17), 7528.
Shawaqfah, M., Ababneh, Y., Odat, A. -S. A., AlMomani, F., Alomush, A., Abdullah, F., & Almasaeid, H. H. (2024). Flash Flood Potential Analysis and Hazard Mapping of Wadi Mujib Using GIS and Hydrological Modelling Approach. Water, 16(13), 1918.
Bashir, B., & Alsalman, A. (2024). Morphometric Characterization and Dual Analysis for Flash Flood Hazard Assessment of Wadi Al-Lith Watershed, Saudi Arabia. Water, 16(22), 3333.
Tincu, Roxana; Lazar, Gabril; Lazar, Iuliana (2018). Modified flash flood potential index in order to estimate areas with predisposition to water accumulation. Open Geosciences, 10(1): 593-606.
Yassin, N.A.M., Adnan, N.A., Md Sadek, E.S.S.(2023). Analysis of Flash Flood Potential Index (FFPI) And Secnarios Assessment In Shah Alam Using GIS Approach, Journal of The Malaysian Institute of Planners, 21(2): 1-12.
Yao, J., Zhang, X., Luo, W., Liu, Ch., Ren, L. (2022). Applications Of Stacking /Blending Ensemble. 125-132.
Volume 6, Issue 3 - Serial Number 21
Winter 2025
Pages 154-167

  • Receive Date 30 December 2024
  • Revise Date 08 February 2025
  • Accept Date 06 March 2025
  • First Publish Date 08 March 2025
  • Publish Date 22 November 2025