کاربرد روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره در ارزیابی کاربری اراضی برای تعیین محل دفن زباله‌های شهری

سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی

مقاله 1، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 50، بهمن 1401، صفحه 1-23   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/girs.2023.686158

نویسندگان

خدیجه صفری¹؛ سید علی جوزی^{* 2}؛ سحر رضایان³

¹دانشجوی دکتری گروه مدیریت محیط‌ زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²استاد گروه مهندسی محیط‌ زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³دانشیار گروه مهندسی محیط‌ زیست، دانشکده فنی و مهندسی، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران

چکیده

پیشینه و هدف امروزه با گسترش سریع شهرها و افزایش چشم‌گیر حجم اطلاعاتی که برای مدیریت شهری باید پردازش شوند، استفاده از GIS در برنامه‌ریزی شهری توسعه یافته است. این پژوهش با استفاده از عملکرد ابزارهای پشتیبانی تصمیم، فرآیند تحلیل شبکه (ANP) و ترکیب خطی وزنی (WLC)، جهت وزن‌دهی معیارها و روش‌های استانداردسازی نقشه‌ها بر اساس منطق بولین و فازی را در قالب تصمیم‌گیری چند معیاره، بهترین سایت دفن زباله شهر زاهدان را بررسی می‌کند. سپس با استفاده از پهنه‌بندی در تعیین مکان‌های مناسب دفن پسماند شهری در شهرستان زاهدان استفاده ‌گردد که در حال حاضر با مشکل محل دفن پسماند روبه‌رو است. در تحقیق حاضر با شناسایی عوامل مؤثر در محدودیت مکان‌یابی محل دفن پسماند شهری شهرستان زاهدان و با تعیین اولویت فاکتورهای تأثیرگذار، معیارهای بهینه مکان‌یابی با در نظر گرفتن توان اکولوژیکی منطقه مشخص و در راستای واقعی‌شدن برنامه‌ریزی، بر مبنای متغیرهای موجود در مکان‌یابی شهرستان زاهدان، با استفاده از روش‌های تصمیم‌گیری چند معیاره (MCDM)، نسبت به وزن‌دهی و اولویت‌بندی و ارزیابی معیارها و محدودیت‌ها اقدام ‌گردید. مدل در نظر گرفته‌شده برای عرصه تحت مطالعه، نمایانگر اولویت‌های ایجاد انواع کاربری‌ها جهت تصمیم‌گیری‌ها، در جریان مطالعات ارزیابی و به‌‌منظور سنجش قابلیت‌های شهرستان زاهدان برای کاربری‌های توسعه شهری است.
مواد و روش­ ها این تحقیق کاربردی از روش ارزیابی چند معیاره در محیط GIS، برای تعیین و تخمین پتانسیل مکان‌های مطلوب دفن پسماند در شهرستان زاهدان ارائه شده است. بدین ترتیب با تهیه پرسشنامه به روش دلفی، 18 زیرمعیار در دو گروه معیار، 1) معیار اکولوژیکی (شیب، ارتفاع، خاک، فرسایش، گسل، بارش، باد، جهت، آب‌های سطحی، آب‌های زیرزمینی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و زمین شناسی)، 2) معیار اجتماعی، اقتصادی (فاصله از شهر، روستا، معدن، فرودگاه و جاده) تعیین و با نظر کارشناسان (خبرگان) و با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه (ANP) در نرم‌افزار Super  decision  وزن های هر معیار محاسبه و در مرحله بعد لایه‌های هر کدام از این معیارهای ارزیابی و در پایگاه داده مبتنی بر ArcGIS آماده‌سازی و تحت عنوان نقشه­های معیار ذخیره شد و در نهایت با استفاده از روش WLC تلفیق کلیه لایه‌ها انجام و نقشه نهایی که مشخص کننده مکان‌های مناسب دفن در شهرستان زاهدان استخراج گردید.
نتایج و بحث با فازی سازی 18 لایه (معیار) با منطق فازی و نیز اعمال محدودیت‌ها با منطق بولین، نقشه­های 18 لایه تهیه و با تلفیق لایه‌ها با روش ترکیب خطی وزنی از رایج‌ترین روش‌ها در تصمیم‌گیری چند معیاره، نقشه نهایی مکان‌یابی دفن بدست آمده است. در راستای توزیع فضایی مکان‌های مناسب دفن شهرستان زاهدان، با توجه به 5 کلاس طبقه­بندی، مشخص شد که بیشترین سطح منطقه را طبقه فاقد توان (99.76 درصد) و مناطق مناسب برای دفن پسماند در مجموع حدود 0.231 درصد است و هیچ بخشی از شهر زاهدان برای کاربری دفن پسماندها دارای توان خیلی زیاد و توان زیاد نیست. به‌طوری‌که در اطراف شهر نصرت آباد، محدوده‌هایی با توان خیلی زیاد و توان زیاد مشاهده می‌شود. همچنین مشخص شد که عمدتاً اراضی دارای توان، اعم از توان کم و توان متوسط، در حواشی شهرهای زاهدان و نصرت آباد متمرکز می‌باشند. در منطقه دارای توان، 22 واحد جهت شهر زاهدان و 35 واحد برای شهر نصرت آباد شناسایی گردید.
نتیجه­گیری مرور ادبیات تحقیق می‌توان بیان کرد از نقاط قوت استفاده از روش تصمیم‌گیری چند معیاره، جهت مکان‌یابی دفن پسماندها، فراهم کردن امکان استفاده از یک مجموعه ابزار قوی تعاملی برای تنظیم جبران پذیری و جبران کردن بین معیارها است، که اجازه ارزیابی سریع روابط بین معیارها را می‌دهد. نقاط قوت دیگر این روش شامل توانایی یکی کردن مجموعه داده‌های همگن مانند معیارهای کیفی و کمی با استفاده از دانش تخصصی، انعطاف‌پذیری لازم برای انتخاب معیارهای خاص برای مناطق مورد مطالعه مختلف یا مسائل مختلف مطرح شده، برای اجرای یک یا یک گروه تصمیم‌گیری، انعطاف‌پذیری برای تغییر سطح اهمیت معیار و آزادی برای سطوح قابل قبول ریسک‌های تصمیم‌گیری می‌باشد. با مقایسه پیشینه استفاده این روش در مکان‌های دیگر می‌توان نزدیکی نتایج و مناسب‌بودن روش برای کاربری دفن را نتیجه گرفت، بنابراین پیشنهاد می‌شود برای شهرستان‌های دیگر استان نیز ارزشیابی توان سرزمین با روش بکارگرفته شده در این تحقیق مورد بررسی قرار گیرد. به هر حال، از آنجایی که مکان‌یابی دفن پسماند به معیارهای مختلف و به نفوذ نظرات عمومی و سیاسی در رابطه با تجزیه و تحلیل علمی بستگی دارد، فرض این بود که این روش، پتانسیل قابل‌توجهی برای حمایت از پیچیدگی‌های تصمیم گیری کاربردهای دنیای واقعی را دارد. 

کلیدواژه‌ها

ارزیابی توان اکولوژیکی؛ مکان‌دفن؛ پسماندهای شهری؛ روش‌های تصمیم گیری چند معیاره؛ زاهدان

مراجع

Aghsaei H, Souri B. 2017. Landfill site selection using spatial information technologies a case study in Sanandaj municipality, Western Iran. Environmental Research, 8(15): 216-229. (In Persian).

Ajibade FO, Olajire OO, Ajibade TF, Nwogwu NA, Lasisi KH, Alo AB, Owolabi TA, Adewumi JR. 2019. Combining multicriteria decision analysis with GIS for suitably siting landfills in a Nigerian state. Environmental and Sustainability Indicators, 3-4: 100010. https://doi.org/10.1016/j.indic.2019.100010.

Aliani H, BabaieKafaky S, Saffari A, Monavari SM. 2017. Land evaluation for ecotourism development—an integrated approach based on Fuzzy, WLC, and ANP methods. International Journal of Environmental Science and Technology, 14(9): 1999-2008. https://doi.org/10.1007/s13762-017-1291-5.

Amiri F. 2022. Solid waste disposal site selection using geospatial information technologies and fuzzy analytic hierarchy process (FAHP): a case study in Bandar Bushehr, Iran. GeoJournal: 1-22. https://doi.org/10.1007/s10708-022-10760-y.

Amiri F, Babaei F, Tabatabaie T. 2023. Site Selection of Kangan Municipal Solid Waste Landfill by Using a Fuzzy Analytic Hierarchy Process (FAHP) and GIS. Journal of Applied researches in Geographical Sciences, 23(69): 343-362. http://dorl.net/dor/20.1001.1.22287736.1300.0.0.150.3. (In Persian).

Asadolahi Z, Mobarghei N, Keshtkar M. 2020. Integration of population forecasting in providing decision support system for municipal solid waste landfill siting (Case study: Qazvin province). Journal of RS and GIS for Natural Resources, 11(4): 1-24. dorl.net/dor/20.1001.1.26767082.1399.11.4.1.1. (In Persian).

Baniasadi R, Ahmadizade SS, Etebari B, Qomi A. 2017. Landfill site selection with emphasis on environmental and economical factors in northern Iran (Case study: Astara Township). Journal of Environmental Science and Technology, 19(5): 405-415. https://doi.org/10.22034/jest.2017.11344. (In Persian).

Barzekar G, Aziz A, Mariapan M, Ismail MH. 2011. Delphi technique for generating criteria and indicators in monitoring ecotourism sustainability in Northern forests of Iran: Case study on Dohezar and Sehezar Watersheds. Folia ForestaliaPolonica Series, 53(2): 130-141. https://depot.ceon.pl/handle/123456789/5389.

Beskese A, Demir HH, Ozcan HK, Okten HE. 2015. Landfill site selection using fuzzy AHP and fuzzy TOPSIS: a case study for Istanbul. Environmental Earth Sciences, 73(7): 3513-3521. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3635-5.

Chen Y, Yu J, Khan S. 2010. Spatial sensitivity analysis of multi-criteria weights in GIS-based land suitability evaluation. Environmental Modelling & Software, 25(12): 1582-1591. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2010.06.001.

Eastman JR. 2001. Guide to GIS and image processing volume, vol 2. Clark Labs. 144 pp.

Eskandari M, Homaee M, Mahmoodi S, Pazira E, Van Genuchten MT. 2015. Optimizing landfill site selection by using land classification maps. Environmental Science and Pollution Research, 22(10): 7754-7765. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4182-7.

Govind Kharat M, Kamble SJ, Raut RD, Kamble SS. 2016. Identification and evaluation of landfill site selection criteria using a hybrid Fuzzy Delphi, Fuzzy AHP and DEMATEL based approach. Modeling Earth Systems and Environment, 2(2): 98. https://doi.org/10.1007/s40808-016-0171-1.

Han Z, Ma H, Shi G, He L, Wei L, Shi Q. 2016. A review of groundwater contamination near municipal solid waste landfill sites in China. Science of The Total Environment, 569-570: 1255-1264. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.06.201.

Ismail K, Ali S, Bennui A, Techato K, Jutidamrongphan W. 2019. Municipal solid waste landfill siting using an integrated GIS-AHP approach: A case study from Songkhla, Thailand. Resources, Conservation and Recycling, 149: 220-235. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2019.05.027.

Jahromi Samari H, Hosseinzadehasl H. 2012. Landfill site selection in Bandarabbas by analytical hierarchy process model. Human & Environment, 10(22): 65-76. https://he.srbiau.ac.ir/article_3451.html?lang=en. (In Persian).

Jamshidi-Zanjani A, Rezaei M. 2017. Landfill site selection using combination of fuzzy logic and multi-attribute decision-making approach. Environmental Earth Sciences, 76(13): 448. https://doi.org/10.1007/s12665-017-6774-7.

Jiao S, Zhang X, Xu Y. 2017. A review of Chinese land suitability assessment from the rainfall-waterlogging perspective: Evidence from the Su Yu Yuan area. Journal of Cleaner Production, 144: 100-106. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.162.

Kahvand M, Gheitarani N, Khanian M, Ghadarjani R. 2015. Urban solid waste landfill selection by SDSS. Case study: Hamadan. Environment Protection Engineering, 41(2): 47-56.

Karimi H, Herki B, Gardi SQ, Galalizadeh S, Hossini H, Mirzaei K, Pirsaheb M. 2022. Site selection and environmental risks assessment of medical solid waste landfill for the City of Kermanshah-Iran. International Journal of Environmental Health Research, 32(1): 155-167. https://doi.org/10.1080/09603123.2020.1742876.

Khosravi Y, Ashjaei H. 2017. Landfill site selection for urban hysteresis of Qazvin City using the AHP in ArcGIS software. Human & Environment, 15(4): 51-63. (In Persian).

Majumdar A, Hazra T, Dutta A. 2017. Landfill site selection by AHP based multi-criteria decision making tool: a case study in Kolkata, India. Journal of The Institution of Engineers (India): Series A, 98: 277-283. https://doi.org/10.1007/s40030-017-0211-5.

Mallick J. 2021. Municipal solid waste landfill site selection based on fuzzy-AHP and geoinformation techniques in Asir Region Saudi Arabia. Sustainability, 13(3): 1538. https://doi.org/10.3390/su13031538.

Malmir M, Zarkesh MMK, Monavari SM, Jozi SA, Sharifi E. 2016. Analysis of land suitability for urban development in Ahwaz County in southwestern Iran using fuzzy logic and analytic network process (ANP). Environmental Monitoring and Assessment, 188: 1-23. https://doi.org/10.1007/s10661-016-5401-5.

Mirzaei M, Salman Mahiny A, Mirkarimi SH. 2014. Site selection of landfill by using analytical hierarchy process (AHP) and technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) (Case study: landfill of Golpayegan township). Journal of Natural Environment, 67(1): 105-119. https://doi.org/10.22059/JNE.2014.51003. (In Persian).

Ni-Bin C, Parvathinathan G, Breeden JB. 2008. Combining GIS with fuzzy multicriteria decision-making for landfill siting in a fast-growing urban region. Journal of Environmental Management, 87(1): 139-153. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2007.01.011.

Pasalari H, Nodehi RN, Mahvi AH, Yaghmaeian K, Charrahi Z. 2019. Landfill site selection using a hybrid system of AHP-Fuzzy in GIS environment: A case study in Shiraz city, Iran. MethodsX, 6: 1454-1466. https://doi.org/10.1016/j.mex.2019.06.009.

Saaty TL, Vargas LG. 2006. Decision making with the analytic network process. Springer. XVII, 363 p.  https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7279-7.

Samaniego J, Pérez-Murcia M, Bustamante M, Pérez-Espinosa A, Paredes C, López M, López-Lluch D, Gavilanes-Terán I, Moral R. 2017. Composting as sustainable strategy for municipal solid waste management in the Chimborazo Region, Ecuador: Suitability of the obtained composts for seedling production. Journal of Cleaner Production, 141: 1349-1358. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.09.178.

Tahmoorian F, Khabbaz H. 2020. Performance comparison of a MSW settlement prediction model in Tehran landfill. Journal of Environmental Management, 254: 109809. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109809.

Thyberg KL, Tonjes DJ. 2017. The environmental impacts of alternative food waste treatment technologies in the US. Journal of Cleaner Production, 158: 101-108. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.04.169.

Vosoogh A, Baghvand A, Karbassi A, Nasrabadi T. 2017. Landfill site selection using pollution potential zoning of aquifers by modified DRASTIC method: Case study in Northeast Iran. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 41: 229-239. https://doi.org/10.1007/s40996-017-0054-3.

Yildirim V, MEMİŞOĞLU T, Bediroglu Ş, Colak H. 2018. Municipal solid waste landfill site selection using multi-criteria decision making and GIS: case study of Bursa province. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 26(2). http://dx.doi.org/10.3846/16486897.2017.1364646.

Yousefi H, Javadzadeh Z, Noorollahi Y, Yousefi-Sahzabi A. 2018. Landfill Site selection using a multi-criteria decision-making method: a case study of the Salafcheghan special economic zone, Iran. Sustainability, 10(4): 1107. https://doi.org/10.3390/su10041107.