مکان یابی محل دفن پسماند با استفاده از منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) (ناحیه مورد مطالعه : شهرستان مینودشت)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مدیریت و برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران *(مسئول مکاتبات).

3 دانشجوی کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

4 دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

چکیده

زمینه و هدف: مکان­یابی مناسب پسماند­های شهری از به وجود آمدن معضلات زیست محیطی در شهرها جلوگیری می­کند. این تحقیق با هدف شناسایی مکان بهینه جهت دفن پسماند در شهرستان مینودشت با استفاده از روش منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) است که براساس میزان جمعیت تخمینی در 20 سال  آینده و مساحت مورد نیاز برای دفع پسماند آن­ها صورت می­گیرد.
روش بررسی: انتخاب مکان مناسب برای دفن پسماند نیازمند در نظر گرفتن عوامل متعددی است که با توجه به گستردگی و پیچدگی عوامل موثر در مکان­یابی، ضرورت استفاده از فناوری­های اطلاعات مکانی و تلفیق آن با سایر امور مدیریتی و برنامه­ریزی مطرح می­شود. به این منظور، به کارگیری سیستمی یکپارچه متشکل از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش­های تصمیم­گیری چند معیاره (MCDM) ابزار مناسبی برای مکان­یابی دفن پسماند می­باشند.
یافته­ها: در این تحقیق برای تعیین مکان­های مناسب دفن پسماند شهرستان مینودشت از معیارهای فاصله از جاده، شیب، ارتفاع، کاربری، میزان بارش، فاصله از گسل، فاصله ازآب­های سطحی، فاصله از مناطق حفاظت شده، زمین­شناسی، فاصله از شهر و فاصله از روستا استفاده شد. نقشه­های مربوط به هر یک از لایه­ها در محیطIdrisi استانداری سازی و به صورت فازی تهیه شد در ادامه برای وزن­دهی و تلفیق لایه­ها از فرایند تحلیل سلسه مراتب فازی (FAHP) و GIS  استفاده شد
نتایج: در نهایت نقشه­های نهایی به پنچ روشgamma ، And  ،Or،Sum  و  Productتهیه شد. سپس نقشه­­های مناسب مکان­یابی دفن پسماند انتخاب شدند و هر کدام از آن­ها به چهار طبقه مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف طبقه بندی شد و طبقه مناسب روش­های انتخابی  لکه بندی شدند. روش­های که میزان مساحت لکه­های آن­ها از میزان مساحت لازم برای دفن پسماند برای جمعیت تخمینی 20 سال آینده شهرستان مینودشت کمتر بود، حذف شدند. در نهایت روش­های And و gamma با عدد 9/0 مکان مناسب دفن پسماند برای یک دور زمانی 20 ساله را مشخص کردند.
 

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره شانزدهم، شماره ویژه 93

 

مکان یابیمحل دفن پسماند با استفاده از منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبیفازی (FAHP)(ناحیه مورد مطالعه : شهرستان مینودشت)

 

وحید نیک زاد[1]*

vahid.Nikzad@ut.ac.ir

یاسرمعرب[2]

محمدجواد امیری[3]

 نگارفروغی[4]

 

تاریخ دریافت:12/7/93

تاریخ پذیرش:8/11/93

 

چکیده

زمینه و هدف: مکان­یابی مناسب پسماند­های شهری از به وجود آمدن معضلات زیست محیطی در شهرها جلوگیری می­کند. این تحقیق با هدف شناسایی مکان بهینه جهت دفن پسماند در شهرستان مینودشت با استفاده از روش منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) است که براساس میزان جمعیت تخمینی در 20 سال  آینده و مساحت مورد نیاز برای دفع پسماند آن­ها صورت می­گیرد.

روش بررسی: انتخاب مکان مناسب برای دفن پسماند نیازمند در نظر گرفتن عوامل متعددی است که با توجه به گستردگی و پیچدگی عوامل موثر در مکان­یابی، ضرورت استفاده از فناوری­های اطلاعات مکانی و تلفیق آن با سایر امور مدیریتی و برنامه­ریزی مطرح می­شود. به این منظور، به کارگیری سیستمی یکپارچه متشکل از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش­های تصمیم­گیری چند معیاره (MCDM) ابزار مناسبی برای مکان­یابی دفن پسماند می­باشند.

یافته­ها: در این تحقیق برای تعیین مکان­های مناسب دفن پسماند شهرستان مینودشت از معیارهای فاصله از جاده، شیب، ارتفاع، کاربری، میزان بارش، فاصله از گسل، فاصله ازآب­های سطحی، فاصله از مناطق حفاظت شده، زمین­شناسی، فاصله از شهر و فاصله از روستا استفاده شد. نقشه­های مربوط به هر یک از لایه­ها در محیطIdrisi استانداری سازی و به صورت فازی تهیه شد در ادامه برای وزن­دهی و تلفیق لایه­ها از فرایند تحلیل سلسه مراتب فازی (FAHP) و GIS  استفاده شد

نتایج: در نهایت نقشه­های نهایی به پنچ روشgamma ، And  ،Or،Sum  و  Productتهیه شد. سپس نقشه­­های مناسب مکان­یابی دفن پسماند انتخاب شدند و هر کدام از آن­ها به چهار طبقه مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف طبقه بندی شد و طبقه مناسب روش­های انتخابی  لکه بندی شدند. روش­های که میزان مساحت لکه­های آن­ها از میزان مساحت لازم برای دفن پسماند برای جمعیت تخمینی 20 سال آینده شهرستان مینودشت کمتر بود، حذف شدند. در نهایت روش­های And و gamma با عدد 9/0 مکان مناسب دفن پسماند برای یک دور زمانی 20 ساله را مشخص کردند.

 

واژه های کلیدی: مکان­یابی، GIS، FAHP، مینودشت، محل دفن پسماند.

 

 

مقدمه

 

افزایش جمعیت جهان و شهرنشینی، مقامات شهری را برای مدیریت پسماند­های جامد شهری به چالش کشیده است. این افزایش جمعیت و شهرنشینی، بهبود خدمات مدیریت پسماند را می­طلبد. همچنین رشد سریع جمعیت و شهرنشینی از یکسو منجر به افزایش استفاده از منابع غیر قابل تجدید و از سوی دیگر منجر به تخلیه نامناسب پسماندهای سمی و فاضلاب که بشر به عنوان یکی از عوامل اصلی چالش­های زیست محیطی با آن روبه رو می­باشد، شده است. روش نا­مناسب دفن پسماند منجر به آلودگی آب، خاک و هوا می­شود که خطرات بهداشتی عمومی را به همراه دارد(1، 2). در سال­های اخیر مفهوم مدیریت یکپارچه پسماند و استراتژی­های کاهش ضایعات رو به رشد است. یکی از مؤلفه­های تشکیل دهندة مدیریت پسماند، جمع آوری پسماند است. جمع آوری و حمل پسماند  بنا بر ضرورت و امکانات به شیوه­های متفاوتی انجام می­گیرد که شیوة استفاده از ایستگاه انتقال پسماند از رایج ترین روش­ها درکشور ما است(3، 4). مواد زائد در ابتدا برای استفاده مجدد و بازیافت در نظر گرفته می­شوند و مابقی در مکان­های دفن پسماند ریخته می­شوند(5). بنابراین باید بهترین مکان­های دفن پسماند با روش­های ترکیبی و جدید شناسایی شود تا کمترین آسیب و تخریب را در محیط زیست شهرهایمان داشته باشیم.

مبانی نظری

پسماند جزء جدایی ناپذیر زندگی بشر می­باشد. افزایش بی­رویه استفاده از مواد تجزیه ناپذیر و سایر مصنوعات زندگی ماشینی یکی از مهم­ترین دغدغه­های فکری مدیریت محیط زیست از جهت دفع پسماندها را ایجاد کرده است(6). بنابراین شناسایی بهترین مکان دفن پسماند نیاز به یک فرآیند ارزیابی گسترده دارد. این مکان باید با الزامات قانونی و مقررات دولتی مطابقت داشته باشد و همچنین  هزینه­های اقتصادی، زیست محیطی، بهداشتی و اجتماعی را به حداقل برساند. حداکثر اطلاعات موجود در روش انتخاب سایت باید شناسایی شود و اطمینان حاصل شود که نتیجه این فرآیند توسط اکثر ذینفعان قابل قبول است، بنابراین مکان دفن پسماند نیاز  به پردازش انواع داده­های مکانی دارد و باید معیارها و عوامل بسیاری به دقت سازماندهی و تحلیل شوند. مکان­یابی پسماند شهری به ­دلیل تاثیر بسزایی که در اقتصاد، اکولوژی و بهداشت محیط منطقه دارد یک مسئله حیاتی در فرآیند برنامه ریزی شهری است و ارزیابی آن یک فرآیند پیچیده­ای است که نیاز به متخصصان مختلف در زمینه­های اجتماعی و زیست محیطی از جمله علوم خاک، مهندسی، هیدروژئولوژی، توپوگرافی، جامعه شناسی و اقتصاد دارد(7، 8). به طور کلی مکان­یابی محل دفن پسماند یک فرآیند دشوار و طولانی است که به دو مرحله­ی اساسی تقسیم می­شود: مرحله اول شناسایی سایت­های بالقوه از طریق غربالگری مقدماتی و مرحله ­دوم ارزیابی توان آن­ها براساس ارزیابی اثرات زیست محیطی، امکان­سنجی اقتصادی و طراحی مهندسی و محاسبه­ی هزینه­ها می­باشد (9). در حال حاضر از تکنیک­های مختلفی در فرآیند مکان­یابی دفن پسماند استفاده می­شود (10). در واقع امروزه فرآیند مکان­یابی دفن پسماند به تجزیه و تحلیل­های پیچیده فضایی بستگی دارد که  با توسعه سیستم­های اطلاعات جغرافیایی (GIS) همراه  است. پیشرفت­های اخیر در زمینه تصمیم گیری، باعث بهبود چشمگیر در توانایی­های GIS در تجزیه تحلیل مکانی شده است. سیستم های اطلاعات جغرافیایی(GIS)، ابزار قدرتمندی برای تحلیل­های فضایی هستند که قابلیت ضبط، ذخیره، پرس و جو، آنالیز، نمایش و خروجی اطلاعات جغرافیایی را دارند. به این ترتیب آن­ها تاثیر شگرفی در فرآیند تصمیم­گیری فضایی دارند(11، 12). همچنین روش­های تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) توانایی ترکیب  نظر کارشناسان با اطلاعات واقعی را دارند . این روش­ها معیارهای مختلف را ارزیابی کرده و همه نتایج ممکن و اهداف متناقض ناشی از تجزیه  و تحلیل را شامل می­شوند (13) و AHP یکی از این روش­ها ­می­باشد. تحلیل سلسله مراتبی یک رویکرد سیتماتیک تصمیم­گیری است که اولین بار توسط ساعتی در 1980 مطرح شد(14).  این روش فرآیندی ساده ، قوی و منعطف است و برای تصمیم­گیری در شرایطی که معیارهای مختلف وجود دارد و در انتخاب بین گزینه­ها با مشکل مواجه هستند، مورد استفاده قرار می­گیرد(15).  در واقع یک مسئله به سلسله مراتبی از مسائل فرعی که  قابل درک و بررسی باشد، تجزیه می­شود. بنابراین  GIS به همراه AHP ابزارهای قدرتمند برای حل مشکل مکان­یابی دفن پسماند هستند(16).

در زمینه مکان­یابی دفن پسماند با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سیستم­های تصمیم­گیری چند معیاره تاکنون تحقیقات متعددی صورت گرفته لذا از این میان در سطح جهان می­توان به، Jahn Bennet در سال 2004 اشاره کرد که گزارشی حاکی از پیشرفت سیستم اطلاعات جغرافیایی  و کاربرد آن در شهر رم، برای مدیریت و دفن مواد زائد جامد ارائه داد. این گزارش نشان می­دهد ابتدای شروع این روند از دهه 1990 میلادی بوده و پیشرفت کندی داشته است، اما پس از چند سال و به خصوص در سال 2003 و با کمک نقشه­های پشتیبانی اینترنتی، اطلاعات موجود برای سیستم اطلاعات جغرافیایی به موضوع مهمی برای کارکنان واحد خدماتی شهرداری و عموم شهروندان رمی تبدیل شد(17). همچنین در زمینه مکان­یابی بهینه دفن مواد زائد جامد شهری، موسوی و همکاران در 1392 با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی AHP به مکان­یابی دفن پسماند در شهرستان زنجان پرداختند که چند معیار و زیر معیار را ارزیابی کرده و سپس مناسب­ترین مکان را در بین گزینه­های پیشنهادی انتخاب کردند(18). زامورانو و همکارانش نیز در اسپانیا با استفاده ازGIS  نقاط بهینه جمع­آوری پسماند و مسیرهای بهینه­ی خودروهای انتقال پسماند را به منظور کاهش مصرف سوخت ارائه دادند (19). همچنین شکرریزفرد و همکاران در شیراز به محاسبة همزمان بهترین مسیر حمل پسماند شهری و مکان­یابی بهینه­ی ایستگاه­های انتقال پسماند پرداختند . برای این منظور برنامة غیرخطی باینری تهیه کردند که تابع هدف مدل مربوطه نیز حداقل کردن مجموع هزینه­های حمل پسماند به محل ایستگاه­های انتقال است (20).

مهم­ترین هدف از انجام این مطالعه، شناسایی مکان بهینه جهت دفن پسماند در شهرستان مینودشت با استفاده از روش منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) است که براساس میزان جمعیت تخمینی در 20 سال  آینده و مساحت مورد نیاز برای دفع پسماند آن­ها صورت می­گیرد. تا کمکی برای برنامه ریزان و تصمیم­گیران شهرستان مینودشت استان گلستان باشد.

منطقه مورد مطالعه

شهرستان مینودشت در شمال ایران و استان گلستان واقع شده است. این شهرستان در عرض جغرافیای 37 درجه و 0 دقیقه تا 37 درجه و 29 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 55 درجه و 14 دقیقه تا 56 درجه و 1 دقیقه شرقی قرار گرفته و براساس نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن سال 1390، دارای جمعیت 75659 نفر می­باشد(21).

 

 


 

شکل 1- موقعیت شهرستان مینودشت

 

 

روش پژوهش


پژوهش حاضر از نظر هدف کاربردی بوده و از لحاظ انجام آن تحلیلی- توصیفی است. در این پژوهش، براساس تحقیقات انجام شده 11 لایه اطلاعاتی؛ کاربری، میزان بارش،  فاصله از گسل، فاصله از آب­های سطحی،‌ فاصله از مناطق حفاظت شده، زمین شناسی، فاصله از جاده، شیب، ارتفاع، فاصله از روستا و فاصله از شهر به عنوان لایه­های اطلاعاتی در سه شاخص زیست محیطی ، اقتصادی و اجتماعی برای مکان­یابی دفن پسماند مورد استفاده قرار گرفت. ساختار سلسله مراتبی شاخص­ها و مولفه­ها در نمودار 1 آورده شده است. سپس براساس اعداد فازی مندرج در جدول 1 و با استفاده از تکنیک FAHPمقایسات زوجی بین شاخص­ها و مولفه­ها توسط کارشناسان صورت گرفت. همچنین برخی داده­ها همانطور که در جدول 2 نشان داده شده  در نرم افزار Idrisi استاندارد سازی شدند و نقشه­های فازی آن­ها تهیه شد. همچنین دو لایه کاربری زمین و زمین شناسی بر اساس نظر کارشناسان وزن­دهی شدند(در جدول 4 وزن طبقات کاربری و در جدول 5 وزن طبقات زمین شناسی آورده شده است). در ادامه با هم پوشانی لایه­های اطلاعاتی در محیط GIS­ و اعمال وزن شاخص­ها و مولفه­ها در لایه­ها، نقشه­ها به پنچ روش 1- gamma2- And  3- Or  4- Sum   5- Product جهت انجام عملیات مکان­یابی و رسیدن به مناطق مناسب جهت دفن پسماند رویهم گذاری شد. سپس نقشه­­های مناسب مکان­یابی دفن پسماند انتخاب شدند و هر کدام از آن­ها به چهار طبقه مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف طبقه بندی شد و طبقه مناسب روش­های انتخابی  لکه بندی شدند. روش­های که میزان مساحت لکه­های آن­ها از میزان مساحت لازم برای دفن پسماند برای جمعیت تخمینی 20 سال آینده شهرستان مینودشت کمتر بود، حذف شدند. در نهایت روش­های And و  gamma با عدد 9/0 مکان مناسب دفن پسماند برای یک دور زمانی 20 ساله را مشخص کردند.

 

 

مکان یابی دفن پسماند محدوده مطالعاتی

 

 

زیست محیطی

 

 

اقتصادی

 

 

اجتماعی

 

 

 

نمودار1- ساختار سلسله مراتبی مکان یابی دفن پسماند شهرستان مینودشت

 

جدول1-عبارات فازی و طیف اعداد فازی

عبارات کلامی

      اعداد فازی

ترجیح زیاد

(3،4،5/4)

ترجیح برابر

)1،1،1)

ترجیح زیاد تا خیلی زیاد

(3،5/4،5)

ترجیح کم تا متوسط

(1،5/1،5/1)

ترجیح خیلی زیاد

(5،5/5،6)

ترجیح متوسط

(1،2،2)

ترجیح خیلی زیاد تا کاملا زیاد

(5،6،7)

ترجیح متوسط تا زیاد

(3،5/3،4)

ترجیح کاملا زیاد

)5،7،9)

 

 

جدول 2 - نقاط کنترل و نوع تابع فازی جهت استاندارد سازی نقشه های معیار در منطق فازی

نقاط کنترل

نوع تابع

مولفه­ها

شاخص

a

b

c

d

500

2000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از روستاها (m)

 

اجتماعی

2000

5000

7000

30000

S شکل متقارن

فاصله از شهرها (m)

500

1000

2000

10000

S شکل متقارن

فاصله از جاده ها (m)

 

اقتصادی

 

 

0

3700

خطی کاهشی

ارتفاع (m)

 

 

6

30

خطی کاهشی

شیب (D)

 

 

350

500

خطی کاهشی

میزان بارش (mm)

 

زیست محیطی

1000

5000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از گسل (m)

1000

5000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از آب های سطحی (m)

1000

5000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از مناطق حفاظت شده (m)

 

 

 

 

 

جدول 3 - شکل و فرمول توابع فازی

فرمول تابع فازی

شکل تابع فازی

نوع تابع

14خ¼=cos"> 2 α

14خ±=(1-(x-point a)/(point b-point a))*pi/2">

When 14x>point b , خ¼=1">

 

S شکل افزایشی

14خ¼=cos"> 2 α

14خ±=(1-(x-point a)/(point b-point a))*pi/2">

14خ±=x-point c/(point d-pointc)*pi/2">

When  14point b<x

 

S شکل متقارن

14خ¼=(1-x-point c*(1/(point d-point c)))">

When  14x

When 14 x>point d , خ¼=0">

 

 

خطی کاهشی

منبع:(22)

 

جدول 4- وزن طبقات کاربری زمین

ارزش

کاربری

25/0

جنگل

5/0

زمین زراعی

75/0

مرتع

1

بایر

 

جدول5 وزن طبقات زمین شناسی

نوع

Js

Jsc

K1l

K2l1

K2l2

Kab-ad

Kat

Kig

Ksh

Ksn

ارزش

41/0

4/0

31/0

14/0

21/0

55/0

37/0

39/0

6/0

41/0

Ktr

Pd

Pech

Pep

Pr

Qal

Qcf

Ql

Qm

Sn

TRe

34/0

17/0

41/0

92/0

33/0

11/0

12/0

07/0

09/0

26/0

34/0

Ur1c

Cm

Cs

Dcg

Deg

Dkh

Dkn

E1m

E2s

Ek

Ekh

59/0

38/0

35/0

42/0

42/0

42/0

42/0

37/0

15/0

49/0

41/0

Jd

Qs

Jcb

Urm

Kuig

lmet

PZ1vib

Jmz

Jl

TRe1

Ksr

3/0

67/0

36/0

48/0

42/0

41/0

35/0

39/0

29/0

36/0

29/0

 

 

بحث و یافته­ها


گام اول: مقایسات زوجی شاخص­ها و مولفه­ها

در این پژوهش برای انجام مقایسه دوتایی از روش شناخته شده­ای FAHP  استفاده شده است. درAHP  مقایسه­های دوتایی  توسط اعداد قطعی بیان می­شود (23). حال بسته به شرایط،  نظرات کارشناسان همیشه نمی­تواند قطعی و دقیق باشد که این عدم قطعیت را می­توان با منطق فازی نشان داد(24). به همین دلیل نویسندگان در این پژوهش از روش FAHP که محدوده­ای از ارزش­ها را،  برای بیان عدم قطعیت در نظر می­گیرد (25) و تصمیم ساز را قادر می­سازد تا نظر خود را در قالب کلی به صورت خوشبینانه، بدبینانه، متوسط، کاملا مربوط و نظیر آن بیان کند(26) استفاده کرده­اند. باید گفت کارشناسان با توجه به تجربیات و مطالعات خود مقایسات زوجی بین شاخص­ها و مولفه­ها را با استفاده از روش FAHP انجام دادند تا وزن نهایی آن­ها بدست آید. در جدول­های 6 تا 9 مقایسات زوجی شاخص­ها و مولفه­ها نشان داده شده است.

 

 

جدول6- مقایسات زوجی شاخص ها با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

شاخص­ها

زیست محیطی

اقتصادی

اجتماعی

میانگین هندسی

زیست محیطی

(1، 1، 1)

(4، 5/3، 3)

(2، 2، 1)

(2، 913/1، 442/1)

اقتصادی

(333/0، 286/0، 25/0)

(1، 1، 1)

(/025،/0286،/0333)

(481/0، 434/0، 397/0)

اجتماعی

(1، 5/0، 5/0)

(4، 5/3، 3)

(1، 1، 1)

(587/1، 205/1، 145/1)

CRm =055/0               CRg =037/0

سازگار

 

جدول7- مقایسات زوجی مولفه­ها زیست محیطی با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

زیست­محیطی

کاربری

باران

گسل

آب­سطحی

منطق­حفاظت شده

زمین­شناسی

میانگین­هندسی

کاربری

(1، 1، 1)

(9، 7، 5)

(6، 5/5، 5)

(4، 5/3، 3)

(7، 6، 5)

(5/4، 4، 3)

(353/4، 846/3، 225/3)

باران

(2/0، 143/0، 111/0)

(1، 1، 1)

(1، 5/0، 5/0)

(333/0، 286/0، 25/0)

(1، 5/0، 5/0)

 

(333/0، 286/0، 25/0)

(/0347،/0378،/053)

گسل

(2/0، 182/0، 167/0)

(2، 2، 1)

 

(1، 1، 1)

(/05،/05،1)

(1،2،2)

(1،1،1)

(/0661،/0845،/0963)

آب­سطحی

(/025،/0286،/0333)

(3،/35،4)

(1،2،2)

(1،1،1)

(1،2،2)

(1،2،2)

(/0953،/1414،/1484)

منطق حفاظت شده

(/0143،/0167،/02)

(1،2،2)

(/05،/05،1)

(/05،/05،1)

(1، 1، 1)

(/05،/05،1)

(/0511،/0589،/0858)

زمین­شناسی

(/0222،/025،/0333)

(3،/35،4)

(1، 1، 1)

(/05،/05،1)

(1،2،2)

(1، 1، 1)

(/0833،/0978،/1178)

CRm =021/0               CRg =05/0

سازگار

 

 

 

 

 

 

جدول8-‌ مقایسات زوجی مولفه­ها اقتصادی با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

اقتصادی

فاصله از جاده

ارتفاع

شیب

میانگین هندسی

فاصله از جاده

(1،1،1)

(3،/35،4)

(3،4،/45)

(/208،/241،/2621)

ارتفاع

(/025،/0286،/0333)

(1،1،1)

(1،/15،/15)

(/063،/0754،/0794)

شیب

(/0222،/025،/0333)

(/0667،/0667،1)

(1،1،1)

(/0529،/055،/0693)

CRm =008/0               CRg =006/0

سازگار

 

جدول9-  مقایسات زوجی مولفه­ها اجتماعی با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

اجتماعی

فاصله از روستا

فاصله از شهر

میانگین هندسی

فاصله از روستا

(1،1،1)

(/05،/05،1)

(/0707،/0707،1)

فاصله از شهر

(1،2،2)

(1،1،1)

(1،/1414،/1414)

 

 

گام دوم : مراحل به­دست آوردن وزن شاخص­ها و مؤلفه­ها با تحلیلسلسله مراتبی فازی

با استناد به نظر کارشناسان و با استفاده از روش FAHP وزن شاخص­ها و مولفه­ها در جدول­های 10 و 11 طی 5 مرحله بدست آمد. این مراحل به شرح زیر می­باشد(27 )

مرحله اول: جهت اجماع نظر کارشناسان، از مقایسات زوجی پاسخ‌ دهندگان میانگین هندسی گرفته می­شود.

مرحله دوم؛ محاسبه میانگین هندسی سطرها: در این مرحله از سطرهای هر جدول مقایسه زوجی با توجه به رابطه 1 میانگین هندسی گرفته می­شود.

رابطه 1

14Z= j=1ntij1n ∀i">

مرحله سوم؛ نرمالایز کردن میانگین‌های هندسی: در این مرحله مقادیر به دست آمده از مرحله دوم نرمالیزه می­شود. مقادیر zi  را برای هر ماتریس با مجموع  zi طبق رابطه 2 نرمالایزه می شود.

رابطه 2

=  =wi rij

 

zi

 

n∑      

 

i =1

 

zi

مرحله چهارم: ترکیب اوزان: با ترکیب وزن گزینه­ها (نسبت به معیارها) و وزن معیارها با توجه به رابطه 3، اوزان نهایی محاسبه می شود:  

رابطه 3

 

مرحله پنجم: دیفازی کردن:دراین مرحله اوزان فازی به­دست آمده، طبق رابطه 4 دیفازی می­شوند.

رابطه 4

 

 


 

جدول10- وزن شاخص­های مورد استفاده در مکان یابی دفن پسماند

شاخص­ها

وزن نهایی فازی

وزن قطعی نهایی شاخص­ها

زیست محیطی

(/0355،/0539،/067)

/0525

اقتصادی

(/0098،/0122،/0161)

/0126

اجتماعی

(/0281،/0339،/0532)

/0373


جدول11- وزن مولفه­های مورد استفاده در مکان یابی دفن پسماند

زیرشاخص­ها

وزن نهایی فازی

وزن قطعی نهایی زیرشاخص­ها

کاربری

(/0122،/0257،/0447)

/0271

باران

(/0013،/0025،/0054)

/003

گسل

(/0025،/0057،/0099)

/0059

آب سطحی

(/0036،/0095،/0152)

/0094

مناطق حفاظت شده

(/0019،/0039،/0088)

/0047

زمین شناسی

(/0032،/0065،/0121)

/0071

فاصله از جاده

(/0049،/0079،/013)

/0085

ارتفاع

(/0015،0.025،/0039)

/0026

شیب

(/0013،/0018،/0034)

/0021

فاصله از روستا

(/0082،/0113،/0312)

/0155

فاصله از شهر

(/0117،/0226،/0441)

/0252

 

 


گام سوم: محاسبه زمین مورد نیاز جهت دفن پسماند شهرستان مینودشت

جهت محاسبه مساحت زمین مورد نیاز برای دفن پسماند، عواملی همچون نرخ تولید زباله، جمعیت، دانسیته مواد فشرده شده در محل دفن مورد نیاز می­باشند (28).  زمین مورد نیاز برای دفن زباله، به علت تغییرات جمعیتی برای یک دوره­ی 20 ساله در نظر گرفته می­شود، لذا جهت برآورد آن از فرمول محاسبه­ی جمعیت آتی به شرح زیر استفاده شد(29).

Pt = P0 (1+ r)t                                    

Pt: میزان جمعیت سال مورد نظر

P0: جمعیت حال حاضر هنگام محاسبه

r: نرخ رشد جمعیت

t: دوره طرح یا تعداد سال­هایی که قرار است طرح کاربرد داشته باشد.

همچنین طبق تحقیقات انجمن علمی آمریکا در مورد فضای مورد نیاز برای دفن بهداشتی فرمول تجربی زیر ارائه شده است  (30) :

رابطه 2

V = (R/D)(1-P/100)+ CV

 

V: فضای مورد نیاز در طول سال به ازای هر نفر (m3)

R: سرانه زباله تولیدی هر نفر در سال (kg/year)

CV: حجم خاک پوششی مورد نیاز (m3)

P: درصد کاهش حجم زباله در اثر فشردگی

D: دانسیته متوسط زباله (kg/m3)

ابتدا میزان جمعیت با در نظر گرفتن نرخ رشد 1.9 درصد براساس سرشماری جمعیت سال  1390(8) و با فرض ثابت بودن آن، برای سال جاری و سپس برای یک دوره 20 ساله، با استفاده از رابطه 1 برآورد گردید.

P1393 = P1390 (1+r)3

 

جمعیت سال 1393 شهرستان مینودشت

P1393 =75659  * (1+019/0)3 =80054                                  

شهرستان مینودشت جمعیت 20 سال آینده

P1394 + P1395 + P1396+ … + P1413 = 1962430 

 

در ادامه بر اساس رابطه 2 حجم مورد نیاز زباله تولید شده توسط هر نفر در طول سال محاسبه گردید. با در نظر گرفتن حجم خاک پوششی به زباله با نسبت 1 به 4 رابطه 2 به صورت زیر تغییر کرد.

 

V = (R/D)(1-P/100)+CV         è         V = 25/1 (R/D)(1-P/100)

R = 365 * 75/0 = 273.75    kg/year

 

 

جدول 12- جدول اطلاعاتی پسماند شهرستان مینودشت

سرانه زباله تولیدی هر نفر در سال (kg/year)

75/273

درصد کاهش حجم زباله در اثر فشردگی

40%

دانسیته متوسط زباله (kg/m3)

243

منبع: (31)

V = 25/1 (273.75/243) (1-40/100) = 845/0m3

فضای مورد نیاز برای زباله تولیدی در طول سال به ازای هر نفر

845/0 * 1962430 = 35/1658253 m3

فضای مورد نیاز برای زباله تولیدی در طول 20 سال (مینودشت)

جهت محاسبه سطح زمین مورد نیاز برای دفن پسماند تولیدی در طول 20 سال آینده، دفن پسماند به روش ترانشه­ای، با عمق 4 متر صورت می­گیرد. همچنین فاصله بین ترانشه­ها برابر با عرض آن­ها در نظر گرفته شده است. با این مفروضات، سطح مفید، 50 درصد کل محدوده تعیین شده را تشکیل می­دهد.

35/1658253 / 4 = 3375/414563  m2    

سطح مفید مورد نیاز برای دفن زباله تولیدی در طول 20 سال (مینودشت)

3375/414563*2 =675/829126 m2               

کل مساحت مورد نیاز برای دفن زباله تولیدی در طول 20 سال(مینودشت)

بنابراین شهرستان مینودشت با توجه به محاسبات انجام شده، نیاز به (829126.675) متر مربع زمین برای دفن زباله تولید شده در  طول 20 سال خواهد داشت

 

گام چهارم: تهیه نقشه های لایه­های اطلاعاتی

در این پژوهش تهیه نقشه­ها براساس منطق فازی صورت گرفته است. هر یک از لایه­های اطلاعاتی  تاثیرگذار در مکان­یابی دفن پسماند در محیط Idrisi  بر اساس نمودارهای جدول 3 استانداردسازی شدند. در ادامه نیز نقشه­های فازی آن­ها در این برنامه تهیه شد در شکل 2 نقشه فازی لایه­های اطلاعاتی آورده شده است. در رابطه با منطق فازی باید گفت که این منطق سال­هاست رونق  پیدا کرده و با برنامه­های  متنوع  و متعددش در رشته­های علمی نفوذ کرده است( 32 ). این تئوری به  تفسیر عدم قطعیت می­پردازد و برای اندازه­گیری پدیده­های نامشخص دنیای واقعی طراحی شده است. این عدم قطعیت از ویژگی­های غیر آماری طبیعت که به عدم وجود مرزهای شدید  اطلاعات  اشاره دارد سرچشمه می­گیرد. با این حال منبع اصلی عدم اطمینان که شامل فرآیند پیچیده­ی تصمیم­گیری در مقیاس بزرگ است، از طریق توابع عضویت فازی توصیف شده است (7). در رابطه با منطق فازی باید گفت که این منطق شامل هر دو تابع عضویت فازی است که مقادیر صفتی را در لایه­های موضوعی با توجه  به اختصاص ارزش 0 تا 1 رتبه بندی می­کند(33) و همچنین در این منطق اعتبار لایه­های موضوعی با احتمال عضویت در یک مجموعه فازی، از طریق انواع مختلف توابع عضویت فازی ارائه می­شود(34).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الف

 

 

ب

 

 

پ

 

 

ت

 

 

ث

 

 

ج

 

 

چ

 

 

خ

 

 

د

 

 

ر

 

 

ذ

 

شکل2- نقشه لایه­های فازی شده؛ الف) ف. ا. گسل  ب) ف. ا.شهر پ) ف. ا. جاده ها   ت) ف. ا. مناطق حفاظت شده    ث) ف. ا. روستاها  ج) ف. ا. آب های سطحی  چ) زمین شناسی خ)  ارتفاع د) میزان بارش  ذ)کاربری  ر) نقشه شیب

 


گام پنچم: روی هم­گذاری لایه­ها


نقشه­های تهیه شده در محیط  Idrisi در محیط Gis به پنچ روش 1- gamma2- And  3- Or  4- Sum   5- Product جهت انجام عملیات مکان­یابی و رسیدن به مناطق مناسب جهت دفن پسماند رویهم گذاری شد و مناطق مسکونی شهری به عنوان لایه محدودیت از نقشه­های نهایی حذف شد درشکل 3 این نقشه­ها نشان داده شده­اند. در جدول 13 نیز روابط و توابع عضویت فازی این عملگرها آورده شده است. در رابطه با عملگرها باید گفت که عملگرضرب فازی ( ‌ Fuzzy algebraic product ) اعضای فازی را از طریق ضرب ترکیب می­کند. این مدل به دلیل آنکه ارزش خروجی همیشه کمتر یا مساوی کوچکترین عضو فازی است، کاهنده می­باشد (35). عملگراجتماع فازی (OR Fuzzy ) نیز مشابه اجتماع در مجموعه­های کلاسیک می­باشد تاثیر این عملگر آن است که نقشه­های خروجی توسط بزرگترین مقدار عضویت فازی که در هر موقعیت روی می­دهد، کنترل می­شود(36). همچنین عملگر جمعی فازی(Fuzzy algebraic sum) مکمل محصول جبری فازی است. برخلاف محصول جبری حاصل جمع جبری، همیشه بزرگتر یا مساوی بزرگترین مقدار عضو فازی است(34). عملگر اشتراک فازی (AND Fuzzy) که نیز مشابه اشتراک در مجموعه­های کلاسیک می­باشد. تاثیر این عملگرآن است که نقشه خروجی توسط کوچکترین مقدار عضویت فازی که در هر موقعیت روی می­دهد کنترل می­شود.(36) و در نهایت عملگر گامای فازی(Fuzzy gamma operation) از حاصل ترکیب جمع جبری و ضرب جبری است و از فرمول زیر بدست می آید:

μ combination =(FuzzySum) γ ×(FuzzyProduct) 1-γ

پارامتر γ در محدوده (1و0) انتخاب شده است. وقتی γ عدد 1 بگیرد، ترکیب همانند جمع جبری است در حالیکه وقتیγ  ، 0 باشد ترکیب همان ضرب جبری است (37، 38 ) .

 


 

جدول 13 - ‌توابع و روابط عضویت فازی

رابطه

تابع

μ combination =MIN (μA ،μB ،...)

And

μ combination =MAX(μA ،μB ،...)

Or

µ combination =   14(i=1)nخ¼">  i

Product

µ combination = 1 – ( 14(i=1)n(1-خ¼">  i) )

Sum

μ combination =(FuzzySum) γ ×(FuzzyProduct) 1-γ  γÎ[0،1]

Gamma

­منبع: (39)

 

الف

 

 

ب

 

 

پ

 

 

ت

 

 

ث

 

 

ج

 

 

چ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 3- تلفیق لایه­ها با استفاده از روش : الف) Sum  ب) Or  پ) Product  ت) And   ث) 3/0 gamma  ج)5/0gamma      چ) 9/0 gamma


نتیجه گیری


نتایج ارزیابی­های حاصل از این روش­ها نشان داد که عملگر Fuzzy Sum با در نظر گرفتن کم­ترین احتیاط مساحت بسیار زیادی را مناسب دفن پسماند می­داند عملگر OR Fuzzy نیز مساحت زیادی را مناسب این نوع مکانی­یابی می­داند. لذا دو عملگر ذکر شده به دلیل در نظر گرفتن احتیاط کم مناسب مکان­یابی دفن پسماند نمی­باشند. عملگر  Fuzzy product نیز در بین مجموع عملگرها بیش­ترین احتیاط را در مکان­یابی مد نظر دارد و فقط ایده­آل­ترین نقاط برای مکان­یابی دفن پسماند را به ما می­دهد بنابراین این عملگر مناسب این نوع مکان­یابی است. همچنین عملگر  Fuzzy gamma با عدد3/0 و 5/0 احتیاط بیش­تری را نسبت به عملگر AND Fuzzy و مساحت کمتری را مناسب دفن پسماند می­داند ولی عملگر Fuzzy gamma با عدد 9/0 مساحت بیش­تر و احتیاط کمتر را به نسبت عملگر AND Fuzzy  مناسب دفن پسماند می­داند. در مجموع می­توان گفت این عملگرها مناسب مکان­یابی دفن پسماند می­باشند. در این میان از عملگرهای Fuzzy product، Fuzzy gamma با عدد3/0، 5/0و 9/0 و AND Fuzzy  بر اساس روش Natural Breaks (Jenks) (40) نقشه­های با چهار طبقه (جدول 14) مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف تهیه شد (در شکل 4 طبقه بندی برخی از این عملگرها آورده شده است). طبقه مناسب هر عملگر  مورد انتخاب قرار گرفت و پهنه­بندی در آن صورت گرفت  از میان این عملگرها، آن­های که میزان مساحت پهنه­بندی لکه­های آن­ها از میزان مساحت مورد نیاز برای جمعیت تخمینی 20 سال آینده کم­تر بود، حذف شدند. در نهایت عملگرهای And و Fuzzy gamma با عدد 9/0، (شکل 5) مکانی را کهمیزان مساحت لازم برای دفن پسماند در یک چشم انداز 20 ساله آینده، برای شهر مینودشت نیاز است مشخص کرده­اند. در جدول 15 مشخصات مناطق مناسب دفن پسماند آورده شده است.

 

جدول 14- ارزش طبقات نقشه های نهایی

 طبقه بندی شده

شماره طبقه

1

2

3

4

ارزش طبقه

خیلی ضعیف

ضعیف

متوسط

مناسب


 


 


 

 

=  =wi rij

 

zi

 

n∑      

 

i =1

 

zi

 

 

 

 

 

 


شکل4 - طبقه بندی عملگرهای مناسب

 

 

شکل 5- مناطق مناسب دفن پسماند برای یک دوره زمانی 20 ساله

جدول 15- مشخصات مناطق مناسب دفن پسماند برای یک دوره زمانی 20 ساله

معیارها

 Fuzzy And

Fuzzy Operation Gamma 0.9

کاربری

جنگل

جنگل

زمین شناسی

شیل خاکستری تیره و ماسه سنگ(Js)

شیل خاکستری تیره و ماسه سنگ(Js)

کمترین و بیشترین فاصله از روستاها (متر)

2672 – 1124

3453 - 1288

کمترین و بیشترین فاصله از راه ها (متر)

2027 - 815

2027 - 591

کمترین و بیشترین فاصله از آب های سطحی (متر)

3049 - 1789

3995 - 1369

کمترین و بیشترین فاصله از گسل ها(متر)

3173 - 2013

3159 - 1145

کمترین و بیشترین فاصله از مناطق حفاظت شده (متر)

14752 - 12404

15318 - 11834

کمترین و بیشترین فاصله از شهر ها(متر)

20668 - 18710

20913 - 18242

کمترین و بیشترین شیب (درجه)

21.152 - 0

29.3331 - 0

کمترین و بیشترین ارتفاع (متر)

1500 - 1242.03

1615.7 - 1190.87

کمترین و بیشترین میزان بارش (میلی متر)

431.014 - 399.135

440.983 - 391.791

 

 

تشکر و قدردانی

 

انجام این تحقیق بدون کمک­های جناب آقای دکتر امیری امکان­پذیر نبود. بدین وسیله از مساعدت­های ایشان تشکر و قدردانی می­شود.

منابع

  1. Gbanie، S.P., Tengbe, P.B., Momoh, J.S., Medo, J., Simbay Kabba, V.T., 2013. Modelling landfill location using Geographic Information Systems (GIS) and Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA): Case study Bo, Southern Sierra Leone. Geography, Vol. 36، pp. 3-12.
  2. Moghaddas, N.H., Namaghi, H.H., 2009. Hazardous waste landfill site selection in Khorasan Razavi Province, Northeastern Iran. Arabian Journal of Geosciences, Vol. 4(1-2), pp. 103-113.
  3. - عشورنژاد، غدیر، مرضیه طاهری و رحیم علی عباسپور، «به کارگیری فرایند تحلیل شبکه ای فازی ( FUZZY ANP) در شناسایی مکان بهینة ایستگاه های انتقال پسماند شهرستان اصفهان»، مجله محیط شناسی، 1392، سال سی و نهم، شمارة 3، صص 177- 165.
  4. راهنمای جامع مدیریت شهری :مجموعة اصول، قوانین و مفاهیم مورد نیاز شهرداران، معاونت آموزشی جهاد دانشگاهی، تهران،1387.
    1. Ngoc, U.N., Schnitzera, H., 2009. Sustainable solutions for solid waste management in Southeast Asian countries. Waste Management, Vol. 29 (6), pp. 1982-1995.
    2. Kharbanda, O., Stallworthy, E., 1990. Waste Management towards a Sustainable Society. Gower, England, pp. 53- 62.
    3. Chang, N., Parvathinathan, G., Breeden, J., 2008. Combining GIS with fuzzy multicriteria decision-making for landfill siting in a fast-growing urban region. Journal of Environmental Management, Vol. 87, pp: 139-153.
    4. Sumathi, V.R., Natesan, U., Sarkar, C., 2008. GIS-based approach for optimized siting of municipal solid waste landfill. Waste Management، Vol. 28(11), pp. 2146-2160.
    5. Allanach, W.C., 1992 .Regional landfill planning and siting. Public Works, December, pp. 48–50.
    6. Sharifi, M., Hadidi, M., Vessali, E., Mosstafakhani, P., Taheri, K., Shahoie, S., Khodamoradpour, M., 2009. Integrating multi-criteria decision analysis for a GIS based hazardous waste landfill sitting in Kurdistan Province, western Iran. Elsevier, waste management,Vol. 29, pp. 2740-2758.
    7. Rikalovic, A., Cosic, I., Lazarevic, D., 2014 . GIS Based Multi-Criteria Analysis for Industrial Site Selection. Procedia Engineering, Vol. 69, pp. 1054-1063.
    8. Ronald Eastman, J., Jiang, H., Toledano, J., 1998. Multi-criteria and multi-objective decision making for land allocation using GIS. Multicriteria Analysis for Land-Use Management Environment & Management, Vol. 9, pp. 225-227.
    9. Al-hanbali, A., Alsaaideh, B., Kiondoh, A., 2011. Using GIS-based weighted linear combination analysis and remote sensing techniques to select optimum solid waste disposal sites within Mafraq City, Jordan. Journal of Geographic Information System, Vol. 3, pp. 267-278.
    10. Bhushan, N., Rai, K., 2004. Strategic Decision Making: Applying the Analytic Hierarchy Process. Springer-Verlag, New York, pp. 172.
    11. Bertolini, M., Braglia, M., 2006. Application of the AHP methodology in making a proposal for publicwork contract. 17 January.
    12. Sener, S., Sener, E., Karagüzel, R., 2010. Solid waste disposal site selection with GIS and AHP methodology: a case study in Senirkent-Uluborlu (Isparta) Basin. Turkey Environmental Monitoring and Assessment، doi: 10.1007/s10661-010-1403-x.
    13. Bennet، J.، 2005. Solid Waste Collections Departement. City of RomeAnnual Report، pp. 84.
    14. صدر موسوی، میر ستار، شهرام اباذرلو، کامران موسی خانی و سجاد اباذرلو، «مکان یابی بهینه دفن مواد زائد جامد شهری با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی )AHP نمونه موردی شهرستان زنجان( »، فصل نامه آمایش محیط،1392، سال ششم، شماره 21، صص 98- 75.
      1. Zamoranoa، M.E.، et al.، 2009. A planning scenario for the application of geographical information systems in municipal waste collection: A case of Churriana de la Vega (Granada، Spain). Journal of Resources، Conservation and Recycling، Vol. 54، pp. 123-133.
      2. شکرریزفرد، مریم، ناصر طالب بیدختی و پویا شکرریزفرد، «روشی برای محاسبه همزمان بهترین مسیر حمل پسماندهای شهری و مکانیابی بهینه ی ایستگاه های انتقال پسماند به روش Nonlinear Integer Programing»، دومین سمپوزیوم بین المللی مهندسی محیط زیست، 1388.
      3. مرکز ملی آمار ایران(1390)، نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن، درگاه ملی مرکز آمار ایران، www.amar.org.ir .
        1. Eastman، J. R.، 2012. IDRISI Selva manual. Clark University. Sitio web: www. clarklabs. org.
        2. Deng، H.، 1999. Multicriteria analysis with fuzzy pairwise comparisons. International Journal of Approximate Reasoning، Vol. 21، pp. 215-231.
        3. Bellman، R.E.، Zadeh، L.A.، 1970. Decision Making in a fuzzy environment. Management Science، Vol. 17، pp. 141-164.
        4. Lee، A.H.، Chen، W.C.، Chang، C.J.، 2008. A fuzzy AHP and BSC approach for evaluating performance of IT department in the manufacturing industry in Taiwan. Expert Systems with Applications، Vol. 34، pp: 96–107.
        5. Jeganathan، C.، 2003. Development of Fuzzy Logic Architecture to Access the Sustainability of the Forest Management. MSc. thesis. Enschede، ITC، pp. 126.132.
        6. عطایی، محمد، « تصمیم­گیری چند معیاره فازی»، چاپ اول، شاهرود، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، 1389.
          1. McBean، E.A.، Rovers، F.A.، Farquhar، G.J.، 1995. Solid Waste landfill Engineering & Design. Prentice Hall PTR.
          2. کاظم پور، شهلا، «مبانی جمعیت شناسی»، چاپ دوم، مرکز مطالعات و پژوهش­های جمعیتی آسیاو اقیانوسیه، تهران، 1383.
            1. Kevin k، and Joe P. (1996): A Planners Guide to sustainable Development. American Planning Association (APA).
            2. سازمان مدیریت پسماند شهرداری­های استان گلستان.
              1. Zadeh، L،A.، 1996. Life Fellow. IeeeTransactions on fuzzy systems، Vol. 4(2)، pp. 103-111.
              2. Raines، G.L.، Sawatzky، D.L.، Bonham-Carter، G.F.، 2010. Incorporating expert knowledge: new fuzzylogic tools in ArcGIS 10. ArcUser Spring 2010. Redlands، CA، USA: ESRI،
              3. Ki، S.J.، Ray، C.، 2014. Using fuzzy logic analysis for siting decisions of infiltration trenches for highway runoff control. Science of the Total Environment، Vol. 493، pp. 44-53.
              4. Atkinsona، D.M.، Deadmanb، P.، Dudychab، D.، Traynorc، S.، 2005. Multi-criteria evaluation and least cost path analysis for an arctic all-weather road. Geography، Vol. 25، pp. 287–307.
              5. کریمی، سعید،  « درسنامه  کاربرد GIS در برنامه ریزی محیط زیست»، دانشگاه تهران ، دانشکده محیط زیست،1393.
                1. Bonham-Carter، G.F.، 1994. Geographic information systems for geoscientists: Modeling with GIS. Ottawa:Pergamon.
                2. Zimmermann، H.J.، Zysno، P.، 1980. Latent connectives in human decision making. Fuzzy Sets and Systems، Vol. 4، pp: 37–51.
                3. Malczewski، J.، 1999. GIS and Multicriteria Decision Analysis، John Wiley & Sons، New York. 340 pp.
                4. Bolstad، P.، 2012. GIS Fundamentals: A first text on geographic information systems،4th ed. Minnesota: University of Minnesota.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Landfill sites site selection using fuzzy logic in GIS and Fuzzy Analytic Hierarchical Model (FAHP)(case study: minoodasht city)

 

Vahid Nikzad[5]

vahid.Nikzad@ut.ac.ir

Yasser Moarab[6]

Mohamad Javad Amiri[7]

Negar Foroughi[8]

 

Abstract

Background and Aim: An appropriate urban landfill site selection prevents environmental issues in cities. The study aimed to identify suitable sites for landfill site selection based on an estimated population of 20 years and the area required for landfill sites in Minoodasht city by using Fuzzy logic model in GIS and Fuzzy Analytic Hierarchical (FAHP) .

Methods: Selecting a suitable site for landfill requires several factors which using spatial data and its integration with other planning and management activities is necessary  according to the complexity of affecting factors in site selection. For this purpose deployment of the integrated Geographic Information Systems (GIS)and multi-criteria decision-making methods (MCDM) are the perfect tools for landfill site selection.

 Findings: The present study focuses on using many data layers  including ; Distance from roads، elevation، slope، land use، precipitation، distance from faults، distance from surface waters، distance from protected areas، geology and Distance from city and villages for an appropriate landfill sites site selection of minoodasht city. the maps of each data layer ، standardized in IDRISI software and were prepared in the form of Fuzzy Then، in order to integrate the layers، Fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) and GIS were applied.

Result: Ultimately the final maps performed by applying 5 operators of fuzzy Gamma، Fuzzy Product، Fuzzy AND ، Fuzzy OR and Fuzzy SUM. Then، suitable landfill site selection maps were chosen and each of them classified to four categories of: suitable، average، weak and very weak. And suitable category became dappling. Methods which their Spots area were less than required area of landfill were excluded. Finally (AND)، (GAMMA) methods with 0.9 number، determined a suitable landfill site for a period of 20-years.

Keywords:  site selection، landfill sites، FAHP، GIS، Minoodasht

 

 

 

 

 



1- دانشجوی کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران *(مسئول مکاتبات).

2- دانشجوی کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

3- استادیار گروه مدیریت و برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

4- دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

1- MSc of Environmental planning, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.

2- MSc of Environmental planning, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.

3- Assistant Professor of environmental planning and management, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran,Iran .

4- MSc of Environmental Management, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.

 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره شانزدهم، شماره ویژه 93

 

مکان یابیمحل دفن پسماند با استفاده از منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبیفازی (FAHP)(ناحیه مورد مطالعه : شهرستان مینودشت)

 

وحید نیک زاد[1]*

vahid.Nikzad@ut.ac.ir

یاسرمعرب[2]

محمدجواد امیری[3]

 نگارفروغی[4]

 

تاریخ دریافت:12/7/93

تاریخ پذیرش:8/11/93

 

چکیده

زمینه و هدف: مکان­یابی مناسب پسماند­های شهری از به وجود آمدن معضلات زیست محیطی در شهرها جلوگیری می­کند. این تحقیق با هدف شناسایی مکان بهینه جهت دفن پسماند در شهرستان مینودشت با استفاده از روش منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) است که براساس میزان جمعیت تخمینی در 20 سال  آینده و مساحت مورد نیاز برای دفع پسماند آن­ها صورت می­گیرد.

روش بررسی: انتخاب مکان مناسب برای دفن پسماند نیازمند در نظر گرفتن عوامل متعددی است که با توجه به گستردگی و پیچدگی عوامل موثر در مکان­یابی، ضرورت استفاده از فناوری­های اطلاعات مکانی و تلفیق آن با سایر امور مدیریتی و برنامه­ریزی مطرح می­شود. به این منظور، به کارگیری سیستمی یکپارچه متشکل از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش­های تصمیم­گیری چند معیاره (MCDM) ابزار مناسبی برای مکان­یابی دفن پسماند می­باشند.

یافته­ها: در این تحقیق برای تعیین مکان­های مناسب دفن پسماند شهرستان مینودشت از معیارهای فاصله از جاده، شیب، ارتفاع، کاربری، میزان بارش، فاصله از گسل، فاصله ازآب­های سطحی، فاصله از مناطق حفاظت شده، زمین­شناسی، فاصله از شهر و فاصله از روستا استفاده شد. نقشه­های مربوط به هر یک از لایه­ها در محیطIdrisi استانداری سازی و به صورت فازی تهیه شد در ادامه برای وزن­دهی و تلفیق لایه­ها از فرایند تحلیل سلسه مراتب فازی (FAHP) و GIS  استفاده شد

نتایج: در نهایت نقشه­های نهایی به پنچ روشgamma ، And  ،Or،Sum  و  Productتهیه شد. سپس نقشه­­های مناسب مکان­یابی دفن پسماند انتخاب شدند و هر کدام از آن­ها به چهار طبقه مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف طبقه بندی شد و طبقه مناسب روش­های انتخابی  لکه بندی شدند. روش­های که میزان مساحت لکه­های آن­ها از میزان مساحت لازم برای دفن پسماند برای جمعیت تخمینی 20 سال آینده شهرستان مینودشت کمتر بود، حذف شدند. در نهایت روش­های And و gamma با عدد 9/0 مکان مناسب دفن پسماند برای یک دور زمانی 20 ساله را مشخص کردند.

 

واژه های کلیدی: مکان­یابی، GIS، FAHP، مینودشت، محل دفن پسماند.

 

 

مقدمه

 

افزایش جمعیت جهان و شهرنشینی، مقامات شهری را برای مدیریت پسماند­های جامد شهری به چالش کشیده است. این افزایش جمعیت و شهرنشینی، بهبود خدمات مدیریت پسماند را می­طلبد. همچنین رشد سریع جمعیت و شهرنشینی از یکسو منجر به افزایش استفاده از منابع غیر قابل تجدید و از سوی دیگر منجر به تخلیه نامناسب پسماندهای سمی و فاضلاب که بشر به عنوان یکی از عوامل اصلی چالش­های زیست محیطی با آن روبه رو می­باشد، شده است. روش نا­مناسب دفن پسماند منجر به آلودگی آب، خاک و هوا می­شود که خطرات بهداشتی عمومی را به همراه دارد(1، 2). در سال­های اخیر مفهوم مدیریت یکپارچه پسماند و استراتژی­های کاهش ضایعات رو به رشد است. یکی از مؤلفه­های تشکیل دهندة مدیریت پسماند، جمع آوری پسماند است. جمع آوری و حمل پسماند  بنا بر ضرورت و امکانات به شیوه­های متفاوتی انجام می­گیرد که شیوة استفاده از ایستگاه انتقال پسماند از رایج ترین روش­ها درکشور ما است(3، 4). مواد زائد در ابتدا برای استفاده مجدد و بازیافت در نظر گرفته می­شوند و مابقی در مکان­های دفن پسماند ریخته می­شوند(5). بنابراین باید بهترین مکان­های دفن پسماند با روش­های ترکیبی و جدید شناسایی شود تا کمترین آسیب و تخریب را در محیط زیست شهرهایمان داشته باشیم.

مبانی نظری

پسماند جزء جدایی ناپذیر زندگی بشر می­باشد. افزایش بی­رویه استفاده از مواد تجزیه ناپذیر و سایر مصنوعات زندگی ماشینی یکی از مهم­ترین دغدغه­های فکری مدیریت محیط زیست از جهت دفع پسماندها را ایجاد کرده است(6). بنابراین شناسایی بهترین مکان دفن پسماند نیاز به یک فرآیند ارزیابی گسترده دارد. این مکان باید با الزامات قانونی و مقررات دولتی مطابقت داشته باشد و همچنین  هزینه­های اقتصادی، زیست محیطی، بهداشتی و اجتماعی را به حداقل برساند. حداکثر اطلاعات موجود در روش انتخاب سایت باید شناسایی شود و اطمینان حاصل شود که نتیجه این فرآیند توسط اکثر ذینفعان قابل قبول است، بنابراین مکان دفن پسماند نیاز  به پردازش انواع داده­های مکانی دارد و باید معیارها و عوامل بسیاری به دقت سازماندهی و تحلیل شوند. مکان­یابی پسماند شهری به ­دلیل تاثیر بسزایی که در اقتصاد، اکولوژی و بهداشت محیط منطقه دارد یک مسئله حیاتی در فرآیند برنامه ریزی شهری است و ارزیابی آن یک فرآیند پیچیده­ای است که نیاز به متخصصان مختلف در زمینه­های اجتماعی و زیست محیطی از جمله علوم خاک، مهندسی، هیدروژئولوژی، توپوگرافی، جامعه شناسی و اقتصاد دارد(7، 8). به طور کلی مکان­یابی محل دفن پسماند یک فرآیند دشوار و طولانی است که به دو مرحله­ی اساسی تقسیم می­شود: مرحله اول شناسایی سایت­های بالقوه از طریق غربالگری مقدماتی و مرحله ­دوم ارزیابی توان آن­ها براساس ارزیابی اثرات زیست محیطی، امکان­سنجی اقتصادی و طراحی مهندسی و محاسبه­ی هزینه­ها می­باشد (9). در حال حاضر از تکنیک­های مختلفی در فرآیند مکان­یابی دفن پسماند استفاده می­شود (10). در واقع امروزه فرآیند مکان­یابی دفن پسماند به تجزیه و تحلیل­های پیچیده فضایی بستگی دارد که  با توسعه سیستم­های اطلاعات جغرافیایی (GIS) همراه  است. پیشرفت­های اخیر در زمینه تصمیم گیری، باعث بهبود چشمگیر در توانایی­های GIS در تجزیه تحلیل مکانی شده است. سیستم های اطلاعات جغرافیایی(GIS)، ابزار قدرتمندی برای تحلیل­های فضایی هستند که قابلیت ضبط، ذخیره، پرس و جو، آنالیز، نمایش و خروجی اطلاعات جغرافیایی را دارند. به این ترتیب آن­ها تاثیر شگرفی در فرآیند تصمیم­گیری فضایی دارند(11، 12). همچنین روش­های تصمیم گیری چند معیاره (MCDA) توانایی ترکیب  نظر کارشناسان با اطلاعات واقعی را دارند . این روش­ها معیارهای مختلف را ارزیابی کرده و همه نتایج ممکن و اهداف متناقض ناشی از تجزیه  و تحلیل را شامل می­شوند (13) و AHP یکی از این روش­ها ­می­باشد. تحلیل سلسله مراتبی یک رویکرد سیتماتیک تصمیم­گیری است که اولین بار توسط ساعتی در 1980 مطرح شد(14).  این روش فرآیندی ساده ، قوی و منعطف است و برای تصمیم­گیری در شرایطی که معیارهای مختلف وجود دارد و در انتخاب بین گزینه­ها با مشکل مواجه هستند، مورد استفاده قرار می­گیرد(15).  در واقع یک مسئله به سلسله مراتبی از مسائل فرعی که  قابل درک و بررسی باشد، تجزیه می­شود. بنابراین  GIS به همراه AHP ابزارهای قدرتمند برای حل مشکل مکان­یابی دفن پسماند هستند(16).

در زمینه مکان­یابی دفن پسماند با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سیستم­های تصمیم­گیری چند معیاره تاکنون تحقیقات متعددی صورت گرفته لذا از این میان در سطح جهان می­توان به، Jahn Bennet در سال 2004 اشاره کرد که گزارشی حاکی از پیشرفت سیستم اطلاعات جغرافیایی  و کاربرد آن در شهر رم، برای مدیریت و دفن مواد زائد جامد ارائه داد. این گزارش نشان می­دهد ابتدای شروع این روند از دهه 1990 میلادی بوده و پیشرفت کندی داشته است، اما پس از چند سال و به خصوص در سال 2003 و با کمک نقشه­های پشتیبانی اینترنتی، اطلاعات موجود برای سیستم اطلاعات جغرافیایی به موضوع مهمی برای کارکنان واحد خدماتی شهرداری و عموم شهروندان رمی تبدیل شد(17). همچنین در زمینه مکان­یابی بهینه دفن مواد زائد جامد شهری، موسوی و همکاران در 1392 با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی AHP به مکان­یابی دفن پسماند در شهرستان زنجان پرداختند که چند معیار و زیر معیار را ارزیابی کرده و سپس مناسب­ترین مکان را در بین گزینه­های پیشنهادی انتخاب کردند(18). زامورانو و همکارانش نیز در اسپانیا با استفاده ازGIS  نقاط بهینه جمع­آوری پسماند و مسیرهای بهینه­ی خودروهای انتقال پسماند را به منظور کاهش مصرف سوخت ارائه دادند (19). همچنین شکرریزفرد و همکاران در شیراز به محاسبة همزمان بهترین مسیر حمل پسماند شهری و مکان­یابی بهینه­ی ایستگاه­های انتقال پسماند پرداختند . برای این منظور برنامة غیرخطی باینری تهیه کردند که تابع هدف مدل مربوطه نیز حداقل کردن مجموع هزینه­های حمل پسماند به محل ایستگاه­های انتقال است (20).

مهم­ترین هدف از انجام این مطالعه، شناسایی مکان بهینه جهت دفن پسماند در شهرستان مینودشت با استفاده از روش منطق فازی در GIS و مدل تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) است که براساس میزان جمعیت تخمینی در 20 سال  آینده و مساحت مورد نیاز برای دفع پسماند آن­ها صورت می­گیرد. تا کمکی برای برنامه ریزان و تصمیم­گیران شهرستان مینودشت استان گلستان باشد.

منطقه مورد مطالعه

شهرستان مینودشت در شمال ایران و استان گلستان واقع شده است. این شهرستان در عرض جغرافیای 37 درجه و 0 دقیقه تا 37 درجه و 29 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 55 درجه و 14 دقیقه تا 56 درجه و 1 دقیقه شرقی قرار گرفته و براساس نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن سال 1390، دارای جمعیت 75659 نفر می­باشد(21).

 

 


 

شکل 1- موقعیت شهرستان مینودشت

 

 

روش پژوهش


پژوهش حاضر از نظر هدف کاربردی بوده و از لحاظ انجام آن تحلیلی- توصیفی است. در این پژوهش، براساس تحقیقات انجام شده 11 لایه اطلاعاتی؛ کاربری، میزان بارش،  فاصله از گسل، فاصله از آب­های سطحی،‌ فاصله از مناطق حفاظت شده، زمین شناسی، فاصله از جاده، شیب، ارتفاع، فاصله از روستا و فاصله از شهر به عنوان لایه­های اطلاعاتی در سه شاخص زیست محیطی ، اقتصادی و اجتماعی برای مکان­یابی دفن پسماند مورد استفاده قرار گرفت. ساختار سلسله مراتبی شاخص­ها و مولفه­ها در نمودار 1 آورده شده است. سپس براساس اعداد فازی مندرج در جدول 1 و با استفاده از تکنیک FAHPمقایسات زوجی بین شاخص­ها و مولفه­ها توسط کارشناسان صورت گرفت. همچنین برخی داده­ها همانطور که در جدول 2 نشان داده شده  در نرم افزار Idrisi استاندارد سازی شدند و نقشه­های فازی آن­ها تهیه شد. همچنین دو لایه کاربری زمین و زمین شناسی بر اساس نظر کارشناسان وزن­دهی شدند(در جدول 4 وزن طبقات کاربری و در جدول 5 وزن طبقات زمین شناسی آورده شده است). در ادامه با هم پوشانی لایه­های اطلاعاتی در محیط GIS­ و اعمال وزن شاخص­ها و مولفه­ها در لایه­ها، نقشه­ها به پنچ روش 1- gamma2- And  3- Or  4- Sum   5- Product جهت انجام عملیات مکان­یابی و رسیدن به مناطق مناسب جهت دفن پسماند رویهم گذاری شد. سپس نقشه­­های مناسب مکان­یابی دفن پسماند انتخاب شدند و هر کدام از آن­ها به چهار طبقه مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف طبقه بندی شد و طبقه مناسب روش­های انتخابی  لکه بندی شدند. روش­های که میزان مساحت لکه­های آن­ها از میزان مساحت لازم برای دفن پسماند برای جمعیت تخمینی 20 سال آینده شهرستان مینودشت کمتر بود، حذف شدند. در نهایت روش­های And و  gamma با عدد 9/0 مکان مناسب دفن پسماند برای یک دور زمانی 20 ساله را مشخص کردند.

 

 

مکان یابی دفن پسماند محدوده مطالعاتی

 

 

زیست محیطی

 

 

اقتصادی

 

 

اجتماعی

 

 

 

نمودار1- ساختار سلسله مراتبی مکان یابی دفن پسماند شهرستان مینودشت

 

جدول1-عبارات فازی و طیف اعداد فازی

عبارات کلامی

      اعداد فازی

ترجیح زیاد

(3،4،5/4)

ترجیح برابر

)1،1،1)

ترجیح زیاد تا خیلی زیاد

(3،5/4،5)

ترجیح کم تا متوسط

(1،5/1،5/1)

ترجیح خیلی زیاد

(5،5/5،6)

ترجیح متوسط

(1،2،2)

ترجیح خیلی زیاد تا کاملا زیاد

(5،6،7)

ترجیح متوسط تا زیاد

(3،5/3،4)

ترجیح کاملا زیاد

)5،7،9)

 

 

جدول 2 - نقاط کنترل و نوع تابع فازی جهت استاندارد سازی نقشه های معیار در منطق فازی

نقاط کنترل

نوع تابع

مولفه­ها

شاخص

a

b

c

d

500

2000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از روستاها (m)

 

اجتماعی

2000

5000

7000

30000

S شکل متقارن

فاصله از شهرها (m)

500

1000

2000

10000

S شکل متقارن

فاصله از جاده ها (m)

 

اقتصادی

 

 

0

3700

خطی کاهشی

ارتفاع (m)

 

 

6

30

خطی کاهشی

شیب (D)

 

 

350

500

خطی کاهشی

میزان بارش (mm)

 

زیست محیطی

1000

5000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از گسل (m)

1000

5000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از آب های سطحی (m)

1000

5000

 

 

S شکل افزایشی

فاصله از مناطق حفاظت شده (m)

 

 

 

 

 

جدول 3 - شکل و فرمول توابع فازی

فرمول تابع فازی

شکل تابع فازی

نوع تابع

14خ¼=cos"> 2 α

14خ±=(1-(x-point a)/(point b-point a))*pi/2">

When 14x>point b , خ¼=1">

 

S شکل افزایشی

14خ¼=cos"> 2 α

14خ±=(1-(x-point a)/(point b-point a))*pi/2">

14خ±=x-point c/(point d-pointc)*pi/2">

When  14point b<x

 

S شکل متقارن

14خ¼=(1-x-point c*(1/(point d-point c)))">

When  14x

When 14 x>point d , خ¼=0">

 

 

خطی کاهشی

منبع:(22)

 

جدول 4- وزن طبقات کاربری زمین

ارزش

کاربری

25/0

جنگل

5/0

زمین زراعی

75/0

مرتع

1

بایر

 

جدول5 وزن طبقات زمین شناسی

نوع

Js

Jsc

K1l

K2l1

K2l2

Kab-ad

Kat

Kig

Ksh

Ksn

ارزش

41/0

4/0

31/0

14/0

21/0

55/0

37/0

39/0

6/0

41/0

Ktr

Pd

Pech

Pep

Pr

Qal

Qcf

Ql

Qm

Sn

TRe

34/0

17/0

41/0

92/0

33/0

11/0

12/0

07/0

09/0

26/0

34/0

Ur1c

Cm

Cs

Dcg

Deg

Dkh

Dkn

E1m

E2s

Ek

Ekh

59/0

38/0

35/0

42/0

42/0

42/0

42/0

37/0

15/0

49/0

41/0

Jd

Qs

Jcb

Urm

Kuig

lmet

PZ1vib

Jmz

Jl

TRe1

Ksr

3/0

67/0

36/0

48/0

42/0

41/0

35/0

39/0

29/0

36/0

29/0

 

 

بحث و یافته­ها


گام اول: مقایسات زوجی شاخص­ها و مولفه­ها

در این پژوهش برای انجام مقایسه دوتایی از روش شناخته شده­ای FAHP  استفاده شده است. درAHP  مقایسه­های دوتایی  توسط اعداد قطعی بیان می­شود (23). حال بسته به شرایط،  نظرات کارشناسان همیشه نمی­تواند قطعی و دقیق باشد که این عدم قطعیت را می­توان با منطق فازی نشان داد(24). به همین دلیل نویسندگان در این پژوهش از روش FAHP که محدوده­ای از ارزش­ها را،  برای بیان عدم قطعیت در نظر می­گیرد (25) و تصمیم ساز را قادر می­سازد تا نظر خود را در قالب کلی به صورت خوشبینانه، بدبینانه، متوسط، کاملا مربوط و نظیر آن بیان کند(26) استفاده کرده­اند. باید گفت کارشناسان با توجه به تجربیات و مطالعات خود مقایسات زوجی بین شاخص­ها و مولفه­ها را با استفاده از روش FAHP انجام دادند تا وزن نهایی آن­ها بدست آید. در جدول­های 6 تا 9 مقایسات زوجی شاخص­ها و مولفه­ها نشان داده شده است.

 

 

جدول6- مقایسات زوجی شاخص ها با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

شاخص­ها

زیست محیطی

اقتصادی

اجتماعی

میانگین هندسی

زیست محیطی

(1، 1، 1)

(4، 5/3، 3)

(2، 2، 1)

(2، 913/1، 442/1)

اقتصادی

(333/0، 286/0، 25/0)

(1، 1، 1)

(/025،/0286،/0333)

(481/0، 434/0، 397/0)

اجتماعی

(1، 5/0، 5/0)

(4، 5/3، 3)

(1، 1، 1)

(587/1، 205/1، 145/1)

CRm =055/0               CRg =037/0

سازگار

 

جدول7- مقایسات زوجی مولفه­ها زیست محیطی با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

زیست­محیطی

کاربری

باران

گسل

آب­سطحی

منطق­حفاظت شده

زمین­شناسی

میانگین­هندسی

کاربری

(1، 1، 1)

(9، 7، 5)

(6، 5/5، 5)

(4، 5/3، 3)

(7، 6، 5)

(5/4، 4، 3)

(353/4، 846/3، 225/3)

باران

(2/0، 143/0، 111/0)

(1، 1، 1)

(1، 5/0، 5/0)

(333/0، 286/0، 25/0)

(1، 5/0، 5/0)

 

(333/0، 286/0، 25/0)

(/0347،/0378،/053)

گسل

(2/0، 182/0، 167/0)

(2، 2، 1)

 

(1، 1، 1)

(/05،/05،1)

(1،2،2)

(1،1،1)

(/0661،/0845،/0963)

آب­سطحی

(/025،/0286،/0333)

(3،/35،4)

(1،2،2)

(1،1،1)

(1،2،2)

(1،2،2)

(/0953،/1414،/1484)

منطق حفاظت شده

(/0143،/0167،/02)

(1،2،2)

(/05،/05،1)

(/05،/05،1)

(1، 1، 1)

(/05،/05،1)

(/0511،/0589،/0858)

زمین­شناسی

(/0222،/025،/0333)

(3،/35،4)

(1، 1، 1)

(/05،/05،1)

(1،2،2)

(1، 1، 1)

(/0833،/0978،/1178)

CRm =021/0               CRg =05/0

سازگار

 

 

 

 

 

 

جدول8-‌ مقایسات زوجی مولفه­ها اقتصادی با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

اقتصادی

فاصله از جاده

ارتفاع

شیب

میانگین هندسی

فاصله از جاده

(1،1،1)

(3،/35،4)

(3،4،/45)

(/208،/241،/2621)

ارتفاع

(/025،/0286،/0333)

(1،1،1)

(1،/15،/15)

(/063،/0754،/0794)

شیب

(/0222،/025،/0333)

(/0667،/0667،1)

(1،1،1)

(/0529،/055،/0693)

CRm =008/0               CRg =006/0

سازگار

 

جدول9-  مقایسات زوجی مولفه­ها اجتماعی با استفاده از تلفیق فازی در مدل تحلیل سلسله مراتبی

اجتماعی

فاصله از روستا

فاصله از شهر

میانگین هندسی

فاصله از روستا

(1،1،1)

(/05،/05،1)

(/0707،/0707،1)

فاصله از شهر

(1،2،2)

(1،1،1)

(1،/1414،/1414)

 

 

گام دوم : مراحل به­دست آوردن وزن شاخص­ها و مؤلفه­ها با تحلیلسلسله مراتبی فازی

با استناد به نظر کارشناسان و با استفاده از روش FAHP وزن شاخص­ها و مولفه­ها در جدول­های 10 و 11 طی 5 مرحله بدست آمد. این مراحل به شرح زیر می­باشد(27 )

مرحله اول: جهت اجماع نظر کارشناسان، از مقایسات زوجی پاسخ‌ دهندگان میانگین هندسی گرفته می­شود.

مرحله دوم؛ محاسبه میانگین هندسی سطرها: در این مرحله از سطرهای هر جدول مقایسه زوجی با توجه به رابطه 1 میانگین هندسی گرفته می­شود.

رابطه 1

14Z= j=1ntij1n ∀i">

مرحله سوم؛ نرمالایز کردن میانگین‌های هندسی: در این مرحله مقادیر به دست آمده از مرحله دوم نرمالیزه می­شود. مقادیر zi  را برای هر ماتریس با مجموع  zi طبق رابطه 2 نرمالایزه می شود.

رابطه 2

=  =wi rij

 

zi

 

n∑      

 

i =1

 

zi

مرحله چهارم: ترکیب اوزان: با ترکیب وزن گزینه­ها (نسبت به معیارها) و وزن معیارها با توجه به رابطه 3، اوزان نهایی محاسبه می شود:  

رابطه 3

 

مرحله پنجم: دیفازی کردن:دراین مرحله اوزان فازی به­دست آمده، طبق رابطه 4 دیفازی می­شوند.

رابطه 4

 

 


 

جدول10- وزن شاخص­های مورد استفاده در مکان یابی دفن پسماند

شاخص­ها

وزن نهایی فازی

وزن قطعی نهایی شاخص­ها

زیست محیطی

(/0355،/0539،/067)

/0525

اقتصادی

(/0098،/0122،/0161)

/0126

اجتماعی

(/0281،/0339،/0532)

/0373


جدول11- وزن مولفه­های مورد استفاده در مکان یابی دفن پسماند

زیرشاخص­ها

وزن نهایی فازی

وزن قطعی نهایی زیرشاخص­ها

کاربری

(/0122،/0257،/0447)

/0271

باران

(/0013،/0025،/0054)

/003

گسل

(/0025،/0057،/0099)

/0059

آب سطحی

(/0036،/0095،/0152)

/0094

مناطق حفاظت شده

(/0019،/0039،/0088)

/0047

زمین شناسی

(/0032،/0065،/0121)

/0071

فاصله از جاده

(/0049،/0079،/013)

/0085

ارتفاع

(/0015،0.025،/0039)

/0026

شیب

(/0013،/0018،/0034)

/0021

فاصله از روستا

(/0082،/0113،/0312)

/0155

فاصله از شهر

(/0117،/0226،/0441)

/0252

 

 


گام سوم: محاسبه زمین مورد نیاز جهت دفن پسماند شهرستان مینودشت

جهت محاسبه مساحت زمین مورد نیاز برای دفن پسماند، عواملی همچون نرخ تولید زباله، جمعیت، دانسیته مواد فشرده شده در محل دفن مورد نیاز می­باشند (28).  زمین مورد نیاز برای دفن زباله، به علت تغییرات جمعیتی برای یک دوره­ی 20 ساله در نظر گرفته می­شود، لذا جهت برآورد آن از فرمول محاسبه­ی جمعیت آتی به شرح زیر استفاده شد(29).

Pt = P0 (1+ r)t                                    

Pt: میزان جمعیت سال مورد نظر

P0: جمعیت حال حاضر هنگام محاسبه

r: نرخ رشد جمعیت

t: دوره طرح یا تعداد سال­هایی که قرار است طرح کاربرد داشته باشد.

همچنین طبق تحقیقات انجمن علمی آمریکا در مورد فضای مورد نیاز برای دفن بهداشتی فرمول تجربی زیر ارائه شده است  (30) :

رابطه 2

V = (R/D)(1-P/100)+ CV

 

V: فضای مورد نیاز در طول سال به ازای هر نفر (m3)

R: سرانه زباله تولیدی هر نفر در سال (kg/year)

CV: حجم خاک پوششی مورد نیاز (m3)

P: درصد کاهش حجم زباله در اثر فشردگی

D: دانسیته متوسط زباله (kg/m3)

ابتدا میزان جمعیت با در نظر گرفتن نرخ رشد 1.9 درصد براساس سرشماری جمعیت سال  1390(8) و با فرض ثابت بودن آن، برای سال جاری و سپس برای یک دوره 20 ساله، با استفاده از رابطه 1 برآورد گردید.

P1393 = P1390 (1+r)3

 

جمعیت سال 1393 شهرستان مینودشت

P1393 =75659  * (1+019/0)3 =80054                                  

شهرستان مینودشت جمعیت 20 سال آینده

P1394 + P1395 + P1396+ … + P1413 = 1962430 

 

در ادامه بر اساس رابطه 2 حجم مورد نیاز زباله تولید شده توسط هر نفر در طول سال محاسبه گردید. با در نظر گرفتن حجم خاک پوششی به زباله با نسبت 1 به 4 رابطه 2 به صورت زیر تغییر کرد.

 

V = (R/D)(1-P/100)+CV         è         V = 25/1 (R/D)(1-P/100)

R = 365 * 75/0 = 273.75    kg/year

 

 

جدول 12- جدول اطلاعاتی پسماند شهرستان مینودشت

سرانه زباله تولیدی هر نفر در سال (kg/year)

75/273

درصد کاهش حجم زباله در اثر فشردگی

40%

دانسیته متوسط زباله (kg/m3)

243

منبع: (31)

V = 25/1 (273.75/243) (1-40/100) = 845/0m3

فضای مورد نیاز برای زباله تولیدی در طول سال به ازای هر نفر

845/0 * 1962430 = 35/1658253 m3

فضای مورد نیاز برای زباله تولیدی در طول 20 سال (مینودشت)

جهت محاسبه سطح زمین مورد نیاز برای دفن پسماند تولیدی در طول 20 سال آینده، دفن پسماند به روش ترانشه­ای، با عمق 4 متر صورت می­گیرد. همچنین فاصله بین ترانشه­ها برابر با عرض آن­ها در نظر گرفته شده است. با این مفروضات، سطح مفید، 50 درصد کل محدوده تعیین شده را تشکیل می­دهد.

35/1658253 / 4 = 3375/414563  m2    

سطح مفید مورد نیاز برای دفن زباله تولیدی در طول 20 سال (مینودشت)

3375/414563*2 =675/829126 m2               

کل مساحت مورد نیاز برای دفن زباله تولیدی در طول 20 سال(مینودشت)

بنابراین شهرستان مینودشت با توجه به محاسبات انجام شده، نیاز به (829126.675) متر مربع زمین برای دفن زباله تولید شده در  طول 20 سال خواهد داشت

 

گام چهارم: تهیه نقشه های لایه­های اطلاعاتی

در این پژوهش تهیه نقشه­ها براساس منطق فازی صورت گرفته است. هر یک از لایه­های اطلاعاتی  تاثیرگذار در مکان­یابی دفن پسماند در محیط Idrisi  بر اساس نمودارهای جدول 3 استانداردسازی شدند. در ادامه نیز نقشه­های فازی آن­ها در این برنامه تهیه شد در شکل 2 نقشه فازی لایه­های اطلاعاتی آورده شده است. در رابطه با منطق فازی باید گفت که این منطق سال­هاست رونق  پیدا کرده و با برنامه­های  متنوع  و متعددش در رشته­های علمی نفوذ کرده است( 32 ). این تئوری به  تفسیر عدم قطعیت می­پردازد و برای اندازه­گیری پدیده­های نامشخص دنیای واقعی طراحی شده است. این عدم قطعیت از ویژگی­های غیر آماری طبیعت که به عدم وجود مرزهای شدید  اطلاعات  اشاره دارد سرچشمه می­گیرد. با این حال منبع اصلی عدم اطمینان که شامل فرآیند پیچیده­ی تصمیم­گیری در مقیاس بزرگ است، از طریق توابع عضویت فازی توصیف شده است (7). در رابطه با منطق فازی باید گفت که این منطق شامل هر دو تابع عضویت فازی است که مقادیر صفتی را در لایه­های موضوعی با توجه  به اختصاص ارزش 0 تا 1 رتبه بندی می­کند(33) و همچنین در این منطق اعتبار لایه­های موضوعی با احتمال عضویت در یک مجموعه فازی، از طریق انواع مختلف توابع عضویت فازی ارائه می­شود(34).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الف

 

 

ب

 

 

پ

 

 

ت

 

 

ث

 

 

ج

 

 

چ

 

 

خ

 

 

د

 

 

ر

 

 

ذ

 

شکل2- نقشه لایه­های فازی شده؛ الف) ف. ا. گسل  ب) ف. ا.شهر پ) ف. ا. جاده ها   ت) ف. ا. مناطق حفاظت شده    ث) ف. ا. روستاها  ج) ف. ا. آب های سطحی  چ) زمین شناسی خ)  ارتفاع د) میزان بارش  ذ)کاربری  ر) نقشه شیب

 


گام پنچم: روی هم­گذاری لایه­ها


نقشه­های تهیه شده در محیط  Idrisi در محیط Gis به پنچ روش 1- gamma2- And  3- Or  4- Sum   5- Product جهت انجام عملیات مکان­یابی و رسیدن به مناطق مناسب جهت دفن پسماند رویهم گذاری شد و مناطق مسکونی شهری به عنوان لایه محدودیت از نقشه­های نهایی حذف شد درشکل 3 این نقشه­ها نشان داده شده­اند. در جدول 13 نیز روابط و توابع عضویت فازی این عملگرها آورده شده است. در رابطه با عملگرها باید گفت که عملگرضرب فازی ( ‌ Fuzzy algebraic product ) اعضای فازی را از طریق ضرب ترکیب می­کند. این مدل به دلیل آنکه ارزش خروجی همیشه کمتر یا مساوی کوچکترین عضو فازی است، کاهنده می­باشد (35). عملگراجتماع فازی (OR Fuzzy ) نیز مشابه اجتماع در مجموعه­های کلاسیک می­باشد تاثیر این عملگر آن است که نقشه­های خروجی توسط بزرگترین مقدار عضویت فازی که در هر موقعیت روی می­دهد، کنترل می­شود(36). همچنین عملگر جمعی فازی(Fuzzy algebraic sum) مکمل محصول جبری فازی است. برخلاف محصول جبری حاصل جمع جبری، همیشه بزرگتر یا مساوی بزرگترین مقدار عضو فازی است(34). عملگر اشتراک فازی (AND Fuzzy) که نیز مشابه اشتراک در مجموعه­های کلاسیک می­باشد. تاثیر این عملگرآن است که نقشه خروجی توسط کوچکترین مقدار عضویت فازی که در هر موقعیت روی می­دهد کنترل می­شود.(36) و در نهایت عملگر گامای فازی(Fuzzy gamma operation) از حاصل ترکیب جمع جبری و ضرب جبری است و از فرمول زیر بدست می آید:

μ combination =(FuzzySum) γ ×(FuzzyProduct) 1-γ

پارامتر γ در محدوده (1و0) انتخاب شده است. وقتی γ عدد 1 بگیرد، ترکیب همانند جمع جبری است در حالیکه وقتیγ  ، 0 باشد ترکیب همان ضرب جبری است (37، 38 ) .

 


 

جدول 13 - ‌توابع و روابط عضویت فازی

رابطه

تابع

μ combination =MIN (μA ،μB ،...)

And

μ combination =MAX(μA ،μB ،...)

Or

µ combination =   14(i=1)nخ¼">  i

Product

µ combination = 1 – ( 14(i=1)n(1-خ¼">  i) )

Sum

μ combination =(FuzzySum) γ ×(FuzzyProduct) 1-γ  γÎ[0،1]

Gamma

­منبع: (39)

 

الف

 

 

ب

 

 

پ

 

 

ت

 

 

ث

 

 

ج

 

 

چ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 3- تلفیق لایه­ها با استفاده از روش : الف) Sum  ب) Or  پ) Product  ت) And   ث) 3/0 gamma  ج)5/0gamma      چ) 9/0 gamma


نتیجه گیری


نتایج ارزیابی­های حاصل از این روش­ها نشان داد که عملگر Fuzzy Sum با در نظر گرفتن کم­ترین احتیاط مساحت بسیار زیادی را مناسب دفن پسماند می­داند عملگر OR Fuzzy نیز مساحت زیادی را مناسب این نوع مکانی­یابی می­داند. لذا دو عملگر ذکر شده به دلیل در نظر گرفتن احتیاط کم مناسب مکان­یابی دفن پسماند نمی­باشند. عملگر  Fuzzy product نیز در بین مجموع عملگرها بیش­ترین احتیاط را در مکان­یابی مد نظر دارد و فقط ایده­آل­ترین نقاط برای مکان­یابی دفن پسماند را به ما می­دهد بنابراین این عملگر مناسب این نوع مکان­یابی است. همچنین عملگر  Fuzzy gamma با عدد3/0 و 5/0 احتیاط بیش­تری را نسبت به عملگر AND Fuzzy و مساحت کمتری را مناسب دفن پسماند می­داند ولی عملگر Fuzzy gamma با عدد 9/0 مساحت بیش­تر و احتیاط کمتر را به نسبت عملگر AND Fuzzy  مناسب دفن پسماند می­داند. در مجموع می­توان گفت این عملگرها مناسب مکان­یابی دفن پسماند می­باشند. در این میان از عملگرهای Fuzzy product، Fuzzy gamma با عدد3/0، 5/0و 9/0 و AND Fuzzy  بر اساس روش Natural Breaks (Jenks) (40) نقشه­های با چهار طبقه (جدول 14) مناسب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف تهیه شد (در شکل 4 طبقه بندی برخی از این عملگرها آورده شده است). طبقه مناسب هر عملگر  مورد انتخاب قرار گرفت و پهنه­بندی در آن صورت گرفت  از میان این عملگرها، آن­های که میزان مساحت پهنه­بندی لکه­های آن­ها از میزان مساحت مورد نیاز برای جمعیت تخمینی 20 سال آینده کم­تر بود، حذف شدند. در نهایت عملگرهای And و Fuzzy gamma با عدد 9/0، (شکل 5) مکانی را کهمیزان مساحت لازم برای دفن پسماند در یک چشم انداز 20 ساله آینده، برای شهر مینودشت نیاز است مشخص کرده­اند. در جدول 15 مشخصات مناطق مناسب دفن پسماند آورده شده است.

 

جدول 14- ارزش طبقات نقشه های نهایی

 طبقه بندی شده

شماره طبقه

1

2

3

4

ارزش طبقه

خیلی ضعیف

ضعیف

متوسط

مناسب


 

 


 

 

=  =wi rij

 

zi

 

n∑      

 

i =1

 

zi

 

 

 

 

 

 


شکل4 - طبقه بندی عملگرهای مناسب

 

 

شکل 5- مناطق مناسب دفن پسماند برای یک دوره زمانی 20 ساله

جدول 15- مشخصات مناطق مناسب دفن پسماند برای یک دوره زمانی 20 ساله

معیارها

 Fuzzy And

Fuzzy Operation Gamma 0.9

کاربری

جنگل

جنگل

زمین شناسی

شیل خاکستری تیره و ماسه سنگ(Js)

شیل خاکستری تیره و ماسه سنگ(Js)

کمترین و بیشترین فاصله از روستاها (متر)

2672 – 1124

3453 - 1288

کمترین و بیشترین فاصله از راه ها (متر)

2027 - 815

2027 - 591

کمترین و بیشترین فاصله از آب های سطحی (متر)

3049 - 1789

3995 - 1369

کمترین و بیشترین فاصله از گسل ها(متر)

3173 - 2013

3159 - 1145

کمترین و بیشترین فاصله از مناطق حفاظت شده (متر)

14752 - 12404

15318 - 11834

کمترین و بیشترین فاصله از شهر ها(متر)

20668 - 18710

20913 - 18242

کمترین و بیشترین شیب (درجه)

21.152 - 0

29.3331 - 0

کمترین و بیشترین ارتفاع (متر)

1500 - 1242.03

1615.7 - 1190.87

کمترین و بیشترین میزان بارش (میلی متر)

431.014 - 399.135

440.983 - 391.791

 

 

تشکر و قدردانی

 

انجام این تحقیق بدون کمک­های جناب آقای دکتر امیری امکان­پذیر نبود. بدین وسیله از مساعدت­های ایشان تشکر و قدردانی می­شود.

منابع

  1. Gbanie، S.P., Tengbe, P.B., Momoh, J.S., Medo, J., Simbay Kabba, V.T., 2013. Modelling landfill location using Geographic Information Systems (GIS) and Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA): Case study Bo, Southern Sierra Leone. Geography, Vol. 36، pp. 3-12.
  2. Moghaddas, N.H., Namaghi, H.H., 2009. Hazardous waste landfill site selection in Khorasan Razavi Province, Northeastern Iran. Arabian Journal of Geosciences, Vol. 4(1-2), pp. 103-113.
  3. - عشورنژاد، غدیر، مرضیه طاهری و رحیم علی عباسپور، «به کارگیری فرایند تحلیل شبکه ای فازی ( FUZZY ANP) در شناسایی مکان بهینة ایستگاه های انتقال پسماند شهرستان اصفهان»، مجله محیط شناسی، 1392، سال سی و نهم، شمارة 3، صص 177- 165.
  4. راهنمای جامع مدیریت شهری :مجموعة اصول، قوانین و مفاهیم مورد نیاز شهرداران، معاونت آموزشی جهاد دانشگاهی، تهران،1387.
    1. Ngoc, U.N., Schnitzera, H., 2009. Sustainable solutions for solid waste management in Southeast Asian countries. Waste Management, Vol. 29 (6), pp. 1982-1995.
    2. Kharbanda, O., Stallworthy, E., 1990. Waste Management towards a Sustainable Society. Gower, England, pp. 53- 62.
    3. Chang, N., Parvathinathan, G., Breeden, J., 2008. Combining GIS with fuzzy multicriteria decision-making for landfill siting in a fast-growing urban region. Journal of Environmental Management, Vol. 87, pp: 139-153.
    4. Sumathi, V.R., Natesan, U., Sarkar, C., 2008. GIS-based approach for optimized siting of municipal solid waste landfill. Waste Management، Vol. 28(11), pp. 2146-2160.
    5. Allanach, W.C., 1992 .Regional landfill planning and siting. Public Works, December, pp. 48–50.
    6. Sharifi, M., Hadidi, M., Vessali, E., Mosstafakhani, P., Taheri, K., Shahoie, S., Khodamoradpour, M., 2009. Integrating multi-criteria decision analysis for a GIS based hazardous waste landfill sitting in Kurdistan Province, western Iran. Elsevier, waste management,Vol. 29, pp. 2740-2758.
    7. Rikalovic, A., Cosic, I., Lazarevic, D., 2014 . GIS Based Multi-Criteria Analysis for Industrial Site Selection. Procedia Engineering, Vol. 69, pp. 1054-1063.
    8. Ronald Eastman, J., Jiang, H., Toledano, J., 1998. Multi-criteria and multi-objective decision making for land allocation using GIS. Multicriteria Analysis for Land-Use Management Environment & Management, Vol. 9, pp. 225-227.
    9. Al-hanbali, A., Alsaaideh, B., Kiondoh, A., 2011. Using GIS-based weighted linear combination analysis and remote sensing techniques to select optimum solid waste disposal sites within Mafraq City, Jordan. Journal of Geographic Information System, Vol. 3, pp. 267-278.
    10. Bhushan, N., Rai, K., 2004. Strategic Decision Making: Applying the Analytic Hierarchy Process. Springer-Verlag, New York, pp. 172.
    11. Bertolini, M., Braglia, M., 2006. Application of the AHP methodology in making a proposal for publicwork contract. 17 January.
    12. Sener, S., Sener, E., Karagüzel, R., 2010. Solid waste disposal site selection with GIS and AHP methodology: a case study in Senirkent-Uluborlu (Isparta) Basin. Turkey Environmental Monitoring and Assessment، doi: 10.1007/s10661-010-1403-x.
    13. Bennet، J.، 2005. Solid Waste Collections Departement. City of RomeAnnual Report، pp. 84.
    14. صدر موسوی، میر ستار، شهرام اباذرلو، کامران موسی خانی و سجاد اباذرلو، «مکان یابی بهینه دفن مواد زائد جامد شهری با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی )AHP نمونه موردی شهرستان زنجان( »، فصل نامه آمایش محیط،1392، سال ششم، شماره 21، صص 98- 75.
      1. Zamoranoa، M.E.، et al.، 2009. A planning scenario for the application of geographical information systems in municipal waste collection: A case of Churriana de la Vega (Granada، Spain). Journal of Resources، Conservation and Recycling، Vol. 54، pp. 123-133.
      2. شکرریزفرد، مریم، ناصر طالب بیدختی و پویا شکرریزفرد، «روشی برای محاسبه همزمان بهترین مسیر حمل پسماندهای شهری و مکانیابی بهینه ی ایستگاه های انتقال پسماند به روش Nonlinear Integer Programing»، دومین سمپوزیوم بین المللی مهندسی محیط زیست، 1388.
      3. مرکز ملی آمار ایران(1390)، نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن، درگاه ملی مرکز آمار ایران، www.amar.org.ir .
        1. Eastman، J. R.، 2012. IDRISI Selva manual. Clark University. Sitio web: www. clarklabs. org.
        2. Deng، H.، 1999. Multicriteria analysis with fuzzy pairwise comparisons. International Journal of Approximate Reasoning، Vol. 21، pp. 215-231.
        3. Bellman، R.E.، Zadeh، L.A.، 1970. Decision Making in a fuzzy environment. Management Science، Vol. 17، pp. 141-164.
        4. Lee، A.H.، Chen، W.C.، Chang، C.J.، 2008. A fuzzy AHP and BSC approach for evaluating performance of IT department in the manufacturing industry in Taiwan. Expert Systems with Applications، Vol. 34، pp: 96–107.
        5. Jeganathan، C.، 2003. Development of Fuzzy Logic Architecture to Access the Sustainability of the Forest Management. MSc. thesis. Enschede، ITC، pp. 126.132.
        6. عطایی، محمد، « تصمیم­گیری چند معیاره فازی»، چاپ اول، شاهرود، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود، 1389.
          1. McBean، E.A.، Rovers، F.A.، Farquhar، G.J.، 1995. Solid Waste landfill Engineering & Design. Prentice Hall PTR.
          2. کاظم پور، شهلا، «مبانی جمعیت شناسی»، چاپ دوم، مرکز مطالعات و پژوهش­های جمعیتی آسیاو اقیانوسیه، تهران، 1383.
            1. Kevin k، and Joe P. (1996): A Planners Guide to sustainable Development. American Planning Association (APA).
            2. سازمان مدیریت پسماند شهرداری­های استان گلستان.
              1. Zadeh، L،A.، 1996. Life Fellow. IeeeTransactions on fuzzy systems، Vol. 4(2)، pp. 103-111.
              2. Raines، G.L.، Sawatzky، D.L.، Bonham-Carter، G.F.، 2010. Incorporating expert knowledge: new fuzzylogic tools in ArcGIS 10. ArcUser Spring 2010. Redlands، CA، USA: ESRI،
              3. Ki، S.J.، Ray، C.، 2014. Using fuzzy logic analysis for siting decisions of infiltration trenches for highway runoff control. Science of the Total Environment، Vol. 493، pp. 44-53.
              4. Atkinsona، D.M.، Deadmanb، P.، Dudychab، D.، Traynorc، S.، 2005. Multi-criteria evaluation and least cost path analysis for an arctic all-weather road. Geography، Vol. 25، pp. 287–307.
              5. کریمی، سعید،  « درسنامه  کاربرد GIS در برنامه ریزی محیط زیست»، دانشگاه تهران ، دانشکده محیط زیست،1393.
                1. Bonham-Carter، G.F.، 1994. Geographic information systems for geoscientists: Modeling with GIS. Ottawa:Pergamon.
                2. Zimmermann، H.J.، Zysno، P.، 1980. Latent connectives in human decision making. Fuzzy Sets and Systems، Vol. 4، pp: 37–51.
                3. Malczewski، J.، 1999. GIS and Multicriteria Decision Analysis، John Wiley & Sons، New York. 340 pp.
                4. Bolstad، P.، 2012. GIS Fundamentals: A first text on geographic information systems،4th ed. Minnesota: University of Minnesota.
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Landfill sites site selection using fuzzy logic in GIS and Fuzzy Analytic Hierarchical Model (FAHP)(case study: minoodasht city)

 

Vahid Nikzad[5]

vahid.Nikzad@ut.ac.ir

Yasser Moarab[6]

Mohamad Javad Amiri[7]

Negar Foroughi[8]

 

Abstract

Background and Aim: An appropriate urban landfill site selection prevents environmental issues in cities. The study aimed to identify suitable sites for landfill site selection based on an estimated population of 20 years and the area required for landfill sites in Minoodasht city by using Fuzzy logic model in GIS and Fuzzy Analytic Hierarchical (FAHP) .

Methods: Selecting a suitable site for landfill requires several factors which using spatial data and its integration with other planning and management activities is necessary  according to the complexity of affecting factors in site selection. For this purpose deployment of the integrated Geographic Information Systems (GIS)and multi-criteria decision-making methods (MCDM) are the perfect tools for landfill site selection.

 Findings: The present study focuses on using many data layers  including ; Distance from roads، elevation، slope، land use، precipitation، distance from faults، distance from surface waters، distance from protected areas، geology and Distance from city and villages for an appropriate landfill sites site selection of minoodasht city. the maps of each data layer ، standardized in IDRISI software and were prepared in the form of Fuzzy Then، in order to integrate the layers، Fuzzy analytic hierarchy process (FAHP) and GIS were applied.

Result: Ultimately the final maps performed by applying 5 operators of fuzzy Gamma، Fuzzy Product، Fuzzy AND ، Fuzzy OR and Fuzzy SUM. Then، suitable landfill site selection maps were chosen and each of them classified to four categories of: suitable، average، weak and very weak. And suitable category became dappling. Methods which their Spots area were less than required area of landfill were excluded. Finally (AND)، (GAMMA) methods with 0.9 number، determined a suitable landfill site for a period of 20-years.

Keywords:  site selection، landfill sites، FAHP، GIS، Minoodasht

 

 

 
 

 



1- دانشجوی کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران *(مسئول مکاتبات).

2- دانشجوی کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

3- استادیار گروه مدیریت و برنامه ریزی محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

4- دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت محیط زیست دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران

1- MSc of Environmental planning, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.

2- MSc of Environmental planning, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.

3- Assistant Professor of environmental planning and management, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran,Iran .

4- MSc of Environmental Management, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.