علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و دوم، شماره 9، آذر  ماه 99

مکان‌یابی محل دفن نخاله‌های ساختمانی با استفاده از GIS و روش AHP

(مطالعه موردی: شهر همدان)

فاطمه جعفری نوبخت[1]

مهرداد چراغی[2]

 بهاره لرستانی[3]

Cheraghi_md@yahoo.com

چکیده

زمینه و هدف: رشد جمعیت، توسعه شهرنشینی و افزایش فعالیت‌های انسانی ره‌آوردهای مختلفی از جمله تولید و تجمیع مواد زاید و به دنبال آن آلودگی‌های محیط‌زیست را به‌همراه خواهد داشت. در کشورهای در حال توسعه، نخاله‌های ساختمانی بخش بزرگی از زباله شهری را به خود اختصاص می‌دهند که علاوه بر هزینه بسیار برای دفع آن، عواقب نامطلوبی نیز بر محیط‌زیست دارند. از آن‌جا که نخاله‌های ساختمانی به دلیل حجیم بودن فضای زیادی را اشغال می‌کنند، لذا دفع آن‌ها در محل‌های دفن زباله منجر به کاهش عمر مفید این محل‌ها می‌شود و یافتن مکان جدید جهت دفن نخاله‌های ساختمانی ضرورت می‌یابد.

روش بررسی: جستجو برای یافتن مکان جدید دفن مواد زاید، فرآیندی پیچیده و وقت‌گیر بوده و نیازمند سیستمی توانا و کارآمد است، چنان‌چه با استفاده از GIS و تلفیق لایه‌های اطلاعاتی مختلف و در نظر گرفتن معیارهای محیط‌زیستی، اجتماعی و اقتصادی، می‌توان مناسب‌ترین مکان را برای دفن نخاله‌های ساختمانی مکان­یابی نمود. در تحقیق حاضر، 16 معیار (شیب، کاربری اراضی، مراکز مسکونی، تجاری و صنعتی، روستاها، راه­ها (شامل 3 لایه بزرگ‌راه، راه اصلی و راه فرعی)، آب­ها (شامل 6 لایه چاه، چشمه، قنات، رودخانه، سد و آب‌راهه)، آثار باستانی، باند فرودگاه و معادن) در انجام فرآیند مکان­یابی دخیل­اند، به‌طوری‌که ابتدا اقدام به تهیه  نقشه‌های حریم و فواصل شد و سپس به منظور دست­یابی به اطمینان بیش‌تر، امتیازدهی به طبقات یا فواصل پارامترها به سه شیوه صورت گرفت. وزن­دهی به معیارها با نرم افزار Expert Choice و به شیوه تحلیل سلسله مراتبی (AHP) صورت گرفت.

یافته ها: نتایج حاصل از سه نوع امتیازدهی به منظور انجام آنالیز چند معیاره نشان داد که تفاوت چندانی در نتایج حاصل از روش­های مختلف امتیازدهی مشاهده  نمی­شود.

بحث و نتیجه گیری: نتایج حاصل از تلفیق 16 پارامتر دخیل در مکان­یابی در نرم فزار ArcGIS 9.3، نشان داد که پهنه‌های مستعد جهت دفن نخاله­های ساختمانیِ شهر همدان، اغلب در یک قاچ 90 درجه­ای و در شرق شهر همدان واقع شده‌اند.

واژه­های کلیدی: پسماندها، نخاله­های ساختمانی، مکان­یابی محل دفن، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) وAHP

Landfill Site Selection of Construction and Demolition Wastes Using GIS and AHP Method

(A Case Study of Hamedan City)

Fateme Jafari Nobakht [4]

 Mehrdad Cheraghi* [5]

Bahareh Lorestani [6]

Cheraghi_md@yahoo.com

Abstract

Background and Objectives: Population growth, urban development, and increased human activities will bring various outcomes, including the production and accumulation of waste, followed by environmental pollution. In developing countries, construction waste accounts for a large proportion of municipal waste, which in addition to the high cost of disposal, also has adverse effects on the environment. Because construction debris takes up a lot of space due to its bulk, disposing of it in landfills reduces the useful life of these areas and it is necessary to find a new place to bury construction debris.

Method: Searching for a new landfill is a complex and time consuming process and requires a capable and efficient system, as using GIS and combining different layers of information and considering environmental, social and economic criteria, the most suitable landfill can be found. Located a building. In the present study, 16 criteria (slope, land use, residential, commercial and industrial centers, villages, roads (including 3 layers of highways, main roads and side roads), water (including 6 layers of wells, springs, aqueducts, Rivers, dams and waterways), antiquities, airport runways and mines) are involved in the location process, so that privacy and distance maps are prepared first ,then, in order to achieve more reliability, scoring the classes or parameter intervals was done in three ways. Criteria were weighted using Expert Choice software and hierarchical analysis (AHP).

Findings: The results of the three types of scoring to multi-criteria analysis showed that there were significant differences in the results of different methods of scoring.

Discussion and Conclusions: The results of combining 16 parameters involved in site selection in software Arc GIS9.3 showed that the appropriate zones for construction and demolition wastes buried in Hamadan, often are located in a 90-degree slice.

Key words: Wastes, Construction and Demolition Wastes (C&DW), Landfill Site Selection, Geographic Information System (GIS) and AHP

مقدمه

امروزه با افزایش جمعیت و به دلیل افزایش ارزش افزوده زمین و مسکن در شهرهای بزرگ و تمرکز سرمایه‌گذاری در این بخش، شهرها توسعه یافته و بافت قدیمی تخریب و با ساختمان‌های جدید جایگزین شده که بر همین اساس، میزان تولید نخاله‌های ساختمانی نیز افزایش یافته است (1). اجرای برنامه­های عمرانی در هر جامعه امری اجتناب­ناپذیر است و میزان انجام این فعالیت­ها با وضعیت اقتصادی، سیاسی و اجتماعی رابطه‌ای مستقیم دارد  (2 و 3). عمر مفید ساختمان­ها در کشورهای جهان حدود 40 سال است، لیکن در ایران 30 سال برآورد می‌گردد و از آن‌جا که 25% بافت شهری فرسوده است و با افزودن بلایای طبیعی چون سیل، طوفان و زلزله، هر ساله حجم بسیار بالایی نخاله ساختمانی و یا آوار در شهرها و روستاهای کشورها تولید می‌شود که سرمایه مالی و انسانی زیادی را تلف خواهد کرد (4). صنعت ساخت و ساز مقدار بسیار عظیمی از منابع طبیعی را مصرف و مقدار قابل توجهی نخاله ساختمانی تولید می‌کند (5). در واقع وقتی یک ساختمان ساخته شده‌، تعمیر و یا تخریب می‌شود، مصالح ساختمانی مصرف شده و زباله تولید  می­گردد (6). حجم نخاله‌های ساختمانی به حدی است که اکنون این مسأله نه تنها در ایران بلکه در کشورهای پیشرفته نیز یک مشکل اجتماعی و محیط‌زیستی است. حجم بسیار زیاد نخاله‌های ساختمانی و دفع غیراصولی آن‌ها مشکلات فراوانی (مشکلات محیط‌زیستی، مسایل بهداشتی، نیاز به مکان دفن زباله، ایجاد چشم انداز نامناسب و ...) را برای شهرها ایجاد کرده است (7). از این‌رو جمع‌آوری، حمل و نقل، بازیافت و دفع این نخاله‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از آن‌جا که نخاله‌های ساختمانی به دلیل حجیم بودن فضای زیادی را اشغال می‌کنند، لذا دفع آن‌ها در محل‌های دفن زباله منجر به کاهش عمر مفید این محل‌ها می‌شود و یافتن مکان جدید جهت دفن نخاله‌های ساختمانی ضرورت می‌یابد (2). محل دفن نخاله‌های ساختمانی شهر‌ همدان نیز از این امر مستثنی نیست و هجوم حجم زیادی از نخاله‌ها در سال‌های اخیر به دلیل افزایش ساخت و ساز در این شهر، منجر به کاهش عمر محل دفن این نخاله‌ها شده است. هم‌چنین محل فعلی دفن نخاله‌های ساختمانی شهر همدان از نظر موقعیت مکانی، مشکلات محیط‌زیستی، بهداشتی و اجتماعی را ایجاد کرده است، لذا یافتن مکان جدید جهت دفن نخاله‌های ساختمانی برای این شهر ضرورت می‌یابد. بنابراین با استفاده از GIS و تلفیق لایه‌های اطلاعاتی مختلف و در نظر گرفتن معیارهای محیط‌زیستی، اجتماعی و اقتصادی، می‌توان مناسب‌ترین مکان را برای دفن نخاله‌های ساختمانی شهر همدان  مکان­یابی نمود.

در تحقیق مشابهی که توسط غیور سالانقوچ و همکاران در سال 1390 و به منظور مکان­یابی لندفیل شهر قوچان با استفاده از تلفیق سیستم GIS و روش MCDA انجام شد، از 13 لایه نقشه داده استفاده گردید. جهت تعیین وزن نسبی پارامترهای مؤثر در مکان­یابی، از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) بهره گرفته شد و لایه­های اطلاعاتی مورد نیاز از جمله نقشه­های زمین­­شناسی، خاک‌شناسی،  کاربری‌اراضی، شیب منطقه، توپوگرافی، موقعیت روستاها، حریم شهری، آب­های سطحی و زیرزمینی، جاده­ها و گسل­ها، جمع­آوری و سپس در محیط GIS 9.3 آماده­سازی و در نرم‌افزار Expert Choice11 وزن­دهی و با اعداد 1 تا 9 امتیازدهی گردید (8). هم‌چنین در تحقیق دیگری که توسط برومندی و همکاران در سال 1387 و به منظور مکان­یابی محل دفن پسماندهای خطرناک با استفاده از GIS و تحلیل­های چند­متغیره در استان زنجان انجام شد، جهت تعیین وزن نسبی پارامترهای مؤثر در مکان­یابی، از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شده و امتیازدهی با اعداد 1 تا 5 صورت گرفته و از  وزن­دهی ساده برای شناسایی شاخص مناسب بودن استفاده گردیده است (9). در تحقیق مشابه دیگری که توسط کُرُنادو و همکاران^[7] در سال 2011 و به منظور برآورد تولید نخاله‌های ساختمانی و تحلیل چند معیاره گزینه‌های مدیریت نخاله‌های ساختمانی در اسپانیا انجام شد، از معیارهای اقتصادی‌- اجتماعی و محیط‌زیستی برای تحلیل چند معیاره مدیریت نخاله‌های ساختمانی در کانتابریای اسپانیا استفاده شده است (6). هم‌چنین در تحقیق دیگری که توسط سِنِر و همکاران^[8] در سال 2010 و به منظور مکان‌یابی محل‌دفن مواد زاید با استفاده از GIS و AHP در ترکیه انجام شد، نُه معیار جهت انتخاب محل دفن مواد‌ زاید مطرح شده است. هر‌ یک از معیارها توسط AHP وزن‌دهی‌ و به‌وسیله روش‌های سیستم اطلاعات جغرافیایی نقشه‌کشی شده است (10).

   فرآیند مکان­یابی با استفاده از GIS، شامل یک سری مراحل معین و مشخصی بوده که برای دست­یابی به نتایج قابل اطمینان، اجرای آن­ها اجتناب­ناپذیر می­­باشد. به­طور کلی فرآیند مکان­یابی شامل مراحل زیر می­باشد (11): 

-        شناخت  ←  شناخت کلی و انجام یک سری مطالعات دقیق و جامع در ارتباط با اهداف پروژه

-        تعیین داده­ها و پارامترهای مؤثر

-        بررسی ویژگی­های محدوده مطالعاتی

-        جمع­آوری و آماده­سازی داده­ها و تهیه لایه‌ها

-        تهیه نقشه­ها

-        وزن­دهی به نقشه­ها

-        تلفیق نقشه­ها

-        نقشه­های نهایی

تعیین داده­ها و پارامترهای مؤثر (معیارهای مکان­یابی)

در این مرحله با توجه به اطلاعات حاصل از مرحله شناخت و با درنظر گرفتن نظرات کارشناسی متخصصین و بررسی کارهای مشابه انجام شده در این زمینه، اقدام به تهیه داده­های مورد نیاز برای تعیین عوامل مؤثر در مکان­یابی می­شود (11). چنان‌چه عوامل مؤثر در مکان­یابی محل دفن نخاله­های ساختمانی شامل موارد زیر  می­باشد:

1- شیب توپوگرافی: ریخت­شناسی سطح زمین یک پارامتر پایه در احداث محل دفن می­باشد. ریخت­شناسی سطح زمین به وسیله شیب توپوگرافی ارزیابی می­شود. مناطقی که شیب زیادی دارند اصولاً جهت دفن پسماندها مناسب نیستند (9).

2- پوشش گیاهی و کاربری زمین: نوع پوشش گیاهی که تعیین کننده نوع کاربری زمین نیز می­باشد، در مکان­یابی محل دفن پسماندها مورد توجه قرار می‌گیرد (9). بنابراین بر اساس نوع پوشش گیاهی، مناطق امتیازات متفاوتی می­گیرند.

3- مراکز شهری و روستایی:  شهرها از دو جنبه متفاوت دارای اهمیت می­باشند: یکی این‌که محل دفن در نزدیکی شهرها نباید واقع شود و حریم لازم برای آن­ها در نظر گرفته شود و دیگر این‌که شهرها خود به عنوان یک منبع تولید کننده پسماندها می­باشند و از نظر اقتصادی و هزینه حمل و نقل اهمیت پیدا می­کنند (9) و از آن‌جا که جهت حمل نخاله­های ساختمانی از وسایل نقلیه کوچک (کامیون ها) استفاده می­شود، لذا افزایش بیش از اندازه فاصله از شهرها باعث بالا رفتن هزینه­ها، کاهش راندمان و تخلیه نخاله­ها در حواشی شهر توسط رانندگان می­شود. البته این موضوع می­تواند از نظر زیبایی­شناختی نیز اهمیت پیدا کند. 

4- آب­های سطحی: محل دفن پسماندها به هیچ وجه نباید در مجاورت آب­های سطحیِ در حال جریان واقع شوند (9). پیکره­های آب سطحی در استان شامل رودخانه­ها، آب‌راهه­های اصلی و سدها یا دریاچه­ها بوده و در این قسمت مورد بررسی قرار می­گیرند.

5- منابع آب زیرزمینی: در مکان­یابی محل دفن پسماندها باید پراکندگی، ضخامت و عمق آب‌خوان­ها مورد توجه قرار بگیرد (9). این منابع شامل چشمه­ها، چاه­ها و قنوات بوده و محل تمرکز آن­ها به عنوان آب‌خوان­ها مورد بررسی قرار گرفته است.

6- راه­ها: هرچند نزدیکی به راه­ها به دلیل صرفه جویی در هزینه­های حمل و نقل یک مزیت محسوب می­شود، ولی باید عوامل دیگری مانند زیبایی­شناختی، ترافیک و ... نیز مورد توجه قرار بگیرند (9).

7- فرودگاه: فاصله از باند فرودگاه نیز به دلیل زیبایی­شناختی اهمیت پیدا می‌کند.

به طور کلی معیارهای مورد نظر به منظور مکان­یابی محل دفن نخاله­های ساختمانی برای منطقه مورد مطالعه بر اساس ضوابط و استاندارد­ها، براساس جدول (1) می­باشد.

جدول 1- ضوابط و استانداردهای مورد نظر جهت مکان­یابی محل دفن نخاله­های ساختمانی

Table 1- Criteria and standards for construction waste landfill site selection

ویژگی­ها و موقعیت جغرافیایی منطقه و محدوده مورد مطالعه

منطقه مطالعاتی در تحقیق حاضر، شهر همدان از شهرستان همدان می‌باشد و محدوده مطالعاتی نیز دایره­ای به شعاع 12 الی 13 کیلومتر از مرکز شهر روی نقشه است. این محدوده با وسعتی حدود 492 کیلومتر مربع و به صورت هایلی، بخش مرکزی همدان را در دره‌ها و دامنه‌های شمالی الوند در بر گرفته است. شرقی­ترین نقطه این محدوده 48 درجه و 39 دقیقه و 5 ثانیه و غربی­ترین آن 48 درجه و 22 دقیقه و 40 ثانیه از نصف النهار گرینویج فاصله دارد و در حد فاصل 34 درجه و 41 دقیقه و 42 ثانیه تا 34 درجه و 55 دقیقه و 20 ثانیه عرض شمالی واقع شده است.

شکل 1- موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه

Figure 1- The geographical location of the study area

روش انجام تحقیق

2-1 جمع­آوری و آماده­سازی داده­ها و تهیه لایه‌ها

2-1-1 جمع­آوری داده‌ها: جمع­آوری داده ها به دو طریق صورت گرفته است: 1- شیت­های 1:25000 با فرمت DGN و 2- داده‌های خام دریافتی از ادارات آب، راه و شهرسازی، بنیاد مسکن، منابع طبیعی و سازمان میراث فرهنگی.

 2-1-2 تهیه لایه‌ها: الف) اولین اقدام تهیه نقشه مدل رقومی ارتفاع (DEM¹) در محدوده مورد مطالعه می‌باشد (نقشه 1)، لذا با استفاده از نقشه مدل رقومی ارتفاع و طبقه‌بندی دکتر مخدوم، نقشه‌های طبقات ارتفاعی (هیپسومتری) در 5 طبقه ارتفاع زاگرسی، درصد شیب در 9 طبقه و جهت‌های جغرافیایی در 10 طبقه تهیه شد (نقشه‌های 2، 3 و 4).

\

ب) تهیه سایر لایه­های مورد­­نیاز: برای این منظور، داده­های خام دریافتی از ادارات مختلف سامان­دهی و سپس اقدام به تهیه لایه­های مورد نیاز  (14 لایه) شد که شامل موارد ذیل است:

مراکز مسکونی، تجاری و صنعتی، روستاها، راه­ها (شامل 3 لایه بزرگ‌راه، راه اصلی و راه فرعی)، آب­ها (شامل 6 لایه چاه، چشمه، قنات، رودخانه، سد و آبراهه)، آثار باستانی، باند فرودگاه و معادن

لازم به ذکر است، برای حفظ هماهنگی مکانی بین نقشه‌ها، سیستم تصویر UTM با مبنای WGS84 و مربوط به Zone39N برای تمامی نقشه‌ها مورد استفاده قرار گرفت.

تهیه نقشه­ها

از آن‌جا که برای انجام فرآیند مکان­یابی، لزوم تهیه نقشه­های حریم محسوس می­باشد، لذا، ابتدا اقدام به تهیه لایه­های رستری تعیین حریم شد و نقشه حریم (Distance Map) برای 14 لایه مورد بررسی (مراکز مسکونی، تجاری و صنعتی، روستاها، راه­ها (شامل 3 لایه بزرگ‌راه، راه اصلی و راه فرعی)، آب­ها (شامل 6 لایه چاه، چشمه، قنات، رودخانه، سد و آب‌راهه)، آثار باستانی، باند فرودگاه و معادن) تهیه گردید (شکل 2). سپس بر اساس طبقات مندرج در  جدول (2) اقدام به طبقه­بندی مجدد لایه­های رستری شد و نقشه فواصل تهیه گردید (شکل 3).

شکل 2- نقشه‌های حریم 14 پارامتر

Figure 2- Distance Maps of 14 parameters

شکل 3- نقشه‌های فواصل (طبقات) 14 پارامتر

Figure 3-Classes Maps of 14 parameters

امتیازدهی به طبقات یا فواصل پارامترها

در این مرحله، فواصل تعیین شده برای هر پارامتر، ارزش­گذاری یا امتیازدهی می­شوند. لذا، به منظور حصول اطمینان بیش‌تر در یافتن مکان مناسب جهت دفن نخاله­های ساختمانی، طبقات یا فواصل 16 پارامتر مورد بررسی (شیب، کاربری اراضی، مراکز مسکونی، تجاری و صنعتی، روستاها، راه­ها (شامل 3 لایه بزرگ‌راه، راه اصلی و راه فرعی)، آب­ها (شامل 6 لایه چاه، چشمه، قنات، رودخانه، سد و آب‌راهه­)، آثار باستانی، باند فرودگاه و معادن)، به سه روش ذیل امتیازدهی می‌شوند (در جدول 2 امتیازات تعلق گرفته به طبقات نشان داده می شود):

امتیازدهی1: در این روش امتیازدهی از 1 تا 9 می­باشد، بدین صورت که عدد 1 کم‌ترین امتیاز و عدد 9 بیش‌ترین امتیاز را دارا می­باشد. لذا در این روش، طبقات امتیازات 1، 3، 5، 7 و 9 را دریافت می­کنند (8).

امتیازدهی2: در این روش امتیازدهی از 1 تا 5 می­باشد، بدین صورت که عدد 1 کم‌ترین امتیاز و عدد 5 بیش‌ترین امتیاز را دارا می­باشد. لذا در این روش، طبقات برخی از پارامترها امتیازات 1، 2، 3، 4 و 5 و طبقات برخی دیگر نیز تنها امتیازات 1، 3 و 5 را دریافت می­کنند(12).

امتیازدهی3: در این روش امتیازدهی از 0 تا 2 می­باشد، بدین صورت که عدد 0 کم‌ترین امتیاز و عدد 2 بیش‌ترین امتیاز را دارا می­باشد. لذا در این روش، طبقات امتیازات 0، 1 و 2 را دریافت می­کنند.

جدول 2- امتیازات در نظر گرفته شده برای طبقات پارامترها

Table 2-Intended scores for classes of The Parameters

وزن‌دهی به نقشه‌ها

در ارزیابی توان محیط­زیست برای دفن بهداشتی مواد زاید، تمامی معیارها هم وزن نیستند و برخی از معیارها به عنوان عامل اصلی عمل      می­نمایند، به طوری که حتی اگر سایر پارامترها مناسب باشند، باعث خواهد شد که منطقه مورد بررسی نامناسب ارزیابی گردد. به همین دلیل جهت حصول رتبه­بندی و  اهمیت نهادن به معیارهای تصمیم­گیری در مورد مکان دفن زباله، معیارها وزن­دهی می­شوند (12). از آن‌جا که روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) معمول­ترین روش تحلیل تصمیم­گیری­ها در زمینه مدل‌سازی محیط­زیست می­باشد (12) و هم‌چنین     می­تواند برای به دست آوردن اوزان یا اهمیت نسبی پارامترها مورد استفاده قرار بگیرد (9)، لذا در تحقیق حاضر، از این روش استفاده شده است.

فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)

فرآیند تحلیل سلسله مراتبی بر اساس نحوه تحلیل انسان از مسایل فازی توسط توماس ساتی^[9] پیشنهاد گردید.  AHP بر مبنای مقایسه زوجی بنا شده که قضاوت و محاسبات را تسهیل می­کند و میزان سازگاری و ناسازگاری تصمیم را نشان می­دهد که این خود از مزایای ممتاز این روش در تصمیم­گیری چند معیاره (MCDM) است و مبنای نظری قوی و مستحکمی هم
دارد. کلیه مقایسه­ها در فرآیند تحلیل سلسله مراتبی به صورت زوجی انجام می­گیرد، که در این مقایسه­ها تصمیم­گیرندگان از قضاوت­های شفاهی استفاده خواهند کرد، به گونه­ای که اگر عنصر i با عنصر j مقایسه شود، تصمیم گیرنده خواهد گفت که اهمیت i بر  jیکی از حالات جدول (3) است که توماس ساعتی آن را ارایه کرده است (13). وزن­دهی با روش AHP خود به شیوه­های مختلفی از جمله روش تحلیل سلسله مراتبی نُه درجه­ای (AHP nine-degree)، روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (Fuzzy AHP)، روش تحلیل سلسله مراتبی سه درجه­ای (AHP three-degree) و روش تحلیل سلسله مراتبی ساختار یافته (Structured AHP) انجام می شود که البته به منظور کاهش تعداد مقایسات، روش ساختار یافته ارایه شده است. در این روش ابتدا با یکی از روش­های ساده، رتبه پارامترها مشخص می­شود، یعنی پارامترها از مهم­ترین تا کم اهمیت­ترین پارامتر رتبه­بندی می­گردند. مقایسه دوتایی در این روش بین همه پارامترها انجام نمی­گیرد، بلکه فقط بین دو پارامتری که از لحاظ رتبه پشت سرهم هستند مقایسه انجام می­گیرد، به همین دلیل در پر کردن ماتریس باید پارامترها به ترتیب از مهم­ترین تا کم اهمیت­ترین پارامتر با یک‌دیگر مقایسه شوند و به همین ترتیب نیز در ماتریس نوشته شوند (14و 15).

جدول 3- مقادیر ترجیحات برای مقایسات زوجی

Table 3-The amounts of Priorities for paired comparisons

از آن‌جا که به منظور ارایه نتیجه قابل قبول ماتریس تهیه شده باید سازگاری داشته باشد، لذا جهت تعیین میزان سازگاری از شاخص  ¹CR (نرخ سازگاری) استفاده می­شود، چنانچه اگر این مقدار کمتر از 10 درصد باشد ماتریس قابل قبول می­باشد (1). از آن‌جا که در برخی منابع این شاخص به عنوان میزان خطا معرفی می­شود، لذا میزان خطا در وزن­دهی باید کم‌تر از 1/0 باشد (8). لازم به ذکر است، مقدار CR از اهمیت   وی‍ژه­ای برخوردار است، به‌طوری‌که اگر مقدار CR از 1/0 بیش‌تر شود، باید در وزن­ها تجدید نظر نمود (13).

   در تحقیق حاضر، انجام مقایسات و وزن­دهی به معیارها با
روش تحلیل سلسله مراتبی ساختار یافته (Structured AHP) و با استفاده از نرم افزار Expert Choice صورت می­پذیرد؛ بدین صورت که ساختار درختی برای معیارها و زیرمعیارها ایجاد و معیارها به ترتیب اهمیت مرتب شده (از مهم­ترین به کم اهمیت­ترین) و ماتریس مقایسات برای انجام مقایسه دوتایی معیارها تشکیل می­شود (شکل 5). لازم به ذکر است در تحقیق حاضر، اهمیت دو پارامتر شیب و کاربری اراضی با هم برابر و اهمیت این دو پارامتر از اهمیت سایر پارامترها بیش‌تر در نظر گرفته می‌شود، با توجه به شکل (4) این دو پارامتر بالاتر از سایر پارامترها قرار گرفته و پارامترهای دیگر به ترتیب اهمیت تا انتها مرتب می‌شوند.

 شکل 4- میزان ارجحیت و اوزان پارامترها

 Figure 4-The Amount of Priorities and Weights of parameters

نرم افزار مذکور با توجه به ماتریس تشکیل شده، برای هر معیار یا لایه یک وزن مشخص در نظر می­گیرد و میزان سازگاری توسط نرم افزار محاسبه و نمایش داده می­شود، به‌طوری‌که با توجه به شکل (4)، میزان خطا یا میزان سازگاری محاسبه شده توسط نرم افزار برابر 06/0 بوده و از آن‌جا که در محدوده مجاز (1/0> 06/0) است، لذا مقایسات فوق قابل قبول می­باشد.

شکل 5- ماتریس­بندی لایه­ها به صورت ارزیابی گرافیکی

Figure 5-Matrix Packaging of layers for graphical evaluation

لازم به ذکر است، اوزان تعیین شده برای پارامتر راه­ها و آب­ها، وزن کلی این معیارها است. لذا، به منظور تعیین وزن زیرمعیارهای معیار آب‌ها     (با 6 زیرمعیار) و راه‌ها (با 3 زیرمعیار) باید ماتریس مقایسات برای این دو پارامتر به طور جداگانه تشکیل و وزن هریک از زیرمعیارها تعیین گردد، چنان‌چه اوزان تعیین شده برای پارامتر راه­ها و آب­ها، وزن زیرمعیارها نسبت به کل وزن تعیین شده برای هر معیار یا پارامتر خواهد بود و برای به‌دست آوردن وزن هر زیرمعیار، باید با عمل تناسب­گیری، وزن هر زیرمعیار را نسبت به کل معیارهای دخیل در مکان­یابی به‌دست آوریم.

تلفیق لایه‌ها و تعیینپهنه­هایمستعد جهت دفن نخاله­های ساختمانی

پس از ارزیابی و وزن­دهی پارامترها، برای به دست آوردن مناطق مستعد باید همه پارامترها را با هم ترکیب کرده تا مکان­های مناسب مشخص شوند. نحوه امتیازدهی برای پارامترهای مختلف و محاسبه اوزان یا اهمیت نسبی هر پارامتر در بخش­های قبل ذکر شد. لذا، برای محاسبه شاخص مناسب بودن، وزن هر پارامتر در امتیازات طبقات همان پارامتر ضرب شده و وزن نهایی حاصل می­شود. در واقع، وزن نهایی هر گزینه در یک فرآیند سلسله مراتبی از مجموع حاصل­ضرب اهمیت معیارها در وزن گزینه ها به‌دست می­آید که البته این محاسبات در محیط نرم افزار  ArcGIS 9.3 و در جدول اطلاعاتی لایه­ها صورت گرفته و وزن نهایی هر لایه بر روی نقشه نمایش داده می­شود. برای هر یک از روش­های امتیازدهی به طور جداگانه این مراحل تکرار و نقشه­های مورد نیاز تهیه می­شود (شکل 6). در جدول (4)، اوزان تعیین شده برای معیارها، امتیازات طبقات هر معیار و وزن نهایی محاسبه شده برای هر طبقه از هر معیار نشان داده می‌شود.

جدول 4- اوزان معیارها، امتیازات و وزن نهایی طبقات پارامترها

Table 4- The Weights of Criteria, Scores and final weight of classes of The Parameters

تلفیق نقشه­ها در فرآیند مکان­یابی جهت تجمیع اوزان نقشه­ها (همه پارامترهای دخیل در مکان­یابی) و به منظور یافتن مکانی با وزن بیش‌تر از سایر مناطق صورت می­گیرد. لذا در این مرحله به منظور یافتن مکانی با بالاترین وزن، اقدام به تلفیق و تجمیع اوزان نقشه­ها (16 لایه رستری) در نرم افزار ArcGIS 9.3 می­نماییم. در نهایت یک لایه رستری ایجاد می­شود که این لایه مناطق مناسب را نشان می­دهد که البته دربردارنده محدوده­ای از مناسب بودن است (نقشه 5). سپس این لایه رستری را در 5 طبقه، طبقه­بندی مجدد (طبقه­بندی عددی) نموده و به Shapfile پلی­گونی تبدیل می­نماییم (نقشه 6). این عملیات را برای هر سه نوع امتیازدهی تکرار کرده و انجام می‌دهیم.

از آن‌جا که محل دفن جدید باید برای سال­های مدیدی قابل استفاده باشد، لذا لازم است وسعت قابل توجهی داشته باشد. حداقل وسعت در نظر گرفته شده برای پلی­گون­های مناطق مناسب، 20 هکتار است. لذا مساحت پلی­گون­ها را محاسبه کرده و پلی­گون­های کوچک‌تر از 20 هکتار را حذف می­نماییم­­­ و در نهایت مکان­های مناسبی را که مساحت آن­ها برابر یا بیش‌تر از 20 هکتار است، خواهیم داشت (نقشه‌های 7، 8 و 9).

اولویت­دهی به مناطق مناسب پیشنهادی جهت دفن نخاله­های ساختمانی

همان‌طور که ذکر شد، وسعت مناطق پیشنهادی از اهمیت به‌سزایی برخوردار می­باشد، لذا به منظور انتخاب مناطق مناسب جهت دفن نخاله­های ساختمانی، بین پلی­گون­هایی که مساحتی برابر یا بیش‌تر از 20 هکتار دارند، امتیازدهی و تعیین اولویت می­نماییم، بنابراین امتیازدهی و اولویت‌دهی به پلی­گون­ها، براساس چندین پارامتر نظیر نوع کاربری اراضی، وسعت، یکپارچگی، مسافت (دوری یا نزدیکی پلی­گون به مرکز شهر)، نزدیکی به مراکز جمعیتی، فضای لازم صورت می­گیرد و در نهایت بر اساس امتیازات تعلق گرفته، مناطق مناسبی جهت دفن نخاله­های ساختمانی پیشنهاد می­شود. سپس براساس مجموع امتیازات هر پلی­گون الویت­دهی نموده، بدین ترتیب که پلی­گون یا منطقه­ای که بیش‌ترین امتیاز را دریافت نموده و از نظر پارامترهای فوق شرایط مناسب­تری دارد، اولویت اول و به ترتیب الویت­های دوم و سوم را به مناطق دیگر با امتیازات پایین­تر اختصاص می­دهیم. در جدول (5) نحوه امتیازدهی به پارامتر کاربری اراضی نشان داده شده است.

جدول 5- ترتیب امتیازدهی به پارامتر کاربری اراضی

Table 5-The method of scoring to the parameter of landuse

به منظور امتیازدهی به پلی­گون­های منتخب در امتیازدهی 1 (نقشه 7)، باید آن­ها را نام­گذاری نموده (نقشه 10) و با امتیازدهی و تجمیع امتیازات پلی­گون­ها، اولویت­دهی به مناطق را انجام ­دهیم. نتیجه در جدول (6) نشان داده می­شود.

نقشه 10- نام­گذاری مناطق مناسب با وسعت ≥20 هکتار جهت اولویت­دهی به پلی­گون­ها در امتیازدهی1

Map 10- Naming of suitable areas with an area of ≥20 hectares for giving priority to polygons in scoring 1

جدول 6- امتیازدهی به پلی­گون­های منتخب در امتیازدهی 1

Table 6- The Scoring toselected polygons in the Scoring 1

به منظور امتیازدهی به پلی­گون­های منتخب در امتیازدهی 2 و
3 (نقشه‌های 8 و 9)، نیز  به‌این صورت عمل می‌نماییم (نقشه‌های 11 و 12).

نتایج و بحث

AHP یکی از ‌روش­های جامع تصمیم گیری است، به طوری که علاوه بر این‌که امکان مدل کردن متغیرهای زبانی را فراهم می سازد، در فرآیندی سلسله مراتبی به مقایسه گزینه ها و ویژگی ها می پردازد و رتبه نهایی گزینه ها را تعیین می­کند. رتبه نهایی گزینه ها در روش AHP دارای انعطاف پذیری بالایی است، به طوری که امکان قضاوت درباره تمام گزینه ها وجود دارد (13). تلفیق GIS و MCDA  ابزار قدرت‌مندی جهت حل مسأله انتخاب مکان لندفیل می باشد، زیرا GIS به صورت کارا و موثر، کاربری و ارایه داده ها را فراهم می­آورد و MCDA درجه بندی سازگار از نواحی بالقوه مناسب لندفیل بر مبنای تعدادی از معیارها را مهیا می­سازد. علاوه بر این، امکان می دهد تا با توجه به اهمیت هر یک از پارامترها در وزن دهی لایه ها، بهترین گزینه ممکن، در منطقه مورد بررسی را مشخص نماید. چنان‌چه در تحقیق مشابهی که توسط غیورسالانقوچ و همکاران در سال 1390 و به منظور مکان­یابی لندفیل شهر قوچان با استفاده از تلفیق سیستم GIS و روش MCDA انجام شد، به منظور تعیین وزن نسبی پارامترهای مؤثر در مکان­یابی، از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد و لایه­های اطلاعاتی مورد نیاز در محیط GIS 9.3 آماده­سازی و در نرم افزار Expert Choice11 وزن­دهی گردیدند (8).

با توجه به  نقشه‌های(7، 8 و 9) که حاصل سه نوع امتیازدهی به منظور انجام آنالیز چند معیاره AHP است، در می­یابیم که تفاوت چندانی در نتایج حاصل از روش­های مختلف امتیازدهی مشاهده نمی­شود و مناطق مناسب در سه نقشه مذکور در یک قاچ 90 درجه­ای قرار گرفته است. بنابراین 3 نقشه فوق را با دستور Intersect روی­هم گذاری نموده و نقشه 13 حاصل گردید. سپس مناطق مناسبی که وسعت آن­ها کم‌تر از  20 هکتار است را حذف کرده و نقشه 14 به‌دست آمد. در نهایت به منظور امتیازدهی به پلی­گون­های نقشه 14، باید آن­ها را نام­گذاری نموده  (نقشه 15) و با امتیازدهی و تجمیع امتیازات پلی­گون­ها، اولویت­دهی به مناطق را انجام ­دهیم.

مناطق نهایی منتخب جهت دفن نخاله­های ساختمانیِ شهر همدان

با بررسی نتایج نقشه‌های حاصل از سه نوع روش امتیازدهی و با توجه به نقشه حاصل از روی­هم گذاری مناطق مناسب سه نقشه مذکور و امتیازات دریافتی پلی­گون­ها، در نهایت با اعمال نظر کارشناسی، 4 پلی­گون انتخاب شده که در همه روش­های امتیازدهی الویت اول، دوم و یا سوم را  داشته­اند (نقشه 16). در نهایت به منظور تعیین محل نهایی جهت دفن نخاله­های ساختمانیِ شهر همدان، اولویت­دهی به پلی­گون­های منتخب نهایی (نقشه 16)، توسط امتیازدهی براساس چندین پارامتر نظیر نوع کاربری اراضی، وسعت، یکپارچگی، مالکیت، زیبایی­شناختی (آلودگی بصری)، ترافیک و جهت باد غالب منطقه صورت می­گیرد. لذا به منظور امتیازدهی به پلی­گون­های نقشه 16، باید آن­ها را نام­گذاری نموده (نقشه 17) و با اعمال نظرات کارشناسی، امتیازدهی کرده و با تجمیع امتیازات پلی­گون­ها، اولویت­دهی به مناطق را انجام ­دهیم که نتیجه در جدول (7) نشان داده شده است.

جدول 7- امتیازدهی به پلی­گون­های نقشه 17

Table 7- TheScoring topolygons of map 17

* در خصوص پارامتر مالکیت، پلی­گونی که به‌دست آوردن مالکیت آن آسان­تر و محتمل­تر باشد، امتیاز 2 و در غیر این صورت امتیاز 1 می­گیرد.

 نتیجه‌گیری

فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) روشی است منعطف، قوی و ساده که برای تصمیم گیری در شرایطی که معیارهای تصمیم گیری، انتخاب بین گزینه ها را با مشکل مواجه می سازد، مورد استفاده قرار می گیرد. AHP یکی از گسترده ترین ابزارهای تصمیم گیری چند معیاره است که قادر است مسایل بسیار پیچیده را به مسایل ساده تر تبدیل کند (8). چنان‌چه در تحقیقات مشابهی که توسط متکان و همکاران در سال 1388و  به منظور مکان­یابی پارکینگ­های عمومی طبقاتی در تهران و در سال 1387 و به منظور مکان‌یابی مناطق مناسب جهت دفن پسماند در شهر تبریز انجام شد، نتایج نشان دادند که روش AHP به دلیل انعطاف پذیری بالا مناسب­ترین روش مورد استفاده می باشد (5 و 16).

همان‌طور که از مجموع امتیازات جدول 8 برمی­آید، نتیجه می­گیریم که پلی­گون B بیش­ترین امتیاز را دریافت نموده است، لذا، این منطقه اولویت اول را برای دفن نخاله­های ساختمانی شهر همدان دارا می­باشد. این پلی­گون با وسعتی حدود 34 هکتار در شرق شهر همدان واقع شده و در فاصله 5/7 کیلومتری از مرکز شهر روی نقشه و 11 کیلومتری از مرکز شهر روی زمین قرار دارد. بررسی­های بیش‌تر و بازدیدهای میدانی صورت گرفته از این محل، اطلاعات کامل­تری از ویژگی­های منطقه موردنظر به­دست داد و محل آتی دفن نخاله­های ساختمانیِ شهر همدان را تعیین نمود (شکل 7). عملیات تخلیه و دفن نخاله­های ساختمانی را می­توان با دو روش حلزونی و ارتفاعی انجام داد. با توجه به وضعیت توپوگرافی منطقه در نقشه 18 و وجود ارتفاعات در اطراف منطقه پیشنهادی (پلی­گون B)، می­توان از روش ارتفاعی برای تخلیه و دفن نخاله­های ساختمانیِ شهر همدان بهره جست. در روش ارتفاعی، وسیله نقلیه حامل نخاله­های ساختمانی در ارتفاعات قرار گرفته و با تخلیه نخاله­ها به سمت پایین و داخل گودی­ها، عملیات دفن را انجام  می­دهد، به‌طوری‌که به منظور افزایش وسعت و مدت زمان بهره­وری محل دفن انتخابی، می­توان از سایر گودی­های اطراف این ارتفاعات بهره جست و وسعت محل دفن پیشنهادی را گسترش داد (نقشه 19). لذا به منظور دست­یابی به اطمینان بیش‌تر از منطقه پیشنهادی نقشه 19، بررسی­های بیش‌تری در خصوص فاصله این منطقه (منطقه اضافه­شده) از معیارهای دخیل در مکان­یابی صورت گرفت و این منطقه با وسعتی حدود 70 هکتار، به عنوان محل دفن پیشنهادی تعیین گردید. از آن‌جا که محل دفن پیشنهادی در ارتفاعات اطراف محصور شده، لذا از نظر زیبایی­شناختی مشکلی ایجاد نخواهد کرد. 

شکل 7- محل آتی دفن نخاله­های ساختمانیِ شهر همدان

Figure 7-The futuresite for Burial of Construction and Demolition Wastes of Hamadan city

پیشنهادات برای پژوهش­های آتی

1- مطالعاتی در خصوص ارزیابی اثرات محیط­زیستی نخاله­های ­ساختمانی شهر همدان در محل دفن فعلی و آتی.

2- مطالعه و بررسی ترکیب نخاله­های ساختمانی شهر همدان به منظور شناخت و تفکیک نخاله­ها جهت بازیافت .

3- مطالعه و بررسی میزان تولید نخاله­های ساختمانی شهر همدان به منظور برنامه­ریزی جهت دفع آن­ها و اعمال مدیریت کارآمد.

4- مطالعاتی در خصوص مکان­یابی محل دفن نخاله­های ساختمانی با استفاده از سایر روش­های وزن­دهی و تصمیم­گیری چند معیاره.

منابع

1. Shokohian, M., Najafian Razavi, A., 2011, Management and approach of reduction of environmental pollution of construction wastes and their recycling,6th National Congress on Civil Engineering, Semnan University, 8 p (In Persian).

2. Jaafarzadeh, N., Takdastan, A., Abtahi, M., 2004, Separation, recycling and disposal of construction wastes, Waste Management, 2(3): 31-39 (In Persian).

3. Mousavi, A., Hafezi Moghadas, N., 2011, Environmental organizing of construction wastes of city of Shahrood, The 7th Iranian conference of engineering geology and the Environment, Shahrood University of Technology, 11 p (In Persian).

4. Rezaei, H., Lashgari Pour G.R., 2009. Geotechnical properties of construction waste and their application in construction projects, 6th Iranian Conference of Engineering Geology and the Environment, Tarbiat Modares University, 7 p (In Persian).

5. Matkan, A.A., Shakib, A.R., Pouali, S.H., Nazmfar, H., 2009, Urban waste landfill site selection by GIS (Case study: Tabriz City), Environmental Sciences, 6(2): 121-132 (In Persian).

6. Coronado, M., Dosal, E., Coz, A., Viguri, J. R., Andres, A., 2011, Estimation of construction and demolition waste (C&DW) generation and multicriteria analysis of C&DW management alternatives: A case study in Spain, Waste and Biomass Valorization, 2: 209-225.

7. Bolouri Bazzaz, J., Zanjani, M.M,, 2010, An investigation on the strength of road base materials made of recycled construction debris, Transportation Research Journal, 7(2): 119-133 (In Persian).

8. Ghauor, Z.,  Razmara, M., 2018, Landfil location in Quchan city using the integration of the GIS system and the MCDA method, Journal of Environmental Geology, 12(42): 11-20 (In Persian).

9. Boroumandi, M.,  Khamehchyian, M.,  Nikoudel, M.R., 2015, Hazardous wastes landfill site selection using analytical hierarchy process (AHP) in Zanjan Province, Journal of Environmental Science and Technology, 16(4): 97-109 (In Persian).

10. Sener, S.,Sener, E.,Nas, B.,Karaguzel, R., 2010, Combining AHP with GIS for landfill site selection: A case study in the Lake Beysehir catchment area (Konya, Turkey), Waste Management, 30: 2037-2046.

11. Azimi Hosseini, M., Nazari Far, M.H., Moemeni, R., 2014, Application of GIS in site selection, Mehregan Ghalam Publication, Tehran, pp 304 (In Persian).

12. Fataee, E., Alesheikh, A., 2009, Housing site selection of landfills for urban solid wastes using GIS technology and analytical Hierarchy process (A case study in the city of Givi), Environmental Sciences, 6(3): 145-158 (In Persian).

13. Amini, J., Karami, J., Alimohammadi Sarab, A., Hashemi, S.H., 2010, Evaluation of fuzzy screening, AHP and AHP-OWA decision making methods in site selection for rural sports-cultural centers (Case study: Cani Bzar, Mahabad), IranianRemote Sensing & GIS, 1(4): 41-54 (In Persian).

14. Shahabi, H.,  Barzegar, S.,  Keihanfard, S.,   Keyhanfard, S., 2011, Comparison and evaluation frequently and AHP  methods in ranking site selection (Case study: 4 region of Tehran 15 zone), Journal of Geograpical Sciences, 18(21): 111-129 (In Persian).

15. Karimi, V., Ebadi, H., Ahmadi, S., 2007, Modeling the site selection of urban facilities using GIS with emphasis on the location of multi-storey car parks, Geomatics Conference, 6 p (In Persian).

16. Matkan, A.A., Shakiba, A., Pourali, S.H., Ebadi, E., 2009, Crisp and fuzzy decision making in multistore public parking lots, Environmental Sciences, 6(3): 207-222 (In Persian).