مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مکان‌یابی محل دفن پسماند با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش همپوشانی فازی (مطالعه موردی: شهرستان بیرجند)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
2 گروه آب و محیط‌زیست، دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
چکیده
چکیده مبسوط
مقدمه: به موازات افزایش جمعیت و رشد صنعت و کشاورزی، میزان تولید انواع پسماندهای انسانی، صنعتی و کشاورزی نیز افزایش می‌یابد. در صورتی که پسماندها به درستی دفع نشود موجب آلودگی محیط­زیست و منابع آب می‌شود. یکی از روش­های متداول دفع پسماند دفن آن در زباله‌گاه است. ازجمله چالش­های اساسی این روش پیدا کردن یک محل مناسب برای دفن پسماند است؛ زیرا انتخاب محل مناسب برای دفن پسماندها به معیارها و عوامل مختلفی وابسته است. استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و روش­های تصمیم­گیری چندمعیاری ابزاری موثر و کارآمد برای مواجهه با این چالش است. هدف از انجام این پژوهش استفاده از GIS و روش همپوشانی فازی برای مکانیابی محل دفن پسماندهای شهری و صنعتی عادی و ویژه شهرستان بیرجند است. در این پژوهش برای اولین بار از لایه‌های اطلاعاتی (داده‌های مکانی) مناطق تغذیه کننده آبخوان، حریم­های نقطه­ای چاه‌های آب شرب و مادر، مظهر و میله­های قنات­ها و چشمه‌ها در استان خراسان جنوبی استفاده شده است.
 
مواد و روش­ها: در این پژوهش به مکانیابی محل دفن پسماندهای شهری و صنعتی عادی و ویژه با ترکیب GIS و توابع همپوشانی فازی پرداخته شد. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق شهرستان بیرجند مرکز استان خراسان جنوبی می‌باشد. در روش همپوشانی فازی، بازه­ای از مقادیر بین صفر و یک می‌توانند برای بیان درجه یا میزان ارزش اعضای یک مجموعه مورد استفاده قرار گیرند. در این پژوهش از معیارهای محیط­زیستی، زمین­شناسی، زیرساختی و منابع آبی که هر کدام شامل چندین زیرمعیار است استفاده شد. پس از تهیه داده‌های موردنیاز در فرمت شیپ فایل، لایه فاصله از عارضه با استفاده از روش فاصله اقلیدوسی (Euclidean distance) در نرم‌افزار ArcMap برای هر یک از این داده­ها ساخته شد. سپس با استفاده از کدنویسی در محیط پایتون، لایه‌های فاصله از عرضه به صورت فازی استانداردسازی شدند. مبنای فازی‌سازی این لایه­ها قوانین و ضوابط مطرح شده در دستورالعمل ارزیابی فنی دفن پسماندهای عادی و ویژه سازمان محیط­زیست بود. در نهایت با استفاده از لایه‌های فازی آماده شده و توابع همپوشانی فازی شامل AND،OR،
SUM، PRODUCT و GAMMA لایه‌ نهایی مکان‌های مناسب دفع پسماندهای شهری و صنعتی عادی و ویژه ساخته شد.
 
نتایج و بحث: عملیات همپوشانی نشان داد توابع OR و SUM نتایج مناسبی برای تصمیم­گیری فازی ارائه نمی‌دهند. نتایج توابع AND، PRODUCT و GAMMA بر اساس میزان خطر دفن پسماند در هر منطقه برای محیط­زیست و منابع آب به پنج طبقه شامل خطر بسیار زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی‌کم تقسیم شد. بر این اساس مساحت مناطق با خطر دفن بسیار زیاد در همه توابع یکسان بود. تابع AND کمترین مساحت را برای مناطق با خطر دفن کم و خیلی‌کم داشت و در مقابل از تابع GAMMA بیشترین مساحت برای مناطق با خطر دفن کم و خیلی‌کم حاصل شد. با توجه به نتایج مشخص گردید اگر مقدار توان تابع GAMMA بین 1 و صفر انتخاب شود، نتایج ترکیبی از توابع AND و OR خواهد بود.
 
نتیجه­گیری: بر اساس نتایج بدست آمده و با توجه به لزوم نزدیک بودن محل دفن پسماند، به محل تولید آن جهت کاهش هزینه و همچنین کمتر شدن چالش‌های مربوط به نوع مالکیت اراضی، مشخص گردید تابع GAMMA نتایج مناسب‌تری برای مکان­یابی محل دفن پسماندهای عادی و ویژه شهرستان بیرجند ارائه می‌دهد. بر اساس نتایج این تابع 982/3535 کیلومترمربع از مساحت شهرستان بیرجند (حدود 88 درصد)، منطقه ممنوعه برای دفن پسماندهای شهری و عادی و 934/3670 کیلومترمربع از مساحت شهرستان (حدود 92 درصد)، منطقه ممنوعه برای دفن پسماندهای صنعتی و ویژه است. مابقی مساحت شهرستان یعنی 7/368 کیلومترمربع برای پسماندهای شهری و عادی و 7/233 کیلومترمربع برای پسماندهای صنعتی و ویژه جهت انتخاب محل دفن پسماند، مناسب است. همچنین مشخص گردید مکان فعلی دفن پسماندهای شهری و عادی شهرستان بیرجند در ناحیه ممنوعه قرار داشته و لازم است مطابق با نتایج این پژوهش در اسرع وقت جابجا و مکان جدیدی برای آن انتخاب شود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


An, P., Moon., W.M. & Rencz, A. (1991). Application of fuzzy set theory for integration of geological, geophysical and remote sensing data. Canadian Journal of Exploration Geophysics, 27(1), 1-11.
Amiri, F., Babaei, F. & Tabatabaie, T. (2023). Site Selection of Kangan Municipal Solid Waste Landfill by Using a Fuzzy Analytic Hierarchy Process (FAHP) and GIS. The Journal of Applied Research in Geographical Sciences, 23(69), 343-362. (In Persian)
Bagherabadi, R. (2022). Locating the landfill in Sahneh county using GIS. Management of Natural Ecosystems, 2(1), 62-71. https://doi.org/10.22034/emj.2022.252721 (In Persian)
Firoozee, M., Amanpoor, S. & Mohammadi, A. (2011). Locating the landfill site of urban waste using geographic information system (GIS): a case study of Lamard city. Journal of Advanced Applied Geology,1(1), 104-112. (In Persian)
De Gruijter, J.J., Walvoort, D.J.J. & Bragato, G. (2011). Application of fuzzy logic to Boolean models for digital soil assessment. Journal of Geoderma, 166 (1), 15–33.
Gholami, M., Nazari, V. & Reza Ali, M. (2021). Locating Urban landfills using GIS and AHP (Case Study: Asaluyeh Coastal-Industrial City). Quarterly of New Attitudes in Human Geography, 13(2), 193-210. (In Persian)
Godarzi, M. & Hajiani, E. (2023). Futurology of the implementation of National Land Use Document. Town and Country Planning, 15(1), 1-17.
Hashemi, Z., Rafiee, R. & Moeinaddini, M. (2020). Site selection of Industrial Wastes Landfill Case Study: Shams Abad Town, Tehran Province. Journal of Environmental Science Studies, 5(1), 2413-2419. (In Persian)
Hailu, Y., Hanchiso, T. & Bereta, A. (2019). Municipal Solid Waste Suitable Disposal Site Selection, Case Study, Wolkite Town, Ethiopia. International Journal of Environmental Sciences and Natural Resources. 20(4), 126-131. https://doi.org/10.19080/IJESNR.2019.20.556044
Ildroumi, A.R., Nouri, H., Mirzaei, R. & Diant, L. (2019). Locating the sanitary landfill site using geographic information system and hierarchical analysis process (case study:Zarindasht city of Shiraz). Environmental Science and Bioengineering, 7, 23-40. (In Persian)
Jalilian, S., Sobhanardakani, S., Cheraghi, M., Monavari, S.M. & Lorestani, B. (2021). Landfill site selection for municipal solid waste with combining SWARA technique and COPRAS method using GIS (Case study: Kermanshah, Iran). Journal of Environmental Health Engineering, 9(1), 41-58.
Kardan Moghaddam, H. & Kardan Moghaddam, H. (2021). Using multi-criteria approaches to landfill location (Study area: Birjand City). Adv. Appl. Geol., 11(2), 318-331.
Karimi, H., Amiri, S., Huang, J. & Karimi, A. (2018). Integrating GIS and multi-criter decision analysis for landfill site selection, case study: Javanrood County in Iran. International Journal of Environmental Science and Technology, 12, 7305-7318.
Kebede, H. & Ayenew, W.A. (2023). Solid waste disposal site selection analysis using geospatial technology in Dessie city Ethiopia. Heliyon, 9, e18865.
Khademi Shiraz, M., Ravanshadnia, M., Khoshand, A. & Abbasianjahromi, H. (2021). Site Selection of Construction Waste Landfill Based on Combination of Fuzzy AHP and Geospatial Information System (GIS) (Case Study: Qazvin, Iran). Amirkabir Journal of Civil Engineering, 53(7). https://doi.org/10.22060/ceej.2020.17555.6599 (In Persian)
Kooreh Pazan, A. (2008). Dezfuli Principles of fuzzy set theory and its application in the modeling of water engineering problems.  Amirkabir University of Technology Academic Center of education. (In Persian)
Lee, A.H.I., 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, 34, 96–107.
Matkan A. Shakiba A. Pourali H. & Nazmfar H. (2009). Urban Waste Landfill Site Selection by GIS (Case Study: Tabriz City). Environmental Sciences, 6(2), 65-76. (In Persian)
Madadi, A., Azadi, M. & Babayee, F. (2014). Modeling suitable landfill sites using AHP methods, fuzzy logic, weighted overlap index and Boolean logic (case study of Ardabil city). Journal of Geography and Planning, 17(45), 235-254. (In Persian)
Tavakoli Naghme, M., Jasem Nejad, F. & Mahmoudi Chenari, H. (2022). Site locating suitable areas for rural landfill (Study area: Qasr Shirin city). Journal of Environmental Research and Technology, 7(11), 79-91. (In Persian)
Nasiri, B., Yarmoradi, Z. & abbasnejan, J. (2017). Landfill location in Mako city by Fuzzy and Boulin method. Geographical Planning of Space Quarterly Journal, 7(24). (In Persian)
Novriadi, H.P.M. & Darijanto, T. (2006). Applying Fuzzy Logic Method in mineral potential mapping for epithermal gold mineralization in the Island of flores, East Nusa Tenggara using geographical information systems (GIS). Proceeding of 9th International Symposium on Mineral Exploration, 62- 68.
Pouramraei, R., Nesari, S. & Najmoddini, I. (2020). Site Selection of Koohdasht Municipal Solid Waste Landfill using ANP-WLC Integrated Model. Environment and Water Engineering, 6(2), 149-160.
PourAhmad, A., Habibi, K., MohammadZahraee, S. & Nazari Adli, S. (2007). Using Fuzzy Algorithms and GIS for Locating City Equipment (Case Study: Babolsar City Landfill). Journal of Environmental Studies, 33(42). (In persian)
Rezaei, M. & Jamshidi-Zanjani, M. (2017). Landfill Site Selection Using Combination of Fuzzy Logic and Multi Criteria Decision Making Method (Case Study: Arak, Iran). Modares Civil Engineering Journal, 17(2), 120-130 (In Persian)
Talebi, M. S. (2023). Locating the waste landfill site of Bam city using multi-criteria decision making modeling in GIS environment. Town and Country Planning.15 (2), 307-326.
Tangestani, M. (2009). A comparative study of Dempster–Shafer and fuzzy models for landslide susceptibility mapping using a GIS: An experience from Zagros Mountains, SW Iran, Journal of Asian Earth Sciences, 35 (1), 66–73.
Vafadoost, N., Mecanicee, J. & Ashrafee, A. (2017). Land zoning of Gonabad city for burying rural waste using network analysis method (ANP). Journal of Geography and Environmental Hazards, 5(1), 87-104.

  • تاریخ دریافت 15 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری 03 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 17 خرداد 1403