مدیریت زباله جامد، SWM، بخشی جدایی ناپذیر از کنترل بهداشت عمومی و محیط زیست است. SWM نادرست منجر به آسیب های اقتصادی و زیست محیطی می شود. تقریباً تمام عوامل مرتبط با مدیریت پسماند جامد دارای اجزای مکانی و غیر مکانی هستند. بنابراین، روشهای سنتی ذخیرهسازی و تجزیه و تحلیل دادهها، دادهها را به شکل مجزا نگه میدارد که منجر به یک سیستم مدیریت ناکارآمد میشود. هدف این تحقیق بهینه سازی مدیریت پسماند جامد شهری سطل ها با استفاده از GIS می باشد. شهر نصیرت به عنوان مطالعه موردی برای ارزیابی SWM سطل های بازیافت انتخاب شده است تا فرآیند جمع آوری هزینه کمتر و زمان کمتری داشته باشد و همچنین بهترین مسیر برای کامیون ها برای جمع آوری سطل ها تعیین شود. با استفاده از تکنیک تخصیص مکان، مطالعه نشان می دهد که 50 سطل از 222 سطل موجود، معیارهای انتخاب مورد نیاز را ندارند و نیاز به توزیع مجدد دارند. همچنین نشان می دهد که مناطق زیادی وجود دارد که خدماتی ارائه نمی شود و سطل های موجود تمام مناطق نصیرات را پوشش نمی دهد. شهرداری نصیرات برای پوشش کامل شهر نیازمند تامین 173 سطل زباله در کنار سطل های موجود است. علاوه بر این، بهترین مسیرهایی که باید توسط وسایل نقلیه دنبال شوند که هزینه مالی را با استفاده از تحلیل مشکل مسیریابی خودرو کاهش میدهند با استفاده از تحلیل شبکه GIS تعیین میشوند. استفاده از GIS در مدیریت، به ویژه مدیریت پسماند جامد و در نظر گرفتن آن عمدتاً در سیستم عمومی شهرداری های شاغل در نوار غزه توصیه می شود. باید توجه گستردهای به جمعآوری زبالههای جامد معطوف شود، زیرا در توسعه شهرها اهمیت دارد و چشمانداز فرهنگی شگفتانگیزی را به وجود میآورد.
کلید واژه ها
پسماند جامد ، مدیریت شهری ، GIS ، شهر نصیرت
1. مقدمه
SWM شامل کنترل تولید، ذخیره سازی، جمع آوری، حمل و نقل، پردازش و دفع زباله است. جمعآوری، حمل و نقل، تصفیه و دفع زبالههای جامد، بهویژه زبالههای تولید شده در مراکز شهری متوسط و بزرگ، به یک مشکل نسبتاً دشوار برای کسانی که مسئولیت مدیریت آنها را بر عهده دارند، تبدیل شده است [ 1 ]. افزایش سطح جمعیت، رونق اقتصاد، شهرنشینی سریع و افزایش استانداردهای زندگی اجتماعی، نرخ تولید زباله های جامد شهری را در کشورهای در حال توسعه بسیار تسریع کرده است [ 2 ]. برای مثال، در شهرهای آفریقایی، مدیریت ضعیف زبالههای جامد به دلیل مشکلات بودجه، برنامههای ناهماهنگ و اطلاعات ناکافی در مورد میزان زبالههای جامد تولید شده توسط ساکنان یک پدیده رایج است [ 3 ].
در عین حال، مدیریت و دفع نامناسب زبالههای جامد یک مشکل جدی ایجاد میکند: این امر منجر به بدتر شدن محیط شهری به شکل آلودگی هوا، آب و زمین میشود [ 4 ] [ 5 ]. که سلامت انسان را به خطر می اندازد و مشکلات زیست محیطی جدی ایجاد می کند. این مشکل در کشورهای در حال توسعه اقتصادی حادتر است، جایی که منابع مالی، انسانی و سایر منابع حیاتی عموماً کمیاب هستند. یکی از کمک های مهم به مشکلات مربوط به مدیریت پسماند این است که می توان با ارائه اطلاعات عینی، قابل اعتماد و مفید به متخصصان در کشورهای در حال توسعه و کسانی از کشورهای صنعتی که ممکن است برای کمک به آن کشورها فراخوانده شوند، به آن دست یافت [ 1 ].] . مدیریت ناکافی زباله های جامد در اکثر شهرهای کشورهای در حال توسعه منجر به مشکلاتی می شود که سلامت انسان و حیوانات را مختل می کند و در نهایت منجر به خسارات اقتصادی، زیست محیطی و بیولوژیکی می شود [ 6 ].
تقریباً همه عوامل مرتبط با SWM دارای اجزای مکانی و غیر مکانی هستند. بنابراین، روشهای سنتی ذخیرهسازی و تجزیه و تحلیل دادهها، دادهها را به شکل مجزا نگه میدارد که منجر به یک سیستم مدیریت ناکارآمد میشود. تعدادی از مطالعات استفاده از GIS را در زمینه SWM معرفی می کنند [ 7 ] – [ 12 ]. آنها از طریق مطالعات موردی و بحثهای مختلف، کمک GIS را در زمینههای مرتبط با SWM بهویژه در جمعآوری نشان میدهند و مسیر بهینه را برای فرآیند جمعآوری انتخاب میکنند تا کارایی سیستم، کاهش حجم کار، صرفهجویی در زمان و هزینه و همچنین کمک به پشتیبانی تصمیم آنها همچنین در سه عملیات مختلف SWM متمرکز می شوند که عبارتند از ذخیره سازی زباله، جمع آوری زباله و دفع زباله.
2. تکنیک مکان-تخصیص GIS
با توجه به امکاناتی که خدمات ارائه می کنند و مجموعه ای از نقاط تقاضا که آنها را مصرف می کنند، هدف مکان-تخصیص مکان یابی امکانات به گونه ای است که نقاط تقاضا را به بهترین نحو تامین کند. همانطور که از نام آن پیداست، مکان-تخصیص یک مشکل دوگانه است که به طور همزمان امکانات را مکان یابی می کند و نقاط تقاضا را به امکانات تخصیص می دهد [ 13 ]. مکان اغلب مهم ترین عاملی است که منجر به موفقیت یک سازمان بخش خصوصی یا دولتی می شود.
سازمانهای بخش خصوصی میتوانند از یک مکان خوب سود ببرند، چه یک کافیشاپ کوچک با مشتریان محلی یا یک شبکه چند ملیتی از کارخانهها با مراکز توزیع و زنجیرهای از خردهفروشیها در سراسر جهان. مکان می تواند به پایین نگه داشتن هزینه های ثابت و سربار و دسترسی بالا کمک کند. تسهیلات بخش عمومی، مانند مدارس، بیمارستان ها، کتابخانه ها، ایستگاه های آتش نشانی و مراکز خدمات واکنش اضطراری، می توانند در صورت انتخاب مکان مناسب، خدمات با کیفیت بالا را با هزینه کم به جامعه ارائه دهند [ 13 ].] . در ابتدا، ممکن است به نظر برسد که همه تحلیلهای Location-Alocation یک مشکل را حل میکنند، اما بهترین مکان برای همه انواع امکانات یکسان نیست. به عنوان مثال، بهترین مکان برای یک مرکز خدمات واکنش اضطراری با بهترین مکان برای یک کارخانه تولیدی متفاوت است. مثالهای زیادی میتوانند نشان دهند که چگونه اهداف مشکلات مکان-تخصیص با توجه به نوع تأسیساتی که قرار دارد متفاوت است.
لایه تجزیه و تحلیل مکان-تخصیص ArcGIS شش نوع مشکل مختلف را برای پاسخ به انواع خاصی از سؤالات ارائه می دهد. شش نوع مشکل عبارتند از: به حداقل رساندن امپدانس، به حداکثر رساندن پوشش، به حداقل رساندن امکانات، به حداکثر رساندن حضور، حداکثر کردن سهم بازار و سهم بازار هدف. در مورد ما، سطلهای زباله جامد نشاندهنده امکانات عمومی است که در مطالعه مورد توجه قرار گرفته و از نوع پوشش حداکثری استفاده میشود.
3. SWM در نوار غزه
خدمات مدیریت پسماند در نوار غزه به دلیل بسته شدن دائمی نوار غزه و شرایط اقتصادی بسیار بدی که مردم غزه در آن زندگی می کنند، در حال حاضر مانند اکثر خدمات عمومی دیگر، تحت فشار زیادی قرار دارند. در سال 2018، جمعیت نوار غزه حدود 2.0 میلیون نفر بود. بر اساس پیش بینی های جمعیتی که توسط اداره مرکزی آمار فلسطین انجام شده است، می توان انتظار داشت که این جمعیت در سال 2040 به 2/3 میلیون نفر افزایش یابد. ارزیابی سرانه تولید زباله نشان می دهد که کل زباله های خانگی تولید شده توسط این جمعیت احتمالاً از 1506 تن در روز در سال 2011 به 3383 تن در روز در سال 2040 خواهد رسید [ 14 ].
مدیریت پسماند جامد در نوار غزه در حال حاضر توسط پنج ارائه دهنده خدمات زباله زیر انجام می شود. شورای خدمات مشترک شمال غزه، شهرداری غزه، شورای خدمات مشترک دیرالبلاح، شهرداری رفح و UNWRA. کمبود مکان های دفع زباله همراه با افزایش عظیم تولید زباله منجر به اثرات جدی زیست محیطی و سلامت انسان بر جمعیت می شود. شدت بحران پیامد مستقیم ادامه محاصره و عدم کمک مالی از سوی اهداکنندگان بین المللی است.
سه محل دفن زباله در نوار غزه وجود دارد. هر کدام یک در بخش جنوبی و مرکزی غزه و یکی در استان غزه. علاوه بر این، زبالهدانهای غیرقانونی متعددی وجود دارد که در مناطق روستایی و شهری پراکنده شدهاند که حصارکشی، خطکشی یا نظارتی نیستند. زبالههای خانگی، صنعتی و پزشکی اغلب در نزدیکی شهرها و روستاها ریخته میشوند یا سوزانده میشوند و در مکانهای دفع غیرقانونی دفع میشوند که باعث آلودگی خاک، هوا و آب میشود که منجر به مخاطرات بهداشتی و آسیبهای زیستمحیطی میشود. آسیب فیزیکی ناشی از تجاوزات مکرر به زیرساختهای غزه، مانع اصلی در ارائه یک استراتژی مدیریت پسماند جامد قابل اجرا در نوار بوده است. در زمینه مدیریت پسماند جامد چه در سطح دولتی و چه در سطح دانشگاهی مطالعاتی صورت نگرفته است. بنابراین، این مطالعه گامی در راه درست خواهد بود.
4. مطالعه موردی: شهر نصیرت
نصیرات یک اردوگاه آوارگان فلسطینی است که در پنج کیلومتری شمال شرق شهر دیرالبله واقع شده است. اردوگاه پناهندگان در استان میانه منطقه است. از شرق با خیابان صلاح الدین و کمپ بوریج، از غرب با دریای مدیترانه، از شمال با شهر الزهرا و از جنوب با شهر الزویده همسایه است. شکل 1 محدوده شهرداری نصیرت را نشان می دهد. بر اساس گزارش اداره مرکزی آمار فلسطین، اردوگاه پناهندگان در اواسط سال 2016 دارای 86135 نفر جمعیت بود [ 15 ]. تراکم جمعیت در سه سطح (کم، متوسط، زیاد) حفظ شده و شهر به چهار منطقه طبقه بندی شده است ( شکل 2 ).
شکل 1 . محدوده شهر نصیرات.
شکل 2 . مناطق شهر نصیرات
نصیرات در شورای خدمات مشترک دیرالبلاح که 13 شهرداری در منطقه میانی نوار غزه از جمله شهر خان یونس را پوشش می دهد، مشارکت دارد. شورای خدمات مشترک دیرالبلاح زباله ها را از حدود 2900 کانتینر واقع در خیابان های این شهرداری ها جمع آوری می کند. علاوه بر این، شهرداریها خود با استفاده از گاریهای الاغی که توسط ناوگان جمعآوری متشکل از جرثقیلهای تخلیه، کامیونهای کمپکتور و تراکتور پشتیبانی میشوند، جمعآوری خانه به در را سازماندهی میکنند. شرایط بد ناوگان جمع آوری و منابع مالی محدود محدودیت های اصلی این عملیات است و گاهی اوقات زباله برای مدت طولانی در مکان های ذخیره سازی موقت و محافظت نشده انباشته می شود. علاوه بر این، بسیاری از باشنده گان از مناسب نبودن سطل های زباله شکایت دارند و به صورت تصادفی در سراسر استان پراکنده شده اند. بدین ترتیب، این مطالعه با هدف بهینه سازی مدیریت زباله جامد شهری نصیرات سطل ها با استفاده از GIS انجام شده است. این شامل ارزیابی فضایی وضعیت فعلی توزیع سطلهای جمعآوری، توزیع مجدد سطلهای بازیافت برای اینکه فرآیند جمعآوری هزینه و زمان کمتری داشته باشد و همچنین مکانیابی بهترین مسیر برای کامیونها برای جمعآوری سطلها است.
5. روش شناسی
شکل 3 چارچوب روش شناسی را برای بهینه سازی و مدیریت سطل های جمع آوری زباله جامد با استفاده از تکنیک مکان-تخصیص در نرم افزار GIS نشان می دهد. از چهار مرحله متوالی تشکیل شده است. جمع آوری داده ها، ارزیابی GIS، تجزیه و تحلیل و نتیجه گیری و توصیه ها. هر مرحله شامل چندین کار است که در زیر نشان داده شده است.
5.1. جمع آوری داده ها
برای انجام تجزیه و تحلیل، دادههای مورد نیاز برای فرآیند تحلیل باید جمعآوری و در لایههای متوالی اضافه شوند تا توزیع سطل مناسب شامل لایه راه، لایه ساختمان، لایه سطل موجود و لایه زیرزون ایجاد شود. جدول 1 داده های ویژگی را در هر کلاس لایه خلاصه می کند.
هنگامی که پایگاه داده جغرافیایی برای تجزیه و تحلیل آماده شد، نرم افزار ESRI ArcMap به رابط دیگری از ادغام فرآیند تجزیه و تحلیل منتقل می شود تا بتوان دنباله ها را دنبال کرد. شکل 4 داده های مورد نیاز دستکاری شده در این مطالعه را نشان می دهد.
جدول 1 . داده ها را در هر لایه مشخص کنید.
شکل 3 . مراحل و وظایف روش شناسی.
شکل 4 . لایه های مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل (الف) لایه جاده؛ (ب) لایه ساختمانی. (ج) لایه bins موجود. (د) لایه زیرمنطقه.
5.2. مرحله ارزیابی GIS
توالی های زیادی برای استفاده از ابزار GIS برای تحلیل شبکه مورد نیاز است. پس از اتمام مرحله جمع آوری داده ها، عناصر ضروری سطل های توزیع شده باید مانند فاصله بین ساختمان و سطل، ظرفیت سطل، مقدار مورد انتظار پسماند جامد در هر ساختمان و متوسط تولید زباله جامد سرانه آماده شوند. در مرحله بعد، مکان-تخصیص باید اعمال شود و از طریق توالی های خاص مانند پایگاه داده جغرافیایی، ایجاد پایگاه داده شبکه شامل مشخصات شبکه جاده ای عبور کند. معیارهای انتخاب برای تجزیه و تحلیل بر اساس موارد زیر است:
1) در نظر گرفتن نوع مشکل، پوشش حداکثری ظرفیت است.
2) تعداد سطل های موجود برای درج در تحلیل 222 بن می باشد.
3) حداکثر فاصله بین هر ساختمان و سطل مربوطه 120 متر است.
4) با فرض ظرفیت سطل مجازی 1000 لیتر.
5) انتخاب معادله توان.
پس از تعیین فرآیند انتخاب معیارها، تحلیل ارزیابی با استفاده از ابزار GIS می تواند اعمال شود و نتایج در شکل 5 نشان داده شده است . این نشان می دهد که 50 سطل از 222 سطل موجود شرایط لازم را ندارد و نیاز به توزیع مجدد دارد. همچنین نشان میدهد که بسیاری از مناطق خدماترسانی نشدهاند و سطلهای موجود بر اساس معیارهای انتخاب قبلی، تمامی مناطق نصیرات را پوشش نمیدهد.
5.3. مرحله تجزیه و تحلیل GIS
تجزیه و تحلیل باید پس از افزودن پایگاه های داده لازم همانطور که در بالا ذکر شد اعمال شود. باید برای تولید بهترین توزیع سطل ها برای پوشش تمام شهر نصیرات انجام شود. تجزیه و تحلیل باید از طریق تعیین امکانات با انتخاب لایه سطل که حاوی داده های واقعی در نصیرات با ویژگی های لایه مانند نامزد تاسیسات و ظرفیت سطل ها باشد، انجام شود. برای اینکه توزیع مجدد سطل ها به وضعیت مناسب برسد، باید تجزیه و تحلیل منطقه خدماتی انجام شود تا به بهینه سازی برای توزیع سطل برسیم. جدول 2 زیرمنطقه های مدیریت نشده و تعداد ساختمان های بدون سرویس واقع در هر یک را نشان می دهد.
شکل 5 . نتایج ارزیابی سطل های موجود.
جدول 2 . منطقه خدمات در نصیرات.
لازم است با افزایش تعداد سطل ها، برای ترویج استفاده از این نوع مجموعه ها، علاوه بر شناسایی سطل های مورد نیاز، بهترین مکان ها برای سطل ها تعیین شود که با تحلیل مجدد بر اساس آن، تمامی نقاط شهر را پوشش دهد. تعداد سطل های مجازی با قرار دادن نقطه در شبکه جاده ها در هر 120 متر و استفاده از همان معیارهای قبلی با در نظر گرفتن ظرفیت هر سطل 1000 لیتر.
شکل 6 توزیع و تعداد کل سطل های مورد نیاز برای پوشش چاه در کل شهر را نشان می دهد. این نشان می دهد که 611 سطل مورد نیاز است. آنالیز 216 سطل زباله را نشان می دهد که بیش از 300 لیتر زباله ندارند. لذا مستثنی شده و قول می دهند سطل های اطراف را در محدوده مجاور توزیع کنند تا مناسب تر شوند. این کار با تعیین مکان های میدان و ارزیابی مناسب ترین مکان ها انجام می شود. تعداد سطل های موجود در نصیرات 222 سطل است. تعداد کل سطل هایی که شهرداری برای پوشش کامل شهر نیاز دارد 395 سطل بر اساس الزامات استاندارد است که باید بر اساس معیارهای انتخاب اعمال شود. بدین ترتیب شهرداری نصیرات نیازمند تامین و اضافه کردن 173 سطل زباله است.
5.4. تجزیه و تحلیل مشکل مسیریابی خودرو
فرآیند جمع آوری زباله از طریق سطل ها روشی نسبتاً پرهزینه در نظر گرفته می شود، اما بهترین راه برای حفظ محیط زیست و محافظت از آن در برابر آلودگی است. مهمترین عناصری که به کاهش هزینه های مالی فرآیند جمع آوری کمک می کند، انتخاب مسیرهای مناسب برای وسایل نقلیه است تا فرآیند جمع آوری کارآمدتر و هزینه کمتری داشته باشد. عناصر کلیدی فرآیند جمع آوری زباله در شکل 7 نشان داده شده است.
شکل 6 . سطل های مورد نیاز برای پوشش کامل
شکل 7 . عناصر کلیدی فرآیند جمع آوری زباله
با استفاده از فناوری GIS میتوان بهترین مسیرهایی را که باید توسط وسایل نقلیه دنبال شوند شناسایی کرد که با استفاده از تحلیل مشکل مسیریابی خودرو، هزینههای مالی را کاهش میدهد. برای انجام این نوع تحلیل شبکه، به منظور انجام تحلیل برای بهترین مسیر، مراحل زیر باید به ترتیب از طریق مجموعه ای از مفاهیم که باید درک شوند، اجرا شوند، از جمله:
1) سفارشات: سطل زباله برای ارائه خدمات است. لایه bins با تجزیه و تحلیل مکان-تخصیص و مشخص کردن ویژگی های مختلف آن مانند نام، زمان ارائه خدمات، شروع کار، پایان کار، میزان ضایعات جمع آوری شده و بسیاری ویژگی های دیگر وارد می شود.
2) انبارها: نشان دهنده محل تخلیه اصلی هستند که کامیون ها محموله خود را در آنجا تخلیه می کنند تا از آن شروع و سپس به آن بازگردند. در اینجا ویژگی های خاص آنها تنظیم می شود: دفن زباله، ساعات کار، زمان تاخیر و غیره.
3) مسیرها: به معنی کامیون هایی است که وظیفه حمل زباله و تحویل آن به محل دفن زباله را بر عهده خواهند داشت و دارای ویژگی های زیادی است که باید تنظیم شود.
4) Route Zone: برای تعیین مسیر هر کامیون استفاده می شود. در اینجا، نصیرت به چهار منطقه اصلی تقسیم شده است تا محدوده کار را برای هر وسیله نقلیه نشان دهد.
پس از پردازش 4 مرحله قبلی، ویژگیهای آنالیز اصلاح میشوند و تنظیم میشود که در طول آنالیز بر روی کالیبراسیون مانند زمان، فاصله واحد و مسافت تکیه شود. شکل 8 مسیر هر کامیون کامیونی را نشان می دهد که از تعدادی سطل عبور می کند در حالی که شکل 9 نمایشگاه 4 مسیر کامیون را نشان می دهد.
شکل 8 . نتیجه تجزیه و تحلیل برای مشکل مسیریابی خودرو
شکل 9 . نمایشگاه مسیرهای 4 کامیون. (الف) مسیر برای اولین کامیون؛ (ب) مسیر برای کامیون دوم. (ج) مسیر برای کامیون سوم. (د) مسیر برای کامیون چهارم.
6. نتیجه گیری و پیشنهادات
تجزیه و تحلیل شبکه یکی از مهم ترین انواع تحلیل فضایی است که کاربردهای آن متنوع است و جنبه های مختلف زندگی را در بر می گیرد. در این پژوهش از ابزار مکان یابی-تخصیص GIS برای ارزیابی توزیع فعلی سطل های زباله در شهر نصیرت استفاده شده است. این نشان میدهد که 222 سطل موجود در مکانهای نامناسب قرار گرفتهاند و تعداد آن برای پوشش تمام مناطق شهر کافی نیست. برای این منظور 173 سطل اضافی با فرآیند توزیع مجدد برای برآورده شدن معیارهای استاندارد مورد نیاز است. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل مشکل مسیریابی خودرو برای شناسایی بهترین مسیرهایی که باید توسط وسایل نقلیه جمعآوری زباله جامد برای کاهش هزینههای مالی دنبال شوند، استفاده میشود. اکیداً توصیه می شود که جلسات منظمی بین نمایندگان تمام شهرداری های نوار غزه در سطح استانی که در ارتباط با مدیریت زباله جامد هستند تشکیل شود. این به مدیران کمک می کند تا هماهنگی، همکاری، تبادل تجربیات و بحث در مورد مشکلات متقابل را توسعه دهند. هر شهرداری باید در توزیع و کارایی سطل های زباله جامد خود تجدید نظر کند و از GIS به عنوان ابزار مدیریتی برای ایجاد یک سیستم موثر برای فرآیند جمع آوری استفاده کند.
بدون دیدگاه