افزایش جمعیت در طول زمان باعث بهره برداری ناگهانی از منابع طبیعی برای بقای انسان از طریق صنعتی شدن شد که در نهایت باعث افزایش چشمگیر در تولید زباله شد. این توسعه صنعتی منجر به مهاجرت جامعه روستایی به سمت شهرها شد. مدیریت پسماند شهری چالش بزرگی برای مدیریت شهری است. با این حال، فناوری هایی برای مدیریت زباله ها به شیوه ای سازگار با محیط زیست و پایدار توسعه یافته اند. محل های دفن بهداشتی یکی از جدیدترین روش های دفع زباله های جامد شهری به روشی سازگار با محیط زیست و پایدار است. مقامات دولتی و اداری در حال اتخاذ این فناوری برای مدیریت زباله های جامد شهری هستند. مطالعه حاضر در مورد شناسایی محل های دفن زباله برای شهر سهیوال با مساحت 1160 کیلومتر مربع و جمعیت پیش بینی شده 1.57 میلیون نفر در سال 2016 می باشد. نیاز شهر در آینده و بر اساس معیارهای پایدار و دوستدار محیط زیست انتخاب شده است. معیارها با در نظر گرفتن نزدیکی به چندین ویژگی کاربری زمین توسعه یافته اند یعنی. بدنه های آبی، جاده ها، شهرک ها، زمین های کشاورزی، زمین های بایر و سایت های دفع موجود. وزن معیارها با استفاده از روش مقایسه زوجی در فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) کمی سازی شده است. وزن ها در محیط داده های مکانی GIS گنجانده شده و به آستانه مجاورت هر معیار اختصاص داده می شوند. در نهایت یک نقشه برای هر معیار ایجاد می شود که مناطق مناسب، کم مناسب، کمتر مناسب و نامناسب را با توجه به هر معیار خاص برجسته می کند. این نقشه‌ها از نظر فضایی روی هم قرار گرفته‌اند که منجر به یک نقشه نهایی می‌شود که مناسب‌ترین مکانهای دفن زباله برای دفع زباله جامد را شناسایی می‌کند. سپس پنج سایت شناسایی شده بر اساس فاصله آنها از مرکز شهر و منطقه در دسترس اولویت بندی می شوند. تمام سایت های شناسایی شده در زمین برهنه هستند و حاوی بافر قابل توجهی از گیرنده های حساس به محیط هستند.
کلید واژه ها
شهرنشینی ، زباله های شهری ، محل دفن زباله (LFS) ، GIS ، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)
1. مقدمه
مناطق پرجمعیت جهان معمولاً نسبت به مکانهای کم‌جمعیت بیشتر در معرض نگرانی‌های بیشتری قرار دارند. یکی از این نگرانی ها مدیریت پسماند جامد است که به طور گسترده ای از طریق روش دفن زباله در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه انجام می شود. انتخاب LFS یک فرآیند چالش برانگیز است زیرا تأثیر آن بر اقتصاد، محیط و سلامت بسیار زیاد است. این مشکل مدیریت پسماند در کشورهای در حال توسعه به دلیل جمعیت زیاد، مهاجرت شهری، برنامه ریزی نامناسب و کمبود منابع کافی و غیره شدیدتر است [ 1 ] . پس از هر چند سال، فضای بیشتری از زمین توسط مکان های دفن زباله اشغال می شود زیرا افزایش تولید زباله به دلیل افزایش جمعیت ادامه دارد [ 2 ]] . انتخاب مناسب LFS بسیار مهم است زیرا نباید به محیط زیست آسیب برساند و چرخه عمر طولانی را تضمین می کند [ 1 ].
انتخاب مناسب مکان های دفن زباله را می توان با استفاده از ابزارها و تکنیک های GIS انجام داد زیرا پردازش صحیح داده های مکانی را که از طریق منابع مختلف بازیابی می شود و تجزیه و تحلیل اطلاعات ارائه شده برای ارائه راه حل های احتمالی مشکل را تحمل می کند [ 2 ]. قابلیت GIS برای پردازش و تحلیل داده‌های مکانی در مقایسه با انتخاب دستی مکانهای دفن زباله از نظر زمانی بسیار کارآمد است [ 3 ]. یک تصمیم گیری موثر می تواند توسط مراجع مختلف با کمک ویژگی های مکانی GIS انجام شود.
پیش از این، تکنیک‌های GIS رایج نبودند، اما اکنون کاربرد تکنیک‌های GIS در رشته‌های مختلف گسترش یافته است و به عنوان یک رویکرد یکپارچه در داخل آن رشته‌ها عمل می‌کند [ 4 ]. ترکیب عوامل مختلف مانند هیدرولوژی، محیطی، اجتماعی-اقتصادی، کاربری زمین، انتخاب یک مکان ایده آل دفن زباله را برای یک منطقه ممکن می سازد و برای این منظور، تحلیل یا رویکرد چند معیاره باید با ترکیب GIS استفاده شود. روش چند معیاره می‌تواند وزن‌های مختلفی را به عوامل دفن زباله اختصاص دهد، در حالی که دستکاری داده‌های مکانی بر اساس وزن‌های اختصاص‌داده‌شده به عوامل دفن زباله باید توسط GIS [ 1 ] انجام شود.
این مطالعه یک مدل فضایی برای انتخاب LFS در ترکیب با رویکرد چند معیاره را به تصویر می‌کشد که در آن از پارامترهای مختلف انتخاب مکان استفاده می‌شود، یعنی نزدیکی گیرنده‌های حساس به محیط زیست، مناطق مسکونی، سایت‌های تخلیه موجود کاربری زمین، دسترسی به جاده‌ها و غیره.
2. فرآیند تحلیل سلسله مراتبی
پرکاربردترین رویکرد چند معیاره AHP توسط محقق مشهور توماس ال ساعتی ایجاد شده است. این تکنیک به طور گسترده در جهان برای اهداف تصمیم گیری موثر استفاده می شود [ 5 ] – [ 7 ]. این تکنیک شامل مکانیزمی برای تعیین وزن نسبی معیارهای متعدد در مقایسه با هر معیار است. اولویت های معیار بر اساس اهمیت آنها باید توسط تصمیم گیرندگان یا کارشناسان در صورت عدم وجود هر گونه رتبه بندی کمی تعریف شود. از ماتریس مقایسه زوجی برای تعیین اهمیت نسبی هر عامل استفاده می شود که بر اساس آن یک عدد در مقیاس به هر عامل اختصاص داده می شود. وزن و نمرات هر معیار در بین یکدیگر توسط ماتریس مقایسه زوجی [ 8 ] به دست می آید.
AHP شامل فرآیندهای گام به گام زیر است:
انتخاب معیار
・ استفاده از ماتریس مقایسه زوجی برای تعیین اولویت یا وزن دادن به معیار
・ مقایسه عاقلانه گزینه ها در هر معیار
・ برای هر گزینه برای گرفتن نمره کلی
AHP در حل مسائل پیچیده پایداری و مشکلات مربوط به تصمیماتی که به اجزای کوچک تجزیه می شوند و به صورت سلسله مراتبی سازماندهی می شوند کاملاً مفید است. رویکرد مقایسه زوجی به عنوان قابل اعتمادترین تکنیک در نظر گرفته می شود زیرا هر مبادله فردی توسط تصمیم گیرندگان گنجانده شده است که دقت فرآیند و نتایج را افزایش می دهد.
3. مواد و روش
3.1. منطقه مطالعه
Sahiwal شهری پرجمعیت است که بین رودخانه های راوی و سوتلج در جنوب شرقی پنجاب واقع شده است. محوطه باستانی معروف هاراپا که در سال 2600 قبل از میلاد ساخته شده است در 35 کیلومتری غرب شهر سهیوال قرار دارد. شهر سهیوال از نظر جغرافیایی بین 30 درجه و 40 دقیقه شمالی و 73 درجه و 6 دقیقه و 500 متر بالاتر از سطح دریا واقع شده است. بر اساس سرشماری سال 1998، جمعیت تحصیلی صاحب 1,057,837 نفر بوده که در سال 2012 به 270,269 نفر بر اساس نرخ رشد 2.22 درصدی پیش بینی شده است. صاحب تحصیل متشکل از 52 شورای اتحادیه به مساحت 1610 متر مربع است. کیلومتر از نظر اقلیمی منطقه ای گرم با خاک حاصلخیز و میانگین بارندگی 2000 میلی متر است [ 9 ]. محل و محدوده مطالعاتی تحقیق در شکل 1 نشان داده شده است .
3.2. اهداف
اهداف این مطالعه عبارتند از:
・ برای به دست آوردن وزن معیارها از طریق ماتریس مقایسه زوجی برای شناسایی LFS
・ پیشنهاد مکان های دفن زباله برای منطقه مورد مطالعه با استفاده از تکنیک های فضایی در GIS
3.3. روش شناسی
انتخاب LFS به عوامل یا معیارهای زیادی بسته به شرایط محلی منطقه بستگی دارد. بر اساس
شکل 1 . نقشه موقعیت منطقه مورد مطالعه.
مطالعات قبلی و اتفاق نظر کارشناسان، شش معیار مبتنی بر مجاورت با ویژگی‌های کاربری مختلف که نقش بسزایی در ارزیابی محل دفن زباله دارد، در نظر گرفته شد. در این مطالعه، معیارهای انتخاب شده برای شناسایی LFS، بدنه آب، زمین بایر، کشاورزی، ساخته شده، شبکه جاده و محل دفن زباله موجود بود. اطلاعات کامل کاربری اراضی شهر سهیوال توسط شرکت صندوق توسعه شهرداری پنجاب به صورت برداری [ 9 ] به دست آمد. همانطور که تجزیه و تحلیل داده ها را تا سطح تحصیل می طلبد، داده های شبکه راه تا سطح تحصیل با استفاده از نرم افزار ArcGIS دیجیتالی شد.
تصویر Landsat-5 TM، سیستم مرجع WRS-2، مسیر 149، ردیف 39 از 20-03-2011 از طریق تسهیلات داده آنلاین USGS به دست آمد. سپس تصویر با انجام طبقه‌بندی نظارت شده با استفاده از الگوریتم حداکثر درستنمایی در ERDAS Imagine طبقه‌بندی شد و از طریق این طبقه‌بندی کاربری اراضی مناطق مسکونی (شهرک‌ها)، مساحت کشاورزی و زمین بایر استخراج شد. برداری از این داده ها برای اجرای تحلیل های مختلف در محیط GIS انجام شده است.
فلوچارت روش شناختی در شکل 2 بینشی از روش ها و تکنیک های مورد استفاده در شناسایی مکان های مناسب برای LFS ارائه می دهد.
از تکنیک AHP برای تعریف وزن و امتیاز هر یک از معیارهای مورد استفاده در ارزیابی مکان مناسب برای LFS استفاده شد. اهمیت هر یک از معیارها نسبت به سایر معیارها با اجماع متخصصان تعیین می شود. امتیازات و وزن هر معیار توسط ماتریس مقایسه زوجی محاسبه شد و سپس به عنوان ورودی در ماشین حساب رستری برای ارزیابی یا تعیین مکانهای نامناسب و بالقوه دفن زباله استفاده می‌شود.
شکل 2 . فلوچارت روش شناسی.
تعیین وزن معیارها
تجزیه و تحلیل مقایسه عاقلانه زوجی که بخشی از سلسله مراتب تحلیلی است در مایکروسافت اکسل انجام می شود که امتیاز و وزن هر یک از معیارها مشخص شده است. وزن معیارها با استفاده از AHP محاسبه شده و نتایج در جدول 1 ارائه شده است. جدول نشان می دهد که زمین برهنه بیشترین وزن را در بین سایر متغیرها به دست آورده است که نشان می دهد زمین برهنه مناسب ترین گزینه برای پیشنهاد LFS جدید است. مقدار نسبت سازگاری (CR) برای مقایسه زوجی 0.019 بود که نشان می دهد مقایسه نسبتاً سازگار بوده و نیازی به اصلاح بیشتر نیست [ 7 ].
روش مقایسه زوجی یک ماتریس نسبت ارائه می دهد که خروجی را به شکل وزن با استفاده از مقیاسی از 1 تا 9 همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است تولید می کند.
4. نتایج و بحث
زنجیره ای از تجزیه و تحلیل برای ارزیابی مناسب بودن LFS انجام شده است. بدنه آب، شبکه راه ها، محل های دفن زباله موجود ساخته شده، سکونتگاه ها، کشاورزی و طبقات زمین بایر به منظور تعیین مناسب ترین، مناسب ترین و نامناسب ترین مناطق بافر شدند. پس از اعمال بافر بر روی کلاس های مختلف، فرآیند شطرنجی سازی برای انجام تحلیل چند معیاره با استفاده از تکنیک تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام شده است.
4.1. شبکه راه
فاصله 1000 متر و بالاتر به عنوان فاصله مناسب توسط LFS تا جاده، 500 متر به عنوان حداقل مناسب و کمتر از 250 متر به عنوان فاصله نامناسب از جاده تا LFS در نظر گرفته شد. شکل 3 نقشه بافر جاده طبقه بندی شده را نشان می دهد.
جدول 1 . روش مقایسه زوجی با استفاده از AHP.
جدول 2 . مقیاس محدوده وزن ها برای روش مقایسه زوجی.
شکل 3 . نقشه بافر جاده طبقه بندی مجدد.
4.2. بدن آب
آب های زیرزمینی و سطحی به طور مستقیم تحت تأثیر محل دفن زباله یا محل تخلیه از طریق آلودگی شیرابه قرار می گیرند که می تواند اثرات مخربی بر سلامتی داشته باشد. با در نظر گرفتن اهمیت این پارامتر برای ارزیابی LFS با در نظر گرفتن فاصله کمتر از 250 متر از بدنه آبی از LFS به عنوان نامناسب، 500 متر کمتر مناسب، فاصله 75 متر کمتر مناسب و فاصله 1000 متر و بالاتر به عنوان یک فاصله مناسب. شکل 4 نقشه طبقه بندی شده بدنه آب را نشان می دهد.
4.3. منطقه ساخته شده
زندگی مردم ساکن در نزدیکی محل دفن زباله ممکن است به طرق مختلف تحت تأثیر قرار گیرد، بنابراین این عامل همیشه در هنگام پیشنهاد مکان جدید دفن زباله در کانون توجه قرار می گیرد، چه در فاصله کافی از مناطق مسکونی باشد. در اینجا منطقه در محدوده شهر یا محدوده شهری برای این نوع توسعه نامناسب در نظر گرفته می شود. 125 متر نامناسب 250 حداقل 375 کمتر 500 مناسب تر. شکل 5 نقشه بافر تسویه طبقه بندی شده را نشان می دهد.
4.4. سایت دامپینگ موجود
یک الگوی توزیع فضایی خوب باید در هنگام پیشنهاد یک مکان جدید با در نظر گرفتن اثر یا منطقه پوششی مکان موجود در نظر گرفته شود. بنابراین، مناطقی که دورتر از محل تخلیه موجود هستند، مناسب ترین مناطق در نظر گرفته می شوند. فاصله 1500 متر و بالاتر از LFS موجود مناسب، فاصله 1000 متر کمتر مناسب و کمتر از 500 متر کمترین مناسب برای توسعه LFS در نظر گرفته شده است. شکل 6 نقشه بافر LFS موجود مجدد طبقه بندی شده را نشان می دهد.
4.5. زمین بایر و کشاورزی
معمولاً زمین های بایر و کشاورزی خارج از محدوده شهری وجود دارد و توسعه در این مناطق تأثیر کمتری دارد
شکل 4 . نقشه طبقه بندی مجدد بدنه آبی
شکل 5 . نقشه بافر استقرار مجدد طبقه بندی شده
بر روی محیط زیست و ساکنان شهر، بنابراین این اراضی برای توسعه LFS مناسب در نظر گرفته می شوند، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است و شکل 8 به ترتیب حائل اراضی برهنه و کشاورزی مجدد طبقه بندی شده را نشان می دهد.
پس از اعمال بافر بر روی همه این معیارها با توجه به محدوده مناسب آنها، این کلاس‌ها شطرنجی شدند و سپس همه این کلاس‌ها در ابزار محاسبه‌گر رستری در نرم‌افزار ArcGIS روی هم قرار گرفتند. هر یک از معیارها در وزن آن ضرب شد و سپس مجموع همه این محصولات را به دست آورد. با این محاسبات مکان های مناسب برای مکان های دفن زباله همانطور که در شکل 9 نشان داده شده است به دست آمد .
5. نتیجه گیری
از طریق تجزیه و تحلیل لایه های پارامترهای متعدد، مکان های دفن زباله شناسایی و سپس اولویت بندی شدند. برخی از لایه‌های پارامتری خاص با استفاده از تحلیل مجاورت در نرم‌افزار GIS برای تعیین مناطق مناسب و نامناسب بافر شدند و پس از آن مجدداً طبقه‌بندی شدند. به لایه‌های طبقه‌بندی‌شده وزن‌هایی داده شد که ابتدا با استفاده از روش مقایسه زوجی در AHP تعیین شد که در نهایت یک نقشه نهایی نشان داد که بهترین مکان‌ها برای دفن زباله جامد مناسب‌تر است. نتایج نشان داد که 5 مکان مناسب برای دفن زباله و از این شش مکان مناسب از منطقه مورد مطالعه و از بین این سه مکان دفن زباله بر اساس مساحت سایت دفن زباله و دسترسی از محدوده اصلی شهر ترجیح داده شده است. سه مکان دفن زباله مناسب تر به عنوان LFS-1، LFS-2 و LFS-3 در شکل 9 نشان داده شدند.
توصیه
توصیه می‌شود که تکنیک AHP همراه با تحلیل شطرنجی همپوشانی وزنی برای شناسایی مکانهای دفن زباله در شهرهای پرجمعیت مختلف پاکستان بیشتر مورد استفاده قرار گیرد، زیرا برای مبارزه با چالش‌های دفع زباله‌های جامد به دلیل افزایش شدید رشد جمعیت و همچنین به دلیل این امر ضروری است. این تکنیک روشی محکم، کارآمد و مقرون به صرفه را برای شناسایی محل دفن زباله ارائه می کند. این نیاز به توسعه یک مدل GIS برای همان رویه است که تولید نتایج را به روشی کارآمد برای دیگران آسان کند.
شکل 6 . نقشه سایت موجود دفن زباله طبقه بندی شده.
شکل 7 . بافر زمین برهنه مجدد طبقه بندی شده است.
شکل 8 . نقشه بافر کشاورزی مجدد طبقه بندی شده
شکل 9 . نقشه مناسب بودن محل دفن زباله
از این رو، تکنیک AHP مناسب ترین روش یا رویکرد برای یافتن مناسب بودن هر چیزی با حل مسائل پیچیده است.
بدون دیدگاه