نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

2 گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

   سابقه و هدف:
مدیریت پسماندهای جامد یکی از مهم­ترین مشکلات پیش‌روی برنامه‌ریزان شهری در سراسر جهان محسوب می‌گردد. دفن بهداشتی که به معنی دفن کنترل شده زباله در زمین است، به ویژه اگر به همراه سایر روش‌های مدیریتی زباله استفاده شود، جامع­ترین روش مدیریت زباله محسوب می‌گردد. انتخاب مکان مناسب جهت دفن بهداشتی زباله از ابتدایی­ترین مراحل دفن محسوب می‌گردد. سامانه‌های اطلاعات مکانی (GIS) یکی از رایج­ترین ابزارهای مورد استفاده در انتخاب محل­های مناسب دفن زباله است. در این پژوهش با تلفیق سامانه‌های اطلاعات مکانی و مدل‌های تصمیم­گیری چندمعیاره نسبت به ارزیابی محدودیتهای موجود جهت دفن بهداشتی زباله‌های شهری در محدوده استان مازندران بر اساس قوانین مشروح سازمان حفاظت محیط­زیست ایران، اقدام می‌گردد.
مواد و روش ها:
مشکل دفع ایمن زباله های شهری در سالهای اخیر به بزرگترین مشکل محیط زیستی استانهای شمالی کشور بالاخص استان مازندران تبدیل شده است. در این مقاله با کمک تحلیلهای سلسله مراتبی (AHP) یک مدل تصمیم­گیری بر اساس سامانه‌های اطلاعات مکانی (GIS) برای مکانیابی محل‌های مناسب دفن زباله های بهداشتی در هریک از شهرهای استان مازندران ارائه شده است.. در تحقیق حاضر، از نرم افزار ArcGIS 10.4.1  برای ایجاد پایگاه‌ داده‌ها، تحلیل­های مکانی و روی هم‌گذاری لایه‌های اطلاعاتی استفاده شده است. همچنین از مدل AHP و نرم افزار Expert Choice برای محاسبه ی وزن معیارها استفاده شده است.
نتایج و بحث:
در پژوهش حاضر ابتدا  با توجه به قوانین سازمان حفاظت محیط زیست ایران، عوامل تاثیرگذار در مکانیابی محل‌های دفن پسماندهای شهری استخراج گردید. این معیارها شامل شیب، فاصله از گسل، سیلاب دشت، فاصله از دریا، فاصله از رودخانه‌ها، فاصله از تالاب‌ها و دریاچه‌ها، فاصله از چاه‌های آب شرب، عمق آب زیرزمینی، فاصله از مناطق حفاظت شده محیط زیست، فاصله از مناطق شهری، فاصله از مناطق روستایی، فاصله از مراکز آموزشی و درمانی، فاصله از مراکز تاریخی و باستانی، فاصله از فرودگاه‌های محلی و بین المللی، فاصله از صنایع و دسترسی به جاده‌ها می باشد. در ادامه، با در نظر گرفتن معیارهای حذفی و طبقه بندی و امتیاز­دهی آن‌ها، نقشه‌های معیار در محیط GIS تولید گردید. از آنجایی که اهمیت معیارها نسبت به هم متفاوت می‌باشد با استفاده از روش AHP و نرم افزار Expert choice وزن نسبی معیارها محاسبه گردید. در نهایت با تلفیق وزنی نقشه‌های معیار، محدوده‌هایی که در استان مازندران برای دفن زباله مناسب تشخیص داده شده‌اند، شناسایی و طبقه بندی گردید. نتایج حاصل نشان می‌دهد، 16156 کیلومترمربع از مساحت استان مازندران (معادل 68 درصد از کل استان) جز مناطق ممنوعه برای دفن زباله محسوب شده و تنها 32 درصد از مساحت کل استان شرایط اولیه برای دفن بهداشتی زباله‌های شهری را دارا می‌باشند. مناطق مجاز اولیه، براساس فاصله مطلوب از عوارض مورد نظر، طبقه­بندی و اولویت­دهی شده‌اند، این مناطق به 3 دسته کاملا مناسب، نسبتا مناسب و کمتر مناسب تفکیک شده‌اند. به این ترتیب 2405 کیلومترمربع از مساحت استان دارای شرایط با مطلوبیت کم، 4914 کیلومترمربع دارای شرایط نسبتا مطلوب و 281 کیلومتر مربع دارای شرایط کاملا مطلوب و مناسب جهت دفن بهداشتی زباله تشخیص داده شد.
نتیجه­ گیری:
بررسی مقایسه‌ای نتایج نشان می‌دهد که نهایتا تنها 2 درصد از مساحت کل استان دارای شرایط بهینه برای دفن بهداشتی زباله می‌باشد و از این نظر استان مازندارن جزء مناطق بسیار خاص کشور با محدودیتهای بالا برای امکان دفن زباله های شهری تشخیص داده شده است. نتایج این تحقیق نشان می­دهد ترکیب استفاده از سامانه اطلاعات مکانی (GIS) و روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای اعمال معیارهای حذفی و اولویت بندی ذکر شده در متن قوانین زیست محیطی کشور، می­تواند به عنوان روشی مناسب جهت مکانیابی محل های دفن زباله های شهری در نظر گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of spatial restriction for the urban sanitary landfill along the Mazandaran province using GIS and analytical hierarchy process

نویسندگان [English]

  • Yasaman Amirsoleymani 1
  • Ozeair Abessi 1
  • Yasser Ebrahimian Ghajari 2

1 Department of environmental engineering, School of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol,Iran

2 Department of Surveying Engineering, School of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology,Babol, Iran

چکیده [English]

Introduction:
Today, solid waste management is an important problem for urban planners all over the world. The landfill, which is a site for the safe disposal of waste materials by burial, considered to be the core of an integrated waste management strategy in modern cities, when it is accompanied by other methods. Selecting a suitable site for landfilling is the first and most important phase in the process of waste disposal. Geospatial Information Systems (GIS) became a common tool for the selection of landfill sites. In this research by integrating spatial information systems and a multi-criteria decision-making model, spatial limitations for siting sanitary landfills along the province of Mazandaran were evaluated based on the regulatory compliance mentioned by the Iranian Department of Environment.
Material and methods:
Municipal solid waste disposal is one of the major problems of the urban environment in almost all northern states of Iran, especially in Mazandaran Province. In this paper, using the analytical hierarchy process a spatial information system has been developed for siting urban waste burial landfills in Mazandaran province. In this study, ArcGIS 10.4.1 software was used to create an information database for spatial analysis and integration of map layers. The AHP model and Expert choice software were also used to compute the weight of criteria.
Results and discussion:
In this study, first, according to the regulatory requirements of the Iranian Department of Environment, the effective factors for siting urban landfills were extracted. These criteria are slope, distance from fault, flood plain, distance from the sea, distance from rivers, distance from lakes and wetlands, distance from groundwater wells, groundwater depth, distance from the protected areas, distance from urban areas, distance from rural areas, distance from educational and medical centers, distance from historical and ancient centers, distance from local and international airports, distance from industries and also having access to roads. Considering the elimination criteria and by classification and scoring them, maps of the layer of each criterion were produced in the GIS system. As the role of each criterion is different, at the next step, the relative weights of criteria were calculated using AHP and Expert Choice. Finally, by integrating the map layers of each criterion and by deleting layers of limitation, the suitable areas have been classified into three categories. The results show that 16156 KM2 of Mazandaran province (about 68 percent of the total area) is forbidden for any landfilling based on the national regulations of DOE and only 32 percent of the total area has the initial conditions for any disposal. The initial candidate landfill sites were separated into 3 categories, high suitability, moderate suitability and low suitability. So the 2405 KM2 of the province's area has low suitability, 4914 KM2 with moderate suitability and 281 KM2 has high suitability conditions.
Conclusion:
The comparison of results show that only 2 percent of the province has essentially the optimal conditions for proper landfilling and Mazandaran province is a region with strict restriction from this aspect. This study shows that the combination of GIS and AHP methods for application of regulatory requirements for limitation zone and the priority setting criteria can be considered as a suitable approach for siting urban landfills.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Analytic Hierarchy Process
  • Geospatial Information Systems
  • regulatory of Department of Environment
  • landfill
  • siting

Abdullah, M.M., Al-Jenaid, S., Zubari, W.K. and Al-Ali, J., 2019. An Integrated Method for the Selection of Optimum Locations for Landfilling Utilizing GIS: A Case Study of the State of Kuwait. Journal of Environmental Protection. 10, 260-275.

Abessi, O., and Saeedi, M., 2010. Hazardous waste landfill siting using GIS technique and analytical hierarchy process. Environment Asia, 3(2), 47-53.

Aksoy, E., and San, B. T., 2019. Geographical information systems (GIS) and multi-criteria decision analysis (MCDA) integration for sustainable landfill site selection considering dynamic data source. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(2), 779-791.

Asghari-Kaljahi, E., Barzegari, G., Azarmi, R. and Shahbazi, A., 2019. Site selection for Shahindezh city landfill using AHP and GIS. Geography and Planning, 22(66), 23-44. (In Persian with English abstract).

Badv, K., 2013. Engineering principles of solid waste landfilling. 136, urmia university, urmia.

Barzehkar, M., Dinan, N. M., Mazaheri, S., Tayebi, R. M., and Brodie, G. I., 2019. Landfill site selection using GIS-based multi-criteria evaluation (case study: SaharKhiz Region located in Gilan Province in Iran). SN Applied Sciences, 1(9), 1082. http://sci-hub.tw/10.1007/s42452-019-1109-9

Din, M.M., Jaafar, W.W., Obot, M.M., Obot, R.M.M., and Hussin, W.M.A.W., 2008. How GIS can be a useful tool to deal with landfill site selection. International symposium on geoinformatics for spatial infrastructure development in earth and applied sciences. (Vol. 57).

Fataei, E. and AleSheykh, A.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, 3(6), 145-158. (In Persian with English abstract).

Firuzi, M., Amanpour, S. and Mohammadi, A., 2011. Locate the burial site of municipal waste by using GIS: Case example of the city of Lamard. Advanced applied geology. 1 (1), 104-112. (In Persian with English abstract).

Ghajari, Y. E., Alesheikh, A. A., Modiri, M., Hosnavi, R., Abbasi, M., and Sharifi, A., 2018. Urban vulnerability under various blast loading scenarios: analysis using GIS-based multi-criteria decision analysis techniques. Cities, 72, 102-114.

Gholamalifard, M., and Omidipour, R., 2014. Siting MSW Landfill of Ilam City using Boolean and Weighted Linear Combination Procedures in GIS Environment. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 24(117), 143-156. (In Persian with English abstract).

Gorsevski, P. V., Donevska, K. R., Mitrovski, C. D., and Frizado, J. P., 2012. Integrating multi-criteria evaluation techniques with geographic information systems for landfill site selection: a case study using ordered weighted average. Waste management. 32(2), 287-296

Karimi, H., Amiri, S., Huang, J., and Karimi, A., 2019. Integrating GIS and multi-criteria decision analysis for landfill site selection, case study: Javanrood County in Iran. International Journal of Environmental Science and Technology, 16(11), 7305-7318.

Khan, D., and Samadder, S. R., 2014. Municipal solid waste management using Geographical Information System aided methods: A mini review. Waste Management & Research, 32(11), 1049-1062.

Khodaparast, M., Rajabi, A. M., and Edalat, A., 2018. Municipal solid waste landfill siting by using GIS and analytical hierarchy process (AHP): a case study in Qom city, Iran. Environmental earth sciences, 77(2), 52.

Khosravi, Y., Ashjaeai, H., 2017. Landfill Site Selection for Urban Hysteresis of Qazvin City using the AHP in ArcGIS Software. Human & Environment, 15(4), 51-63. (In Persian with English abstract).

Kontos, T. D., Komilis, D. P., and Halvadakis, C. P., 2005. Siting MSW landfills with a spatial multiple criteria analysis methodology. Waste management, 25(8), 818-832.

Kumar, S., and Hassan, M. I., 2013. Selection of a landfill site for solid waste management: an application of AHP and spatial analyst tool. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 41(1), 45-56.

Management and Planning Organization. (2017). Mazandaran: Statistic and information department.

Mirzaie, M., Mahini, A. S., and Mirkarimi, S. H., 2014. Site selection of landfill by using analytical hierarchy process (AHP) and technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) (Case Study: Landfill of Golpayegan township). Journal of Natural Environment. 67(1), 105-119. doi: 10.22059/jne.2014.51003 (In Persian with English abstract).

Rahmat, Z. G., Niri, M. V., Alavi, N., Goudarzi, G., Babaei, A. A., Baboli, Z., and Hosseinzadeh, M., 2017. Landfill site selection using GIS and AHP: a case study: Behbahan, Iran. KSCE Journal of Civil Engineering, 21(1), 111-118.

Ramesht, M., Hatamifard, R. and Mosavy, S. H., 2013. Site Selection of Municipal Solid Waste Disposal Using AHP Model and GIS Technique (Case Study: Kouhdasht City). Geography and Planning. 17 (44), 119-138. (In Persian with English abstract).

Saaty, T. L., 2008. Decision making with the analytic hierarchy process. International journal of services sciences, 1(1), 83-98.

Samari Jahromi, H. and Hosseinzadehasl, H., 2012. Landfill Site Selection in Bandarabbas by Analytical Hierarchy Process Model. Human & Environment, 10(22), 65-76. (In Persian with English abstract).

Shaeri, A. M. and Rahmati, A., 2011. Human environmental laws, regulation criteria and standards. Department of Environment. Iran.

Siddiqui, M. Z., Everett, J. W., and Vieux, B. E., 1996. Landfill siting using geographic information systems: a demonstration. Journal of environmental engineering, 122(6), 515-523.

Wang, G., Qin, L., Li, G., and Chen, L., 2009. Landfill site selection using spatial information technologies and AHP: a case study in Beijing, China. Journal of environmental management, 90(8), 2414-2421.