بخشی از مقاله
چکیده:
در مناطق خشک و کویری که رودخانها اکثراً فصلی بوده و منابع آب سطحی نیز ناچیزند استفاده از آبهای زیر زمینی قابل توجه بوده و از حد اعتدال فراتر رفته تا حدی که میزان برداشتهای سالیانه بسیار بیشتر از تغذیه سالیانه آبخوانها میباشد. این امر باعث افت شدید سطوح ایستابی در آبخوانها و بیلان منفی در تعادل آبهای زیر زمینی شده است. استان خراسان جنوبی و حوضه آبریز بیرجند نیز از این قاعده مستثنی نیست.
در مطالعه حاضر با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی - FAHP - ، به مکانیابی مناطق مناسب جمع آوری آب باران جهت تغذیه سفرههای زیر زمینی پرداخته شد. با ترکیب منطق فازی و روش تحلیل سلسلهمراتبی، وزنهای معیارهای تصمیمگیری محاسبه شده و لایههای رستری معیارها نیز با استفاده از توابع عضویت فازی به ارزشهای فازی تبدیل شدند.
پس از تأثیر وزنهای مربوطه در لایههای مورد نظر آنها را با هم همپوشانی - Overlay - نموده و لایه نهایی حاصل شد. با طبقهبندی لایه نهایی به کلاسهای ضعیف، متوسط، نسبتا خوب، خوب و بسیار خوب به ترتیب 3,25، 24,2، 38,23، 28,35 و 5,99 از کل سطح دشت در این طبقات قرار گرفتند. از غرب دشت به سمت شرق آن بر استعداد مناطق در جمع آوری آب باران افزوده میشود و بهترین مناطق در نوار جنوبی و مرکز دشت واقع شدهاند.
مقدمه:
درک صحیح از پتانسیل منابع آبهای زیرزمینی از جهت مدیریت و استفاده مکرر از آن بسیار مهم میباشد
مشخص نمودن مناطق مستعد بر اساس تجربه و یا با استفاده از روشهایی نظیر مطالعات ژئوفیزیکی، اگرچه می تواند راهکار مناسبی در این مورد باشد، اما از آنجایی که این در این روشها بر روی یک پارامتر، تأکید می شود با مشکلاتی همراه است.
سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - به دلیل توانایی مدیریت حجم عظیمی از دادهها با منابع متفاوت، در این خصوص بسیار مناسب میباشد. از جهت افزایش دقت و انعطاف پذیری در قضاوتها به منظور یافتن بالاترین پتانسیل تغذیه طبیعی GIS می تواند توام با منطق FAHP مورد استفاده قرار گرفته و ابزاری قدرتمند را برای حل و تصمیم-گیری ارائه دهد
منطق فازی نیز اولین بار توسط لطفی زاده برای بیان حالت زبانی فرایند تصمیمگیری به منظور حل قضاوتهای مبهم، گنگ و نامشخص بشر مانند سیستم کنترل و مکان یابی ارائه گردید. مهمترین نقص منطق فوق، یکسان در نظر گرفتن وزن لایههای اطلاعا تی مورد استفاده بدون توجه به اهمیت ضریب زیست محیطی آن میباشد
با کاربرد توام منطقهای AHP و فازی علاوه بر در نظر گرفتن مزیتهای هر دو روش، میتوانیم با ارائه یک ساختار قابل درک بین تصمیمگیری چند معیاره و ایجاد ساختار مرتبه ای مستقل قابل فهم، معایب فوق را رفع نماییم. منطق FAHP تفکرات بشری را در استفاده از اطلاعات تقریبی و نامطمئن برای تصمیمگیری بازتاب داده و میتواند بیشترین انعطاف در قضاوت و واقعیترین و بهترین رابطه بین معیارها و متغیرها را ارائه کند
هدف از این تحقیق تعیین مناسبترین مکانهای جمعآوری آب باران جهت تغذیه سفرههای زیرزمینی و بهبود وضعیت آبخوانداری منطقه با استفاده از فرآیند FAHP و GIS میباشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه
حوضه آبریز بیرجند که یکی از زیر حوضه های کویر لوت محسوب می شود، به عنوان مهمترین دشت جنوب خراسان در شرق کشور و در فاصله 480 کیلومتری جنوب شهر مشهد، با مختصات 34 و 32 تا 8 و 33 عرض شمالی و 41 و 58 تا 44 و 59 طول شرقی واقع شده است
شکل - : - 1 موقعیت دشت بیرجند
چارچوب تحقیق
تشکیل ساختار سلسلهمراتبی اولین گام از روش تحلیل سلسلهمراتبی - AHP - میباشد این امر مسائل پیچیده با چندین معیار تصمیمگیری را به مسائل سائل ساده و قابل حل مبدل میسازد. در این ساختار درختی هدف تحقیق در بالاترین سطح قرار میگیرد و در سطوح بعد معیارها و زیرمعیارهای تصمیمگیری واقع میشوند.
معیارهای تأثیرگذار بر مکانهای مناسب جمعآوری آب باران که در این تحقیق در نظر گرفته شدند عبارتند از: بارندگی منطقه، کاربری اراضی، عمق و بافت خاک، زهکشی دشت، شیب، فاصله از مناطق مسکونی و فاصله از زراعتهای آبی و دیم. با توجه به این که اثر تمام معیارها بر روی تحقق هدف تحقیق یکسان نمیباشد ابتدا میزان اهمیت - وزن - هر معیار با استفاده از روش تحلیل سلسلهمراتبی فازی - FAHP - ارائه شده توسط باکلی - کوره پزان دزفولی، - 1384 محاسبه شد.
جهت محاسبه وزن معیارها باید ماتریس مقایسه زوجی آنها را تشکیل داد و برای تشکیل ماتریس مقایسه زوجی معیارها، آنها را دو به دو با هم مقایسه کرده و سپس متغیرهای زبانی با استفاده از جدول1 به اعداد فازی تبدیل شدند.
جدول -1 اعداد فازی متناسب با متغیرهای زبانی
پس از تشکیل ماتریس مقایسه زوجی معیارها، با استفاده از روش پیشنهادی باکلی وزنهای معیارها به شرح زیر تعیین شدند. اگر ماتریس مقایسه زوجی به شکل R=[ - aij,bij,cij,dij - ] تعریف شود آنگاه:
: ai حاصلضرب مقادیر مینیمم اعداد فازی در سطر i ام ماتریس مقایسه زوجی به طریق مشابه مقادیر bi و b، ci و c و di و d که عبارتند از: حاصلضرب مقادیر دوم، سوم و ماکزیمم اعداد فازی در سطر i ام ماتریس مقایسه زوجی نیز محاسبه شدند.
با توجه به این که معیارهای مختلف، مقیاسهای اندازهگیری متفاوتی دارند بنابراین برای روی هم اندازی و همپوشانی آنها لایههای اطلاعاتی رستری آنها با استفاده از توابع عضویت فازی به ارزشهای فازی بین صفر و یک تبدیل شدند. توابع عضویت فازی توابعی هستند که هر کدام از دادههای خام را از مجموعه کلاسیک به یک ارزش فازی از مجموعه فازی 1]،[0 نگاشت میکنند
با روی هم اندازی لایههای رستری فازی تک تک معیارهای تصمیمگیری، میزان ارزش هر پیکسل از سطح دشت که نشان دهنده میزان استعداد آن پیکسل در جمع آوری آب باران جهت تغذیه آبخوان میباشد مشخص میشود. جهت انجام این کار پس از ضرب لایههای اطلاعاتی معیارها در وزنهایشان، این لایهها با استفاده از عملگر جمع جبری فازی - رابطه - 1 و در محیط Raster Calculator از نرمافزار GIS 9.3 با هم ترکیب شده و لایه اطلاعاتی نهایی حاصل شد.
بحث و نتایج
میزان اثر پارامترهای مختلف تصمیمگیری در تحقق هدف مورد نظر یکسان نبوده و با استفاده از روش FAHP باکلی برآورد شدند که در جدول1 ارائه شدهاند.
