بخشی از مقاله
قابلیت سنجی بکارگیری تکنیک AHP و GIS در بررسی معیارهای مؤثردر مکانیابی محل دفن پسماندها
چکیده
گسترش بیرویه شهرها و در نتیجه افزایش جمعیت شهری در کشور بویژه در سالهای اخیر موجب افزایش بیش از پیش مصرف و در نتیجه افزایش تولید انواع پسماند در مناطق شهری گردیده است و با چنان سرعتی در حال افزایش است که علیرغم پیشرفت علوم و فناوری، مدیریت آنها به یک مسئله بغرنج تبدیل شده است. از این نظر انتخاب یک محل مناسب برای دفن پسماندها و ارائه توجیه منطقی در ارتباط با فرآیند مکانیابی نیازی است که همواره احساس میشود. بطور کلی یک محل دفن باید در مکانی استقرار یابد که از جهات گوناگون اعم از محیط زیستی، اجتماعی و اقتصادی کمترین ضرر را به وجود آورد. در این راستا فرایند تحلیل سلسه مراتبی جزو روشهای چند معیاری که با شناسایی و اولویت بندی عناصر تصمیمگیری شروع میشود؛ میتواند به کمک سامانه اطلاعات جغرافیایی جهت مکانیابی محل دفن پسماندها بکار رود. بدین منظور در منطقه شاخصهای مختلفی باید در نظر گرفته شود، از جمله این شاخصها میتوان به متغیرهای محیط زیستی (محیط فیزیکی، زیستی، اقتصادی-اجتماعی و فرهنگی منطقه) و متغیرهای دسترسی(دسترسی به محل دفن، دسترسی به شهرها) اشاره نمود. در این روش پس از بررسی معیارهای مهم جهت مکانیابی محل دفن پسماند، تمامی اثرات در محیط GIS بصورت کمی در آمده و سپس با بررسی معنی دار اثرات، مکان مناسب جهت احداث محل دفن پسماند بررسی میشود. در نهایت با تعیین محدوده های قابل قبول برای هریک از پارامترهای ذکر شده، نقشه های مورد نیاز تهیه و با منطق بولین تفکیک مناسب و نامناسب مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیردو نهایتاَ نقشه مکان مناسب برای دفن پسماندهای شهری حاصل میگردد.
واژه های کلیدی
پسماند، مکانیابی، محل دفن،AHP، GIS
مقدمه
یکی از مشکلات موجود در قرن حاضر افزایش رشد جمعیت میباشد که این افزایش جمعیت مشکلات زیادی را برای بسیاری از کشورهای دنیا و از جمله ایران بوجود آورده است. یکی از این مشکلات افزایش تولید پسماند است. عمل جمع آوری پسماند با تاریخچه ای بیش از 6000 سال از فعالیتهایی است که بشر را ملزم به رعایت ضوابط و مقررات کرده است. امروزه با توجه به افزایش آلودگیهای زیست محیطی؛ تولید روز افزون پسماند و چگونگی دفع مناسب آنها از چالشهای زیست محیطی عمده جوامع انسانی بوده و مدتی است که دفن بهداشتی پسماند مورد توجه بسیاری از محققان، دانشمندان و برنامه ریزان قرار گرفته است. این مشکل در مناطق شهری و پر جمعیت بعلت کمبود زمینهای مناسب جهت دفن پسماند باعث گردیده که زمینهای دفن در فواصل دوری از شهر قرار گرفته و در نتیجه هزینه عملیات و نگهداری آنها بطور چشمگیری افزایش یابد. در دهههای اخیر با پیشرفت فناوری مدیریت جامع مواد زاید جامد شهری، از روشهایی نظیر بازیافت، تیمار بیولوژیکی، تیمار حرارتی و دفن بهداشتی استفاده شده است. اگر ترکیبی از فناوریها و سیاستهای کاهش تولید مواد زاید استفاده شود، وجود مکان مناسب برای دفن بهداشتی پسماندها در سیستم مدیریت مواد زاید جامد ضروری است.
دفن بهداشتی، عملیات مهندسی خاصی است که بر اساس آن پسماندها را چنان در خاک مدفون میکنند که لایه بندی و پوشش آن هیچ زیانی به محیط زیست انسان و سایر موجودات نرساند. طی این عملیات حجم پسماندها به حداقل ممکن میرسد و در پایان روز لایه های پسماند بطور صحیح با خاک پوشانده میشود.[1] در این روش مواردی چون بو، دود، آلودگیهای خاک و آبهای زیرزمینی و سطحی به حداقل ممکن میرسد. و مهمترین عامل آلودگی یعنی شیرابه کنترل میگردد. این روش بعنوان معمولترین روش دفع پسماندهای شهری در اغلب مناطق دنیا محسوب میشود. انتخاب محل مناسب جهت دفن مواد زاید جامد میتواند از اثرات نامطلوب اکولوژیکی و اجتماعی- اقتصادی جلوگیری کند. مکانیابی محل دفن پسماند نیازمند تجزیه و تحلیل دادههای مکانی، قوانین و معیارهای قابل قبول است.
در رابطه با مکانیابی سایت دفن بهداشتی پسماند پارامترهایی از جمله جهت وزش بادغالب، جنس و نوع خاک در سایت، سطح سفره آب زیرزمینی، خطوط انتقال نیرو، جاده های دسترسی، منابع تأمین آب، فاصله سایت تا شهر، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و ... در نظر گرفته میشود.[2] با توجه به این پارامترها نقطه مورد نظر شناسایی و مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد و طی بازدیدهای میدانی و عملیات صحرایی این نقاط برروی طبیعت، شناسایی و GPS گذاری میشوند.
تاکنون در کشور عملیات مکان یابی محل دفن پسماندها، صرفاً بر اساس بازدیدهای صحرایی و بررسی عکس های هوایی قدیمی انجام می گرفت، بنابراین بسیاری از معیارها نادیده انگاشته شده و از نظر فنی نیز، عملیات مستلزم صرف زمان بوده و نتایج به دست آمده نیز دقت قابل قبولی نداشتند.[3] در حالی که به کار بردن معیارهای بیشتر و مؤثر بر هدف، صرف زمان کمتر، افزایش دقت نتایج، استفاده از نظرات کارشناسان به صورت گروهی و انفرادی، تولید، استفاده و استخراج داده های رقومی از مزایای استفاده از GIS میباشد. نتایج نشان میدهند که AHP به همراه GIS، میتواند بعنوان ابزاری قدرتمند و کارآمد در مکان یابی محل دفن پسماندها مورد استفاده قرار بگیرد. بدین منظور سه دسته معیارهای فیزیکی، زیستمحیطی و اجتماعی- اقتصادی برای مکانیابی محل دفن مورد ارزیابی قرار میگیرند.[4] هرکدام از این معیارها تحت عنوان لایههای اطلاعاتی مختلف مانند نقشههای شیب، منابع آب سطحی و زیر زمینی، کاربری اراضی، مناطق مسکونی، اراضی کشاورزی، خطوط انتقال نیرو و آب، چاهها و چشمهها، گسلها، نفوذپذیری آب، صنایع، دشتهای سیلابی، فاصله از شهر و مراکز تولید، راههای ارتباطی و قابلیتدید از جادهها و مناطق مسکونی میباشند. سپس این لایهها با استفاده از دو روش استادنداردسازی از طریق منطق بولین و فازی مورد بررسی قرار گرفته و وزندهی لایههای اطلاعاتی بدست آمده از روش استانداردسازی فازی با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی انجام میگیرد. در نهایت، رویهمگذاری نقشه-های حاصل از منطق بولین نشان میدهد که کل یک منطقه برای استقرار محل دفن نامناسب میباشد یا خیر.[5]
مکان یابی محل دفن پسماندها بـدلیل وجـود معیارهـای مـوثر زیاد فرآیندی پیچیده و مشکل میباشد. آلودگیهـای هـوا، آب و خاک ناشی از عـدم مـدیریت صـحیح و عـدم انتخـاب جایگـاه مناسب جهت دفن مشکلاتی را برای محیط زیست شـهروندان ایجاد میکند. به همین علـت جهـت کـاهش پیامـدهای منفـی پسماندها استفاده از ابزارها و فناوریهـای مناسـب ضـروری مـی باشــد. پســماندها و مشــکلات زیســت محیطــی و هزینــه هــای سنگین مربوط به مدیریت آنها، یکی از مشـکلات مهمـی اسـت که بدون تردید هر کشوری با آن دست به گریبان است. تنها راه حل دفع مشکلات موجود در بخش پسماندها، مدیریت صـحیح است که بر اساس اصول مهندسی پایه ریزی شده باشد و شامل مباحــث اقتصــادی، اجتمــاعی و برنامــهریــزی باشــد.[6] عمــده کشـورها جهــت دفــع ایــن مـواد زایــد از روش دفــن بهداشــتی استفاده میکنند. مهمترین مرحله در ایـن روش، انتخـاب محـل مناسب جهت دفن است. عـدم توجـه بـه انتخـاب مکـان دفـن پسماند میتواند اثرات و صدمات جبران ناپذیری را به منـابع آب و خاک منطقه وارد نماید. مکان یابی جایگاه های مناسب دفـن پسماند از اقدامات مهم در فرایند مـدیریت جـامع پسـماندهای جامد شهری است.[7]
مواد و روش
مواد زائد جامد، جزء جدایی ناپذیر زندگی انسان بوده و تولید انواع این زایدات در کمیت و کیفیت پسماندهای مختلف یکی از مهم ترین معضلات زیست محیطی عصر حاضر است. منابع تولید مواد زاید جامد شهری را می توان بر حسب کمیت و کیفیت مواد زاید تولیدی طبقه بندی نمود. طبقه بندی زیر بر حسب کیفیت مواد زاید تولیدی در یسک شهر انجام شده است: -1 خانگی -2 تجاری -3 صنعتی -4 بهداشتی و درمانی. -5 مناطق باز -6 ادارات دولتی-7 فعالیتهای ساختمانی.
در مراجع خارجی معمولاً مواد زاید شهری را به دو دسته عمده تجاری و خانگی تقسیم میکنند. در این کشورها، سرویس خدمات شهری و یا آژانس های جمع آوری مواد زاید شهری منحصرا مواد تجاری و خانگی را جمع آوری می کنند. مواد زاید بیمارستانی و صنعتی و نخاله های ساختمانی که دارای مواد زاید مشابه خانگی نیستند جدا جمع آوری و دفن می شوند. در ایران بافت شهرها طوری است که به سادگی نمی توان بین کاربری های مختلف یک مرز معین را مشخص کرد. جدول (1) تأسیسات متداول تولید، فعالیتها و مناطق مربوط به هریک از منابع هفتگانه شهری را نشان می دهد.[8]
بطور کلی میتوان گفت مواد زاید فسادپذیر شامل پسماندهای مواد غذایی و مواد زاید مراکز بهداشتی و درمانی است. این مواد به سرعت در محیط تجزیه شده و اغلب تولید بوی زننده می کنند. به همین دلیل هم نوع ذخیره و تناوب جمع آوری این نوع مواد از حساسیت قابل توجهی برخوردار است. گروه غیر قابل فسادپذیر شامل آشغال( کاغذ، مقوا، پلاستیک، منسوجات، لاستیک، چرم و چوب و مبلمان و اضافات باغبانی) مواد زاید خطرناک (غیراز مواد زاید ویژه بیمارستانی) خاکروبه، خاکستر و مواد باقیمانده، نخاله های ساختمانی و وسایل اسقاطی است که به این مواد اصطلاحا مواد خشک گویند و در اینصورت مواد فسادپذیر مواد تر نامیده میشوند.[8] اجزاء تشکیل دهنده مواد زاید جامد شهری را میتوان بصورت زیر به 14 جزء تقسیم کرد:
مواد زاید غذایی، کاغذ، مقوا، پلاستیک، منسوجات، لاستیک، چرم، مواد باغبانی، چوب، شیشه، قوطیهای قلعی، فلزات آهنی و غیرآهنی، خاکروبه و خاکستر، آجر و غیره.
درکشورهای صنعتی عموماً تجزیه فیزیکی براساس تقسیم بندی صورت میگیرد. درصد اجزاء تشکیل دهنده مواد زاید جامد نسبت به منطقه، شرایط اقتصادی و اجتماعی مردم، موقعیت جغرافیایی و آب و هوای منطقه، فصول سال، میزان بازیافت قانونی و غیر قانونی متغیر است. [8] روش بررسی روش ارزیابی فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) جزو روش های چند معیاری می باشد که با شناسایی و اولویت بندی عناصر تصمیم گیری شروع می شود. این عناصر شامل هدف, معیار ها یا مشخصه ها، و گزینه های احتمالی می باشند. در این راستا اولین قدم در فرآیند تحلیل سلسله مراتبی تشکیل درختچه سلسله مراتبی می باشد که این عناصر در آن مشخص باشند. سایر مراحل بصورت زیر می باشند:
• محاسبه وزن معیارها و احتمالا“ زیر معیار ها
• محاسبه وزن گزینه ها
• محاسبه امتیاز نهایی گزینه ها
• بررسی سازگاری منطقی قضاوت ها
شکل :1 درختچه سلسله مراتبی معیارهای روش AHP
بمنظور تعیین مکان های مناسب دفن پسماند، ابتدا معیارهای تاثیرگذار بر انتخاب محل دفن پسماندها شناسایی شده، سپس به استخراج این معیارها از مراجع مورد تایید و قابل استناد خارجی و داخلی همچون EPA، British Colombia، سازمان حفاظت محیط زیست کشور، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور و برخی گزارشات منتشر شده توسط دانشگاه ها و برخی از مهندسین مشاور پرداخته میشود.
آنگاه بر اساس تکنیک های تصمیم گیری چند معیاری MCDM و با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی AHP، مسأله بر اساس معیارهای لازم و تاثیرگذار، به اجزاء کوچکتر و سطوح مختلف تقسیم میشود. بعد از ایجاد سلسله مراتب، معیارهای فرعی رده بندی شده، سپس اهمیت نسبی این رده ها تعیین میشود به عنوان مثال شیب آبی یکی از معیارهایی است که در مکان یابی برای انتخاب محل دفن پسماندها، مورد توجه قرار میگیرد. شیب آبی از معیارهای تاثیرگذار بر سرعت آب زیرزمینی است. لذا هر چه مقدار آن بیشتر باشد، در صورت نشت شیرابه به منابع آب زیرزمینی، آلودگی با سرعت بیشتری منتشر می شود. بنابراین محل احداث مدفن، در مناطقی انتخاب می شود که میزان شـیب آبی بسیار کم باشد.[9]
ارزیابی این معیارها به صورت زوجی میتواند به وسیله تصمیم گیرندگان و یا طراحان مسئله صورت گیرد. نحوه انجام مقایسه های زوجی به این ترتیب است که اجزا به صورت زوجی و بر اساس یک معیار با هم مقایسه میشوند. برای انجام این مقایسه ها از روش ماتریس مربع استفاده شده است
مرحله بعد در روش AHP تلفیق قضاوت ها می باشد. بدین معنی که باید عملیاتی را انجام داد که از طریق آن عددی به دست آید (اوزان) که نمایانگر اولویت هر عنصر باشد. در این راستا بطور معمول برای محاسبه اوزان از روش ساتی (Saaty,1980) استفاده میگردد. در این روش، ابتدا ماتریس حاصل از مقایسه ها به هنجار شده اند. یعنی آنکه مقادیر هر ستون جداگانه جمع شده و سپس هر عنصر ماتریس بر حاصل جمع ستون مربوطه، تقسیم میشوند. در مرحله بعد آرایه های هر سطر ماتریس را با هم جمع نموده و بر تعداد آرایه های سطر تقسیم شده اند. پاسخ به دست آمده یک ماتریس ستونی خواهد بود که آرایه های آن، ارزش (وزن) معیارهای مقایسه شده می باشد. در ادامه جهت جلوگیری از اعمال سلایق و قضاوت های تصادفی به محاسبه نسبت سازگاری صلش. پرداخته میشود. این نسبت، صحت و سلامت قضاوت ها را مشخص می کند.
سامانه اطلاعات جغرافیایی((GIS نیز بعنوان یک نظام منسجم از سخت افزار، نرم افزار و داده ها این امکان را به کاربر میدهد تا داده های وارد شده به رایانه، ذخیره، تجزیه و تحلیل، انتقال، ارزیابی و بازیابی شده و بصورت اطلاعات نقشه ای، جدولی و مدلی از پهنه های جغرافیایی منتشر شوند. این سیستم یک فن یا ماشین ابزاری است که می توان از آن در شناسایی داده ها (نقشه سازی موضوعی)، تجزیه و تحلیل و تفسیر و جمع بندی داده ها، ارزیابی توان اکولوژیکی و نیاز اقتصادی اجتماعی برای استفاده انسان از سرزمین، تغییرات محیط زیست، شناخت تخریبها، ضایعات و آلودگیها و از همه مهمتر برنامه ریزی منطقه ای یا به اصطلاح امروزی آن در برنامه ریزی محیط زیست که در برگیرنده تمامی موارد یاد شده در بالا است از آن بهره جست. GIS پلی بین پایگاه داده های منابع و مدیریت است. سامانه اطلاعات جغرافیایی یک سامانه اطلاعاتی در رابطه با داده های مکان دار (جغرافیایی) می باشد. در نگاهی وسیع و عمومی اینچنین سامانه ها ابزارهایی جهت پردازش داده های مکان دار و تبدیل آنها به اطلاعات جهت استفاده در تصمیم گیریها هستند. روش رقومی تشریح هندسی و موضوعی پدیده ها موجبات انتخاب و دسته بندی پدیده ها را از دیدگاههای مختلف میسر می سازد. داده ها می توانند از دیدگاههای مختلف مورد پرسش و تجزیه و تحلیل قرار گیرند؛ نظیر مالکیت، شبکه آب رسانی، فضای سبز، آمار جمعیت، کاربری زمین، طراحی راههای عبور و مرور. نتایج این پرسش و تجزیه و تحلیلها می توانند به صورت های نقشه، جدول یا گزارش ارائه شوند.
نتایج
در فرایند مکان یابی می بایست معیارهای مختلفی مورد ملاحظه قرار گیرد، بنابراین کاربرد روش هایی نظیر AHP و GIS که قادر به تامین معیارهای مورد نظر باشند، ضروری است. در ادامه معیارهای لازم در فرایند مکانیابی محلهای دفن پسماند بررسی شده اند.
توپوگرافی یا بعبارت دیگر وضعیت پستی و بلندی زمین علاوه بر تأثیر روی عوامل اقلیمی مانند دما، بارندگی، باد و غیره برروی مسایل زیستی نیز تأثیر عمده ای دارد و به همین دلیل در پروژه های مختلف تأثیرگذار است و لذا پروژه دفن بهداشتی که مربوط به خدمات شهری است باید این عوامل کاملا مطالعه و بررسی گردد و طراحی ها با در نظر گرفتن عوامل توپوگرافی منطقه انجام پذیرد. بطورکلی مساحت زمین موردنیاز به درصد تراکم مواد در محل دفن، ضخامت مواد در محل دفن و میزان تولید زایدات بستگی دارد. از لحاظ اقتصادی باید درحد امکان زمینی را برای دفن در نظر گرفت که جوابگوی نیازهای بلندمدت شهر باشد (بیشتر از 20 سال) دفن بهداشتی عبارت است از محصورکردن در زمین. بنابراین عملیات دفن باید طوری انجام شود که ها در محفظه-های کاملاً بسته قرار گرفته و از محیط اطراف جدا شوند. با این تعریف متوجه می شویم که جایگاهها را از نظر نوع عملیات می توان دو گروه تقسیم کرد: -1 مناطق خشک. -2 مناطق مرطوب. در مناطق مرطوب مشکل اصلی کمبود زمین مناسب برای دفن می باشد. و برعکس در مناطق خشک که سطح آبهای زیرزمینی پایین است بنابراین در مناطق مرطوب باید از روش سطحی و در مناطق خشک از روش ترانشه ای برای دفن بهداشتی استفادده کرد.
فاصله محل تا شهر حدود6 تا20 کیلومتر پیشنهاد میگردد. زیادی فاصله موجب پرداخت هزینه گزاف حمل و نقل و نزدیکی زیاده از حدآن از نظر آلودگی محیط زیست اصولی به نظر نمیرسد. بدیهی است در بسیاری از موارد شرایط و مناسبات محلی ایجاب میکند تا این فاصله با توجه به قدرت اقتصادی و رعایت هرچه بیشتر مسایل زیست محیطی منطقه کم و زیاد شود.[10]
وجود حصار در اطراف محل دفن، عدم مجاورت محل با مسیل و عدم چرای احشام در محل دفن از خصوصیات ضروری یک محل دفن است بطورکلی وجود حصار در اطراف زمین مانع پراکنده شدن های سبک به اطراف میشود. حصارکشی، محدوده دفن را مشخص میکندو حیوانات را از آن محل دورنگاه میدارد. جاده های دسترسی به جایگاه دفن باید طوری ساخته شوند که در تمامی فصول سال و در تمام شرایط آب و هوایی قابل استفاده باشند و کامیونها بتوانند در آنها تردد کنند. اگر محل دفن در مسیل قرار داشته باشد. ها به منابع آب سطحی سرازیر میشود و در نهایت محیط زیست را آلوده میکند. جلوگیری از چرای حیوانات، احشام و پرندگان در محل دفن از پراکندگی آلودگی و در نهایت انتقال آن به انسان و محیط او جلوگیری میکند.
