مقاله کاربرد نقشه های خاک برای تعیین مکان مناسب دفن زباله های جامد

بخشی از مقاله

چکیده

توجه به استعداد خاک در کاربریهای مختلف میتواند مهمترین رهنمون برای نوع استفاده از اراضی باشد. هدف از این پژوهش، همراهسازی دادههای مستخرج از نقشههای طبقهبندی اراضی با روش تصمیمگیری چندمعیاره به منظور تفسیر واحدهای اراضی برای محلهای دفن زباله بود

. به این منظور، چهار معیار محدودکننده شامل اراضی کشاورزی مرغوب - کلاس 1 و 2 در روش طبقهبندی اراضی - ، عمق آبزیرزمینی، اراضی سیلگیر و اراضی متفرقه و هشت معیار عامل شامل هدایت هیدرولیکی خاک، بافت خاک سطحی، عمق خاک، شوری خاک، سدیمیبودن خاک، شیب عمومی، فرسایش و سنگریزه خاک تحتانی از نقشه طبقهبندی اراضی دشت مرودشت انتخاب شدند.

پس از استانداردسازی، وزندهی و جمعبندی معیارها، نقشه واحدهای اراضی مناسب خاکچال بدست آمد. مقایسه نتایج حاصل از این روش با روش رایج زیستمحیطی مکانیابی خاکچال شهر مرودشت، نهتنها نشاندهنده تشابه اراضی مناسب بود، بلکه اراضی منتخب برپایه نقشه طبقهبندی به توان تولید و سودآوری خاکها نیز توجه داشتند. همچنین روش پیشنهادی، روشی سادهتر با صرف هزینه و زمان کمتر بود.

مقدمه

خاک از مهمترین منابع طبیعی است که افزون بر تأمین غذای بسیاری از موجودات زنده، پاسخگوی نیازهای دیگر انسان همچون حیات وحش، تفرجگاه و محل دفن مواد زاید نیز هست. در حال حاضر خاک به عنوان محیط دریافت و تصفیه مواد زاید، سادهترین و ارزانترین راه حل برای یکی از مهمترین مشکلات زیستمحیطی بشر، یعنی دفع مواد زاید جامد به شمار میرود. در شرایط پیچیده دنیای امروز با کشمکش موجود میان کاربریهای مختلف اراضی بهویژه در حاشیه شهرها، استفاده نامناسب از خاک باعث تخریب آن شده است

حاشیه شهرها محل تعارض میان کاربریهایی همچون کشاورزی و باغداری، احداث کارخانهها و مراکز صنعتی، گسترش شهرک و حاشیهنشینی و همچنین تخصیص مکان به دفن مواد زاید شهری و صنعتی است. برخی از این کاربریها میتوانند برای همیشه یا به مدت طولانی، خاک را برای تولید نامناسب سازند. این در حالی است که زمینهای اطراف بسیاری از شهرها برای کشاورزی و تولید غذا به عنوان نیاز اولیه بشر، بسیار مرغوبند. بنابراین توجه به این مسأله که در تخصیص کاربریهای مختلف به اراضی اطراف یک شهر باید اولویتهای اجتماعی، زیستمحیطی و اقتصادی در نظر گرفته شوند، لازمالاجراست. یک راه حل ساده برای رسیدن به این مهم، در نظر داشتن نقشههایی است که استعداد خاک را نشان میدهند.

زمان زیادی است که در ایران، تهیه نقشههای طبقهبندی اراضی توسط محققان موسسه تحقیقات خاک و آب آغاز شده است و نتایج این نقشهها در انتخاب مقدماتی اراضی قابل آبیاری استفاده میشود - ایوبی و جلالیان، . - 1385 همچنان که این نقشهها توانایی نشان دادن مناطق مستعد کشت را دارند، مناطق نامناسب را نیز نشان میدهند که ممکن است برای سایر کاربریها مانند دفن زباله مناسب باشند. بنابراین درصورتی که بتوان یک روش کمّی برای تفسیر این نقشهها در کاربری دفن زباله تعریف کرد، هم از تلاش پژوهشگرانی که بیش از نیمقرن برای تهیه این نقشهها زحمت کشیدهاند استفاده شده و هم ارزش خاک و اراضی برای کاربریهای مختلف در نظر گرفته شده است.

برای دفن زباله در خاکچالها بدون آسیب جدی به محیط زیست، نخست باید مکانی مناسب پیدا کرد. تاکنون مدلهای متعددی برای مکانیابی خاکچالها ارائه شده که میتوان این مدلها را به دو گروه مدلهای بهینهساز و مدلهای سازش پذیر تقسیم کرد. در بهینهسازی فرض میشود که اهداف متعدد یک مسأله میتواند بر پایه مقیاسی یکسان ارائه شود.

بدین ترتیب انتخاب گزینه بهتر از میان سایرین، میسر خواهد بود. آنالیز سود - هزینه، از جمله این مدلها هستند که مقیاس یکسانسازی ابعاد مختلف مسأله تصمیمگیری در آنها، مقیاس مالی است. با افزایش تعداد معیارها و ماهیت متضاد آنها در جایابی خاکچالهای دفن زباله، پژوهشگران به سمت استفاده از مدلهای سازشپذیر تمایل پیدا کردهاند - اسکندری و همکاران، . - 1393 این مسأله باعث شد که در دو دهه گذشته، روشهای تصمیمگیری چند معیاره 1 - MCDM - به طور گسترده و موفقیتآمیز در جایابی خاکچالها استفاده شوند

هدف از این پژوهش ارائه روشی برای تعیین مکان بهینه خاکچال دفن زبالههای شهری با استفاده از اطلاعات نقشه طبقه-بندی اراضی به تنهایی، در راستای سادهسازی مکانیابی، کاهش زمان مورد نیاز، قابلیت چند کاربری کردن نقشههای خاک و توجیه هزینههای تهیه آنها، همچنین ارائه روشی برای حل معضل نیاز به جمعآوری اطلاعات زیاد برای مکانیابی خاکچالها بود. برای آزمون روش پیشنهادی، مکانیابی خاکچال شهر مرودشت با این مدل ارزیابی و با روش متداول زیستمحیطی مقایسه گردید.

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه در این پژوهش، شهر مرودشت از استان فارس در نظر گرفته شد که از نظر موقعیت اجتماعی-تاریخی، اقتصادی و زیستمحیطی شرایط ویژهای دارد. تخت جمشید که یکی از مهمترین آثار باستانی کشور ایران محسوب میشود در این دشت قرار گرفته است. دشت مرودشت از پهناورترین و حاصلخیزترین دشتهای استان فارس بوده و کاربری عمده اراضی در آن کشاورزی است.

این درحالی است که سفره آب زیرزمینی در برخی مناطق این دشت بالاست. مرودشت دومین شهر پرجمعیت استان فارس است که در دهه اخیر رشد فزایندهای داشته و روستاهای زیادی نیز در اطراف آن قرار دارند. روش مدیریت پسماندهها در این شهرستان در حال حاضر روشی منسجمی نیست و تفکیک زبالهها در مبدأ انجام نمیشود. هرچند که تاکنون تنها از 50 درصد ظرفیت مکان فعلی دفن استفاده شده، لیکن به دلیل واقع شدن در نزدیکی کورههای آجرپزی و قرار گرفتن بر روی معدن رس بنا به درخواست سازمان محیطزیست، شهرداری مرودشت باید محل جدیدی را به دفن زباله اختصاص دهد.

نقشه طبقهبندی اراضی دشت مرودشت یّط مطالعات اجمالی دقیق منطقه درودزن به سال 1347 توسط موسسه تحقیقات خاک و آب به مقیاس 1/50000 تهیه شده است. سپس همراه با سایر نقشههای خاک استان فارس در پروژه سازمان جهاد کشاورزی این استان در سال 1387 بازبینی و رقومیسازی شده است

در این پژوهش از نقشه رقومی بازبینی و اصلاحشده منطقه استفاده شد. در این نقشه یک فرمول محدودیت برای هر واحد اراضی تعریف شده که نشان دهنده 18 خصوصیت مختلف از اراضی است. برخی از این ویژگیها میتوانند در تعیین مکان مناسب خاکچال اهمیت داشته باشند. بنابراین از میان ویژگیهای اراضی، 12 معیار مناسب انتخاب شدند. سپس معیارها به دو دسته محدودکننده و عامل تفکیک شد. در مرحله بعد تمام معیارها برپایه مقیاس یکسانی در دامنه صفر تا یک استاندارد شدند.

جدول 1، درجه تخصیص داده شده به کلاسهای مختلف این معیارها را نشان میدهد. معیارهای محدودکننده که هنگام استانداردسازی عدد صفر یا یک به آنها تعلق گرفت. به کمک این معیارها مناطق کاملاً نامناسب حذف و سایر مناطق برای مطالعه بیشتر باقی ماندند. نقشه معیارهای محدود کننده به کمک منطق بولین تهیه شد. این معیارها شامل چهار معیار اراضی کشاورزی مرغوب - کلاس 1 و 2 در روش طبقهبندی اراضی - ، عمق آب زیرزمینی، اراضی سیلگیر و اراضی متفرقه بودند.

معیارهای عامل شامل هشت معیار هدایت هیدرولیکی خاک، بافت خاک سطحی، عمق خاک، شوری خاک، سدیمی بودن خاک، شیب عمومی، فرسایش و سنگریزه خاک تحتانی در نظر گرفته شدند.

جدول -1 درجه تخصیص یافته به کلاسهای معیارها به منظور استانداردسازی آنها و وزن نهایی هر معیار در مکانیابی خاکچال*

*به منظور شناخت تعریف کلاسهای هر معیار و واحد اندازهگیری آنها به نشریه 205 موسسه تحقیقات خاک و آب مراجعه شود.

سپس وزن مناسب در راستای تعیین مکان مناسب خاکچال بهداشتی به هر یک از معیارهای عامل اختصاص یافت. هدف از وزندهی به معیارها، تعیین اهمّیّ ت هر معیار نسبت به معیارهای دیگر در راستای هدف مسأله است. مرتبسازی معیارها در یک نظم ترتیبی، سادهترین روش تعیین اهمّیّت آنهاست. در این پژوهش، به روش رتبهبندی کمیت مورد انتظار2 به معیارهای عامل با استفاده از معادله زیر وزندهی شد:

که در آن Wk معرف وزن استاندارد شده برای معیار kام، n تعداد معیارهای مورد نظر و k بیانگر موقعیت رتبهای هر معیار است. این روش وزندهی در مقایسه با روش رتبهبندی مجموع3 به معیارهایی که در مرتبه بالاتری قرار گرفتهاند، وزن بیشتری اختصاص میدهد.

روش وزندهی و مقدار وزن اختصاصیافته به معیارها بستگی اهمّیّتشانبه در مکانیابی خاکچال و چگونگی تغییرات آنها در منطقه مورد مطالعه دارد. به عنوان مثال در این پژوهش، دو معیار شوری خاک و هدایت هیدرولیکی خاک تحتانی در اولویت اول قرار داده شدند. چراکه هدایت هیدرولیکی در جلوگیری از آلودگی سفرههای آب زیرزمینی موثر است. بویژه در شرایطی مانند شهرستان مرودشت که سطح آب زیرزمینی بالاست و امکان آلودگی سفرههای آب وجود دارد.

همچنین، استفاده از منابع آب زیرزمینی برای کشاورزی در این شهرستان، میتواند آلودگی را به راحتی به سایر اراضی منتقل سازد. اراضی شور نیز به دلیل عدم سودآوری در کشاورزی مکان مناسبی برای کاربریهای غیر کشاورزی مانند خاکچال به شمار میآیند. رفتار خاک-های سدیمی نیز مانند اراضی شور است. بنابراین، این معیار پس از دو معیار اول بیشترین اولویت را داشت. بویژه آنکه در خاکهای ایران اثر شوری بر سدیمی بودن خاک غالب است. از آنجا که شیب اراضی و عمق خاک در منطقه مورد مطالعه تغییرات چندانی نداشتند،در درجه اهمّیّت اندک قرار گرفتند. همچنین حضور سنگریزه تحتانی در تعداد اندکی از واحدهای اراضی منطقه گزارش شده است. وزن اختصاص داده شده به هر یک از معیارهای تصمیمگیری بر پایه منطق ذکر شده در جدول 1 ارائه شده است.

پس از تعیین ارزش استاندارد شده و وزن هر معیار، با استفاده از جمع ورودیهای وزندار 4 - SAW - ، ارزش شاخص ترکیبی برای هر پیکسل از منطقه مشخص شد.