مکان ‌یابی محل دفن پسماند با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) و روش همپوشانی فازی (مطالعه موردی: شهرستان بیرجند)

مقدمه: به موازات افزایش جمعیت و رشد صنعت و کشاورزی، میزان تولید انواع پسماندهای انسانی، صنعتی و کشاورزی نیز افزایش می‌یابد. در صورتی که پسماندها به درستی دفع نشود موجب آلودگی محیط زیست و منابع آب می‌شود. یکی از روش های متداول دفع پسماند دفن آن در زباله‌گاه است. ازجمله چالش های اساسی این روش پیدا کردن یک محل مناسب برای دفن پسماند است؛ زیرا انتخاب محل مناسب برای دفن پسماندها به معیارها و عوامل مختلفی وابسته است. استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) و روش های تصمیم گیری چندمعیاری ابزاری موثر و کارآمد برای مواجهه با این چالش است. هدف از انجام این پژوهش استفاده از gis و روش همپوشانی فازی برای مکانیابی محل دفن پسماندهای شهری و صنعتی عادی و ویژه شهرستان بیرجند است. در این پژوهش برای اولین بار از لایه‌های اطلاعاتی (داده‌های مکانی) مناطق تغذیه کننده آبخوان، حریم های نقطه ای چاه‌های آب شرب و مادر، مظهر و میله های قنات ها و چشمه‌ها در استان خراسان جنوبی استفاده شده است. مواد و روش ها: در این پژوهش به مکانیابی محل دفن پسماندهای شهری و صنعتی عادی و ویژه با ترکیب gis و توابع همپوشانی فازی پرداخته شد. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق شهرستان بیرجند مرکز استان خراسان جنوبی می‌باشد. در روش همپوشانی فازی، بازه ای از مقادیر بین صفر و یک می‌توانند برای بیان درجه یا میزان ارزش اعضای یک مجموعه مورد استفاده قرار گیرند. در این پژوهش از معیارهای محیط زیستی، زمین شناسی، زیرساختی و منابع آبی که هر کدام شامل چندین زیرمعیار است استفاده شد. پس از تهیه داده‌های موردنیاز در فرمت شیپ فایل، لایه فاصله از عارضه با استفاده از روش فاصله اقلیدوسی (euclidean distance) در نرم‌افزار arcmap برای هر یک از این داده ها ساخته شد. سپس با استفاده از کدنویسی در محیط پایتون، لایه‌های فاصله از عرضه به صورت فازی استانداردسازی شدند. مبنای فازی‌سازی این لایه ها قوانین و ضوابط مطرح شده در دستورالعمل ارزیابی فنی دفن پسماندهای عادی و ویژه سازمان محیط زیست بود. در نهایت با استفاده از لایه‌های فازی آماده شده و توابع همپوشانی فازی شامل and،or،sum، product و gamma لایه‌ نهایی مکان‌های مناسب دفع پسماندهای شهری و صنعتی عادی و ویژه ساخته شد. نتایج و بحث: عملیات همپوشانی نشان داد توابع or و sum نتایج مناسبی برای تصمیم گیری فازی ارائه نمی‌دهند. نتایج توابع and، product و gamma بر اساس میزان خطر دفن پسماند در هر منطقه برای محیط زیست و منابع آب به پنج طبقه شامل خطر بسیار زیاد، زیاد، متوسط، کم و خیلی‌کم تقسیم شد. بر این اساس مساحت مناطق با خطر دفن بسیار زیاد در همه توابع یکسان بود. تابع and کمترین مساحت را برای مناطق با خطر دفن کم و خیلی‌کم داشت و در مقابل از تابع gamma بیشترین مساحت برای مناطق با خطر دفن کم و خیلی‌کم حاصل شد. با توجه به نتایج مشخص گردید اگر مقدار توان تابع gamma بین 1 و صفر انتخاب شود، نتایج ترکیبی از توابع and و or خواهد بود. نتیجه گیری: بر اساس نتایج بدست آمده و با توجه به لزوم نزدیک بودن محل دفن پسماند، به محل تولید آن جهت کاهش هزینه و همچنین کمتر شدن چالش‌های مربوط به نوع مالکیت اراضی، مشخص گردید تابع gamma نتایج مناسب‌تری برای مکان یابی محل دفن پسماندهای عادی و ویژه شهرستان بیرجند ارائه می‌دهد. بر اساس نتایج این تابع 3535.982 کیلومترمربع از مساحت شهرستان بیرجند (حدود 88 درصد)، منطقه ممنوعه برای دفن پسماندهای شهری و عادی و 3670.934 کیلومترمربع از مساحت شهرستان (حدود 92 درصد)، منطقه ممنوعه برای دفن پسماندهای صنعتی و ویژه است. مابقی مساحت شهرستان یعنی 368.7 کیلومترمربع برای پسماندهای شهری و عادی و 233.7 کیلومترمربع برای پسماندهای صنعتی و ویژه جهت انتخاب محل دفن پسماند، مناسب است. همچنین مشخص گردید مکان فعلی دفن پسماندهای شهری و عادی شهرستان بیرجند در ناحیه ممنوعه قرار داشته و لازم است مطابق با نتایج این پژوهش در اسرع وقت جابجا و مکان جدیدی برای آن انتخاب شود.

waste disposal site location allocation using gis and fuzzy overlay method (case study: birjand county)

introduction: with the increase in population and the growth of industry and agriculture, the production of various types of human, industrial, and agricultural waste also increases. improper disposal of waste can lead to environmental pollution and contamination of water resources. one common method of waste disposal is landfilling. a significant challenge of this method is finding a suitable location for the landfill, as the selection of an appropriate site depends on various criteria and factors. the use of geographic information systems (gis) and multi-criteria decision-making methods are effective and efficient tools for addressing this challenge. the aim of this study is to use gis and fuzzy overlay methods to locate suitable landfill sites for municipal and industrial waste in birjand. for the first time, this research uses spatial data layers for aquifer recharge areas, protective zones of drinking water wells, qanats, and springs in south khorasan province.materials and methods: this study combines gis and fuzzy overlay functions to locate suitable landfill sites for municipal and industrial waste in birjand county. the study area is birjand, the capital of south khorasan province. the fuzzy overlay method utilizes a range of values between 0 and 1 to express the degree or value of set members. the study incorporates various criteria, including environmental, geological, infrastructural, and water resource factors, each comprising multiple sub-criteria. after preparing the necessary data in shapefile format, the euclidean distance method in arcmap software was used to create distance layers for each data point. these distance layers were then standardized using fuzzy logic through python code. the fuzzy standardization of these layers was based on the technical evaluation guidelines for the disposal of ordinary and special waste provided by the environmental protection organization. finally, using the prepared fuzzy layers and fuzzy overlay functions including and, or, sum, product, and gamma, the final layer of suitable sites for municipal and industrial waste disposal was created. results and discussion: the results of the overlay operation indicate that the or and sum functions did not yield satisfactory results for fuzzy decision-making. the results of the and, product, and gamma functions were classified into five categories based on the environmental and water resource risks associated with waste disposal in each area: very high, high, moderate, low, and very low risk. the results indicated that the area with very high risk for waste disposal was the same across all functions. the and function provided the smallest area for low and very low-risk zones, whereas the gamma function provided the largest area for these zones. the results suggest that if the gamma function’s power is chosen between 0 and 1, the results will be a combination of the and and or functions.