مکان‌یابی اولیه سدهای زیر زمینی با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره TOPSIS و GIS در بخش شرقی حوزه رودخانه گرگان‌رود

محورهای موضوعی : سیستم اطلاعات جغرافیایی

محمدرضا دهمرده قلعه نو ¹ , قاسم میرزایی ² , احسان الوندی ³

1 - استادیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران.* (مسوول مکاتبات)
2 - عضو هیات علمی، دانشکده کشاورزی مشکین شهر، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران.
3 - دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

تاریخ دریافت : 1395/12/06 تاریخ پذیرش : 1396/05/11 تاریخ انتشار : 1399/07/01

کلید واژه: حوزه رودخانه گرگان‌رود, تصمیم‌گیری چند معیاره, سدهای‌زیرزمینی, مناطق خشک, GIS,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف:سدهای زیر زمینی سازه هایی هستند که توانایی مسدود کردن آب زیر قشری، نگهداری آب در سفره های محلی و یا منحرف کردن آب به سفره های مجاور، بالا بردن تراز آب زیر زمینی، ذخیره کردن و در دسترس قرار دادن آب زیر زمینی را دارا می باشند.با در نظر گرفتن منافع محیط زیست و اجتماعی- اقتصادی سدهای زیر زمینی، مکان یابی مناسب اولین قدم در احداث این سدهای می باشد. روش های اصولی و جدید به منظور مکان یابی صحیح، خطرات مرتبط با مکان یابی نامناسب و ساخت سدهای زیرزمینی را کاهش می دهد. بدین منظور در این تحقیق از طریق استفاده از روش های تصمیم گیری چند شاخصه در کنار قابلیت های بالای نرم افزار ArcGIS مکان یابی مناسب سدهای زیر زمینی در بخش شرقی حوزه آبخیز گرگان رود استان گلستان انجام شده است. روش بررسی: معیارهای شیب، شبکه آبراهه، زمین شناسی، توپوگرافی، کاربری اراضی، گسل، بافت خاک و موقعیت روستا در نظر گرفته شده است. به منظور وزن دهی معیارها، از فرایند تحلیل سلسله مراتبی(AHP) استفاده شده است. در ادامه به منظور تلفیق نقشه های معیار و مکان یابی مناسب سدهای زیر زمینی از تکنیک TOPSIS استفاده شده است. یافته ها: نتایج به دست آمده در مرحله وزن دهی معیارها نشان داد، نرخ سازگاری مقایسات 03/0 است که این رقم تایید کننده صحت وزن دهی انجام شده بود. دو معیار شیب و موقعیت روستا به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین تاثیر روی مکان یابی سد زیر زمینی تشخیص داده شده است. نتایج نشان داد منطقه مورد مطالعه به چهار بخش خیلی مناسب، مناسب، تا حدودی نامناسب و نامناسب برای احداث سد زیرزمینی طبقه بندی شده است. بیش ترین سطح منطقه را طبقه نامناسب(7/76 درصد) و کم ترین سطح منطقه را طبقه خیلی مناسب(1/2 درصد) به خود اختصاص داده است. بحث و نتیجه گیری:با توجه به نتایج تحقیق می توان گفت، در مکان یابی مناسب برای احداث سد زیرزمینی در بخش شرقی حوزه آبخیز گرگان رود استان گلستان، با وجود وابستگی های مکانی میان نقشه های معیار و این که نمی توان نقشه های معیار را مستقل از یکدیگر در نظر گرفت، استفاده از تکنیک TOPSIS می توان به عنوان یک روش مناسب در تلفیق معیارها معرفی شود. همچنین معیارهای شیب و زمین شناسی به عنوان مهم ترین معیار برای مکان یابی سد زیرزمینی معرفی شدند. لازم به ذکر است با توجه به توانایی های بالای تکنیک TOPSISوGIS در مکان یابی مناسب سدهای زیرزمینی، هرچه قدر نظرات کارشناسی دقیق تر و داده ها و اطلاعات به روز تر باشند، استفاده از این فنون و ابزار با نتایج بهتری همراه است.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Groundwater dams are structures that have the ability to block subcortical water, retain water in local aquifers or divert water to adjacent aquifers, raise groundwater levels, store and make available groundwater. Taking into account the environmental and socio-economic benefits of underground dams, proper location is the first step in the construction of these dams. New and innovative methods for correct location reduce the risks associated with improper location and construction of underground dams. For this purpose, in this research, through the use of multi-criteria decision-making methods along with the high capabilities of ArcGIS software, suitable location of underground dams in the eastern part of Gorganrood watershed in Golestan province has been done. Method: Criteria were considered including slope, drainage, geology, topography, land use, fault, soil texture, and positions of village. The Analytic Hierarchy Process (AHP) is used to weighting the criteria. Then the TOPSIS technique is used to integrate criteria maps and locating underground dams. Findings: A consistency rate of 0.03, showed a relatively high accuracy of weighting process. Considering the normal weights, slope and positions of village were found to be the most and the least effective criteria, respectively. The results showed that the study area is classified into four categories for constructing underground dams: very suitable, suitable, partly suitable and unsuitable. The unsuitable category has the highest percentage of the surface area (76.7 percent) and the very suitable category has the lowest percentage of the surface area (2.1 percent). Discussion and Conclusion: In conclusion, with considering high capacities of multiple-criteria decision-making methods and GIS in locating underground dams, as expert opinions are more accurate and data are newer and it is more possible to get better results from these techniques and tools.

منابع و مأخذ:

1. Haji Azizi, Sh., KhierkhahZarkash, M., Sherifi, A., 2011. Select the location of UndergroundDams Using Analytic hierarchy process to both spatialandGhyrmkany (Case Study: Yazd, TaftcityPishkuhbasin), Sensing and GIS Applications in NaturalResources Science Journal. 2: 27-38. (In Persian)


2. HassanzadehNafooti, M., Jamali, A., Falah, A., 2014. Site Selection Underground Dams Using Spatial Multi-Criteria Evaluation (SMCE) (Case Study: the Adori Area in Bam city), Iran-Watershed Management Science & Engineering, 32: 69–77. (In Persian)


3. Salmanpour, A. 2007. Qanat renovation with the use of underground dam, modeling in Chamchamal Plain. M.Sc. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad. Engineering College, 193p. (In Persian).


4. Cheng, Ru. Wu., Chin, Tsai. Lin. & Huang, Chu Chen., 2007. Optimal selection of location for Taiwanese hospitals to ensure a competitive advantage by using the analytic hierarchy process and sensitivity analysis, Building and Environment, 42: 1431–1444.


5. KheirkhahZarkesh, M.M., Naseri, H.R., Davodi, M.H., Salami, H., 2008. Using analytical hierarchy process for ranking suitable location of groundwater dams construction, case study: Northern slopes of Karkas Mountains in Natanz. Pajouhesh&Sazandegi, 79: 93-101. (In Persian)


6. Nilsson, A., 1988. Groundwater dams for small-scale water supply. IT Publications, London. 64 pp.


7. Dorfeshan, F., Heidarnejad, M., Bordbar, A., Daneshian, H., 2014. Locating Suitable Sites for Construction of Underground Dams through Analytic Hierarchy Process. International Conference on Earth, Environment and Life sciences (EELS-2014) Dec. 23-24, 2014 Dubai (UAE). (In Persian)


8. Amini, M., Ghasemi, M., 2015. Locating Suitable Sites for Construction of Underground Dams Science Journal (CSJ), 36 (3): 1-13. (In Persian)


9. Safavian, A., Amani, M., 2015. Analysis of land suitability for small earth dams Using Multi Criteria Evaluation (MCE) in the Geographic Information System (GIS), International Letters of Natural Sciences., 42: 38-46. (In Persian)


10. Salahaldin, A., Foad, A., Sarkawt, G., Salar, N., Sven, K., 2014. Evaluation of Selected Site Location for Subsurface Dam Construction within Isayi Watershed Using GIS and RS Garmiyan Area, Kurdistan Region. Journal of Water Resource and Protection, 6(3): 972-987. (In Persian)


11. Imran, A., Bo, O., Ulla, M., 2013. Locating suitable sites for the construction of subsurface dams using GIS. Environ Earth Sci, 70:2511–2525.


12. Jabr, W.M., El-Awar, F.A., 2004. GIS and analytic hierarchy process for sitting water harvesting reservoirs, The department of land  and  water  resources  at  the  faculty  of  agriculture  and  food sciences of the American University of Beirut-Lebanon.


13. Forzieri, G., Gardenti, M., Caparrini, F., Castelli, F.,2008.A methodology for the pre-selection of suitable sites for surface and underground small dams in arid areas: A case study in the region of Kidal, Mali,  Physics and Chemistry of the Earth 33: 74–85. (In Persian)


14. Eshghizadeh, M., Noura, N., 2010. Determining the suitable site for underground dam construction on Qanat A case of study, DahanchenarQanat of Kalat watershed in Gonabad, Journal of Water and Soil Conservation, 17: 45–64. (In Persian)


15. Esavi, V.,  Karami, J., Alimohammadi, A.,  Niknezhad.,  A. 2012.Comparison the AHP and FUZZY – AHP Decision Making Method in Underground DAM Site Selection in Taleghan Basin, Scientefic Quarterly journal, 22: 27-34.(In Persian)


16. Foster, S., Tuinhof, A. 2004. Subsurface Dams to Augment  Groundwater  Storage  in  Basement Terrain   for   Human   Subsistence   Brazilian   and   Kenyan   Experience. World Bank. Groundwater Management Advisory Team. No. 5.


17. Ishida, S., T. Tsuchihara, S. Yoshimoto and M. Imaizumi. 2011. Sustainable use of groundwater with underground dams. Japan Agric. Res. Quartely 45(1):51-61.


18.  Chesghy, J., Moradi, H.R.,  Kheirkhah, M., 2015. Locating suitable sites for construction of underground dam using multi-criteria decision making approach with emphasis on water resources (Case study of west of Tehran province) (Technical report). Iran-Watershed Management Science & Engineering, 13:65-68. (In Persian)


19. Asgarpoure, M.J., 2017. Multiple Criteria Decision Making, University of Tehran Press, 400 pp. (In Persian)


20. Fazelniya, F., Kiani, A., Mahmodian, H., 2011. Locate and Prioritize Urban Parks Using GIS and TOPSIS Model (The Case Study: Alashtar City). Human Geografhy Research Quarterly, 78: 137-152. (In Persian)


21. GhaffariGuilan, A., Kamalifar, Z., Yazdani, M., 2014. Prioritizing land suitability in urban green space location process using multi-criteria analysis techniques Case study: Tabriz Municipality Area.  Journal of Applied Geosciences Research, 14 (32): 251-270. (In Persian)

21.   Bakhtiarifar, M., Mesgari, M., Karimi, M., Chehreghani, A., 2011. Land use Change Modeling Using Multi-Criteria Decision Analysis and GIS, Journal of Environmental Studies 58: 43–52. (In Persian)