مقایسه مدل‌های TOPSIS، SAW، ELECTRE و VIKOR به منظور بررسی اولویت فرسایش‌پذیری و سیل‌خیزی زیرحوزه‌های آبخیز
محورهای موضوعی : محیط زیست حوزه های آبخیز رودخانه ها
مهدی تیموری
1
(استادیار مجتمع آموزش عالی شیروان.)
احسان الوندی
2
(فارغ‌التحصیل دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. (مسوول مکاتبات))
کلید واژه: روش‌های تصمیم گیری چند معیاره, حوضه رودخانه حبله رود, سیل‌خیزی, فرسایش پذیری,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: تعیین مناطق مولد سیل و اولویت بندی زیرحوضه ها از نظر قابلیت سیل خیزی و رسوب زایی می تواند در مدیریت بهتر حوزه آبخیز نقش مهمی داشته باشد. بدین منظور هدف این تحقیق اولویت بندی قابلیت سیل خیزی و رسوب زایی زیرحوزه های آبخیز بنکوه با استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره TOPSIS، SAW، ELECTRE و VIKOR بود. مواد و روش ها: در مطالعه حاضر شاخص های ارزیابی مساحت، ارتفاع متوسط حوضه، تراکم زهکشی، شماره منحنی، درصد پوشش، تولید رسوب، ضریب گراولیوس، نسبت تحویل رسوب، شیب متوسط حوضه، ارتفاع رواناب و زمان تمرکز استفاده شد. سپس با استفاده از روش AHP وزن هریک از شاخص ها برآورده شده است. در ادامه پس از تشکیل ماتریس تصمیم با 18 گزینه (زیرحوضه) و 11 معیار(شاخص ارزیابی) به منظور اولویت بندی زیر حوضه ها از فنون TOPSIS، SAW، ELECTRE و VIKOR استفاده شد. به منظور تلفیق رتبه فنون پیشنهادی از روش های بردا و کپ لند استفاده شد. از روش مجموع مربعات خطا (RSS)، برای تعیین نزدیک ترین روش به نتیجه نهایی استفاده شد. همچنین به منظور اعتبارسنجی مدل ها به برآورد درصد تغییرات و شدت تغییرات پرداخته شد. یافته ها: نتایج نشان داد، شاخص ارتفاع رواناب بیشترین وزن (18/0) و شاخص ضریب گراولیوس کمترین وزن (028/0) را از نظر کارشناسان به خود اختصاص داده است. نتایج اولویت بندی نشان داد، در روش های SAW، TOPSIS و VIKOR زیرحوضه های 9، 4 و 2 اولویت های اول تا سوم را به خود اختصاص داده اند و در حالت بحرانی تری قرار دارند، اما در روش ELECTRE زیر حوضه های 9، 4، 2 و 7 در حالت بحرانی تری قرار گرفته اند. با توجه به نتایج حاصل از تلفیق رتبه فنون پیشنهادی، زیرحوضه های 9، 4 و 2 به ترتیب در اولویت های اول تا سوم قرار دارند و از وضعیت بحرانی تری نسبت به بقیه زیرحوضه ها برخوردار هسستند. مطالعات میدانی نتایج تحقیق را به خوبی نشان می دهد، چرا که زیر حوضه 9، 4 و 2 دارای بیشترین حد فرسایش، شیب زیاد و بارندگی شدید هستند. همچنین پهنه های دارای قابلیت سیل خیزی و رسوب زایی در منطقه نشان داد که 32% منطقه در خطر زیاد و خیلی زیاد قرار دارند. نتایج مجموع مربعات خطا نشان داد، روش VIKOR کمترین خطا و روش ELECTRE بیشترین خطا را نسبت به رتبه بندی نهایی دارا است. همچنین روش های TOPSISوVIKOR با کمترین درصد تغییرات (72/59 درصد) در رتبه اول و روش ELECTRE با بیشترین درصد تغییرات (27/65 درصد) در رتبه آخر قرار دارند. کمترین شدت تغییرات نیز در روش VIKOR (59/4) و بیشترین مقدار شدت تغییرات در روش ELECTRE (61/5) مشاهده شد. بحث و نتیجه‌گیری: فنون تصمیم گیری چند معیاره، یک رویکرد عملی و مناسب برای تصمیم گیری بهتر بر مبنای علوم ریاضیات و بهینه سازی هستند. بنابراین می توان گفت به منظور مدیریت زیر حوضه ها از نظر اجرای عملیات زیستی و سازه ای کنترل سیل با چند تابع هدف و با توجه به عملیات پرهزینه آبخیزداری، می توان از روش های تصمیم گیری چند معیاره استفاده کرد تا اولویت بندی بر اساس یک منطق ریاضی انجام گیرد.
Background and Objective: To determine and zonation of flood prone hazardous area and prioritization the sub-basins in terms of flood potential can have great contributions in promising watershed management. The present research aims to prioritize flood and sedimentation potential in the sub-basins of the Bonekooh watershed using TOPSIS, SAW, ELECTRE and VIKOR methods. Material and Methodology: In this present study, we used area estimation indices, drainage density, gravel coefficient, basin average height, basin average slope, curve number, sediment yield, cover percentage, sediment delivery ratio, runoff height and concentration time as an important indicators affecting water permeability, runoff production and, consequently, the potential for flooding and sedimentation. Then, using the Analytic Hierarchy Process (AHP) method, the weight of each index is met. Following the formation of decision matrix with 18 options (sub-basins) and 11 criteria (evaluation index), Technique for order Preference by Similarity to ideal Solution (TOPSIS), Simple Additive Weighting (SAW), Elimination Et Choice Translation Reality (ELECTRE) and Vise Kriterijumska Optimizacija Kompromisno Resenje (VIKOR) techniques were used to prioritize sub-basins. Borda and Copland methods were used to combine the rank of proposed techniques. The residual sum of squares (RSS) method was used to determine the closest method to the final result. Also, in order to validate the models, we estimated the percentage change and the intensity of the changes. Findings: The results showed that the highest runoff height index (0.18) and the gravel coefficient had the lowest weight (0.028), according to experts. Prioritization results showed that in SAW, TOPSIS and VIKOR methods, sub-zones 9, 4, and 2 ranked first to third priorities respectively and are in a more critical situation, but in the ELECTRE approach sub-basins 9, 4, 2 and 7, respectively, have the first to third priorities. Considering the results of the combined ranking of the proposed techniques, sub-basins 9, 4 and 2 are in first to third priority, respectively, and have a more critical situation than the rest of the sub-basins. Also, zones with flood and sedimentation potential in the area showed that 32% of the area in high and very high risk. The results of the sum squared error showed that the VIKOR method had the least error and the ELECTRE method had the most error than the final ranking. Also, the TOPSIS and VIKOR methods with the lowest percentage of change (59.72%) were ranked first and the ELECTRE method with the highest percentage change (65.27%) is the last rank. The lowest intensity was also observed in the VIKOR method (4.59) and the highest intensity variation was observed in ELECTRE method (5.61). Discussion and Conclusion: Therefore, it can be said that multi-criteria decision-making techniques are a practical and appropriate approach for better decision-making based on mathematical sciences and optimization. Therefore, these types of low-cost and fast-track research can be prioritized to protect watersheds.
_||_
