مکانیابی مخازن ذخیره آب با استفاده از GIS و روش تصمیم گیری چند معیاره TOPSIS (مطالعه موردی: جنوب استان سیستان و بلوچستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی آب، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی شریف

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

با توجه مطالعات اخیر، در سال 2025، کمبود آب در کشورهای فقیر که منابع محدودی دارند و جمعیت آنها به سرعت درحال افزایش است، نمود بیشتری پیدا خواهد کرد. بنابراین یک طرح درازمدت برای حفظ منابع آب لازم است. احداث سدهای مخزنی بزرگ بر روی رودخانه های دائمی کشور یکی از مهمترین طرح ها است و مرحله اصلی برای اجرای این طرح انتخاب مکان مناسب در حوزه آبریز می باشد. هدف از این مطالعه، کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی و توسعه روش تصمیم گیری چندمعیاره تاپسیس[1] برای انتخاب و رتبه بندی محل احداث سد در منطقه جنوبی استان سیستان و بلوچستان می باشد.  با نظر کارشناسان و داده های موجود معیارهای تعیین مکان بهینه شامل معیارهای زمین شناسی، کاربری اراضی، رسوب، کیفیت آب، فرسایش، آب های زیرزمینی و هیدرولوژی انتخاب گردیده اند. برای مشخص کردن میزان اهمیت معیارهای ورودی از روش وزن دهی نسبتی استفاده شده است.  در ابتدا با پیاده کردن الگوریتم تاپسیس در محیط نرم افزار ArcGIS لایه ای تحت عنوان "نزدیکی نسبی به راه حل ایده آل" که دارای مقادیر بین صفر و یک می باشد، ایجاد شده است. سپس با مدل سازی مسیر جریان آب و بررسی شرایط توپوگرافی منطقه و انجام محاسبات مربوط به ارتفاع و طول تاج سد و اعمال محدودیت حجم مخزن، 15 گزینه که پتانسیل احداث سد در آنها وجود دارد، انتخاب و در آخر با یافتن مقادیر هر گزینه در لایه ایجاد شده، گزینه ها رتبه بندی  شده اند. با توجه به نتایج بدست آمده گزینه A که نمایانگر سد کهیر است، با امتیاز 85/0 بهترین گزینه انتخابی و گزینه P– سمت شرق محدوده- با امتیاز 47/0 بدترین گزینه می باشد و همچنین در بین سدهای احداث شده در منطقه سد پیشین با امتیاز 62/0 بدترین سد انتخاب گردید و گزینه K با امتیاز 67/0 بر روی شاخه سمت راست رودخانه سرباز به عنوان گزینه پیشنهادی انتخاب گردید.



[1]- Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS)
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Geospatial Information System and Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution for sitting water reservoirs Case study: South of Sistan&Balouchestan Province

نویسندگان [English]

  • Ali Jozaghi 1
  • Abolfazl Shamsai 2
1 M.Sc. in water engineering, Civil engineering Faculty, Sharif University of Technology
2 Professor of water engineering, Civil engineering Faculty, Sharif University of Technology
چکیده [English]

Abstract
According to recent studies, in 2025, water shortages will increase in poor countries with limited resources and rapid growing populations; hence, a long term planning is necessary for saving water resources. One of the most important plans is building a dam onperennial rivers and the main step in this process is selecting the best place in watershed. The aim of this study is to develop the multi-criteria decision support framework for dam site selection in South of Sistanand Balouchestan province. A study has been made by applying GIS and Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, to select and prioritize potential places for constructing a dam. The criteria for dam site selection have been chosen upon scholars’ ideas and available data. They include Geology, Land use, Sediment, Water Quality, Erosion, Groundwater and Hydrology. Ratio Estimation Procedure has been used to estimate weight of criteria. First, TOPSIS method and GIS have been conflated and a geospatial layer has been createdthat is called “the relative closeness to the ideal solution” whose values are between zero and one. Second, A Model has been created based on streams and topographical conditions. This model evaluates structural height, crest length of dam, and volume of reservoirs. Then, upon the results of the model, 15 places have been selected. Finally, the sites have been prioritized by finding their values on the created layer. In conclusion, the best place is A - Kahir dam- whose value is 0.85, and the worst site is P,whose value is 0.47 as well as Pishin dam which is the worst dam amongst all the dams which have been built in the region with the value of 0.62. Also, the best option is K, that is located on the right side branch of Sarbaz Riverand its value is 0.67. 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • TOPSIS
  • GIS
  • Dam
  • ArcGIS
  • Sistan&Balouchestan

1- انتظاری نجف‌آبادی. م، غلامی. م، (1391)، "برآورد فرسایش در حوضه رومشگان با استفاده از مدل‌های TOPSIS و SLEMSA" فصل نامه علمی-پژوهشی پژوهش‌های فرسایش محیطی. سال دوم، شماره7، پاییز 1391، صفحات 96-85.

2- شکی. ف، (1393)، "واکاوی مکانی روزهای بارندگی در ایران»، دو فصلنامه آب و هواشناسی کاربردی، سال 1، شماره 1، پاییز و زمستان 1393 ، صفحات 26-37.

3- طالع جنکانلو. ع، طالعی. م، کریمی. م، (1394)، "ارزیابی تناسب اراضی مسکونی به روش فازی TOPSIS-OWA گروهی". نشریه علمی-پژوهشی علوم و فنون نقشه برداری، دوره چهارم، شماره4، اردیبهشت1394، صفحات 29-46.

4- فلاح. م، فرج زاده. م، وقارفرد. ح، نیک خصلت. ع، (1392)، "مکانیابی تصفیه‌خانه فاضلاب با تکنیک TOPSIS و GIS (مطالعه موردی جزیره قشم)"، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، سال دهم، شماره 37، بهار 1392، صفحات 109-126.

5- کاظمی راد. ل، غمگسار. م، حقیقی. م، (1392)، "کاربرد روش تصمیم‌گیری چندمعیاره TOPSIS در پهنه‌بندی خشکسالی‌های استان گیلان". فصلنامه علمی-پژوهشی فضای جغرافیایی، سال سیزدهم، شماره 44، زمستان 1392، صفحات 203-217.

6- مقامی. ی، قضاوی. ر، ولی. ع، شرفی. س، (1390)، «ارزیابی روش‌های مختلف درون‌یابی به منظور پهنه‌بندی کیفیت آب با استفاده از GIS (مطالعه موردی: شهرستان آباده)، مجله جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، سال 22. شماره پیاپی 42. شماره 2. تابستان 1390، صفحات 171-182

7- یخکشی. م، مفتاح هلقی. م، ظهیری. ع، یخکشی. م، مددی. م، (1393)، « نقش احداث سد مخزنی نرمآب بر کاهش پهنه سیل و خسارات وارده به اراضی پایین‌دست»، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال چهارم. شماره 16. تابستان 1393، صفحات 24-36.

8-Beck. M. W, Claassen. A. H, Hundt. P. J, (2012), «Environmental and livelihood impacts of dams: common lessons across development gradients that challenge sustainability», International Journal of River Basin Management, Pages 1-20.

9- Bratt. S, Booth. B, (1987), “using ArcGIS 3D Analyst”, Printed in the United States of America. Copyright ©  2000-2004 ESRI , no 77-106.

10- Brauman. K.A et al, (2007), “The nature and value of ecosystem services: an overview highlighting hydrologic services”, Annual Review of  Environment and Resources, Vol 32, Pages 67-98.

11- Choudhary. D, Shankar. R, (2012), “An STEEP-fuzzy AHP-TOPSIS framework for evaluation and selection of thermal power plant location: A case study from India”, 8th World Energy System Conference, Volume 42, Issue 1, Pages 510–521.

12- Johnston. K, Ver Hoef. Jay M, Krivoruchko. K, Lucas. N, (1998), «Using ArcGIS Geostatistical Analyst», Printed in the United States of America, Copyright © 2001,2003 ESRI, no 49-58.

13- Kim, Yeonjoo. Chung, Eun-Sung. Jun, Sang-Mook . Kim, Sang Ug, (2013), “Prioritizing the best sites for treated wastewater instream use in an urban watershed using fuzzy TOPSIS”, Resources, Conservation and Recycling, Volume 73, Pages 23-32.

14- Krohling. A, Renato. G. C, Pacheco. André,  (2015) “A-TOPSIS – An approach Based on TOPSIS for Ranking Evolutionary Algorithms”, Procedia Computer Science, Volume 55, Pages 308.-317.

15- Malczewski. J, (1999), “GIS and MultiCriteria Decision Analysis”,Published simultaneously in Canada, copyright © 1999 by John Wiley & Sons, INC ,page 180-181.

16- Pei. Z, (2015), “A note on the TOPSIS method in MADM problems with linguistic evaluations”, Applied Soft Computing, Volume 36, Issue null, Pages 24-35.

17- Sengül. Ü, Eren. M, Eslamian Shiraz. S.h, Gezder. V, (2015) “Fuzzy TOPSIS method for ranking renewable energy supply systems in Turkey”, Renewable Energy, Volume75, Pages 617-625.

18- Vega. D.C, Alpizar. F, (2011), “Choice Experiments in Environmental Impact Assessment: The Toro 3 Hydroelectric Project and the Recreo Verde Tourist Center in Costa Rica”, Environment for Development , Efd DP11-04.

19- Zhang. Y.M, Huang. G, Lu. H.W, Li. He, (2015), “Planning of water resources management and pollution control for Heshui River watershed, China: A full credibility-constrained programming approach”, Science of The Total Environment, Volumes 524-525, Pages 280-289.