مکانیابی مناطق دارای پتانسیل زمین گرمایی به کمک روش های تصمیم گیری چندمعیاره

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سیستم اطلاعات مکانی، دانشکده ژئودزی و ژئوماتیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشیار گروه سیستم اطلاعات مکانی، دانشکده ژئودزی و ژئوماتیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

3 دانشجوی دکتری مهندسی نقشه برداری دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی- عضو هیأت علمی گروه مهندسی عمران-نقشه برداری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بجنورد

10.22131/sepehr.2019.35640

چکیده

تعیین مناطق دارای پتانسیل انرژی زمین گرمایی جهت اکتشاف و بهرهبرداری انرژیهای پاک و سازگار با محیط زیست، دارای اهمیت ویژه است. هدف از این مطالعه کاوش مناطق دارای پتانسیل زمین گرمایی با توجه به ویژگیهای زمین شناسی مناطق شمال غربی کشور، با استفاده از سیستم های اطلاعات مکانی  و روشهای تصمیمگیری چندمعیاره میباشد. در این مطالعه از بسته تحلیل چند معیاره مکانی  نرم افزار ILWIS و همچنین روش تصمیمگیری مبتنی بر وزنهای ترتیبی  در نرم افزار TerrSet استفاده شده است. پنج استان شمال غربی ایران شامل آذربایجان غربی و شرقی، اردبیل، کردستان و زنجان، که دارای تعداد زیاد چشمهی آب گرم بوده و از لحاظ زمین گرمایی از اهمیت بالایی برخوردارند به عنوان منطقهی مورد مطالعه انتخاب گردید. از میان چشمههای آب گرم منطقه، تعداد 9 چشمه در مرحله پتانسیل سنجی و 30 چشمه نیز به منظور ارزیابی نتایج حاصل از سناریوهای مختلف تصمیمگیری، به کار گرفته شدند. به منظور اعتبار سنجی نتایج مدلسازیهای صورت گرفته، 8 سناریوی مختلف تصمیمگیری حاصل از ترکیب معیارهای مورد ارزیابی، مشخص گردید و نقشه تناسب زمین گرمایی حاصل از مدلسازی سناریوها با موقعیت چشمههای آب گرم موجود مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفت. در این راستا با توجه به محل چشمههای آب گرم موجود که نشان از وجود پتانسیل زمین گرمایی هستند، تعداد این چشمهها در هر کلاس تناسب برای سناریوهای مختلف مشخص شد. نتایج حاصل از سناریوهای مختلف و همپوشانی با چشمههای آب گرم در منطقه که نشانگر وجود منابع زمین گرمایی هستند، نشان دهنده سازگاری نتایج مطالعه با واقعیت زمینی است. در اغلب سناریوها، چشمههای آب گرم در کلاسهای متناسب یا خیلی متناسب قرار گرفتهاند. این بدان معناست که نتایج حاصل از این مطالعه قابل قبول بوده و میتواند در برنامهریزیهای مربوطه مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Locating areas with geothermal potential using multi-criteria decision-making methods

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Sareh Dabiri 1
  • Mohammad Taleai 2
  • Ghasem Javadi 3
1 M.Sc. student of GIS, Facluty of Geomatics, GIS department, K.N.Toosi University of Technology
2 Associte Professor, Facluty of Geomatics, GIS department, K.N.Toosi University of Technology
3 Faculty Member of Surveying Eng., University of Bojnord, Iran
چکیده [English]

Introduction
The study of the areas with geothermal energy potential is of particular importance in realizing the goals ofsustainable development. Areas with geothermal potential areof great importance in terms of application as renewable energy resources, tourist attraction, greenhouse construction, etc.Generally, in geothermal exploration projects, studies are initially carried out with regard to the existing indicators, and the outcome of the primary location is used for more detailed studies. The identification of the areas with geothermal potential, which is the first phase of geothermal energy exploration, is complex and difficult.
Determining areas with geothermal energypotential as a basis for clean and environment friendly natural energyexploration studies, is important for achieving sustainable development. The purpose of this paper is to identify the areas with geothermal potential with regard to the characteristics of the northwest regions of Iran and the application of Geospatial Information Systems and Multi-criteria analysis methods, which have many advantages in the field of exploring the regions with geothermal potential.
In this study, the spatial Multi-criteria analysis package of ILWIS software and also the decision-making method based on the Ordered Weighted Average (OWA) in TerrSet(IDRISI) software have been used
Different scenarios of decision-making were implemented in the case study area and, the results were compared with the location of hot water springs in the region. The results indicate that the location of the determined sites is close to the hot water springs, which confirms the results of the proposed model of the paper.
 
Materials & Methods
The study of geothermal energy with the help of the spatial information system has drawn the attention in recent years. The purpose of this paper is to study areas with geothermal potential in the northwestern regions of Iran. These regions have different effects on the Earthand the researchers of this field use these effects to find new methods for measuring geothermal resources (Yousefy, 2006). Nowadays, GIS-based MCDM techniques are effectively used in these types of studies. Therefore, it has been tried to use some of these techniques in this research. In addition to the novelty of the topic of the geothermal studies in Iran, the issue of modeling different decision-making scenarios has been taken into consideration fromthe pessimistic view (with low risk) to the optimistic one (with high risk). Therefore, in this research,areas with geothermal potential have been identified and compared, with the help of study with the help of spatial data and Multi-criteria decision-making methods. In this study, decision-making criteria are evaluated and selected usinglibrary studies from previous researches. Also, based on the weighting methods and the integration of criteria, 8 scenarios were produced and their results were compared with each other. Meanwhile, the weight of the criteria was calculated using questionnaires and the analytic hierarchy process (AHP) method. The Ordered Weighted Average (OWA) method was applied to create various scenarios. Figure-1 shows the stages of this research.
 
Results & Discussion
The two software (ILWIS and TerrSet), provide powerful tool for standardizing, weighting and integratingthe standard maps associated with the decision-making process. In the implementation stage, the maps are standardizedafter the preparation of thestandard maps in the acceptable format of each software. In this study, fuzzy and AHP methods were used for standardization and weighting,respectively. Finally, the input factors are integrated according to different scenarios. The results are shown in Fig-8. In order to evaluate the results, the geothermal map produced based on the model proposed in this article has been compared with the location of hot water springs. The results of most scenarios show that, hot water springs are generally located in two classes with high suitability which confirms the results of the research. In Fig-9, hot springs are located in the classes with high suitability, as it was expected. This means that the results of this research are acceptable. Adaptation and compatibility of the geothermal map and the existing situation provide the possibility of using the results of the case study area in the exploration studies of other regions.
 
Conclusion
In this research, multi-criteria decision-making based on the use of GIS tool was used as a feasibility study in the first phase of geothermal exploration. The layers were processed and using theAHP-OWA integration methods in the 8 scenarios, they were integrated and the obtained results were investigated and compared. In most scenarios, hot water springs are in suitable or very suitable classes. This reflects the acceptable results obtained from the proposed modeling of this research.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geothermal Energy
  • Geospatial Information System
  • Multi-criteria decision-making
  • AHP-OWA
  • ILWIS-SMCE

1- احمدی زاده، س.س. ، دیگران، شناسایی پتانسیل‌های زمین‌گرمایی با استفاده از روش سنجش از دور حرارتی در خراسان جنوبی، پژوهش‌های محیط‌زیست، 1393، ص 135-144.

2- جعفری، ح. ، دیگران،  تحلیل تناسب اراضی جهت استقرار نیروگاه‌های بادی در استان اردبیل با استفاده از مدلAHP  وSAW در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)،  فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 1392، دوره 15، شماره 2، ص23-41.

3- رجبی، م.ر.، دیگران، تلفیق روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره AHP و OWA با کمیت سنج‌های مفهومی fuzzy برای مکان‌یابی در GIS،  همایش ژئوماتیک ، 1389 ، تهران.

4- رجبی، م.، منصوریان، ع.، طالعی، م.، مقایسه روش‌های تصمیم گیری چند معیاره AHP، AHP_OWA و Fuzzy AHP_OWA  برای مکان‌یابی مجتمع‌های مسکونی در شهر تبریز، محیط شناسی، 1390، ص77-92.

5- رودگرمی، پ.، خراسانی، ن.، منوری، م.، نوری، ج.، ارزشیابی گزینه‌های توسعه در ارزیابی اثرات زیست محیطی به روش ارزشیابی چند معیاره مکانمند، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 1386، دوره 9، شماره 4، ص73-84.

6- سجادیان، م.، سجادیان، ن.، سیستم پشتیبانی تصمیم گیری در فاز شناسایی مناطق دارای پتانسیل انرژی زمین گرمایی توسط تصاویر حرارتی ماهواره‌ای در تلفیق با  GIS،  نخستین کنفرانس انرژی‌های تجدیدپذیر و تولید پراکنده ایران، 1388، بیرجند.

7- فتاحی، م.، آقاجانی، ح.، الگوهای توسعه مجتمع‌های مسکونی با روش تصمیم‌گیری چند معیاره (Fuzzy AHP_OWA) مبتنی بر GIS مطالعه موردی: شهر مشهد،  فصل نامه جغرافیایی چشم‌انداز زاگرس، 1391، ص 59-79.

8- کی‌نژاد، ص.، دیگران، پتانسیل‌یابی منابع زمین گرمایی استان آذربایجان شرقی در مقیاس 1:250000 با استفاده از داده‌های زمین‌شناسی و اکتشافی در محیط GIS، زمین شناسی کاربردی پیشرفته، 1391، ص105-116.

9- لعیا، ا.، ترکستانی، م.ص.، بکارگیری روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای پشتیبانی تصمیم گیری متخصصین در خصوص اولویت دهی به منابع انرژی تجدیدپذیر در ایران، اولین کنفرانس بین‌المللی مدیریت و برنامه‌ریزی انرژی، 1385 ، تهران.

10- میان آبادی، ح.، افشار، ع.، کاربرد روش میانگین وزنی مرتب شده (OWA) در تصمیم‌گیری و مدیریت ریسک، کنفرانس بین‌المللی مدیریت پروژه ، 1385.

11- میرآبادی، ا.ح.، نوراللهی ی.، الماسی م.، شناسایی منابع آب های گرم زیرزمینی برای تأمین گرمایش و آبیاری گلخانه های کشاورزی در استان آذربایجان شرقی ، اکوهیدرولوژی، 2017  ،ص259 - 274.

12- یوسفی، ح.، نوراللهی، ی.، مکان‌یابی مناطق دارای پتانسیل انرژی زمین گرمایی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی در ایران، گردهمایی علوم زمین، 1385، تهران.

13- Malczewski،J., Ordered weighted averaging with fuzzy quantifiers: GIS-based multicriteria evaluation for land-use suitability analysis. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2006. 8(4): p. 270-277.

14- Noorollahi, Y., et al., GIS model for geothermal resource exploration in Akita and Iwate prefectures, northern Japan. Computers & Geosciences, 2007. 33(8): p. 1008-1021.

15- Yalcin, M. and F.K. Gul, A GIS-based multi criteria decision analysis approach for exploring geothermal resources: Akarcay basin (Afyonkarahisar). Geothermics, 2017. 67: p. 18-28.

16- Yousefi, H., et al., Developing the geothermal resources map of Iran. Geothermics, 2010. 39(2): p. 140-151.