بررسی نقش عوامل هیدروژئومورفولوژیکی مؤثر در تأمین آب و مکان‌گزینی سکونتگاه‌ها با استفاده از روش تحلیل سلسه مراتبی(AHP) در شهرستان میاندوآب

از آنجا که کشور ایران در نیمه جنوبی منطقه­ی معتدله شمالی در محدوده­ی کمربند بیابانی جهان واقع شده و از لحاظ ریزش جوی وضعیت چندان مطلوبی ندارد لذا مسئله­ی آب از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. از سوی دیگر با توجه به این که تولیدات کشاورزی نیاز به آب کافی داشته و به جز در کرانه­های دریای خزر و مناطقی در غرب و شمال غرب کشور که دارای بارندگی تقریباً زیادی است، در بقیه­ی قسمت­های کشور بارندگی انـدک است و این کمبود بـه صورت مانع بـزرگی بر سر راه برنامه­ریزی عمرانی قرار دارد. در چنین شرایطی برای جبران این کاستی­ها به بهره­برداری هر چه بیشتر از منابع آب زیرزمینی پرداخته می­شود. در این زمینه نیز در اثر برداشت­های غیرمجاز، منابع آب زیرزمینی با عدم تعادل و بحران مواجه شده است که این شرایط بحرانی زنگ خطری است برای ما تا نحوه­ی مدیریت آب را از وضع کنونی آن تغییر داد (عامل یوسف­زاده، 1385: 3). در پژوهش حاضر سعی شـده است بـه سوالات زیر پاسخ داده شـود: آیا عوامل هیدروژئومورفولوژیکی در تأمین آب و جایگزینی سکونتگاه­های شهری و روستائی مؤثر می­باشند؟ بر اساس نتـایج حاصل از اعـمال روش تـحلیل سلسله­ مراتبی (AHP)، مهم­ترین عـوامل هیدروژئومورفولوژیکی تأثیر گذار در تأمین آب و به تبع آن مکان­گزینی سکونتگاه­ها در شهرستان میاندوآب کدامند؟

(لیل مرتس^[1]، 1995)، در مطالعه­ای تحت عنوان الگوهای فضایی دشت سیلابی رود آمازون در برزیل از طریق سنجش از راه دور با استفاده از سه تصویر لندست از بالا دست و قسمت میانی و پایین دست رود نشان داد که این سه قسمت دارای ناهمگونی­هایی در هیدرولوژی و پوشش گیاهی و ژئومورفولوژی هستند (سیمون بیزی^[2]، 2012) در مقاله­ای تحت عنوان تشخیص زیستگاه­های فیزیکی رودخانه­ها با استفاده از نقشه­های مشتق شده از فرایندهای ژئومورفیک شش خوشه را  شناسایی نموده چارچوب این مقاله با استفاده از  GIS و روش داده کاوی SOM  برای توصیف رودخانه LUNE در انگلستان با موفقیت بکار گرفته شده است. شرودر[3] (2013) در مقاله­ای تحت عنوان فعل و انفعالات میان پوشش گیاهی و هیدروژئومورفولوژی به این نتیجه رسیده­اند که فرایندهای هیدروژئومورفیک، پوشش گیاهی و بیوشیمی در دشت­های سیلابی که پیچیدگی بیشتر است تداخل و درک ارتباط میان فرایندهای فیزیکی و بیولوژیکی را در اکوسیستم­ها فراهم می­کند. دن رویالی^[4] (2013) در مقاله­ای تحت عنوان اثرات کاربری زمین در هیدروژئومورفولوژی حوضه­های آبخیز کوچک به این نتیجه رسید که اثرات هیدروژئومورفیک کاربری زمین تأثیرات مهمی در سیستم رودخانه در تمام مقیاس­ها دارد. نوجوان و همکاران (1394) در مطالعه­ای در حوضه­ی عامرتپه با عنوان مکان­گزینی سدهای زیرزمینی منطقه­ی مورد مطالعه را به هفت زیرحوضه تقسیم نموده و موارد مؤثر در مکانیابی سد زیرزمینی از قبیل اقلیم، روان­آب، شیب و.. را در هفت زیرحوضه بررسی و سپس به حذف پلیگونهایی که فاقد شرایط مناسب جهت احداث سد بودند اقدام گردید. شایان و همکاران (1394) به مطالعه­ی آثار لندفرم­های ژئومورفولوژیکی بر محورهای توسعه فیزیکی شهرها پرداخته و به این نتیجه رسیدند که اگر چه زیربنای شهر و منطقه داراب را مخروط افکنه ها تشکیل می­دهند، اما این لندفرم­ها از نظر مساحت، شیب، اندازه­ی دانه رسوبی تشکیل­دهنده­ی آنها، مورفولوژی سطحی و توانمندی­های کشاورزی متفاوت با یکدیگر دارند (مجرد و همکار، 1391) در مطالعه­ای با عنوان مکان­یابی نواحی مساعد برای توسعه­ی فیزیکی کلانشهر تهران با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی به این نتیجه رسید که با در نظر گرفتن پهنه­های اراضی بایر و تلفیق آن با پهنه­های تناسب و به منظور حفظ پوشش گیاهی، توسعه­ی شهر به سمت جنوب مطلوب­تر از سایر جهات است. سرور (1383) طی پژوهشی با عنوان مکان­یابی توسعه آتی شهر میاندوآب با استفاده از مدل AHP با به­کارگیری سنجه­های باغات و اراضی کشاورزی، دسترسی به تأسیسات آب­رسانی که در چهار سایت قرار گرفته­اند به این نتیجه رسید که در مکان­یابی توسعه آتی شهر میاندوآب بالاترین اولویت و وزن به سایت 2 تعلق دارد. نیری (1382) در پایان­نامه­ی خود به مطالعه­ی تکوین و مورفودینامیک کنونی دشت انباشتی میاندوآب پرداخته است.  

معرفی منطقه­ی مورد مطالعه

شهرستان میاندوآب در شمال­غربی ایران و جنوب شرقی دریاچه­ی ارومیه، جزء محدوده­ی سیاسی استان آذربایجان غربی می­باشد (شکل1).

شکل( 1) موقعیت محدوده­ی مورد مطالعه

این ناحیه با مساحتی بالغ بر 66/1504 کیلومتر مربع، 18/4 درصد از سطح استان را به خود اختصاص داده و در ارتفاع متوسط ۱۳۱۴متر از سطح دریا قرار دارد. مابین  َ15 ^◦37 عرض شمالی و  َ15 ^◦46 طول شرقی قرار گرفته است. جمعیت شهرستان میاندوآب بنابر آمار رسمی سرشماری سال 1390، 260586 نفر می­باشد. شهرستان میاندوآب طبق تقسیم­بندی دومارتن جزء مناطق نیمه­خشک بوده و از نظر توپوگرافی، تپه­ی ماهوری و جلگه‌ای است.

مواد و روش­ها

برای انجام پژوهش، ابتدا عوامل مؤثر در تأمین آب و جایگزینی سکونتگاه­ها به صورت لایه­های مختلف اطلاعاتی در GIS تهیه شدند. بدین منظور DEM منطقه از DEM Aster 30m در محیط نرم­افزار Arcgis به دست آمد. برای نقشه­ی فاصله از رودخانه ابتدا از طریق ابزار Arc Hidro Toolbax درمحیط ArcGis شبکه­ی زهکشی رودخانه به دست آمد و پس از آن با استفاده از تابع Distance نقشه­ی فاصله از رودخانه تهیه شد، نقشه­های فاصله از گسل ابتدا از طریق نقشه­های زمین­ شناسی 100000/1 استخراج و رقومی گردید. سپس با استفاده از تابع Distance نقشه فاصله از پارامتر مورد نظر مطابق با نقشه­ی فاصله از رودخانه به دست آمد. نقشه­های شیب از DEM استخراج گردید. براساس طبقه­بندی نظارت نشده تصویر ماهواره ای لندست TM نقشه­ی کاربری اراضی منطقه تهیه شد همچنین براساس تفکیک و رقومی کردن پلیگون­های واحدهای لیتولوژی از نقشه­ی زمین­شناسی با مقیاس 100000/1 در محیط ArcGis نقشه لیتولوژی منطقه تهیه شد. در ادامه لایه­های عوامل مؤثر در تأمین آب و مکان­گزینی سکونتگاه­ها از طریق پرسشنامه مورد مقایسه­ی زوجی قرارگرفتند و پس از محاسبه وزن عوامل در محیط نرم­افزار ArcGIS این وزن­ها بر روی لایه­های اطلاعاتی اعمال گردید و در نهایت حاصل کار نقشه­ای بود که مکانیابی سکونتگاه­ها را بر اساس تأثیر فاکتورها نشان می­داد. جهت پهنه­بندی از روش طبقه­بندی فاصله ژئومتریک به دلیل تطابق بیشتر آن با واقعیت منطقه انتخاب شد. در این تحقیق از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. در این مدل، برای مشخص کردن عوامل و مکان­گزینی از سیستم اطلاعات جغرافیایی بهره گرفته شده است که این قسمت شامل وارد کردن داده ها به محیط ARC GIS و تجزیه و تحلیل و تولید لایه­های اطلاعاتی است. ابتدا با وزن­دهی به تک تک عوامل مؤثر در نظر گرفته شده و سپس امتیازدهی به هرکدام از کلاس­های مربوط به هر یک از عوامل، ضرایبی به دست می­آورد که بر اساس آن­ها مدل نهایی را ارائه می­نماید. بدین منظور در بررسی حاضر از نرم­افزار GIS  ARCو روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. همچنین از نقشه­های زمین­شناسی 1:100000 منطقه و از داده­های سینوپتیک ده ساله میانگین سالانه­ی دما و بارش آماری منطقه نیز استفاده شد.

جهت بررسی عوامل مؤثر در تأمین آب منطقه، بر اساس نظرخواهی از کارشناسان خبره در این زمینه و پر نمودن پرسشنامه که این پرسشنامه­ها و حجم نمونه با توجه به تعداد فاکتورهای 9­گانه­ی هیدروژئومورفولوژی مؤثر که با هم مقایسه دودیی شدند به تعداد 9 پرسشنامه انتخاب شد و توسط 9 نفر از متخصصان در این زمینه پر شدند. لایه­های مربوط به فاکتورها در محیط ArcGIS تهیه شدند نقشه­ی بارندگی هم با استفاده از بارش ماهانه و با استفاده از روش درون­یابی IDW با ضریب خطای 3/3 به دست آمد که این ضریب خطا در روش درون یابی کریجینگ برابر با 6/4 بود. به همین دلیل روش IDW در این پژوهش به علت درصد خطای پایین استـفاده شد. اشـکال زیـرنقشه­ی فاکـتورهای مؤثر هیدروژئومورفولوژیکی را نشان می­دهد.

شکل (2) لایه­ی لیتولوژی منطقه

شکل (3) لایه­ی شیب منطقه

شکل (4) لایه­ی کاربری اراضی منطقه

شکل (5) لایه­ی طبقات ارتفاعی منطقه

شکل (6) لایه­ی بارندگی منطقه

شکل (7) لایه­ی فاصله  از گسل­های منطقه

شکل (8) فاصله از رودخانه­ی منطقه

شکل (9) پوشش گیاهی منطقه

شکل (10) لایه­ی جهت شیب منطقه

بحث ونتایج

در این تحقیق یک مدل به صورت سلسله مراتبی سه سطحی متشکل از لایه­ی هدف، لایه­ی معیارها و لایه­ی گزینه­ها باتوجه به مسأله تحقیق طراحی و سازماندهی شد. طراحی سلسله مراتب مورد نظر از چندین مرحله تشکیل شده بود، مرحله­ی اول:هدف و موضوع مورد مطالعه بود بررسی عوامل هیدروژئومورفولوژیکی مؤثر در تأمین آب به عنوان هدف این مطالعه برای لایه­ی نخست طراحی گردید. مرحله­ی  دوم، وجود معیارها و شاخص­هایی است که برای ارزشیابی موضوع انتخاب می­گردد معیارهای تحقیق نیز، فاکتورهای تأثیرگذار در تأمین آب منطقه می­باشند که در سطح جداگانه برای لایه­ی دوم طراحی شدند. کلاس­ها یا گزینه­های مورد نظر براساس نواحی سه­گانه، در یک سطح جداگانه در لایه­ی سوم قرارگرفتند. شکل شماره (11) ساختار تحلیل سلسله مراتبی را نشان می­دهد.

شکل (11) ساخت سلسله مراتبی عوامل مؤثر در تأمین آب شهرستان میاندوآب

در طراحی لایه­ی آخر به منظور تعریف گزینه­ها یا کلاس­های مورد نظر این تحقیق، منطقه­ی مورد مطالعه به سه بخش لیلان­چای، زرینه­رود و سیمینه­رود تقسیم شد شکل (12) کلاس­های موردنظر را نشان می­دهد.

شکل (12) کلاس­های منطقه­ی مورد مطالعه

پس از ساخت درخت سلسله مراتبی، قدم بعدی ارزیابی عناصر یا مقایسه­ی زوجی بود. مقایسه زوجی، فرایندی است برای مقایسه اهمیت، ارجحیت یا درست نمایی دو عنصر نسبت به عنصر سطح بالاتر در نرم­افزار Expert choice جهت مقایسه­ی گزینه­ها و معیارها، انواع و حالت­های مختلف مقایسه وجود دارد. در این پژوهش جهت مقایسه زوجی گزینه­ها نسبت به معیارهاازنوع مقایسه  ارحجیت[5] و حالت مقایسه­ی کلامی[6] استفاده شد نتایج حاصل از مقایسه­ی زوجی معیارها و گزینه­ها، میزان اهمیت معیارهای مورد مقایسه را مشخص نمود. میزان نرخ ناسازگاری مقایسه­ی زوجی این معیارها باید کمتر از 1/0 باشد تا نشان­دهنده­ی دقت قابل قبول این مقایسه­ها باشد در زیر این نتایج نشان داده شده است.

جدول (1) مقایسه­ی معیارها نسبت به هدف

پس از مقایسه­ی نرخ ناسازگاری معیارهای کلی نسبت به هدف تحقیق، نرخ ناسازگاری گزینه­ها یا کلاس­های معرفی شده در لایه­ی سوم نسبت به هر کدام از معیارها، مورد بررسی و مقایسه­ی زوجی قرار گرفتند که جدول (2) نرخ ناسازگاری مقایسه گزینه­ها نسبت به معیارها را نشان می­دهد.

جدول (2) نرخ ناسازگاری مقایسه­ی گزینه­ها نسبت به معیارها

تفسیر ضرایب نشان داد که از بین عوامل مؤثر در تأمین آب، عامل بارندگی، فاصله از رودخانه، و طبقات ارتفاعی به ترتیب دارای بیشترین اهمیت و تأثیر می­باشند جدول ( 3) ضرایب حاصل از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی را نشان می­دهد.

جدول (3) ضرایب حاصل از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی

پس از به دست آمدن ضرایب فاکتورهای مؤثر در تأمین آب منطقه که مجموع آنها بر اساس وزن­هایی که به لایه­ها داده شد برابر با 1 می­شود، اقدام به تهیه­ی نقشه­ی پهنه­بندی براساس مدل تحلیل سلسله مراتبی گردید. بدین منظور ابتدا در محیط ArcGis لایه­های اطلاعاتی که از قبل تهیه و رقومی شده بودند به فرمت رستری یا شبکه­ای تبدیل گشته و سپس طبقه­بندی مجدد شدند و نهایتاً ضرایب به دست آمده از مدل تحلیل سلسله مراتبی AHP بر روی لایه­های اطلاعاتی فوق اعمال گردید و در نهایت نقشه­ی پهنه­بندی حاصل از مدل تحلیل سلسله مراتبی به دست آمد شکل (13).  

شکل (13) نقشه­ی مکانیابی سکونتگاه­ها با استفاده از مدل تحلیل سلسله مراتبی

با توجه به نقشه­ی مکانیابی سکونتگاه­ها، قابل مشاهده است که بهترین مکان­ها جهت ساخت و ساز مسکونی مناطق اطراف رودها خصوصاً زرینه­رود می­باشد. مناطق اطراف ساحل دریاچه­ی ارومیه جزو مناطق نامناسب جهت ایجاد سکونتگاه­ها می­باشد.

جدول (4) مساحت کلاس ها به درصد

نتیجه­گیری

در این پژوهش از روش پردازش تحلیل سلسله مراتبی برای تعیین ارزش و وزن معیارهای مختلف برای مـکان­گزینی سکونتگاه­ها استفاده شـد. لایه­های مختلف اطلاعاتی باهم تلفیق شدند و مناطق مناسب و نامناسب برای مکان­گزینی سکونتگاه­ها مشخص شدند. بر اساس مدل مورد استفاده نتایج زیر حاصل شد. از میان نه فاکتور مؤثر هیدروژئومورفولوژی عامل فاصله از رودخانه، بارندگی، طبقات ارتفاعی بیشترین تأثیر را در تأمین آب داشته­اند. همچنین با توجه به نقشه­ی حاصل شده از اجرای روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) شکل (13) مشاهده می­شود که نواحی اطراف سیمینه­رود و زرینه­رود در سطح شهرستان میاندوآب و مناطق مرکزی شهرستان با توجه به اینکه از نظر ارتفاعی، شیب و همچنین تأمین آب و نیز به دلیل دوری از مناطق گـسلی، جهت ساخت و ساز مسکونی جزء مناطق مناسب می­باشند. مناطق اطراف ساحل دریاچه ارومیه به دلیل وجود اراضی شور و نمکی جزو مناطق نامناسب برای کشاورزی و ایجاد سکونتگاه ها به شمار می­آیند.

لازم به ذکر است با اینکه عامل گسل به عنوان یک فاکتور مژثر در تأمین آب می­تواند باشد اما به دلیل اینکه جهت ساخت مناطق مسکونی جزء مناطق ناامن محسوب مـی­شود در وزن­دهی به این عامل وزن کمتر داده شـده است. بنابراین می­توان گفت که عوامل هیدروژئومورفولوژیکی با توجه به فاکتورهای انتخاب شده برای پژوهش حاضر، می­توانند در تأمین آب مصرفی برای سکونتگاه­های شهری و روستائی تأثـیرگذار باشند. هر روشی ضمن آنکه دارای مزایایی مـی­باشد، محدودیت­هایی نیز دارد و برای مشخص شدن آن در تحقیقات بعدی نتایج این روش با نتایج روش­های بیشتری مقایسه گردد همچنین هرچه تعداد معیارها و شاخص­ها کامل­تر و دقیق­تر انتخاب شود، نتایج بهتری به دنبال خواهد داشت که به طور مسلم نیاز به تحقیقات بیشتر در این زمینه دارد.