بررسی کیفیت آب در محیط GIS با استفاده از فرایند تحلیل شبکه‌ای (ANP)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه سنجش از دور و GIS، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار بخش جغرافیا، دانشکده اقتصاد، مدیریت و علوم اجتماعی، دانشگاه شیراز، ایران

چکیده

استان فارس، با توجه به واقع‌شدن در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران، دچار کمبود منابع آب سطحی شده است. بنابراین، به‌منظور بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی، تعیین کیفیت آب بسیار اهمیت دارد. با توجه به اهمیت موضوع، هدف این مطالعه تعیین میزان کیفیت مناطق جنوب شهر شیراز در استان فارس است. به‌منظور تهیة نقشه‌های پهنه‌بندی از نقاط نمونه‌برداری‌شده، از روش میانگین عکس فاصله (IDW) استفاده شد. در ادامه، برای همگن‌کردن هریک از لایه‌های تهیه‌شده، روش فازی به‌کار رفت. در این روش، تابع عضویت برای هریک از نقشه‌های پهنه‌بندی تعریف شد و داده‌ها بین 0 و 1، براساس درجة اهمیتی که در کیفیت آب دارند، قرار گرفتند. در نهایت، برای وزن‌دهی به لایه‌ها و تهیة نقشة نهایی کیفیت آب، از روش فرایند تحلیل شبکه‌ای (ANP) استفاده شد. نتایج نشان داد که کیفیت آب حدود ۸۰% منطقة مورد مطالعه مطلوب است؛ درحالی‌که کیفیت آب شرب در حدود ۴% از منطقه (بخش‌هایی از شمال و شرق) نامطلوب است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of Water Quality Using Fuzzy and Analytic Network Process (ANP) Methods in GIS

نویسندگان [English]

  • Mehran Shaygan 1
  • Marzieh Mokarram 2
1 Assistant Prof., Dep. of Remote Sensing & GIS, Tarbiat Modarres University, Tehran
2 Associate Prof., Dep. of Range and Watershed Management, College of Agriculture and Natural Resources of Darab, Shiraz University
چکیده [English]

Fars province has a shortage of surface water resources due to its location in arid and semi-arid regions in Iran. Therefore, in order to exploit groundwater resources, determining water quality is very important. Due to the importance of the subject in this study, the aim is to determine the quality of the southern regions of Shiraz in Fars province. To prepare zoning maps of the sampled points, the Inverse distance weighting (IDW) method was used. Then, to homogenize each of the prepared layers, the fuzzy method was used. In this method, by defining the membership function for each of the zoning maps, the data were placed between zero and one based on the degree of importance they have for water quality. Finally, the analytic network process (ANP) method was used to weigh the layers and prepare the final water quality map. The results showed that about 80% of the study area has good water quality. While about 4% of the region (parts of the north and east) has poor quality in terms of drinking.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water quality
  • Analytic network process (ANP)
  • Fuzzy Method

مراجع

اخوان، ر.، کرمی خرم‌آبادی، م.، سوسنی، ج.، 1390، کاربرد دو روش کریجینگ و IDW در پهنه‌بندی تراکم و تاج‌پوشش جنگل‌های شاخه‌زاد بلوط (مطالعة موردی: منطقة کاکارضای خرم‌آباد لرستان)، مجلة جنگل ایران، دورة سوم، شمارة 4، صص. 316-305.
بوستانی، س.، کمپانی زارع، م.، نوشادی، م.، 1386، بررسی اثر گنبدهای نمکی بر روی منابع آب در منطقة دهرم استان فارس، چهارمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران مدیریت حوزه‌های آبخیز، کرج.
حسنی، ق.، محوی، ا.ح.، ناصری، س.، عرب‌علی‌بیک، ح.، یونسیان، م.، قریبی، ح.، ۱۳۹۱، طراحی شاخص کیفی آب‌های زیرزمینی با استفاده از منطق فازی، مجلة سلامت و بهداشت اردبیل، دورة سوم، شمارة 1، صص. 31-18.
حسینی مرندی، ح.، محمدنیا، م.، روستا، م.ج.، هاتف، ب.، 1391، بررسی منشأ آلودگی نیتراتی آب زیرزمینی منطقة میان‌جنگل فسا، تحقیقات منابع آب ایران، دورة هشتم، شمارة 3 (مسلسل 25)؛ صص. 92-88.
دری، ب.، حمزه‌ای، ا.، ۱۳۸۹، تعیین استراتژی پاسخ به ریسک در مدیریت ریسک به‌وسیلة تکنیک ANP (مطالعة موردی: پروژة توسعة میدان نفتی آزادگان شمالی)، مدیریت صنعتی، دورة دوم، شمارة ۴، صص. 92-75.
سازمان آب استان فارس، 1398. https://www.frrw.ir.
شکور، ص.، اصغری مقدم، ا.، ندیری، ع.، ودیعتی، م.، 1393،کاربرد منطق فازی در ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت بیلوردی، سیزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، تبریز.
صفاری‌نیا، ش.، عبقری، ه.، عرفانیان، م.، 1399، توسعة شاخص فازی کیفیت آب در ارزیابی کیفی آب بالا و پایین‌دست سد مخزنی مهاباد، مجلة منابع طبیعی ایران، دورة هفتادوسوم، شمارة 3، صص. 540-525.
ظهرابی، ص.، خسروی، ح.، 1395، بررسی روند آلودگی آب‌های زیرزمینی شهرستان فسا جهت مصارف شرب، اولین همایش ملی منابع طبیعی و توسعة پایدار در زاگرس مرکزی، شهرکرد.
عبدالهی آرپناهی، ح.، اسلامی، ح.، 1399، ارزیابی کیفیت آب رودخانة کارون برای تأمین آب مورد نیاز کشاورزی با استفاده از مدل AHP، فصلنامة علمی‌ـ تخصصی مهندسی آب، دورة هشتم، شمارة 1، صص. 11-1.
فرجی سبکبار، ح.، نصیری، ح.، حمزه، م.، طالبی، س.، رفیعی، ی.، ۱۳۸۹، سنجش میزان پایداری نواحی روستایی برپایة مدل تحلیل شبکه با استفاده از تکنیک بردا (مطالعة موردی: نواحی روستایی شهرستان فسا)، پژوهش‌های جغرافیای انسانی، دورة چهل‌ودوم، شمارة ۷۲، صص. 156- ۱۳۵.
ملکی، م.، محقر، ف.، کریمی دستجردی، د.، 1389، تدوین و ارزیابی استراتژی‌های سازمانی با به‌کارگیری مدل‌های SWOT و فرایند تحلیل شبکه‌ای (ANP)، مدیریت فرهنگ سازمانی، سال هشتم، شمارة 21، صص. 176- 159.
ودیعتی، م.، نخعی، م.، 1394، ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی استان تهران از نظر مصارف کشاورزی با استفاده از مدل‌ استنتاج فازی، دانش آب و خاک، دورة بیست‌وپنجم، شمارة 1 (پیاپی 1)، صص. 41-25.
Aliabadi, K. & Soltanifard, H., 2014, The Impact of Water and Soil Electrical Conductivity and Calcium Carbonate on Wheat Crop Using a Combination of Fuzzy Inference System and GIS, International Journal of Scientific & Technology Research, 3(9).
Chau, K.A., 2006, Review on Integration of Artificial Intelligence into Water Quality Modelling, Marine Pollution Bulletin, (52), PP. 726-733.
Dahiya, S., 2007, Analysis of Groundwater Quality Using Fuzzy Synthetic Evaluation, Journal of Hazardous Materials, (147), PP. 938-946.
Hasani, Gh., Mahvi, A.H., Naseri, S., Arabalibeik, H., Yonesian, M. & Gharibi, H., 2012, Designing Fuzzy-Based Groundwater Quality Index, Journal of Health, 3(1), PP. 18-31 (in Persian).
Kahe, M., Aghili, R. & Gheshmi, M., 2010, Forecast Karoon River Water Quality by Using Fuzzy Logic and CMean Clustering Method, 8th International Conference of River Engineering, Jan 26-28, Ahvaz, Iran (in Persian).
Lermontov, A., 2009, River Quality Analysis Using Fuzzy Water Quality Index: Ribeira do Iguape River Watershed, Brazil, Ecological Indicators, (9), PP. 1188-1197.
Minhaj, M.B., 2002, Principles of Neural Networks, Amirkabir University Press, second edition, Tehran.
Mirabbasi, R., Mazloumzadeh, S.M. & Rahnama, M.B., 2008, Evaluation of Irrigation Water Using Fuzzy Logic, Research Journal of Environmental Sciences, (2), PP. 340-353.
Mokarram, M., 2016, Modeling of Multiple Regression and Multiple Linear Regressions for Prediction of Groundwater Quality (Case Study: North of Shiraz), Modeling Earth Systems and Environment, 2(1), P. 3.
Mokarram, M. & Sathyamoorthy, D., 2016, Investigation of the Relationship between Drinking Water Quality Based on Content of Inorganic Components and Landform Classes Using Fuzzy AHP (Case Study: South of Firozabad, West of Fars Province, Iran), Drinking Water Engineering and Science, 9(2), PP. 57-67.
Mokarram, M., Saber, A. & Obeidi, R., 2021, Effects of Heavy Metal Contamination Released by Petrochemical Plants on Marine Life and Water Quality of Coastal Areas, Environmental Science and Pollution Research, 28(1-2), PP. 1-15.
Naseriparsa, M., Bidgoli, A.M. & Varaee, T., 2014, A Hybrid Feature Selection Method to Improve Performance of a Group of Classification Algorithms, International Journal of Computer Applications, 69, PP. 28-35.
Saaty, T.L., 1996, Decision Making with Dependence and Feedback: The Analytic Network Process (Vol. 4922), RWS Publ.
Saaty, T.L. & Vargas, L.G., 2001, How to Make a Decision, In Models, Methods, Concepts & Applications of the Analytic Hierarchy Process, Springer, Boston, MA, PP. 1-25.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار