اولویت‌بندی سناریوهای مدیریت رواناب سطحی با استفاده از روش TOPSIS در حالت‌های مختلف وزن‌دهی (مطالعه موردی: شهر بجنورد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

2 دانشیار گروه آبخیزداری، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

چکیده

در دهه‌های گذشته، توسعه شهری و افزایش فضاهای متراکم شهری باعث افزایش سطوح نفوذناپذیر و در نتیجه افزایش حجم و اوج رواناب شده است. با توجه به گسترش مشکلات متأثر از سیلاب شهری در سراسر جهان، اقدامات مدیریتی متعددی به‌منظور کنترل رواناب معرفی شده است. در این پژوهش، تعدادی سناریوی مناسب برای مدیریت رواناب سطحی در شهر بجنورد انتخاب و اولویت‌بندی شد. ابتدا با مطالعه و مرور منابع علمی در مورد نتایج حاصل از اجرای این اقدامات در سایر کشورها، بررسی شرایط اجرایی هر کدام و استفاده از نظر کارشناسان محلی، شش اقدام مدیریتی شامل سیستم نگهداشت زیستی، ترانشه نفوذ، آسفالت نفوذپذیر، پیاده‌رو نفوذپذیر، پشت‌بام سبز و مخازن جمع‌آوری آب باران برای اجرا در سطح شهر بجنورد انتخاب شد و اثرات اجرایی هر سناریو، از سه جنبه هیدرولوژیکی، اجتماعی و اقتصادی بررسی شد. به‌منظور ارزیابی سطح پذیرش مردمی تعداد 60 پرسشنامه توسط جامعه شهروندان عادی و همچنین تعداد 30 پرسشنامه توسط کارشناسان و مسئولان ذی‌ربط تکمیل شد. بعد از محاسبه هزینه هر کدام از اقدامات مدیریتی و همچنین برآورد حجم رواناب تولیدی در هر سناریو با کمک مدل SWMM برای دوره بازگشت 5 ساله، از روش تصمیم‌گیری چند معیاره برای اولویت‌بندی این اقدامات استفاده شد. تکنیک تصمیم‌گیری چند معیاره استفاده شده در این پژوهش TOPSIS بود که در حالت‌های مختلف وزن‌دهی (وزن‌دهی یکسان، دلفی، آنتروپی شانون، تأکید بر معیار هیدرولوژیکی، اجتماعی و اقتصادی) مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به‌دست آمده در این پژوهش با تأکید بر روش وزن‌دهی یکسان، دلفی و با تأکید بر معیار اجتماعی سناریوی ترانشه نفوذ که سازگارترین گزینه به راه‌حل ایده‌آل است، در اولویت اوّل قرار گرفت. همچنین در این روش با تأکید بر معیار اقتصادی و آنتروپی شانون سناریوی مخازن آب باران و با تأکید بر معیار هیدرولوژیکی سناریو پشت بام سبز در اولویت اول قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Prioritization of Surface Runoff Management Scenarios Using TOPSIS Method in Different Weighting Conditions (Case Study: Bojnord City)

نویسندگان [English]

  • Raziye Izanloo 1
  • Vahedberdi Sheikh 2
1 Former Graduate Student of Watershed Management, Faculty of Rangeland and Watershed Management, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Assoc. Prof. of Watershed Management, Faculty of Rangeland and Watershed Management, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
چکیده [English]

In the past decades, urban development and the increase in densely populated urban areas have led to expansion of the impervious surfaces. This resulted in an increase in the volume and peak discharge of runoff. To face the intensified urban floods problems worldwide, many management practices have been proposed and implemented. This study attempted to investigate and prioritize suitable urban runoff management scenarios for Bojnord city. Based on a thorough literature review on international experiences and examples, local experts’ opinions, and operational feasibility, a total of six management alternatives including Bio-retention, Infiltration Trench, Pervious Asphalt, Pervious Paver Blocks, Green Roof, and Rain Barrels were chosen. The hydrological, social and economic implications were then assessed for these alternatives for the Bojnord city. A total of 60 questionnaires were filled out by face to face interviews with citizens. Likewise, an extra set of 30 questionnaires was filled out by the relevant experts and authorities. The cost of each management alternative along with their potential to reduce the runoff volume resulting from a rainfall with a five-year return period was analyzed using SWMM. The Multi Criteria Decision Making Method (MCDM) was used for prioritizing these alternatives. Then MCDM in this study used TOPSIS technics and was performed using different weighting conditions (equal weighting, Delphi, Shannon entropy, emphasizing on hydrologic, social and economic criteria).The result of this study indicated that when applying equal weighting method, Delphi and social criteria, Infiltration Trench scenario were considered as the most compatible option to ideal solution. While Rain Barrels scenario was considered as the top priority when Shannon entropy and economic criteria were emphasized. And finally, applying a hydrologic criterion put the Green Roof scenario on top priority

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface runoff
  • Urban Management Scenarios
  • Weighting Methods
  • TOPSIS Method

 

Asgharpur, M., 1998, Multi-criteria decision making, University of Tehran Press, Iran. (In Persian)

Boston Water and Sewer Commission, 2013, Stormwater best management practices, proposal and guidance document, , Massachusetts, USA.

Benedini, M., 1988, "Developments and possibilities of optimization models", Agricultural Water Management,  13, 329-358.

De Montis, A., De Toro, P., Frank, B.D., Omann, I. & Stagl, S., 2000, "Criteria for quality assessment of MCDA methods", 3rd Biennial Conference of the European Society for Ecological Economics, Vienna.

Duckstein, L.S.O., 1980, "Multi-objective optimization in river basin development", Water Resources Research, 16(1), 14-20.

Goonetilleke, A., Thomas, E., Ginn, S. & Gillbert, D., 2005, "Understanding the role of land use in urban stormwater quality management", Journal of Environmental Management, 74 (1), 31-42.

Hunter, G., 1999, "Stormwater quality improvement devices; Issues for consideration", International Conference on Urban Storm Drainage, Sydney, Stormwater Industry Association, NSW.

Hwang, C. & Yoon, K., 1981, Multiple attribute decision making methods and applications: A state of the art survey, Springer-Verlag, Berlin, New York.

Jebel Ameli, M.S., Rezaeifar, A. & Chaeibaaksh Langroudi, A., 2005, "Risk ranking of projects using multi-criteria decision-making process", Journal of Faculty of Engineering, Vol. 41, No. 7(109), 863-871. (In Persian)

James, W., Rossman, L.A. & James, W.R., 2010, User's guide to SWMM 5, Computational Hydraulics International, Guelph, Ontario, Canada.

Lagzian, R., 2014, "Identifying and prioritizing surface runoff management scenarios using multi-ctiteria decision making techniques for Neishabour city", MSc Thesis, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran. (In Persian)

Momeni, M., 2006, New topics operations research, University of Tehran Press, Tehran. (In Persian)

Mehr newspaper, 2012, Tabnak online, viewed 12 April 2015, <http://www.tabnak.ir/fa/news/245005/>

Nickandam, M.H., 2013, "Urban surface water management using ecological sustainable measures", MSc Thesis, Khajeh Nasir University of Technology, Tehran, Iran. (In Persian)

Sadoddin, A., Halili, M.Gh., Mostafazadeh, R. & Razavi, A., 2007, "Multiple-attribute decision making method for Integrated Management in the Ramian watershed, Golestan, Iran", 4th National Conference of Watershed Management Science and Engineering, Karaj, Iran. (In Persian)

Sadoddin, A., Sheikh, V., Mostafazadeh, R. & Halili, M., 2010, "Analysis of vegetation-based management scenarios using MCDM in the Ramian watershed, Golestan, Iran", Journal of Plant Production, 4 (1), 51-62.

Stewart, T.L. & Scott, H., 1995, "A scenario-based framework for multi-criterion decision analysis in water resources planning", Water Resources Research, 31 (11), 2835-2843.

Yang, T. & Hung, Ch.Ch., 2007, "Multiple-attribute decision making methods for plant layout design problem". Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 23 (1), 126-137.