انتخاب بهترين سناريوي بهبود كيفيت آب با استفاده از روش‌هاي تصميم‌گيري چندمعياره در حوضه آب‌خيز گرگان‌رود- استان گلستان

A multi-criteria approach for selection of the best water quality improvement scenarios (Case Study: Gorganrud-River Basin, Golestan Province)

امروزه ضرورت مديريت منابع آب و استفاده بهينه از آن بيش از پيش روشن شده است. انسان‌ها بايد به كنترل روند منفي در كيفيت آب رودخانه بپردازند و يا حداقل شدت آن را كاهش دهند. در اين پژوهش سناريوهاي مختلف بهبود كيفيت آب حوضه آب‌خيز گرگان‌رود- استان گلستان مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا، 9 پارامتر كيفي آب به‌عنوان متغير وابسته و 41 متغير مستقل سيماي سرزمين انتخاب شدند و رابطه بين متغيرها از طريق تحليل همبستگي و رگرسيون بررسي گرديد. سپس، از آن ميان با توجه به ديدگاه‌ها و اهداف مديريتي مختلف در ميان كارشناسان محيط زيست، 5 فعاليت مديريتي ممكن پيشنهاد گرديد. براساس رابطه رگرسيوني اثبات شده بين فعاليت‌هاي مديريتي و پارامترهاي كيفي آب مقادير پارامترها در سناريوهاي تدوين شده مورد ارزيابي قرار گرفت. 5 فعاليت مديريتي عبارتند از: كاهش چين‌خوردگي پوشش درختي، افزايش مرتع به‌ازاي كاهش مناطق باير، كاهش سطح كشاورزي براساس روش MCE (ارزيابي چندمعياره تناسب سرزمين)، كاهش جاده با الگوريتم COST (فواصل هزينه‌اي) و افزايش مرتع و افزايش تعداد لكه‌هاي درختي. به‌منظور موازنه نتايج به‌دست آمده از اجراي سناريوهاي تدوين شده و نيز تعيين سناريو يا سناريوهاي برتر، فن تصميم‌گيري چندمعياره به‌كار گرفته شد. به اين منظور پس از محاسبه مقدار معيارها در همه سناريوها، معيارهاي ياد شده به كمك فرآيند AHP وزن‌دهي شد. سپس، 32 سناريوي تدوين شده با استفاده از روش TOPSIS، براي تعيين برترين سناريوها، اولويت‌بندي گشت. با توجه به نتايج برترين سناريو، يعني سناريوي بيست و يك شامل كاهش جاده با الگوريتم COST و افزايش مرتع، افزايش مرتع به‌ازاي كاهش مناطق باير و كاهش چين‌خوردگي پوشش درختي انتخاب شد. با استفاده از سناريوسازي مي‌توان برنامه مديريتي براي آب‌خيز موردنظر را با توجه به تغييراتي كه ممكن است در آينده‌اي نزديك ايجاد شود، ارايه كرد، بنابراين اين فعاليت‌هاي مديريتي امكان بهبود كيفيت آب در آينده را پيش‌بيني مي‌كنند.

Water management and best use are among the topical issues and therefore the negative trends of water quality should be reduced. We have tested various water quality improvement scenarios in this research. We selected nine water quality factors and generated an initial set of 41 independent variables relating to landform, physical and biological plus landscape metrics of the surrounding environment of the rivers. Regression and correlation analyses helped narrow down the independent variables and define equations between dependent and independent variables. Five management items were devised based on the regression relationships and expert opinions including: decreasing fractal dimension of remnant tree patches, pasture extension onto bare land, decreasing area under agriculture based on a special multi-criteria analysis (MCE), decreasing road density based on a pattern suggested through least cost algorithm and increasing area under pasture management and the number of tree patches. To balance the results of the scenarios and select the optimum one, a multi-criteria approach was adopted during which the analytical hierarchy process was applied and the 32 scenarios were analyzed through technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS). The best scenario was found to be the one including road density decrease plus range extension onto bare land and decrease of fractal dimension of the remnant tree patches. These were the best in terms of the selected criteria for water quality improvement.