Sürdürülebilir katı atık yönetimi için coğrafi bilgi sistemleri tabanlı bulanık çok kriterli mekânsal karar verme yaklaşımı: Diyarbakır örneği
Geographic information systems based fuzzy multi-criteria spatial decision making approach for sustainable solid waste management: a case study of Diyarbakir
Yazar: KASIM ŞİMŞEK
Danışman: DOÇ. DR. SELÇUK ALP
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Coğrafi bilgi sistemleri = Geographical information systems ; Entegre katı atık = Integrated solid waste ; Tesis yer seçimi = Site selection ; Çok kriterli karar verme = Multi criteria decision making

Özet:
Katı atık bertarafı, kent nüfusunun artmasıyla birlikte kent yöneticilerinin karşı karşıya kaldığı önemli çevresel ve sosyoekonomik sorunlardan biridir. Bir atık bertaraf yöntemi olarak Katı Atık Düzenli Depolama (KADD), belediyeler tarafından sıklıkla kullanılan yaygın ve etkili bir çözümdür. Ancak düzenli depolama tesis yerini belirlemek, teknik, çevresel ve ekonomik kriterlerin adilce değerlendirilmesini ve toplumsal muhalefetle uzlaşıyı gerektiren zahmetli bir süreçtir. Bu çalışma, belediye katı atık bertarafı için KADD tesisine uygun aday yerler belirlemeyi ve mevcut Katı Atık Transfer İstasyonlarından (KATİ), aday KADD yerlerine atık taşıyacak araç rotalarını minimize etmeyi hedeflemektedir. Bu amaçla çeşitli kurumlarda görev yapmakta olan tecrübeli uzmanların olduğu, kriter belirleme ve değerlendirme komisyonu kurulmuştur. Bu komisyondaki uzman ekibin tecrübesi ve geniş bir literatür araştırması desteği ile düzenli depolama yer seçiminde etkili olan, çevresel, ekonomik ve sosyokültürel hassasiyetleri içeren 14 kriter belirlenmiştir. Bu kriterleri temsil edecek tematik haritalar, Coğrafi Bilgi Sistemlerindeki (CBS) araçlarla üretilmiş veya çeşitli kurumlardan temin edilmiştir. Bu haritalar bulanık üyelik fonksiyonları kullanılarak standardize edilmiş ve öznitelik değerleri sürekli değerlere dönüştürülmüştür. Kriter ağırlıklarının belirlenmesinde uzman görüşlerinin etkili olduğu Aşamalı Ağırlık Değerlendirme Oran Analizi (SWARA) yöntemi kullanılmıştır. Standartlaştırılmış tematik haritalar ve kriter ağırlık değerleri ile Ağırlıklı Doğrusal Kombinasyon (WLC) yöntemi kullanılarak kriter uygunluk haritası elde edilmiştir. Çalışma sahasında KADD tesis yeri için kullanılmasına izin verilmeyen alanların tespiti için yedi kısıtlayıcı harita birleştirilmiş ve çalışma alanının %55'lik kısmının KADD tesis yeri için değerlendirme dışı bırakılması sağlanmıştır. Kriter uygunluk haritası ve birleşik kısıt haritasının ArcGIS'in Raster Calculator aracıyla birleştirilmesiyle nihai uygunluk haritası elde edilmiş ve buna göre çalışma alanının %3,44'ünün KADD tesis yeri için uygun olduğu belirlenmiştir. Şehrin değişik bölgelerinde kümelenmiş bu alanlardan uygunluk değeri/CBS puanı en yüksek olanlar seçilerek yedi aday yere dönüştürülmüştür. Bu çalışmanın uygulama alanı Diyarbakır'da, mevcut ve/veya yapılması planlanan dört adet KATİ ile yerleri bu çalışma kapsamında tespit edilen yedi adet KADD aday yer arasında atık transfer maliyetini optimize edecek araç rotalaması, ArcGIS in Network Analyst modülü kullanılarak yapılmıştır. Bu rotalardan elde edilen mesafeler ve her KATİ den transfer edilecek yük miktarları çarpılarak, her KADD aday yeri için yük-mesafe çarpanı elde edilmiş ve karar verme sürecinde kullanılmıştır. Geliştirilen metodoloji, değerlendirme komisyonu tarafından aday alanların yerinde keşfi ve tespitiyle doğrulanmıştır. Bu çalışmada geliştirilen metodolojinin, kullanım kolaylığı, esnekliği ve içerdiği uzman tecrübesiyle benzer ölçekteki şehirlerde başta KADD yerleri olmak üzere, değişik sektörlerde tesis yeri belirleme çalışmalarında rehberlik edebileceği beklenmektedir.

Abstract:
Solid waste disposal is one of the important environmental and socioeconomic problems faced by city managers with the increase in the urban population. Solid Waste Landfill (SWL) as a waste disposal method is a common and effective solution frequently used by municipalities. However, determining the landfill facility location is a laborious process that requires fair evaluation of technical, environmental and economic criteria and reconciliation with social opposition. This study aims to identify suitable candidate locations for SWL facility for municipal solid waste disposal and to minimize vehicle routes that will transport waste from existing Solid Waste Transfer Stations (SWTS) to candidate locations. For this purpose, a criteria determination and evaluation commission, which includes experienced experts working in various institutions, has been established. With the experience of the expert team in this commission and the support of a wide literature research, 14 criteria, including environmental, economic and socio-cultural sensitivities, which are effective in landfill site selection, were determined. Thematic maps representing these criteria were produced with tools in Geographic Information Systems (GIS) or obtained from various institutions. These maps were standardized using fuzzy membership functions and feature values were converted to continuous values. The Stepwise Weight Assessment Ratio Analysis (SWARA) method, in which expert opinions are effective, was used in determining the criterion weights. The criterion suitability map was obtained by using the Weighted Linear Combination (WLC) method with standardized thematic maps and criterion weight values. In order to determine the areas that are not allowed to be used for the SWL facility location in the study area, seven constraint maps were combined and 55% of the study area was excluded from the evaluation for the SWL facility location. The final suitability map was obtained by combining the criteria suitability map and the combined constraint map with the Raster Calculator tool of ArcGIS, and according to this, it was determined that 3.44% of the study area was suitable for the SWL facility location. Among these areas clustered in different region of the city, the ones with the highest suitability value/GIS score were selected and transformed into seven candidate places. In Diyarbakır, the application area of this study, vehicle routing to optimize the waste transfer cost between four existing and/or planned SWST's and seven SWL candidate sites whose locations were determined within the scope of this study was made using ArcGIS's Network Analyst module. By multiplying the distances obtained from these routes and the amount of cargo to be transferred from each SWST, the load-distance multiplier for each SWL candidate location was obtained and used in the decision-making process. The developed methodology was validated by the on-site discovery and identification of candidate areas by the evaluation commission. It is expected that the methodology developed in this study, with its ease of use, flexibility and expert experience, can guide facility location studies in different sectors, especially SWL locations in cities of similar scale.