Assessment of an Underground Dams Site Selection in İZMİR Province by Using MAIRCA and EDAS Methods

Abstract

Underground dam site selection is the process of selecting locations for dams constructed for the storage and management of groundwater to ensure the sustainable use of water resources. Underground dams store groundwater by utilizing underground aquifers, enabling more efficient and effective utilization of water resources. Particularly, the importance of underground dams has been observed to increase with global warming. They play a crucial role in various aspects, especially during periods of drought, in meeting agricultural irrigation and drinking water needs, among others. The construction of underground dams requires the simultaneous consideration of numerous criteria, thus turning the construction process into a decision-making problem. This decision problem is referred to in the literature as a multi-criteria decision-making (MCDM) problem. In this study, the site selection problem for a underground dam to be established in the province of Izmir has been addressed. In the problem at hand, there are five different alternatives consisting of districts within the province of Izmir and ten different criteria. These criteria and alternatives were determined by experts. In the study, the weights of the criteria were determined using the MAIRCA method, and the EDAS method was used for the selection of alternative locations. As a result of the study, Kınık district was identified as the most suitable alternative among the selected districts.

Keywords

• Underground dam
• site selection
• multi-criteria decision making
• MAIRCA method
• EDAS method

İZMİR İlinde Kurulacak Olan Bir Yeraltı Barajı için Uygun Lokasyonun MAIRCA ve EDAS Yöntemleri Kullanılarak Belirlenmesi

Abstract

Yer altı barajı yer seçimi, su kaynaklarının sürdürülebilir şekilde kullanılmasını sağlamak amacıyla yeraltı suyunun depolanması ve yönetimi için yapılan barajların yer seçim sürecidir. Yer altı barajları, yeraltı suyunun doğal rezervuarları olan yeraltı su tabakalarını depolayarak, su kaynaklarının daha verimli ve etkin bir şekilde kullanılmasını sağlar. Özellikle küresel ısınma ile yer altı barajlarının öneminin arttığı gözlemlenmiştir. Özellikle kuraklığın olduğu dönemlerde, başta tarımsal sulama ve içme suyu ihtiyaçlarını karşılamak gibi birçok konuda hayati bir rol oynadığı bilinmektedir. Yer altı barajlarının inşası için çok fazla kriterin eş zamanlı olarak dikkate alınması gerekmektedir. Bu nedenle, inşa süreci bir seçim problemine dönüştürmektedir. Söz konusu seçim problemi ise, literatürde çok kriterli karar verme (ÇKKV) problemi olarak geçmektedir. Bu çalışmada, İzmir ilinde kurulacak bir yer altı barajı için yer seçim problemi ele alınmıştır. Ele alınan problemde, İzmir ilindeki ilçelerden oluşan beş farklı alternatif ve on farklı kriter yer almaktadır. Bu kriterler ve alternatifler karar vericiler tarafından belirlenmiştir. Çalışmada, kriterlerin ağırlıkları MAIRCA yöntemi ile belirlenmiş, alternatif konumların seçiminde ise EDAS yöntemi kullanılmıştır. Çalışma sonucunda belirlenen alternatif ilçeler arasından Kınık ilçesi en uygun alternatif olarak belirlenmiştir.

Keywords

• Yer altı barajı
• yer seçimi
• çok kriterli karar verme
• MAIRCA yöntemi
• EDAS yöntemi

References

1. [1] Jamali, I.A., Olofsson, B., Mörtberg, U., 2013. Locating suitable sites for the construction of subsurface dams using GIS. Environmental Earth Sciences, Vol. 70, pp. 2511-2525.
2. [2] Kuriqi, A., Pinheiro, A.N., Sordo-Ward, A., Bejarano, M.D., Garrote, L., 2021. Ecological impacts of run-of-river hydropower plants—Current status and future prospects on the brink of energy transition. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 142, p. 110833.
3. [3] Goran, H., Nilsson, Å., 1986. Ground-Water Dams for Rural-Water Supplies in Developing Countries. Groundwater, Vol. 24(4), pp. 497-506.
4. [4] Frankl, A., Nyssen, J., De Dapper, M., Haile, M., Billi, P., Munro, R.N., Poesen, J., 2011. Linking long-term gully and river channel dynamics to environmental change using repeat photography (Northern Ethiopia). Geomorphology, Vol. 129(3-4), pp. 238-251.
5. [5] Kaplan, G., Yildizel, S.A., Memiş, S., Öztürk, A.U., 2018. The optimization of calcareous fly ash-added cement containing grinding aids and strength-improving additives. Advances in Civil Engineering, 2018, pp. 1-9.
6. [6] Akpınar, M.E., 2021. Unmanned aerial vehicle selection using fuzzy choquet integral. Journal of Aeronautics and Space Technologies, Vol. 14(2), pp. 119-126.
7. [7] Yıldızel, S.A., Çalış, G., 2019. Design and optimization of basalt fiber added lightweight pumice concrete using taguchi method. Romanian Journal of Materials, Vol. 49(4), pp. 544–553.
8. [8] Yiğit, M.E., Akpınar, M.E., 2021. Rüzgar türbin kulesi alternatiflerinin çok kriterli karar verme yöntemleri ile değerlendirilmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, No. 23, pp. 386-393.

9. [9] El-Shirbeny, M.A., Abutaleb, K.A., 2018. Monitoring of water-level fluctuation of Lake Nasser using altimetry satellite data. Earth Systems and Environment, Vol. 2, pp. 367-375.
10. [10] Baban, S.M., Wan-Yusof, K., 2003. Modelling optimum sites for locating reservoirs in tropical environments. Water Resources Management, Vol. 17, pp. 1-17.
11. [11] Shirani, K., Dastjerdi, A.S., Rahnamarad, J., 2017. Integration of multi-criteria decision matrix and geographical information system to site selection for an underground dam. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 22, pp. 3669-3686.
12. [12] Talebi, A., Zahedi, E., Hassan, M.A., Lesani, M.T., 2019. Locating suitable sites for the construction of underground dams using the subsurface flow simulation (SWAT model) and analytical network process (ANP) (Case study: Daroongar watershed, Iran). Sustainable Water Resources Management, Vol. 5, pp. 1369-1378.
13. [13] Keskin, A.Ü., Demir, Ş.D., 2018. Amasya Değirmendere Barajında Sulama Alanı ve Baraj Yüksekliği Arasında Ekonomik Analiz. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Vol. 20(60), pp. 755-764.
14. [14] Rahman, N.F.A., Awangku, A.A.H., Tai, V.C., Mohammad, M., Haron, S.H., Khalid, K., Rasid, M., Sharif, S.M., 2021. Site selection of water reservoir based on weighted overlay in ArcGIS (Case study: Bachok, Kelantan). Scientific International (Lahore), Vol. 33(2), pp. 135–139.
15. [15] Ajibade, T.F., Nwogwu, N.A., Ajibade, F.O., Adelodun, B., Idowu, T.E., Ojo, A.O., Iji, J.O., Olajire, O.O., Akinmusere, O.K., 2020. Potential dam sites selection using integrated techniques of remote sensing and GIS in Imo State, Southeastern Nigeria. Sustainable Water Resources Management, Vol. 6(4), pp. 1–16.
16. [16] Dos Anjos Luís, A., Cabral, P., 2021. Small dams/reservoirs site location analysis in a semi-arid region of Mozambique. International Soil and Water Conservation Research, Vol. 9(3), pp. 381–393.
17. [17] Jozaghi, A., Alizadeh, B., Hatami, M., Flood, I., Khorrami, M., Khodaei, N., Ghasemi Tousi, E., 2018. A comparative study of the AHP and TOPSIS techniques for dam site selection using GIS: a case study of Sistan and Baluchestan province. Iran Geosciences, Vol. 8(12), p. 494.
18. [18] Tsiko, R.G., Haile, T.S., 2011. Integrating geographical information systems, fuzzy logic and analytical hierarchy process in modelling optimum sites for locating water reservoirs: A case study of the Debub District in Eritrea. Water, Vol. 3(1), pp. 254-290.
19. [19] Minatour, Y., Khazaie, J., Ataei, M., Javadi, A.A., 2015. An integrated decision support system for dam site selection. Scientia Iranica, Vol. 22(2), pp. 319–330.
20. [20] Gigović, L., Pamučar, D., Bajić, Z., Milićević, M., 2016. The combination of expert judgment and GIS-MAIRCA analysis for the selection of sites for ammunition depots. Sustainability, Vol. 8(4), p. 372.
21. [21] Pamučar, D., Mihajlović, M., Obradović, R., Atanasković, P., 2017. Novel approach to group multi-criteria decision making based on interval rough numbers: Hybrid DEMATEL-ANP-MAIRCA model. Expert Systems with Applications, Vol. 88, pp. 58-80.
22. [22] Chatterjee, K., Pamučar, D., Zavadskas, E.K., 2018. Evaluating the performance of suppliers based on using the R'AMATEL-MAIRCA method for green supply chain implementation in the electronics industry. Journal of Cleaner Production, Vol. 184, pp. 101-129.
23. [23] Badi, I., Ballem, M., 2018. Supplier selection using the rough BWM- MAIRCA model: A case study in pharmaceutical supplying in Libya. Decision Making: Applications in Management and Engineering, Vol. 1(2), pp. 16-33.
24. [24] Pamučar, D., Lukovac, V., Božanić, D., Komazec, N., 2018. Multi-criteria FUCOM-MAIRCA model for the evaluation of level crossings: Case study in the Republic of Serbia. Operational Research in Engineering Sciences: Theory and Applications, Vol. 1(1), pp. 108-129.
25. [25] Pamučar, D.S., Ćirović, G., Božanić, D., 2019. Application of interval valued fuzzy-rough numbers in multi-criteria decision making: The IVFRN-MAIRCA model. Yugoslav Journal of Operations Research, Vol. 29(2), pp. 221-247.
26. [26] Arsić, S.N., Pamučar, D., Suknović, M., Janošević, M., 2019. Menu evaluation based on rough MAIRCA and BW methods. Serbian Journal of Management, Vol. 14(1), pp. 27-48.
27. [27] Ekinci, E.B.M., Can, G.F., 2018. Algılanan İş Yükü ve Çalışma Duruşları Dikkate Alınarak Operatörlerin Ergonomik Risk Düzeylerinin Çok Kriterli Karar Verme Yaklaşımı ile Değerlendirilmesi. Ergonomi, Vol. 1(2), pp. 77-91.
28. [28] Haq, R.S.U., Saeed, M., Mateen, N., Siddiqui, F., Ahmed, S., 2023. An interval-valued neutrosophic based MAIRCA method for sustainable material selection. Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 123, p. 106177.
29. [29] Kıran, M.B., 2019. Ülke iş sağlığı ve güvenliği performanslarını değerlendirilmek amacıyla MAIRCA yönteminin dört farklı ağırlıklandırma yaklaşımı ile uygulanması. Master Tezi, Başkent Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
30. [30] Yalcin, N., Uncu, N., 2019. Applying EDAS as an applicable MCDM method for industrial robot selection. Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, Vol. 37(3), pp. 779–796.
31. [31] Vesković, S., Stević, Ž., Stojić, G., Rajilić, S., Vasiljević, M., 2016. Application of fuzzy AHP method for profit analysis of railway operators with PSO. In Conference Paper, RAILCON, Vol. 16.
32. [32] Kahraman, C., Keshavarz Ghorabaee, M., Zavadskas, E.K., Cevik Onar, S., Yazdani, M., Oztaysi, B., 2017. Intuitionistic fuzzy EDAS method: An application to solid waste disposal site selection. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, Vol. 25(1), pp. 1-12.
33. [33] Darwis, D., Sulistiani, H., Megawaty, D.A., Setiawansyah, S., Agustina, I., 2023. Implementation of EDAS Method in the Selection of the Best Students with ROC Weighting. Komputasi: Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer dan Matematika, Vol. 20(2), pp. 112-125.
34. [34] He, Y., Lei, F., Wei, G., Wang, R., Wu, J., Wei, C., 2019. EDAS method for multiple attribute group decision making with probabilistic uncertain linguistic information and its application to green supplier selection. International Journal of Computational Intelligence Systems, Vol. 12(2), pp. 1361-1370.
35. [35] Pamucar, D.V., Lukovac, V.L., 2014. Selection of railway level crossings for investing in security equipment using hybrid DEMATEL-MAIRCA model. In Proceedings of the XVI International Scientific-expert Conference on Railways, Niš, Serbia, 9–10 October, pp. 89–92.
36. [36] Keshavarz Ghorabaee, M., Zavadskas, E.K., Olfat, L., Turskis, Z., 2015. Multi-criteria inventory classification using a new method of evaluation based on distance from average solution (EDAS). Informatica, Vol. 26(3), pp. 435-451.