Determination of the Marble Waste Site in Bucak (Burdur / Turkey) Using GIS and AHP Method

Abstract

Bucak province of Turkey, Burdur is located in the western Mediterranean region is the largest district of the province in terms of population and economic. Burdur is one of the important provinces where the marble industry has developed. More than half of the marble factories and enterprises in the province of Burdur are located in the district of Bucak. As a result of the extraction of the marble from the quarry and processing in the factory, all marble parts and dusts except the manufactured marble are considered as waste. Determining the regular storage areas of these marble wastes is an important problem for the enterprises. This paper covers a multi-criteria site selection study based on the analytical hierarchy process (AHP) and geographic information systems (GIS) in the selection of marble waste sites (MAS) in Bucak District. The AHP method evaluates the weights of decision-making criteria by a pair wise comparison method. GIS is used as a tool for the location analysis of decision-making criteria. Decision-making criteria for the selection of the marble waste area: Settlements, roads, rivers, wells, water reservoir, marble quarries, marble factories, slope, land use and geology were used. Among these parameters: River, road, settlement, water reservoir, well, quarry, factories, land use and geology map were prepared by digitizing in GIS. Topographic maps covering the entire study area were digitized and a 10x10 resolution digital elevation model (DEM) map was obtained. In addition to the 9 criteria, a slope map was created from the DEM. Distance analysis was performed for all criteria and class intervals were created for each using the symbol tab. All of these criterias, were directly converted to raster maps; distance analysis was not applied to land use and geology criteria. A reclassification was performed for all criteria that were converted to a raster layer and class range values ranging from 1-6 were assigned. Pairwise comparison method was used to determine the significance of each criterion. As a result of this comparison, the most important criterion was determined as geology. Weighted overlap analysis was applied using influence grades and class range values. As a result of this analysis, ”very appropriate” areas that can be characterized; covers only 3.2% of the entire study area and is concentrated in the central and northwestern parts.

Keywords

• Waste Area
• Site Selection
• AHP
• GIS

CBS ve AHY Yöntemi Kullanılarak Bucak (Burdur/Türkiye) Mermer Atık Sahasının Belirlenmesi

Abstract

Bucak ilçesi, Türkiye’nin Batı Akdeniz bölgesinde yer alan Burdur ilinin nüfus ve ekonomi açısından en büyük ilçesidir. Burdur ili de mermer sanayisinin gelişim gösterdiği önemli iller arasında yer almaktadır. Burdur ilindeki mermer fabrika ve işletmelerinin yarıdan fazlası Bucak ilçesinde bulunmaktadır. Mermerin ocaktan çıkarılması ve fabrikada işlenmesi sonucunda, elde edilen mamul mermer dışında kalan bütün mermer parça ve tozları atık olarak kabul edilmektedir. Bu mermer atıklarının düzenli depolanma alanlarının belirlenmesi ise işletmeler açısından önemli bir sorundur. Bu makale, Bucak İlçesi’ndeki mermer atık sahası (MAS) seçiminde analitik hiyerarşi yöntemi (AHP) ve coğrafi bilgi sistemleri (CBS) esaslı çok kriterli bir yer seçim çalışmasını kapsamaktadır. AHP yöntemi, karar verme kriterlerinin ağırlıklarını çift yönlü karşılaştırma yöntemiyle değerlendirir. GIS ise karar verme kriterlerinin konum analizlerinin yapıldığı bir araç olarak kullanılır. MAS yer seçiminde karar verme kriterleri olarak: Yerleşim birimleri, yollar, akarsular, kuyular, su depoları, mermer ocakları, mermer fabrikaları, eğim, arazi kullanımı ve jeoloji parametreleri kullanılmıştır. Bu parametrelerden: Akarsu, yol, yerleşim yeri, su deposu, kuyu, ocak yeri, fabrikalar, arazi kullanımı ve jeoloji haritası CBS ortamında sayısallaştırılarak hazırlanmıştır. Tüm çalışma alanını içine alan topoğrafik haritalar sayısallaştırılarak 10x10 çözünürlüğünde sayısal yükseklik modeli (SYM) haritası elde edilmiştir. SYM haritasından 9 kritere ilave olarak eğim haritası oluşturulmuştur. Tüm kriterler için mesafe analizi yapılmış ve her biri için sembol sekmesi kullanılarak sınıf aralıkları oluşturulmuştur. Bu kriterlerden sadece arazi kullanımı ve jeoloji kriterlerine mesafe analizi uygulanmamış; doğrudan raster haritasına dönüştürülmüşlerdir. Raster katmanına dönüştürülen tüm kriterler için yeniden sınıflandırma işlemi uygulanmış ve 1-6 arasında değişen sınıf aralığı değerleri atanmıştır. İkili karşılaştırma yöntemi (Pairwise comparison) kullanılarak her bir kriterin kendi arasında etki dereceleri belirlenmiştir. Bu karşılaştırma sonucunda en önemli kriterin jeoloji olduğu tespit edilmiştir. Etki dereceleri ve sınıf aralık değerleri kullanılarak ağırlıklı çakıştırma analizi uygulanmıştır. Bu analiz sonucunda, çalışma sahasında “çok uygun” olarak nitelendirilebilecek alanların tüm çalışma alanı içerisinde sadece %3,2’lik bir alanı kapladığı ve orta ve kuzeybatı kesimlerinde yoğunlaştığı belirlenmiştir.

Keywords

• Atık Alanı
• Yer Seçimi
• AHP
• CBS

References

1. Abdulhasan, M. J., Hanafiah, M. M., Satchet, M. A., Abdulaali, H. S., Toriman, M. E., & Al-Raad, A. A. (2019). Combining GIS, fuzzy logic and AHP models for solid waste disposal site selection in Nasiriyah, Iraq. Applied Ecology and Environmental Research, 17(3), 6701-6722.
2. Abdullah, L., & Adawiyah, C. W. (2014). Simple Additive Weighting Methods of Multi criteria Decision Making and Applications: A Decade Review. International Journal of Information Processing and Management(5), 39-49.
3. Afzali, A., Sabri, S., Rashid, M., Samani, J. M., & Ludin, A. N. (2014). Inter-Municipal landfill site selection using Analytic Network Process. Water Resources Management(28), 2179-2194.
4. Alanbari, M. A., Al-Ansari, N., & Jasim, H. K. (2014). GIS and multicriteria decision analysis for landfill site selection in Al-Hashimyah Qadaa. Natural Science(6), 282-304.
5. Al-Hanbali, A., Alsaaideh, B., & Kondoh, A. (2011). Using GIS-based weighted linear combination analysis and remote sensing techniques to select optimum solid waste disposal sites within Mafraq City, Jordan. Journal of Geographic Information System(3), 267-278.
6. Alkaradaghi, K., Ali, S. S., Al-Ansari, N., Laue, J., & Chabuk, A. (2019). Landfill site selection using MCDM methods and GIS in the Sulaimaniyah Governorate, Iraq. Sustainability, 1-22.
7. Allen, A. R. (2002). A Cost Effective Landfill Strategy for Developing Countries. Proceedings of 9th Congress of the International Association for Engineering Geology and the Environment, (pp. 136-147). Durban.
8. Allen, A., Brito, G., Caetano, P., Costa, C., Cummins, V., Donelly, J., . . . Vendas, D. (2002). Procedure for the Location of Landfill Sites Using GIS Model. 9th Congress of the International Association of Engineering Geology and the Environment, (p. 100). Durban.

9. Baban, S. J., & Flannagan, J. (1998). Developing and implementing GIS-assisted constraints criteria for planning landfill sites in the UK. Planning Practice and Research, 13(2), 139-151. doi:10.1080/02697459816157
10. Baiocchi, V., Lelo, K., Polettini, A., & Pomi, R. (2014). Land suitability for waste disposal in metropolitan areas. Waste Management & Research(32), 707-716.
11. Beltran, P. A., Fernando, J. P., Garcia, F. G., & Agullo, A. P. (2010). An analytic network process approach for siting a municipal solid waste plant in the metropolitan area of Valencia (Spain). Journal of Environmental Management, 91(5), 1071-1086.
12. Chabuk, A. J., Al-Ansari, N., Hussain, H. M., Knutsson, S., & Pusch, R. (2017). GIS-based assessment of combined AHP and SAW methods for selecting suitable sites for landfill in Al-Musayiab Qadhaa, Babylon, Iraq. Environmental Earth Sciences(76), 1-12.
13. Chang, N. B., Parvathinathan, G., & Breeden, J. B. (2008). Combining GIS with fuzzy multicriteria decision making for landfill siting in a Fast-Growing Urban Region. Journal of Environmental Management, 87(1), 139-153. doi:10.1016/j.jenvman.2007.01.002
14. Delgado, O. B., Mendoza, M., Granados, E. L., & Geneletti, D. (2008). Analysis of land suitability for the siting of inter-municipal landfills in the Cuitzeo Lake Basin, Mexico. Waste Management, 28(7), 1137-1146. doi:10.1016/j.wasman.2007.07.002
15. Dimopoulou, E., Tolidis, K., Orfanoudakis, Y., & Adam, K. (2011). Spatial multi-criteria decision analysis for site selection of sustainable stone waste disposal. Fresenius Environmental Bulletin, 22(7), 1-6.
16. EC. (2009). Assessing legal compliance with and implementation of the waste acceptance criteria and procedures by the EU-15 anex to the final report. Brussels. Retrieved 09 10, 2019, from https://ec.europa.eu/environment/waste/pdf/report_wac_annexes.pdf
17. EPA. (2016). Environmental guidelines, solid waste landfills, EPA 2016/0259. Sydney. Retrieved 09 12, 2019, from https://www.epa.nsw.gov.au/~/media/EPA/Corporate%20Site/resources/waste/solid-waste-landfill-guidelines-160259.ashx
18. Gorsevski, P. A., Donevska, K. R., Mitrovski, C. D., Joseph, P., & Frizado, J. P. (2011). Integrating multicriteria evaluation techniques with geographic information systems for landfill site selection: A case study using ordered weighted average. Waste Management(32), 278-296.
19. Güler, D., & Yomralıoğlu, T. (2017). Alternative suitable landfill site selection using analytic hierarchy process and geographic information systems: a case study in Istanbul. Environmental Earth Sciences, 76(678). doi:10.1007/s12665-017-7039-1
20. KAG. (2004). Katı Atık Genelgesi (23.06.2004 tarih ve 2004/7 sayılı Çevre ve Orman Bakanlığı Genelgesi). Ankara, Türkiye.
21. KAKY. (1991). Katı Atıkların Kontrolü Yönetmeliği (14.03.1991 tarih ve 20814 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan Çevre Bakanlığı yönetmeliği). Ankara.
22. Kapilan, S., & Elangovan, K. (2018). Potential landfill site selection for solid waste disposal using GIS and multi-criteria decision analysis (MCDA). Journal of Central South University(25), 570-585. doi: https://doi.org/10.1007/s11771-018-3762-3
23. Karadağ, A. A. (2019). Katı atık depolama tesisi yer seçimi için birleştirilmiş hedep programlama ve AHP yaklaşımı. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 11(1), 211-225.
24. KAUPG. (2011). Düzenli depolama tesisi uygulama projeleri hazırlanmasına ilişkin genelge (01.04.2011 tarih ve 2001/6 sayılı Çevre ve Orman Bakanlığı Genelgesi). Ankara.
25. Khan, D., & Samadder, S. R. (2015). A simplified multi-criteria evaluation model for landfill site ranking and selection based on AHP and GIS. Journal of Environmental Engineering and Landscape Managemen, 23(4), 267-278.
26. Kirimi, F. K., & Waithaka, E. H. (2014). Determination of suitable landfill site using geospatial techniques and multi-criteria decision analysis: A case study of Nakuru Town. International Journal of Science and Research, 3(11), 500-505.
27. Kontos, T. D., Komilis, D. P., & Halvadakis, C. P. (2003). Siting MSW landfills on Lesvos Island with a GIS-based methodology. Waste Management & Research, 21(3), 262-277. doi:10.1177/0734242X0302100310
28. Küçükönder, M., & Karabulut, M. (2007). Çok kriterli analiz yöntemi kullanılarak Kahramanmaraş’ta çöp depolama alanı tespiti. Coğrafi Bilimler Dergisi, 5(2), 55-76.
29. Lin, H., & Kao, J. J. (1999). Enhanced spatial model for landfill siting analysis. Journal of Environmental Engineering, 125(9), 845-851. doi:dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372
30. Lunkapis, J. G., Ahmad, N., Shariff, A. R., Mansor, S., & Mispan, R. M. (2002). GIS as decision support tool for landfills siting. 2nd World Engineering Congress. Sarawak, Malezya: Faculty of Engineering.
31. Mahini, S., & Gholamalifard, M. (2006). Siting MSW landfills with a weighted linear combination (WLC) methodology in a GIS environment. International Journal of Environmental Science and Technology, 3(4), 435-445.
32. Malczewski, J. (2004). GIS-based land use suitability analysis: A critical overview. Progress in Planning, 62(1), 3-65.
33. MAY. (2015). Maden Atıkları Yönetmeliği (15.07.2015 tarih ve 29417 sayılı Resmi Gazedede yayımlanmış Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Yönetmeliği). Ankara.
34. Randazzo, L., Cusumano, A., Oliveri, G., Di Stefano, P., & Renda , P. (2018). Landfıll site selection for municipal solid waste by using AHP method in GIS environment: Waste management decision-support in Sıcıly (Italy). Multidisiplinary Journal For Waste Resources and Residues(2), 78-88.
35. Rezaei-Moghaddam, K., & Karami, E. (2008). A multiple criteria evaluation of sustainable agricultural development models using AHP. Environment Development and Sustainability(10), 407-426.
36. Saaty, T. L. (1980). The analytic hierarchy process. New York: McGraw Hill.
37. Sancar, C. (2000). Kentsel gelişim alanlarının saptanması ve planlanmasında CBS ve ekoloji-ekonomi duyarlı planlama modeli. Trabzon: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (Yayımlanmamış).
38. Siddiqui, M. Z., Everett, J. W., & Vieux, B. E. (1996). Landfill siting using geographic information systems: A demonstration. Journal of Environmental Engineering, 122(6), 515-523. doi:http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372
39. Soyaslan, İ. İ., Hepdeniz, K., & Konu, A. (2011). Bucak mermer atık envanterinin çıkarılması. Isparta: Batı Akdeniz Kalkınma Ajansı, Sonuç Raporu (Proje No: TR61/11/DFD/17).
40. Şener, B. (2004). Landfill site selection by using GIS. Ankara: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (Yayımlanmamış).
41. Şengün, M. T., Siler, M., & Engin, F. (2018). Katı atık depolama alanlarının yer seçiminde CBS'nin kullanımı: Malatya Örneği. ZEITSCHRIFT FÜR DIE WELT DER TÜRKEN (ZfFT)/ JOURNAL OF WORLD OF TURKS, 159-180.
42. TMMOB. (2014). Burdur Gölü havzası mermer ocakları raporu. Ankara: Türk Mühendis ve Mimarlar Odaları Birliği.
43. URL-1. (2019). Retrieved 09 30, 2019, from T.C. Bucak Kaymakamlığı: http://www.bucak.gov.tr/bucak-nufus
44. USEPA. (2003). Location criteria chapter 2 Sub-Part B: In solid waste disposal facility criteria: Technical Manual. Washington: United States Environmental Protection Agency (USEPA 530-R-93).
45. Vasiljevic, T. Z., Srdjevic, Z., Bajcetic, R., & Miloradov, V. M. (2012). GIS and the analytic hierarchy process for regional landfill site selection in transitional countries: A case study from Serbia. Environmental Management(49), 445-458. doi:10.1007/s00267-011-9792-3
46. Yazdani, M., Monavari, S. M., Omrani, G. A., Shariat, M., & Hosseini, S. M. (2015). Landfill site suitability assessment by means of geographic information system analysis. Solid Earth(6), 945-956. doi:10.5194/se-6-945-2015
47. Yıldırım, Ü., & Güler, C. (2016). Identification of suitable future municipal solid waste disposal sites for the Metropolitan Mersin (SE Turkey) using AHP and GIS techniques. Environmantel Earth Sicences, 75(101). doi: 10.1007/s12665-015-4948-8
48. Yılmaz, E. (2005). Analitik Hiyerarşi Süreci Kullanarak Katılımcı Doğal Kaynak Planlaması, T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı Doğu Akdeniz Ormancılık Araştırma Enstitüsü. Tarsus: Çevre ve Orman Bakanlığı Yayın No: 238 ISSN: 1300-7912 DOA Yayın No:31.
49. Ying, X., Guang-Ming, Z., Gui-Qiu, C., Ke-Lin, W., & Dao-You, H. (2007). Combining AHP with GIS in synthetic evaluation of eco-environment quality: A case study of Human Province, China. Ecological Modelling, 209(2-4), 97-109.
50. Yoon, K., & Hwang, C. L. (1995). Multiple Attribute Decision Making: an Introduction. London: Sage Publication Inc., 83 p.
51. Zulu, S., & Jerie, S. (2017). Site suitability analysis for solid waste landfill site location using Geographic Information Systems and Remote Sensing: A case study of Banket Town Board, Zimbabwe. Review of Social Sciences, 2(4), 19-31.