Ranking of MENA Countries in terms of Water Sustainability Using CRITIC and TOPSIS Methods

Abstract

Aim: The study aimed to evaluate the water sustainability performance of countries in the Middle East and North Africa (MENA) region and Turkey based on Yale University's 2024 Environmental Performance Index (EPI) data. Using 10 indicators selected from the categories of environmental health, ecosystem vitality, and climate change, a ranking of the countries' water sustainability performance was created, and the importance levels of the criteria were determined. Method: The study used the CRITIC (Criteria Importance Through Intercriteria Correlation) method to objectively calculate the criteria weights. The water sustainability performance of 16 countries was then ranked using the TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) method. Libya, Syria, and Yemen were not included in the analysis. The analyses were conducted using the Python programming language. A sensitivity analysis was also conducted to assess the impact of the criteria weights on the ranking. Results: The CRITIC method identified biodiversity and habitat (BDH) and metals in water (HMT) as the highest weighted criteria, while sanitation and drinking water (H2O) and unsafe drinking water (UWD) received the lowest weights. According to the TOPSIS results, Saudi Arabia, Egypt, and Tunisia exhibited the highest water sustainability performance, while Lebanon, Israel, and Iraq performed the lowest. Sensitivity analysis determined that sanitation and metals in water criteria had the greatest impact on the rankings. Conclusion: The study revealed that Saudi Arabia, despite its limited water resources, achieved high performance through effective management, while Lebanon, Israel, and Iraq needed improvements in waste management and safe drinking water. For Turkey, access to clean water in rural areas and strengthening wastewater treatment infrastructure were identified as priority policy objectives. The sensitivity analysis highlighted the importance of criterion-based strategic planning, and criteria such as "Sanitation and Drinking Water" and "Metals in Water" were found to be decisive in the rankings.

Keywords

• Water sustainability
• MENA countries
• CRITIC
• TOPSIS
• Multi-Criteria Decision Making
• EPI
• sensitivity analysis

MENA Ülkelerinin Su Sürdürülebilirliği Açısından CRITIC ve TOPSIS Yöntemleri Kullanılarak Sıralanması

Abstract

Amaç: Çalışmanın amacı, Orta Doğu ve Kuzey Afrika (MENA) bölgesi ülkeleri ve Türkiye’nin su sürdürülebilirliği performansını, Yale Üniversitesi’nin 2024 Çevresel Performans Endeksi (EPI) verilerine dayandırarak değerlendirmektir. Çevresel sağlık, ekosistem canlılığı ve iklim değişikliği kategorilerinden seçilen 10 gösterge kullanılarak, ülkelerin su sürdürülebilirliği performans sıralaması oluşturulmuş ve kriterlerin önem dereceleri belirlenmiştir. Yöntem: Çalışmada, kriter ağırlıklarını nesnel bir şekilde hesaplamak için CRITIC (Criteria Importance Through Intercriteria Correlation) yöntemi kullanılmıştır. Ardından, TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) yöntemiyle 16 ülkenin su sürdürülebilirliği performansı sıralanmıştır. Libya, Suriye ve Yemen 2024 EPI listesinden çıkarıldığı için analiz kapsamına dahil edilmemiştir. Analizler, Python programlama dili kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kriter ağırlıklarının sıralamaya etkisini değerlendirmek için duyarlılık analizi yapılmıştır. Bulgular: CRITIC yöntemiyle, biyoçeşitlilik ve habitat (BDH) ile sudaki metaller (HMT) en yüksek ağırlıklı kriterler olarak belirlenirken, sanitasyon ve içme suyu (H2O) ile güvenli olmayan içme suyu (UWD) en düşük ağırlıklara sahip olmuştur. TOPSIS sonuçlarına göre, Suudi Arabistan, Mısır ve Tunus en yüksek su sürdürülebilirliği performansını sergilerken; Lübnan, İsrail ve Irak ise en düşük performansı göstermiştir. Duyarlılık analizi sanitasyon ve sudaki metaller kriterlerinin sıralamaları daha çok etkilediğini belirlemiştir. Sonuç: Çalışma, Suudi Arabistan’ın sınırlı su kaynaklarına rağmen etkili yönetimle yüksek performans sergilediğini, Lübnan, İsrail ve Irak’ın ise atık yönetimi ve güvenli içme suyu alanlarında iyileştirmeye ihtiyaç duyduğunu ortaya koymuştur. Türkiye için, kırsal bölgelerde temiz suya erişim ve atık su arıtma altyapısının güçlendirilmesi öncelikli politika hedefleri olarak belirlenmiştir. Duyarlılık analizi, kriter bazlı stratejik planlamanın önemini vurgulamış; ‘Sanitasyon ve İçme Suyu’ ve ‘Sudaki Metaller’ gibi kriterlerin sıralamalarda belirleyici olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Su sürdürülebilirliği
• MENA ülkeleri
• CRITIC
• TOPSIS
• Çok Kriterli Karar Verme
• EPI
• duyarlılık analizi

References

1. AKANDERE, G., & ZERENLER, M. (2022). Doğu Avrupa Ülkelerinin Çevresel ve Ekonomik Performansının Bütünleşik CRITIC-TOPSIS Yöntemiyle Değerlendirilmesi. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Meslek Yüksekokulu Dergisi, 25 (Özel Sayı), 524-535. https://doi.org/10.29249/selcuksbmyd.1156615
2. AKKARTAL, G. R. (2025). Türkiye, Orta Doğu ve Kuzey Afrika (MENA) Ülkelerinin Lojistik Performans Endekslerinin Kümeleme Analizi Yöntemi ile İncelenmesine Yönelik Bir Çalışma. İstanbul Gelişim Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 12(1), Article 1. https://doi.org/10.17336/igusbd.1406509
3. ARAFAT, A. A.-D. (2024). Water Security in the MENA. A. A.-D. Arafat (Ed.), Human Security in the Middle East and North Africa (ss. 47-83). Springer Nature Switzerland. https://doi.org/10.1007/978-3-031-70196-2_2
4. BAGGİO, G., QADİR, M., & SMAKHTİN, V. (2021). Freshwater availability status across countries for human and ecosystem needs. Science of The Total Environment, 792, 148230. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148230
5. BAJDOR, P., & KORPYSA, J. (2025). Multi-criteria-based approach in Environmental Performance Index evaluation. https://hdl.handle.net/10125/108953
6. CHANDNİHA, S. K., KANSAL, M. L., & NAİDU, D. (2021). Watershed Sustainability for Agricultural Intensification. M. K. Jhariya, A. Banerjee, R. S. Meena, S. Kumar, & A. Raj (Ed.), Sustainable Intensification for Agroecosystem Services and Management (ss. 743-778). Springer. https://doi.org/10.1007/978-981-16-3207-5_20
7. CHAVES, H. M. L., DOS SANTOS, T. M., JULİANİ, B. H. T., POMPEU, C. R., & OKAWA, C. M. P. (2021). Sustainability Analysis of an Urban Basin in Central Brazil. Journal of Environmental Engineering, 147(11), 04021047. https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0001912
8. DE CASTRO-PARDO, M., FERNÁNDEZ MARTÍNEZ, P., & PÉREZ ZABALETA, A. (2022). An initial assessment of water security in Europe using a DEA approach. Sustainable Technology and Entrepreneurship, 1(1), 100002. https://doi.org/10.1016/j.stae.2022.100002

9. DE CASTRO-PARDO, M., FERNÁNDEZ MARTÍNEZ, P., PÉREZ ZABALETA, A., & AZEVEDO, J. C. (2021). Dealing with Water Conflicts: A Comprehensive Review of MCDM Approaches to Manage Freshwater Ecosystem Services. Land, 10(5), Article 5. https://doi.org/10.3390/land10050469
10. EPI2024. (2024). https://epi.yale.edu
11. EŞİYOK, S., ARİŞ, E., & ANTMEN, F. (2023). Ranking and Evaluation of G7 Countries and Turkey by GGGI Indicators Using ENTROPY, CRITIC and EDAS Methods. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 38(3), Article 3. https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1377228
12. GÖKMENOĞLU, M., BOZKURT, A. A., & ŞİMŞEK, A. (2024). Critic Temelli Aras Ve Marcos Yöntemleriyle Kırılgan Beşli Ülkelerin Sürdürülebilir Kalkınma Amaçlarına Göre Yeniden Değerlendirilmesi. Selçuk Üniversitesi Akşehir Meslek Yüksekokulu Sosyal Bilimler Dergisi, 18, Article 18.
13. HWANG, C. L., & YOON, K. (1981). Multiple Attribute Decision Making: Methods and Applications. Springer-Verlag.
14. KARABULUT, A. A., UDİAS, A., & VİGİAK, O. (2019). Assessing the policy scenarios for the Ecosystem Water Food Energy (EWFE) nexus in the Mediterranean region. Ecosystem Services, 35, 231-240. https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2018.12.013
15. KAYA, F., & ALTUNTAŞ, C. (2024). Seçili Avrupa Birliği Üyesi Ülkelerin Sürdürülebilirlik Düzeyleri ile Kurumsal Sürdürülebilirliklerinin Analizi. EURO Politika, 19, Article 19.
16. KELEŞ, N. (2024). Çevresel Performans İndeksi Değerlendirmesinde Kullanılan Kriter Ağırlıklarının Objektif Yöntemlerle Belirlenmesi: OECD Ülkeleri Örneği. İstanbul Gelişim Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 11(2), Article 2. https://doi.org/10.17336/igusbd.1230947
17. MUHİRWA, F., Lİ, L., & LASPİDOU, C. (2025). Global ecosystem sustainability indexing and patterns in the success of SDGs of water, energy and food security. Journal of Cleaner Production, 516, 145830. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.145830
18. PANERO, M. A., ASHTON, W. S., IZQUİERDO, C., HURTADO MARTİN, M., & ANİD, N. M. (2018). Linking education to industry: Water and energy sustainability in Latin America. Journal of Environmental Studies and Sciences, 8(4), 503-516. https://doi.org/10.1007/s13412-018-0503-8
19. UN-DESA (United Nations Department of Economic and Social Affairs). 2019. World Population Prospects 2019: Highlights. Available at: https://population.un.org/wpp/assets/Files/WPP2019_Highlights.pdf
20. WYREMBEK, M., & BARYANNİS, G. (2024). Using MCDM methods to Optimise Machine Learning Decisions for Supply Chain Delay Prediction: A Stakeholder-centric Approac. Logforum, 20(2), 175-189. https://doi.org/10.17270/J.LOG.001019
21. YANG, L., WEN ,XUERU, HUANG ,ZHAOHUAN, LİU ,JUN, HE ,YUN, & AND Lİ, Y. (2025). Spatiotemporal evolution of water resource sustainability and carrying capacity based on water resource ecological footprint: A case study of Henan Province, China. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 31(3-4), 332-347. https://doi.org/10.1080/10807039.2025.2464901
22. ZAREİ, S., BOZORG-HADDAD, O., SİNGH, V. P., & LOÁİCİGA, H. A. (2021). Developing water, energy, and food sustainability performance indicators for agricultural systems. Scientific Reports, 11(1), 22831. https://doi.org/10.1038/s41598-021-02147-9
23. ZHANG, H. X. (2022). Water Sustainability and Renewable Energy: A Synopsis. Encyclopedia of Sustainability Science and Technology (ss. 1-11). Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2493-6_1111-1
24. ZHANG, H. X. (2023a). Climate Resilience and Global Water Sustainability. Water Sustainability (ss. 289-309). Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2466-1_388
25. ZHANG, H. X. (2023b). Introduction to Water Sustainability. H. X. Zhang (Ed.), Water Sustainability (ss. 1-8). Springer US. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2466-1_1100
26. ZHANG, H.X. (2022). Water Sustainability and Renewable Energy: A Synopsis. In: Meyers, R.A. (eds) Encyclopedia of Sustainability Science and Technology. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2493-6_1111-1