Flood Hazard Assessment in Adama City of Ethiopia by Using MCDM Approach
تستخدم هذه الدراسة عملية التحليل الهرمي الضبابي (FAHP) المتكاملة مع نظم المعلومات الجغرافية (GIS) لتقييم مخاطر الفيضانات في مدينة أداมา بإثيوبيا، مما يثبت أن نهج (FAHP) يتعامل بفعالية مع عدم اليقين لدى الخبراء لإنتاج خريطة مخاطر قوية تحدد هطول الأمطار، وتراكم التدفق، والارتفاع كمحركات رئيسية، مع توفير أساس سليم علمياً للتخطيط الحضري واستراتيجيات التخفيف.
المؤلفون الأصليون:Mengistu Mekonnen Yadete, Daniel Lirebo, Yared Girma
تخيل الأرض كأنها خريطة لعبة فيديو ضخمة ومعقدة. في هذه اللعبة، بُنيت بعض المناطق على أرض مرتفعة وصلبة، بينما توجد مناطق أخرى عبارة عن وديان منخفضة حيث تميل المياه للتجمع طبيعيًا. عندما تهطل الأمطار، تتدفق المياه نحو الأسفل، ولكن إذا كانت الأرض مغطاة بالخرسانة أو كانت قنوات التصريف مسدودة، فلن تجد المياه مكاناً تذهب إليه، مما يؤدي إلى حدوث فيضانات. لفترة طويلة، استخدم العلماء الذين يحاولون التنبؤ بأماكن حدوث هذه الفيضانات طريقة تسمى "عملية التسلسل الهرمي التحليلي" (AHP). فكر في (AHP) كمعلم صارم يصحح اختباراً بإجابات "صحيحة" أو "خاطئة" فقط؛ فهي تجبر الخبراء على اتخاذ خيارات حادة ومحددة للغاية بشأن أي العوامل هي الأكثر أهمية—مثل مدى انحدار التل أو كمية الأمطار المتساقطة. لكن الحياة الواقعية ليست بالأبيض والأسود بهذا الشكل؛ فالخبراء غالباً ما يشعرون بعدم اليقين أو تكون لديهم آراء "ضبابية" نوعاً ما، مثل قولهم إن التل "منحدر نوعاً ما" بدلاً من تحديد أنه منحدر بزاوية 15 درجة بالضبط. تقدم هذه الورقة طريقة أذكى لتقييم الخريطة باستخدام المنطق "الضبابي" (Fuzzy)، والذي يسمح بهذا النوع من عدم اليقين، وتدمجه مع أداة رسم خرائط رقمية (GIS) لإنشاء صورة أكثر دقة لمناطق الخطر. وهذا أمر مهم لأنه في المدن المتنامية، معرفة الأماكن التي ستضربها المياه بدقة يمكن أن ينقذ الأرواح والمنازل والأموال.
ركز الباحثون وراء هذه الدراسة على مدينة أداما في إثيوبيا، وهي مكان تتعرض فيه فيضانات مفاجئة بشكل منتظم. وقد لاحظوا أن الدراسات السابقة كانت تعاني من بعض المشكلات: فقد استخدمت بيانات قديمة لا تعكس سرعة نمو المدينة، وركزت في الغالب على الأشياء المادية مثل الأمطار والتلال مع تجاهل عدد السكان في تلك البقع. ولحل هذه المشكلة، بنى الفريق نموذجاً جديداً باستخدام "عملية التسلسل الهرمي التحليلي الضبابية" (FAHP). تخيل هذا الأمر كأنه لجنة من عشرة خبراء من مجالات مختلفة—مثل علماء الهيدرولوجيا، ومخططي المدن، والمهندسين—يجلسون معاً لمناقشة المخاطر. وبدلاً من إجبارهم على اختيار رقم واحد، تسمح طريقة (FAHP) لهم بالتعبير عن آرائهم من خلال نطاق من القيم، مما يستوعب عدم اليقين الطبيعي في أحكامهم. لقد غذوا حكمة هؤلاء الخبراء في جهاز كمبيوتر جنباً إلى جنب مع أحدث البيانات حول هطول الأمطار، واستخدام الأراضي، والسكان، والتربة، لإنشاء "مؤشر عرضة للفيضانات".
كانت نتائج هذا النهج الجديد كاشفة للغاية. وجدت الدراسة أن أهم الدوافع للفيضانات في أداما هي هطول الأمطار (والتي شكلت 21.1% من المخاطر)، يليه عن قرب مدى القرب من المجاري المائية، ونوع استخدام الأراضي، وارتفاع الأرض. ومن المثير للاهتمام أن الدراسة سلطت الضوء أيضاً على أن الكثافة السكانية (10.1%) وكثافة التصريف (10.8%) هما عاملان رئيسيان، مما يثبت أن أماكن عيش الناس ومدى جودة تصريف المياه في المدينة لا يقل أهمية عن الطقس نفسه. وعندما رسموا خرائط النتائج، اكتشفوا أن حوالي 69.56% من المدينة تقع ضمن مناطق عرضة للخطر (متوسطة، عالية، أو عالية جداً). ويمثل هذا تحولاً كبيراً عن الدراسات السابقة، التي زعمت أن ما يقرب من 98.69% من المنطقة معرضة للخطر. ويشير المؤلفون إلى أن الدراسات القديمة كانت على الأرجح تبالغ في تقدير الخطر، ربما لأنها لم تكن تمتلك أحدث البيانات أو الطريقة الصحية للتعامل مع عدم يقين الخبراء.
وللتأكد من جودة خريطتهم الجديدة، اختبر الباحثون نموذجهم باستخدام أداة إحصائية تسمى منحنى (ROC)، والتي تعمل كبطاقة تقييم لدقة التنبؤ. سجل نموذجهم "مساحة تحت المنحنى" (AUC) تبلغ حوالي 1.0، وهو ما وصفته الورقة بأنه فصل شبه مثالي بين المناطق المعرضة للخطر والمناطق غير المعرضة له. تشير هذه الدرجة العالية إلى أن طريقة (FAHP) أفضل بكثير في تحديد "النقاط الساخنة" المحددة مقارنة بالطرق القديمة. وتظهر الخريطة أن المناطق الأكثر خطورة هي السهول الفيضية المنخفضة بالقرب من الأنهار والمراكز الحضرية المكتظة بالسكان حيث تغطي الخرسانة الأرض، مما يمنع الماء من الامتصاص. وتخلص الدراسة إلى أنه من خلال استخدام هذا النهج "الضبابي" الأكثر دقة مع معلومات محدثة، يمكن لمخططي المدن التوقف عن التخمين والبدء في استهداف دفاعات الفيضانات بدقة في الأماكن التي تشتد الحاجة إليها، بدلاً من محاولة حماية المدينة بأكملها بالتساوي.
ملخص تقني: تقييم مخاطر الفيضانات في مدينة أداما بإثيوبيا باستخدام نهج اتخاذ القرار متعدد المعايير (MCDM)
بيان المشكلة تمثل الفيضانات تهديداً حرجاً للمناطق الحضرية في الدول النامية، حيث تشهد مدينة أداما في إثيوبيا فيضانات مفاجئة متكررة تعرض سبل العيش والبنية التحتية للخطر. وقد اعتمدت التقييمات السابقة في المنطقة بشكل كبير على طرق العملية التحليلية الهرمية (AHP) التقليدية. ويحدد المؤلفون ثلاثة قيود رئيسية في الأدبيات الحالية المتعلقة بمدينة أداما:
حداثة البيانات: استخدمت الدراسات السابقة بيانات قديمة فشلت في رصد آثار التوسع الحضري السريع وتغيرات استخدام الأراضي.
النطاق المنهجي: ركزت النماذج القائمة بشكل أساسي على المخاطر الفيزيائية، متجاهلة العوامل الاجتماعية والاقتصادية مثل التعرض والقدرة على التكيف.
المبالغة وعدم اليقين: سجلت دراسات سابقة (مثل ليتا وأدونا، 2023أ) معدلات هشاشة مفرطة (98.69% من المنطقة)، وهو ما يرى المؤلفون أنه مبالغ فيه. علاوة على ذلك، تعتمد طريقة AHP التقليدية على مقارنات زوجية "حادة" (crisp) تفشل في مراعاة عدم اليقين والغموض المتأصل في أحكام الخبراء.
المنهجية لمعالجة هذه الفجوات، توظف الدراسة عملية التحليل الهرمي الضبابي (FAHP) المتكاملة مع نظم المعلومات الجغرافية (GIS). وتتقدم المنهجية عبر المراحل التالية:
منطقة الدراسة والبيانات: يركز البحث على مدينة أداما، وهي منطقة شبه قاحلة معرضة للفيضانات المفاجئة الموسمية. تستخدم الدراسة مجموعات بيانات محدثة، بما في ذلك خرائط استخدام الأراضي/غطاء الأرض (LULC) لعام 2025 المستمدة من Landsat 8 OLI، ونموذج الارتفاع الرقمي (SRTM DEM) بدقة 30 متراً للمتغيرات الطبوغرافية، وبيانات هطول الأمطار من NASA POWER، وتوقعات السكان من WorldPop/CSA، وشبكات التربة من FAO.
تحديد العوامل: تم اختيار عشرة عوامل شاملة مهيئة للفيضانات، تغطي الأبعاد البيوفيزيائية والاجتماعية والاقتصادية: الأمطار (RF)، الكثافة السكانية (PD)، المسافة من المجاري المائية (DS)، نوع التربة (ST)، مؤشر الاختلاف الطبيعي للغطاء النباتي (NDVI)، استخدام الأراضي/الغطاء الأرضي (LU)، المنحدر (SL)، القرب من الطرق (PR)، كثافة التصريف (DD)، والارتفاع (EL).
تنفيذ FAHP:
اختيار الخبراء: قدم عشرة خبراء من مجالات متنوعة (الهيدرولوجيا، التخطيط الحضري، إدارة الكوارث، الهندسة المدنية، إلخ) مقارنات زوجية باستخدام متغيرات لغوية.
المنطق الضبابي: تم تحويل هذه المقارنات إلى أرقام ضبابية مثلثية (TFNs) للتعامل مع عدم اليقين.
حساب الأوزان: تم تطبيق طريقة تحليل الامتداد لـ "تشانغ" (Chang's extent analysis) لحساب الأوزان الضبابية، والتي تم تحويلها لاحقاً إلى قيم محددة (defuzzified) باستخدام طريقة مركز المساحة والتعيير (normalization).
الاتساق: تم التحقق من نسبة الاتساق (CR) وكانت 0.073، وهي أقل بكثير من عتبة 0.10، مما يؤكد التماسك المنطقي لتقييمات الخبراء.
حساب المؤشر: تم إنشاء مؤشر هشاشة الفيضانات (FVI) باستخدام التركيب الخطي الموزون (WLC) لطبقات العوامل المعيارية. وتم تصنيف المصفوفة الناتجة المستمرة إلى خمس مناطق هشاشة (من منخفضة جداً إلى عالية جداً) باستخدام طريقة "جينكس" للكسور الطبيعية (Jenks Natural Breaks).
التحقق من الصحة: تم التحقق من القدرة التنبؤية للنموذج باستخدام تحليل منحنى خصائص تشغيل المستقبِل (ROC).
النتائج الرئيسية
أوزان العوامل: حدد تحليل FAHP أن الأمطار (21.1%) هي المحرك الأكثر تأثيراً في هشاشة الفيضانات، تليها الارتفاع، والمسافة من المجاري المائية، واستخدام الأراضي (بنسبة 11.5% لكل منها). كما تم تخصيص أوزان كبيرة للعوامل الاجتماعية والاقتصادية، وتحديداً الكثافة السكانية (10.1%) وكثافة التصريف (10.8%)، مما يؤكد دمج متغيرات التعرض والبنية التحتية.
تصنيف الهشاشة: تم تصنيف منطقة الدراسة كما يلي:
عالية جداً: 10.40% (3,140.01 هكتار)
عالية: 27.33% (8,254.44 هكتار)
متوسطة: 31.83% (9,612.81 هكتار)
منخفضة: 21.87% (6,605.28 هكتار)
منخفضة جداً: 8.56% (2,585.97 هكتار)
إجمالي المنطقة (متوسطة إلى عالية جداً): 69.56% من المساحة.
التوزيع المكاني: تتركز مناطق الهشاشة العالية والعالية جداً في السهول الفيضية المنخفضة المتاخمة لقنوات التصريف، والمراكز الحضرية المكتظة بالسكان ذات الأسطح غير المنفذة العالية، والمناطق ذات البنية التحتية غير الكافية لتصريف المياه. كما تم تحديد ثمانية "كيبيليات" (أحياء) محددة بأنها ذات هشاشة عالية جداً.
أداء النموذج: أظهر نموذج FAHP قدرة تنبؤية ممتالة مع قيمة المساحة تحت المنحنى (AUC) تقارب 1.0، مما يشير إلى فصل تام بين الفئات الهشة وغير الهشة في مجموعة التحقق.
الأهمية والادعاءات يدعي البحث أن دمج FAHP مع نظم المعلومات الجغرافية (GIS) وبيانات محدثة يقدم تحسيناً قوياً علمياً مقارنة بالدراسات السابقة القائمة على AHP في مدينة أداما. ويؤكد المؤلفون أن نهجهم:
يصحح المبالغة في التقدير: من خلال تحسين تصنيف الهشاشة، قللت الدراسة من المساحة المصنفة كـ "متوسطة إلى عالية جداً" من 98.69% كما ورد سابقاً إلى 69.56%، مما يقدم تقييماً أكثر واقعية.
يدمج الأبعاد الاجتماعية والاقتصادية: على عكس النماذج السابقة التي ركزت على الجوانب الفيزيائية فقط، نجح هذا الإطار في دمج الكثافة السكانية والقرب من البنية التحتية، مما يوفر رؤية متعددة الأبعاد للهشاشة تشمل التعرض والقدرة على التكيف.
يتعامل مع عدم اليقين: نجح استخدام المنطق الضبابي في إدارة الغموض المتأصل في أحكام الخبراء، مما أدى إلى تصنيف أكثر وضوحاً وحساسية للمخاطر.
يوجه التخطيط: يوفر تحديد المناطق عالية المخاطر والعوامل المحركة أساساً للتدخلات المستهدفة، بما في ذلك تحسين بنية تصريف المياه، والتخطيط لاستخدام الأراضي، وأنظمة الإنذار المبكر القائمة على المجتمع.
تخلص الدراسة إلى أن نهج FAHP-GIS، المدعوم ببيانات حديثة، يوفر أساساً موثوقاً للتخطيط الحضري القائم على الأدلة واستراتيجيات الحد من مخاطر الكوارث في مدينة أداما وسياقات مماثلة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.