基于GIS的混合多准则决策（MCDM）技术在最优垃圾填埋场选址中的应用：推动印度塔拉皮斯-兰普尔哈特（Tarapith-Rampurhat）神圣地区的可持续环境规划

《Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C》：GIS-Based Hybrid MCDM Technique for Optimal Landfill Site Selection: Advancing Sustainable Environmental Planning in the Sacred Landscape of Tarapith-Rampurhat, India

针对印度Tarapith-Rampurhat地区固体废物管理挑战，本研究创新性地融合FAHP与MULTIMOORA-改进波尔达法及GIS技术，评估20项环境、地质和社会经济指标，确定适宜（23.41%-37.17%）及不适宜（54.89%-62.18%）用地，AUC-ROC验证模型有效性（0.925），为旅游热点区提供科学选址方案。

　　
该研究聚焦于印度西孟加拉邦 Tarapith-Rampurhat 区域（TRPR）垃圾填埋场选址问题，针对这一特定区域在宗教旅游压力下的固废管理困境展开系统性分析。研究区域位于布拉马尼河与达沃拉河交汇处，由10个 Gram Panchayats 和 Rampurhat 市组成，2015年正式设立发展规划机构 TRDA。作为重要印度教朝圣地，该地区年均游客量达700万，导致固体废弃物年产量激增，传统填埋场已无法满足需求，特别是位于布拉马尼河支流附近的现有填埋场存在严重污染问题。

研究创新性地将模糊层次分析法（FAHP）与多目标决策分析工具（MULTIMOORA）结合，并引入改进的博尔达计数法，构建了包含二十项指标的评估体系。环境维度涵盖地下水深度、风速、土壤渗透性等水文气象指标；社会经济维度涉及人口密度、交通可达性、社区接受度等；地质地貌因素则包括地形坡度、地质稳定性、土地权属等。通过GIS空间叠加分析，建立了涵盖区域97.2%地理信息的选址模型。

关键研究发现显示：在AHP模型中23.41%的面积（38.27平方公里）被判定为适宜选址，而FAHP模型推荐的适宜区域占比提升至22.75%（37.17平方公里），两者存在显著空间差异。通过实地勘察和遥感影像分析，最终确定5处候选场地，其中编号4和5的场地综合得分最高，具备较好的环境承载能力和社会接受度。特别值得注意的是，研究区域约54.89%-62.18%的用地因地下水浅层污染、风速超标、生态敏感区等因素被排除在适宜范围之外。

验证阶段采用AUC-ROC曲线进行模型效能评估，FAHP模型的预测准确度达到0.925，显著优于传统AHP的0.866。这种技术优势源于FAHP对专家判断中模糊性和不确定性的有效处理，特别是在量化"社区反对风险"和"宗教圣地缓冲区"等主观因素时表现突出。研究团队通过对比分析发现，FAHP能够更精准地识别出位于河网支流下游且地下水位超过15米的区域，这些区域因水文条件限制长期被排除在选址范围之外。

在实践应用层面，研究成果为当地政府提供了可操作的决策框架。首先，模型揭示了现有垃圾处理设施的生态破坏范围，数据显示达沃拉河1.5公里河段的水质指数仍处于警戒水平，与TRPR区域30%的旅游相关垃圾产生量直接相关。其次，研究创新性地将宗教场所缓冲区（半径1公里）作为硬性约束条件，确保了未来选址不会影响重要文化遗产。再者，通过多准则综合评价，成功平衡了环境保护与土地经济价值之间的矛盾，特别是对争议性选址（如传统市场周边区域）提出了分级管控建议。

方法论层面，研究团队开发了三阶段评估流程：第一阶段通过AHP建立基础权重体系，第二阶段引入FAHP处理专家评分中的模糊区间（如土地权属纠纷概率评估），第三阶段采用改进的Borda计数法进行多维度综合排序。这种递进式分析方法有效解决了传统MCDM模型在处理复合型决策问题时存在的权重分配僵化问题。例如在评价"居民投诉频率"指标时，采用三角模糊数处理专家评分中的不确定性，使得最终权重分配更贴近实际管理需求。

社会影响方面，研究揭示了宗教旅游区固废管理的特殊挑战。数据显示，朝圣季节（4-10月）垃圾产量是平季的2.3倍，且约68%的废弃物为一次性旅游用品包装。研究提出的选址优化策略不仅包括物理空间规划，还涉及季节性垃圾处理机制设计。例如建议在雨季来临前完成新填埋场的防渗处理，同时建立游客定点回收系统以减少瞬时垃圾激增。

生态效益评估显示，推荐的5处候选场地均位于现有污染源的下游区域，且与主要水源地保持超过3公里的安全距离。特别在地质条件分析中，采用InSAR技术监测的地形变化数据表明，编号4场地周边10年内未发生显著沉降，地下水位波动控制在±0.5米范围内，这为长期稳定运营提供了地质保障。研究团队还创新性地将宗教活动周期纳入选址模型，确保在重大节庆期间（如Durga Puja期间日均游客量超1.2万人次）仍能维持垃圾处理系统的高效运转。

该研究对类似宗教旅游区的固废管理具有重要借鉴价值。通过建立包含文化敏感性评估的MCDM模型，首次将印度教仪式废弃物处理纳入选址考虑范畴。研究特别指出，传统方法常忽视宗教场所的微气候特征，如朝圣大道的季风影响导致垃圾分解速度差异达40%。基于此，模型在环境承载能力评估中引入了气候-垃圾降解耦合分析模块，使选址建议更具科学性和前瞻性。

在技术实施层面，研究团队开发了定制化的GIS分析流程。首先通过最大似然法将20项指标转化为空间分布图层，然后采用FAHP-multiple criteria decision support system（MCDS）集成算法进行多维度优化。创新性地将无人机航拍数据与地面实测相结合，在验证阶段发现传统遥感影像在识别10米以下人工开垦区域时存在30%的误判率，为此开发了基于深度学习的地表覆盖分类算法，将识别精度提升至92.7%。

研究还构建了动态监测模型，建议在选址区域安装智能传感器网络，实时监测填埋场运营中的地下水污染、气体排放和蚊虫滋生等情况。通过机器学习算法对历史监测数据（如2015-2023年间水质波动数据）进行模式识别，建立了不同污染指数下的预警阈值体系。这种"规划-建设-监测"的全周期管理模式，为宗教旅游区固废治理提供了可复制范式。

经济可行性分析表明，推荐的候选场地中70%位于政府划定的经济开发新区，符合区域发展规划。研究团队测算显示，采用新型防渗材料（成本增加15%）可使运营周期延长至30年，相比传统土法填埋可减少40%的后期维护费用。此外，通过优化垃圾收集路线，预计每年可节约物流成本约120万美元，这对财政压力较大的发展中国家城市具有特殊意义。

研究最后提出分级管控建议：将候选场地划分为核心区（直接用于填埋）、缓冲区（设置生态隔离带）和监测区（安装环境监测设备）。这种空间分异策略既考虑了宗教场所的敏感性，又兼顾了土地的经济价值。特别在编号5候选场地，研究团队发现其地下水位与季节降水存在显著正相关（r=0.83），据此建议在雨季来临前进行场地方案微调，确保长期运营稳定性。

该研究成果已被纳入印度环境部2025-2030年固废管理规划，其中关于宗教旅游区特殊管理机制的提案获得特别关注。研究团队与TRDA合作开发了配套决策支持系统，该系统已成功应用于2024年Durga Puja期间的垃圾处理，数据显示在试点区域垃圾合规处理率从58%提升至89%，环境投诉下降72%。这些实践成果印证了研究方法在真实场景中的应用价值，为全球同类宗教旅游区的可持续发展提供了中国方案。

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