Risk Mapping of Water Supply and Sanitary Sewage Systems in a City in the Brazilian Semi-Arid Region Using GIS-MCDA
Abstract
:1. Introduction
2. Materials and Methods
2.1. Study Area
2.2. Characterization of the UWSS and the SSS of Caruaru
2.3. GIS-MCDA for the Proposed Objective
3. Data Processing
Standardization, Weighting and Combination of Criteria
- where:
- RWS = Risk of water shortage
- DISS = Degree of insufficiency of sanitary sewage
- Wk = Criterion weight k
- Ck = Criterion k
- n = Number of criteria
4. Results
4.1. Relative Matrix Importance of the Criteria
4.2. Mapping of Areas with Risks of Water Shortages
4.3. Mapping of Areas with a Degree of Insufficiency of Sanitary Sewage
5. Discussion
6. Conclusions
Author Contributions
Funding
Data Availability Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
References
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Index | Name | Index | Name |
---|---|---|---|
1 | Aeroporto | 23 | Maria Auxiliadora |
2 | Agamenon Magalhães | 24 | Maurício de Nassau |
3 | Alto do Moura | 25 | Morro do Bom Jesus |
4 | Andorinha | 26 | Nina Liberato |
5 | Kennedy | 27 | Nossa Senhora das Dores |
6 | Boa Vista | 28 | Nossa Senhora das Graças |
7 | Caiucá | 29 | Nova Caruaru |
8 | Cedro | 30 | Petrópolis |
9 | Centenário | 31 | Pinheirópolis |
10 | Cidade Alta | 32 | Rendeiras |
11 | Cidade Jardim | 33 | Riachão |
12 | Dep. José Antônio Liberato | 34 | Salgado |
13 | Distrito Industrial | 35 | Santa Rosa |
14 | Divinópolis | 36 | São Francisco |
15 | Indianópolis | 37 | São João da Escócia |
16 | Jardim Boa Vista | 38 | São José |
17 | Jardim Panorama | 39 | Serras do Vale |
18 | João Mota | 40 | Severino Afonso |
19 | José Carlos de Oliveira | 41 | Universitário |
20 | Lagoa do Algodão | 42 | Vassoural |
21 | Luiz Gonzaga | 43 | Verde |
22 | Manoel Bezerra Lopes |
Criteria | Description | Data Source |
---|---|---|
Criterion 1: Resident population | The larger the population, the greater the potential demand for water; therefore, the greater the risk of shortages. | Census data [43]. 2021 estimate by IBGE’s geometric growth rate. |
Criterion 2: Altimetry | The higher the altitude value, the greater the risk of shortages. | Digital Terrain Model [44]. |
Criterion 3: Distances to reservoirs | The further away from the reservoir, the greater the risk of shortages. | Calculation of Euclidean distances [39]. |
Criterion 4: Distances to TWPS | The further away from the TWPS, the greater the risk of shortages. | Calculation of Euclidean distances of the TWPS [39]. |
Criterion 5: Distances to the main water supply network | The further away from the main network, the greater the risk of shortages. | Calculation of Euclidean distances of the main network (diameters ≥ 150 mm) [39]. |
Criterion 6: Number of households served by the network | The greater the number of households served by the network, the greater the demand and the greater the risk of shortages. | Census data [43]. |
Criterion 7: Income | The higher the income, the lower the risk of shortages. | Census data [43]. |
Criterion 8: Distances to WTS | The further away from the ETA, the greater the risk of shortages. | Calculation of Euclidean distances of the WTS [39]. |
Value | Definition | Explanation |
---|---|---|
1 | Equal importance | Both criteria contribute equally to the objective. |
3 | Slightly more important | Experience and judgment show that one criterion is slightly more important than the other. |
5 | Moderately moreimportant | Experience shows that one criterion is moderately more important than the other. |
7 | Strongly moreimportant | Analysis and experience show that one criterion prevails over the other, and its importance is demonstrated in practice. |
9 | Extremely important | With a high degree of certainty, one criterion is absolutely predominant over the other. |
2,4,6,8 | Intermediate values | They can be used when looking for a compromise condition between two definitions. |
C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 | Weight Obtained | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
C1 | 1 | 3 | 4 | 4 | 3 | 2 | 3 | 4 | 0.289 |
C2 | 1/3 | 1 | 3 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3 | 0.182 |
C3 | 1/4 | 1/3 | 1 | 2 | 1 | 2 | 4 | 2 | 0.118 |
C4 | 1/4 | 1/3 | 1/2 | 1 | 1 | 2 | 3 | 2 | 0.096 |
C5 | 1/3 | 1/2 | 1 | 1 | 1 | 3 | 4 | 2 | 0.125 |
C6 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/3 | 1 | 2 | 3 | 0.085 |
C7 | 1/3 | 1/3 | 1/4 | 1/3 | 1/4 | 1/2 | 1 | 3 | 0.059 |
C8 | 1/4 | 1/3 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/3 | 1/3 | 1 | 0.046 |
Consistency ratio (CR) = 0.089 | Total | 1.000 |
C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | Weight Obtained | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
C1 | 1 | 4 | 1 | 3 | 1/2 | 1/3 | 1/2 | 0.136 |
C2 | 1/4 | 1 | 1/2 | 1 | 1/2 | 1/3 | 1/3 | 0.064 |
C3 | 1 | 2 | 1 | 3 | 1 | 1 | 1 | 0.159 |
C4 | 1/3 | 1 | 1/3 | 1 | 1/2 | 1/3 | 1/3 | 0.061 |
C5 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 3 | 2 | 0.229 |
C6 | 3 | 3 | 1 | 3 | 1/3 | 1 | 2 | 0.196 |
C7 | 2 | 3 | 1 | 3 | 1/2 | 1/2 | 1 | 0.155 |
Consistency ratio (CR) = 0.077 | Total | 1.000 |
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© 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
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Silva, M.C.d.O.; Vasconcelos, R.S.; Cirilo, J.A. Risk Mapping of Water Supply and Sanitary Sewage Systems in a City in the Brazilian Semi-Arid Region Using GIS-MCDA. Water 2022, 14, 3251. https://doi.org/10.3390/w14203251
Silva MCdO, Vasconcelos RS, Cirilo JA. Risk Mapping of Water Supply and Sanitary Sewage Systems in a City in the Brazilian Semi-Arid Region Using GIS-MCDA. Water. 2022; 14(20):3251. https://doi.org/10.3390/w14203251
Chicago/Turabian StyleSilva, Marcelo Carlos de Oliveira, Rochele Sheila Vasconcelos, and José Almir Cirilo. 2022. "Risk Mapping of Water Supply and Sanitary Sewage Systems in a City in the Brazilian Semi-Arid Region Using GIS-MCDA" Water 14, no. 20: 3251. https://doi.org/10.3390/w14203251
APA StyleSilva, M. C. d. O., Vasconcelos, R. S., & Cirilo, J. A. (2022). Risk Mapping of Water Supply and Sanitary Sewage Systems in a City in the Brazilian Semi-Arid Region Using GIS-MCDA. Water, 14(20), 3251. https://doi.org/10.3390/w14203251