مقدمه
یک شهر مادامی که فاقد ظرفیتها و توانمندیهای لازم برای کاهش آسیبپذیری و پیامدهای ناشی از بحرانها باشد و نتواند بهطور خلاقانه به تغییرات پاسخ دهد، نمیتواند در زمره شهرهای پایدار قرار گیرد (اوتو-زیمرمن و بالبو، 2012). جوامع انسانی ازجمله شهرها در عصر کنونی معمولاً در مکانهایی برپا و گسترش یافتهاند که همواره از جانب انواع سوانح اعم از طبیعی و انسانساخت بهدلیل توسعه زیرساختها و وابستگی و پیچیدگی آنها در معرض آسیب قرار دارند، دراینخصوص آسیبپذیری زیرساختها و داراییهای مهم، حساس و حیاتی یک شهر همراه با امکانپذیری انواع تهدیدات در زمان وقوع سبب ناکارآمدی سامانه شهری و درنتیجه تشدید نارضایتی عمومی (بحران اجتماعی) و اختلال عملکردی در شرایط اضطرار میگردد. با این دیدگاه هرچند تهدیدات و آسیبپذیری احتمالی داراییهای شهری در نگاه اول یک مانع جدی برای توسعه است؛ لیکن میتوان اذعان کرد اگر قبل از وقوع سوانح با مدنظر قراردادن مدیریت جامع بحران و رویکرد آیندهپژوهی، ضمن شناخت سوانح محتمل یک شهر، آسیبپذیری داراییهای آن را ارزیابـی و ردهبندی کنیم، با شناخت تهدیدات و آسیب ها بهعنوان موانع، پتانسیل و ظرفیتهای بالقوه ناشی از سوانح را بهعنوان فرصتی برای رسیدن به توسعه نیز میتوان شناسایی نمود و متعاقب آن، راهکارهایی در راستای پیشگیری از تهدید، کاهش آسیبپذیری و تقلیل پیامد و همچنین بهرهجویی از فرصتهای موجود در راستای رسیدن به اهداف توسعه پایدار منطقهای ارائه نمود.
در این راستا شرکت ملی منابع آب آمریکا، آسیبپذیری را نقاط ضعفی در امنیت میداند که در برابر تهدیدهای معین میتواند ارائه خدمات را دچار وقفه و اختلال کند؛ یا براساس تعریف سازمان وضعیت اضطراری استرالیا، آسیبپذیری بهعنوان درجه حساسیت و برگشتپذیری جامعه و محیط در برابر خطرها تعریف میشود. بهعبارتی استعداد پذیرش آسیب ناشی از هرگونه تهدید بهصورت فیزیکی یا غیر فیزیکی برای یک سامانه یا جامعه را آسیبپذیری گویند. در تعریف دیگر، آسیبپذیری شرایطی تعریف شده است که باعث میشود افراد، سامانه یا پیکره جامعه در برابر آثار سوء یک مخاطره تأثیرپذیر باشند و آسیب ببینند و این شرایط میتواند فیزیکی، اجتماعی، اقتصادی، محیطی و یا مربوط به فرآیندهای مدیریتی باشد (مشهدی، 1394). لذا بهطور ویژه درخصوص مسائل شهری، آسیبپذیری شهری به هر گونه ضعف در یک دارایی که این امکان را به یک تهدید میدهد تا توانایی آسیب و ایجاد خسارت به یک دارایی، شریانهای حیاتی و یا زیرساختها را ایجاد نماید، اطلاق میشود. آسیبپذیریها میتواند نتیجه ضعف در مدیریت، ضعف در امنیت فیزیکی یا شیوههای عملیاتی باشند (هلستروم، 2007؛ گیوه چی، 1397).
درواقع میتوان گفت تبعات مورد هدف قرار گرفتن زیرساختها و داراییها توسط تهدیدهای مفروض، براساس میزان آسیبپذیری زیرساخت مورد تحلیل و بررسی قرار میگیرد (جلالی فراهانی، 1392).
بیان مسئله
در راستای ارزیابی آسیبپذیری داراییهای شهری در مواجهه با سوانح، هرچند تحقیقات گستردهای درزمینه، ارزیابی ریسک شهری در مواجهه با یک مخاطره خاص (بیشتر از نوع مخاطرات طبیعی) وجود دارد؛ لیکن به مطالعاتی که در حوزه مدیریت بحران و پدافند غیرعامل صرفاً به ارزیابی آسیبپذیری داراییهای شهری در مواجهه با انواع سوانح انسان ساخت بپردازد، کمتر توجه شده است؛ لذا میتوان بیان کرد که در راستای مدیریت بحران و پدافند غیرعامل، ارائه الگوی بهینه ارزیابی آسیبپذیری داراییهای شهری در مواجهه با سوانح انسانساخت بهعنوان یک مسئله مهم همواره نقش بسزایی در برنامهریزی شهری دارد. با این تفسیر، از دیگر مسائل مهم تحقیق پیش رو میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
1. ردهبندی معیارهای ارزیابی آسیبپذیری داراییهای فیزیکی زیرساخت موردمطالعه در این تحقیق چگونه است؟
2. ردهبندی آسیبپذیری داراییهای فیزیکی زیرساخت هدف در منطقه موردمطالعه بیانگر چه اولویتهایی است؟
3. برحسب ارزیابی آسیبپذیری تهدیدات انسانساخت؛ ردهبندی داراییهای سیستم موردمطالعه شهری چگونه است؟
پیشینه تحقیق
کیز و همکاران (2025) با هدف شناسایی آسیبپذیری داراییها، به بررسی انتشار آسیب و خرابیهای آبشاری ناشی از سیل در شبکههای وابسته حملونقل و آبهای سطحی پرداختهاند. در این پژوهش، از مدل SEFR و دادههای شبیهسازی دوبعدی سیل با نرمافزار HEC-RAS استفاده شد (کیس و همکاران، 2025؛ چال و جیراوغلو، 2025). با تمرکز بر تعیین شاخصهای آسیبپذیری ساختمانها در برابر افزایش سطح دریا و سیلاب در مناطق ساحلی شهری، چارچوبی مبتنی بر شاخص ارائه کردهاند که عوامل کلیدی آسیبپذیری را در تصمیمات طراحی معماری تفسیر میکند. روش تحقیق آنها ترکیبی از مرور ادبیات و روش دلفی با مشارکت 18 متخصص در حوزههای معماری، برنامهریزی شهری و مهندسی عمران بود (چال و جیراوغلو، 2025).
لو و همکاران (2025) در مرور نظاممند خود با عنوان «شکستهای آبشاری در سیستمهای زیرساخت شهری: مروری جامع بر مکانیسمهای زنجیره فاجعه» چارچوبی یکپارچه برای درک وابستگیهای متقابل، چالشهای دادهای و محدودیتهای روششناختی ارائه کردهاند. این مطالعه با ترکیب روشهای مبتنی بر دانش خبرگان، شبکههای بیزی، شبکههای پیچیده، شبیهسازی عددی، شبیهسازی سناریو و سنجش از دور، آسیبپذیری سیستمهای مهندسی شهری را در برابر اثرات آبشاری ناشی از مخاطرات طبیعی (زلزله، سیل، آتشسوزی، یخبندان و فرونشست زمین) تحلیل کرده است (لو و همکاران، 2025). کربونلی و همکاران (2024) روشی نوین با عنوان روش ارزیابی ریسک ساختمان (BRAM)برای تحلیل ریسک حملات تروریستی انفجاری و غیرمتعارف (CBRNe) به سازهها معرفی کردهاند. این روش بر ارزیابی کمی و کیفی سه مؤلفه کلیدی شامل تهدید (T)، آسیبپذیری (V) و مواجهه (E) استوار است (کاربونلی و همکاران، 2024). لیو و همکاران (2024) در چارچوب ارزیابی یکپارچه ریسک شهری (IURA)روشی یکپارچه برای ارزیابی ریسک مناطق شهری ناشی از حوادث نشت مواد شیمیایی ارائه کردهاند که مبتنی بر ترکیب شبیهسازی مخاطرات شیمیایی (ALOHA) و سنجش آسیبپذیری اجتماعی (GC-TOPSIS) است (لیو و همکاران، 2024).
گان و همکاران (2022) روشی برای ارزیابی ریسک پیامدهای حوادث صنعتی و آسیبپذیری انسانی در مناطق شهری توسعه دادند و آن را برای یک شهر کوچک در چین آزمون کردند (گوان و همکاران، 2022). بواکیه و همکاران (2022) با بررسی انواع خطرات طبیعی و انسانساخت و پیامدهای آنها بر داراییها، بر اهمیت ارزیابی پیامدهای سوانح گذشته و پیشبینی پیامدهای محتمل تأکید کردهاند (بوآکیه و همکاران، 2022). لوئیس (2015) در کتاب «نقش حفاظت زیرساختهای حیاتی در امنیت ملی» پس از معرفی اصول حفاظت از زیرساختها، از دو روش تحلیل و مدیریت ریسک برای حفاظت از داراییهای حیاتی (RAMCAP) و (MBRA) برای ارزیابی و تحلیل ریسک ناشی از تهدیدات طبیعی و انسانساخت استفاده کرده است (لوئیس، 2015).
فابری و وود (2019) ماژول تحلیل خسارت حوادث را بهعنوان ابزاری برای ارزیابی پیامدهای حوادث صنعتی در سناریوهای مختلف معرفی و ارزیابی کردهاند (فابری و وود، 2019). کولبا و همکاران (2017) با رویکرد تحلیل سناریویی به شناسایی داراییهای حیاتی، موقعیتهای اضطراری و راهکارهای مدیریتی برای کاهش خطرات انسانساخت پرداختهاند (کولبا و همکاران، 2017). لی و همکاران (2010) برنامهای پنجمرحلهای برای ارزیابی آسیبپذیری امنیتی در برابر تروریسم شیمیایی طراحی کردهاند که شامل شناسایی دارایی، ارزیابی تهدید، تحلیل آسیبپذیری، ارزیابی خطرپذیری و اقدامات متقابل است (لی و همکاران 2010).
در ایران، پژوهشهای متعددی به ارزیابی تهدیدات و آسیبپذیری زیرساختهای حیاتی بهویژه سامانههای آبرسانی پرداختهاند؛ از جمله کاظمی و گلستانه (1393)، مشهدی و امینی ورکی (1394)، مدیری و همکاران (1395)، تقینژاد و ذونعمت کرمانی (1395)، رودباری و همکاران (1396)، بخشی شادمهری و همکاران (1399)، فیضی و همکاران (1399)، شیخعلی و همکاران (1399) و امیدوار و وجدانی نوذر (1400). این پژوهشها با بهرهگیری از روشهایی چون RAMCAP، AHP، ANP، HAZOP، SPSS و ماتریس ریسک به شناسایی تهدیدات، ارزیابی آسیبپذیری و تحلیل پیامدهای محتمل پرداختهاند.
بااینحال، مرور جامع فدایی (2023) بر 86 مطالعه انجامشده بین سالهای 2014 تا 2023 در حوزه تهدیدات و آسیبپذیریهای سیستم تأمین آب آشامیدنی در ایران نشان میدهد با وجود شناسایی انواع تهدیدات نوظهور، مطالعات فراگیر برای ارزیابی امکانپذیری تهدیدات، آسیبپذیریها و پیامدهای ناشی از آنها همچنان ناکافی است (فدایی، 2023).
درواقع تحلیل پیشینه تحقیق و شکاف پژوهشی با مرور مطالعات بینالمللی و داخلی نشان میدهد ارزیابی تهدیدات و آسیبپذیری زیرساختهای حیاتی، بهویژه در حوزه آب و سامانههای وابسته، تاکنون در قالب چهار رویکرد اصلی انجام شده است:
مدلسازی و شبیهسازی عددی (مانند SEFR، HEC-RAS، ALOHA) که عمدتاً در مطالعات خارجی و برای پدیدههای طبیعی نظیر سیل، زلزله و نشت مواد شیمیایی به کار رفته است.
چارچوبهای مبتنی بر شاخص و روشهای ترکیبی (مانند RAMCAP، MBRA، BRAM، IURA) که امکان تلفیق دادههای کمی و کیفی و تحلیل چندبُعدی تهدید، آسیبپذیری و پیامد را فراهم میآورند.
روشهای تحلیلی-کارشناسی (مانند AHP، ANP، HAZOP، روش دلفی) که بیشتر برای اولویتبندی تهدیدات در محیطهای خاص به کار گرفته شدهاند.
مطالعات مرور نظاممند و تحلیلی که با هدف دستهبندی تهدیدات، شناسایی الگوهای آسیبپذیری و ارائه چارچوبهای کلی انجام شدهاند.
در مطالعات بینالمللی، تنوع مخاطرات بررسیشده (طبیعی و انسانساخت) و بهرهگیری از روشهای پیشرفته شبیهسازی و مدلسازی سناریو قابلتوجه است. این مطالعات اغلب به ارزیابی یکپارچه سه مؤلفه ریسک (تهدید، آسیبپذیری وپیامد) پرداختهاند و وابستگیهای متقابل بین زیرساختها را نیز در نظر گرفتهاند.
درمقابل، مطالعات داخلی گرچه در زمینه شناسایی تهدیدات و ارزیابی آسیبپذیری سامانههای آب شهری فعال بودهاند، اما چند ویژگی محدودکننده دارند:
- محدودیت جغرافیایی و مقیاس مطالعه
اغلب مطالعات به یک شهر یا یک زیرساخت خاص (مانند مخزن یا سد) محدود شدهاند.
- فقدان ارزیابی جامع و یکپارچه
در اکثر پژوهشها تنها یک یا دو مؤلفه ریسک بررسی شده و پیوند کامل بین تهدید، آسیبپذیری و پیامد لحاظ نشده است.
- استفاده محدود از دادههای شبیهسازی و سناریوسازی
بیشتر پژوهشها بر روشهای نظرسنجی و تحلیل آماری تکیه داشتهاند و دادههای مدلمحور کمتر به کار گرفته شده است.
- کمبود چارچوبهای بومیسازیشده
بسیاری از مطالعات صرفاً روشهای بینالمللی مانند RAMCAP یا CARVER را اقتباس کرده و تطبیق آنها با شرایط و ویژگیهای بومی کمتر صورت گرفته است.
روش
شهر سرد و کوهستانی همدان با مساحتی در حدود 72 کیلومترمربع و جمعیتی بالغبر 554 هزار و 406 نفر بهعنوان مرکز استان همدان، در غرب کشور ایران واقع شده است، مرکز این شهر در طـول جغرافیایی 48 درجه 51 دقیقه و در عرض جغرافیایی 34 درجه و 79 دقیقه در دامنه کوه الوند قرار دارد؛ ارتفاع این شهر از سطح دریا بین 1750 متر تا 2100 متر در نقاط مختلف آن متفاوت است و یکی از مرتفعترین مناطق کشور محسوب میشود (
تصویر شماره 1).

در این شهر داراییهای حیاتی موردمطالعه زیرساخت آب و فاضلاب بهمنظور تأمین آب شرب و همچنین جمعآوری فاضلاب شهر برگرفته از منابع تأمین آب (میزان مصرفی آب شرب شهر در حدود 1800 لیتر بر ثانیه است که از این میزان حدود 72/5 درصد از طریق آبهای سطحی با دو سد ذخیره و کمتر از 27/5 درصد از طریق آبهای زیرزمینی با 61 حلقه چاه تأمین میشود)، چهار باب تصفیهخانه آب، 18 مخزن اصلی بهصورت زمینی و هوایی، 12 ایستگاه پمپاژ آب، در حدود 200 کیلومتر خط اصلی انتقال آب، 93 کیلومتر خط فرعی انتقال آب، بالغ بر 1000 کیلومتر شبکه توزیع آب، 260 کیلومتر شبکه جمعآوری فاضلاب، 37 کیلومتر خط انتقال فاضلاب و یک باب تصفیهخانه فاضلاب است (
جدول شماره 1) (
تصویر شماره 2).

در این تحقیق جهت ارزیابی آسیبپذیری داراییهای آب و فاضلاب شهر همدان در مواجهه با سوانح انسانساخت با جمعآوری اطلاعات از طریق منابع کتابخانهای و مصاحبه با صاحبنظران، در ابتدا نقشه جانمایی داراییهای موردمطالعه توسط نرمافزار Google Earth Pro طبق
تصویر شماره 2، ترسیم گردید و متعاقب تعریف معیارهای ارزیابی و تهیه پرسشنامه، نقطه نظرات خبرگان جمعبندی و وزندهی معیارها، ارزیابی آسیبپذیری و ردهبندی داراییها با استفاده از روش تصمیمگیری ارزیابی همزمان معیار و گزینه SECA در محیط نرمافزار Lingo موردبررسی و تحلیل قرار گرفت و درنهایت بهمنظور تهیه نقشه پهنهبندی آسیبپذیری داراییها از نرمافزار ArcGIS استفاده شده است.
در روشهای تصمیمگیری چندمعیاره MCDM همچون SECA، تعداد بهینه خبرگان برای وزندهی معیارها و رتبهبندی گزینهها به پیچیدگی مسئله و روش انتخابی بستگی دارد. وایدیا و کومار (2006)، در مطالعه خود بیان می کنند بسته به پیچیدگی معیارها تعداد 3 تا 10 خبره کفایت می کند (ویدیا و کومار، 2006). اسکالموسکی و همکاران (2007) تعداد 7 تا 12 خبره را برای مسائل با پیچیدگی متوسط 5 تا 8 معیاره مناسب میداند. درکل، مطالعات اخیر نشان میدهند تعداد بهینه خبرگان معمولاً بین 5 تا 20 نفر متغیر است (طاهردوست، 1401؛ ستودهانوری، 1401). در این تحقیق برای جمعآوری اطلاعات از طریق پرسشنامه، تعداد 20 خبره با جامع هدفی که شامل اساتید، متخصصین، کارشناسان و مدیران حوزه برنامهریزی شهری، شهرسازی، مدیریت شهری، مدیریت بحران و پدافند غیرعامل و آب و فاضلاب بود، استفاده شد که نتایج تحلیل پایایی و روایی پرسشنامه به شرح زیر است:
- جهت تعیین پایایی پرسشنامه، مقدار آلفای کرونباخ 0/837 نشاندهنده پایایی خوب برای پرسشنامه است. این بدان معناست که معیارهای ششگانه بهطور داخلی هماهنگ هستند و قابلیت اعتماد اندازهگیری بالایی دارند.
- در راستای بررسی کفایت دادهها برای تحلیل عاملی مقدار KMO پرسشنامه 0/812 است که نشاندهنده کفایت عالی نمونهگیری است. همچنین معناداری آزمون بارتلت(0/001>P) نشان میدهد همبستگی بین متغیرها برای انجام تحلیل عاملی مناسب است.
- همه معیارها بار عاملی بسیار خوبی (بالاتر از 0/7) روی یک عامل واحد دارند. این نتیجه نشان میدهد پرسشنامه از روایی سازه مطلوبی برخوردار است و تمامی شش معیار بهطور قوی یک مفهوم واحد و یک بعدی به نام «آسیبپذیری کلی» را اندازهگیری میکنند. این یافته با ساختار نظری پرسشنامه که همه معیارها را جزیی از یک پدیده (آسیبپذیری) میداند، کاملاً همخوانی دارد.
همچنین برای ارزیابی آسبپذیری داراییهای فیزیکی آب و فاضلاب شهری در مواجهه با سوانح انسان ساخت از معیارهایی که برحسب مطالعات جامع رساله دکتری «الگوی ارزیابی پیامدهای مؤثر بر داراییهای شهری، در مواجهه سناریو محور با سوانح انسان ساخت - مطالعه موردی شهر همدان» متعاقب شناسایی و انتخاب اولیه آنها براساس مرور مبانی نظری و پیشینه مطالعات مرتبط از روش دلفی فازی به شرح ذیل به دست آمده، استفاده شده است:
ضعف ذاتی (V1)
مفهوم واقعی ضعف ذاتی یک زیرساخت یا دارایی آن است که تحت تأثیر مخاطره یا تهدیدات خراب شده و یا عملکرد آن دچار اختلال شود، درواقع ضعف ذاتی متضاد استحکام است.
ضعف ایمنی و حفاظتی (V2)
عدم توجه به اصول ایمنی احداث و راهاندازی یک دارایی و همچنین بیتوجهی به نحوه حفاظت مطلوب از آن بیانگر ضعف ایمنی و حفاظتی آن دارایی است.
محل استقرار (V3)
مسلماً احداث یک دارایی در مناطق پر خطر و یا نزدیکی آنها به داراییهای با ریسک بالا؛ آسیبپذیری آن دارایی را (حتی اگر از استحکام کافی برخوردار باشد) بالا برده و احتمال گسترش آسیب و تأثیر بر سایر داراییها نیز وجود دارد.
پیچیدگی سیستمی (V4)
پیچیدگی مقدمهای است برای توصیف تئوریهای موجود زیرساختها و داراییها؛ همچون فرم، شکل، توپولوژی و معماری آنها که هرچه این تئوریها پیچیده تر و وابستگی آنها بیشتر باشد، زیرساخت و دارایی آسیبپذیرتر خواهد بود.
- وابستگی سیستمی (V5)
وابستگی یک زیرساخت یا دارایی بیانگر ارتباط و تأثیر عملکرد یا عدم عملکرد اجزای فرعی و اصلی آن برهم و همچنین بر سایر زیرساختها و داراییها است (وابستگی درونی و بیرونی) که هرچه وابستگی یک دارایی بیشتر باشد؛ پیچیدگی و آسیبپذیری آن نیز بیشتر شده و در سایر اجزاء و داراییها نیز گسترش مییابد. در این خصوص انواع وابستگی سیستمی به شرح وابستگی عملکردی، وابستگی فیزیکی، وابستگی جغرافیایی، وابستگی منطقی (وابستگی عملکرد نیروی انسانی) و وابستگی اطلاعاتی است. مدرن بودن جامعه (یعنی داشتن ارتباطات و تأثیرپذیری انواع داراییها از هم) دلیل اصلی وابستگی سیستمی و وابستگیها علت پیچیدگی زیرساختها و داراییها در یک جامعه است که این پیچیدگی نیز منشأ اصلی آسیبپذیریها، پیامدها و ریسک در مواجهه با سوانح میباشد.
افزونگی (V6)
به تمهیداتی در زیرساختها و داراییها اطلاق میشود که در صورت ایجاد خرابی یا اختلال آنها را پشتیبانی میکند (وجدانی نوذر، 1404).
ضمناً تفاوت روش بهکاررفته SECA در این تحقیق با بقیه روشها این است؛ در روشهای مشابه جهت رتبهبندی گزینهها، وزن معیارها در ابتدا با روش ثانویه دیگری محاسبهشده و سپس بهعنوان ورودی به این روشها داده میشود؛ اما در روش SECA هموزن معیار و هم رتبهبندی گزینهها باهم صورت میگیرد. این مزیت باعث ایجاد دفت بیشتر و نتایج بهتر در محاسبات میشود. ازطرفی ورودی این روش هم معیارهای کیفی و هم کمی را شامل میشود که این مورد نیز انعطافپذیری این روش را افزایش میدهد (کشاورز-قربایی و همکاران، 2018).
روش SECA
در ادامه گامهای روش SECA به شرح ذیل است:
تشکیل چارچوب تصمیم
اولین گام در روشهای تصمیمگیری چند شاخصه تشکیل چارچوب تصمیم است چارچوب تصمیم یک چارچوب سطری - ستونی است که ستونها، معیارهای تصمیمگیری و سطرها، گزینههای مسئله است که قصد رتبهبندی آن راداریم. هرکدام از سلولهای این چارچوب تصمیم ارزیابی هر گزینه نسبت به هر معیار است.
نرمالسازی چارچوب تصمیم
در این بخش برای نرمالسازی معیارهای مثبت از
فرمول شماره 1 و برای معیارهای منفی از
فرمول شماره 2 استفاده میشود. در این فرمول i معرف سطر و j معرف ستون در چارچوب تصمیم است. همچنین BC شامل معیارهای هستند که جنبه سود (یا معیار مثبت) دارند و NC شامل معیارهایی هستند که جنبه هزینه (یا منفی) دارند.
1 & 2.
تشکیل الگوی بهینهسازی
فرض کنید Vj=[XijN](n×1) معرف بردار j امین معیار میباشد. انحرافمعیار هر بردار (σj) نشاندهنده تغییرات درونی اطلاعات بردار است. برای اخذ اطلاعات بین معیاری در چارچوب تصمیم باید همبستگی بین هر زوج بردار محاسبه شود. که rjl معرف همبستگی بین j و l امین بردار است. درمجموع مقدار (πj) میزان تضاد بین j امین معیار و دیگر معیارها را نشان میدهد که از
فرمول شماره 3 به دست میآید.

افزایش تغییرپذیری در بردار یک معیار (σj)، و همچنین افزایش میزان درجه اختلاف میان معیار j و معیارهای دیگر (πj)، اهمیت (وزن) معیار را افزایش میدهد. برایناساس، مقادیر نرمالشده (σj) و (πj) بهعنوان نقاط مرجع برای وزن معیارها تعریف میشود. این مقادیر را میتوان بهصورت
فرمولهای شماره 4 و
5 محاسبه کرد:

باتوجهبه توضیحات ارائهشده الگوی بهینه چندهدفه زیر ارائه میشود.
فرمول شماره 6، عملکرد کلی هر گزینه را افزایش میدهد و
فرمولهای شماره 7 و
8، انحرافمعیارها و همبستگیهای وزن را از نقاط مرجع برای هر معیار به حداقل میرساند.
فرمول شماره 9 تضمین میکند مجموع وزنها برابر با 1 است.
فرمولهای شماره 10 و 11 وزن معیارها را برای برخی مقادیر در فاصله 1 تا εتعیین میکنند. ε یک متغیر مثبت کوچک در نظر گرفتهشده بهعنوان معیار پایینی برای وزن معیار است. الگوی چند هدفِ بالا را میتوان به الگوی تک هدفه تبدیل کرد. باتوجهبه عملکرد هدف الگو براساس
فرمول شماره 12 حداقل امتیاز کلی عملکرد گزینهها به حداکثر میرسد. ازآنجاکه انحراف از نقاط مرجع باید حداقل باشد، آنها از عملکرد هدف با ضریب B تفریق میشوند. این ضریب بر اهمیت دستیابی به نقاط مرجع معیارهای وزن تأثیر میگذارد.
فرمول شماره 13 یک مقدار حداقل از نمره عملکرد کلی هر گزینه (Si) را مشخص میکند.
فرمول شماره 14 مجموع ضرب وزن هر معیار را در درایه چارچوب نرمال محاسبه میکند.
فرمولهای شماره 15 و
16 مجموع انحرافمعیارهای وزن را از نقاط مرجع (انحرافمعیار و همبستگی) برای هر معیار را به دست میآورد.
فرمول شماره 17 مشخص میکند جمع وزنها برابر با 1 باشد؛ و
فرمولهای شماره 18 و 19 مشخص میکند وزن بهدستآمده باید بین (0) و (1) باشد یعنی از (0) بیشتر هم باشد.

تعریف متغیرها در
فرمولهای 12، 13، 14، 15، 16،
17، 18 و 19 در زیر آورده شده است.
λa= حداقل امتیاز هر گزینه
λb =مجموع فاصله وزن هر معیار از انحرافمعیار نرمال
λc =مجموع فاصله وزن هر معیار از همبستگی نرمال
β= ضریب تفریق از هدف کلی
Wj= وزن هر معیار
XijN= درایه نرمال سطر i و ستون j در چارچوب اولیه
Si= امتیاز هر گزینه
m= تعداد معیارها
ε= پارامتر مثبت کوچک
rjl= همبستگی بین j و l امین بردار
در این پژوهش برای تحلیل معیارهای مرتبط به ارزیابی آسیبپذیری داراییهای آب و فاضلاب شهری در مواجهه با سوانح انسانساخت و آمادهسازی دادهها؛ طبق نظرات کارشناسی در راستای اختصاص امتیاز به معیارها (برحسب توصیف کیفی معیار) از طیف 1 تا 5 مطابق
جدول شماره 2 استفادهشده بهنحویکه پس از تهیه پرسشنامه و توزیع آن در بین خبرگان؛ اطلاعات بر این مبنا از آنها اخذ و نتایج بهصورت میانگین حسابی برآورد و در تحلیل SECA مورداستفاده قرار میگیرد و همچنین سطوح ارزیابی آسیبپذیری (V) داراییها در مواجهه با سوانح انسانساخت باتوجهبه اعمال نقطه نظرات خبرگان به شرح ذیل تعریف و در ارزیابی مورداستفاده قرارگرفته است:

- سطح پایین (1≤V≤2)
- سطح متوسط (2
- سطح بالا (3 - سطح بحرانی (4 ضمناً ازآنجاییکه یکی از اهداف پژوهشها ارائه الگویی است که بتواند ضمن برآورد هدف کاربردی، قابلتعمیم به انجام مطالعات مشابه در تمامی مناطق باشد، در این تحقیق الگوی ارزیابی بهکاررفته برحسب تطبیق با تحقیقات و پژوهشهای موجود که برخی از آنها در این پژوهش نیز مورد بررسی قرارگرفته است، به شرح تصویر شماره 3 میباشد.

یافتهها
با نگاهی به لیست کلی داراییهای سیستم آب و فاضلاب شهری (جدول شماره 2) و احصای این داراییها در منطقه موردمطالعه (تصویر شماره 2)؛ وزندهی معیارهای مرتبط در این تحقیق (ضعف ذاتی، ضعف ایمنی و حفاظتی، محل استقرار، پیچیدگی، وابستگی و افزونگی سیستمی) و همچنین ردهبندی داراییها برحسب آسیبپذیری در مواجهه با سوانح انسان ساخت از طریق روش SECA و کاربرد نرمافزار لینگو انجام میشود، بدین منظور در ابتدا ماتریس تصمیم 6×10 (سطر شامل 10 دارایی و ستون شامل 6 معیار) برحسب نقطه نظرات و اطلاعات جمعبندی شده خبرگان تشکیل و سپس با استفاده از روابط مشخص، نرمالسازی ماتریس، تعیین مقدار πj، تعیین مقادیر نرمال σj و πj بهترتیب در قالب جداول شماره 3، 4، 5 و 6 برآورد می گردد.




در ادامه با استفاده از الگوی بهینهسازی که در فرمولهای 12، 13، 14، 15، 16، 17، 18 و 19 مشخصشده است، یک الگوی بهینهسازی غیرخطی تشکیل و توسط نرمافزار لینگو حل میگردد در این الگو بهازای مقادیر از 0/1 تا 7 الگو اجرا شده و در هر بار اجرا وزن معیارها و امتیاز هریک از تهدیدات سوانح انسانساخت عمدی برآورد میشود. برآوردها بهازای مقادیر مختلف وزن معیارها و امتیاز تهدیدات بهترتیب در جداول شماره 7 و 8 نمایش داده شده و همچنین بهصورت نمودار در تصاویر شماره 4 و 5 نیز مشخص است.




همانطور که هم جداول و هم نمودارها نشان میدهد از مقادیر β>4، نمودارها همگرا شدهاند و تغییرات زیادی ندارند پس میتوان β=4 را مقدار همگراشده در نظر گرفت که وزن معیارها و امتیاز منابع آسیبپذیر در این مقدار برای مسئله ثابت میباشد. پس در مقدار β=4 وزن نهایی معیارها و همچنین امتیازات نهایی منابع آسیبپذیر برآورد و نتایج بهترتیب در جدول شماره 9 و 10 و بهصورت نموداری در تصاویر شماره 6 و 7 نشان داده شده است.




برایناساس در بین معیارها، افزونگی با وزن 0/2467 اولویت اول را کسب کرده است. ضعف ایمنی و حفاظتی اولویت دوم و وابستگی اولویت سوم را کسب کرده است. در بین منابع آسیبپذیر نیز، تصفیهخانههای آب رتبه اول و ایستگاه های پمپاژ آب رتبه دوم و منابع آّب سطحی رتبه سوم را کسب کرده است.
بحث
درنهایت در راستای هدف اصلی پژوهش، ارزیابی نهایی آسیبپذیری داراییهای آب و فاضلاب شهر همدان در مواجهه با سوانح انسان ساخت در قالب سه سناریوی محتمل یعنی انفجار، مخاطرات صنعتی و آلودگی محیطی با مدنظر قرار دادن ضرایب وزنی معیارهای ارزیابی و اخذ نقطه نظرات مجدد از خبرگان به شرح جداول شماره 11، 12 و 13 برآورد و با پیادهسازی آن در محیط GIS نقشه پهنهبندی آسیبپذیری داراییهای آب و فاضلاب شهری همدان طبق تصاویر شماره 8، 9 و 10 مشخص شدند.






نتایج نشان میدهد تصفیهخانههای آب شهر در مواجهه با انفجار (سناریو اول) و مخاطرات صنعتی (سناریو دوم) با کسب امتیاز 4/1865 در رتبه اول و برحسب تعریف سطوح آسیبپذیری در سطح بحرانی قرار گرفته است و در مواجهه با آلودگی محیطی (سناریو سوم) این منابع آب سطحی است که با امتیاز 3/6969 در رتبه اول و برحسب تعریف سطوح آسیبپذیری در سطح بالا قرار دارد که نیازمند انجام اقدامات ایمنی و کاهش آسیبپذیری هستند.
نتیجهگیری
در این مطالعه آسیبپذیری داراییهای آب و فاضلاب شهر همدان (بهعنوان یکی از مهمترین شهرهای منطقه غرب ایران) در مواجهه با سوانح انسانساخت با رویکرد معرفی الگوی بهینه مورد ارزیابی قرار گرفت، نتایج ارزیابی ابتدایی آسیبپذیری داراییهای فیزیکی سیستم آبوفاضلاب شهر موردمطالعه با استفاده از روش ترکیبی تحلیلی SECA-GIS نشان داد. از بین معیارهای ارزیابی آسیبپذیری، افزونگی سیستم با وزن 0/2467، ضعف ایمنی و حفاظتی با وزن 0/1806 و وابستگی سیستمی با وزن 0/1532 بهترتیب اولویت اول تا سوم را به خود اختصاص داده و از بین داراییهای فیزیکی نیز تصفیهخانههای آب، ایستگاههای پمپاژ آب و منابع آب سطحی بهترتیب در رتبههای اول تا سوم آسیبپذیری قرار دارند. در ادامه در راستای اعتبارسنجی الگوی کاربردی، آسیبپذیری داراییهای آب و فاضلاب شهر مورد مطالعه مجدداً در قالب سه سناریوی محتمل یعنی انفجار، مخاطرات صنعتی و آلودگی محیطی در شهر مورد مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج حاصله بیانگر امتیاز 4/1865 تصفیهخانههای آب شهر بهعنوان دارایی اولویت دار و رتبه یک در مواجهه با انفجار (سناریو اول) و مخاطرات صنعتی (سناریو دوم) و امتیاز 3/6969 منابع آبهای سطحی بهعنوان دارایی اولویت دار و رتبه یک در مواجهه با آلودگی محیطی (سناریو سوم) بود که تطبیق این نتایج با یافتههای ارزیابی ابتدایی و همچنین مشاهدات عینی و سایر مطالاعات موجود بیانگر دقت و صحت الگوی مورداستفاده در این پژوهش است. ضمناً براساس پیادهسازی الگو در شهر همدان، اهم نوآوری این الگو به شرح ذیل است:
1- شناسایی معیارهای ارزیابی منطبق با موضوع و وزندهی آنها باتوجهبه غربالگری چند مرحلهای برحسب نقطه نظرات خبرگان.
2- کاربرد روش SECA بهعنوان یک روش بومی و ایرانی برای ارزیابی آسیبپذیری داراییها در مواجهه با سوانح.
3- ارائه ساختار و فرآیند جدید برای تدوین سناریو.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
در این مطالعه، تمامی اصول اخلاقی رعایت شد. هیچگونه آزمایشی بر روی نمونههای انسانی یا حیوانی انجام نشد؛ ازاینرو، نیازی به دریافت کد تأییدیه اخلاقی نبود.
حامی مالی
این مقاله برگرفته از رساله دکتری در رشته مهندسی سوانح از دانشگاه تهران است. این پژوهش هیچگونه کمک مالی از سازمانیهای دولتی، خصوصی و غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
مفهومسازی و روششناسی، انجام پژوهش و گردآوری دادهها و تحلیل رسمی و پیشنویس اولیه مقاله: علی وجدانی نوذر؛ نگارش -بازبینی و ویرایش: سعید گیوهچی و بهرام ملک محمدی؛ نظارت و مدیریت پروژه: سعید گیوهچی؛ تأیید نسخه نهایی: تمامی نویسندگان.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
نویسندگان از تمامی متخصصانی که با ارائه اطلاعات و بینشهای ارزشمند در این مطالعه مشارکت کردند، تشکر میکنند.
References
Bakhshy,F., Zarghani, S. H., & Kharazmi, O. A. (2020). [Analysis of Vulnerable Elements of the Cities Water Infrastructure against Terrorist Threats (Persian)]. Geopolitics Quarterly, 16(2), 32-57. [Link]
Behsaz Ravesh Engineering Company. (2023). [Operational plan for water and wastewater emergencies in Hamedan (Persian)]. Tehran:Behsaz Ravesh Engineering Company.
Boakye, J., Murphy, C., Gardoni, P., & Kumar, R. (2022). Which consequences matter in risk analysis and disaster assessment? International Journal of Disaster Risk Reduction, 71, 102740. [DOI:10.1016/j.ijdrr.2021.102740]
Carbonelli, M., Quaranta, R., Gaudio, P., Di Giovanni, D., Xerri, G. P., & Malizia, A., et al. (2024). Building risk assessment methodology for explosive and non-conventional terrorist attacks. The European Physical Journal Plus, 139, 669. [DOI:10.1140/epjp/s13360-024-05422-6]
Çal, I., & Ciravoglu, A. (2025). Determining vulnerability indicators of buildings for sea-level rise and floods in urban coastal areas. Sustainability, 17(1), 27. [DOI:10.3390/su17010027]
Fadaei, A. (2023). Study of Contaminants in Iranian Drinking Water and their Health Outcomes: A Review. Pollution, 9(4), 1450-1474. [DOI:10.22059/POLL.2023.356999.1839]
Fabbri, L., & Wood, M. P. (2019). Accident Damage Analysis Module (ADAM): Novel European Commission tool for consequence assessment-Scientific evaluation of performance. Process Safety and Environmental Protection, 129, 249-263. [DOI:10.1016/j.psep.2019.07.007]
Feyzi, E., Naghavi, M., & Fakhraei, H.(2020). [Risk Assessment of Hydroelectric Concrete Dams Using Combined FEMA and RAMCAP Method with Passive Defense Approach, Case Study: Leero Concrete Dam (Persian)]. Passive Defense, 11(2), 83-94. [Link]
Givehchi, S. (2018). [A methodology for identifying, ranking, and assessing threats and hazards in the field of infrastructure (Persian)]. Tehran: University of Tehran. [Link]
Guan, W., Liu, Q., & Dong, C. (2022). Risk assessment method for industrial accident consequences and human vulnerability in urban areas. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 76, 104745. [DOI:10.1016/j.jlp.2022.104745]
Hamadan Municipality. (2017). [Hamadan comprehensive urban plan: Base map of the plan (Persian)]. Hamadan: Hamadan Municipality.
Hellstrom, T. (2007). Critical infrastructure and systemic vulnerability: Towards a planning framework. Safety Science, 45(3), 415-430. [DOI:10.1016/j.ssci.2006.07.007]
Jalali Farahani, G. (2012). [Methods and models for estimating threats in passive defense ( Persian) ].Tehran: Imam Hossein University Press.[Link]
Kays, H. M. I., Sadri, A. M., Muraleetharan, K. K., Harvey, P. S., & Miller, G. A. (2025). Modeling flood propagation and cascading failures in interdependent transportation and stormwater networks. International Journal of Critical Infrastructure Protection, (48), 100741. [DOI:10.1016/j.ijcip.2025.100741]
Kazemi Balgeshiri, M. J., & Golestaneh, M. (2014). [A study of passive defense in water storage tanks and their transmission lines (Persian)]. Passive Defense Quarterly, 5(4), 19–50. [Link]
Keshavarz-Ghorabaee, M., Amiri, M., Zavadskas, E. K., Turskis, Z., & Antucheviciene, J. (2018). Simultaneous evaluation of criteria and alternatives (SECA) for multi-criteria decision-making. Informatica, 29(2), 265-280. [DOI:10.15388/Informatica.2018.167]
Kulba, V., Bakhtadze, N., Zaikin, O., Shelkov, A., & Chernov, I. (2017). Scenario analysis of management processes in the prevention and the elimination of consequences of man-made disasters. Procedia Computer Science, 112, 2066-2075. [DOI:10.1016/j.procs.2017.08.247]
Lee, Y., Kim, J., Kim, J., Kim, J., & Moon, I. (2010). Development of a risk assessment program for chemical terrorism. Korean Journal of Chemical Engineering, 27(2), 399-408. [DOI:10.1007/s11814-010-0094-x]
Lewis, T. G. (2015). Critical infrastructure protection in homeland security : Defending a networked nation. Hoboken, New Jersey : Wiley. [Link]
Liu, J., Tan, L., & Ma, Y. (2024). An integrated risk assessment method for urban areas due to chemical leakage accidents. Reliability Engineering & System Safety, 247, 110091. [DOI:10.1016/j.ress.2024.110091]
Lu, Z., Yan, D., Jiang, H., Xue, H., & Xu, Z. D. (2025). Cascading failures in urban infrastructure systems: A comprehensive review of disaster chain mechanisms. Journal of Infrastructure Intelligence and Resilience, 4(3), 100157. [DOI:10.1016/j.iintel.2025.100157]
Mashhadi, H., & Amini Varki, S. (2015). [Developing and presenting a model for threat assessment, vulnerability assessment, and risk analysis of critical infrastructures with an emphasis on passive defense (Persian)]. Journal of Emergency Management, 4(7), 69-85. [Link]
Modiri, M., Ahadnejad, M., & Hosseini, S. A. (2017). [Risk management in human-made crises with a passive defense approach: A case study of Tehran Metropolis (Persian)]. Journal of Urban Research and Planning, 7(27),163-182. [Link]
Omidvar, B., & Vejdani Nozar, A. (2021). [Qualitative risk assessment of critical water infrastructure: A case study of a city’s water supply system (Persian)]. Paper presented at 12th International Congress on Civil Engineering, Mashhad, Iran.
Otto-Zimmermann, K., & Balbo, A. (2012). The global adaptation community expands its scope. In K. Otto-Zimmermann (Eds), Resilient cities 2 (pp. 3-8). Dordrecht: Springer. [DOI:10.1007/978-94-007-4223-9_1]
Roudbari, S., Nekouei, M. A., & Taherkhani, R. (2017). [Assessment of the vulnerability of water supply system components (Persian)]. Journal of Engineering and Construction Management, 1(2), 32–36. [Link]
Sheykhali, M., & Emamzadeh, S. S. (2020). [The study of risk management of water and wastewater facilities using combined method Ahp and Ramcap (Persian)]. Sharif Journal of Civil Engineering, 36.2(2.2), 81-91. [DOI:10.24200/j30.2019.52458.2473]
Skulmoski, G. J., Hartman, F. T., & Krahn, J. (2007). The Delphi Method for Graduate Research. Journal of Information Technology Education: Research, 6, 1-21. [DOI:10.28945/199]
Sotoudeh-Anvari, A. (2023). Root Assessment Method (RAM): A novel multi-criteria decision making method and its applications in sustainability challenges. Journal of Cleaner Production, 423, 138695. [DOI:10.1016/j.jclepro.2023.138695]
Taherdoost, H., & Madanchian, M. (2023). Multi-criteria decision making (MCDM) methods and concepts. Encyclopedia, 3(1), 77-87. [DOI:10.3390/encyclopedia3010006]
Taghinejad, A., & Zonnemat-Kermani, M. (2016). [Using the RAMCAP approach to assess the vulnerability of dams and water transmission lines to natural hazards and weapon-related threats (Persian]. Paper presented at: The National Conference on Passive Defense and Sustainable Development, Tehran, Iran, 15 October, 2016. [Link]
Vaidya, O. S., & Kumar, S. (2006). Analytic hierarchy process: An overview of applications. European Journal of Operational Research, 169(1), 1-29. [DOI:10.1016/j.ejor.2004.04.028]
Vejdani Nozar, A. (2025). [A model for assessing the impacts on urban assets under scenario-based human-made disasters: A case study of Hamedan (Persian)] [PhD dissertation]. Tehran: University of Tehran.