per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
1
11
13426
Original Article
ارزیابیاطمینانپذیری تصفیهخانه فاضلاب شهری با استفاده از آنالیز درخت خطا
Reliability Analysis of a Municipal Wastewater Treatment Plant Using Fault Tree Analysis
مسعود طاهریون
taheriyoun@cc.iut.ac.ir
1
مرضیه بهرامی
2
صابر مرادینژاد
3
استادیار /دانشکده مهندسی عمران. دانشگاه صنعتی اصفهان
دانشآموخته ارشد مهندسی /عمران مهندسی محیط زیست .دانشگاه خوارزمی تهران
دانشگاه آزاد اسلامی/ واحد تهران جنوب، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان
با توجه به رشد سریع جمعیت و نیاز فزاینده برای آب پاک و قابل اطمینان، تصفیهخانههای فاضلاب نقش مهمی در تامین یک منبع قابل اطمینان آب ایفا مینمایند. در این ارتباط اطمینانپذیری یک تصفیهخانه فاضلاب، زمانی که پساب خروجی، مجدداً استفاده شده و یا به منابع آبی تخلیه میشود، مسئلهای حیاتی است. عوامل اصلی مؤثر بر عملکرد تصفیهخانههای فاضلاب، تغییرات در ورودی، تغییرات ذاتی در فرآیندهای تصفیه و مشکلات طراحی و شکستهای تجهیزاتی و عملیاتی است. بنابراین دستیابی به استانداردهای تخلیه و استفاده مجدد، نیازمند ارزیابی اطمینانپذیری تصفیهخانه است. از میان روشهای مختلف ارزیابی اطمینانپذیری سیستمها، روش آنالیز درخت خطا یکی از روشهای معمول و کارآمد است. آنالیز درخت خطا یک روش استنتاجی تحلیل شکست از بالا به پایین است که در آن یک حالت نامطلوب از سیستم که شامل شکست یا عدم تحقق اهداف سیستم میباشد، تجزیه و تحلیل میشود. مطالعه موردی در این مقاله تصفیهخانه فاضلاب شهرک غرب تهران بوده که فرآیند آن لجن فعال متعارف بوده و پساب خروجی آن برای آبیاری فضای سبز پایین دست مورد استفاده قرار میگیرد. اجزای درخت خطا در این تحقیق شامل تخطی BOD تصفیهخانه از استاندارد آبیاری به عنوان رویداد نهایی و مواردی نظیر خطای اپراتور، خرابی تجهیزات و مشکل طراحی به عنوان رویدادهای پایه میباشد. مقدار احتمالات رویدادهای پایه با توجه به دادههای موجود و نظرات کارشناسان و بهرهبرداران تصفیهخانه تعیین شده و احتمال رویداد نهایی محاسبه شده است. بر اساس نتایج بهدست آمده احتمال بروز تخطی پساب خروجی 29 درصد برآورد شده که عوامل انسانی به خصوص خطای اپراتور بالاترین سهم را در وقوع آن دارا میباشد. پس از آن عوامل مکانیکی، اقلیمی (کمیت و کیفیت فاضلاب ورودی) و عوامل مرتبط با شبکه در ردههای بعد قرار میگیرند. در این رابطه جهت افزایش اطمینانپذیری و مدیریت ریسک اقداماتی با اولویت توجه به کاهش خطاهای مربوط به عوامل انسانی، افزایش سطح نظارت و بازرسی سیستم توصیه گردیده است.
According to the rapid population growth and increasing need for clean and reliable water, wastewater treatment plants play an important role in providing a reliable source of water. In this regard, the reliability of a wastewater treatment plant is a critical issue while the effluent is reused or discharged to water resources. Main factors that affect the performance of a wastewater treatment plant are the variability of the influent, inherent variability in the treatment processes, deficiencies in design and mechanical equipments and operational failures. Thus, meeting established reuse and discharge criteria would require assessment of plant reliability. Amongst many techniques developed in system reliability analysis, Fault Tree Analysis (FTA) is one of the popular and efficient methods. FTA is a top down, deductive failure analysis in which an undesired state of a system, including failure to achieve system goals, is analyzed. The case study in this article is West Town wastewater treatment plant in Tehran which is a conventional activated sludge process and the effluent is used in irrigation of downstream green areas. The FTA components in this study include the violation of BOD from the standard limit for irrigation as the top event and cases such as operator fault, malfunction of the equipments and failure in the plant design as the basic events. The probabilities of basic events were determined based on available data and the experts’ and operators’ opinions and the probability of the top event was calculated. According to the obtained results, the probability of effluent BOD violation is estimated about 29% in which human error specially operator’s fault has the highest share in its occurance. Subsequently the mechanical, climate (influent wastewater quantity and quality) and factors related to collection network are placed in the following order. In this regard, to increase the reliability and management of the risk, some measures with the priority of focusing on reduction of human faults and incresing the level of supervision and inspection was recommended
https://www.iwrr.ir/article_13426_c73c98e43d37d029606f67f5f1ab8c39.pdf
اطمینانپذیری
تصفیهخانه فاضلاب
درخت خطا (FTA)
مجموعه برش حداقل
Reliability
Wastewater Treatment Plant
Fault Tree Analysis (FTA)
Minimum cut set
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
12
20
13427
Original Article
تحلیل رفتار خطی و غیرخطی سریهای زمانی هیدرولوژیک (مطالعه موردی رودخانههای غرب دریاچه ارومیه)
Linear and Nonlinear Behavior Analysis of Hydrological Time Series
(Case study: Western Rivers of Lake Urmia)
کیوان خلیلی
khalili2006@gmail.com
1
فرشاد احمدی
farshad.paper@yahoo.com
2
یعقوب دین پژوه
dinpashoh@yahoo.com
3
جواد بهمنش
j.behmanesh@urmia.ac.ir
4
استادیار /گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه
دانشجوی کارشناسی ارشد/ مهندسی منابع آب. دانشگاه تبریز
دانشیار / گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز
دانشیار /گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه
تعیین الگوی مناسب یکی از مسائل مهم در مدلسازی و پیشبینی سریهای زمانی، با توجه به مکانیسم سیستم مورد نظر است. اغلب، بدون بررسی خطی یا غیرخطی بودن سیستم از مدلهای رایج خطی سری زمانی استفاده میشود. در این تحقیق فرآیند جریان رودخانههای نازلوچای، شهرچای و باراندوزچای واقع در استان آذربایجانغربی و غرب دریاچه ارومیه با آزمون غیرخطی BDS در سه مقیاس زمانی (سالانه، ماهانه و روزانه) بررسی شده است. ایستا بودن سریهای زمانی شرط اساسی در این روش بوده که بدین منظور از آزمونهای ADF و KPSS استفاده شده است. طبق نتایج حاصله هرچه مقیاس زمانی کوچکتر میشود، درجه غیرخطی بودن افزایش مییابد. به طوری که برای سریهای سالانه (به دلیل خطی بودن نتیجه آزمون) میتوان از مدلهای خطی نظیر خانواده ARMA در سطح معنیداری قابل قبول استفاده کرد. در حالیکه برای افزایش دقت پیشبینی سریهای ماهانه و روزانه جریان رودخانههای مورد مطالعه بایستی از مدلهای غیرخطی مانند Bilinear، TAR و ARCH استفاده کرد. مدلهای مناسب خطی و غیرخطی برای سریهای زمانی هر رودخانه در مقاطع زمانی مختلف بر اساس نتایج آزمون BDS تعیین و الگوهای پیشنهادی ارائه شده است.
Determination the suitable pattern according to the system mechanism is one of the key issues in modeling and forecasting time series. It is common to use linear time series models without investigating linearity or nonlinearity of using system. In this study streamflow processes of Nazlu Chai, Shahar Chai and Baranduz Chai rivers located in the West Azarbaijan province and west of Lake Urmia investigated by BDS test in annual, monthly and daily time scales. Stationarity of series, as the main assumption of this test, has been done by ADF and KPSS methods. It is found that as the timescale decreases, the nonlinearity will increase. So that for annual series (due to the linearity test) linear ARMA models can be used at the acceptable significance. Whereas to increase accuracy of forecasted monthly and daily streamflow series of studied rivers, nonlinear models such as Bilinear, TAR and ARCH should be used. Linear and nonlinear models for each river in the different time scales on the basis of BDS test results proposed.
https://www.iwrr.ir/article_13427_82c483e293209fdcbba17f7dd7fe9214.pdf
آزمون ADF
آزمون BDS
آزمون KPSS
ایستا
سری زمانی
غیرخطی
ADF test
BDS test
KPSS test
Nonlinearity
Stationary
time series
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
21
31
13429
Original Article
بهره برداری بهینه از مخزن با استفاده از روش پیوسته محدودیت حالت
A Continuous Solution for Optimal Reservoir Operation Problem
Using the Constraint-State Technique
لیلا جوکار شوریجه
leyla.jokar@gmail.com
1
آرمان گنجی
2
مهران همایون فر
3
دانشجوی کارشناسی ارشد/ بخش مدیریت مناطق بیابانی دانشگاه شیراز
عضو هیئت علمی/ بخش مدیریت مناطق بیابانی دانشگاه شیراز
دانشجوی دکتری/ دانشگاه مالزی
مخازن یکی از مهمترین سیستمهای آبی هستند که امروزه نقش مهمی را در پیشرفت و توسعه اجتماعی و اقتصادی جوامع ایفا میکنند. روشهای مختلفی برای بهرهبرداری آب از مخازن وجود دارند که عموماً در قالب برنامههای پویا1 (DP) ارائه شده است. اما به طور کلی میتوان مدلهای موجود را به دو گروه مدلهای پیوسته و گسسته تقسیمبندی کرد. اخیراً مدلهای پیوسته متعددی به دلیل مشکلات ابعادی مدلهای پویا (DP) مورد استفاده قرار گرفتهاند که از آن جمله میتوان مدل پویای تصادفی پیوسته محدودیت- حالت2 (CS) را نام برد. این تحقیق قصد دارد تا مقایسهای را میان کارایی مدلهای پیوسته و گسسته داشته باشد. برای این منظور مدل پویای تصادفی پیوسته محدودیت-حالت (CS) و مدلهای گسسته برنامهریزی پویا (DP) و برنامهریزی پویای تصادفی3 (SDP) انتخاب شدند. نمودارهای تغییرات حجم مخزن و مقدار رهایی آب از مخزن و نیاز آبی و همچنین شاخصهای اعتماد پذیری برای مدلهای مذکور محاسبه و نتایج بدست آمده از سه مدل با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج حاصل از مقایسه شاخصهای اعتمادپذیری مدلها نشان میدهد که در مجموع مدل محدودیت- حالت کارایی بهتری نسبت به مدلهای دیگر دارد.
A variety of optimization models have been developed in the last decades to solve complex problems in water resources management. Thought that some of these methods are unreliable and do not improve the water resources management problem in reality, it is thus essential to investigate and compare the capabilities of these models. One of the most general and well-known optimization problems in water resources is the Dynamic Programming (DP) which can be solved using continuous and/or discrete solution approaches. Since the discrete solution techniques is computationally burden and inefficient in complex problems, the continuous solution techniques takes much attention recently. In this paper a continuous solution of dynamic programming model, called Constraint State (CS) method is adopted to solve a problem related to reservoir operation and its results are compared with those obtained from two different discrete solution methods, called DP and SDP methods. The reliability of these techniques for reservoir operation is investigated using a set of reliability indices. The results show that the CS solution method can even improve the reliability of system, as a comparison with the SDP method.
https://www.iwrr.ir/article_13429_8eb107cf42449b8f551db9d5961c9ffe.pdf
مخازن
بهینهسازی
اعتمادپذیری
مدل محدودیت-حالت
reservoirs
optimization
Constraint State
Reliability
Constraint-State Model
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
32
43
13431
Original Article
تحلیل شبکه عوامل هیدرولوژیک و روابط اجتماعی در راستای شناخت و حلّ منازعات آبی (مطالعه موردی: روستای هماگ پایین، هرمزگان)
Analysis of Hydrologic Parameters and Social Relations Network to Recognize and Solve the Water Conflicts
(Case Study: Homag-E Payin Village, Hormozgan)
حنّانه محمّدی کنگرانی
kangarani@ut.ac.ir
1
دیبا غنچهپور
diba.ghonchepour@yahoo.com
2
ارشک حلیساز
holisaz@hormozgan.ac.ir
3
استادیار / دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان
کارشناسی ارشد آبخیزداری/ دانشگاه هرمزگان
استادیار/ دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان
تحولات اجتماعی و کمبود منابع آب، باعث شده تا سیاستگذاران در توزیع عادلانه آب دچار معضلات جدّی شوند که در نتیجه منازعات آبی در سطوح خرد و کلان اجتماعی ایجاد میشود. پژوهش حاضر با هدف بررسی ارتباط میان روابط اجتماعی و پارامترهای هیدرولوژیک و تعیین نقاط قوّت و ضعف موجود در شبکه روابط اجتماعی در روستای هماگ پایین واقع در استان هرمزگان انجام شده است. دادههای مورد نیاز با استفاده از پرسشنامه جمعآوری شده و شبکه همکاری میان افراد با استفاده از رویکرد تحلیل شبکهای، نرمافزارهایVisone و Ucinet و شاخصهای اعتبار و نقشهای هم ارز ترسیم و تحلیل شده است. نتایج نشان داد که در این روستا الگوهای ارتباطی پیشین که تحت تأثیر روابط خویشاوندی شکل گرفته بودند، در پی بروز مشکل کمآبی، تغییر یافته و گروهبندیهای جدیدی میان افراد در پی بروز مشکل کمآبی، شکل گرفته است. در نهایت پیشنهاد شد تا مدیران آب، به ارتباطات و اثرات متقابل میان مسایل موجود در حوضههای آبریز تأکید بیشتر نموده و مسألهشناسی را بیشتر مورد توجه قرار دهند، خصوصاً مسایل اجتماعی که با تمام پارامترهای زیرسیستم طبیعی حوضه آبریز ارتباط متقابل دارند و عموماً تأثیرگذارترین پارامتر محسوب میشوند.
Social changes and water shortagecreate serious problems for policy makers to distribute water justly that lead to water conflictsin small and large social levels. So, this research was done toexplore the relation between social relations and hydrological parameters and to determine the strengths and weaknesses of social relations network in Homag-E payin village located in Hormozgan province. A questionnaire was used to collect the required data and then cooperation network among people to solve the problem of water shortage in Homag-E Payin village was delineated. Authority and role equivalence indices and Visone and Ucinetsoftware packages were used to delineate and to analyze the networks. Results revealed that former relation patterns in Homag-E payin village that were based on the kinship relations have changed following the water shortage problem in this village andnew grouping between residents of this village has shaped based on hydrological parameters. In this regard, policy-makers and planners must be attended more and more into the relations of all issues and their interactions in a watershed; specially, social issues that interacted to all other parameters in a watershed and sometimes, those are the most affective parameters.
https://www.iwrr.ir/article_13431_6151f5029e1208d979cfbaf8a9251d24.pdf
منازعات آبی
تحلیل شبکهای
شبکه روابط اجتماعی
پارامترهای هیدرولوژی
روستای هماگ پایین
Water conflicts
Network analysis
Social relation network
Hydrologic parameters
Homag-E payin Village
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
44
55
13433
Original Article
برآورد احتمالات بارش روزانه با استفاده از مدل زنجیره مارکف در اقلیمهای مختلف ایران
Estimation Probability of Daily precipitation by using Markov Chain Models in Different Climates of Iran
بهرام بختیاری
drbakhtiari@uk.ac.ir
1
نادیا شهرکی
shahraki_n@yahoo.com
2
محمدمهدی احمدی
3
عضو هیاًت علمی بخش مهندسی آب/ دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب/ بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
عضو هیاًت علمی بخش مهندسی آب/ دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
برای تجزیه و تحلیل آماری پیشامدهایی که مستقل نبوده و به پیشامدهای قبلی خود وابسته میباشند، از زنجیره مارکف استفاده میشود. در این مطالعه، احتمالات پیشامدهای متوالی روزهای خشک و تر 15 ایستگاه سینوپتیک کشور با اقالیم مختلف از اقلیم خشک سرد تا مرطوب معتدل با استفاده از روش زنجیره مارکف مورد تحلیل قرار گرفت. برای دستیابی به احتمالات پیشامدهای متوالی روزهای خشک و تر از آمار بارش روزانه ایستگاههای کرمان، مشهد، شیراز و بندرعباس طی سالهای مطالعاتی 2009-1978، ایستگاههای تبریز، خرمآباد، اصفهان، تهران، زاهدان، اهواز، اردبیل و گرگان طی سالهای مطالعاتی 2008-1978، ایستگاه زنجان طی سالهای مطالعاتی 2007-1978، ایستگاه یاسوج طی سالهای مطالعاتی 2008-1987 و ایستگاه ساری طی سالهای مطالعاتی 2008-2000 بهره گرفته شد. آمار مزبور بر اساس ماتریس شمارش تغییر حالت روزهای بارانی و فاقد بارش مرتب شده، سپس ماتریس احتمال تغییر وضعیت بر اساس روش درستنمایی بیشینه محاسبه گردید. همچنین نقشههای خطوط هم احتمال طول موسم خشک مورد نظر تهیه شدند. نتایج نشان داد که احتمال عدم بارش در ایستگاهها مطالعاتی با اقلیمهای خشک از 811/0 تا 909/0، با اقلیمهای نیمهخشک از 685/0 تا 84/0 و با اقلیمهای معتدل و مرطوب از 695/0 تا 728/0 متغیر میباشد.
The Markov chain used for statistical analysis events that are not independent and are related to their previous events. In this study, events possibility of serial dry and wet days were analyzed by Markov Chain method for 15 synoptic stations with different climates of coldest arid climates to its moderate humid in Iran. For this purpose was used daily precipitation data (1978-2009) for Kerman, Mashhad, Shiraz and Bandar Abbas stations, (1978-2008) for Tabriz, Khorramabad, Isfahan, Tehran, Zahedan, Ahwaz, Ardabil, Gorgan stations, (1978-2007) for Zanjan station, (1987-2008) for Yasouj stations and (2000-2008) for Sari station. These data are arranged according to frequency matrix of rainy days and without rainfall, then probability matrix was calculated by maximum likelihood method. The respectively produced the Probability contour maps during the dry monsoon. In the study stations, results showed that lack of precipitation probability has variable, 0.811- 0.909 in the arid climates, 0.685- 0.84 in the semi-arid climates and 0.695- 0.728 in the moderate and humid climates.
https://www.iwrr.ir/article_13433_0102ecbfbcca4d0897c6d0fdc814a14a.pdf
زنجیره مارکف
بارش روزانه
مدلسازی
نقشههای خطوط هم احتمال
Markov chain
Daily precipitation
Modeling
Probability contour maps
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
56
68
13438
Original Article
بهکارگیری سیستم پشتیبان تصمیمگیری در پروژۀ مدیریت یکپارچه آب و خاک شبکه آبیاری سد البرز (مدل MIKEBASIN)
Application of Decision Support System in Integrated Water and Land Management Project in Alborz Irrigation Network (MIKEBASIN Model)
سیده فاطمه هاشمی
sfhashemi85@yahoo.com
1
علی شاهنظری
aliponh@yahoo.com
2
مریم نوابیان
mnavabian@gmail. com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی/ دانشگاه کشارزی و منابع طبیعی، ساری
استادیار/گروه مهندسی آب، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی، ساری
کارشناس مدل منابع آب/ شرکت انجام نهاد آب، تهران
اعمال مدیریت عادلانۀ تخصیص آب در تشکلها ضرورت استفاده از سیستمهای پشتیبان تصمیمگیری را به عنوان ابزاری مؤثر برای تحلیل تأمین و تقاضا ایجاب مینماید. مدل هیدرولوژیکی MIKEBASIN یکی از مدلهای این سیستم میباشد که به منظور شبیهسازی و مدیریت تخصیص آب در حوضه رودخانه توسعه یافته است. هدف از این مطالعه بررسی چگونگی عملکرد این مدل به عنوان ابزار سیستم پشتیبان تصمیمگیری در پروژه یکپارچه آب و خاک شبکه آبیاری سد البرز واقع در حوضه رودخانه بابل است. در این راستا، واحدهای عمرانی به 20 تشکل آببران تقسیم گردید که منابع آب در این محدوده به ترتیب شامل منابع آب سطحی، آببندان و آب زیرزمینی میباشد. با هدف تخصیص آب به تشکلها، شبیهسازی بیلان منابع و مصارف در قالب مقادیر 28 سالۀ رواناب حوضههای اصلی و زیرحوضهها، اطلاعات مخزن سد و نیاز آبی تشکلهای آببران، آب زیرزمینی و آببندان به صورت ماهانه انجام شد. در ارزیابی نحوۀ تخصیص منابع آب توسط مدل MIKEBASIN در تشکلهای آببران، میزان تأمین با هدف حداقل نمودن کمبودها و بر اساس اولویت مکانی هر تشکل برآورد شد. بر همین اساس تشکلهای بالادست آب بیشتری را دریافت نمودند. نتایج همچنین نشان میدهد که از 460 میلیون متر مکعب تقاضای تشکلها، 02/277 میلیون متر مکعب آن از آبهای سطحی و 01/131 میلیون متر مکعب آن از آب زیرزمینی و مابقی آن (92/1 میلیون متر مکعب) از آببندان تأمین میشود که میزان کمبودهای برآورد شده با توجه به معیار 85 درصد تأمین، 5/13 میلیون متر مکعب است. نهایتاً اینکه نتایج حاصل از تخصیص منابع آب این مطالعه به میزان قابل ملاحظهای با نتایج مطالعات قبلی انجام شده، مطابقت دارد.
Management practices of equity allocation for water in water user associations (WUA), requires the use of decision support system as effective tool for supply and demand analysis. The river management model MIKEBASIN is one of these systems which developed for simulation and water allocation management in river basin. The objective of this study is evaluating the application of this model as a decision support system in Alborz integrated land and water management project. In this regard, the project area is divided into 20 water user associations and water resources in this area respectively are surface water, Ab-bandans and groundwater. As a matter of water allocation to WUAs, the simulation of resources and demand was done monthly in 28 years with the data of main catchment runoff and sub-catchment, reservoir and demand of WUAs, groundwater and Ab-bandans. In assessing the condition of water resources allocation by MIKEBASIN model in WUAs, demand volume with the aim of minimizing the deficiencies and spatial priorities on the basis of any association was evaluated. Accordingly upstream WUAs received more water. Also the result showed that demand of 460 MCM of WUAs, 277.02 MCM is supplied from surface water and 131.01 MCM from groundwater and remaining (1.92 MCM) is from Ab-bandans. According to criterion of 85% supply, the evaluated deficiency is 13.5 MCM. Finally, the result of this research was in accordance with the results of other studies.
https://www.iwrr.ir/article_13438_c8a94632d32e366d5c7a8ff291a3b0cb.pdf
شبکۀ البرز
تخصیص منابع آب
تشکلهای آببران
مدل MIKEBASIN
Alborz Scheme
Water Resources Allocation
Water User Association
MIKEBASIN Model
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
69
81
13440
Original Article
تحلیل حساسیت عدم قطعیتهای هیدرولوژیکی، هیدرولیکی و اقتصادی در طراحی سیستمهای کنترل سیلاب
Sensitivity Analysis of Hydrologic,Hydraulic and Economic Uncertainties in Design of Flood Control Systems
معصومه بهروز
m_behroz_cemb@yahoo.com
1
سعید علیمحمدی
2
جلال عطاری
3
کارشناس ارشد مهندسی عمران/ مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید بهشتی
استادیار/ دانشکده مهندسی آب و محیط زیست دانشگاه شهید بهشتی
استادیار/ دانشکده مهندسی آب و محیط زیست دانشگاه شهید بهشتی
طراحی سیستمهای کنترل سیلاب به دلیل ماهیت تصادفی سیل و خطاهای اندازهگیری با انواع عدم قطعیتهای هیدرولوژیکی، هیدرولیکی، ژئوتکنیکی و اقتصادی همراه است. هدف این مقاله تحلیل حساسیت این عدم قطعیتها به منظور تعیین میزان تأثیر هر یک از آنها بر ابعاد طراحی سازه میباشد. بدین منظور، با استفاده از یک مدل بهینهسازی غیر خطی مبنی بر تحلیل ریسک1 در دو حالت احتمالاتی و قطعی در نرم افزار 2LINGO، به طراحی یکی از معمولترین سازههای مهار سیلاب یعنی گورهها3 پرداخته شده است. در طراحی احتمالاتی، هریک از این عدم قطعیتها یک بار به طور جداگانه و بار دیگر همه با هم در مدل اعمال شده و جهت تحلیل عدم قطعیتها از روش شبیه سازی مونت کارلو4 استفاده شده است. در این مقاله، محدوده شمال شهر شیراز در مجاورت رودخانه خشک معالیآباد به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. در پی اجرای مدل، دوره بازگشت بهینه طراحی در هر دو حالات احتمالاتی و قطعی یکسان و برابر 20 سال به دست آمده است. برخلاف مدل قطعی که در آن ابعاد سیستم به صورت تک مقداری حاصل میشوند، مدل احتمالاتی یک بازه برای هر پارامتر نتیجه میدهد که مقادیر آنها تحت تأثیر نوع عدم قطعیت اعمال شده، تغییر مییابد. نتایج نشان میدهد که اعمال عدم قطعیت هیدرولوژیکی در طراحی، مؤثرتر از عدم قطعیت اقتصادی، و آن هم مهمتر و مؤثرتر از عدم قطعیت هیدرولیکی است. در صورت وجود محدودیتهای هزینه و زمان، جهت اطمینان و رضایت از عملکرد بهتر سیستم در زمان آینده، لازم است حداقل عدم قطعیت هیدرولوژیکی در طراحی منظور شود.
Design of flood control systems are subjected to different kinds of uncertainties of hydrologic, hydraulic, geotechnical, and economic along, due to inherent behavior of flooding and random errors associated with measurement. The purpose of this paper is sensitivity analysis to determining the effect of uncertainties on the dimensions of design parameters.
Therefore, using LINGO software a nonlinear optimization model based on risk analysis in both deterministic and probabilistic scheme have been developed for design of one of the most common structural flood control measure. In The probabilistic design , each of uncertainties once separately and once again all together are applied and Monte Carlo simulation for uncertainty analysis has been used. In this paper a reach in the Moali-abad river at north of Shiraz city, has been considered as case study. According to the results of probabilistic and deterministic models, the optimum return period equal to 20 years. Unlike the deterministic model that every output (design parameters) is single valued, stochastic model gives a range for each parameter that its value affected by the uncertainty imposed. The results show that applying the hydrologic uncertainty in the design is more efficient than economic uncertainty, and the economic one is more efficient than the hydraulic uncertainty. In the situation of limited time and budget, it has suggested that at least hydrologic uncertainty has been considered in design.
https://www.iwrr.ir/article_13440_d68b3d910df3aacc7ea11e7d36ccaa6c.pdf
عدم قطعیت
هیدرولوژیکی
هیدرولیکی
اقتصادی
تحلیل ریسک
بهینهسازی
گوره
Uncertainty
Hydrological
hydraulic
Economic
Risk Design
optimization
Levee
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
82
93
13441
Original Article
بررسی آزمایشگاهی تأثیر امواج عمود بر جریان نوع 1،2،3 و 4 بر انتقال رسوبات معلق
An experimental study on the effects of transverse waves modes 1, 2, 3 and 4 on suspended sediment transport
ندا پوستیزاده
nedapzh@gmail.com
1
مهدی قمشی
2
محمد محمودیان شوشتری
3
دانشجوی دکتری/گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران
استاد /گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران
استاد /گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهید چمران، اهواز
در تحقیق حاضر تأثیر امواج عمود بر جریان نوع 1، 2، 3 و 4 بر انتقال رسوبات معلق در آرایش زیگزاگی موانع، در یک فلوم مستطیلی بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که در حالت عدم وجود موج عمود بر جریان، غلظت رسوبات معلق در انتهای بازه موانع بیشتر از انتهای بازه بدون موانع هست اما در حالت وجود موج، عکس این قضیه اتفاق میافتد. در شرایط یکسان از دبی، قطر و فاصلهی طولی و عرضی موانع، افزایش شماره موج باعث کاهش اختلاف غلظت رسوبات معلق در پاییندست بازه موانع نسبت به بازه بدون موانع شده است. همچنین درصد کاهش غلظت رسوبات معلق منتقلشده از بازه موانع، نسبت به شرایط عدم وجود موج، کاهش یافته است. به گونهای که غلظت رسوبات معلق منتقلشده، تحت اثر امواج نوع 1، 2، 3 و 4 به ترتیب 2/6%، 9/3%، 6/3% و 1/3% کاهش یافته است و در این شرایط، تحت اثر موج نوع 3 و 4، رسوبات معلق در بالادست بازه موانع ته نشین شدهاند اما 1 و 3 درصد از رسوبات منتقل نشده در بازه موانع، به ترتیب تحت اثر موج نوع 1 و 2 به بازه بدون موانع منتقل شدهاند. همچنین نتایج نشان داده است که با افزایش دامنه موج، توانایی موج در کاهش غلظت رسوبات معلق پاییندست موانع نسبت به بازه بدون موانع افزایش مییابد.
In present study the effects of transverse waves modes 1, 2, 3 and 4 in a staggered obstacles arrangement on suspendedsediment load transport in a rectangular flume was investigated. The results show that in no transverse wave condition, the concentration of suspended sediment at downstream obstacles zone is more than the part of no obstacles zone but it was reduced in the case of existing transverse wave. In the same condition of discharge, diameter and perpendicular and transversal distances of obstacles, increasing of transverse wave mode caused to decrease of this difference. Also, the percentage of decreased suspended sediment concentration in obstacles zone rather than no transverse wave condition was decreased. In fact the concentration of the transported suspended sediment in obstacles zone for wave modes 1, 2, 3 and 4 rather than no transverse wave condition was decreased about 6.2%, 3.9%, 3.6% and 3.1%, respectively and in this condition, suspended sediment was deposited at upstream of the obstacles zone for transverse wave modes 3 and 4. However, 1% and 3% of this sediment was transported to no obstacles zone for wave mode 1 and 2. Also, according to findings, the ability of wave for decreasing of suspended sediment concentration at downstream obstacles zone rather than part of no obstacles zone is increased by increasing of the wave amplitude.
https://www.iwrr.ir/article_13441_8039b01c4c4d2e5e31641e6ed5e4d55b.pdf
غلظت رسوبات معلق
موج عمود بر جریان
ورتکس
Suspended sediment concentration
Transverse Wave
Vortex
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-09-23
10
2
94
97
13442
Original Article
بهینهیابی مدل عددی برداشت از آبخوان با استفاده از الگوریتم ژنتیک (مطالعه موردی: آبخوان ساحلی ارومیه)
Optimizing of Aquifer Withdrawal Numerical Model UsingGenetic Algorithm
(Case Study: Uromiyeh Coastal Aquifer)
محمد نخعی
nakhaeimohammad@yahoo.com
1
خالق محمدی
mohammadi.khalegh@gmail.com
2
حسین رضایی
3
دانشیار / هیدروژئولوژی، گروه زمین شناسی، دانشگاه خوارزمی تهران
کارشناسی ارشد زمینشناسی/ آب شناسی دانشگاه خوارزمی تهران
دانشیار / علوم مهندسی آبیاری، گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه
مدلسازی به عنوان روشی کارآمد، با کمترین هزینه، امکان مطالعه پیچیدگی جریان آب زیرزمینی را برای مدیران فراهم میکند. همواره تعیین میزان برداشت بهینه از آبخوان یکی از پیچیدهترین مسائل پیش روی مهندسین علوم آب بوده است. هدف از این تحقیق، مدیریت بهرهبرداری بهینه از آبخوان دشت ساحلی ارومیه و تعیین نرخ بهینه پمپاژ چاههای بهرهبرداری است؛ تا با جلوگیری از برداشت بیش از حد آب زیرزمینی، بتوان دریاچه ارومیه را از بحران خشک شدن روزافزون نجات داد. در این پژوهش ابتدا مدل جریان آبزیرزمینی محدوده مورد مطالعاتی با استفاده از نرمافزار Visual MODFLOW (Ver 4.2) طراحی و ساخته شد، سپس چاههای منطقه مور مطالعه جهت بهینه کردن نرخ پمپاژ با توجه به ویژگیهای ضریب هدایت هیدرولیکی و ضریب آبدهی ویژه، منطقهبندی گردیدند. در نهایت نرخ پمپاژ چاههای بهره برداری با توجه به هدف مورد نظر (کمینهسازی نرخ پمپاژ چاههای بهرهبرداری) و با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه گردید.
Modeling as an effective approach, with the least cost, assist to managers to study complexity of groundwater flow. Always, identification of optimized withdrawal from aquifer was the one of complex problems for water science engineers. The main goal of this research was the management of optimized withdrawal from Uromiyeh coastal plain and identification of optimized pumping rate of extraction wells, to rescuing the Uromiyeh Lake from increasing drying with preventing of unlimited groundwater withdrawal. In this study, firstly groundwater flow model of case study region was designed using Visual MODFLOW (Ver 4.2) software. Afterwards,the abstraction wells of Uromyieh coastal aquiferwas clustered according to Hydraulic Conductivity and Specific Storage coefficients variations. Finally, with using of genetic algorithm, the pumping rate of extraction wells was optimized.
https://www.iwrr.ir/article_13442_f9e53440a6c2775ee74b108682647e3c.pdf
مدلسازی
آب زیرزمینی
آبخوان ساحلی
شبیهسازی
بهینهسازی
ژنتیک الگوریتم
Modeling
Groundwater
Coastal Aquifer
Simulating
optimizing
Genetic algorithm