per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
0
1
16017
پیشگفتار: نمک زدایی آب
Preface: Water Desalination
شهناز دانش
sdanesh@ferdowsi.um.ac.ir
1
https://www.iwrr.ir/article_16017_30e42cd601168b7cf52a07202368f4ca.pdf
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
1
13
17530
Original Article
تحلیل سیستم منابع آب حوضه کارون از منظر پایداری با رویکرد پویایی سیستمها
A System Dynamic Approach to Sustainability Analysis in Karun River Basin, Iran
محمد ارشدی
arshady@hotmail.com
1
علی باقری
a.baghery@gmail.com
2
دانشآموخته کارشناسی ارشد /رشته مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
استادیار /رشته مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
حوضه آبریز کارون بزرگ به واسطه تامین 78 درصد انرژی برقآبی و 13 درصد تولیدات کشاورزی کشور، نقش انکارناپذیری در تامین غذا و انرژی کشور دارد. این خصوصیت منجر به اعمال فشار زیاد به سیستم منابع آب این حوضه به واسطه ایجاد طرحهای توسعه در بخش کشاورزی، صنعت و خدمات شده و آسیبپذیری آن را نسبت به شرایط بیرونی افزایش داده است. از طرف دیگر، مفهوم آسیبپذیری تمرکز بر بررسی حالت و وضعیت سیستم در حال یا آینده دارد. لذا، لزوم توسعه مفهومی که دربرگیرنده کارکرد سیستم از سه جنبه حالت، فرآیند و چشمانداز سیستم باشد ضروری مینمود. این مفهوم، با عنوان تضمین بقای سیستم (System Viability)، در این مقاله توسعه و برای ارزیابی وضعیت سیستم آبی کارون بزرگ مورد استفاده قرار گرفت. از ضعیفترین حلقههای سیستم منابع آب در این حوضه که در سالهای اخیر باعث ایجاد اخلال در سیستم و بروز دغدغه در مدیران و کارشناسان شده ، کیفیت منابع آب این حوضه میباشد. به طوری که میزان تخصیص منابع آب به بخشهای مختلف وابسته به این مؤلفه میباشد. هدف از این تحقیق، بررسی روندها و علل آسیبپذیری حوضه آبریز کارون بزرگ و به خصوص کیفیت آب به عنوان مؤلفه نگرانی حوضه در بلندمدت میباشد. در این تحقیق از نگرش پویایی سیستمها و نرمافزار Vensim به منظور ارزیابی وضعیت حوضه استفاده گردیده است. نتایج حاکی از آن است که خطرات و سناریو بیرونی در مقایسه با سیاستهای حاکم در کشاورزی، صنعت و خدمات تاثیر ناچیزی بر کیفیت آب رودخانه دارد. این مطلب گویای واقعیتی است که در راستای کاهش آسیبپذیری حوضه باید تمرکز بر نگرشحاکم و سیاستهای اعمالی برای تامین غذا و انرژی در حوضه داشت.
The Great Karun River Basin plays a vital role in the Iran's food and Hydro-energy productions (78% and 13% in hydropower and food production, respectively). These put a high pressure on water recourses in this basin resulting in development projects on agricultural, industrial, and service sectors. In this situation, unsustainable development leads to increase in the basin vulnerability to external hazards. The present paper aims to demonstrate that in the real world we are not dealing with the vulnerability of a system to a hazard, but we need to address viability of a system focusing on three major domains of the system vision and mission; states; and processes or flows. In recent years one of the weakest rings in the Karoon River Basin water chain has been the issue of water quality that raised itself as a big issue for the managers and experts, as it seriously influences the water allocation. The aim of this research was to assess the trends and reasons of vulnerability of the Great Karun Water System to hazards with an especial focus on water quality as the main attribute of concern in the basin. System dynamics approach and the Vensim software have been adopted to simulate the water system in this research. The results showed that exterior hazards and scenarios have lower influence on water quality in comparison with policies of the industrial, agricultural, and service sectors. This indicated that to reduce the vulnerability in the Great Karun water system it is essential to change the policies in food and energy production.
https://www.iwrr.ir/article_17530_fd7dff56da5fd820a609f66c46278128.pdf
بقای سیستم
پویاییسیستمها
تامین انرژی و غذا
کیفیت آب
حوضه آبریز کارون بزرگ
System Viability
system dynamics
Food and Energy supply
Water Quality
Karun River Basin
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
14
23
17531
Original Article
استفاده از دو آزمون ناپارامتریک برای تشخیص روند در یک سری زمانی دارای حافظه (مطالعه موردی: درجه حرارت سالانه مشهد)
Two Non-Parametric Trend Tests Applicable for Long-Memory Processes (Case Study: Mashhad Air Temperature)
بیژن قهرمان
bijan.ghahraman@yahoo.com
1
استاد /دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
بررسی روند زمانی در یک سری زمانی یکی از ویژگیهای مهم آن بهشمار میآید. با اینحال تمامی آزمونهای متداول تعیین روند (مثلاً کندال و من-کندال) بر اساس فرض ایستا بودن سری زمانی و حافظهدار نبودن آن بنا شده است. هر دو آزمون کندال و من-کندال در حالت کلاسیک نشان دادند که سری زمانی درجه حرارت سالانه مشهد (به طول 127 سال از 1885 تا 2011) دارای روند افزایشی معنیدار (p-مقدار کوچک تر از 001/0) است در حالیکه با توجه به مفهوم حافظه بلند مدت در دادهها (فرآیند اغتشاش نرمال جزیی؛ FGN با نمایه هرست برابر با 92/0)، انحراف معیار آمارههای آزمون افزون بر 6 برابر بیشتر شد و در نتیجه هیچکدام از این دو آزمون معنیداری روند افزایشی را در سطوح معنیداری متداول 01/0 و 05/0 تأیید ننمودند. روابط رگرسیونی برای تصحیح انحراف معیار در دو آزمون ناپارامتری روند کندال و من-کندال بهعنوان تابعی از نمایه هرست و طول دوره آماری برای اولین مرتبه بهدست آمد. نشان داده شد که نتایج در شرایط عدم تکمیل دادهها یکسان باقی میماند. روش جدید استوکاستیکی بر پایه مفهوم عامل فراوانی چاو پیشنهاد شد و نشان داده شد که نتایج پایدار باقی میماند.
Trend investigation is one of the key characteristics of time series. However, all common trend tests (e,g. Kendall and Mann-Kendall) are based on stationary time series and with this assumption that there is no long-memory in the time series. Based on both classical Kendall and Mann-Kendall tests, it was shown in this study that there was a significant (p-value<0.001) increase in annual Mashhad temperature (with a record length of 127 years spanning 1885-2011). However, considering the time series as a long-memory process (fractional Gaussian normal with Hurst exponent of 0.92), standard deviation of the test statistics were increased by a factor of greater than 6. As a result, the increasing trend in temperature was not accepted at common significant levels of 0.01 and 0.05. Some regression equations were developed for correction of standard deviations of Kendall and Mann-Kendall trend tests as a function of record length and Hurst exponent, for the first time. The results remained identical for incomplete time series. A stochastic method, based on frequency factor of Chow, was proposed for data filling and showed that the results are stable.
https://www.iwrr.ir/article_17531_48644b7f369ca1a0f6454a998f903c11.pdf
آزمون کندال
آزمون من-کندال
شبیهسازی استوکاستیکی
نمایه هرست
Hurst exponent
Kendall test
Mann-Kendall tests
Stochastic generation
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
24
36
17537
Original Article
تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب با استفاده از روش خوشه بندی ترکیبی نگاشت ویژگی خود سامان و فازی
Regional Flood Frequency Analysis by Self-Organizing Feature Maps and Fuzzy Clustering Approach
فرهاد فرسادنیا
farhadfarsad@ymail.com
1
علیرضا مقدم نیا
ali.moghaddamnia@live.com
2
دانشجوی دکتری/ آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، گروه آبیاری و زهکشی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
دانشیار /هیدرولوژی، دانشکده منابع طبیعی، گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
یکی از روشهای تخمین چندکهای سیلاب در حوضههای فاقد آمار یا با طول دوره آماری کوتاه، استفاده از روش تحلیل فراوانی منطقهای است. در مطالعات منطقهای، به منظور دستیابی به مناطق همگن هیدرولوژیک از تکنیکهای خوشهبندی استفاده میشود. اخیراً در چند تحقیق از نگاشت ویژگی خود سامان(Self-Organizing Feature Maps) استفاده شده است. اما مشکل اصلی SOFM تفسیر نقشه خروجی از این روش بهمنظور یافتن مناطق همگن هیدرولوژیک است. به این دلیل از SOFM به عنوان ورودی الگوریتمهای خوشهبندی دیگر بهکار میرود. در این مطالعه، ابتدا از نگاشت ویژگی خود سامان برای شکلگیری یک نقشه ویژگی دو بعدی استفاده شد، سپس گرههای خروجی از نگاشت ویژگی خود سامان توسط الگوریتم خوشهبندی c- میانگین فازی برای شکلگیری مناطق مورد نیاز در تحلیل فراوانی منطقهای سیلاب استفاده شد. تعداد بهینۀ خوشههای فازی براساس شاخصهــای زی-بنی (Xie-Beni) تعمیم یافته و وون (Kwon) تعیین شد. نتایج نشان داد که این تکنیک کارایی قابل قبولی در تفکیک حوضههای آبخیز استان مازندران به مناطق همگن هیدرولوژیک دارد.
One of the methods for estimation of flood quantiles in ungauged watersheds or watersheds with short data records is using the regional frequency analysis method. In regional studies, the clustering methods are used to achieve homogeneous regions. Self-Organization Feature Map (SOFM) is recently used in several researches for clustering the watersheds. However the interpretation of the SOFMs output units is one of the SOFMs problems. Consequently, the trained SOFM units are used as input to the other clustering algorithms. In this study, SOFM method is used to form a two- dimension feature map, and then output nodes are fed to fuzzy c-mean clustering to form the required regions for flood frequency analysis. The optimum number of the clusters is determined by Xie-Beni and Kwon indices. The results showed that this approach has a good performance to determine homogeneous regions in Mazandaran province, northern Iran.
https://www.iwrr.ir/article_17537_020667e162e18623dbea0716681ec172.pdf
نگاشت ویژگی خود سامان
خوشه بندی فازی
منطقه ای کردن
همگنی هیدرولوژیک
استان مازندران
Self-Organization Feature Maps
Fuzzy c-means clustering
regionalization
hydrologic homogeneity
Mazandaran Province
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
37
46
17538
Original Article
بررسی پتانسیل توسعه کارست در تاقدیس پیون با استفاده از تلفیق اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور همراه با تحلیل سلسله مراتب زوجی
Assessing Karst Development Potential in Pion Poyon Anticline using GIS,RS and Analytical Hierarchy Process (AHP)
اکبر خدری
1
محسن رضایی
mohsen71454@yahoo.com
2
جواد اشجاری
3
کارشناس ارشد /هیدروژئولوژی دانشگاه خوارزمی تهران، دانشکده علوم زمین، تهران، ایران
دانشیار /هیدروژئولوژی، دانشکده علوم زمین دانشگاه خوارزمی، تهران، ایراندکترای هیدروژئولوژی دانشگاه خوارزمی تهران، دانشکده علوم زمین، تهران، ایران
دکترای/ هیدروژئولوژی دانشگاه تهران، دانشکده زمین شناسی، تهران، ایران
در این مطالعه به بررسی توسعه کارست در تاقدیس پیون در جنوب غرب ایران پرداخته شده است. بدین منظور پارامترهای موثر در توسعه کارست شامل لیتولوژی ، شیب، پوشش گیاهی، تراکم گسلها، فاصله از گسلها، تراکم خطواره، فاصله از خطواره، بارش و دما مورد ارزیابی قرار گرفتهاند. با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتب زوجی (AHP) وزن تأثیر هر کدام از لایهها در توسعه کارست بدست آمد. نقشه نهایی توسعه کارست منطقه مورد نظر با تلفیق لایههای موثر استخراج گردید. نتایج نشان میدهد که 59 درصد از مساحت تاقدیس پیون در محدوده با پتانسیل بالای کارست شدگی، 3/5 درصد در محدوده پتانسیل متوسط و 7/35 درصد در محدوده پتانسیل خیلی کم یا فاقد پتانسیل کارست شدگی قرار گرفته است. مناطق با پتانسیل بالای کارست شدگی در شمالمرکزی آبخوان (سازند ایلام- سروک) قرار گرفتهاند. چشمههای با آبدهی زیاد عمدتاً در محدوده با پتانسیل بالای کارست شدگی قرار گرفتهاند. نتایج میتواند در مدیریت توسعه آبخوان بسیار مؤثر باشد.
This study investigated the karst development in Poyon anticline, Southwest of Iran. For this propose, the parameters of karst development including lithology, slope, vegetation density, faults, distance from faults, lineament density, distance from lineaments, precipitation, and temperature were investigated. Using Analytical Hierarchy Process (AHP) the weight of each layer on karst development was estimated. Final map of karst development was extracted by combination of effective layers. The results showed that 59 percent of Poyon anticline area had high karstification potential, 5.3 percent had moderate potential, and 35.7 percent had either very low potential or no karstification potential. Areas with high potential of karst development are located in north of karst aquifer (Ilam - Sarvak Formation). Springs with high discharge were noted mainly in karst areas with high potential. The result can be adapted for aquifer development management.
https://www.iwrr.ir/article_17538_30f3821a054be0ade9a81268af71b319.pdf
تاقدیس پیون پیون
کارست کارست
AHP
RS
GIS
Poyon anticline
karst
AHP
RS
GIS
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
47
58
17539
Original Article
تهیه رابط گرافیکی مدل مدیریت آب زیرزمینی در مدیریت بهره برداری از آب های زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان دشت شهرکرد)
Development of a Graphical Interface For Ground Water Management Model to Manage Groundwater Utilization (Case Study in Shahr-e-kord Plain Aquifer, Iran)Development of a Graphical Interface For Ground Water Management Model to Manage Groundwater Utilization (Case Study in Shahr-e-kord Plain Aquifer, Iran)
سمیه جنت رستمی
somayejanat@ut.ac.ir
1
مجید خلقی
kholghi@ut.ac.ir
2
کورش محمدی
3
دانشجوی دکتری/ مهندسی منابع آب، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
استاد /گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
دانشیار /گروه محیط زیست پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
محدودیت منابع آب سطحی و افزایش بی رویه جمعیت در چند دهه اخیر باعث وارد آمدن فشار مضاعف بر آبخوانها و خسارتهای جبرانناپذیری به منابع طبیعی کشور شده است. جهت جلوگیری از فاجعه به وجود آمده بایستی مدیریت بهینه بهره برداری از آبهای زیرزمینی به عنوان یک اصل و پایه در برنامهریزیهای کوتاه مدت و بلند مدت مورد توجه قرار گیرد. با اینکه محققان زیادی در مدیریت سفرههای آب زیرزمینی از رویکرد شبیهسازی- بهینهسازی استفاده نمودهاند، اما هنوز نرمافزار کاملی برای آن وجود ندارد. در این تحقیق رابط گرافیکی تحت عنوان مدل گرافیکی مــدیــریــت آب زیرزمینــــی، GGWM، که براســـاس دو مدل MODFLOW-2000 و GWM نوشته شده است، ارائه گردید. در مرحله بعد، کد تهیه شده در سیستم واقعی، آبخوان دشت شهرکرد به کار گرفته شد. با توجه به روند افزایشی میزان افت سطح آب زیرزمینی در این منطقه، سعی گردید مدل بهینه مدیریتی تهیه شده در این مطالعه، در راستای توسعه پایدار باشد. نتایج بهدست آمده، نشان داد که در آبخوان شهرکرد میتوان با مدیریت برداشت از چاههای کشاورزی واقع در سطح دشت و تامین نیازهای منطقه، میزان افت سطح ایستابی را 10 درصد نسبت به حالت فعلی بهبود بخشید، که حاکی از موفقیت مدل در سیستم واقعی میباشد.
Limited surface water resources and enormous population growth in recent decades have resulted in groundwater overexploitation and damage to natural resources in Iran. Optimum groundwater resources management should be considered as the key issue and a basis in short and long term planning in order to stop further damages. Though the simulation-optimization approach has been widely used in groundwater resources management researches, there is still no comprehensive software to address all the aspects. In this research, a graphical interface, Graphical Ground Water Management (GGWM), was developed based on MODFLOW-2000 and GWM softwares. The developed model was applied in a case study for Shahr-e-kord plain aquifer. Considering the progressive water table drop in the area, the main goal of the model was to find a sustainable solution. The model were verified in the real case [A1] and the results showed that by withdrawal management in agricultural wells, it is possible to improve the water table drawdown by 10% compared to the current condition.
https://www.iwrr.ir/article_17539_dbf75b152b6cdf94bfc5627c32a78f3c.pdf
آب های زیرزمینی
آبخوان شهرکرد
شبیه سازی- بهینهسازی
GGWM
GWM
MODFLOW-2000
Groundwater
Shahr-e-kord aquifer
Simulation- Optimization
GGWM
GWM
MODFLOW-2000
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
59
74
17549
Original Article
تخصیص بار آلودگی در رودخانه زرجوب: کاربرد روشهای گزینش اجتماعی بُردا و تابع چانهزنی نَش
Waste Load Allocation in Zarjub River: Application of Borda Scoring Social Choice and Nash Bargaining Methods
محمد بیژنی منظر
1
نجمه مهجوری مجد
test@test.ac.ir
2
کارشناس ارشد /منابع آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.
استادیار/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.
هدف این مقاله، ارائه یک رویکرد جدید برای تخصیص بار آلودگی به منابع تخلیهکننده بار آلودگی در رودخانه زرجوب در استان گیلان است. در تخصیص بار آلودگی به منابع تخلیهکننده، علاوه بر رعایت استانداردهای زیستمحیطی، کاهش هزینههای تصفیه بارهای آلودگی منابع آلاینده نیز مطرح میباشد. در این مقاله، با شبیهسازی فضای مذاکره بین تخلیهکنندگان بار آلودگی با کاربرد تئوری چانهزنی بازگشتی، تئوری تعادل نش، تابع چانهزنی نش و روش گزینش اجتماعی بردا، مطلوبترین سیاست تخصیص بار آلودگی تدوین میشود. در این متدولوژی، چندین سناریوی تصفیه برای هر منبع تخلیهکننده بار آلودگی در نظر گرفته میشود به طوری که ترکیب این سناریوها برای منابع آلاینده، گزینههای مذاکره را تشکیل میدهند. هر یک از گزینههای مذاکره دربردارنده درصدهای تصفیه و به عبارتی، میزان بار آلودگی ورودی هر یک از تخلیهکنندهگان بار آلودگی هستند. در صورتی که به ازای یک گزینه، غلظت متغیر کیفی شاخص در نقطه کنترل از استانداردهای کیفی رودخانه تخطی کند، جریمهای به آن گزینه تخصیص مییابد که با استفاده از یک تابع جریمه محاسبه میشود. در ساختار پیشنهادی، ابتدا با استفاده از روش چانهزنی بازگشتی، یک مجموعه توافق از گزینههای مذاکره تشکیل میشود. سپس در حالت اول گزینه برتر با استفاده از قانون گزینش اجتماعی بردا و در حالت دوم تعادل نش بین اعضای مجموعه توافق بررسی شده، گزینه(ها)ی دارای تعادل نش انتخاب میشود(ند) و در صورت یکتا نبودن تعداد اعضای دارای تعادل نش، گزینه برتر با استفاده از تابع چانهزنی نش انتخاب میشود. در ادامه، گزینه انتخاب شده توسط این دو روش مقایسه شده، گزینه برتر با توجه به هزینههای تخصیصیافته به تخلیهکنندگان و مقدار تخطی شاخص کیفی از استاندارد، به عنوان مجوزهای تخلیه اولیه به هریک از مذاکرهکنندگان اختصاص مییابد. در نهایت، به منظور کاهش هزینههای کل سیستم و در نتیجه، تحمیل هزینههای کمتر به تخلیهکنندگان بار آلودگی، تجارت مجوزهای تخلیه بین آنها انجام میگیرد. نتایج نشاندهنده کارایی روش پیشنهادی در یافتن گزینهای است که بتواند مورد توافق نسبی حداکثری همه طرفهای درگیر باشد و علاوه بر حفظ کیفیت رودخانه، هزینههای کل سیستم را به میزان قابل قبولی کاهش دهد.
This papers aims at developing a new methodology for Waste Load Allocation (WLA) to the effluent dischargers in Zarjub river basin in Gilan Province, Iran. In waste load allocation problems, besides maintaining the river water quality, minimizing the effluent treatment costs should also be taken into account. The concept of Nash Bargaining Equilibrium and Borda scoring social choice Method are utilized for finding the best solution among a number of alternatives. Each alternative is a combination of treatment scenarios for the dischargers. These alternatives form a compromise set which are obtained using the Fallback Bargaining Procedure. The methodology introduced in this paper can be considered as a substitute [A1] for the methodology developed in Mahjouri and Bijani-Manzar (2013). To investigate the impact of each alternative on river water quality, the concentration of Dissolved Oxygen in a control point is determined using Transfer Coefficients which are derived from a water quality simulation model. A penalty function is used to calculate the amount of penalty cost assigned to the violations from the standards in the control point. In this research compromise sets were primarily selected among alternatives, using the Borda scoring social choice method. Then, all alternatives in the compromise set were investigated to find out whether they are Nash Equilibriums. If the number of Nash Equilibrium alternatives was more than unity, the Nash Bargaining Function was used for finding the best solution among them. The results of the two mentioned procedures were then compared to select the final alternative based on the allocated costs to the total dischargers and the amount of violation from the river water quality standards resulted from the selected alternative. In the final step, the Extended Trading Ratio System (ETRS) [A2] is utilized for exchanging the allocated amount of discharges to the dischargers which decreased the total allocated cost to dischargers. On the whole, the proposed methodology can find a final solution among a set of alternatives which in addition to maintaining the river water quality condition, can lessen the total treatment costs.
https://www.iwrr.ir/article_17549_35db469cc76866a76195d743a0ded258.pdf
چانهزنی بازگشتی
رودخانه زرجوب
تعادل نش
تابع چانهزنی نش
روش گزینش اجتماعی بردا
Fallback Bargaining
Zarjub River
Nash equilibrium
Nash Bargaining Function
Borda Scoring Social Choice Method
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
75
87
17550
Original Article
بهینه سازی و پیش بینی فرایند فتوکاتالیستی با پوشش نانو ذرات تیتانیا بر سطح بتن برای تصفیه آب حاوی فنل
Optimization and prediction of photocatalytic process of nano titania immobilized on concrete surface for treating phenolic water
Optimization and Prediction of Photocatalytic Process of Nano Titania Immobilized on Concrete Surface for Treating Phenolic Water
محمد دلنواز
1
بیتا آیتی
ayati_bi@modares.ac.ir
2
حسین گنجی دوست
h-ganji@modares.ac.ir
3
سهراب سنجابی
4
فارغ التحصیل دکتری /مهندسی محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران و استادیار دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه خوارزمی
دانشیار /دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
استاد /دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
دانشیار/ دانشکده فنی و مهندسی، بخش مهندسی مواد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
در این تحقیق، بهینهسازی فرایند فتوکاتالیستی توسط روش تاگوچی و پیشبینی راندمان حذف سیستم توسط شبکه عصبی مصنوعی انجام شد. راکتور فتوکاتالیستی از نوع پوشش یافته بود که انرژی مورد نیاز برای تحریک نانوذرات تیتانیا و تولید رادیکالهای هیدروکسیل جهت تجزیه فنل موجود در آب با استفاده از لامپهای UV-A تأمین میشد. جهت بهینهسازی فرایند با استفاده از روش تاگوچی و آرایه استاندارد L16، تاثیر پارامترهای موثر شامل غلظت آلاینده ورودی (mg/L 500-50)، شدت تابش لامپ (60-8 وات)،pH محلول (12-4)، میزان تیتانیا بر واحد سطح (g/m2 80-20) و فاصله لامپ تا صفحات بتنی (cm 20-5) بررسی شد. نتایج نشان داد که تاثیر غلظت آلاینده ورودی و pH نسبت به سایر عوامل بیشتر بوده و شرایط بهینه بصورت غلظت آلاینده ورودی mg/L50، pH برابر 12، شدت تابش 60 وات، میزان تیتانیا معادل g/m2 80 و فاصله لامپ از صفحات معادل cm 10 تعیین گردید. پیشبینی فرایند با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که ساختار شبکه بصورت دو لایه پنهان و توابع انتقال گوسین در لایه پنهان اول، تانژانت هیپربولیک در لایه پنهان دوم و سیگموئید در لایه پنهان خروجی و ساختار (1-4-6-5) بهترین جواب بوده و اختلاف میان نتایج آزمایشگاه و مدل کمتر از 5 درصد میباشد.
The optimizartion of photocatalytic process by Taguchi method and the prediction of removal efficnecy by artificial neural network were investigated in this research. Immobilized photocatalytic reactor was irradiated with TiO2 by UV-A lamps to produce hydroxyl radicals for degradation of phenolic synthetic wastesater. Taguchi method and L16 orthogonal array for experimental planning was used for determination of optimum conditions including initial phenol concentration (50-500 mg/L), UV lamps power (8-60 W), pH (4-12), TiO2 concentration (20-80 g/m2), and UV lamp distance from concrete surface (5-20 cm). The results showed that influent phenol concentration and solution pH had the highest effect on the removal efficiency. The optimum conditions were obtained for influent phenol concentration of 50 mg/L, pH of 12, UV lamp of 60 W, titania amount of 80 g/m2, and UV lamp distance to concrete surface of 10 cm. Prediction of photocatalytic process performance by artificial neural network showed that the best result was obtained at the structure of (5-6-4-1). Transfer functions for this model were Gaussian, Hyperbolic Tangent, and Sigmoid for hidden layer 1 and 2 and output layer, respectively. The difference between measured and predicted values of output nodes was less than 5%.
https://www.iwrr.ir/article_17550_b2310d7487ddba6ff8d040aef0f12de1.pdf
تاگوچی
دی اکسید تیتانیوم
بتن
شبکه عصبی مصنوعی
مدل
Taguchi method
Titanium dioxide
Concrete
Artificial Neural Network
Model
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
88
93
17551
Technical Note (5 pages)
کاربرد رگرسیون مارس در برآورد بارمعلق مطالعه موردی: حوضه های آبریز خراسان رضوی
Applications of MARS Regression for Estimating Bed Loads Case study: Basins of Khorasan Razavi Province, Iran
حجت رضائی پژند
hrpazhand@yahoo.com
1
مجید جانفدا
2
کارشناس ارشد /هیدرولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مشهد، ایران.
کارشناس ارشد/ آمار، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
رسوب (بارمعلق وکف) مواد جامدی است که توسط آبرودخانه جابهجا میشود. روش مرسوم تخمین بارمعلق، استفاده از نمونه دبی– رسوب و برازش الگوهای نمائی، توانی، شبکه عصبی یا تنظیم جدول توزیع فراوانی است. این الگوها در برونیابی دبیهای سیلابی خوب عمل نکرده و برآوردهای غیرواقعی میدهند. زیرا توان حمل بارمعلق توسط آبرودخانه کراندار است (خاصیت فیزیکی). الگوی رگرسیونی کمانک تطبیقی چند متغیره (مارس) برای حل این مشکل در این مقاله پیشنهاد میشود. مارس یک الگوی تکهایخطی کمانکی است که در برونیابی عملکرد بهتری دارد. الگوهای مارس، نمایی و توانی در این مقاله بر آمار دبی- رسوب 23 ایستگاه استان خراسان رضوی برازش داده شد. نتایج در دوحالت درونیابی و برونیابی و با معیارهای آماری و فیزیکی مقایسه شدند. معیارهای آماری الگو شامل: ضریبتعیین پیراسته (R2adj)، مجموع مربعات خطا (SSE)، اعتبارمتقابل تعمیمیافته (GCV)، آسیبشناسی خطاها و معیار فیزیکی شامل: منطقی بودن برآورد رسوب در دوحالت درونیابی و برونیابی است. نتایج بررسیها نشان از برتری الگوی مارس (به ویژه در برونیابی) نسبت به دو الگوی دیگر دارد.
The conventional methods for estimating the suspended load in rivers are using the sample of debit-sediment and fit them into exponential patterns, power model, neural networks, or frequency distribution table. In high flood flows these models cannot be extrapolated and their estimations are unrealistic. This is due to the bounded water power to carry suspended load (physical properties). Multivariate Adaptive Regression Spline (MARS) model are proposed in this paper to pass this limitation. MARS is a piecewise linear spline model that has better performance in extrapolations. The MARS exponential and power models were fitted on debit-sediment data of 23 stations khorasan razavi province in this article. The results were compared in two modes of interpolation and extrapolation and base on statistical and physical criteria. Statistical criteria models included the R2adj, sum of squares error (SSE), generalized cross validation (GCV), and diagnostic residual. The physical criteria included realistic estimation of the sediment in two modes of interpolation and extrapolation. The results showed the superiority of MARS model to other practices.
https://www.iwrr.ir/article_17551_9f169edaf84e3f416af21a6079f30119.pdf
الگوی مارس
الگوی توانی
الگوی نمایی
برونیابی
معیار آماری
معیار فیزیکی
MARS model
Power model
Exponential model
Extrapolation
Statistical criteria
Physical criteria
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
94
98
17552
Technical Note (5 pages)
پهنهبندی کیفی آب زیرزمینی دشت ورامین از نظر کشاورزی به روش تحلیل سلسله مراتبی در محیط GIS
Groundwater Qualitative Zoning of Varamin Plain for Agricultural Applications Using Analytical Hierarchy Process Method in GIS
محمد نخعی
nakhaei@khu.ac.ir
1
میثم ودیعتی
meysam.vadiati@gmail.com
2
مهزاد اسمعیلی فلک
3
دانشیار/ دانشکده علوم زمین دانشگاه خوارزمی تهران-تهران-ایران
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات آذربایجان شرقی، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، تبریز، ایران
دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات آذربایجان شرقی، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، تبریز، ایران
با توجه به اینکه نمونهبرداری از تمام نقاط محدوده مطالعاتی مقدور نیست، روشهای پهنه بندی ابزار قدرتمندی در تخمین دادهها بر مبنای تغییرات مکانی است. هدف از این تحقیق پهنهبندی کیفی آب زیرزمینی دشت ورامین از نظر کشاورزی با استفاده از روشهای درونیابی در نرمافزار سیستم اطلاعات جغرافیایی و انتخاب بهترین وزنها بر اساس تحلیل سلسله مراتبی میباشد. بدین منظور از اطلاعات کیفی مربوط به 74 چاه عمیق دشت ورامین در سال 1388-1387 استفاده شده است. ابتدا نقشههای رستری منطقه مورد مطالعه شامل نسبت جذب سدیم، شاخص تراوایی، نسبت کلی، نسبت جذب منیزیم، باقیمانده کربنات سدیم، درصد انحلال سدیم، هدایت الکتریکی و سختی کل به روش مجذور عکس فاصله در محیط GIS تهیه گردید. سپس با روش تحلیل سلسله مراتبی و ایجاد ماتریس زوجی، وزن نهایی پارامترها تعیین شد. در نهایت با تلفیق لایهها و اعمال وزنهای نهایی پارامترها در محیط GIS، نقشه پتانسیل کیفی منطقه مورد مطالعه از نظر کشاورزی تهیه گردید. نتایج نشان میدهد در قسمتهای شمال غرب، جنوب غرب و غرب منطقه وضعیت آب زیرزمینی برای کشاورزی بد و در قسمتهای مرکز، شمال و شمال شرق کیفیت آب برای کشاورزی مطلوب میباشد.
When dealing with the quality of water resources for different uses, collecting samples from all parts of a study area is not economically possible. In this regard zoning methods are powerful tools in the providing the data based on spatial variation. This research aimed in groundwater quality zoning for agricultural uses in the Varamin plain, southern Tehran, using Interpolation methods with Geographic Information System (GIS) and the weightings in the Analytical Hierarchy Process (AHP). Qualitative data from 74 tube wells in the plain of Varamin from 1388 to 1387 is used. Firstly, raster maps were prepared using Inverse Distance Weighted (IDW) method for the study area. These maps prepared for the Sodium Absorption Ratio (SAR), Permeability Index (PI), the Kelley Ratio (KR), Magnesium Adsorption Ratio (MAR), Residual Sodium Carbonate (RSC), Dissolved Sodium Percentage (SSP), Electrical Conductivity (EC), and Total Hardness (TH) Then the final weights of parameters in water quality potential were determined using AHP and the pair wise matrix. Finally, with overlaying maps and applying final weights of the parameters in GIS, the map of qualitative potential of the groundwater resources in the area for agricultural purposes was prepared. The results showed that in the northwestern, southwestern, and western parts, the status of groundwater for agriculture are poor and in the central, northern, and northeastern parts there are the quality of water is suitable for agriculture purposes.
https://www.iwrr.ir/article_17552_9dca4c62718e790dae56cc95204c4666.pdf
دشت ورامین
کیفیت آب
تحلیل سلسله مراتبی
سیستم اطلاعات جغرافیایی
Varamin plain
Water Quality
Analytical Hierarchy Process
Geographic information system
per
انجمن علوم و مهندسی منابع آب
تحقیقات منابع آب ایران
1735-2347
2476-7360
2014-01-21
9
3
99
102
17553
Technical Note (5 pages)
بررسی منشاء گاز در چاههای آب دشت بهار، شمال همدان
Evaluation of Gas Origin in Water Wells in the Bahar Plain, North of Hamedan City, Iran
مهرداد براتی
barati@basu.ac.ir
1
استادیار /دانشکده علوم پایه. دانشگاه بوعلی سینا همدان. ایران
در شمال شهر همدان دشت وسیعی قرار دارد که در آن شهرهای بهار، لالهجین و فامنین قرار گرفتهاند. در اطراف این شهرها بخصوص در قسمت شرقی دشت تعداد زیادی چاه کشاورزی حفر شده است که آب آنها بد بو و بد مزه میباشد. اندازهگیریها نشان میدهد که مقدار زیادی گازهای HCO3- ,CO2 ,SO2 از این چاهها متصاعد میشود. ترکیب این گازها با آب تولید اسید میکند که شدیداً برای وسایل درون چاه خورنده میباشند. مطالعات مختلف منشا این گازها را هیدروترمال معرفی مینماید. شواهدی که در این تحقیق به دست آمده است این نظریه را تأیید نمیکند.
The Bahar great plain is located in north of the Hamedan city. Bahar, Lalejin, and Famenin cities are also situated in this plain. In the vicinities of these cities especially in the eastern parts of the plain, lots of water wells are dugout with very bad taste and smell in waters. Greate amount of HCO3-, CO2, SO2 gases are exhalative from these wells. Acids formed from reaction of these gases and water, erode well instruments. Gases are stated to have hydrothermal origin according to several studies. The result of this research does not support this hypothesis
https://www.iwrr.ir/article_17553_0865ee9459e805574ebb0607e04a79e9.pdf
هیدروترمال
دشت بهار
گاز
گسل
Hydrothermal
Bahar plain
Gas
Fault