فهرست مطالب
نشریه مهندسی آب
سال چهارم شماره 2 (پاییز و زمستان 1395)
- تاریخ انتشار: 1395/07/01
- تعداد عناوین: 8
-
صفحات 1-8
تحقیق حاضر به منظور بررسی و ارزیابی کیفیت پساب خروجی کارخانه کشت و صنعت نیشکر حکیم فارابی و تاثیر آن بر کیفیت آب تالاب شادگان در استان خوزستان انجام گردید. با توجه به این که خاک زمین های زیر کشت طرح توسعه نیشکر دارای املاح بسیار زیاد می باشند و به دلیل سنگبستر و وجود املاح در مواد مادری جزء دسته خاک های شور و سدیمی محسوب می شوند، جهت کشت نیشکر ابتدا اقدام به آماده سازی زمین نموده و به این منظور زهکشی و شستشوی خاک های منطقه انجام می شود که این امر سبب وجود زهاب شده و زهاب مورد نظر از طریق کانال هایی وارد تالاب شادگان گشته و کیفیت تالاب را تحت تاثیر قرار می دهد.این امر سبب به وجود آمدن محیطی نامناسب و نامطلوب جهت زیست موجودات درون تالاب و موجوداتی که حیات آن ها به تالاب وابسته اند می گردد. برای ارزیابی سیستم فوق در زمان فعالیت کارخانه، ابتدا طی 5 نوبت از 7 ایستگاه مشخص از سال های 1393 الی 1394به نمونه برداری از پساب اقدام و نمونه ها به آزمایشگاه جهاد دانشگاهی خوزستان منتقل و نسبت به آزمایش پارامترهای اکسیژن مورد نیاز شیمیایی و اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی پنج روزه اقدام لازم به عمل آمد. پس از اخذ نتایج و تحلیل وتفسیر آن ها مشخص گردید، که مقادیر برخی از پارامترها بالاتر از حد استاندارد بوده که علت اصلی در عدم راه اندازی تصفیه خانه فاضلاب صنعتی می باشد. امید است با به کار گیری آن تا پایان سال جاری این مشکل حل شود. لذا ضرورت های انکار ناپذیری که بایستی برای حذف بقیه اثرات نامطلوب پساب مد نظر قرار گیرند: مدیریت مصرف آب، مدیریت کاهش فاضلاب، بهینه سازی سیستم موجود (لاگون ها، تصفیه تکمیلی)، محاسبه زمان ماند، انتخاب پمپ مناسب، تغییر در نوع برداشت و شستشوی نیشکر و به کار گیری سیستم رسوب گیر قبل از ایستگاه پمپاژ اشاره کرد
کلیدواژگان: :لاگون، زمان ماند، تصفیه تکمیلی، اکسیژن مورد نیاز بیوشیمیایی پنج روزه، اکسیژن موردنیاز شیمیایی -
صفحات 9-20
به منظور، توسعه و بهره برداری بهینه و نیز ذخیره کردن آب در زیرزمین، استفاده از سدهای زیرزمینی می تواند مفید واقع گردد. با در نظر گرفتن شرایط منطقه اندیکا خوزستان، احداث سد زیر زمینی به دلیل هزینه اندک و بازدهی قابل قبول در این منطقه راهکاری مناسب برای جبران کم آبی در ماه های خشک سال است. معیارها و عوامل زیادی در مکان یابی سدهای زیرزمینی دخیل می باشند و میزان اهمیت آنها با هم متفاوت است. لذا با استفاده از همگام سازی سامانه اطلاعات جغرافیایی به دلیل توانمندی بالا در تحلیل داده های مکانی و آنالیز سلسله مراتبی نقش هر یک از عوامل مذکور با توجه به میزان تاثیرگذاری آنها در انتخاب محل های مناسب بررسی و اعمال گردید و سپس نتایج مورد نظر بدست آمد. در تحقیق حاضر درخت تصمیم گیری شامل معیارهای مخزن و اقتصادی است که هر کدام از این دو معیار دارای زیرشاخه هایی است. برای عامل مخزن چهار زیرمعیار شیب ، هدایت هیدرولیکی ، تخلخل موثر و نفوذپذیری پی و برای عامل اقتصادی دو زیرمعیار دسترسی به محل سد و فاصله از محل مصرف در نظر گرفته شده است. جهت تعیین محورهای انتخابی سد در محل های مورد نظر 27 مکان انتخابی اولیه مشخص گردید. سپس با توجه به موقعیت مکان های انتخابی بر روی نقشه اولویت های مکانی 15 محل برای اجرای سد معرفی گردید و در آخر میزان ذخیره سازی هریک از اولویت های پیشنهادی محاسبه گردید.
کلیدواژگان: منطقه اندیکا، سدزیرزمینی، تصمیم گیری چندمعیاره، GIS -
صفحات 21-37
امواج از جمله پارامترهای مهم در طراحی سازه هایساحلی و دریایی محسوب میشوند. برای طراحی این قبیل سازه ها نیاز به شناخت و تعیین موج طرح سازه میباشد. یکی از پارامترهای مهم و اثرگذار بر الگوی انتشار امواج و همچنین موج طرح سازه، ضرایب کالیبراسیون میباشد. تعیین مقادیر مناسب برای این ضرایب بسیار حیاتی و مهم میباشد. هدف از این تحقیق بررسی میزان زبری بستر و ضریب شکست موج بر روی الگوی انتشار امواج ناشی از باد و همچنین میزان موج طرح برای دورهبازگشتهای مختلف میباشد.با توجه تجربیات حاصل از پروژه های مطالعاتی و تحقیقاتی انجام شده در زمینه مدلسازی و برآورد اقلیم موج در سواحل کشور، مدل ریاضی مورد استفاده در این تحقیقات جهت مدلسازی مشخصه های امواج، مدل طیفی موج SW از بسته نرمافزاری مایک12میباشد.اطلاعات موجورودیشامل ارتفاع، زمان تناوب غالب و جهت متوسط به صورت سری زمانی در مرزهای باز استفادهشده است که اطلاعات مورد نیاز از پروژه SWMاخذ شده است. با توجه به اهمیت مدلسازی امواج و پیشبینی امواج طراحی در منطقه استراتژیک خلیج فارس و همچنین با درنظر داشتن اهمیت بنادر جنوبی کشورمان، بندر لنگه و محدوده مجاور آن برای مدلسازی انتشار امواج درنظر گرفته شده تا نحوه انتشار امواج و همچنین اثر ضرایب شکست موج و زبری بستر بر امواج بدست آید. نتایج تحقیق حاضر نشان میدهد که تغییرات ضریب زبری بستر بر تفرق امواج و الگوی انتشار امواج، محسوستر و چشمگیرتر از ضریب شکست موج میباشد. تغییرات این ضریب میتواند نظم الگوی انتشار امواجمدلهای محلی را برهم بریزد. زبری بستر اثرات قابل توجهی بر کاهش و یا افزایش امواج طراحی دارد. اما مقادیر کوچکتر ضرایب شکست موج (کمتر از8/0) میتوانند منتج به اختلاف معنادار در مقادیر امواج طراحی گردند. بنابراین حساسیت مدل انتشار موج به ضریب زبری بستر بیشاز ضریبشکست موج بوده و برای ایجاد تغییرات در مدل امواج و دستیابی به نتایج نزدیک به نتایج اندازهگیری میدانی توصیه میشود که تغییرات ضریب زبری بستر بر مدل انتشار موج مطالعه گردد.
کلیدواژگان: انتشار امواج، مدول SW، مایک 12، ضرائب کالیبراسیون -
صفحات 38-49
کاربرد نرم افزارها و مدل های ریاضی در انتخاب فرآیندهای تصفیه فاضلاب زمانی با ارزش است که توام با دانش فنی باشد،تصفیه فاضلاب به منظور تثبیت موادآلی آن در اجتماعات کوچک و بزرگ انجام می شودو می توان فاضلاب را کالای واسط آب دانست که دارای ارزش افزوده می باشد و با استفاده مجدد از مواد جامد حاصل شده از آن با هدف تولید پساب استاندارد و به منظور تقویت سفره های آب زیرزمینی و رودخانه ها انجام می شود. در بخشی از این تحقیق با استفاده از روش تحلیل سلسه مراتبی (AHP) و با انجام کارنرم افزاری توسط نرم افزارExpert Choice با تکیه بر نظر افراد خبره مقایسه فرآیندهای مختلف صورت گرفت که از میان پنج فرآیند منتخب با وزن های WETLAND (0.399) و POND با وزن (0.351) BIOLAC با (0.108) و فرآیند SBR با وزن (0.085) و CAS با وزن (0.057) گزینه WETLAND یا نیزار مصنوعی با قابلیت زیر سطحی بعلت وزن بیشتربا (0.399) برگزیده شده است. همچنین در بخش دیگر تحقیق با استفاده از مطالعه موردی شهر شوشتر و بررسی نتایج آزمایشگاهی تایید شد که برای طراحی و ساخت یک تصفیه خانه فاضلاب دو پارامتر کیفی و کمی فاضلاب خام حایز اهمیت است و از مقایسه و ارزیابی مالی فرآیندهای مورد مطالعه، به نوعی راستی آزمایی روش اول (AHP) در نتیجه روش های طبیعی و نیمه طبیعی به دلیل ارزان بودن فرآیند و نرخ بازگشت نسبتا سریع سرمایه با راندمان مناسب انتخاب گردیده است.
کلیدواژگان: روش تحلیل سلسله مراتبیAHP، تصفیه، پساب استاندارد، ارزش افزوده -
صفحات 50-58
در این مقاله مدلی آزمایشگاهی از یک سرریز پلکانی با جریان غیر ریزشی توسط نرم افزار فلوینت و نرم افزار گمبیت (FLUENT&GAMBIT) شبیه سازی گردیده است. در این شبیه سازی ، با توجه به هیدرودینامیک خاص جریان بر روی سرریزهای پلکانی ، جهت مدل سازی اغتشاش از مدلk-Epsilon در حالت RNG ، برای مدل سازی جریان چندی فازی از مدل MIXTURE ، جهت مدل سازی جریان در نزدیک دیواره ها، از معادلات رفتار دیوار پیشرفته "Enhanced wall treatment" استفاده گردیده است.همچنین جهت مجزا سازی معادلات فشار از الگوریتم PRESTO و ارتباط معادلات فشار-سرعت از روش SIMPLE استفاده گردیده است.پس از کالیبراسیون مدل عددی با مدل آزمایشگاهی ، با فرض صحت دقیق مدل آزمایشگاهی ،درصد خطایی معادل 6/6 درصد برای مدل عددی بدست آمد. سپس با بررسی میزان غلظت هوای محلول در جریان آب، نتیجه گردید برای هندسه و دبی مورد مطالعه با حرکت در جهت جریان غلظت هوای مخلوط در آب افزایش می یابد.
کلیدواژگان: سرریز پلکانی، نرم افزار فلوئنت و گمبیت، جریان دوفازی، هواگیری طبیعی -
صفحات 59-64
اساس روابط هیدرولیکی و روش عددی حل معادلات، در مدلهای ریاضی مختلف با یکدیگر متفاوت است لذا تحقیق حاضر مقایسهای بین نتایج مدلهای هیدرولیکی در جهت تعیین میزاناختلاف موجود میباشد. در این راستا پس از تکمیل اطلاعات مورد نیاز، جهت شبیه سازی هیدرودینامیک رودخانه بشار، مدلهای HEC-RAS وMIKE11 تک تک کالیبره شده و تحلیل هیدرولیکی سیلاب توسط این مدلها، بترتیب با ضرایب زبری 052/0 و 039/0 انجام گرفت. در مجموع عمق آب توسط مدل HEC-RAS نسبت به مدلMIKE11 در دوره برگشت 2،25 و500 ساله محاسبه گردید. لذا چون نسبت اختلاف بین نتایج مدلها، بسیار کوچک (کوچکتر از10درصد) می باشد از این رو در منطقه مورد مطالعه، میتوان از هر دو مدل هیدرولیکی HEC-RAS وMIKE11 جهت روندیابی جریان دردوره برگشت های متفاوت استفاده نمود.
کلیدواژگان: مدل هیدرولیکی، جریان غیردائمی، HEC-RAS، MIKE 11 -
صفحات 65-73تبخیر عامل مهمی در مدیریت منابع آب است و با محاسبه دقیق آن می توان راهکارهای موثری در جهت کاهش اثرات خشکسالی و به منظور حفاظت منابع آب اجرا نمود. به دلیل کمبود ایستگاه های تبخیر سنجی و عدم وجود آمار کافی از تبخیر از روش های تجربی برآورد تبخیر از سطح آزاد آب می توان استفاده نمود. در این تحقیق با استفاده از آمار 10 ساله ایستگاه سد تنظیمی دز با استفاده از روش های تجربی مایر، مارسیانو، شاهتین، هفنر، ایوانف، تیچومیروف و سازمان عمران اراضی آمریکا، تبخیر برآورد و با مقادیر تبخیر از تشت مقایسه شد. عملکرد روابط تجربی بر اساس دو آماره R2 و RSME مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رابطه مایر (R2 = 0.886, RMSE = 1.53) نسبت به سایر روش های تجربی از دقت بالاتری برخوردار است. در رتبه بعدی معادله سازمان عمران آمریکا (R2 = 0.91, RMSE = 1.967) قرار می گیرد و به علاوه اختلاف معنی داری (P > 0.01) میان مقادیر واقعی و برآورد شده در این دو روش دیده نمی شود. روش تیچومیرف با توجه به خطای زیاد (RMSE = 8.152) و برازش پایین با داده های واقعی (R2 = 0.33) فاقد اعتبار لازم می باشد و روابط تجربی هنفر، مارسیانو، ایوانف و شاهتین به ترتیب با ضریب تعیین برابر با 0.548، 0.534، 0.639و 0.644 از میزان اعتبار و قابلیت اعتماد متوسطی در برآورد میزان تبخیر از سطح آزاد آب برخوردارند.کلیدواژگان: تبخیر، روش تجربی، سد تنظیمی دز، مایر، تشت تبخیر
-
صفحات 74-88با توجه به گستردگی و پیچیدگی سیستم های منابع آب، تعیین سیاست و انتخاب گزینه و راهبردهای مناسب جهت عملکرد مناسب سیستم های منابع آب در شرایط مختلف ضرورت داشته و نیاز به یک فرایند بهینه سازی جامع دارد. در این تحقیق ابتدا ضرورت استفاده از روش های بهینه سازی تکاملی و سپس شرح مختصری درباره چگونگی اجرای عملگرهای الگوریتم ژنتیک به عنوان پرکاربردترین روش تکاملی پرداخته شده است. در ادامه مزایا و محدودیت های الگوریتم ژنتیک بررسی شده و سپس پژوهش های انجام شده پیرامون آن در چند بخش بیان شده است. نتایج نشان می دهد که الگوریتم ژنتیک در حل مسایل متنوع منابع آب بطور موثری از حل مسایل چند محدودیتی با فضای بزرگ برمی آید و ضمن توانایی دستیابی به جواب بهینه مطلق، قادر است در شرایط مختلف مجموعه ای از جواب های قابل قبول را به عنوان گزینه های پیش رو در اختیار قرار دهد. جهت افزایش کارآیی الگوریتم و دستیابی به راه حل های بهتر، با توجه به ماهیت مساله می توان از نسخه های بهبودیافته یا تلفیق با مدل های شبیه سازی یا سایر روش-های بهینه سازی ریاضیاتی از آن بهره مطلوب را برد.کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی، روش های تکاملی، مدیریت منابع آب
-
Locating Suitable Sites for Building underground Dam using AHP Multi-criteria Decision Making MethodPages 9-20
Use of underground dams can be beneficial for optimal expansion and utilization of water and also for underground water storage. Considering the prevailing conditions in the region of Andika in Khuzestan Province, building underground dams may be an appropriate strategy to offset water shortage during the dry months of the year because construction of such dams in this region entails low costs and the dams will have acceptable efficiency. Many criteria and factors with different degrees of importance are involved in locating underground damsites. Therefore, synchronization of the geographic information system (because of its high capability in analyzing spatial data) and analytic hierarchy process was used to study and apply the role played by each of the mentioned factors (while considering the degrees of their influence in selecting the suitable sites), and the desired results were obtained. The present research used a decision tree that included the reservoir and economic criteria each with its own subcriteria. For the reservoir factor the four subcriteria of slope, hydraulic conductivity, effective porosity, and permeability of dam foundations and for the economic factor the two subcriteria of damsite and its distance from the water use location were considered. Twenty seven sites were initially selected to determine dam axes at the desired sites. The positions of the selected sites were then considered on the map and the spatial priorities of 15 sites were introduced. Finally, the storage volume of each proposed priority was calculated.
Keywords: The Andika region, Underground dam, Multi-Criteria Decision Making, GIS -
Pages 38-49
Application software and mathematical models in wastewater treatment processes combined with technical know-how precious time is to be.treatmen wastwater, in order to stabilize the organic matter in large and small communities done intermediate good water and sanitation can be considered the value is added and the resulting solid material reuse it to produce effluent standard and to strengthen the underground aquifers done, as part of this research using the analytic hierarchy process (AHP) and the work developed by the Expert Choice software relying on the experts compared the different processes were, of the five selected processes with weights WETLAND (0.399) and weight POND (0.351) BIOLAC with (0.108) and weight SBR process (0.085) and CAS weight (0.057) WETLAND option or Wetland with subsurface due weight should mention (0.399) has been chosen. in another part of the city of Shoushtar research using case study and review laboratory results,Confirmed that to design and build a wastewater treatment plant wastewater is important both quantitative and qualitative parameters and the financial comparison and evaluation processes of the study verified a first method (AHP) as a result, natural and semi-natural method because the process of being cheap and relatively quick return on investment with good efficiency Been selected.
Keywords: analytic hierarchy process, Treatment, effluent standard, value added -
Pages 50-58
In this paper, physical model of a stepped spillway flow with skimming software,simulated by Fluent and Gambit software.In this simulation, the k- ε model in RNG, Mixture, and Enhanced wall treatment are applied to respectively model the turbulence , the multiphase flow, and the flow near the walls with attention to the specific hydrodynamic of the flow on the stepped spillways.Also , the PRESTO algoritm and the SIMPLE method are respectively used to dissociate pressur equations and to relate pressure-velocity equations.After calibration of the numerical model with experimental model, assuming an experimental model of precision, a margin of error of 6.6% was obtained for the numerical model. Then, by examining the concentration of dissolved air in the water flow, the result was evaluated for geometry and discharge studied,motion in the direction of the flow mixture concentration in the water increases.After concluding the percentage error of the numerical model, the numerical and graphical results analysis of two-phase flow of water - the air is present.
Keywords: Stepped spillway, fluent, gambit, multiphase flow, Air Entrainment -
Pages 65-73Evaporation is an important factor in the management of water resources and accurate calculation can be effective strategies to mitigate the effects of drought and implemented in order to protect water resources. Due to lack of evaporation stations and lack of adequate data, empirical methods can be used to estimate evaporation from water surface. In this study, evaporation estimated using 10-year data of Dez adjustment dam station and empirical methods of Mayer, Marciano, Shahtin, Hefner, Ivanof, Tichomirof and USBR and the estimated evaporation compared with pan evaporation values. Based on the R2 and RSME statistics, empirical methods were evaluated. The results showed that the relationship Mayer (R2 = 0.886, RMSE = 1.53) than other experimental methods is more accurate. The USBR equation (R2 = 0.91, RMSE = 1.967) lie in next rank and also a significant difference (P> 0.01) is not seen between actual and estimated values in two ways. Tichomirof method due to significant error (RMSE = 8.152) and lower fitted to actual data (R2 = 0.33) is the lack of credibility and Hefner, Marciano, Ivanof and Shahtin with a determination coefficient equal to 0.548, 0.534, 0.639 and 0.664 have modest validity and reliability for estimating the amount of evaporation from water surface.Keywords: Evaporation, empirical method, Dez adjustment dam, Mayer, Evaporation pan
-
Pages 74-88Considering extent and complexity of water resources systems, it is necessary and requires a comprehensive optimization process to determine the policy and select options and proper strategies For proper operation of water resources systems in different circumstances. In this study the necessity of using evolutionary optimization techniques and discussed a brief description on how to implement a genetic algorithm operators as the most evolutionary practical methods. More studies on genetic algorithm are presented in several sections. In the following, has been investigated advantages and limitations of genetic algorithm and then, presented research on several sections.The results show that Genetic algorithms in solving various problems of water resources, efficiently comes from dissolving the issues with a large space and solve complex problems while ability to achieve the global optimum can be provide in different conditions a series of acceptable answers as solutions. For increase the efficiency of the algorithm and achieving better solutions, According to the nature of the problem can be take optimal advantage of improved versions or combine with simulation models or other methods of mathematical.Keywords: Genetic Algorithm, Optimization, Evolutionary methods, Water resource management
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.