به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

محمد گیوه چی

  • مهدی اژدری مقدم*، سکینه صفری، عبدالحمید بحرپیما، محمد گیوه چی

    پدیده جدایی ستون آب یکی از رژیم های جریان گذرا می باشد که تحت شرایطی مانند بسته شدن ناگهانی شیر یا خاموشی پمپ در شبکه آبرسانی ایجاد می گردد. نوسانات فشاری شدید و خسارات ناشی از پدیده مذکور شناسایی و ارائه راهکار جلوگیری از آن را الزامی می کند. در همین راستا در این مقاله با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی، به بررسی امکان رخ دادن جدایی ستون آب در یک شبکه آبرسانی حلقوی پرداخته شده است. در ادامه تاثیر سرعت ورودی بر فشار های ایجاد شده ناشی از جدایی ستون آب مورد بررسی قرار گرفت. برای اعتبار سنجی نرم افزار، سیستم حلقوی ارائه شده توسط وانگ و همکاران (2017) انتخاب گردید. بعد از اطمینان از کارایی نرم افزار برای مدل کردن پدیده مذکور، شبیه سازی با سرعت های مختلف انجام گرفت. بررسی نتایج شبیه سازی ها بیانگر رخ دادن جدایی ستون آب در شبکه موردنظر بود. همچنین نتایج حاکی از آن بود که با افزایش سرعت ورودی مقدار ماکزیمم فشار در شبکه افزایش و مقدار مینیمم آن کاهش می یابد. به گونه ای که با افزایش 12 درصدی سرعت ورودی مقدار فشار ماکزیمم 8/11 درصد و مقدار مینیمم 26/14 درصد تغییر می کنند. به بیان دیگر، با کنترل سرعت به عنوان عاملی موثر بر نوسانات فشار جدایی ستون آب، می توان از ایجاد این پدیده و خسارات ناشی از آن جلوگیری می گردد.

    کلید واژگان: جدایی ستون آب, سرعت, سیستم حلقوی, CFD
    Mehdi Azhdary Moghaddam*, Sakineh Safari, Abdul Hamid Bahrpeyma, Mohammad Givehchi

    The Water Column Separation phenomenon is one of the transient flow regimes, which is created under conditions such as the sudden closing of the valve or the shutdown of the pump in the water supply network. Hard pressure fluctuations and damages caused by the mentioned phenomenon require identifying and providing a solution to prevent it. By this purpose, the present article investigates the possibility of Water Column Separation in a Loop Water Supply Network using Computational Fluid Dynamics method. Next, the Effect of the inlet velocity on the pressures created due to the Water Column Separation was investigated. For software validation, the Loop system provided by Wang et al. (2017) was selected. After ensuring the efficiency of the software to model the phenomenon of Water Column Separation, simulation was performed at different speeds. Checking the simulation results indicated the occurrence of Water Column Separation in the Intended Network. Also, the Results indicated that with the increase of the input Velocity, the maximum value of the Pressure in the Network increases and its minimum value decreases. In such a way that with a 12% increase in the input velocity, the maximum pressure value changes by 11.8% and the minimum value by 14.26%. In general, it can be said that by controlling the Velocity as an effective factor on the pressure fluctuations of the Water Column Separation, this phenomenon and the resulting damages are prevented.

    Keywords: Transient Flow, Water Column Separation, Velocity, Loop System, CFD
  • زهرا هروی، مهدی اژدری مقدم*، کاظم اسماعیلی، محمد گیوه چی، عبدالحمید بحرپیما

    در این پژوهش، کاربرد سازه نوآورانه F-jacks در کاهش و کنترل آبشستگی اطراف پایه پل به صورت آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور، خصوصیات هیدرودینامیکی جریان در سه حالت، پایه انفرادی به عنوان شاهد (الگوی SP) و پایه با حضور واحدهای F-jacks پیرامون آن مطابق دو الگوی P1 و P2، با استفاده از سرعت های لحظه ای سه بعدی اندازه گیری شده توسط ADV، بر بستر صلب مطالعه شد. توزیع مکانی الگوهای سرعت میانگین زمانی و شدت آشفتگی در مقاطع عمودی برای هر سه الگو نشان داد؛ با قرارگیری قطعات F-jacks در اطراف پایه، الگوی جریان در این ناحیه به طور کامل تغییر می کند. به طوری که با آرایش متراکم المان ها طبق الگوی P2 اطراف پایه، مولفه طولی سرعت میانگین زمانی از سطح آب به سمت کف به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و جریانی قوی رو به بالا در اطراف پایه در مقایسه با پایه تک (الگویSP) مشهود است که در آرایش متراکم المان ها قوی تر می شود. این عامل به تاثیر مثبت وجود واحدهای محافظ در کاهش جریان رو به پایین ، کاهش آشوب های بستر و انتقال آشفتگی ناحیه wake به دور از بستر در پیرامون پایه اشاره دارد. در آرایش P2، در مقایسه با پایه تک، بزرگی شدت آشفتگی به طور میانگین، حدود 93 درصد کاهش یافته و نوسانات جریان به دور از بستر منحرف شد. تنش برشی رینولدز در مقابل پایه پل برای حالتیکه واحدهای محافظ اطراف پایه قرار گرفته اند، در مقایسه با الگوی SP حدود 95 درصد کاهش یافته است.

    کلید واژگان: هیدرودینامیک جریان, ADV, شدت آشفتگی, تنش برشی رینولدز
    Zahra Heravi, Mehdi Azhdary Moghaddam *, Kazem Esmaili, Mohammad Givehchi, Abdolhamid Bahr Peyma
    Introduction

    The various methods have been extensively studied by different researchers to reduce scouring around bridge piers, such as riprap, concrete blocks (CAU), collars, sacrificial piers, creating slot and roughness on the pier, and flow guide vanes, and their results generally relate to determining the size, location, and scope of installation and other geometric characteristics of the devices. Many countermeasures to prevent or reduce local scour around bridge piers, did not have the desired effective, and the concrete armor units (CAUs), which are made to protect shores from erosion caused by waves, have received very little attention in terms of bed armoring around the bridge piers.Therefore, the aim of the present research is to experimentally investigate the hydrodynamics of flow around a new element designed to protect the bed around bridge piers from local scour. The F-jacks, a concrete armor unit (CAU), is introduced and its role on flow characteristics is evaluated for the first time in this study. This concrete element is a new design of the A-jacks concrete model, with one leg and five branches on top, and the angle between the branches surrounding the leg and the central branch is 30 degrees to ensure minimum contact between the legs of the element and the sediment surface. The selection of a 30-degree angle for the branches of the F-jacks element is due to its similarity to the diameter of the bridge pier, to provide complete coverage around the pier.

    Methodology

    The experiments of this research were performed in a 7-meter long, 50-centimeter wide, and 0.0001 slope flume with a rigid bed. A wooden cylinder with a diameter of D = 45mm and the same height as the flume was used as a model for a bridge pier and installed at a distance of 4.5 meters from the beginning of the flume (to develop the flow). The water depth (h) in the experiments was constant and equal to 15 centimeters, the flow rate (Q) was 0.021 m3/s, and the flow regime was fully turbulent and subcritical.In order to understand the physics of flow in relation to three-dimensional velocity variations, a Nortek Acoustic Doppler velocimetry (ADV) with a frequency of 25 Hz and a sampling duration of 120 seconds was used. In order to evaluate the hydrodynamics of the flow around the protected pier with F-jacks units, three different placement patterns around the pier were considered: 1) a non-dense arrangement (P1), in which 24 F-jacks elements were placed next to each other around the pier, 2) a dense arrangement (P2), in which 22 F-jacks elements are interlocked around the pier, and 3) an SP arrangement, which refers to a situation where the single pier is placed in the central axis of the flume.In addition to the measurement grid on the vertical XZ plane, a set of measurements was taken on the horizontal XY plane at Z/h=0.47 for each of the three selected patterns. To ensure the development of the flow in the test area, normalized meanvelocity component profiles were shown to follow a similar trend for two 4 and 4.3 meter-long sections from the beginning of the flume, and the velocity data conforms to the logarithmic law of velocity distribution that confirms the validity of velocity data for developed flow conditions. Also, to verify the accuracy and sufficiency of measurements in the developed flow region under investigation, the power spectral density (PSD) of time series for all three velocity components shows that the slope of the power spectrum agrees well with the Kolmogorov -5/3 law in the inertial sub range.

    Results and Discussion

    Contour and vector plots of the time-average streamwise velocity component (u ̅) indicated that when the F-jacks elements were placed according to the P2 pattern around the pier, the flow pattern around the pier changes completely. Where, in the upstream of the pier, the average velocity significantly decreased from the water surface to the bottom, indicating the growth of the minimum and weakening of the downflow and horseshoe vortices. In the downstream of the pier, the high-velocity flow region at rear the pier disappeared, and the flow turbulence was significantly reduced, and the region of flow recirculation in the wake of the pier completely disappeared.With the placement of F-jacks units around the pier, a strong upward vertical velocity (w ̅ ) is obvious around the pier compared to the single pier (SP pattern), which is stronger in the dense arrangement of the elements (P2 pattern). This factor refers to the positive effect of the presence of elements in reducing the growth of downflow (negative vertical velocity), reducing bed disturbances, and turbulence transfer away from the bed region in the wake area around the bridge pier.The streamwise and vertical components of flow turbulence intensity (u_rms 〖,w〗_rms ) significantly decreased with the placement of F-jacks units around the pier according to the P2 pattern. Where, in the near-bed region around the pier, the turbulence intensity decreased by an average of about 93% compared to the SP pattern, indicating the high ability of F-jacks elements in controlling and reducing flow fluctuations and turbulence in this region and diverting flow fluctuations towards the water surface and away from the bed.Comparison of Reynolds shear stress on XY plane at Z/h=0.47 for the three mentioned patterns revealed that -ρ(u^' w^' ) ̅ in the SP pattern is approximately 95% higher than P1 and P2 patterns, at the vicinity of the bridge pier. Furthermore, the magnitude of -ρ(u^' w^' ) ̅ has significantly decreased with the placement of F-jacks units as the P2 pattern around the pier.

    Conclusion

    The laboratory results presented in this paper provide a new understanding of flow behavior details around the bridge pier model with a new design of F-jacks armor units surrounding it on rigid bed conditions. The overall conclusion of this study showed that when F-jacks units are placed densely (P2 pattern) around the pier, the flow turbulence in this area is significantly reduced.

    Keywords: Flow Hydrodynamics, ADV, Turbulent Intensity, Reynolds Shear Stress
  • غلامرضا عزیزیان*، سیروس حریف، محمد گیوه چی، محسن دهقانی درمیان

    ورود آلودگی به سیستم های منابع آب مانند شبکه های توزیع آب شرب شهری در اثر وقوع پدیده مکش، می تواند خسارات جبران ناپذیری به سلامت انسان وارد کند. آگاهی و شناخت از منابع ورود آلاینده و نحوه حرکت آن باعث مدل سازی مناسب این پدیده و انجام یک مدیریت بحران مناسب در زمان نفوذ این آلاینده ها به شبکه می گردد. به منظور شبیه سازی حرکت نیترات در خاک، معادله انتقال-پخش آلودگی خاک در MATLAB کد نویسی گردید. سپس شبکه توزیع آب شرب شهر زاهدان بعنوان منطقه مطالعاتی مدنظر قرار گرفته و نقاط مستعد با غلظت بالای آلاینده در شبکه شناسایی گردیدند. سناریو شبیه سازی 24 ساعته شبکه پس از وقوع دوساعته آلودگی، با استفاده از نرم افزارهای WATERGEMS،EPANET و EPANET-BAM مورد مدل سازی قرار گرفت. دو ابزار کارآمد و مقرون بصرفه زمان ماند و جریان رقیق ساز بمنظور مدیریت کیفی شبکه مورد استفاده واقع شدند. برای شبیه سازی ابزار زمان ماند، شبکه به چهار منطقه نزدیک، میانه، دور و خیلی دور تقسیم گردید. نتایج شبیه سازی حرکت آلاینده در خاک، غلظت غیرمجاز نیترات در مجاورت لوله با مقدار بیش از 50 میلی گرم بر لیتر را نشان داد. نتایج تحلیل کیفی شبکه بیانگر این بود که زمان ماند موردنیاز گره های ناحیه میانه، دور و خیلی دور نسبت به حالت نزدیک به ترتیب بین 33 تا 50، 58 تا 62/5 و 75 درصد کاهش می یابد. در ادامه تاثیر مثبت و کارآمد جریان رقیق ساز به عنوان یک راهکار مدیریت و کنترل کیفی شبکه توزیع به اثبات رسید. مقدار جریان رقیق ساز لازم به منظور بهبود وضعیت کیفی آب شبکه، بین10/6 تا 15/9 درصد دبی پایه لوله محاسبه گردید.

    کلید واژگان: آلودگی شبکه آب, جریان رقیق ساز, زمان ماند, مدیریت کیفی شبکه
    Gholamreza Azizyan, Siroos Harif, Mohammad Givehchi, Mohsen Dehghani Darmiyan

    Pollution entrance into water resources systems, such as urban drinking water distribution networks, can cause irreparable damage to human health as a result of the suction phenomenon.Awareness and understanding of pollutant sources and transport of contamination process in the water network cause suitable modeling of this phenomenon as well as perform a proper crisis management when the contaminants enter the network. In order to simulate the movement of nitrate in the soil, the nitrate advection-dispersion equation was programmed in MATLAB. Zahedan drinking water distribution network has been considered as the study area and potential points with high concentration of pollutants in the network have been identified. Scenario of 24-hour water network simulation, after two hours of contamination, was tested for water contamination by using WATERGEMS, EPANET and EPANET-BAM software., to manage the network pollution crisis, two tools were proposed including detention time and dilution flow. To calculate detention time, the network was divided into four parts including: near, middle, far and very far. The results demonstrated that nitrate concentration near the pipe is unallowable and greater than 50 mg/l and required detention time to treat the quality of water in the nodes of the middle, far and very far decreased 33 to 50, 58 to 62.5 and 75 percent compared to the near nodes, respectively. Moreover, efficiency and positive performance of dilution flow as a tool for quality management was proved. Required dilution flow to treat the quality water was determined from 10.6 to 15.9% of the base pipe flow.

    Keywords: Detention Time, Dilution Flow, Network Quality Management, Water Network Pollution
  • محمد گیوه چی، عین الله عبدی، مقصود بشارتی*، ذبیح الله نعمتی
    مقدمه و هدف

    در شرایط فعلی کشور که کمبود مواد خوراکی مورداستفاده در تغذیه دام وجود دارد استفاده از ضایعات می تواند از سه جنبه کم کردن وابستگی دام به غلاتی که توسط انسان مصرف می شود، کاهش هزینه تامین مواد مغذی موردنیاز دام و حذف برنامه های پرهزینه ازبین بردن پس مانده های صنایع تبدیلی کشاورزی و جلوگیری از آلودگی محیط زیست حاصل از انباشت این پس مانده ها موردتوجه و عمل قرار گیرد. تفاله خرما محصولی است که پس از استخراج شیره خرما به دست می آید و قسمت گوشتی و پوسته خرما را شامل می شود. تفاله خرما می تواند جانشین منابع گران قیمت کربوهیدرات شود. هدف از این طرح بررسی اثرات افزودن سطوح مختلف تفاله خرما بر کیفیت، فراسنجه های تخمیری و گوارش پذیری یونجه سیلو شده و تعیین بهترین سطح استفاده از تفاله خرما در یونجه سیلو شده بود.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در قالب طرح کاملا تصادفی با 9 تیمار و 3 تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی عبارت بودند از: یونجه (شاهد)، یونجه 97/5 درصد + تفاله خرما 2/5 درصد، یونجه 95 درصد + تفاله خرما 5 درصد، یونجه 92/5 درصد + تفاله خرما 7/5 درصد، یونجه 90 درصد + تفاله خرما 10 درصد، یونجه 87/5 درصد + تفاله خرما 12/5 درصد، یونجه 85 درصد + تفاله خرما 15 درصد، یونجه 72/5 درصد + تفاله خرما 17/5 درصد، یونجه 80 درصد + تفاله خرما 20 درصد. به منظور برآورد فراسنجه های تولید گاز، از آزمون تولید گاز استفاده شد. پایداری هوازی سیلاژ یونجه در ساعت های مختلف پس از بازکردن درب سیلوها ارزیابی شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که بین تیمارها اختلاف معنی داری از لحاظ ترکیب شیمیایی وجود دارد. در بین تیمارهای آزمایشی یونجه سیلاژ شده دارای 15 درصد تفاله خرما کمترین میزان نیتروژن آمونیاکی را در مقایسه با سایر تیمارها به طور معنی داری به خود اختصاص داد. افزودن سطوح مختلف تفاله خرما به سیلاژ یونجه به طور معنی داری میزان pH حاصل از سیلاژ را نسبت به تیمار شاهد کاهش داد (0/05).

    نتیجه گیری

    باتوجه به نتایج حاصل از این پژوهش، استفاده از تفاله خرما به منظور بهبود ارزش تغذیه ای، فراسنجه های تخمیری، گوارش پذیری و پایداری هوازی سیلاژ یونجه پیشنهاد می گردد.

    کلید واژگان: سیلاژ, تفاله خرما, پایداری هوازی, فراسنجه تخمیری
    Mohammad Givechi, Einollah Abdi, Maghsoud Besharati*
    Introduction and Objective

    In the current state of the country, the shortage of food in animal nutrition can reduce the cost of supplying the nutrients needed by humans and eliminating costly waste from industrial residues from the three aspects of reducing livestock dependency on cereals consumed by humans. The conversion of agriculture and the prevention of environmental pollution from the accumulation of these residues should be considered. Date palp is a product that is obtained after the extraction of the date palm and includes the meaty part of the fruit and the palm kernel. Date palp can be the successor to more expensive carbohydrate sources. The aim of this study was to investigate the effects of adding different levels of date pulp on the quality, fermentation and digestibility of alfalfa silage, and determining the best level of date pulp in alfalfa silage.

    Material and methods

    This research was conducted in a completely randomized design with 9 treatments and 3 replications. Treatments were: alfalfa (control), alfalfa, 97.5% + date palp 2.5%, alfalfa 95% + date palp 5%, alfalfa 92.5% + date palp 7.5%, alfalfa 90% date palp 10%, alfalfa 87.5% + date pulp 12.5%, alfalfa 85% + date pulp 15%, alfalfa 72.5% + date pulp 17.5%, alfalfa 80% + date pulp 20%. Sample composition was determined using standard methods. Gas production test was used to estimate gas production parameters. The alfalfa silage stabilizer was evaluated at different hours after opening the silage door.

    Results

    The results showed that there was a significant difference in chemical composition between treatments. Among the treatments, alfalfa silage contained 15% of date palp, which had the lowest amount of ammonia nitrogen compared to other treatments. Adding different levels of date pulp to alfalfa silage significantly decreased pH of silage compared to control (P <0.05). The pH value in the treatment containing 12.5% ​​of the date pulp compared to the control treatment significantly decreased (4.14 vs. 5.31). The date pulp at 10% level in alfalfa silage increased aerobic stability by 188 hours versus 38 hours of silage control. Date pulp did not affect the dry matter of alfalfa silage. The highest amount of crude protein was found in the treatment containing 12.5% ​​of date pulp. The lowest and the highest amount of produced gas were 20 and 10 percent date pulp treatments, respectively. The date pulp at levels of 7.5% and 12.5%, respectively, increased the degradability of dry matter and the crude protein of alfalfa silage.

    Conclusions

    According to the results of this study, the use of date pulp is recommended to improve nutritional value, fermentation parameters, digestibility and aerobic stability of alfalfa silage.

    Keywords: Alfalfa silage, Aerobic stability, Date pulp, Fermentation parameters
  • جمشید پیری*، بهاره پیرزاده، بهروز کشته گر، محمد گیوه چی

    مقاله حاضر به برنامه ریزی بهینه ایستگاه پمپاژ فاضلاب در شرایط جریان متغیر با مدل ترکیبی الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی می پردازد. این تحقیق بر سرعت دورانی پمپ و الگوی مکرر دبی جریان ورودی تمرکز دارد. با توجه به داده های اندازه گیری شده در ایستگاه پمپاژ زابل بصورت ساعتی، خواص آماری دبی با توزیع لوگ نرمال شبیه سازی می شود. بر اساس روش بهینه بر گرفته از الگوریتم ژنتیک، روابط هیدرولیکی مربوط به پمپاژ، متغیر های دبی، هد، توان و راندمان طرح بهینه می گردد. بر اساس داده ای بهینه حاصل از طراحی شامل مدل دبی پمپاژ، دبی ورودی، ارتفاع استاتیکی و ارتفاع پمپاژ ، یک مدل شبکه عصبی برای شبیه سازی سرعت دوران پمپ توسعه داده می شود. در واقع داده های حاصل از مدل ترکیبی شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک، میزان انرژی بهینه شده و راندمان پمپ محاسبه می گردد. نشان داده میشود که نتایج جریان متغیر، راندمان بالاتری نسبت به جریان ثابت دارد. نتایج به-خوبی دقت شبکه عصبی را در شبیه سازی میزان سرعت دوران پمپ نشان می دهد. میزان R2 در ایستگاه پمپاژ زابل از 97/0 تا 1 تغییر کرد.

    کلید واژگان: ایستگاه پمپاژ زابل, الگوریتم ژنتیک, شبکه عصبی, سرعت دوران پمپ
    Jamshid Piri *, Bahareh Pirzadeh, Behrooz Keshtegar, Mohammad Givehchi

    The sewage pumping station (SPS) serves as the most important structure for the sewage disposal system. The acceptable performances of SPS for reliable design and optimal energy consumption under uncertainties are of great importance for the transformation of wastewater. At a sewage pumping plant, pumps are commonly used on various lines to provide additional head to transport domestic and non-domestic sewage out of towns and villages or to the entrances of treatment plants. Today, the issue of energy management and consumption efficiency is one of the major challenges in water resources and wastewater treatment systems. This dissertation focuses on the planning of sewage pumping energy optimization, which is subject to changes in the rotational speed of the pump and the frequent pattern of inlet flow rate and, the energy consumption of pumping system of Zabol Wastewater treatment plants (WWTPs) was determined and compared using constant speed and optimal speed of pumping rotation. Several models as machine learning approaches were developed to approximate the efficiency of the pumping system in multi-objective optimization approaches (Gao et al., 2012; Marques et al., 2015; Puleo et al., 2014; Wu et al., 2013). It is shown by results from Refs. (Castellet-Viciano et al., 2018; Guo et al., 2014; Molinos-Senante et al., 2013; Pannirselvam and Gopalakrishnan, 2015) that machine learning approaches have high-ability for accurate approximation of energy cost for wastewater treatment. The artificial neural network (ANN) was utilized to estimate the energy efficiency and flow rate for optimization of pumping station (Achieng, 2019; Jamieson et al., 2007; Rao and Alvarruiz, 2007). Using ANN, Rao, and Alvarruiz, 2007 (Rao and Alvarruiz, 2007) approximated the hydrostatic pressures, tank-storage water levels, flow rate, and energy consumption for pumping networks. There conducted that the ANN was reduced the computational burdens about 10-time compared to conventional methods. Using input variables of demand conditions, control settings, and initial starting conditions, Jamieson, 2007 (Jamieson et al., 2007) applied ANN for predictions of storage levels, hydrostatic pressures, and flow rates. Torregrossa et al., 2018 (Torregrossa et al., 2018) simulated the energy consumption using ANN for the pumping station of wastewater and concluded that the ANN was performed with highaccuracy compared to the mathematical relations. For simulating the pumping systems, artificial intelligence techniques are useful tools to reduce computational burdens.optimized the energy of the pumping system using three performance strategies including i) minimizing power consumption, ii) balancing the flow rate, and iii) maximizing efficiency pumping system. Thus, the optimum condition for pumps, which can be determined based on soft computing approach using energy consumption, can be used to approximate the failure modes of SPS in reliability analysis. Therefore, variable speed control was determined for a single-pump pumping station and the optimal rotation speed of the pump was determined using a hybrid optimization model, based on the pump on/off sequence. Then, a machine learning process based on the combined reliability method was developed to estimate the probability of pump failure under the multi-probability performance function and based on the optimal energy conditions of the pumping system. Hourly data measured at Zabol pumping station was generated using the Monte Carlo method based on a probabilistic model in minutes. Comparison of coefficient of determination (R2) of real and computational data showed that the probabilistic normal log model in both Zabol plant of 0.98. In the next step, using the genetic algorithm, the optimal values of the variables of flow rate, load, and power of the pump and thus the efficiency of the pump were calculated. The efficiency resulted from the optimal rotation and the constant rotation for both Zabul stations was 0.86, .In the next step, using the neural network (ANN) model pump rotation speed is simulated based on input variables including pumping flow rate, inlet flow rate, and static height and pumping height. The results showed the accuracy of the models in simulating the pump rotation speed. The value of R2 at the Zabul pumping plant changed from 0.97 to 1 for the ANN method.

    Keywords: Sewage pumping plant, Variable flow, Energy optimization, Genetic Algorithm, Neural Networks
  • سیروس حریف، غلامرضا عزیزیان*، محمد گیوه چی، محسن دهقانی درمیان
    رشد جمعیت و گسترش شهرنشینی مهم ترین دلایل افزایش آلودگی در جهان امروز است. ورود آلودگی به شبکه های توزیع آب شرب شهری در اثر وقوع پدیده مکش، می تواند خسارات جبران ناپذیری به سلامت انسان وارد کند. آگاهی و شناخت از منابع ورود آلاینده و نحوه حرکت آن باعث مدل سازی مناسب این پدیده و انجام مدیریت بحران مناسب در زمان نفوذ این آلاینده ها به شبکه می گردد. به منظور شبیه سازی حرکت نیترات در خاک، معادله انتقال-پخش آلودگی خاک در MATLAB کد نویسی گردید. سپس شبکه توزیع شماره 2 آب شرب شهر زاهدان به عنوان منطقه مطالعاتی مدنظر قرارگرفته و نقاط مستعد با غلظت بالای آلاینده در شبکه شناسایی گردیدند. شبیه سازی شبکه در اثر وقوع دوساعته آلودگی، با استفاده از مدل عددی EPANET مورد مدل سازی قرار گرفت. جهت مدیریت کیفی آب در شبکه از دو ابزار تخلیه آب با غلظت غیر مجاز و جریان رقیق ساز بکار گرفته شده و نتایج آن ها در مدیریت بحران مذکور مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج شبیه سازی حرکت آلاینده در خاک، غلظت غیرمجاز نیترات در مجاورت لوله با مقدار بیش از 50 میلی گرم بر لیتر را نشان داد. نتایج به کارگیری ابزار مدیریت کیفی تخلیه آب با غلظت غیرمجاز نشان داد که با قطع نمودن جریان به مدت 1/1 تا 3/1 بازه زمانی تزریق آلودگی به شبکه و همچنین خروج آب به میزان 5 تا 8 درصد دبی پایه لوله، می توان از ورود آلودگی به نقاط دیگر شبکه جلوگیری نمود. علاوه بر این برای اولین بار تاثیر مثبت و کارآمد ابزار جریان رقیق ساز در مدیریت کیفی شبکه آب به اثبات رسید؛ به گونه ای که مقدار جریان رقیق ساز لازم به منظور بهبود وضعیت کیفی شبکه، حدود 16 درصد دبی پایه لوله محاسبه گردید. استفاده از این مقادیر شبیه سازی شده در شرایط مختلف به منظور مدیریت بحران ورود آلاینده به شبکه توزیع آب، امری حیاتی می باشد.
    کلید واژگان: ابزارهای مدیریت کیفی آب, آلودگی شبکه آب, پدیده مکش, تخلیه آب آلوده, جریان رقیق ساز
    Siroos Harif, Gholamreza Azizyan *, Mohammad Givehchi, Mohsen Dehghani Darmian
    Population growth and urbanization are the main reasons for increased pollution nowadays. Pollution entrance into urban drinking water distribution networks, can cause irreparable damage to human health as a result of the suction phenomenon. Awareness and understanding of pollutant sources and the process of contamination transport in the water network leads to advancements in the development of suitable modeling of this phenomenon, as well as, enabling proper crisis management, when the contaminants enter the network. In order to simulate the movement of nitrate in the soil, the nitrate advection-dispersion equation was programmed in MATLAB. The second zone of water distribution network of Zahedan has been considered as the study area and potential points with high concentration of pollutants in the network have been identified. Network simulation, after two hours of contamination, was tested for water contamination by using EPANET software. To manage the network pollution crisis, two water quality management tools were used in the distribution network, including polluted water discharging and dilution flow, then their results were compared in the crisis management. The results of simulating the movement of pollutants in the soil demonstrated that nitrate concentration near the pipe is unallowable and greater than 50 mg/l. The results of discharging of the polluted water showed that by closing pipes from 1.1 to 1.3 of the pollution injection time and also discharging water from 5 to 8% of the base pipe flow can prevent the pollution from entering   other parts of the network. Moreover, For the first time, efficiency and positive performance of dilution flow as another tool for quality management of water distribution network was proved. The Required dilution flow to treat the quality of water was determined to be approximately 16% of the base pipe flow. In order to manage the pollution crisis in the water distribution network, it is vital to use these valuable tools in different situations.
    Keywords: Water Quality Management Tools, Water Network Pollution, Suction Phenomenon, Discharge of polluted water, Dilution Flow
  • سیما اوحدی، سید آرمان هاشمی منفرد*، محمد گیوه چی
    در سراسر جهان، رودخانه ها از اصلی ترین شریان های تامین نیازهای شرب، صنعت و کشاورزی به شمار می آیند. از این رو، در سال های اخیر شناخت و مطالعه ی فرایندهای انتقال آلودگی در رودخانه ها اهمیت خاصی پیدا کرده است. ضریب پخش طولی مهم ترین پارامتر تاثیرگذار در معادله انتقال است که تاکنون روش های مختلفی جهت تخمین و محاسبه آن ارایه شده است. از جمله رویکردهای مطرح جهت تخمین ضریب پخش طولی رودخانه ها استفاده از روش های بهینه سازی فراکاوشی می باشد. در این تحقیق توانایی 5 الگوریتم فراکاوشی شامل الگوریتم ژنتیک (GA)، کلونی زنبورهای عسل مصنوعی (ABC)، ازدحام ذرات (PSO)، گرگ خاکستری (GWO) و رقابت استعماری (ICA) در تخمین پارامتر مذکور مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. رابطه محاسبه ضریب پخش طولی با استفاده از هر یک از الگوریتم ها ارایه و نتایج با داده های مشاهداتی مقایسه شده است. طبق نتایج، الگوریتم بهینه سازی ژنتیک در شرایط تکرار یکسان، از دقت و سرعت بالاتری نسبت به سایر الگوریتم های مورد بررسی برخوردار است. سپس از پارامترهای آماری شامل خطای مجذور میانگین مربعات، میانگین خطای مطلق و ضریب همبستگی جهت بررسی دقت الگوریتم ها استفاده شده است. که این مقادیر برای الگوریتم ژنتیک به ترتیب برابر با 1052/0 ، 4354/0 و 8288/0 بدست آمد. در نتیجه می توان با دقت مناسبی، معادله حاصل از این الگوریتم را در محاسبه ضریب پخش طولی کارآمد معرفی نمود.
    کلید واژگان: انتقال آلودگی, بهینه سازی, روش های فراکاوشی, ضریب پخش طولی
    Sima Ohadi, Seyed Arman Hashemi Monfared *, Mohammad Givehchi
    Across the world, rivers are the main supply arches for drinking, industry and agriculture. Hence, in recent years, the identification and study of the processes of transport of pollution in rivers has become very important. Longitudinal dispersion coefficient is the most important parameter in the transport equation, and various methods for its estimating and calculating have been presented so far. Considering the nature of the problem, Meta-Heuristic Optimization methods are the important approaches for estimating the longitudinal dispersion coefficient. In this research, the ability of five Meta-Heuristic Algorithms to estimate the parameter was evaluated and compared. The equation of calculating the longitudinal dispersion coefficient using each of the algorithms was presented and the results were compared with the observational data. According to the results, the genetic optimization algorithm has the best accuracy and speed compared to the other algorithms under the same iteration conditions. Then statistical parameters including the mean of the absolute error, root mean squared error and correlation coefficient were used to check the accuracy of the algorithms. These values for the genetic algorithm were 0.4354, 0.1052 and 0.8288, respectively. As a result, it can be safely introduced the equation derived from this algorithm effective in calculating the longitudinal dispersion coefficient.
    Keywords: Contaminant transport, Longitudinal Dispersion Coefficient, timization, Meta-Heuristic methods
  • سیروس حریف، غلامرضا عزیزیان، محمد گیوه چی، محسن دهقانی درمیان*

    به منظور شناسایی آلودگی در سیستم های توزیع آب از سنسورهایی استفاده می شود که علاوه بر تشخیص آلودگی، اطلاعات مفیدی در جهت یافتن منبع آلاینده نیز ارایه می دهند. وجود این اطلاعات برای یافتن راهکار مناسب به منظور مدیریت کیفی شبکه توزیع سودمند است. هدف این پژوهش شناسایی مشخصات چهارگانه منبع آلاینده ورودی به سیستم به وسیله رویکردی شبیه ساز- بهینه ساز با ارایه جانمایی بهینه دو سنسور در شبکه EPANET Example 2 می باشد. مشخصات مدنظر این تحقیق شامل گره ورود آلاینده، مقدار غلظت، زمان و مدت ورود آلاینده به شبکه مذکور می باشد. نرم افزار EPANET به عنوان شبیه ساز و الگوریتم ژنتیک به عنوان بهینه ساز در جهت رسیدن به اهداف مذکور با یکدیگر ادغام شدند. بدین منظور ابتدا تعداد ده آلودگی مختلف به صورت تصادفی تولید شدند سپس در ادامه به یافتن بهترین مکان برای نصب سنسورها در شبکه مذکور با هدف شناسایی مشخصات منبع آلودگی پرداخته شد. چهارده محل مختلف با احتمال تشخیص 90 درصد مستعد قرارگیری سنسورها بودند لذا از بین مکان های مستعد، گره هایی که قادر به شناسایی آلودگی در کم ترین زمان ممکن بودند، انتخاب شدند. نتایج نشان داد که با نصب سنسورها در دو گره شماره 15 و 27 شبکه بنچ مارک، علاوه بر دست یابی به بیشترین احتمال تشخیص با مقدار 90 درصد، کمترین زمان شناسایی آلودگی در شبکه به اندازه 58 دقیقه نیز به ثبت رسید.

    کلید واژگان: آلودگی شبکه آب, زمان تشخیص آلودگی, سنسور شناسایی آلاینده, مدل EPANET
    Siroos Harif, Gholamreza Azizyan, Mohammad Givehchi, Mohsen Dehghani Darmian *

    In order to detect pollutants in water distribution systems, sensors are used which, in addition to detecting pollution, also provide useful information to identify the source of pollutants. This information is useful for finding a suitable solution for quality management of the distribution network. The purpose of this study is to determine four characteristics of the pollution source to the system by a simulator-optimizer approach with optimally allocating two sensors in EPANET Example 2. These characteristics are: the contaminant injection node, injection mass rate, injection starting time and injection duration time. EPANET and genetic algorithm were linked as the simulator and optimizer tools to achieve these goals, simultaneously. For this purpose, first ten different pollution events were generated randomly, then the best place to install sensors in the network for identifying the source of pollution was found. Moreover, the shortest time of detection was selected among fourteen different combinations with a contamination source identification likelihood equal to 90%. The results showed that by placing sensors in two nodes 15 and 27 of the benchmark problem, the highest contamination source identification likelihood equal to 90% and the minimum detection time equal to 58 minutes were achieved.

    Keywords: Detection time, EPANET, Pollution detection sensor, Water network pollution
  • فرحناز نارویی مرند*، سکینه صفری، محمد گیوه چی

    استان سیستان و بلوچستان یکی از مناطق کم آب ایران با آب و‏ هوای گرم ‏و خشک و بارندگی بسیار کم می‏باشد و کم‏آبی یکی از شایع‏ ترین مشکلات این استان است. دانشگاه سیستان‏ وبلوچستان یکی از مصرف‏ کنندگان آب منطقه می ‏باشد، که سالیانه مبلغ زیادی جهت مصرف آب هزینه می‏ کند. در این راستا، مطالعه‏ ای برای بررسی تاسیسات آبرسانی و مصرف آب در خوابگاه‏ های دانشگاه سیستان‏ وبلوچستان انجام شد. به‏ عنوان نمونه خوابگاه شماره 5 از مجتمع خوابگاهی عفاف و حجاب دانشگاه سیستان‏ و ‏بلوچستان، انتخاب شد و بررسی‏ها به‏صورت میدانی و مشاهدات عینی انجام شد. نتایج مشاهدات بیانگر مشکلاتی از جمله، خراب و قدیمی بودن شیرآلات و اتصالات آن‏ها، قدیمی بودن سردوش ‏ها، نامناسب بودن سیفون‏ ها، استفاده نادرست از آب توسط افراد ساکن در خوابگاه‏ ها و آبیاری نادرست فضای سبز می باشد، موارد ذکر شده از عوامل مهم هدررفت حجم بالایی از آب می‏‏ باشد. در این پژوهش تعویض شیرآلات خوابگاه با شیرآلات اهرمی به ‏عنوان راهکار اصلی پیشنهاد شد. به‏منظور بررسی تاثیر راهکار پیشنهادی، شبکه آبرسانی خوابگاه با دو نوع شیر معمولی و اهرمی با نرم‏افزار WaterGEMS شبیه‏ سازی شد. نتایج حاصل از شبیه‏ سازی نشان داد، استفاده از شیرآلات اهرمی به‏طور متوسط حدود 23 درصد کاهش مصرف آب را در پی دارد و می‏ تواند تاثیر به‏ سزایی در کاهش مصرف آب و هزینه آب بها داشته باشد. بنابراین می‏ توان نتیجه گرفت، جایگزینی شیرآلات اهرمی در عین عملی و اقتصادی بودن، مقدار قابل توجهی مصرف آب را کاهش خواهد داد.

    کلید واژگان: الگوی مصرف آب, WaterGEMS, خوابگاه دانشگاه سیستان‏وبلوچستان, شیرآلات اهرمی
    Farahnaz Narooei *, S. Safari, M. Givehchi

    Sistan and Baluchestan province is one of the water-scarce regions of Iran with hot, dry climate and very little rainfall, and water shortage is one of the most common problems in this province. Sistan and Baluchestan University is one of the water consumers in the region, which spends a lot of money annually to water consumption. In this regard, a study was conducted to investigate water supply facilities and water consumption in the dormitories of Sistan and Baluchestan University. As an example, dormitory No. 5 was selected from the Efaf and Hejab Dormitory Complex of Sistan and Baluchestan University and field studies and objective observations were performed. The results of the observations indicate problems such as broken and old valves and their connections, old heads, improper siphons, improper use of water by people living in dormitories and improper irrigation of green space. The above are important factors in wasting a large volume of water. In this study, replacing dormitory valves with lever valves was suggested as the main solution. In order to investigate the effect of the proposed solution, the dormitory water supply network with two types of normal and lever valves was simulated with WaterGEMS software. The simulation results showed that the use of lever valves reduces water consumption by about 23% and can have a significant impact on reducing water consumption and water costs. Therefore, it can be concluded that replacing lever valves, while being practical and economical will significantly reduce water consumption.

    Keywords: Water Consumption Pattern, WaterGEMS, Sistan, Baluchestan University Dormitory, Lever Valves
  • سیروس حریف، غلامرضا عزیزیان*، محمد گیوه چی، محسن دهقانی درمیان

    سیستم‏ های توزیع آب شهری، بخش بزرگی از زیرساخت‏های شهری را تشکیل می‏دهند. آگاهی و شناخت از منابع ورود آلاینده و چگونگی حرکت آن، سبب مدل‏سازی و انجام یک مدیریت بحران مناسب هنگام نفوذ این آلاینده ‏ها به شبکه می‏شود. در این تحقیق به‏ منظور شبیه ‏سازی حرکت نیترات در خاک، معادله انتقال-پخش آلودگی خاک در MATLAB کدنویسی شد. سپس، شبکه توزیع شماره 2، آب شرب شهر زاهدان به‏ عنوان منطقه مطالعاتی مد نظر قرار گرفت و نقاط مستعد با غلظت زیاد آلاینده در شبکه شناسایی شد. شبیه‏ سازی شبکه بر اثر وقوع دوساعته آلودگی، با استفاده از اتصال مدل عددی EPANET و نرم‏افزار MATLAB مدل‏سازی شد. به منظور مدیریت کیفی شبکه، دو ابزار کارآمد و به صرفه زمان ماند و جریان رقیق‏ساز معرفی شده و در کنار ابزار تخلیه آب آلوده، استفاده شدند. نتایج به ‏کارگیری ابزار مدیریت کیفی تخلیه آب با غلظت غیرمجاز نشان داد با قطع کردن جریان به مدت 25/1 تا 4/2 بازه زمانی تزریق آلودگی به شبکه و همچنین، خروج آب به میزان 5 درصد دبی پایه لوله، می‏توان از ورود آلودگی به نقاط دیگر شبکه جلوگیری کرد. برای شبیه‏سازی ابزار زمان ماند، شبکه به چهار منطقه نزدیک، میانه، دور و خیلی دور تقسیم شد. نتایج تحلیل کیفی شبکه بیان می کرد که زمان ماند مورد نیاز گره‏ های ناحیه میانه، دور و خیلی دور نسبت به حالت نزدیک به ترتیب بین 25 تا 30، 50 و 67 تا 75 درصد کاهش می‏یابد. در ادامه، تاثیر مثبت و کارآمد جریان رقیق‏ساز به ‏عنوان یک راهکار مدیریت و کنترل کیفی شبکه توزیع به اثبات رسید. مقدار جریان رقیق‏ساز لازم به‏ منظور بهبود وضعیت کیفی آب شبکه، حدود 20 درصد دبی پایه لوله محاسبه شد.

    کلید واژگان: آلودگی شبکه آب, ابزارهای مدیریت کیفی آب, پدیده مکش, تخلیه آب آلوده, جریان رقیق‏ساز, زمان ماند
    Siroos Harif, Gholamreza Azizyan *, Mohammad Givehchi, Mohsen Dehghani Darmian

    Urban water distribution systems constitute a large part of urban infrastructure. Awareness and understanding of pollutant sources and transport of contamination process in the water network cause suitable modeling of this phenomenon in the water network as well as perform a proper crisis management when the contaminants enter the network. In order to simulate the movement of nitrate in the soil, the nitrate advection-dispersion equation was programmed in MATLAB in this research. The second water distribution network of Zahedan has been considered as the study area and potential points with high concentration of pollutants in the network have been identified. Network simulation, after two hours of contamination, was tested for water contamination by linking EPANET and MATLAB software. to manage the network pollution crisis, two tools were proposed including detention time and dilution flow and were used along with polluted water discharging. The results of discharging of the polluted water showed that by closing pipes from 1.25 to 2.4 of the pollution injection time and also discharging water at a rate of 5% of the base pipe flow can prevent the entering of the pollution to other parts of the network. To calculate detention time, the network was divided into four parts including: near, middle, far and very far. The results of the qualitative analysis of the network indicated that required detention time to treat the quality of water in the nodes of the middle, far and very far decreased 25 to 30, 50 and 67 to 75 percent compared to the near nodes, respectively. Moreover, efficiency and positive performance of dilution flow as a tool for quality management and control of water distribution network, was proved. Required dilution flow to treat the quality of water was determined to be nearly 20% of the base pipe flow.

    Keywords: Water Quality Management Tools, Water Network Pollution, Suction Phenomenon, Discharge of polluted water, Dilution Flow, Detention Time
  • محمد یوسفی، محمد گیوه چی، مهدی اژدری مقدم*، جعفر جعفری اصل

    یافتن قطر بهینه لوله ها در شبکه های آبرسانی به منظور کمینه کردن هزینه های طراحی به دلیل داشتن قیود و متغیرهای تصمیم زیاد، یکی از چالش های مهم در مقابل طراحان می باشد. در چند دهه ی اخیر توسعه و معرفی روش های بهینه سازی جدید و عملکرد خوب این روش ها در حل مسایل پیچیده مهندسی، موجب سوق مهندسین به سمت استفاده از این روش ها در طراحی شبکه های آبرسانی شده است. در پژوهش حاضر، عملکرد یکی از الگوریتم های نوظهور فراکاوشی تحت عنوان الگوریتم شیر مورچه در حل مسئله بهینه سازی قطر لوله های شبکه های آبرسانی مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور یک مدل بهینه سازی- شبیه سازی چند هدفه مبتنی بر الگوریتم شیر مورچه و مدل شبیه ساز EPANET توسعه داده شد. مدل توسعه داده شده برای بهینه سازی قطر لوله های شبکه اسماعیل آباد مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به صورت یک جبهه پارتو بین هزینه طراحی و مجموع مربعات اختلاف فشار ارایه گردید. بررسی پاسخ های بدست آمده نشان داد مدل مذکور علاوه بر اینکه توانسته است هزینه طراحی را در حدود 15 درصد نسبت به سایر روش های موجود کاهش دهد، میزان اضافه فشار موجود در سطح شبکه را نیز به صورت چشم گیری کاهش داده است. در نتیجه می توان با اطمینان، از روش مذکور به عنوان روشی کارا در طراحی شبکه های آبرسانی بهره برد.

    کلید واژگان: شبکه های آبرسانی, بهینه سازی, الگوریتم فرااکتشافی, EPANET, MATLAB
    Mohammad Yousefi, Mohammad Givehchi, Mehdi Azhdary Moghadam *, Jafar Jafari-Asl

    Finding optimal pipe diameters in water supply networks for minimizing design costs due to the constraints and high decision variables is one of the major challenges for designers. In the last few decades, the development and introduction of new optimization methods, the good performance of these methods in solving complex engineering problems has led engineers to develop these methods in the design of water networks. In the present study, the performance of one of the emerging metaheuristic algorithms called Ant Lion Optimizer (ALO) in solving the problem of optimizing the diameters of water supply networks was considered. For this purpose, a multi-objective optimization-simulation model based on the ALO and the EPANET simulator model was developed. The developed model was used to optimize the diameter of Ismail Abad network pipes. The results were presented as a Pareto front between the design cost and the sum of the pressure difference squares. The results showed that using this model in addition to saving design costs about 15% compared to the existing design conditions; it has been significantly successful in reducing overload pressure in the nodes. As a result, this method can be used with confidence as an efficient method in designing water supply networks.

    Keywords: Water Supply Networks, optimization, meta-heuristic algorithm, EPANET, MATLAB
  • محمد گیوه چی*، بهاره پیرزاده، سکینه صفری

    جریان های گل آلود، جریان های ثقلی هستند که اختلاف چگالی یا اختلاف وزن واحد حجم بین دو سیال بواسطه رسوبات معلق می باشد. به واسطه فراوانی این جریان ها در طبیعت، شناخت و بررسی خصوصیات و عوامل موثر بر آن امری ضروری و اجتناب نا پذیر می باشد. ایجاد مانع در مسیر جریان غلیظ می تواند بر روی مشخصات جریان چگال از جمله میزان اختلاط و چگالی جریان تاثیر داشته باشد. در این مقاله، با استفاده از نرم افزار Flow-3D به بررسی تاثیر مانع ذوزنقه ای شکل در ویژگی های جریان گل آلود به خصوص میزان اختلاط آن، پرداخته شده است. به منظور صحت سنجی، نتایج مدل عددی حاضر با نتایج کار آزمایشگاهی ناجی ابهری و همکاران (1394) مقایسه گردید. بررسی نتایج نشان دهنده آن است که قرار گیری مانع ذوزنقه ای سبب افزایش مقدار انرژی آشفتگی به میزان حدود 1000 درصد، نسبت به حالت بدون مانع می گردد. نمودار تغییرات چگالی در عمق برای کانال با مانع و بدون مانع، حاکی از آن بود که چگالی جریان عبوری در حالت با مانع کمتر از حالت بدون مانع می-باشد. همچنین با افزایش یک درصدی میزان ارتفاع مانع ذوزنقه ای، به طور میانگین 2 درصد انرژی آشفتگی افزایش می یابد و با افزایش یک درصد زاویه ورودی مانع، متوسط 36/1 درصد افزایش انرژی آشفتگی را در پی دارد. بررسی نتایج حاصل از شبیه-سازی انجام شده با سرعت های مختلف بیانگر آن بود که با افزایش یک درصدی سرعت ورودی جریان آب زلال، به طور میانگین میزان انرژی آشفتگی 9/2 درصد افزایش می یابد.

    کلید واژگان: جریان گل آلود, مانع ذوزنقه ای, Flow-3D, اختلاط جریان, انرژی جنبشی آشفتگی
    Mohammad Givhighi *, Bahareh Pirzadeh, Sakineh Safari

    muddy flows are gravitational flows, which are the difference in density or difference in weight of unit volume between two fluids due to suspended sediments. Due to the abundance of these streams in nature knowing and studying the characteristics and factors affective it is imperative and unavoidable. The creation of obstacle in the flow path can affect on the muddy flow character such as flow mixing rate and flow density. In this paper by the Flow 3D software the effect of trapezoidal obstacle in the characteristics of the muddy flow especially its mixing rate has been studied. : In order to Verification, results of the this numerical model Were compared with the results of laboratory work Naji Abhari et al. The results showed that the presence of the obstacle caused the kinetic energy of turbulence to increase by almost 1000% more than Without obstacle. the depth-density variation diagram for two channels showed that the current density in channel With obstacle was less than obstacle-free type. also by increasing 1% the height of obstacle, an average of 2% would be added to the turbulence energy and one-percent increase in the angle of entrance prevented an increase of 1.366 % of the energy of turbulence. Simulation for obstacle with different velocities indicates that with increasing the velocity of the pure water, the amount of maximum energy of turbulence and as a result of flow mixing increases.

    Keywords: muddy flow, Trapezoidal obstacle, Flow-3D, flow mixing, kinetic energy of turbulence
  • عاطفه سادات حسینی*، محمد گیوه چی، جعفر جعفری اصل

    چکیده در این تحقیق با استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) به طراحی بهینه سرریز کنگره ای ذوزنقه ای با توجه به شرایط هیدرولیکی مورد نظر پرداخته شده است. با انتخاب حجم بتن مصرفی سرریز به عنوان تابع هدف، پس از چندین بار اجرای مدل و سعی و خطا، مقادیر پارامترهای الگوریتم نظیر تعداد تکرار، تعداد گرگ و ضریب جریمه به ترتیب، 1000، 30 و 1011 تعیین گردید و با پنج بار آزمایش، در تکرار 996، پاسخ بهینه تابع هدف حاصل شد. مقدار به دست آمده از الگوریتم پیشنهادی با مقدار واقعی و همچنین نتایج الگوریتم های جستجوی فاخته، ژنتیک و تکامل تفاضلی در مطالعات پیشین مقایسه گردید. استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری در طراحی ابعاد سرریز کنگره ای سد مورد نظر، کاهش 928/40 درصدی حجم بتن ریزی و افزایش 71/10 درصدی دبی عبوری نسبت به مقدار واقعی را در پی داشت که در مقایسه با الگوریتم های فوق الذکر عملکرد بهتری از خود نشان داد. کاهش قابل ملاحظه حجم بتن مصرفی در سرریز پیشنهادی با استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری نسبت به نمونه اجرا شده، نماینگر توانایی و لزوم استفاده از این الگوریتم جهت حل مسائل بهینه سازی در حوزه سرریزها می باشد.

    کلید واژگان: الگوریتم های فراکاوشی, بهینه سازی, سازه های هیدرولیکی, سرریز کنگره ای, ضریب آبگذری
    Atefeh Sadat Hoseyni *, Mohammad Givehchi, Jafar Jafari Asl

    In this research, optimal design of trapezoidal labyrinth spillway has been investigated using Gray Wolf Optimization (GWO) algorithm with respect to hydraulic conditions. By choosing the assumed volume of spillway concrete as the objective function, after several running the model and trial & error, parameters of the algorithm such as iteration, number of wolves and the penalty coefficient were determined to be 1000, 30 and 〖10〗^11, respectively and by five times of testing, at the 996th iteration, the optimal response of objective function was achieved. The obtained value from the proposed algorithm was compared to the real value and also the results of the Cuckoo Search (CS) algorithm, Genetic Algorithm (GA) and Differential Evolution (DE) in previous studies. Using GWO algorithm for designing the considered dam's spillway, made reduction of 40.928% in amount of assumed concrete volume and increase the rate of discharge to 10.71% than to real value, which showed a better performance compared to above algorithms. Significant reduction of the consumed concrete volume in the proposed spillway by using GWO algorithm indicates ability and necessity of using this algorithm to solve optimization problems in the field of spillways.

    Keywords: Discharge coefficient, Hydraulic structures, Labyrinth Spillway, Metaheuristi Algorithm, optimization
  • محمد گیوه چی *، سیروس حریف، غلامرضا عزیزیان
    سابقه و هدف
    پدیده تقاطع کانال ها و رودخانه ها ازجمله مسائلی است که در کانال های آبیاری و زهکشی، کانال های جمع آوری آب های سطحی، تصفیه خانه های آب و فاضلاب و رودخانه های طبیعی رخ می دهد. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر صفحات مستغرق نصب شده در کانال فرعی بر کنترل و کاهش عمق چاله ی آب شستگی در اتصال 90 درجه کانال ها و ارائه بهترین موقعیت و آرایش صفحات مستغرق با استفاده از شبیه سازی نرم افزاری است.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش از نرم افزار شبیه سازی جریان Flow-3D به منظور مدل سازی حالات مختلف قرارگیری صفحات مستغرق در تلاقی کانال های 90 درجه استفاده شده است. برای صحت سنجی نتایج از داده های آزمایش های انجام شده در آزمایشگاه گروه مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شریف استفاده شده است. مدل آزمایشگاهی مذکور از یک کانال اصلی به طول 12 متر و عرض 40 سانتیمتر و یک کانال فرعی به طول 3 متر و هم عرض با کانال اصلی تشکیل شده است. کانال فرعی در فاصله 35/6 متری از ابتدای کانال اصلی و با زاویه 90 درجه نسبت به آن نصب شده است. معادلات حاکم در شبیه سازی نیز معادلات ناویر استوکس و پیوستگی جریان های تراکم ناپذیر بودند. جهت مدل کردن آشفتگی نیز از مدل دو معادله ای k-w استفاده شد.
    یافته ها
    نتایج این مطالعه نشان داد که شبیه سازی نرم افزاری می تواند الگوی آب شستگی در محل تلاقی را به خوبی برآورد نماید. بطوریکه اختلاف حداکثر عمق آب شستگی در محل تلاقی بین مدل عددی و آزمایشگاهی 4/1 درصد بود. همچنین مدل سازی هایی با زوایا، ابعاد و فواصل مختلف از صفحات مستغرق جهت تعیین بهترین موقعیت صفحات مستغرق برای کاهش عمق آب شستگی در محل تلاقی دو کانال با زاویه 90 درجه انجام گرفت. نتایج این مدل سازی ها نشان داد که چنانچه زاویه ی قرار گیری صفحات مستغرق نسبت به راستای جریان کانال فرعی برابر 60 درجه، نسبت طول صفحات به عرض کانال برابر 25/0، فاصله طولی صفحات از یکدیگر نصف عرض کانال فرعی، فاصله عرضی صفحات از یکدیگر 375/0 عرض کانال فرعی و فاصله نصب صفحات از محل تلاقی دو کانال بین 25/0 تا 375/0 عرض کانال فرعی باشد؛ صفحات مستغرق به طور موثری حداکثر عمق چاله آب شستگی ایجادشده در محل اتصال دو کانال با زاویه 90 درجه را کاهش می دهند.
    نتیجه گیری
    نتیجه نهایی حاصل از این پژوهش نشان می دهد که چنانچه صفحات مستغرق در موقعیت مناسب و با ابعاد بهینه در کانال فرعی نصب شوند می توانند عمق چاله آب شستگی در محل تقاطع را کاهش دهند. بطوریکه در این پژوهش حداکثر عمق آب شستگی با نصب صفحات مستغرق در کانال فرعی 21 درصد نسبت به حالت بدون صفحات کاهش یافت.
    کلید واژگان: تقاطع کانال ها, فرسایش, صفحات مستغرق, مدل عددی FLOW-3D
    Mohammad Givehchi *, siroos harif, Gholamreza Azizyan
    Background and objectives
    The Channels and rivers confluence phenomenon is the issue which happens in the irrigation and drainage channels, superficial water accumulative channels, water and waste water refinery and rivers. The aim of this research is to investigate the effect of several installed submerged vanes in tributary channel on controlling and decreasing the erosion at 90 degrees confluence of channels, detecting the best situation and vanes orders by using the simulation software.
    Materials and Methods
    In this research, Flow-3D flow simulation software was used to model the various states of submerged vanes at 90-degree channels confluence. In order to verify the results, the data from the experiments carried out in the laboratory of the civil engineering department of Sharif University of Technology have been used. The experimental model consists of a main channel with a length of 12 meters and a width of 40 cm and a tributary channel of 3 meters in length, the width of the tributary channel is equal to the main channel. The tributary channel is located 6.35 meters from the beginning of the main channel and is connected to the main channel at a 90-degree angle. The using equations were Navier-Stokes and continuity equations for modeling incompressible flows. For modeling Turbulence, the k-w equation model was used.
    Results
    The results of this study showed that software simulation can estimate the scour pattern very well. So the difference between the maximum depth of scour of numerical and laboratory models in confluence was 1.4%. Also few modeling were done with angles, dimensions and different locations of vanes to calculate the best conditions of vanes to decrease the depth of scour in channels confluence. The results show that it is possible to decrease the scour hole dimensions, considering that submerged vanes are installed in the 60 degree (in respect to longitudinal axis of channel), the ratio of the length of the submerged vanes to the channel width is equal to 0.25, the longitudinal spacing of the submerged vanes is half the width of the channel, the spacing of the submerged vanes from each other is 0.375 of the channel width and the distance between the installation of the submerged vanes from the intersection of 0.25 to 0.375 is the width of the channel; submerged vanes effectively reduce the maximum depth of scour hole at the junction of two channels with a 90 degree angle.
    Conclusion
    The final result of this study shows that if submerged vanes are installed in an appropriate position with optimal dimension in the tributary channel, they can reduce the maximum depth of the scour hole at channel confluences. In this study, the maximum scour depth was reduced by 21% submerged vanes compared to non submerged vanes.
    Keywords: Channel Confluence, Erosion, Submerged Vanes, FLOW-3D
  • سارا بردستانی، محمد گیوه چی
    کانال های مثلثی در مهندسی آب و فاضلاب کاربردهای متنوعی دارند؛ از این رو مشخصات هیدرولیکی جریان در این مقاطع از اهمیت ویژه ای برخوردار است. پژوهشگران روش های مختلفی برای تخمین کانتورهای سرعت در مقاطع منشوری ارائه کرده اند. اکثر روش های ارائه شده اثر زبری جداره ها، نحوه توزیع زبری و جریان های ثانویه را بررسی نمی کنند. با این حال به علت پیچیدگی و غیرخطی بودن کانتورهای سرعت در مجاری روباز، هیچ رابطه ساده ای وجود ندارد که بتواند به طور دقیق کانتورهای سرعت را تخمین بزند. در این پژوهش رهیافتی کارآمد به منظور مدل سازی کانتورهای سرعت در کانال های مثلثی روباز با توزیع زبری غیر یکنواخت، با استفاده از سیستم تطبیقی استنتاج فازی- عصبی ارائه شد. برای آموزش و ارزیابی مدل از اطلاعات آزمایشگاهی شامل 1703 داده در مجاری مثلثی با تقارن هندسی و توزیع زبری غیر یکنواخت استفاده شد. مقایسه نتایج آزمایشگاهی با مقادیر تخمینی توسط مدل نشان می دهد که مدل ANFIS، قابلیت کاربرد در شبیه سازی سرعت موضعی و تعیین کانتورهای سرعت را به خوبی داراست و ارزیابی مستقل نشان می دهد که مقادیر دبی و سرعت متوسط عمقی محاسبه شده از اطلاعات مدل، با دقت زیادی منطبق بر مقادیر آزمایشگاهی است.
    کلید واژگان: کانال مثلثی, کانتور سرعت, سرعت متوسط عمقی, سیستم تطبیقی استنتاج فازی, عصبی
    Sara Bardestani, Mohammad Givehchi
    Triangular channels have different applications in many water and wastewater engineering problems. For this purpose investigating hydraulic characteristics of flow in these sections has great importance. Researchers have presented different prediction methods for the velocity contours in prismatic sections. Most proposed methods are not able to consider the effect of walls roughness, the roughness distribution and secondary flows. However, due to complexity and nonlinearity of velocity contours in open channel flow, there is no simple relationship that can be fully able to exactly draw the velocity contours. In this paper an efficient approach for modeling velocity contours in triangular open channels with non-uniform roughness distributions by Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) has been suggested. For training and testing model, the experimental data including 1703 data in triangular channels with geometric symmetry and non-uniform roughness distributions have been used. Comparing experimental results with predicted values by model indicates that ANFIS model is capable to be used in simulation of local velocity and determining velocity contours and the independent evaluation showed that the calculated values of discharge and depth-averaged velocity from model information are precisely in conformity with experimental values.
    Keywords: Triangular Open Channel, Velocity Contour, Depth-Averaged Velocity, Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System
  • محمد گیوه چی، صغری بردستانی
    تخمین ضریب اصطکاک در لوله ها در بسیاری از مسائل مهندسی آب و فاضلاب، مانند توزیع سرعت و تنش برشی، فرسایش، انتقال رسوب و افت هد، اهمیت ویژه ای دارد. در تحلیل این گونه مسائل با دانستن ضریب اصطکاک، می توان تخمین دقیق تری از آنها به دست آورد. در این تحقیق به منظور تخمین ضریب اصطکاک در لوله ها با استفاده از سیستم تطبیقی استنتاج فازی- عصبی، روش افراز شبکه ای مورد استفاده قرار گرفت. برای آموزش و تست مدل فازی- عصبی از داده های به دست آمده از معادله کلبروک استفاده گردید. در روش فازی- عصبی، زبری نسبی لوله و عدد رینولدز، متغیرهای ورودی و ضریب اصطکاک متغیر خروجی در نظر گرفته می شود. عملکرد مدل ارائه شده با استفاده از داده های برداشت شده از معادله کلبروک و بر مبنای شاخصهای آماری ضریب تعیین، جذر میانگین مجذورات خطا و میانگین خطای مطلق ارزیابی گردیدند. مقایسه نتایج نشان داد که مدل سیستم تطبیقی استنتاج فازی-عصبی با روش گسسته سازی شبکه ای و تابع عضویت ورودی گوسین و خروجی خطی، ضریب اصطکاک را با دقت بیشتری نسبت به دیگر حالات برآورد می نماید. رهیافت جدید ارائه شده در این تحقیق قابلیت کاربرد در مسائل طراحی کاربردی و نیز قابلیت اتصال و ترکیب با مدل های ریاضی و عددی انتقال رسوب و به هنگام سازی نتایج آنها را در شرایط واقعی دارد.
    کلید واژگان: ضریب اصطکاک, سیستم تطبیقی استنتاج فازی عصبی, معادله کلبروک, زبری نسبی لوله, عدد رینولدز
    Mohammad Givehchi, Soghra Bardestani
    Estimation of the friction coefficient in pipes is very important in many water and wastewater engineering issues, such as distribution of velocity and shear stress, erosion, sediment transport and head loss. In analyzing these problems, knowing the friction coefficient, can obtain estimates that are more accurate. In this study in order to estimate the friction coefficient in pipes, using adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS), grid partition method was used. For training and testing of neuro-fuzzy model, the data derived from the Colebrook’s equation was used. In the neuro-fuzzy approach, pipe relative roughness and Reynolds number are considered as input variables and friction coefficient as output variable is considered. Performance of the proposed approach was evaluated by using of the data obtained from the Colebrook’s equation and based on statistical indicators such as coefficient determination (R2), root mean squared error (RMSE) and mean absolute error (MAE). The results showed that the adaptive nerou-fuzzy inference system with grid partition method and gauss model as an input membership function and linear as an output function could estimate friction coefficient more accurately than other conditions. The new proposed approach in this paper has capability of application in the practical design issues and can be combined with mathematical and numerical models of sediment transfer or real-time updating of these models.
    Keywords: Friction Coefficient, Adaptive Neuro, Fuzzy Inference System, Colebrook's Equation, Pipe Relative Roughness, Reynolds
  • محمد گیوه چی، محمود فغفور مغربی
    در این مطالعه عملکرد یک راکتور بافلدار بی هوازی به منظور حذف سولفات از فاضلاب شهرک صنعتی امیرکبیر بررسی شد. راکتور شامل یک پایلوت 100 لیتری و شش اتاقک بود. راه اندازی راکتور با زمان ماند هیدرولیکی 25 ساعت و دمای 35 درجه سلسیوس آغاز شد و سرانجام زمان ماند به تدریج تا 33/3 ساعت کاهش یافت. بهترین عملکرد راکتور در زمان ماند هیدرولیکی 4 ساعت و نرخ بارگذاری سولفات 318/3 کیلوگرم سولفات بر مترمکعب در روز با راندمان حذف سولفات 15/89 درصد مشاهده شد. در این شرایط بیشترین درصد حذف سولفات 08/69 درصد در اتاقک اول بود. اتاقک اول به علت رخ دادن فازهای اسیدزایی و استات زایی دارای کمترین pH بود. این نتیجه نشان داد که سولفیدزایی در فاز اسیدزایی فرایند تصفیه بی هوازی رخ می دهد. سپس در زمان ماند هیدرولیکی 4 ساعت، دما تا 20 درجه سلسیوس کاهش یافت و حداکثر درصد حذف سولفات 11/66 درصد به دست آمد. در این شرایط حداکثر درصد حذف سولفات 98/28 درصد در اتاقک چهارم بود که این اتاقک دارای پایین ترینpH نیز بود. این پدیده نشان می دهد که کاهش دمای راکتور موجب انتقال مرحله اسیدزایی به اتاقکهای بعدی راکتور می شود. همچنین این یافته ها دلیلی دیگر بر توانایی فاز اسیدزایی در حذف سولفات است.
    آگاهی از گسترش و تخمین مواد نفتی نشت شده در پالایشگاه ها، از مهم ترین اطلاعاتی است که در مطالعات زیست محیطی به منظور مقابله با آلودگی های محیط های آبی و خاکی باید در دسترس محققان باشد. به دلیل نشت مواد نفتی و فراورده های آن از لوله ها و مخازن رو زمینی پالایشگاه آبادان در طول جنگ تحمیلی و فرسودگی سیستم های ذخیره، انتقال و پالایش نفت به دلیل قدمت این واحد و همچنین واقع شدن بین دو رودخانه مهم که آب شهری، صنعتی و کشاورزی منطقه را تامین می نماید، بررسی و انجام مطالعات در راستای شناسایی گسترش و مقدار آلودگی نفتی در آبهای زیرزمینی ضروری به نظر می رسد. در این پروژه، موقعیت سنجی حفر 20 چاه آبی مشاهده ای از نظر نشت مواد نفتی در زمان جنگ و بعد از آن انجام گردید. طی دوره یک ساله، گسترش و ضخامت نفت شناور بر روی آبهای زیرزمینی پالایشگاه، اندازه گیری شد. با استفاده از اطلاعات تراز آبهای زیرزمینی، مدل حرکت آبهای زیرزمینی نیز در پالایشگاه آبادان طراحی گردید. مواد نفتی فقط در دو حلقه چاه که ناشی از فعالیتهای اخیر پالایشگاه بوده اند مشاهده گردید. نتایج نشان داد که اغلب مواد نفتی پخش شده در زمان جنگ و بعد از آن جذب رس موجود در لایه های زیرسطحی شده اند.
    جذب سه عنصر سمی در نمونه های آبی شامل سرب، کروم و کادمیم با استفاده از دو جاذب فسفاتی معدنی مورد آزمایش قرار گرفت. ابتدا تبادلگرهای فسفاتی مورد نظر تهیه شد و Mg2+، Pb2+، فسفر و نیتروژن اندازه گیری شدند. برای تعیین ظرفیت تبادلی، نسبت های متفاوتی از محلول با نمونه های فسفاتی مورد آزمایش قرار گرفت و سپس غلظت کاتیون های Pb2+، Cd2+ و Cr3+ اندازه گیری شد. اندازه گیری Pb2+، Cd2+ و Cr3+ توسط اسپکتروفتومتر جذب اتمی انجام شد. انحراف استاندارد نسبی به ترتیب 7/4 و 17/2 و 61/1 درصد و حد تشخیص آنها به ترتیب 5 میکروگرم در لیتر و 05/0 و 1/0 میلی گرم در لیتر بود. نشان داده شد که این ترکیبات استعداد بالایی در تصفیه آلاینده های فلزی دارا هستند. دو جاذب فسفاتی Mg3(PO4)2.6H2O و MgNH4PO4.H2O در تصفیه محلولهای آلوده به سرب و کروم و کادمیم تحت شرایط ایستا کارایی بالایی نشان می دهند به طوری که ظرفیت جذبی آنها در عمل برای یون سرب، به ترتیب 8/9 و 9/8 میلی مول بر گرم، برای یون کادمیم، 5/10 و 9 میلی مول بر گرم و برای یون کروم 6/6 و 3/5 میلی مول بر گرم است. Mg3(PO4)2.6H2O بهترین جاذب تحت حالت پویا است. کارایی این دو ترکیب در شرایط متحرک نیز مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. جذب Pb2+، Cd2+ و Cr3+ با این جاذبهای فسفاتی با تبدیلات شیمیایی پیچیده ای در ماده جاذب همراه است. نتایج جذب تحت شرایط ایستا و نیز شرایط متحرک، به صورت جدول و نمودار ارائه شد. منظور از شرایط ایستا تماس 24 ساعته محلول کاتیون های Pb2+، Cd2+ و Cr3+ با MgNH4PO4.H2O و Mg3(PO4)2.6H2O در دمای20 درجه سلسیوس است.
    در طول جنگ بیش از 6 تا 8 میلیون بشکه نفت خام در خلیج فارس ریخته شد و مقادیر عظیمی از این آلودگی ها به خاک خوزستان منتقل گردید. وجود این خاکهای آلوده یک خطر جدی برای محیط زیست به شمار رفته و اصلاح آنها امری ضروری است. برای دستیابی به این مهم روش زیست پالایی شامل کنترل، کاهش و حذف آلودگی از محیط زیست با استفاده از افزایش فعالیتهای بیولوژیکی محیط، مورد مطالعه قرار گرفت. در این بررسی نفت خام با غلظت 1000 میلی گرم بر کیلوگرم بر سطح خاک اسپری شد و سپس لجن فاضلاب به عنوان تیمار غذایی در 3 سطح 0، 50 و 100 تن در هکتار یا به ترتیب 0، 100 و 200 گرم در 5 کیلوگرم خاک اضافه شد. نمونه برداری از ظروف پس از مدت زمان 5 و 10 هفته ماندگاری در شرایط رطوبتی و هوادهی مناسب انجام شد. شمارش باکتری های هتروتروفیک تجزیه کننده هیدروکربن با استفاده از روش MPN، درصد کاهش نفت از طریق استخراج به وسیله دستگاه سوکسیله و اندازه گیری به وسیله گروماتوگرافی گازی انجام شد. نتایج نشان داد که جمعیت باکتری های هتروترفیک تجزیه کننده در نمونه شاهد از مقدار 103×6 کلونی در واحد بر گرم خاک به حدود 1010× 2 رسید و نسبت C/N در خاک از 6 به کمتر از 3 کاهش یافت. تیمارهای اعمال شده منجر به تجزیه 45 تا 60 درصد آلودگی نفتی خاک شدند و نتایج کروماتوگرافی گازی نیز کاهش در کلیه مقادیر نرمال آلکان ها و ایزوپرنوئیدها مانند فیتان و پریستان را نشان داد. همچنین نتایج حاکی از آن بود که اعمال تیمار لجن فاضلاب با غلظت 50 تن در هکتار (100 گرم لجن فاضلاب در 5 کیلوگرم خاک) به خاکهای آلوده به نفت به مدت زمان 5 هفته، یک تیمار بهینه برای خاکهای آلوده به نفت منطقه محسوب می شود.
    در این تحقیق به منظور پیش بینی میزان غلظت مواد آلی و آمونیوم موجود در فاضلاب دفنگاه زباله با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، دو سیستم در آزمایشگاه مدل شد. برای آموزش و تست مدل شبکه عصبی، از نتایج آزمایشگاهی به دست آمده استفاده شد. سیستم 1، فقط شامل راکتور حاوی زباله تازه بود. در این سیستم فاضلاب پس از تولید، بر روی زباله تازه بازگردانده می شد. سیستم 2، شامل راکتور حاوی زباله تازه و راکتوری حاوی زباله خوب تجزیه شده بود. در این سیستم، فاضلاب پس از خروج از زباله تازه بر روی راکتور حاوی زباله خوب تجزیه شده، تخلیه و سپس بر روی زباله تازه بازگردانده می شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که در سیستم 1، انباشتگی مواد آلی و NH4+-N رخ داد، اما حذف مواد آلی و NH4+-N در سیستم 2 به خوبی صورت گرفت به طوری که در طول مدت آزمایش، میانگین راندمان حذف مواد آلی در سیستم 2، معادل 85 درصد و میانگین راندمان حذف NH4+-N معادل 34 درصد بود. همچنین پیش بینی میزان غلظت مواد آلی و NH4+-N به وسیله شبکه عصبی مصنوعی، با توجه به شاخصهای آماری با کارایی بالایی صورت گرفت.
    رفع آلودگی آبهای زیرزمینی هزینه زیادی دارد، از اینرو لازم است از ابزار مناسبی برای پیشگیری از آلودگی استفاده شود. یکی از ابزارها، پهنه بندی پتانسیل آسیب پذیری آبخوان است که در این مقاله این ابزار برای دشت هشتگرد مورد بررسی قرار گرفت. آبخوان این دشت که همواره در معرض آلودگی ناشی از آبهای برگشتی آبیاری آغشته به کودهای شیمیایی، فاضلاب شهری و روستایی و پسابهای صنعتی است، با استفاده از شاخص دراستیک مورد ارزیابی قرار گرفت. با آنالیز حساسیت به دو روش از صحت وزن های اعمال شده بر پارامترهای مؤثر اطمینان حاصل شد و مشخص شد بیشترین وزن مربوط به محیط غیراشباع خاک و تغذیه آبخوان است. سپس پهنه بندی پتانسیل آسیب پذیری آبخوان این دشت با نقشه نیترات آب زیرزمینی مقایسه شد که تطابق نسبتا خوبی را نشان داد. با انجام این تحقیق مشخص شد که بیشترین درصد پتانسیل آسیب پذیری مربوط به کلاس متوسط است و مناطق شمالی دشت از پتانسیل آسیب پذیری زیادی برخوردار بوده و نواحی جنوبی دشت کمترین پتانسیل آسیب پذیری را دارند.
    روش ارائه شده توسط شیونو و نایت (SKM) قادر به تخمین توزیع سرعت متوسط عمقی و تنش برشی در کانال های باز است. SKM نیاز به کالیبره شدن دارد. پارامترهایی که باید کالیبره گردند عبارت اند از فاکتور اصطکاک f، لزجت چرخشی عرضی λ و جریان ثانویه Γ. از بین این پارامترها،λ =0.07 به عنوان مقدار استاندارد لزجت چرخشی در مسائل کاربردی درنظر گرفته می شود. بنابراین، دقت تخمین توزیع سرعت متوسط عمقی و تنش برشی با SKM به نحوه تعیینf وΓ مرتبط خواهد بود. دراین مقاله، الگوهای سلول های جریان ثانویه (Γ) و توزیع فاکتور اصطکاک (f) در یک کانال مستقیم منشوری مثلثی با زبری یکنواخت ارائه شد. در تعیین بهترین ساختار توزیع فاکتور اصطکاک از روش سعی و خطا استفاده گردید تا با استفاده از SKM بهترین نتایج حاصل گردد. نتایج به دست آمده از مقایسه توزیع سرعت متوسط عمقی و تنش برشی تخمین زده شده توسط SKM و اطلاعات آزمایشگاهی نشان می داد که اگر دو پارامتر f وΓ براساس الگوهای صحیحی انتخاب شوند، SKM می تواند توزیع سرعت و تنش برشی را به درستی تخمین بزند.
    کلید واژگان: سرعت متوسط عمقی, فاکتور اصطکاک, سلول های جریان ثانویه, کانال مثلثی, تنش برشی
  • محمد گیوه چی، محمود فغفور مغربی، جلیل ابریشمی
    تعیین پروفیل بستر رودخانه و توزیع سرعت متوسط عمقی به عنوان اطلاعات پایه در استفاده از معادلات تجربی و تحلیلی برای تخمین ضریب پخش طولی آلودگی، همواره مورد توجه محققان بوده است. با استفاده از مدل ساده ارائه شده توسط مغربی که توانایی تخمین خطوط هم سرعت بی بعد در مقطع عرضی رودخانه ها و کانال ها را داراست، می توان به تخمین توزیع سرعت متوسط عمقی مبادرت ورزید. اطلاعات مورد نیاز در این مدل شامل پروفیل بستر، توزیع تنش برشی و زبری بستر است. با مقایسه اطلاعات میدانی سرعت متوسط عمقی و ضریب پخش طولی آلودگی با سرعت متوسط عمقی تخمین زده شده با استفاده از روش مغربی و ضریب پخش طولی آلودگی که با استفاده از آن برآورد شد، نتیجه گردید که این روش از دقت مناسبی در تخمین سرعت متوسط عمقی برخوردار است.
    کلید واژگان: ضریب پخش طولی, کانال باز, سرعت متوسط عمقی, مدیریت آلودگی
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال