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 محمود محمدرضا پورطبری

  • مونا نعمتی، محمود محمد رضاپور طبری، سید عباس حسینی*، سامان جوادی
    نیترات یکی از آلاینده هایی است که در بیش تر آبخوان های کشور، آب زیرزمینی را تحت تاثیر قرار داده است. به منظور بررسی رفتار پارامترهای هیدروژیوشیمیایی آب زیرزمینی آبخوان دشت اردبیل از نتایج داده های کیفی 139 چاه که دارای اندازه گیری در دو فصل تر و خشک بودند طی سال آبی 1391-1390 استفاده شد. با استفاده از نرم افزار XLSTAT به شناسایی آلودگی و طبقه بندی نمونه ها به کمک روش تحلیل عاملی (PCA) و خوشه بندی سلسله مراتبی (HCA) پرداخته شد. روش تحلیل عاملی منجر به استخراج پنج عامل موثر بر کیفیت آب زیرزمینی با مجموع واریانس 09/68 درصد شد. هم چنین نتایج تحلیل عاملی نشان داد که عامل های اول، چهارم و پنجم ناشی از فرایندهای زمین زاد و عامل های دوم و سوم ناشی از فرایندهای انسان زاد است. نتایج روش خوشه بندی سلسله مراتبی نمونه ها را در سه گروه که هر گروه دارای دو زیرمجموعه می باشد قرار داد. نمونه های مربوط به خوشه یک در بخش های شمال، شرق، جنوب و قسمت هایی از مرکز، غرب با کاربری اراضی- باغی، مرتع متوسط و مناطق دارای کشت دیم و هم چنین مناطق شهری گسترده شده است. نمونه های خوشه دوم اغلب در محدوده مرکزی، غرب و مناطق شهری آبخوان گسترده شده است که از لحاظ کاربری اراضی در مناطق با کاربری زراعی- باغی و مسکونی گسترده شده است. نمونه های خوشه سوم در نواحی جنوب غربی و مناطق شهری گسترش یافته است. به طور کلی وجود فرایندهای انحلال و تبادل یونی از یک طرف و هم چنین آبشویی کودهای کشاورزی و توسعه ناقص سیستم فاضلاب در آبخوان از طرف دیگر زمینه را برای آلودگی آبخوان فراهم کرده است.
    کلید واژگان: انسان زاد, تحلیل عاملی, خوشه بندی, زمین زاد, نیترات}
    Mona Nemati, Mahmood Tabari, SEYED ABBAS Hosseini *, Saman Javadi
    Nitrate is one of the pollutants that affects groundwater in most aquifers of the country. In order to investigate the behavior of hydrogeochemical parameters of groundwater in the Ardabil plain aquifer, the results of qualitative data of 139 wells that were measured in both wet and dry seasons during the water year 2012-2011 were used. Using XLSTAT software, contamination was identified and samples were classified using principal factor analysis (PCA) and hierarchical clustering (HCA). Factor analysis method led to the extraction of five factors affecting groundwater quality with a total variance of 68.09 percent. Also, the results of factor analysis showed that the first, fourth and fifth factors are due to geogenic processes and the second and third factors are due to anthropogenic processes. The results of the hierarchical clustering method divided the samples into three groups, each group having two subsets. The set related to cluster one is spread in the northern, eastern, southern and parts of the center, west by mix(agriculture-garden), medium pasture and dry farming as well as urban areas. The set of the second cluster is often spread in the central, western and urban areas of the aquifer, with mix(agriculture-garden) and residential areas. The set of third cluster has been expanded to southwestern and urban areas. Generally, the existence of dissolution and ion exchange processes on the one hand, as well as leaching of fertilizers and incomplete development of the sewage system in the aquifer on the other hand has provided the groundwater pollution.
    Keywords: Anthropogenic, Principal factor analysis, Clustering, Geogenic, Nitrate}
  • عبدالرضا ظهیری*، سید مهران جعفری، امید بزرگ حداد، محمود محمدرضاپور طبری
    سابقه و هدف

    شبکه های توزیع آب شهری بعنوان یکی از مهمترین تاسیسات و تجهیزات زیربنایی مناطق شهری محسوب می شوند. لوله ها بعنوان یکی از اجزای اصلی و مهم شبکه توزیع آب، همواره در دوره بهره برداری تحت تاثیر عوامل مختلف دچار شکستگی می شوند، بنابراین استفاده از مدل های مختلف جهت شناخت و پیش بینی نرخ شکست لوله ها می تواند کاربرد بسیار مهمی برای مدیران و دست-اندرکاران جهت مدیریت بهینه شبکه توزیع آب شهری در دوران بهره برداری داشته باشد. در دهه اخیر مطالعات مختلفی جهت پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب با استفاده از مدل های آماری و هوشمند انجام شده است که هریک دارایی نقاط ضعف و قوت می باشند. هدف از این تحقیق، ارایه یک رویکرد جدید برمبنای توسعه مدل پیش بینی هیبرید، با توجه به قابلیت های مدل های هوشمند و آماری، جهت پیش بینی دقیق تر نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب در مقایسه با مدل ها آماری و هوشمند مورد استفاده در تحقیقات قبل می باشد.

    مواد و روش ها

    برای دستیابی به اهداف مطالعه، از آمار دوره زمانی 4 ساله (1394 تا 1397) مربوط به مشخصات شبکه توزیع آب شرب شهر گرگان شامل قطر، طول، سن، عمق نصب و تعداد شکست جهت پیش بینی نرخ شکست لوله ها در آینده استفاده شد. برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب مورد بررسی، پنج مدل مختلف شامل سه مدل آماری (رگرسیون خطی، رگرسیون خطی تعمیم یافته، رگرسیون بردار پشتیبان) و دو مدل هوشمند (شامل شبکه عصبی مصنوعی پیش خور و شبکه عصبی مصنوعی پایه شعاعی) مورد بررسی قرار-گرفتند. انتخاب پارامترهای بهینه مدل های مورد استفاده در این تحقیق، بر اساس شاخص های آماری مناسب شامل ضریب همبستگی، خطای حداقل مربعات و نسبت همبستگی- خطای مربعات متوسط مربوط به داده های آموزشی و آزمایشی انجام گردید. به منظور انتخاب مدل برتر از بین مدل های مختلف برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه، مقادیر شاخص های R و MSE مدل های فوق در مرحله صحت سنجی محاسبه و با یکدیگر مقایسه گردید. در نهایت، به منظور امکان پیش بینی دقیق تر نرخ شکست لوله های شبکه توزیع آب، یک رویکرد جدید بر مبنای مدل پیش بینی هیبرید توسعه داده شد که در آن، مقادیر پیش بینی شده نرخ شکست لوله های شبکه توسط هریک از مدل های فوق به-عنوان متغیرهای مستقل ورودی مدل برتر و مقادیر مشاهداتی نرخ شکست به عنوان متغیر وابسته خروجی مدل برتر در نظر گرفته شد.

    یافته ها

    مقایسه مقادیر شاخص های آماری R و MSE مدل های مورد استفاده در این تحقیق در مرحله صحت سنجی نشان داد که هیچ-کدام از مدل های مورد استفاده دارای دقت مناسبی برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه شرب شهر گرگان نیستند. مدل شبکه عصبی مصنوعی پیش خور با ضریب همبستگی 69/0 R= و مقدار خطای 062/0 MSE= دارای بهترین برآورد بود. با استفاده از رویکرد جدید توسعه داده شده بر اساس هیبرید مدل های هوشمند و آماری مقدار R برابر 96/0 و شاخص خطای MSE برابر 046/0 بدست آمده است.

    نتیجه گیری

    افزایش چشمگیر شاخص R(به میزان 39 درصد) و کاهش قابل توجه شاخص MSE (به میزان 25 درصد) ناشی از استفاده از رویکرد هیبریدی پیشنهادی برای پیش بینی نرخ شکست لوله های شبکه در مقایسه با مدل شبکه عصبی مصنوعی پیش خور نشان می-دهد که با استفاده از این رویکرد جدید، می توان نرخ شکست لوله های شبکه تحقیق حاضر را با دقت بسیار خوبی پیش بینی نمود.

    کلید واژگان: نرخ شکست لوله, شبکه توزیع آب شهری, مدل هوشمند, مدل هیبریدی, گرگان}
    Abdolreza Zahiri *, Seyedmehran Jafari, Omid Bozorghaddad, Mahmoud Mohammadrezapor Tabari
    Background and Objective

    Urban water distribution networks consider as one of the essential infrastructural facilities and equipment in urban areas. The pipes are one of the primary and essential components of a water distribution network break during operation due to various factors. So, developing models for pipes failure rate prediction can be one of the most crucial tools for managers and stakeholders to the optimal operation of the water distribution network. In the last decade, various studies have performed to predict the failure rate of water distribution pipes using statistical and soft models - each of which has strengths and weaknesses. This study aims to present a new approach based on the development of a hybrid prediction model, considering the capabilities of soft and statistical models, to more accurately predict the water distribution network pipes failure rate compared to statistical and soft models used in previous research.

    Material and Method

    In order to achieve the study goals, 4-year (2015-2018) time duration statistics of Gorgan water distribution network characteristics including diameter, length, age, depth of installation, and the number of pipe failures used to predict future pipes failure rates. To modeling the pipe failure rate of the investigated network, five different models, including three statistical models (linear regression, generalized linear regression, support vector regression) and two soft models (feed-forward neural network, and radial basis function neural network) has studied. Optimal parameters of the models were selected based on appropriate statistical error indicators, including correlation coefficient (R), Mean Square Error (MSE), and Correlation Mean square error Ratio (CMR) for the training and testing data. In order to select the best model from different models to predict the failure rate of network pipes, the values of R and MSE indicators of the above models were calculated in the validation stage and compared with each other. Finally, to predict pipes failure rate more accurately, a new approach is developed based on the hybrid prediction model in which the predicted values of pipe failure rates by statistical and soft computing models considered as independent variables of the best model inputs and the observed values of failure rates as dependent variables of the best model outputs.

    Results

    Comparing the values of R and MSE indicators of each statistical and soft computing model used in this study in the validation phase show that these models cannot predict the pipes' failure rate with reasonable accuracy. Feed forward neural network model with the highest R = 0.69 and the lowest MSE = 0.062 values has the best estimates. Using the new approach developed based on hybrid soft and statistical models, the R index is equal to 0.96, and the MSE index is equal to 0.046.

    Conclusion

    A significant increase in the R index (39%) and decrease in the MSE index (25%) through using the proposed hybrid approach compared to the feed-forward neural network model demonstrates that using the new approach provides perfect accuracy prediction of the pipes failure rate of the water distribution network.

    Keywords: Pipe Failure Rate, Urban Water Distribution Network, Intelligent Model, Hybrid Model, Gorgan}
  • محمود محمدرضا پور طبری*، پویا صالحی دوپلانی
    زمینه و هدف

    ارزیابی کیفیت آب در دسترس به خصوص جهت تامین نیازهای شرب از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. لذا تهیه و تدوین رویکردی که بتواند با دقت بالاتر و با در نظر گرفتن عدم دقت های ناشی از خطاهای ابزاری و اندازه گیری، ارزیابی مناسب تری را ارایه دهد مهم و قابل توجه است. هدف از این مطالعه ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی دشت زنجان بر پایه روش شبیه به حل ایده آل فازی است.

    روش بررسی

    جهت دست یابی به این هدف، از اطلاعات 57 و 59 نمونه از آبخوان به ترتیب در دو فصل خشک و تر که در هر نمونه 28 پارامتر کیفی مورد آنالیز قرار گرفته است، استفاده گردید. با تعیین وزن هر یک از پارامترهای کیفی در محیط فازی بر اساس نظرات افرادخبره در این زمینه و تعیین ماتریس تصمیم فازی بر مبنای استانداردهای کیفی شرب، ضریب نزدیکی نسبی هر یک از نمونه ها تعیین و بر اساس آن رتبه آلودگی هر نمونه مورد محاسبه قرار گرفت.

    یافته ها: 

    نتایج نشان می دهد که نقاط آلوده تر عمدتا در مرکز و شمال غربی دشت متمرکز بوده و این امر با موقعیت مراکز صنعتی (مانند مجتمع های سرب و روی) و خصوصیات هیدروژیولوژیکی آبخوان هماهنگی کامل دارد. جهت ارزیابی میزان دقت رتبه بندی انجام شده، نتایج روش پیشنهادی با حالت قطعی روش شبیه به حل ایده ال مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی پارامترهای کیفی مرتبط به رتبه 1 (کم ترین میزان آلودگی)، نشان دهنده این است که اغلب پارامترها در این رتبه که می بایست بیان گر کم ترین میزان آلودگی باشند، در روش قطعی نسبت به روش فازی دارای مقادیر بالایی می باشند (به عنوان نمونه مقدار پارامتر آرسنیک واقع در رتبه 1 روش قطعی و فازی به ترتیب برابر با 4/0 و 0 میکروگرم در لیتر می باشد) و این امر در خصوص رتبه 59 (بیش ترین میزان آلودگی) نیز به صورت عکس تکرارشده است که حاکی از مطمین بودن نتایج رتبه ها و دقت بالای روش پیشنهادی می باشد.

    بحث و نتیجه گیری:

     نتایج بیان گر تمرکز رتبه های بالای آلودگی در مرکز دشت و تا حدودی در نواحی شمال و شمال غربی دشت به دلیل وجود صنایع آلاینده قابل توجه و دپوی انبارهای سموم و کودهای کشاورزی در این مناطق می باشد. بر مبنای رویکرد این مطالعه می توان بیان نمود که این روش به سادگی قابلیت اجرا در هر دشت را تنها با اندازه گیری پارامترهای کیفی داشته و می تواند با دقت بالایی رتبه آلودگی نمونه های کیفی را به خصوص در مواردی که ارزیابی کیفیت آب برای مصارف شرب مدنظر باشد، مورد محاسبه قرار دهد.

    کلید واژگان: شبیه به حل ایده ال فازی, آب زیرزمینی, رتبه بندی, آلودگی, دشت زنجان}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari *, Pouya Salehi Dopolani
    Introduction

    Assessing the quality of available water is especially important to meet drinking needs. Therefore, it is important to prepare and formulate an approach that can provide a more appropriate evaluation with higher accuracy and taking into account the inaccuracies caused by instrumental errors and measurements. The aim of this study was to evaluate the groundwater quality of Zanjan plain based on a method similar to fuzzy ideal solution.

    Material and Methods

    To achieve this goal,  57 and 59 groundwater quality samples in dry and wet seasons were used and the 28 quality parameters were analyzed in each sample. The relative closeness coefficient of each samples were determined based on fuzzy weight specified by the opinions of experts in this field for each quality parameters and the fuzzy decision matrix based on drinkable water quality standards. By calculating the relative closeness coefficient of each samples, the contamination ranking for each sample was determined.

    Results and Discussion

    The results show that the more polluted areas are mainly concentrated in the center and northwest of the plain and this is in complete harmony with the location of industrial centers (such as lead and zinc complexes) and the hydrogeological characteristics of the aquifer. In order to evaluate the accuracy of the ranking, the results of the proposed method were compared with the definite case of the method similar to the ideal solution. Examination of the qualitative parameters related to rank 1 (lowest pollution rate) shows that most of the parameters in this rank, which should represent the lowest pollution rate, have high values ​​in the definite method compared to the fuzzy method (for example, the amoun of the arsenic parameter located in rank 1 of the definite and fuzzy methods is equal to 0.4 and 0 micrograms per liter, respectively) and this has been repeated in reverse regarding the 59th rank (maximum pollution rate), which indicates the reliability of the rankings and the high accuracy of the proposed method.

    Conclusion

    The results showed that the pollution is concentrated in the central plains and partly in the North and Northwest plain due to the significant polluting industries, pesticides, and manure storage depot in these areas. Based on proposed approach can be calculated the rank pollution of groundwater quality samples with high accuracy, especially in cases where the assessment of water quality for drinking purposes must be considered.

    Keywords: Similarity to Ideal Fuzzy Solution, Groundwater, Ranking, Pollution, ZANJAN Plain}
  • محمود محمدرضا پور طبری*، مهدی کبیری سامانی
    زمینه و هدف

    با افزایش فعالیت های انسانی، شدت فشارهای وارده بر منابع آب زیرزمینی افزایش یافته است. از آن جا سفره های زیرزمینی تامین کننده بخش اعظم مصارف آب شرب می باشند، ارزیابی صحیح این منابع ضروری توجه است. با توجه به عدم دقت بازه های استاندارد کیفی، ارایه روشی که منجر به نتایج قابل اطمینان گردد، می تواند با ارزش باشد. لذا در این مطالعه دو رویکرد مقدار آنتروپی وزن مشترک (EWOV)[1] و تحلیل مجموعه های جفت شده (SPA)[2] جهت ارزیابی کیفی آبخوان با استفاده از مفاهیم فازی و تئوری آنتروپی پیشنهاد گردید.

    روش بررسی

    جهت ارزیابی کیفی سفره آب زیرزمینی بر مبنای دو رویکرد پیشنهادی بدین صورت عمل گردید که در روش EWOV برمبنای بازه بندی کیفی قطعی و فاصله اقلیدسی هر پارامتر از مقدار استاندارد خود، رتبه کیفی نمونه ها تعیین می شود. در روش SPA براساس بازه های فازی هر پارامتر، نمونه ها مورد ارزیابی قرار می گیرند. جهت بررسی کارایی این دو رویکرد، از 21 نمونه کیفی مرتبط با دشت سرایان استفاده گردید.

    یافته ها

     با اجرای دو رویکرد پیشنهادی و استخراج نتایج رده بندی کیفی نمونه ها می توان دریافت که در دوره، تر با استفاده از روش EWOV، 42 درصد نمونه در رده متوسط قرار گرفته اند. با اعمال عدم قطعیت در رده های کیفی، این میزان درصد از نمونه های پایش شده دارای رده کیفی قابل قبول می باشند. بررسی رده کیفی نمونه ها با توجه به موقعیت مکانی آن ها در سطح دشت حاکی از هماهنگی نتایج روش SPA با شرایط طبیعی حاکم بر آبخوان می باشد. نتایج روش SPA نشان می دهد که بخش های شمال غربی، شمال و میانه دشت از کیفیت خوب و قابل قبولی جهت مصرف شرب برخوردار بوده و 42 و 74 درصد نمونه ها به ترتیب در فصول تر و خشک در رده کیفی قابل قبول و قابل قبول تا متوسط جهت مصرف شرب قرار دارند.

    بحث و نتیجه گیری

     مقایسه نتایج دو روش SPA و EWOV نشان دهنده دقت مناسب درجه کیفی ارایه شده توسط روش SPA و منطبق بودن آن با خصوصیات هیدروژئولوژیکی آبخوان (همانند نمونه های شماره 15P و 11P) بوده و به عنوان روش برتر در ارزیابی کیفی منابع آب زیرزمینی توصیه می شود.

    کلید واژگان: ارزیابی کیفی, آب زیرزمینی, آنتروپی وزنی, مجموعه های جفت شده, دشت سرایان}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari *, Mehdi Kabiri Samani
    Background and Objective

    The pressure on groundwater resources greatly increased with increase of human activities. Since the aquifers are majority drinking water supply, the correct evaluations of these resources are necessary. Due to the uncertainty of water quality standard ranges, a method that leads to reliable results can be valuable. So in this study, two approaches as EWOV and SPA was proposed in order to groundwater quality assessment using fuzzy concepts and entropy theory.

    Method

    For qualitative evaluation of groundwater resources, two proposed approach are considered. In the EWOV method based on Euclidean distance between each parameter and their standard, the quality ratings of each sample is determined using certain quality ranges. In the SPA method, the samples are evaluated based on fuzzy interval of each parameter. To evaluate the effectiveness of the two approaches, the 21 samples of SARAYAN plain were used.

    Findings

    With implementation of the proposed approachs and extract the results of quality rankings samples can be found that the 42 percentage of the samples in wet period were in the mid-range class using EWOV method. By applying the uncertainty in quality classes, these percentages of monitored samples have acceptable quality level. Samples quality rankings study due to its location in the plains shows the results of SPA are more coordination with natural conditions of the aquifer. The results of the SPA method imply that the parts of the northwest, north and mid-plains are good and have acceptable quality for drinking consumption. Also, 42 and 74 percent of samples are located in quality classification of acceptable and acceptable to moderate in the wet and dry seasons, respectively.
    Discussion and

    Conclusion

    Comparison of two methods result are indicative the appropriate precision of quality ranking offered by the SPA method and being consistent with the hydrogeological characteristics of the aquifer (such as P11 and P15). So, SPA as a preferred method in quality assessment of groundwater is recommended.

    Keywords: Quality Assessment, Groundwater, Entropy Weighted, Set Pair, SARAYAN Plain}
  • محمود محمد رضاپور طبری*، محمد مهدی ملک پور شهرکی
    پیش بینی صحیح تغییرات تراز سطح آب مخازن به عنوان یکی از مسائل مهم جهت مدیریت، طراحی، بهره برداری از سدها و تامین نیازهای آبی مطرح می باشد. در این مطالعه بر پایه پنج مدل نرم رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS)، شبکه عصبی (ANN)، شبکه عصبی شعاعی (RBFNN) و شبکه عصبی مبتنی بر رگرسیون عمومی (GRNN) و استفاده تلفیقی از نتایج آن ها به عنوان ورودی به یکی از این پنج مدل، ساختاری تحت عنوان ماشین هوشمند نظارت شده (SICM) جهت برآورد تراز سطح آب ماهانه مخزن سد امیرکبیر کرج پیشنهاد گردید. داده های مورد استفاده شامل تراز سطح آب، بارندگی، تبخیر، حجم ورودی و خروجی از مخزن سد بوده و ارزیابی مدل های مذکور توسط نه شاخص خطا صورت گرفت و با استفاده از روش تصمیم گیرنده ویکور، بهترین مدل از میان مدل های مذکور انتخاب گردید. پس از انجام بررسی های لازم در میان مدل های نرم مورد استفاده، مدل ANN با ضریب راندمان نش و میانگین مجذور خطای به ترتیب 89/0 و 37/23 متر مربع به عنوان بهترین مدل شناخته شد. نتایج بدست آمده از رویکرد پیشنهادی نشان می دهد که مدل نظارت شده (هیبریدی) شبکه عصبی (SICM-ANN) با افزایش ضریب راندمان نش به 94/0 و کاهش میانگین مجذور خطا به 85/12 متر مربع (بیش از 45 درصد کاهش) توانسته عملکرد بالایی را در پیش بینی صحیح میزان تراز سطح آب ماهانه مخزن سد کرج ارائه نماید. بر این اساس استفاده هیبریدی از مدل های نرم می تواند در کاهش چشمگیر خطای پیش بینی تراز سطح آب نسبت به مدل های منفرد به طور موثری بکار گرفته شود.
    کلید واژگان: پیش بینی, تراز سطح آب مخزن, سد امیرکبیر کرج, ماشین هوشمند نظارت شده, مدل های نرم}
    M. Mohammad Rezapour Tabari *, M.M. Malekpour Shahraki
    The proper prediction of reservoirs water level variation is considered as one of the important issues for management, designing, operation of dams and water supply. In this study, based on five soft models such as support vector regression (SVR), adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS), artificial neural network (ANN), radial basis function neural network (RBFNN), generalized regression neural network (GRNN) and the combined use of their results as input to one of these five models, a new structure called supervised intelligent committee machine (SICM) was proposed to predict the monthly reservoir water level of Karaj Amirkabir dam. The data used in this paper are water level, precipitation, evaporation, inflow and outflow of the dam. The evaluation of these models was done by nine error indexes and also the best model between them was selected using vikor decision maker method. After performing the necessary evaluations among the used soft models, the ANN known as the best model with nash–sutcliffe efficiency (NS) and mean square error (MSE) equal to 0.89 and 23.37 square meters, respectively. The results of the proposed approach are shown that the supervised (hybrid) neural network (SICM-ANN) has been able to provide high performance in predicting the monthly reservoir water level in Karaj dam with increasing the NS coefficient to 0.94 and decreasing the MSE index to 12.85 square meters (more than 45 percent decrease). Accordingly, hybrid use of soft models can be effectively applied to significantly reduce the predicted error of water level rather than single models.
    Keywords: prediction, Reservoir water level, Karaj Amirkabir dam, Supervised intelligent committee machine, Soft models}
  • منوچهر چیت سازان، مهدی ایل بیگی، محمود محمدرضا پورطبری
    نیترات از مهم‏ترین آلاینده‏هایی است که بیشتر آبخوان‏ها، ازجمله آبخوان کرج، از آن آسیب می‏بینند. از آنجا ‏که روش معمول برای بررسی فرایندهای هیدروژئوشیمیایی در آبخوان، به‏صورت گرافیکی است، به‏منظور ارزیابی آلودگی نیترات در داده‏های کیفی 86 چاه در آبخوان کرج طی سال 2013، از روش‏های چندمتغیره آماری به‏عنوان یک روش تکمیلی برای درک عوامل موثر بر کیفیت آب‏های زیرزمینی، شناسایی آلودگی و طبقه‏بندی نمونه‏های مشابه استفاده شد. به این منظور، از نرم‏افزار XLSTAT برای مطالعه آلودگی نیترات و ارتباط آن با سایر پارامترهای شیمیایی آب و عوامل موثر بر آن بهره گرفته شد. تجزیه و تحلیل آماری نشان می‏دهد خوشه‏بندی سلسله مراتبی به استخراج سه خوشه منجر شده است. نمونه‏های دوم و سوم خوشه غلظت بیشتری از نیترات نسبت به گروه نخست دارد. نتایج به دست آمده از تحلیل عوامل اصلی (PCA) همچنین نشان می‏دهد پارامتر نیترات بیشترین همبستگی با کلر و کمترین همبستگی با سدیم و سولفات را دارد. از سوی دیگر، بر اساس چرخش واریماکس، عوامل اصلی کیفیت آبخوان به دو عامل خلاصه شدند. عامل ژئوژنیک (زمین زاد) ، نخستین عاملی است که به علت اثر مواد تشکیل‏دهنده آبخوان به وجود می آید و دومین عامل، یک عامل انسان‏زاد است که به علت فعالیت‏های انسانی، به‏خصوص فاضلاب تشکیل می شود.
    کلید واژگان: آب زیرزمینی, تحلیل عاملی, خوشه‏بندی, نیترات}
    Manuchehr Chitsazan, mehdi eilbeigy, Mahmood MohammadRezapour Tabar
    Nitrate is one of the most significant pollutants that most aquifers, including the Karaj aquifer, have suffered from it. Because the conventional method to investigate the hydrogeochemical processes in the aquifer is graphical ones, in order to evaluate the pollution of nitrate in the qualitative data of 86 wells in Karaj aquifer in 2013, the multivariate statistical methods has been carried out as a complementary method for understanding the factors affecting groundwater quality, pollution identification and classification of similar samples. In this regard, XLSTAT software is used to study the pollution of nitrate and its relationship to other chemical parameters of water, and the factors influencing it. The statistical analysis indicates that hierarchal clustering has led to the extraction of three clusters. The second and the third cluster samples have a higher concentration of nitrate than the first one. The results, based on the principal components analysis (PCA), also show that the nitrate parameter has the highest correlation with chlorine and the least adaptation with sodium and sulfate. On the other hand, based on the varimax rotation, the main components were summed up to two components. The first one is a geogenic factor, which is due to the effect of the material that forms aquifer and second is an anthropogenic factor that is due to human actions, especially sewage
    Keywords: Groundwater, nitrate, factor analysis, clustering}
  • محمود محمد رضاپور طبری *، معصومه هاشم پور
    با توجه به اهمیت بازطراحی سرریز سدها جهت ارائه ابعاد بهینه، رویکردی بر مبنای هیبرید الگوریتم های فراکاوشی ازدحام ذرات (PSO)، گرگ های خاکستری (GWO) و جستجوی مستقیم (DSO) پیشنهاد گردید. در این رویکرد حجم سرریز، که بیانگر میزان بتن ریزی و هزینه است، به عنوان تابع هدف و ارتفاع و تعداد تناوب سرریز، طول دماغه و زاویه میان امتداد جریان و محور سرریز به عنوان متغیرهای تصمیم لحاظ شده اند. با اجرای مدل پیشنهادی بر اساس اطلاعات سرریز کنگره ای سد Ute، ابعاد بهینه سرریز تعیین و با نتایج سایر مطالعات مقایسه گردید. نتایج بیانگر عملکرد بسیار مناسب رویکرد پیشنهادی در تولید مقادیر بهینه کلی بوده و استفاده غیرهیبریدی از الگوریتم DSO با توجه به محدودیت اندازه شبکه به دلیل افزایش هزینه محاسباتی و عدم دستیابی به جواب بهینه نزدیک به بهینه محلی توصیه نمی شود. در روش پیشنهادی، ابعاد بهینه ارائه شده توسط الگوریتم هیبریدی منجر به صرف جویی در بتن ریزی و هزینه های آن به میزان 64% نسبت به طراحی وضعیت موجود سد گردید. بررسی ابعاد بهینه سرریز کنگره ای ذوزنقه ای نشان دهنده افزایش ظرفیت دبی عبوری از سرریز به میزان 15760 متر مکعب در ثانیه می باشد. در نهایت مقایسه ابعاد بهینه بدست آمده از دو مقطع ذوزنقه ای و مثلثی نشان داد بهینه ترین شکل برای سرریزهای کنگره ای، مثلثی است.
    کلید واژگان: سرریز کنگره ای, بهینه سازی ابعاد سرریز, الگوریتم ازدحام ذرات, الگوریتم گرگ های خاکستری, سد Ute}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari *, Masoumeh Hashempour
    Considering the importance of redesign of dams spillways to provide optimum dimensions, the hybrid meta-heuristic based approach of Particle Swarm Optimization (PSO), Gray Wolves (GWO) and Direct Search Optimization (DSO) were proposed. In this approach, the spillway volume, which indicates the amount of concrete and cost, is considered as the objective function and spillway height, number of cycles, apex length and angle of wall are considered as decision variables. By implementing the proposed model, based on the Ute dam labyrinth spillway data, the spillway optimal dimensions were determined and compared with the other studies result. The results represent the very good performance of the proposed approach in generating global optimal solution, and non-hybrid use of DSO algorithm is not recommended due to network size constraint, increased computational cost and failure to achieve optimal solution. The optimal dimensions led to concrete saving and reduction of costs to 64% compared to the existing dam design. Investigating the optimal dimension of trapezoidal labyrinth spillway indicates that increase the flow capacity of the spillway to 15760 cubic meters per second. Finally, the comparison of the optimal dimensions obtained with two trapezoidal and triangular sections showed that the optimal form for labyrinth spillway is triangular.
    Keywords: Labyrinth spillway, Optimization of labyrinth dimensions, PSO algorithm, Gray wolves algorithm, Ute dam}
  • محمود محمد رضاپور طبری *، سیدعلی امامی ده جشمه
    با توجه به وجود ارتباط غیرخطی بین ذخیره و دبی جریان در مدل ماسکینگام غیرخطی، این مدل از مزیت های بالایی نسبت به مدل خطی برخوردار می-باشد. تخمین صحیح پارامترهای این مدل، جهت دستیابی به دقت مناسب ضروری است. بررسی مطالعات قبلی بیانگر وجود 5 مدل غیرخطی اصلاح شده است که با الگوریتم های مختلف بهینه سازی سعی نمودند تا دقت پیش بینی هیدروگراف خروجی را افزایش دهند. با توجه به خطای موجود در هیدروگراف خروجی روندیابی شده توسط مدل های قبلی، در این مطالعه ساختار جدیدی از مدل غیرخطی ماسکینگام بر مبنای هیبرید الگوریتم های فراکاوشی PSO و DSO توسعه داده شد. در این مدل 8 پارامتره (مدل NL6) از ضریب بهبوددهنده γ، که با توجه به تعداد دبی اوج واقع در هیدروگراف خروجی مقادیر کمتر و بیشتر از یک را به خود می گیرد، استفاده گردید. اعمال رویکرد پیشنهادی بر روی سه نوع هیدروگراف ورودی و تعیین مقادیر بهینه پارامترهای مدل NL6 نشان می دهد که این مدل از دقت بالایی در تخمین مقادیر دبی هیدروگراف خروجی برخوردار می باشد. میزان کاهش خطای مدل NL6 بر اساس شاخص های SSQ و SAD برای هیدروگراف چند اوجه به ترتیب برابر با 53 و 6/35 درصد نسبت به آخرین مدل پیشنهادی می باشد. لذا این مدل می توان از عملکرد بالایی در تخمین هیدروگراف روندیابی شده سیل برخوردار باشد.
    کلید واژگان: روندیابی سیلاب, روش ماسکینگام غیرخطی, برآورد پارامتر, هیبرید الگوریتم های فراکاوشی}
    M. Mohammad Rezapour Tabari *, S.A. Emami Dehcheshmeh
    The nonlinear Muskingum model has a significant advantage as compared to the linear one due to the nonlinear relationship between storage and flow dishcrage. In this model, the correct estimation of the parameters is necessary to achieve the proper precision. Previous studies indicate that there are five nonlinear corrected models, which, with different optimization algorithms, tried to increase the prediction accuracy of output hydrographs. Due to the error in the output hydrograph of the previous models, in this study, a new structure of nonlinear Muskingum model was developed based on hybrid PSO and DSO algorithms. In this model (NL6 model) with eight parameters, the improvement coefficient γ are used. This coefficient takes less and more than one according to the number of peak discharge in the output hydrograph. By applying the proposed approach to the three types of input hydrograph and determining the optimal values of the parameters of the NL6 model, it shows that this model has a high accuracy in estimating the discharge values of the output hydrograph. The error reduction rate of the NL6 model based on SSQ and SAD indicators for multi-peak hydrographs is 53 and 35.6 percent compared to the last proposed model, respectively. So, this model can have a high performance in estimated flood routing hydrograph.
    Keywords: Flood Routing, Nonlinear Muskingum Method, Parameter Estimation, Evolutionary Algorithms Hybrid}
  • محمود محمدرضا پورطبری
    تغییرات درجه حرارت در سدهای بتنی،‏ تاثیر مستقیمی بر خواص ترموالاستیسیته بتن دارد. این تغییرات،‏ تنش و کرنش های ناشی از آن بایستی ارزیابی شدند تا به عنوان بارگذاری اولیه در آنالیز پایداری سد به کار روند. در این پژوهش،‏ برای تعیین پاسخ حرارتی سد بتنی تحت تاثر تغییرات دما،‏ تابش های خورشیدی و آب پشت مخزن سد،‏ از مدل المان محدود سه بعدی آباکوس استفاده شد. برای المان بندی سازه از المان بلوکی چهار وجهی بیست گرهی با شش درجه آزادی که قابلیت تحلیل تنش و تغییر مکان را دارد،‏ استفاده شد. نتایج پارامترهای به دست آمده از تحلیل سه بعدی،‏ همانند جابجایی تاج سد،‏ عمق مناطق ترک خورده و بررسی اثر تغییرات درجه حرارت،‏ نشان دهنده توانایی بالای این روش برای ارزیابی پایداری سد است. تحلیل ها نشان می دهد که حداکثر درجه حرارت و گرادیان دمایی در ناحیه کم عمقی از سطح پایین دست رخ می دهد. همچنین اختلاف درجه حرارت بین نقاط مختلف سطح پایین دست با نقاط هم تراز اطراف به دلیل آثار تابش های خورشیدی قابل توجه است،‏ لذا بی توجه به بهره برداری از مخزن سد،‏ می تواند منجر به بروز ناپایداری و ایجاد ترک در کل بدنه سد شود. بررسی نتایج نشان می دهد مدل پیشنهادی،‏ از دقت مناسبی در پیش بینی رفتار حرارتی سد تحت کنش های محیطی برخوردار است.
    کلید واژگان: سد بتنی قوسی, المان محدود, تغییرات حرارتی, جابجایی سد, پایداری, بار حرارتی}
    Variation of temperature in concrete dams has a direct effect on the thermo-elasticity properties and creep phenomenon of concrete. These variations also, the stress and strains from them should be evaluated as initial loading used in the stability analysis of the dam. In this study, ABAQUS three-dimensional finite element model used to determine the thermal response of a dam under the effect of air temperature variations, solar radiation and water behind of the dam. So, a structural meshing with tetrahedral element block was used that each element had 20 nodes with 6 degrees of freedom in which there was the ability to analyze the stress and displacement.
    In this research, the air temperature in the format of average daily air temperature was introduced closely as a boundary condition in ABAQUS model. The water temperature is other boundary conditions that were estimated based on the method proposed by Bofang to predict the water temperature at different depths. Also, in this model, the water level as the average daily water level was applied. The amount of displacement and moment of rotation at the level of dam foundation, both essential as boundary conditions, were used as fixed support and equal to zero. The attenuation model of the concrete was considered using the concrete damage plasticity (CDP) criteria with the coefficient of 3%. The modeling of dam foundation was performed according to a ratio of bedrock modulus of elasticity to the modulus of elasticity of concrete dam and using cubic model. The acoustic element was used to reservoir modeling. This element is the best choice in the modeling of water behind of dam. In this study, the considered hypotheses in the analyzing the dam models were as follow: A) Analysis carried out in a time domain, in which the time range of solving problem would be considered from zero to the alternation time. In dynamic analysis (earthquake), the real-time would be entered into the equation's solution. But in the statical analysis, the alternation time would be considered virtual time, and depending on the amount, the time of performing the program could be lower or higher. The software needs this virtual time to solve the equations step by step in different time periods. Generally, to solve a non-linear statically complex problem such as the provided model, it is recommended to analyze these problems by explicit analyzer and it is suggested to consider the entire time of the analysis longer than the alternation time or natural frequency corresponds to the first figure of the vibration mode of problem. Since time or the necessary frequency period for analyzing arc dam commonly is between to 10 to 30 seconds in dynamical analysis; therefore, this time was considered from zero to 20 seconds in the present study. B) Constituent material of the dam was linear, homogenous and viscoelastic.
    The results showed that by thermal modeling, the final displacement direction was toward the reservoir while without thermal analysis and only by hydrostatic force modeling, the hydrostatic pressure tended to displace the dam in the opposite direction. This indicated the effect of thermal changes on the dam body that not only removed the effect of hydrostatic force but also it displaced the body toward the upstream reservoir. Also, the maximum displacement occurred during the warmest month of July and toward the reservoir. Therefore, due to high solar radiation, the slope of the heat changes in areas near the dam’s crest and the downstream areas exposed to sunlight were at high level. The dam body displacements toward the downstream in hot months were more than cold months. This was due to the simultaneous displacements caused by the thermal and hydrostatic loads in cold months. The results of analyzing finite element in different 12 months showed that upstream tensile stress was at low level and as a result, the possibility of cracking due to the static loads is excluded in this area. Based on the average level of the reservoir in 2009, it could be expected that as the water level decrease under the minimum level of the safety operation, the stress level would move from pressure to tensile state and increase the level of the main stresses in the dam body. So the effect of temperature on the creating critical states was assessed more than the effect of the water pressure.
    The results obtained from model parameters such as displacement of dam crest, depth of cracked areas and analyzing temperature variation between different points indicated the high ability of this method for evaluation of the stability of the dam. The analysis showed that the maximum temperature and temperature gradient happen in the shallow area of the downstream level. Also, the temperature difference between different points of the downstream level and the same level point was considerable because of the effects of solar radiation. This could reveal that a lack of attention to operation of dam would lead to the occurrence of instability and cracks in whole arc dam body. The result of the proposed model showed that developed methodology had suitable accuracy in prediction of dam thermal behavior under the environmental actions.
    Keywords: Thermal variation, Thermal load, Arc concrete dams, Displacement of dam, Stability, Finite element}
  • محمود محمد رضاپور طبری *، مهدی ایل بیگی
    زمینه و هدف
    رشد صنایع و افزایش تقاضا جهت تامین نیازهای آبی و تخلیه غیراصولی پساب به آب خوان، معضلات عدیده ای را برای دشت ها به وجود آورده است. از بین این عوامل آلاینده، فلزات سنگین به دلیل کاربرد گسترده در صنعت و جوامع شهری، عامل شایع تری محسوب می شوند. در این راستا دشت زنجان با توجه به تمرکز صنایع آلوده کننده از این امر مستثنی نبوده و نمونه های کیفی برداشت شده حاکی از وجود انواع مختلفی از فلزات سنگین می باشد. با هدف بررسی نقش عوامل طبیعی و مصنوعی در ایجاد این آلاینده ها، رویکردی بر مبنای مطالعات زمین شناسی، هیدروژئوشیمی، روابط بین کاتیون ها و آنیون ها و وضعیت پراکنش غلظت فلزات سنگین پیشنهاد گردید.
    روش بررسی
    با اعمال ساختار پیشنهادی بر داده های کیفی اندازه گیری شده در دو دوره تر و خشک، ابتدا هر یک از عوامل موثر در بروز آلودگی مورد شناسایی قرار گرفت. سپس با تلفیق عوامل موثر در آلودگی، نقش فعالیت های انسان زاد و منابع زمین زاد تعیین گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان می دهد که عمده آلودگی در نیمه شمالی دشت ناشی از منابع زمین زاد بوده و به صورت طبیعی در آب خوان بروز می نماید. در بخش مرکزی آب خوان نیز با توجه به تمرکز صنایع و وجود شهر زنجان، فعالیت های انسان زاد به عنوان منشا وجود فلزات سنگین مورد شناسایی قرار گرفت. در سایر بخش های دشت نیز هر دو عامل انسان زاد و زمین زاد در ایجاد آلودگی آب خوان نقش داشته اند.
    بحث و نتیجه گیری
    عمده منشا آلودگی فلزت سنگین کروم، مس، آهن و سرب در آب خوان دشت زنجان به صورت طبیعی و زمین زاد بوده و وجود عناصری هم چون روی، منگنز و کادمیوم عمدتا مرتبط با فعالیت های انسانی و صنایع پراکنده در سطح دشت می باشد. با توجه به شناسایی صورت گرفته می توان برای آن بخش از دشت که آلودگی متاثر از فعالیت های انسان زاد می باشد، راهکارهای مدیریتی جهت احیاء و کنترل آلاینده های ورودی به آب خوان ارایه نمود.
    کلید واژگان: فلزات سنگین, آب خوان, منابع زمین زاد, آلودگی, دشت زنجان}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari *, Mehdi Eilbeigy
    Background And Objective
    Industrial development, increasing demand for water supply and illegal waste discharge into the aquifers have created major problems in most of the plains. Among the pollutants, heavy metals are considered as common factors due to their wide application in industry and urban communities. Thus, Zanjan plain as the hub of polluting industries is not exempted and the qualitative samples taken from it indicate the presence of different kinds of heavy metals. To investigate the role of natural and artificial factors in creation these pollutants, the used methodology is proposed based on geology, hydro-geochemistry study, the relationship between cations and anions and the distribution of heavy metals.
    Method
    Using the proposed framework for measuring water quality data in both wet and dry periods, initially, all the factors leading to pollution were identified. Then, the role of anthropogenic and geogenic activities was determined based on a combination of factors involved in pollution of the plain.
    Findings: The results indicate that the main part of contamination in the northern half of the plain is due to anthropogenic sources and appears naturally in the aquifer. In the central part of the aquifer, due to the centralization of industry and presence of Zanjan city, geogenic activities were identified to be the source of heavy metals. In other parts, both anthropogenic and geogenic activities were jointly involved in aquifer pollution.
    Conclusion
    The main source of pollution by heavy metals including Cr, Cu, Fe and Pb in Zanjan aquifer have been natural and geogenic factors. Also, the elements such as Zn, Mn and Cd are mainly associated with human activities and industries that are scattered throughout the plain. According to the evaluations, management strategies can be presented for restoration and control of pollutants input into the aquifer in that part of the plain whose contamination is due to geogenic activities.
    Keywords: Hevay Mentals, Aquifer, Anthropogenic Sources, Contaminant, Zanjan Plain}
  • محمد ابراهیم بنی حبیب، محمود محمد رضاپور طبری، محسن محمد رضاپور طبری
    افزایش جمعیت منجر به افزایش نیازهای آبی در بخش های مختلف شده است. این شرایط نیازمند اعمال راهکارهایی جهت مدیریت بهینه آب می باشد. در این تحقیق، مدل سه هدفه ایی جهت حداکثر نمودن سود اقتصادی، حداکثرسازی تامین مطمئن نیازها آبی و حداقل سازی برداشت از آبخوان پنج بازه مطالعاتی حوضه زرینه رود تدوین گردید. در مدل پیشنهادی، آبخوان های تکاب، سقز، میاندوآب و صائین قلعه و مخزن سد زرینه رود به عنوان مولفه های سیستم منابع آب لحاظ گردید. بر مبنای آب تخصیصی، نیاز آبی و حداکثر عملکرد محصولات، تابع تولید تعریف و با توجه به سطح زیرکشت، منافع اقتصادی پنج بازه محاسبه شد. با استفاده از الگوریتم NSGA-II، منحنی تبادل بهینه بین اهداف که بیانگر سناریوهای مختلف کشت و تخصیص منابع آب می باشند، استخراج شد. از آنجا که نقاط واقع بر منحنی تبادل نمی تواند به طور همزمان هر سه هدف مورد اشاره را ارضا نماید، نقطه بهینه با استفاده از روش گزینش اجتماعی بردا و ترکیب روش های تصمیم گیری انتخاب گردید. مقایسه نتایج بین وضعیت تخصیص تحت شرایط موجود و بهینه نشان می دهد که می توان با اعمال مدل پیشنهادی، بطور متوسط به میزان 5/42 درصد در برداشت از منابع آب صرفه جویی نمود. همچنین مقایسه منافع اقتصادی حاصل از شرایط بهینه و موجود نشان می دهد که با اجرای سناریوی پیشنهادی می توان با افزایش 13 درصدی، منفعت کشاورزی را از 1137730 به 1285971 میلیارد ریال بهبود داد. نتایج این تحقیق می تواند در سایر حوضه های آبریز، جهت کاهش مصرف آب کشاورزی از منابع آب و افزایش در آمد کشاورزان از طریق بهینه سازی الگوی کشت مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: الگوی کشت بهینه, مدل چندهدفه, منافع اقتصادی, تخصیص بهینه, زرینه رود}
    M. E. Banihabib, M. Mohammad Rezapour Tabari, M. Mohammad Rezapour Tabari
    Population growth causes an increase in different sectors water use. This increase requires new strategies for optimal water resources management. In this research, a three objective model was developed for maximization of economic benefit, maximization of reliable water supply and minimization of water withdraw from aquifers. In proposed model, aquifer and reservoir were considered as elements of water resources. Based on allocated water, water requirements, maximum yield of each product, production function were defined and economic benefits of regions in study area were determined. Using NSGA-II algorithm, Pareto trade-off curves for objective with various scenarios of cropping, economic benefit functions in Zarinehrood basin were derived. Since the points on trade-off curve cannot fully satisfy three objectives, optimal point was selected using Borda aggregation method and integration of five multicriteria decision models’ results. Result of comparison between current and optimal allocation demonstrates that we gained 42.5% water save by applying proposed model. In addition, comparison of current and optimal economic benefit showed that the benefit increased from 1,137,730 billion IRR to 1,285,971 billion IRR (13% increase). The result of this research can be used in other basins for decreasing in agricultural water use from water resources and increasing farmers’ income by optimal cropping pattern.
    Keywords: Optimal cropping pattern, Multi-objective model, Economic benefit, Optimal allocation, Zarinehrood}
  • محمود محمد رضاپور طبری، محمد نویدمقیم
    تا کنون تحقیقات زیادی جهت طراحی موج شکن های سکویی شکل پذیر صورت گرفته که اکثرا اقدام به بررسی اثر تک تک پارامترها بر پایداری سازه نموده اند. بر این اساس ارائه برنامه ایی جهت بهینهسازی ساختار هندسی موج شکن سکویی ضروری است. در این تحقیق یک برنامه مدون جهت تعیین ساختار هندسی بهینه موج شکن های سکویی شکل پذیر بر مبنای هزینه های اجرایی ارائه گردید. برای این منظور، ابتدا بر پایه روابط تجربی مطالعات قبلی جهت تعیین عرض فرسایش یافته موج شکن و همچنین هزینه های استخراج سنگ و حمل مصالح از دو معدن جهاد و توسعه، ساختاری جهت تعیین ابعاد بهینه موج شکن تدوین گردید. در این ساختار بر مبنای تحلیل حساسیت صورت گرفته، پارامترهای قطر متوسط بلوک سنگی و ارتفاع تراز سکو تا بستر دریا به عنوان متغیرهای تصمیم انتخاب شدند. نتایج حاصل از اجرای ساختار پیشنهادی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر جستجوی تصادفی نشان دهنده از کاهش قابل توجه هزینه های ساخت موج شکن نسبت به مقادیر غیربهینه متغیرهای تصمیم می باشد. بر پایه مقادیر بهینه حاصله، درصدهای بهینه برداشت از معادن مختلف استخراج مصالح به گونه ای که کمترین هزینه حمل و استخراج را دارا باشند، تعیین گردید. نتایج نشان می دهد در صورتی که قطر مشخصه سنگدانه ها و ارتفاع تراز سکو تا بستر دریا به ترتیب برابر با 82/0 و 9/4 متر باشد، کمترین هزینه حاصل می شود. اینرور عرض بهینه فرسایش یافته موج شکن، معادل 77/17 متر تعیین گردید. همچنین جهت دستیابی به یک طرح اقتصادی بهینه باید مصالح تشکیل دهنده موج شکن در معادن جهاد و توسعه به ترتیب 37/63 درصد دارای دانه بندی 5/2-1 تن و 71/61 درصد دارای دانه بندی 5/1-3/0 تن داشته باشند.
    کلید واژگان: جستجوی تصادفی, فرسایش, عرض سکو, موج شکن سکویی, هزینه اجرایی}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari, Mohammad Navid Moghim
    So far, many studies have been done to design reshaping berm breakwaters (RBB) that mostly have provided the effect of individual parameter on structure stability. Accordingly, the presentation of systematic optimal geometrical design of RBB is necessary. In this research, a generic program is presented to determine the optimal geometrical structure of RBB based on administrative costs. So, initially, the methodology were proposed to determine the breakwater optimal dimensions based on calculated berm recession from empirical formulae of previous studies and the cost of extraction and transportation of the materials from JAHAD and TOUSEH mines. The nominal diameter of stone blocks and the berm height from sea bed were selected as a decision variable based on sensitivity analysis. The results of implementation of the proposed structure using random search algorithm represent a significant reduction in costs of breakwaters construction compared to non-optimal values of decision variables. Based on the resulting optimal values, were determined the optimal percentages of extraction from miscellaneous mines with lowest extraction and transportation costs. The results indicated that the minimum cost is obtained if the values of nominal diameter of stone blocks and the berm height from sea be are equal to 0.82 and 4.9 meters, respectively. Therefore, the optimal width of berm recession was determined equivalent to 17.77 meters. Also, in order to achieve an optimal economic plan, the breakwaters constituent materials in JAHAD and TOUSEH mines must have 63.37 percentage with gradation of 1-2.5 tons and 61.71 percentage with gradation of 0.3-1.5 tons, respectively.
    Keywords: Administrative cost, Berm breakwater, Berm width, Random search, Recession}
  • محمود محمد رضاپور طبری*
    با توجه به ارتباطات غیرخطی بین مولفه های حاکم بر سفره های زیرزمینی، از این سیستم ها به عنوان یک سیستم پیچیده نام برده می شود. تخمین درجه پیچیدگی این سیستم با توجه به تغییرات طبیعی و مصنوعی حاکم بر آن جهت ارزیابی های کمی و کیفی آبخوان بسیار مهم می باشد. در این تحقیق بر مبنای تغییرات بلندمدت (93-64) پیزومترهای دشت ساوه اقدام به بررسی اثر احداث سد ساوه بر روی آبخوان پایین دست سد با استفاده از تحلیل آنتروپی چندمقیاسه گردید. در این رویکرد بر خلاف روش آنتروپی که تنها میزان آنتروپی برای یک فاکتور مقیاس را مورد محاسبه قرار می دهد، از آنتروپی چندمقیاسه (MSE) جهت ارزیابی تغییرات احتمالی پیچیدگی آبخوان در چندین فاکتور مقیاس استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که میزان پیچیدگی آبخوان بعد از احداث سد ساوه از ابتدای دشت تا میانه دشت بشدت کاهش یافته و به طور متوسط 31 درصد افزایش در میزان اختلاف آنتروپی (پیچیدگی) در دو دوره (قبل و بعد از احداث سد) مشاهده می شود. این تغییرات در خصوصیات پیچیدگی سفره منجر به تخریب سیستم طبیعی آبخوان و کاهش درجه پیچیدگی آن شده است. مقایسه رویکرد پیشنهادی با روش من-کندال بیانگر کارآیی آنتروپی چندمقیاسه در ارزیابی پیچیدگی سیستم آبخوان و تشخیص رخدادهای غیرطبیعی در سری زمانی تراز سطح آب زیرزمینی می باشد. این مطالعه می تواند مبنایی جهت حفاظت از محیط طبیعی آبخوان ها و ارزیابی اثرات ساخت سازه های هیدرولیکی عظیم بر روی سفره های زیرزمینی را ارائه نماید.
    کلید واژگان: آبخوان, دشت ساوه, آنتروپی چندمقیاسه, پیچیدگی سیستم}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari*
    According to the nonlinear relationship between the components of the aquifer, these systems are called as a complex system. In these systems due to natural and artificial changes, the estimating the degree of complexity for quality and quantity groundwater assessment is very important. In this study, in order to ascertain impacts of SAVEH dam on the complexity of the SAVEH aquifer plain, which is located downstream of the dam, multi-scale entropy (MSE) theory was applied to analyze long-term variation piezometers (1985-2014). In this approach, unlike the sample entropy that only the amount of entropy for a single scale factor measured, the MSE used to assess the possible changes in the complexity of the aquifer in multi scale factor. The results show that the complexity of the aquifer after SAVEH dam construction precipitously decreased from the beginning to the middle of the aquifer plain and an average 31 percent increase can be seen in the difference between the sample entropy (complexity) in two periods (before and after the dam construction). The complexity properties alterations of the aquifer caused the destruction of natural systems aquifer and decrease the complexity of it. The comparison between proposed approach and Mann-Kendall method is indicated that the efficiency of MSE in evaluating the complexity of aquifer systems and detection of abnormal events in the groundwater table level time series. This study could provide references for conservation of the aquifer natural environment and the assessment of impacts induced by big hydraulic structures construction on the groundwater system.
    Keywords: Aquifer, SAVEH Plain, Multi, scale entropy, System complexity}
  • محمود محمد رضاپور طبری، محمد نوید مقیم، راضیه فروزان بروجنی
    موج شکن ها به عنوان سازه هایی که نقش مهمی در حفاظت از تاسیسات ساحلی دارند جهت ایجاد آرامش در بندرگاه، حفاظت از سواحل در مقابل امواج و کاهش انرژی ناشی از امواج، مورداستفاده قرار می گیرند. در این مطالعه اقدام به ارائه رابطه ای جهت تخمین میزان سرریزی امواج از روی موج شکن که یکی از مهم ترین پارامترهای حاکم در طراحی موج شکن ها است پرداخته شد. پدیده سرریزی زمانی رخ می دهد که حداکثر تراز بالاروی موج از تراز تاج سازه بالاتر رود. جهت دستیابی به این هدف، با توجه به پارامترهای هیدرولیکی و سازه ای مرتبط با سرریزی موج، رابطه ای جهت محاسبه سرریزی موج از روی موج شکن های شکل پذیر پیشنهاد گردید. در این تحقیق اثر عمق آب پای سازه و قطر سنگ دانه ها به عنوان پارامترهای تاثیرگذار در نظر گرفته شد. بدین منظور با استفاده از پارامترهای مرتبط با سرریزی موج و به کارگیری نظریه باکینگهام بی بعد سازی انجام گردید. سپس نتایج حاصل از فرمول جدید با روابط ارائه شده در مطالعات قبلی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاکی از دقت بالای رابطه تدوین شده در تخمین میزان سرریزی امواج بوده و نشان می دهد که رابطه پیشنهادی در مقایسه با سایر تحقیقات قبلی از همبستگی خوبی با نتایج آزمایشگاهی برخوردار است.
    کلید واژگان: بندرگاه, سرریزی موج, شکل پذیر, موج, موج شکن}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari, Mohammad Navid Moghim, Razieh Forouzan Boroujeni
    The breakwater as structures that have an important role in the protection of coastal facilities was used to create calm in the harbor, reduce wave energy and also protect the coast against wave attack. Wave overtopping is an important parameter to design breakwater. In this paper, a new formula will be proposed to estimate wave overtopping on the reshaping breakwater. In this research, further effective parameters such as stone diameter (Dn50) and water depth at toe of the structure (d) were considered to estimate wave overtopping. Wave overtopping occurs when water level goes higher than the crest of the structure. To derive a new formula, at first a relation was proposed using hydraulic and structural parameters associated with wave overtopping and then the dimensionless parameter was used by Buckingham theory. A comparison was made between the new relation and the relations proposed by former studies. This research indicated that the proposed formula is accurate in estimating wave overtopping on reshaping berm breakwater.
    Keywords: Port, Breakwaters, Reshaping, Wave, Wave overtopping}
  • محمود محمد رضاپور طبری، محسن مزک ماری
    از جمله دستورالعمل های مدیریت صحیح منابع آب، طراحی بهینه مقاطع کانال های انتقال آب است. طراحی مقطع کانال با کمترین میزان تلفات آب شامل کمینه کردن میزان نشت و تبخیر از کانال تحت شرایط جریان یکنواخت در کانال می باشد. تا کنون طراحی بهینه مقاطع کانال بر اساس روابطی با خطای بالای در تخمین میزان نشت بوده که می بایست مورد بازنگری قرار گیرد. در این تحقیق به کمک بسته نرم افزاریSEEP/W، میزان نشت در کانال برای حالت های مختلف مدلسازی و پس از آن مناسب ترین مدل نرم بین داده های ورودی و خروجی استخراج خواهد شد. این مدل با سایر روابط تجربی مقایسه و ضمن تایید صحت دقت بالای تخمین نشت توسط آن، از آن به عنوان روشی دقیق تر در فرآیند بهینه سازی با هدف کمینه کردن تلفات آب از کانال مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج مطالعه در قالب نمودارهایی بی بعد ارائه می شود که امکان طراحی ساده ابعاد کانال را فراهم می نماید. مقایسه نتایج مطالعه حاضر با سایر تحقیقات مشابه، نشان دهنده تغییرات قابل ملاحظه ابعاد بهینه کانال بین تحقیق حاضر با سایر تحقیقات به دلیل استفاده از روش پیشنهادی تخمین نشت می باشد.
    کلید واژگان: ابعاد بهینه, کانال, تلفات آب, نشت, بهینه سازی}
    M. Mohammad Rezapour Tabari, M. Mazak Mari
    The optimal design of water conveyance canal sections is one of the guidelines in management of water resources. Design of canal section with minimum loss of water is to consider minimizing seepage and evaporation under uniform flow condition. So far, the optimal design of canal sections was based on inaccurate estimates of seepage rate which needs to be revised. In this study, the seepage from a canal in miscellenouse conditions was modeled using SEEP/W software. The accurate soft model between input and output data was then extracted. Comparing the extracted soft model with other empirical equation, indicate the high accuracy of the selected soft model. This model were then used in optimization process with the aim of minimizing the canal water loss. The results are presented in terms of dimensionless graphs which made a simple design of canal dimensions possible. Comparing the results with other similar studies indicated the significant changes in optimal canal dimension.
    Keywords: Optimal dimension, Canal, Water loss, Seepage, Optimization}
  • محمود محمدرضاپور طبری*، محمدحسین منتظریون
    دسترسی به اطلاعات صحیح یکی از ابزارهای پایه در اتخاذ تصمیمات کلیدی در طرحهای منابع آبی است. بر این اساس کمبود اطلاعاتی همچون موقعیت دقیق جغرافیایی و سطح حوضه آبخیز سدها منجر به نابسامانی سامانه یکپارچه مکان محور می شود. لذا در این مطالعه با توجه به اهمیت سدهای مخزنی و در جهت تکمیل اطلاعات مکانی سدها، رویکردی با بهره گیری از سامانه اطلاعات جغرافیایی و تصاویر ماهواره ای پیشنهاد گردید. بر اساس این رویکرد، موقعیت جغرافیایی سدها و مرز آبشناسی حوضه ی آبخیز آنها تعیین و در قالب نقشه رقومی کاربردی تهیه گردید. نتایج نشان می دهند که سطح خالص حوضه ی آبخیز سدهای در حال بهره برداری، اجرایی و مطالعاتی با حذف حوضه های تداخلی، 5/31 درصد مساحت کشور می باشد. همچنین، نتایج بر آن گواهند که دریاچه ی 10 سد مخزنی در حال بهره برداری، که تامین کننده ی بخش قابل توجهی از نیازهای آبی می باشند، حداقل بین 4 استان مشترک بوده و نیازمند تدوین سیاستهای بهره برداری بر مبنای شبیه های حل اختلاف می باشند. بر مبنای تلفیق مرز حوضه ی آبخیز سدهای در حال بهره برداری و لایه ی رقومی وضعیت فرسایش می توان دریافت که بیش از 50 درصد از کل سطح حوضه ی آبخیز سدها از لحاظ فرسایش و رسوب در وضعیت بحرانی و فوق بحرانی قرار دارند.
    کلید واژگان: حوضه آبخیز سد, مدیریت بهم پیوسته, منابع آب, سامانه های اطلاعات جغرافیایی, سنجش از دور}
  • محمود محمدرضاپورطبری
    افزایش نیازهای آبی در مناطق توسعه یافته، چالش های زیادی را در تامین نیازها ایجاد نموده است. فرودگاه نیز به عنوان یکی از مناطق حساس و استراتژیک حمل بار و مسافر، از این قاعده مستثنی نیست. با توجه به خطراتی که در نتیجه برداشت بی رویه از آبخوان ها به دلیل نشست سطح زمین در باند پروازی می تواند ایجاد شود، برنامه ریزی برای تدوین الگوی بهینه مصرف بر اساس برداشت پایدار، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق بر اساس آمار و اطلاعات مصرف و برداشت و طرح های آینده محدوده فرودگاه بین المللی امام خمینی (ره)، مدلی بر پایه برنامه ریزی چندهدفه تدوین شد. در این مدل با هدف حداقل نمودن میزان عدم تامین نیاز و هزینه انتقال آب بخش های واقع در هر منطقه نیاز، مقدار بهینه تخصیص از منابع آبی پیشنهادی به صورت سیاست های ماهانه برداشت از منابع بهره برداری زیرزمینی و به صورت گرافیکی تهیه شد. نتایج نشان داد که برای برداشت مطمئن از چاه ها باید دستورالعمل های بهره برداری ارائه شده برای هر چاه به دقت اجرا شود. این امر منجر به افزایش اطمینان پذیری تامین و کاهش هزینه های ناشی از آن می شود. این رویکرد، قابلیت تعمیم به افق های آینده برنامه ریزی را داشته و می تواند با توسعه تابع هدف و محدودیت های آن، برای هر منطقه ای به کار رود.
    کلید واژگان: نیاز آبی, فرودگاه امام خمینی (ره), بهره برداری بهینه, الگوریتم NSGA, II}
    The increasing demand for water in developed regions has led to numerous water supply challenges. Given their sensitivity and strategic importance as zones of cargo and passenger transfer, international airports are no exception to this general rule. The potential dangers to ground subsidence on the runway as a result of excessive groundwater withdrawal warrant plans aimed at developing models for optimal groundwater withdrawal as a measure of sustainable use of aquifers. In this study, consumption and withdrawal data are used and future development plans of the Imam Khomeini International Airport are considered to develop a model for groundwater use within the region based on multi-objective programming. Considering the objectives of maximizing water supply and minimizing costs of water transmission to demand zones, the model was used to develop an optimal water allocation system for the region containing monthly groundwater withdrawal policies and graphical distribution plans. The results show that the operation instructions thus developed for each well need to be carefully executed in order to ensure its safe exploitation. Strict adherence to the instructions is expected to enhance water supply reliability and to reduce the associated costs. This approach can be tailored and scaled up for future planning horizons and is also replicable in other areas by developing the relevant objective functions and constraints.
    Keywords: Water Demand, Imam Khomeini Airport, Optimal Operation, NSGA, II Algorithm}
  • محمدحسین منتظریون*، محمود محمد رضاپور طبری
    جهت تصمیم گیری برای جلوگیری از شورشدن و زه دار شدن تدریجی اراضی، نیاز به شناخت منشاء، حدود و میزان شوری و اطلاعات کمی و بهنگام از منطقه میباشد. با استفاده از پردازش و تفسیر تصاویر ماهوارهای و تحلیلهای منطقهای داده های آماری مانند هدایت الکتریکی و تغییرات تراز آبخوان میتوان به شناسایی مناطق شور و زهدار پرداخت. در تحقیق حاضر با تولید نقشه های کاربری فعلی و قدیمی اراضی و بررسی کمی پارامترهای نشانگر شوری، علاوه بر نشان دادن کارائی سنجش از دور با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست سنجنده های ETM+و TM مربوط به تابستان سال های 1371 و 1381، تغییرات کمی سطح اراضی مناطق شور و زهدار دشت بهشهر در دوره آماری سالهای 81-1365 ارزیابی گردید. نتایج نشان میدهد در طی دوره مورد بررسی، سطح اراضی شور و دارای افت تراز آبخوان به مرور زمان افزایش یافته که آنالیز داده های بدست آمده با نتایج حاصل از تفسیر تصاویر ماهوارهای با مواردی نظیر افزایش سطح کلاس کاربری اراضی شور، دیم - شوره زار، کاهش اراضی زراعت آبی و باغات، افزایش سطوح کشت دیم هماهنگ می باشد.
    کلید واژگان: شوری, زهدار شدن, سنجش از دور, تراز سطح آب زیرزمینی, سیستمهای اطلاعات جغرافیایی}
    M.H. Montazerion*, M. Mohammad Rezapour Tabari
    The decision to avoid a gradual salinization and swamping requires understanding the origin and the extent of salinity as well as quantity and up-to-date information of the area. Processing and interpretation of imagery satellite and regional analysis of statistical data such as electrical conductivity and groundwater table level variation can be used in recognition the salinity and swamp lands. In this study, with generating the historic and existing land use map and quantitative analysis of salinity index parameters, the effectiveness of the remote sensing using satellite landsat TM and ETM+ sensors from the summer of 1992 and 2002 was illustrated. This research also showed the quantitative variation in salinity and swamp land surface of BEHSHAHR plain in the period of 1986-2002. The result showed an increase in the saline land area and lands with drawdown in the groundwater table level for the expressed period. The results were consistent with the analysis based on the results of the interpretation of satellite images such as increase in classes of salty land use, rainfed–salty land use, decrease in irrigated agricultural and orchards, and increase in the rainfed farming lands.
    Keywords: Salinity, Swamp, Remote Sensing, Groundwater Table Level, Geographic Information Systems}
  • محسن علی حمزه، محمود محمدرضاپورطبری*
    بروز بار آلاینده ناگهانی در منابع آب به هر یک از دو صورت تصادفی و انسان ساخت باعث ایجاد بحران می گردد. به طور مثال ورود بار آلاینده MTBA در سد قشلاق سنندج، وارد شدن ناگهانی بار آلاینده مشتقات نفتی در رودخانه زاینده رود و همچنین در رودخانه کرخه، نمونه ای از این قبیل بحران ها می باشد. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی و شبیه سازی رفتار کیفی مخزن در شرایط ورود بار آلاینده ناگهانی می باشد که می تواند در مواجهه با بحران های کیفی به مدیران و تصمیم گیران در اتخاذ سیاست های کارا کمک نماید. در این مقاله با استفاده از نسخه سوم نرم افزار شبیه سازی کیفی دو بعدی میانگین عرضی (CE-QUAL-W2)، مدل شبیه سازی مخزن سد کرج تهیه شده و آلودگی بیولوژیکی با شاخص کلیفرم به عنوان بار آلاینده ناگهانی در نظر گرفته شد. سپس با در نظر گرفتن عوامل دخیل بر چگونگی پخش، جابه جایی و زوال کلیفرم، پنج سری سناریوی مختلف که شامل گزینه های مختلف نرخ زوال کلیفرم، حجم آب ذخیره مخزن، محل ورود بار آلاینده، دمای آب، آبدهی ورودی به مخزن و نرخ ته نشینی کلیفرم می باشد، برای 12 ماه سال تولید شد. بر اساس سناریوی های تعریف شده، میزان تاثیر هر یک از عوامل بر رفتار آلودگی بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که محل ورود بار آلاینده تاثیر زیادی در میزان بیشینه غلظت آلودگی خروجی از سد و دوره بحران ناشی از آن دارد. به طوری که غلظت آلودگی خروجی و دوره بحران ناشی از ورود بار آلاینده در یک سوم پایینی مخزن به ترتیب 15 برابر غلظت آلودگی خروجی و 2 برابر دوره بحران ناشی از ورود بار آلاینده در یک سوم بالایی مخزن است.
    کلید واژگان: شبیه سازی کیفی, آلودگی ناگهانی بیولوژیکی, کلیفرم, بحران, بهره برداری از مخزن}
    M. Alihamzeh, M. Mohammad Rezapour Tabari*
    Sudden contaminant load in water resources either man made or in circumstantial process causes crisis. Appearance of MTBE contaminant load in Geshlagh Dam in Sanandaj city, entering the sudden contaminant load of oil determinatives into Zayandehrood River and Karkhe River are examples of such crisis that have occurred in Iran. The purpose of this study is evaluating and simulation of reservoir quality behavior in case of sudden contaminant load. This can help the managers and planners in selecting the applicable policies in the situation of quality crisis. In this paper, Karaj Dam reservoir simulation model has been created by the third version of two-dimensional mean transverse (CE-QUAL-W2) and a biological contaminant with coliform index has been considered as a sudden contaminant load. By considering the factors affecting the behavior of advection, dispersion, diffusion, and deterioration of coliform, five different scenarios have been created for 12 months of the studied year. These included coliform deterioration rate, the effect of reservoir water storage volume, contaminant load input location, the effect of water temperature, discharge into the reservoir, and the coliform sediment rate. Based on the defined scenarios, the rate of influences of each abovementioned factor on the behavior of pollutant has been investigated. The result shows that the input location of the contaminant load has a severe effect on the maximum output contaminant and crisis period. Therefore entering the contaminant load at the lower third of reservoir comparing to those of at the upper third of the reservoir has 15 times more output contaminant and the crisis period due to entering the contaminant load at the lower one third of the reservoir is two times of the crisis period due to entering the contaminant load at the upper one third of the reservoir.
    Keywords: Quality simulation, Biological suddenly contaminant, Coliform, Crisis, Reservoir operation}
  • محمود محمدرضاپورطبری، مهدی ایل بیگی
    شبیه سازی رفتار آبخوان به منظور تعیین میزان بهره برداری و برنامه ریزی برای استفاده پایدار از این منابع بسیار مهم است. در این خصوص مدل های آب زیرزمینی با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی، هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی اقدام به پیش بینی کمی و کیفی پارامترهای آبخوان می نمایند. از آنجا که شناخت صحیح این پارامترها می تواند منجر به افزایش دقت شبیه سازی آبخوان گردد، لذا تخمین مقادیر متناسب با پارامترهای ورودی مدل از اهمیت بالایی برای برنامه ریزی در شرایط واقعی برخوردار است. لذا در این مطالعه مدلی بر پایه روش های پیشرفته بهینه یابی به منظور کالیبره نمودن پارامترهایی با دقت پایین (ضرایب هیدرودینامیکی، مقادیر برداشت و تغذیه آبخوان) تدوین گردید. در مدل پیشنهادی، حداقل نمودن مجموع میزان اختلافات بین مقادیر شبیه سازی و مشاهداتی تراز سطح آب زیرزمینی در طول دوره شبیه سازی به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شد. بازه مجاز تغییرات پارامترهای مورد کالیبراسیون به عنوان محدودیتهای مسئله لحاظ گردید. برای تعیین مقدار تراز در هر سلول، از روابط حاکم بر محیط های متخلخل استفاده شد که بر اساس روش اختلاف محدود این روابط حل شدند. با اجرای مدل پیشنهادی مقدار بهینه پارامترها در هر سلول تعیین گردید. بررسی مقادیر تراز شبیه سازی شده با مقادیر مشاهداتی نشان دهنده دقت بالای رویکرد ارائه شده در تخمین صحیح پارامترهای آبخوان است.
    کلید واژگان: مدل سازی ریاضی, کالیبراسیون خودکار, آبخوان, بهینه سازی, مدل گسترده, پارامترهای مدل}
    Simulation of behavior of aquifers into determining groundwater exploitation rate and planning for sustainable use of groundwater is very important. In this regard, groundwater models using hydraulic, hydrological and hydro-geological parameters were developed to predict the quality and quantity of aquifer parameters. Good knowledge of these parameters can be increase the accuracy of aquifer simulation. For this purpose, a structure based on advance optimization methods for calibration of parameters with low accuracy (coefficient of hydrodynamic, aquifer recharge and withdrawal rates) were developed. In the proposed model, minimizing the sum of the square differences between simulated and observed groundwater level was considered as the objective function. Allowable range of calibration parameters has been considered as constraints. The governing flow equations of the aquifer used to determine the groundwater level in each cells. These equations were solved by the finite difference method. by runing the proposed model, the optimal values of parameters were determined in each cell. The comparison between simulated and observed groundwater level shows the capability of the proposed approach in accuratey estimation of the aquifer parameters.
    Keywords: Mathematical Model, Auto, Calibration, Aquifer, optimization, Distributed Model, Model Parameters}
  • پوریا جوان، محمود محمدرضا پور طبری، مهدی میرزایی
    دو پارامتر عمق و سرعت سیل تعیین کننده میزان خطری است که سیل در هر نقطه دارد. معادله حاکم بر انرژی جریان از آن جهت که دارای هر دو معیار سرعت و عمق جریان است، برای تحلیل در این زمینه مناسب به نظر می رسد. به منظور تدقیق در پهنه بندی سیل با دوره های بازگشت مختلف و خطر مواجهه با آن در اراضی حاشیه رودخانه ها، روش های متعددی پیشنهاد شده است. دخیل نمودن عواملی نظیر تحلیل سیلهای گذشته در منطقه تحت تاثیر سیل، عوامل هیدرولوژیکی منطقه و درنظر گرفتن مولفه های هیدرولیکی موثر در پهنه بندی سیلاب نظیر سرعت جریان از این دسته هستند. در این مقاله تاثیر پهنه بندی سیل توسط انرژی جریان در نقاط تحت تاثیر سیل بررسی گردید. همچنین خطر سیل از نظر انرژی جریان، در هر مقطع از مسیر رودخانه، با ارائه یک نمودار پیشنهادی بازه بندی خطر با دیگر پهنه بندی های انجام گرفته در این زمینه مقایسه گردید. در این مقاله رودخانه فردو از رودخانه های بخش کهک استان قم که دارای مشخصات کوهستانی و جوان در بالادست و بالغ و پایدار در پایین دست جریان است و در فصلهای مختلف سال مورد آسیب سیل قرار می گیرد، مورد بررسی قرار گرفت. روش پیشنهادی در این تحقیق، علاوه بر بالابردن دقت شناسایی خطر سیل در نواحی سیل گیر، شناسایی قسمت هایی از بستر و حاشیه رودخانه که تحت تاثیر شدید سیل قرار می گیرد را برای تصمیم گیری به منظور ساماندهی رودخانه ها تسهیل می کند.
    کلید واژگان: پهنه بندی خطر سیل, معادله انرژی جریان, برآورد خطر سیل, مدیریت سیلاب دشت, مدیریت رودخانه}
    Pourya Javan, Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari, Mahdi Mirzaei
    Flooding and its damages are not only found uplift water level in a region. In other words, the depth and speed parameters together have determining the level of flood risk at each point. This subject is visible in flooded plain with low height and high speed of 2 meters per second, which damages are extensive. According to the criteria of having both velocity and flow depth in the governing equation to the flows energy, this equation seems appropriate to analysis in this study. Various methods have been proposed for increase accuracy in flood zoning with different return periods and risks associated with it in land border of river. For example, some of these methods are considered factors such as analysis of past flooding in the area affected by floods, hydrological factors and consideration of hydraulic elements affecting in flood zoning (such as flow velocity). This paper investigates the effect of flood zoning by the energy flow in the areas affected by floods. Also risk due to flood based on energy flow in each section of the river is compared by the proposed graphs of hazard interval and other done flood zoning in this field. In this study, the FORDO river has been selected as the case study. This river is part of the rivers located in the city of QOM KAHAK. The characteristics of river in upstream and downstream are mountain, young and stable and adult, respectively. Also this river in different seasons is exposed the flood damage. The proposed method in this study can be improving recognition accuracy of flood risk in areas affected by flood. Also, this method facilitate the identify parts of the river bed, that is affected by severe flooding, for decision making to improve rivers organizing.
    Keywords: Flood Risk Zoning, Flow Energy Equation, Flood Risk Assessment, Flood Plain Management, River Management}
  • محمود محمد رضاپور طبری، جابر سلطانی
    هدف از این مطالعه پیش بینی رواناب به صورت مکانی با استفاده از اطلاعات ایستگاه های هیدرومتری و هواشناسی بود. بررسی ها نشان می دهد که معمولا ارتباطات مشخصی بین داده های هواشناسی و هیدرومتری بالادست حوضه با میزان رواناب تولیدی در خروجی حوضه وجود دارد و چنانچه بتوان قوانین نهفته در سابقه تاریخی داده های ثبت شده در این ایستگاه ها را استخراج نمود، می توان به آسانی بر پایه اطلاعات اندازه گیری شده به پیش بینی میزان رواناب پرداخت. بر این اساس از بین ابزارهای موجود، تئوری فازی می تواند با انعطاف پذیری خود در تدوین قوانین فازی، دانش نهفته در داده های مشاهده ای را به نحوه مطلوبی به منظور پیش بینی پارامترها در زمان واقعی ارائه نماید. لذا در این تحقیق سیستم استنتاج فازی به منظور برآورد میزان رواناب در ایستگاهی واقع در پایین دست رودخانه طالقان رود با استفاده از آمار ایستگاه های باران سنجی و هیدرومتری بالادست رودخانه به کار گرفته شد. اجرای سیستم فازی معمولی نشان دهنده عدم کارایی مناسب این ابزار در ارائه مقادیر صحیح پیش بینی است که علت آن را می توان در نامناسب بودن مقادیر بازه ای مرتبط با توابع عضویت هر یک از پارامترهای موثر در فرایند مدل سازی جستجو نمود. با توجه به زمان بر بودن ساخت تابع عضویت متناسب با هر یک از پارامترها به دلیل تعدد حالات مختلف توابع عضویت، اقدام به استفاده ترکیبی از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر هوش جمعی به منظور تسریع و بهبود وضعیت مدل سازی گردید. با اجرای مدل ترکیبی، مقادیر بهینه مرتبط با هر یک از توابع عضویت متغیرهای وابسته و مستقل، استخراج شده و بر پایه آن و با استفاده از سیستم فازی اقدام به پیش بینی رواناب در ایستگاه پایین دست رودخانه گردید. نتایج نشان دهنده دقت بالای استفاده از روش ترکیبی پیشنهادی در مقایسه با روش های کاربرد منفرد استنتاج فازی است به طوری که با استفاده از این مدل پیشنهادی می توان میزان دقیق تری از رواناب را برای شرایط آینده برآورد نمود.
    کلید واژگان: سیستم استنتاج فازی, بهینه سازی, الگوریتم مبتنی بر هوش جمعی, رواناب, رودخانه طالقان}
    Mahmoud Mohammad Rezapourtabari, Jaber Soltani
    The aim of this study is the spatial prediction runoff using hydrometric and meteorological stations data. The research shows that usually there is a certain communication between the meteorological and hydrometric data of upstream basin and runoff rates in output basin. So, if can be extracted the rules related to historical data that recorded at stations, can be easily predicted runoff amount based on data measured. Accordingly, among the tools available, the fuzzy theory (with flexibility in developing fuzzy rules) can be provide the knowledge lies in the observed data to parameters prediction in real time. So, in this research the fuzzy inference system has been used for estimating runoff rates at stations located in the Taleghan river downstream using rain gage stations and hydrometric stations upstream. Because the inappropriate values associated with membership functions, the fuzzy system model can not provide correct value for the prediction. In this study, a combination of intelligence-based optimization algorithm and fuzzy theory developed to accelerate and improve modeling. The result of proposed model, optimum values to each membership function that related to dependent and independent variable extracted and based on it’s the runoff rates in rivers downstream predicted. The results of this study were shown that the high accuracy of proposed model compared with fuzzy inference system. Also based on proposed model can be more accurately the rate of runoff estimated for future conditions.
    Keywords: Fuzzy Inference System, Optimization, Particle Swarm Optimization, Runoff, Taleghan River}
  • محمود محمدرضاپور طبری، رضا مکنون، تقی عبادی
    کمیت و کیفیت منابع آبی قابل دسترس به عنوان مهم ترین فاکتور محدود کننده توسعه در اکثر مناطق خشک و نیمه خشک جهان محسوب می شوند. مدیریت در استفاده تلفیقی از منابع آب، یکی از مهم ترین گزینه هایی است که می تواند به منظور بهره برداری بهینه از منابع آبی قابل دسترس، مفید و موثر واقع شود. در این تحقیق به منظور برنامه ریزی بلند مدت بهره برداری تلفیقی، مدلی با هدف حداقل نمودن میزان عدم تامین نیاز سیستم با توجه به منابع آبی موجود تدوین گردید. در این راستا محدودیتهای در نظر گرفته شده برای مدل سازی شامل محدودیت برداشت از منابع، اولویتهای مصرف در مناطق و بخشهای مختلف، طرحهای انتقال آب بین حوضه ای و میزان تقاضای سیستم برای یک دوره 30 ساله بودند. به منظور همگرایی سریع تر مدل تدوین شده از مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک مرحله ای استفاده شد. با توجه به نتایج مدل بهینه سازی، دستورالعمل های بهره برداری از منابع آب سطحی و زیرزمینی به تفکیک برای مصارف شرب و کشاورزی به ترتیب به صورت سالانه و ماهانه برای سه افق کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت به نحوه مطلوبی تدوین شد و مورد صحت سنجی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان دهنده کارایی بالای سیاست های ارائه شده در جهت بهبود پتانسیل های آبی منطقه و جلوگیری از تلفات بی رویه آب در نتیجه استفاده نامطلوب از آن در اراضی کشاورزی و افزایش پایداری در سیستم آب زیرزمینی بود.
    کلید واژگان: بهینه سازی, بهره برداری تلفیقی, الگوریتم ژنتیک مرحله ای, اطمینان پذیری, سیاست های بلند مدت}
    Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari, Reza Maknoon, Taghi Ebadi
    In the most of arid and semi-arid countries، the quality and quantity of available water resources play a significantly limiting role in development. In these regions، the conjunctive management is a suitable alternative that can lead to the optimal operation of available water resources. In this study، a conjunctive use model is developed in order to maximize water supply demands in 30-year period historical records. Discharge from resources، consumption priority in sectors and zones، inter-basin water conveyance plans and water demands are considered as the optimization model’s constraints. The ultimate goal of the study is to present short-term، medium-term and long-term operating policy. The sequential genetic algorithm is used to speed up the convergence to near global solution. The operating rules of surface and groundwater resources are separately developed for agriculture as well as domestic demands in the annual and monthly manner، respectively in the three above-mentioned periods. Finally، these rules are verified based on previously unused historical records. The results showed that the proposed model can effectively improve water resources potential، sustainable groundwater resources and undesirable use in agriculture sector.
    Keywords: Optimization, Conjunctive Use, Sequential Genetic Algorithm, Reliability, Long, Term Policy}
  • پوریا جوان، محمود محمدرضا پور طبری
    تغییرات ناشی از بهره وری در رودخانه سبب تغییر چهره ی رودخانه شده و بجز تاثیر بر حیات رودخانه ها، بر محیط زیست و اکولوژی حریم رودخانه ها نیز تاثیر می گذارند. در این میان به منظور بردن بیش ترین استفاده از پهنه سیل گیر و حفاظت از آن، سازه هایی متناسب با نوع کاربری های مورد انتظار ساخته می شوند. این نوع اقدامات در بیش تر مواقع منجر به تغییراتی در محیط زیست منطقه می شوند. این تحقیق با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی، پارامترهای مطرح در مدیریت به هم پیوسته سیل در زمینه محیط زیست، تعامل میان سیل و کاربری اراضی حاشیه رودخانه، به بررسی حریم رودخانه و خطر ناشی از سیل در آن می پردازد.
    بدین منظور روش تحلیل سلسله مراتبی به عنوان روش مدیریتی برگزیده شده برای اولویت بندی گزینه های پیش رو انتخاب شده است. همچنین در ادامه پس از تلفیق نتایج بدست آمده از مدل هیدرولیک جریان سیلاب رودخانه و مدل تحلیل سلسله مراتبی تهیه شده با یکدیگر، پهنه بندی خطر حریم رودخانه با رویکرد محیط زیستی تعیین شد. در این مطالعه رودخانه دره باغ از رودخانه های بخش کهک استان قم به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است. این رودخانه در طول مسیر خود مورد تعرض کاربری های مختلف قرار گرفته و سیل های اخیر در آن سبب تهدید محیط زیست رودخانه شده است.
    کلید واژگان: پهنه بندی خطر سیل, تحلیل سلسله مراتبی, مدیریت سیلاب دشت, مدیریت رودخانه}
    Pourya Javan, Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari
    Changes due to the utilization of the river lead to changes in river morphology and the impact on the river of life, environment and ecology of the river affects. To maximize the use of flood plain and it protection is the construction of structures to suit the type of land use expected. This type of action often leads to changes in the environment. This study using the hydraulic parameters, the parameters of the integrated flood management related to environmental and interaction between flood and land use along the river to assess the riparian and risk of flooding in the river.The analytical hierarchical process (AHP) was chosen as the method for prioritizing selected management alternative. Also, after combining the results of flood river flow hydraulic model and AHP model developed, river riparian risk zoning was determined by the environmental approach. In this study, the DAREHBAGH River of the rivers of KAHAK of QOM province has been selected as the case study. This river along during the course of its have been violated and the recent flooding in the DAREHBAGH river is leading to environment threats.
    Keywords: Flood Plain's Hazard Zoning, Analytical Hierarchy Process, Flood's Risk assessment, Flood plain management, River Management}
  • جابر سلطانی، محمود محمدرضاپور طبری
    در سامانه های توزیع آب حوادث ایجاد شده در لوله ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در شکست لوله ها عوامل متعددی همچون سن، قطر، جنس، شرایط اجرا و نصب، شرایط بهره برداری و غیره دخیل بوده و بررسی ها نشان دهنده عدم جامعیت روابط ارائه شده در پیش بینی نرخ شکست لوله ها است. در این تحقیق، ساختاری با استفاده از ترکیب مدل های نوین بهینه سازی و شبیه سازی تدوین گردید. در این ساختار برای شبیه سازی نرخ شکست لوله ها از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شد. با توجه به عدم توانایی شبکه های عصبی در مشخص نمودن تاثیر هر متغیر مستقل بر متغیر وابسته، در این تحقیق برای تعیین پارامترهای ورودی موثر در نرخ شکست و همچنین مناسب ترین پارامترهای مرتبط با ساختار شبکه عصبی مصنوعی، از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک با هدف ارائه ساختاری با کمترین میزان خطای شبیه سازی، استفاده گردید. متغیرهای تصمیم در این الگوریتم مشخصات شبکه عصبی و پارامترهای موثر بر نرخ شکست هستند. با اجرای ساختار پیشنهادی، علاوه بر پارامترهای موثر در شکست لوله، بهترین ساختار شبکه عصبی تعیین گردید. با استفاده از نتایج این تحقیق می توان مناسب ترین رابطه نرخ شکست لوله ها را با توجه به پارامترهای تاثیرگذار بر آن استخراج نمود. نتایج این تحقیق بیانگر آن است که روش ترکیبی پیشنهادی قادر است پارامترهای بهینه و موثر در نرخ شکست لوله ها را از میان عوامل متعدد موثر در شکست، استخراج کند و باعث ارتقای قابلیت و قدرت تعمیم شبکه عصبی گردد که این امر نشان دهنده کارایی بالای روش پیشنهادی در شبیه سازی روابط غیرخطی و پیچیده است.
    کلید واژگان: شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم ژنتیک, نرخ شکست لوله ها, سامانه آبرسانی}
    Jaber Soltani, Mahmoud Mohammad Rezapour Tabari
    In water supply systems, the accidents occurring in pipes are of the utmost importance and sensitivity. Failure of the pipes is not necessary with the end of their life and different factors namely age, diameter, material, stability and corrosion of soil and water, execution, installation and operational conditions such as hydraulic pressure are effective on it. At the same time studies show non comprehensiveness of presented relations in prediction of pipes failure rate. In this research, with regards to the available software and hardware, a structure was developed using combination of new optimization and simulation models. In this structure, theartificial neural networks were used for simulation of the pipes failure rate. Considering the point that neural networks are always consider as a black box and unable to provide the effect of each independent variable on the dependent variable, on the other hand, they are prone to incorrect training. Therefore, in this study to determine the input parameters affecting failure rate and the most appropriate structure of artificial neural network (as well as bios vectors, layers adjusting weights and the number of neurons), Genetic algorithm has been used with the aim of presentation of a structure which has the minimum error rate of simulation.In this algorithm, decision variables and properties of neural networks are the parameters affecting the failure rate. By running the developed optimization model, in addition to the effective parameters on pipe failure, the best neural network structure for simulation pipe failure rate can be determined. The advantage of the proposed method is full coordination between the input parameters and network structure in prediction of the pipes failure rate. The results of this study can be used to find the most appropriate relationship failure rate pipes with regards to the effective parameters and take necessary actions for decision making lead to resolve problems due to it. The results of this research indicating that the proposed combination method is able to extract the optimal and effective parameters on the pipes failure rate amongst the factors affecting failure rate, and also have been caused improve power capabilities and expansion of neural network structure that indicate high efficiency of the proposed method in simulation of nonlinear and complex relations.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Genetic Algorithm, Pipes Failure Rate, Water Distribution}
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر محمود محمد رضاپور طبری
    محمد رضاپور طبری، محمود
    دانشیار مهندسی عمران، گروه مهندسی عمران دانشکده مهندسی و فنآوری، دانشگاه مازندران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
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