نشریه شریف
پیاپی 33 (بهار 1385)

رشد روزافزون صنعت و جمعیت، بالا رفتن مصرف، و محدود بودن منابع آب از مهم ترین مشکلات مطرح در مناطق خشک و نیمه خشک، نظیر شهر تهران، است. این امر باعث شده که حفظ منابع آب، به ویژه آب زیرزمینی، در دهه اخیر از اهمیت دو چندان برخوردار شود. از آنجا که منابع آب زیرزمینی تهران متاثر از آلودگی ناشی از فعالیت های انسانی است، نیترات به عنوان شاخص مهم آلودگی مطرح است. این نوشتار ابتدا به بررسی نحوه تغییر و تحولات ترکیبات نیتروژنه در محیط غیر اشباع می پردازد. بدین منظور، با توجه به وسعت منطقه مطالعاتی و برای تسهیل مطالعات از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شده است. در این نوشتار علاوه بر شناسایی منابع مختلف آلودگی نیترات در محیط غیر اشباع، سهم هر یک از آنها در ورودی نیتروژن به آب زیرزمینی برآورد شده، که در نتیجه این مطالعات، دفع فاضلاب خانگی مهم ترین منبع آلودگی است. بر اساس نتایج مطالعات، چاه های فاضلاب جذبی با حدود %95، فعالیت های کشاورزی با %4 و آلودگی هوا با حدود %1 بیشترین سهم را در آلودگی نیترات آب زیرزمینی دارند. در ادامه، تغییر و تحولات ترکیبات نیتروژن در محیط غیر اشباع شبیه سازی شده است تا میزان نیتروژن ورودی به آب زیرزمینی، مقدار حذف آن در محیط غیر اشباع و نحوه تغییرات آن با عمق تقریب زده شده است. البته به دلیل وسعت منطقه مطالعاتی، کمبود اطلاعات پایه و پیچیدگی فرایندها، به کارگیری روش های متداول عددی ناممکن بود که در نتیجه روشی اتخاذ شده است تا علاوه بر قابل اطمینان بودن نسبی نتایج آن، نیاز به اطلاعات کم تری داشته باشد. لذا با کمک روش پارامتر متمرکز نحوه تغییرات آمونیم و نیترات در محیط غیر اشباع برآورد شد و نتایج حاصل از این روش با نتایج حاصل از روش تعادل جرم مطابقت داده شد. بر اساس نتایج، تا عمق 2 تا 3 متر حداکثر تولید نیترات صورت می گیرد. اگر چه در طی عمق مقدار آمونیوم به سرعت کاهش می یابد (البته در مورد نیتروژن نیز به همین صورت است) ولی به تدریج از شتاب آن کاسته می شود. در عمق های 20 تا 30 متر این روند کاهش نیتروژن تقریبا ثابت می شود. این نتایج بر اساس روش تعادل جرم نیز تایید شده است. در روش تعادل جرم که بر اساس متوسط منطقه یی اجرا شده، مقدار حذف نیتروژن به طور متوسط حدود %55 است. در این نوشتار سعی شده با نگرشی ساده تر ولی کارآمد در مدل سازی تغییرات ترکیبات نیتروژن در محیط غیر اشباع، روشی مناسب و مطمئن در تجزیه و تحلیل رژیم تغییرات نیترات در ناحیه غیراشباع - در مناطقی که وسعت زیاد دارند و از کمبود اطلاعات پایه وجود دارد - ارایه شود.

یکی از موثر ترین عوامل کاهش ویرانی های ناشی از زلزله اصلاح روش های موجود و توسعه راهکارهای مفید و مناسب برای طراحی ساخت و تعمیر ساختمان هایی است که آسیب های ناشی از زلزله در آنها شدید است. در سالهای اخیر همزمان با پیشرفت فناوری های مرتبط با محاسبات سازه وافزایش قابل توجه دانش و تجربه در مورد رفتار لرزه یی سازه ها روش های متنوعی برای ارزیابی و طراحی لرزه یی سازه ها پیشنهاد شده است. ...

بررسی رانش دینامیکی خاک به دلیل ابهاماتی که در شناخت مقدار و نحوه توزیع رانش بر دیوارهای حایل وجود دارد، هنوز جای تحقیق و بررسی زیادی دارد و تاکنون نظریه و روش دقیقی که مورد توافق اکثر محققین باشد در این موضوع توصیه نشده است. امروزه شاید یکی از مناسب ترین راه ها برای تعیین رانش دینامیکی خاک، ساخت مدل های آزمایشگاهی باشد که البته بسیار زمان بر و هزینه بر است.
اصولا در موارد عملی طراحی دیوارهای حایل (به خصوص در کناره راه ها)، به دلیل نبود تحقیقات دقیق و جامع و نیز برای سهولت کار، سربارهایی معادل به صورت سربار گسترده در نظر گرفته می شود. هر چند تحقیقات گسترده انجام شده در مورد بارهای زلزله دستاوردهای مهمی در پی داشته، در مورد سرباره های تناوبی که شایع ترین آن بارهای زنده وسایل نقلیه از قبیل اتومبیل و قطار این گونه عمل نشده است.
نوشتار حاضر نشان دهنده تلاشی است برای مدل کردن صحیح بر هم کنش خاک و دیوار حایل به وسیله یک برنامه تخصصی ژئوتکنیک (Plaxis) که از روش اجزا محدود استفاده می کند. در این برنامه، به دلیل امکان انجام تحلیل دینامیکی گسترده، سربارهایی با بزرگی متفاوت در فاصله های مختلف و با فرکانس های مختلف به صورت تناوبی (تکراری) بر خاک پشت دیوار حایل صلب وارد شده و توزیع رانش جانبی کل روی این دیوارها مشخص شده است.
در نهایت، نتایج به دست آمده با مدل آزمایشگاهی دیوار حایل در دانشگاه امیرکبیر، که تقریبا شرایط یکسانی با مدل سازی عددی داشته، مقایسه شده است و نتایجی در باب توزیع رانش جانبی و بزرگی آن در مقایسه با سربارهای استاتیکی انجام شده است.

تاخیر در تقاطع ها بخش مهمی از زمان سفر در شبکه های خیابانی را تشکیل می دهد که معمولا در مدل های تخصیص ترافیک یا به صورت مقداری ثابت و یا برای هر ورودی به تقاطع تنها تابعی از حجم ترافیک همان ورودی در نظر گرفته می شود. یکی از دلایل این امر مشکلات ناشی از در نظرگیری توابع زمان تاخیر وابسته به حجم های ترافیک ورودی مختلف به تقاطع در مدل تخصیص ترافیک است. دلیل دیگر آن عدم وجود توابع تاخیر مناسب برای اندازه گیری تاخیر در تقاطع ها بر حسب مقادیر جریان های ورودی به تقاطع، از جمله برای تقاطع های با چراغ راهنمایی است. در این نوشتار، با استفاده از اطلاعات جمع آوری شده از چند تقاطع چراغ دار شهر تهران، دو تابع زمان تاخیر برای حرکت های مختلف در تقاطع پیشنهاد شده است که نه تنها تابعی از زمان بندی چراغ و حجم ترافیک مربوط به ورودی مورد نظر است، بلکه به حرکت های هم فاز متداخل با حرکت مورد نظر نیز وابسته است. در قسمت دیگری از این نوشتار به بررسی تاثیر وجود چراغ در مقدار تاخیر یک تقاطع بدون چراغ، با استفاده از اطلاعات گردآوری شده از حجم ترافیک و تاخیر و زمان بندی چراغ در یک تقاطع چراغ دار که قبلا بدون چراغ بوده است. پرداخته ایم. در قسمت آخر، تاثیر وجود چراغ هوشمند در مقدار تاخیر یک تقاطع چراغ دار، با استفاده از اطلاعات گردآوری شده از یک تقاطع مجهز به سیستم هوشمند، بررسی شده است.

نوشتار حاضر اختصاص دارد به معرفی نرم افزار PDM2، که مدلی دو بعدی از توزیع آلودگی در رودخانه های دارای هندسه متغیر است. نرم افزار PDM2 از قابلیت های گوناگونی شامل مدل سازی رودخانه با عرض، عمق و مسیر متغیر، تولید شبکه و آماده سازی داده های اولیه و پردازش نتایج خروجی برای نمایش گرافیکی برخوردار است. فرمول بندی مدل در مختصات منحنی الخط بوده و معادله دوبعدی جا به جایی/ انتشار حاکم با استفاده از روش تفاضل های محدود حل می شود. گسسته سازی معادله حاکم دارای دقت درجه 2 در زمان و مکان بوده و به طور غیر مشروط پایدار است. با توجه به عدم اطلاع کافی ما نسبت به فیزیک مساله اختلاط و خطاهای زیادی که در روابط پیشنهادی وجود دارند، در مدل از فرضیات ساده کننده یی استفاده شده است که به نحو قابل توجهی حجم داده های ورودی را کاهش می دهد. تحلیل توزیع آلودگی در نرم افزار به صورت غیر دایمی صورت می پذیرد ولی جریان رودخانه دایمی فرض می شود. در این نوشتار، فرمول بندی و ساختار نرم افزار به همراه نمونه یی از کاربرد آن ارایه می شود.

در این نوشتار ابتدا مفهوم فلسفی عینیت در تحلیل ها و بررسی های علمی بیان می شود. سپس مصداق آن در تحلیل خرابی، و به ویژه تحلیل های «کرنش مکان یابی شده» معرفی می شود. در قدم بعدی مهم ترین راه حل عملی عینی سازی تحلیل یعنی به کارگیری مقادیر غیر محلی متغیرها مورد بحث قرار خواهد گرفت. سپس ایده رایج تحلیل عینی بر پایه مدول سکانت معرفی می شود و نهایتا برای تحلیل عینی بر بنیاد مدول مماسی معرفی شده و در کنار ایده رایج تحلیل بر اساس مدول سکانت مساله به دو روش تحلیل خواهد شد.

زایدات صنعتی و چگونگی دفع آنها همواره یکی از مشکلات گریبان گیر صنایع بوده است. گر چه کاهش حجم زایدات و بازیافت آنها در اولویت قرار دارد ولی معمول ترین روش مدیریت زائدات جامد صنعتی، دفن مهندسی - بهداشتی آنها است. برای دفن زایدات جامد صنعتی با توجه به تنوع بسیار زیاد آنها، «طبقه بندی» اهمیت اساسی دارد. طبقه بندی این مواد در روند مدیریت صحیح آنها و نیز دفن مهندسی - بهداشتی آنها نقش بسیار مهمی ایفا می کند. در نوشتار حاضر بر اساس تجربیات به دست آمده در سایر کشورها، روشی برای طبقه بندی زایدات جامد صنعتی، بدون نیاز به آزمایشات شیمیایی، پیشنهاد شده است.
طبقه بندی به روش پیشنهادی در مورد صنایع استان گیلان به صورت مطالعه موردی انجام شده است. استان گیلان دارای 2000 واحد صنعتی است و به علت بالا بودن سطح آب زیرزمینی در این استان، مساله دفن بهداشتی زائدات صنعتی از اهمیت ویژه یی برخوردار است. برای تعیین مشخصات مدفن های مناسب برای این زایدات باید ابتدا گونه های مختلف زائدات صنعتی را طبقه بندی کرد. از آنجا که آمار مدونی در مورد زائدات جامد واحدهای صنعتی استان گیلان موجود نبود، در این مطالعه 142 واحد صنعتی نمونه به منظور آمارگیری انتخاب شد. انتخاب این واحدها به نحوی انجام شد که اطلاعات دریافتی از زایدات جامد آنها قابل تعمیم به کل صنایع استان باشد. تحلیل نتایج حاصله و بررسی ها نشان داد که 86 گونه مختلف زایدات جامد توسط صنایع استان گیلان تولید می شود، که برای طبقه بندی آنها بر اساس روش پیشنهادی، 10 مشخصه اصلی از مشخصات زائدات جامد که در تعیین میزان خطرناک بودن آنها موثرند انتخاب شد. سپس به هر یک از این مشخصه ها، به عنوان «ضریب اهمیت» عددی بین 0 تا 20 تخصیص داده شد. همچنین شدت هر مشخصه به کمک اطلاعات کیفی جمع آوری شده از صنایع نمونه به عنوان «فاکتور شدت» در نظر گرفته شد که با محاسبه حاصل ضرب ضریب اهمیت در فاکتور شدت هر مشخصه، و محاسبه مجموع حاصل ضرب ها، میزان شاخص خطرناکی (RH) برای هر کدام از 86 گونه مختلف زباله صنعتی تعیین شد. سپس، بر اساس این شاخص (RH)، زایدات جامد صنعتی استان گیلان در چهار گروه طبقه بندی شد، و یک کلاس خاص مدفن I تا IV با مشخصات لازم، متناسب با شاخص خطرناکی هر طبقه، پیشنهاد شد.

سیتارام در سال 2000 به منظور برآورد مدول و مقاومت توده سنگ روابطی را معرفی کرد. مدول توده سنگ در رابطه پیشنهادی وی وابسته به ضریب a است. وی ضریب مذکور را تا فشار محصور کننده 7 مگاپاسگال معرفی کرد. در نوشتار حاضر علاوه بر تصحیح رابطه سیتارام، ضریب a تا تنش محصور کننده 60 مگاپاسگال پیشنهاد و تا تنش محصورکننده 20 مگاپاسگال مورد مقایسه و تایید قرار گرفته است. به منظور بررسی کارایی رابطه اصلاح شده سیتارام به همراه ضرایب پیشنهادی در تنش بیش از 7 مگاپاسگال، مدل های عددی فرضی ساخته شد. این مدل ها در دو محیط «معادل» و «ناپیوسته» مورد تحلیل قرار گرفتند. برای تحلیل محیط معادل از نرم افزار Flac و برای تحلیل محیط ناپیوسته از نرم افزار Udec استفاده شده است. مدل های مذکور در شرایط مختلف فاصله داری درزه ها، شیب های مختلف درزه و نهایتا در بحرانی ترین حالات مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بیانگر این است که رابطه مذکور به همراه ضرایب معرفی شده در بازه تنش محصور کننده مورد بررسی از کارایی مناسبی برخوردارند. در قسمت دیگری از تحقیقات انجام گرفته، رابطه پیشنهادی سیتارام در تخمین مقاومت معادل توده سنگ، با روابط هوک و براون، رامامورتی، کالامارس و بارتن، مقایسه شده اند. نتایج بیانگر این است که رابطه سیتارام مقاومت توده سنگ را بیش از سایر روابط تخمین می زند. همچنین رابطه بارتن مقاومت توده سنگ را کم تر از سایر روابط تخمین می زند. روابط کالامارس و رامامورتی یکسانی را برای توده سنگ پیشنهاد می کنند.

تعیین مشخصات خاک های غیر اشباع به منظور بررسی رفتار این گونه خاک ها، مستلزم انجام آزمایشات نسبتا وقت گیر و پر هزینه است. در اغلب موارد، تخمین این پارامترها به صورت غیر مستقیم از دقت کافی برخوردار است. منحنی مشخصه آب - خاک (SWCC) در تخمین رفتار خاک های غیر اشباع، اهمیت و کاربردی ویژه دارد. این منحنی که بیان گر رابطه بین مکش خاک و رطوبت موجود در آن است، با انجام آزمایشات تجربی یا به کمک برخی مشخصات خاک قابل تخمین و پیش بینی است. تخمین این منحنی با استفاده از مشخصات خاک نسبت به روش های تجربی و آزمایشگاهی ساده تر بوده و هزینه های کم تری در بر دارد. از طرف دیگر طبق تحقیقات به عمل آمده، در روش های آزمایشگاهی نیز احتمال بروز خطاهای قابل ملاحظه وجود دارد. در این نوشتار روابطی برای تخمین منحنی SWCC با استفاده از پارامترهای مشخصه های خاک و بر مبنای معادله پیشنهادی ون گنشتاین ارایه شده است. این روابط با بررسی آماری نتایج آزمایشات تعیین مکش بر روی حدود 60 نوع خاک مختلف به دست آمده است. برای تعیین میزان دقت و کارایی روش پیشنهادی، مقایسه هایی بین نتایج آزمایشگاهی موجود و نتایج حاصل از این روش صورت گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از روابط پیشنهادی و نتایج آزمایشات تجربی نشان دهنده تطابق خوب منحنی های تخمینی در اغلب موارد بوده است.