مجله آب و فاضلاب
پیاپی 69 (بهار 1388)

سیر گسترده فعالیتها در زمینه های مختلف منابع آب سطحی و زیرزمینی و عدم توجه کافی به برنامه ریزی و مدیریت تلفیقی، ضرورت تحقیق در این خصوص را ایجاب می نماید. با توجه به عدم توازن در توزیع منابع آب و محدودیتهای استفاده از آبهای سطحی، تلفیق بهره برداری از منابع آب سطحی و زیرزمینی، امری ضروری است. در این مطالعه مدل سازی به گونه ای صورت می گیرد که حداقل اطمینان پذیری سیستم، حداکثر و هزینه های ناشی از عدم تامین نیاز، احیای آبخوان، تخطی از ظرفیت مخزن در حال بهره برداری و اولویتهای تخصیص حداقل گردد. برای نمایش منحنی تبادل بین این اهداف از مدل بهینه سازی الگوریتم ژنتیک مبتنی بر جواب غیرپست در مقایسه با الگوریتم ژنتیک مرحله ای استفاده شده است. نتایج مدل تدوین شده نشان می دهد که مدل NSGA-II در مدت زمان بسیار کمتری قادر به ارائه مقادیر بهینه تخصیص خواهد بود. با استفاده از منحنی تبادل بهینه می توان دریافت که برای افزایش مقدار اندکی در حداقل اطمینان پذیری، لازم است سیستم متحمل جریمه زیادی گردد و این نشان دهنده حساسیت بالای تامین نیاز نسبت به تغییرات در سیستم طبیعی منابع آب است. از آنجا که در مدل الگوریتم ژنتیک مرحله ای، اهداف به صورت وزنی در قالب مدل تک هدفه اجرا می گردد، وجود جواب بهینه حاصل از این مدل در مجموعه جوابهای مدل الگوریتم ژنتیک مبتنی بر جواب غیرپست نشان از صحت مقادیر بهینه تخصیص تدوین یافته، دارد.

مدیریت کیفی سیستم های رودخانه ای به عنوان یکی از مسائل پایه در تحلیل سیستم های منابع آب، در چند دهه گذشته مورد توجه محققان بوده است. علت اصلی این توجه را می توان ارزش اقتصادی حاصل از بهره برداری بهینه از ظرفیت پذیرش آلودگی این سیستم ها و کاهش هزینه های تصفیه، بیان کرد. در این مقاله، با توجه به جهت جریان یک طرفه آب در رودخانه، از سیستم نسبت- تجارت و شبکه های بیزی به منظور تهیه یک مدل مدیریت کیفی رودخانه در زمان واقعی استفاده شده است. این سیستم با در نظرگرفتن میزان خود پالایی رودخانه و چگونگی پخش و انتقال آلاینده ها، نسبت- تجارت بین واحدها را تعیین می نماید و به کمک یک روش بهینه سازی، الگوی بهینه تجارت مجوز تخلیه بار آلودگی را ارائه می دهد. در این مقاله از نتایج حاصل از سیستم نسبت-تجارت برای آموزش یک شبکه بیزی استفاده گردید. به این ترتیب با توجه به عدم قطعیتهای موجود در سیستم رودخانه ای، از تلفیق تحلیل عدم قطعیت مونت کارلو، روش سیستم نسبت-تجارت و شبکه های بیزی، یک مدل جدید برای تجارت مجوز تخلیه آلاینده ها پیشنهاد شد که علاوه بر ارائه الگوی تجارت مجوز تخلیه بار آلودگی، قابلیت ایجاد خروجی احتمالاتی و مدیریت کیفی رودخانه در زمان واقعی را نیز داراست. کارایی مدل پیشنهادی با نتایج ارائه شده توسط مدل کلاسیک سیستم نسبت-تجارت مقایسه شد. نتایج حاصل حاکی از آن است که این مدل ابزاری کارآمد در مدیریت کیفی سیستم رودخانه ای به شمار می رود.

مدیریت کیفی سیستم های رودخانه ای به عنوان یکی از مسائل پایه در تحلیل سیستم های منابع آب، در چند دهه گذشته مورد توجه محققان بوده است. علت اصلی این توجه را می توان ارزش اقتصادی حاصل از بهره برداری بهینه از ظرفیت پذیرش آلودگی این سیستم ها و کاهش هزینه های تصفیه، بیان کرد. در این مقاله، با توجه به جهت جریان یک طرفه آب در رودخانه، از سیستم نسبت- تجارت و شبکه های بیزی به منظور تهیه یک مدل مدیریت کیفی رودخانه در زمان واقعی استفاده شده است. این سیستم با در نظرگرفتن میزان خود پالایی رودخانه و چگونگی پخش و انتقال آلاینده ها، نسبت- تجارت بین واحدها را تعیین می نماید و به کمک یک روش بهینه سازی، الگوی بهینه تجارت مجوز تخلیه بار آلودگی را ارائه می دهد. در این مقاله از نتایج حاصل از سیستم نسبت-تجارت برای آموزش یک شبکه بیزی استفاده گردید. به این ترتیب با توجه به عدم قطعیتهای موجود در سیستم رودخانه ای، از تلفیق تحلیل عدم قطعیت مونت کارلو، روش سیستم نسبت-تجارت و شبکه های بیزی، یک مدل جدید برای تجارت مجوز تخلیه آلاینده ها پیشنهاد شد که علاوه بر ارائه الگوی تجارت مجوز تخلیه بار آلودگی، قابلیت ایجاد خروجی احتمالاتی و مدیریت کیفی رودخانه در زمان واقعی را نیز داراست. کارایی مدل پیشنهادی با نتایج ارائه شده توسط مدل کلاسیک سیستم نسبت-تجارت مقایسه شد. نتایج حاصل حاکی از آن است که این مدل ابزاری کارآمد در مدیریت کیفی سیستم رودخانه ای به شمار می رود.

با توجه به شرایط خشک و نیمه خشک در کشور و با عنایت به اینکه ایران در سال 2025 در گروه کشورهای تشنه دنیا قرار خواهد گرفت، فعالیتهایی در بخشهای مختلف به خصوص در بخش کنترل آب، در کشور صورت پذیرفته است. علی رغم پیشرفتهای حاصل، سطح خدمات و کارایی مصرف آب و به خصوص آب شرب، ناکافی و نامناسب به نظر می رسد. به منظور رفع معضل مذکور و با توجه به نیاز مبرم به انجام تحقیقات در خصوص آب شرب، در این مقاله با ارائه روشی ساده، دقیق، کارا و عملیاتی، کشش قیمتی و درآمدی تقاضا در بخش آب شرب خانگی برآورده شد تا زمینه ساز تحقیقات بعدی باشد. کشش درآمدی، با استفاده از یک جانشین مناسب برای درآمد خانوار، به نام عرصه و اعیان هر مشترک و با استفاده از توابع لگاریتمی دوسویه برای بلوک های مختلف مصرفی در سالهای آماری 80 تا 83 برای یک نمونه تصادفی تعیین گردید. در کلیه توابع لگاریتمی محاسبه شده، ضریب همبستگی بالای 40 درصد بوده و مقادیر متوسط کشش درآمدی، در بازه 704/0 برای بلوک اول با سطح درآمد کم تا 411/0 برای بلوک پنجم با درآمد و مصرف زیاد، متغیر بود. این امر نشان می دهد که این کالا در سبد مصرفی خانوار، ضروری و بی جانشین است. کشش قیمتی تقاضا نیز با استفاده از روش پولاک-والس اصلاح شده و با توجه به تغییر قیمت در دو بازه زمانی و مقدار کشش درآمدی برای دوره آماری محاسبه شد. مقدار این کشش از 3/0- برای بلوک دوم تا 01/0- برای بلوک چهارم متغیر بود که این موضوع، کم کشش بودن تقاضای آب نسبت به قیمتهای موجود را نمایان می کند.

فرایند نانوفتوکاتالیستی با استفاده از نیمه رساناهای با ساختار نانو، یکی از تکنولوژی هایی است که برای اکسیداسیون تخریبی مواد آلی همچون رنگها استفاده می شود. در این تحقیق اکسیداسیون فتوکاتالیستی محلول آبی رنگزای Reactive Orange 16 با استفاده از تابش نور UV در حضور TiO2 مورد بررسی قرار گرفت. فوتون های لازم، وقتی که غلظت TiO2 به 4/0 گرم بر لیتر افزایش یافت، به صورت کامل جذب شدند. راندمان تجزیه رنگ با افزایش غلظت رنگ کاهش می یابد، زیرا در غلظتهای بالای رنگ، مکان های فعال به وسیله یون های رنگ پوشیده می شوند در نتیجه تولید رادیکال های OH•روی سطح کاتالیست کاهش می یابد. دلیل ممکن دیگر برای این نتایج، اثر UV-Screening خود رنگ است. اثرات بازدانده آنیون ها، در واقع واکنش حفره های مثبت و رادیکال هیدروکسیل با آنیون ها است که به عنوان خورنده های OH• و hVB+ رفتار می کنند و باعث طولانی شدن حذف رنگ می شوند. سطح TiO2 در محیط اسیدی بار مثبت دارد (8/6pH<)، بنابراین جذب الکترواستاتیک بین سطوح بار مثبت TiO2 و رنگهای آنیونی وجود دارد. از آنجا که pH بر روی خصوصیات بار سطحی فتوکاتالیست تاثیر می گذارد، pH محلول، پارامتر مهمی در انجام واکنش بر روی سطوح ذرات نیمه رسانا است. معدنی سازی رنگ RO16 به وسیله اندازه گیری اکسیژن خواهی شیمیایی اولیه و نهایی محلولی که تحت شرایط بهینه مورد تابش قرار گرفته بود، گزارش شد. نتایج نشان دادند که فرایند نانوفتوکاتالیزی توانایی زیادی در معدنی سازی رنگ RO16 دارد.

هدف از انجام این تحقیق بررسی تصفیه پذیری پسابهای رنگی با استفاده از روش الکتروکواگولاسیون بود. به همین منظور از رنگ اریوکروم بلاک تی به عنوان شاخص رنگ استفاده گردید. در این تحقیق چگونگی حذف یا کاهش رنگ با استفاده از الکترودهای آهن و آلومینیوم، در زمان های مختلف الکترولیز (0 تا30 دقیقه) و نیز ولتاژهای مختلف (10، 20 و 30 ولت) و با فاصله الکترودها 2 و 4 سانتی متر وpH های 5/3، 7 و 11 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که کارایی حذف رنگ با زمان تماس و ولتاژ رابطه مستقیم و با افزایش pH و فاصله الکترودها رابطه معکوس دارد. همچنین این پژوهش بیانگر این بود که کارایی حذف رنگ در pH برابر 5/3 و در ولتاژ 30 ولت و با استفاده از جفت الکترودهای آهن و آلومینیوم و در فاصله زمانی30 دقیقه به ترتیب 96 و 86 درصد است.

در این پژوهش، تصفیه خانه فاضلاب شهید محلاتی تهران به عنوان نمونه به منظور استقرار سامانه گندزدایی فاضلاب با پرتوهای فرابنفش با استفاده از لامپ های کم فشار بخار جیوه انتخاب شد. هدف از این پژوهش بررسی کارایی روش مزبور برای گندزدایی فاضلاب تصفیه خانه های ایران بود. نتایج به دست آمده، عملکرد بسیار مطلوب سامانه مورد نظر را در شرایط مختلف بهره برداری تصفیه خانه نشان می دهد. بهره برداری در مدت شش ماه صورت گرفت و نمونه برداری ها در ماه های مختلف که در برگیرنده فصول گرم و سرد سال بود، انجام شد. بیشینه ظرفیت گندزدایی سامانه با پرتوهای فرابنفش، برابر با 4/14 مترمکعب در ساعت، دامنه تغییرات کدورت بین 9 تا 32 واحد NTU و بیشترین تراکم باکتریایی در جریان ورودی به سامانه در دوره بهره برداری 1076/5 بود. حداقل دز پرتوهای فرابنفش برابر با 40000 میکرووات در ثانیه بر سانتی متر مربع بود. بهره برداری از سامانه در شرایط مختلف، نشان داد که به کمک پرتوهای فرابنفش، بار میکربی از چهار تا شش لگاریتم یا 99/99 تا 9999/99 درصد بر حسب مجموع کلیفرم ها یا کلیفرم های مدفوعی کاهش می یابد. در این شرایط، شاخص آلودگی میکربی برای تخلیه پساب در آبهای پذیرنده و یا برای استفاده مجدد پساب در کشاورزی به کمتر از حد استاندارد مورد نظر می رسد. لازم به ذکر است که استاندارد های زیست محیطی ایران برای تخلیه پساب در آبهای پذیرنده یا کشاورزی بر حسب مجموع کلیفرم ها و کلیفرم های مدفوعی به ترتیب برابر با MPN/100mL1000 و MPN/100mL400 است.

یکی از مهم ترین علل نشست منطقه ای زمین، برداشت بیش از حد آب زیرزمینی است. نشست های نامساوی سبب ایجاد شکافهایی در سطح زمین، خسارات به سازه ها، جاده ها، تاسیسات شهری، مسیر راه آهن و همچنین باعث تغییر شیب کانال های آبیاری، مجاری آب و سیستم فاضلاب شهری می شود. برای مدل سازی نشست بر اثر افت سطح آب زیرزمینی، مدل اجزای محدود تحکیم کوپل تهیه و به کارگرفته شد. این مدل بر اساس تئوری تحکیم سه بعدی بایوت فرمول بندی شده است. در این تحقیق شهر رفسنجان برای مطالعه موردی در نظر گرفته شد. به این منظور مجموعه اطلاعات مؤثر و مرتبط با نشست زمین از جمله نقشه های زمین شناسی، ژئوفیزیک، آبهای زیرزمینی، پروفیل خاک و نشست های اندازه گیری شده در منطقه تهیه شد. با توجه به کمبود اطلاعات آزمایشگاهی از پروفیل خاک مناطق مختلف، با اندازه گیری میزان نشست و انجام محاسبه برگشتی در چندین نقطه، اطلاعات لازم برای تهیه مدل در سایر مناطق شهر فراهم شد. سپس با تهیه مدل نرم افزاری، میزان و روند نشست شهر رفسنجان در سالهای آتی، پیش بینی و تاثیرات آن بر شبکه فاضلاب مشخص گردید.

امروزه استفاده از روش های بهینه سازی از جمله الگوریتم ژنتیک در حل مسائل پیچیده مهندسی مورد توجه مجامع علمی واقع شده است. در این تحقیق کارایی الگوریتم ژنتیک در تخمین پارامترهای هیدرولیکی سفره آزاد از داده های آزمایش پمپاژ، مورد ارزیابی قرار گرفته و با انجام آنالیز حساسیت آرایش بهینه ای برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی سفره آزاد پیشنهاد گردید. به این منظور با استفاده از الگوریتم ژنتیک پارامترهای مربوط به سه آزمایش پمپاژ، برآورد و با نتایج حاصل از روش های گرافیکی مقایسه شد. نتایج حاصل نشان می دهند که در تخمین پارامترهای هیدرولیکی سفره آزاد، روش هوشمند الگوریتم ژنتیک روشی کارا و قابل اعتماد بوده و عملکرد آن در مواردی که با نقص داده ها مواجه هستیم بهتر از روش گرافیکی است.