فهرست مطالب

مجله تحقیقات منابع آب ایران
سال نهم شماره 3 (پیاپی 28، زمستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/12/14
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقالات علمی - پژوهشی
  • محمد ارشدی، علی باقری* صفحه 1
    حوضه آبریز کارون بزرگ به واسطه تامین 78 درصد انرژی برق آبی و 13 درصد تولیدات کشاورزی کشور، نقش انکارناپذیری در تامین غذا و انرژی کشور دارد. این خصوصیت منجر به اعمال فشار زیاد به سیستم منابع آب این حوضه به واسطه ایجاد طرح های توسعه در بخش کشاورزی، صنعت و خدمات شده و آسیب پذیری آن را نسبت به شرایط بیرونی افزایش داده است. از طرف دیگر، مفهوم آسیب پذیری تمرکز بر بررسی حالت و وضعیت سیستم در حال یا آینده دارد. لذا، لزوم توسعه مفهومی که دربرگیرنده کارکرد سیستم از سه جنبه حالت، فرآیند و چشم انداز سیستم باشد ضروری می نمود. این مفهوم، با عنوان تضمین بقای سیستم (System Viability)، در این مقاله توسعه و برای ارزیابی وضعیت سیستم آبی کارون بزرگ مورد استفاده قرار گرفت. از ضعیف ترین حلقه های سیستم منابع آب در این حوضه که در سال های اخیر باعث ایجاد اخلال در سیستم و بروز دغدغه در مدیران و کارشناسان شده، کیفیت منابع آب این حوضه می باشد. به طوری که میزان تخصیص منابع آب به بخش های مختلف وابسته به این مولفهمولفه می باشد. هدف از این تحقیق، بررسی روندها و علل آسیب پذیری حوضه آبریز کارون بزرگ و به خصوص کیفیت آب به عنوان مولفهمولفه نگرانی حوضه در بلندمدت می باشد. در این تحقیق از نگرش پویایی سیستم ها و نرم افزار Vensim به منظور ارزیابی وضعیت حوضه استفاده گردیده است. نتایج حاکی از آن است که خطرات و سناریو بیرونی در مقایسه با سیاست های حاکم در کشاورزی، صنعت و خدمات تاثیر ناچیزی بر کیفیت آب رودخانه دارد. این مطلب گویای واقعیتی است که در راستای کاهش آسیب پذیری حوضه باید تمرکز بر نگرش حاکم و سیاست های اعمالی برای تامین غذا و انرژی در حوضه داشت.
    کلیدواژگان: بقای سیستم، پویایی سیستم ها، تامین انرژی و غذا، کیفیت آب، حوضه آبریز کارون بزرگ
  • بیژن قهرمان* صفحه 14
    بررسی روند زمانی در یک سری زمانی یکی از ویژگی های مهم آن به شمار می آید. با این حال تمامی آزمون های متداول تعیین روند (مثلامثلا کندال و من-کندال) بر اساس فرض ایستا بودن سری زمانی و حافظه دار نبودن آن بنا شده است. هر دو آزمون کندال و من-کندال در حالت کلاسیک نشان دادند که سری زمانی درجه حرارت سالانه مشهد (به طول 127 سال از 1885 تا 2011) دارای روند افزایشی معنی دار (p-مقدار کوچک تر از 0/001) است در حالی که با توجه به مفهوم حافظه بلند مدت در داده ها (فرآیند اغتشاش نرمال جزیی؛ FGN با نمایه هرست برابر با 0/92)، انحراف معیار آماره های آزمون افزون بر 6 برابر بیش تر شد و در نتیجه هیچ کدام از این دو آزمون معنی داری روند افزایشی را در سطوح معنی داری متداول 0/01 و 0/05 تاییدتایید ننمودند. روابط رگرسیونی برای تصحیح انحراف معیار در دو آزمون ناپارامتری روند کندال و من-کندال به عنوان تابعی از نمایه هرست و طول دوره آماری برای اولین مرتبه به دست آمد. نشان داده شد که نتایج در شرایط عدم تکمیل داده ها یکسان باقی می ماند. روش جدید استوکاستیکی بر پایه مفهوم عامل فراوانی چاو پیشنهاد شد و نشان داده شد که نتایج پایدار باقی می ماند.
    کلیدواژگان: آزمون کندال، آزمون من، کندال، شبیه سازی استوکاستیکی، نمایه هرست
  • فرهاد فرسادنیا*، علیرضا مقدم نیا صفحه 24
    یکی از روش های تخمین چندک های سیلاب در حوضه های فاقد آمار یا با طول دوره آماری کوتاه، استفاده از روش تحلیل فراوانی منطقه ای است. در مطالعات منطقه ای، به منظور دستیابی به مناطق همگن هیدرولوژیک از تکنیک های خوشه بندی استفاده می شود. اخیرا در چند تحقیق از نگاشت ویژگی خود سامان(Self-Organizing Feature Maps) استفاده شده است. اما مشکل اصلی SOFM تفسیر نقشه خروجی از این روش به منظور یافتن مناطق همگن هیدرولوژیک است. به این دلیل از SOFM به عنوان ورودی الگوریتم های خوشه بندی دیگر به کار می رود. در این مطالعه، ابتدا از نگاشت ویژگی خود سامان برای شکل گیری یک نقشه ویژگی دو بعدی استفاده شد، سپس گره های خروجی از نگاشت ویژگی خود سامان توسط الگوریتم خوشه بندی c- میانگین فازی برای شکل-گیری مناطق مورد نیاز در تحلیل فراوانی منطقه ای سیلاب استفاده شد. تعداد بهینه خوشه های فازی براساس شاخص های زی-بنی (Xie-Beni) تعمیم یافته و وون (Kwon) تعیین شد. نتایج نشان داد که این تکنیک کارایی قابل قبولی در تفکیک حوضه های آبخیز استان مازندران به مناطق همگن هیدرولوژیک دارد.
    کلیدواژگان: نگاشت ویژگی خود سامان، خوشه بندی فازی، منطقه، ای کردن، همگنی هیدرولوژیک، استان مازندران
  • اکبر خدری، محسن رضایی*، جواد اشجاری صفحه 37
    در این مطالعه به بررسی توسعه کارست در تاقدیس پیون در جنوب غرب ایران پرداخته شده است. بدین منظور پارامترهای موثر در توسعه کارست شامل لیتولوژی، شیب، پوشش گیاهی، تراکم گسل ها، فاصله از گسل ها، تراکم خطواره، فاصله از خطواره، بارش و دما مورد ارزیابی قرار گرفته اند. با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتب زوجی (AHP) وزن تاثیرتاثیر هر کدام از لایه ها در توسعه کارست بدست آمد. نقشه نهایی توسعه کارست منطقه مورد نظر با تلفیق لایه های موثر استخراج گردید. نتایج نشان می دهد که 59 درصد از مساحت تاقدیس پیون در محدوده با پتانسیل بالای کارست شدگی، 5/3 درصد در محدوده پتانسیل متوسط و 35/7 درصد در محدوده پتانسیل خیلی کم یا فاقد پتانسیل کارست شدگی قرار گرفته است. مناطق با پتانسیل بالای کارست شدگی در شمال مرکزی آبخوان (سازند ایلام- سروک) قرار گرفته اند. چشمه های با آبدهی بالا زیاد عمدتاعمدتا در محدوده با پتانسیل بالای کارست شدگی قرار گرفته اند. نتایج می تواند در مدیریت توسعه آبخوان بسیار موثر باشد.
    کلیدواژگان: تاقدیس پیون پیون، کارست کارست، AHP، RS، GIS
  • سمیه جنت رستمی*، مجید خلقی، کورش محمدی صفحه 47
    محدودیت منابع آب سطحی و افزایش بی رویه جمعیت در چند دهه اخیر باعث وارد آمدن فشار مضاعف بر آبخوان ها و خسارات خسارت های جبران ناپذیری به منابع طبیعی کشور شده است،. جهت جلوگیری از فاجعه به وجود آمده بایستی مدیریت بهینه بهره برداری از آب های زیرزمینی به عنوان یک اصل و پایه در برنامه ریزی های کوتاه مدت و بلند مدت مورد توجه قرار گیرد. با اینکه محققان زیادی در مدیریت سفره های آب زیرزمینی از رویکرد شبیه سازی- بهینه سازی استفاده نموده اند، اما هنوز نرم افزار کاملی برای آن وجود ندارد. در این تحقیق رابط گرافیکی تحت عنوان مدل گرافیکی مدیریت آب زیرزمینی، GGWM، که براساس دو مدلMODFLOW-2000 و GWM نوشته شده است، ارائه گردید. در مرحله بعد، کد تهیه شده در سیستم واقعی، آبخوان دشت شهرکرد به کار گرفته شد. با توجه به روند افزایشی میزان افت سطح آب زیرزمینی در این منطقه، سعی گردید مدل بهینه مدیریتی تهیه شده در این مطالعه، در راستای توسعه پایدار باشد. نتایج به دست آمده، نشان داد که در آبخوان شهرکرد می توان با مدیریت برداشت از چاه های کشاورزی واقع در سطح دشت و تامین نیازهای منطقه، میزان افت سطح ایستابی را 10 درصد نسبت به حالت فعلی بهبود بخشید، که حاکی از موفقیت مدل در سیستم واقعی می باشد.
    کلیدواژگان: آب های زیرزمینی، آبخوان شهرکرد، شبیه سازی، بهینه سازی، GGWM، GWM، MODFLOW، 2000
  • محمد بیژنی منظر، نجمه مهجوری مجد* صفحه 59
    هدف این مقاله، ارائه یک رویکرد جدید برای تخصیص بار آلودگی به منابع تخلیه کننده بار آلودگی در رودخانه زرجوب در استان گیلان است. در تخصیص بار آلودگی به منابع تخلیه کننده، علاوه بر رعایت استانداردهای زیست محیطی، کاهش هزینه های تصفیه بارهای آلودگی منابع آلاینده نیز مطرح می باشد. در این مقاله، با شبیه سازی فضای مذاکره بین تخلیه کنندگان بار آلودگی با کاربرد تئوری چانه زنی بازگشتی، تئوری تعادل نش، تابع چانه زنی نش و روش گزینش اجتماعی بردا، مطلوب ترین سیاست تخصیص بار آلودگی تدوین می شود. در این متدولوژی، چندین سناریوی تصفیه برای هر منبع تخلیه کننده بار آلودگی در نظر گرفته می شود به طوری که ترکیب این سناریوها برای منابع آلاینده، گزینه های مذاکره را تشکیل می دهند. هر یک از گزینه های مذاکره دربردارنده درصدهای تصفیه و به عبارتی، میزان بار آلودگی ورودی هر یک از تخلیه کننده گان بار آلودگی هستند. به منظور بررسی کیفیت آب رودخانه، به ازای هر گزینه، از ضرایب انتقال استفاده می شود. این ضرایب، با اجرای مدل شبیه سازی کیفی رودخانه به دست می آیند. در صورتی که به ازای یک گزینه، غلظت متغیر کیفی شاخص در نقطه کنترل از استانداردهای کیفی رودخانه تخطی کند، جریمه ای به آن گزینه تخصیص می یابد که با استفاده از یک تابع جریمه محاسبه می شود. در ساختار پیشنهادی، ابتدا با استفاده از روش چانه زنی بازگشتی، یک مجموعه توافق از گزینه های مذاکره تشکیل می شود. سپس در حالت اول گزینه برتر با استفاده از قانون گزینش اجتماعی بردا و در حالت دوم تعادل نش بین اعضای مجموعه توافق بررسی شده، گزینه(ها)ی دارای تعادل نش انتخاب می شود(ند) و در صورت یکتا نبودن تعداد اعضای دارای تعادل نش، گزینه برتر با استفاده از تابع چانه زنی نش انتخاب می شود. در ادامه، گزینه انتخاب شده توسط این دو روش مقایسه شده، گزینه برتر با توجه به هزینه های تخصیص یافته به تخلیه کنندگان و مقدار تخطی شاخص کیفی از استاندارد، به عنوان مجوزهای تخلیه اولیه به هریک از مذاکره کنندگان اختصاص می یابد. در نهایت، به منظور کاهش هزینه های کل سیستم و در نتیجه، تحمیل هزینه های کمتر به تخلیه کنندگان بار آلودگی، تجارت مجوزهای تخلیه بین آنها انجام می گیرد. به این منظور، از روش نسبت - تجارت توسعه یافته استفاده می شود. نتایج نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در یافتن گزینه ای است که بتواند مورد توافق نسبی حداکثری همه طرف های درگیر باشد و علاوه بر حفظ کیفیت رودخانه، هزینه های کل سیستم را به میزان قابل قبولی کاهش دهد.
    کلیدواژگان: چانه زنی بازگشتی، رودخانه زرجوب، تعادل نش، تابع چانه زنی نش، روش گزینش اجتماعی بردا
  • محمد دلنواز، بیتا آیتی*، حسین گنجی دوست، سهراب سنجابی صفحه 75
    در این تحقیق، بهینه سازی فرایند فتوکاتالیستی توسط روش تاگوچی و پیش بینی راندمان حذف سیستم توسط شبکه عصبی مصنوعی انجام شد. راکتور فتوکاتالیستی از نوع پوشش یافته بود که انرژی مورد نیاز برای تحریک نانوذرات تیتانیا و تولید رادیکال های هیدروکسیل جهت تجزیه فنل موجود در آب با استفاده از لامپ های UV-A تامینتامین می-شد. جهت بهینه سازی فرایند با استفاده از روش تاگوچی و آرایه استاندارد L16، تاثیر پارامترهای موثر شامل غلظت آلاینده ورودی (mg/L 500-50)، شدت تابش لامپ (60-8 وات)،pH محلول (12-4)، میزان تیتانیا بر واحد سطح (g/m2 80-20) و فاصله لامپ تا صفحات بتنی (cm 20-5) بررسی شد. نتایج نشان داد که تاثیر غلظت آلاینده ورودی و pH نسبت به سایر عوامل بیشتر بوده و شرایط بهینه بصورت غلظت آلاینده ورودی mg/L50، pH برابر 12، شدت تابش 60 وات، میزان تیتانیا معادل g/m2 80 و فاصله لامپ از صفحات معادل cm 10 تعیین گردید. پیش بینی فرایند با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی نشان داد که ساختار شبکه بصورت دو لایه پنهان و توابع انتقال گوسین در لایه پنهان اول، تانژانت هیپربولیک در لایه پنهان دوم و سیگموئید در لایه پنهان خروجی و ساختار (1-4-6-5) بهترین جواب بوده و اختلاف میان نتایج آزمایشگاه و مدل کمتر از 5 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: تاگوچی، دی اکسید تیتانیوم، بتن، شبکه عصبی مصنوعی، مدل
  • یادداشت فنی
  • کاربرد رگرسیون مارس در برآورد بار معلق / مطالعه موردی: حوضه های آبریز خراسان رضوی
    حجت رضایی پزند*، مجید جانفدا صفحه 88
    رسوب (بارمعلق وکف) مواد جامدی است که توسط آب رودخانه جابه جا می شود. روش مرسوم تخمین بارمعلق، استفاده از نمونه دبی– رسوب و برازش الگوهای نمائی، توانی، شبکه عصبی یا تنظیم جدول توزیع فراوانی است. این الگوها در برون یابی دبی های سیلابی خوب عمل نکرده و برآوردهای غیر واقعی می دهند. زیرا توان حمل بارمعلق توسط آب رودخانه کراندار است (خاصیت فیزیکی). الگوی رگرسیونی کمانک تطبیقی چند متغیره (مارس) برای حل این مشکل در این مقاله پیشنهاد می شود. مارس یک الگوی تکه ای خطی کمانکی است که در برون یابی عملکرد بهتری دارد. الگوهای مارس، نمایئی و توانی در این مقاله بر آمار دبی- رسوب 23 ایستگاه استان خراسان رضوی برازش داده شد. نتایج در دوحالت درون یابی و برون یابی و با معیارهای آماری و فیزیکی مقایسه شدند. معیارهای آماری الگو شامل: ضریب تعیین پیراسته (R2adj)، مجموع مربعات خطا (SSE)، اعتبارمتقابل تعمیم یافته (GCV)، آسیب شناسی خطاها و معیار فیزیکی شامل: منطقی بودن برآورد رسوب در دوحالت درون یابی و برون یابی است. نتایج بررسی ها نشان از برتری الگوی مارس (به ویژه در برون یابی) نسبت به دو الگوی دیگر دارد.
    کلیدواژگان: الگوی مارس، الگوی توانی، الگوی نمایی، برون یابی، معیار آماری، معیار فیزیکی
  • محمد نخعی*، میثم ودیعتی، مهزاد اسمعیلی فلک صفحه 94
    با توجه به اینکه نمونه برداری از تمام نقاط محدوده مطالعاتی مقدور نیست، روش های پهنه بندی ابزار قدرتمندی در تخمین داده ها بر مبنای تغییرات مکانی است. هدف از این تحقیق پهنه پهنه بندی کیفی آب زیرزمینی دشت ورامین از نظر کشاورزی با استفاده از روش های درون یابی در نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی و انتخاب بهترین وزن ها بر اساس تحلیل سلسله مراتبی می باشد. بدین منظور از اطلاعات کیفی مربوط به 74 چاه عمیق دشت ورامین در سال 1388-1387 استفاده شده است. ابتدا نقشه های رستری منطقه مورد مطالعه شامل نسبت جذب سدیم، شاخص تراوایی، نسبت کلی، نسبت جذب منیزیم، باقی مانده کربنات سدیم، درصد انحلال سدیم، هدایت الکتریکی و سختی کل به روش مجذور عکس فاصله در محیط GIS تهیه گردید. سپس با روش تحلیل سلسله مراتبی و ایجاد ماتریس زوجی، وزن نهایی پارامترها تعیین شد. در نهایت با تلفیق لایه ها و اعمال وزن های نهایی پارامترها در محیط GIS، نقشه پتانسیل کیفی منطقه مورد مطالعه از نظر کشاورزی تهیه گردید. نتایج نشان می دهد در قسمت های شمال غرب، جنوب غرب و غرب منطقه وضعیت آب زیرزمینی برای کشاورزی بد و در قسمت های مرکز، شمال و شمال شرق کیفیت آب برای کشاورزی مطلوب می باشد.
    کلیدواژگان: دشت ورامین، کیفیت آب، تحلیل سلسله مراتبی، سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • مهرداد براتی* صفحه 99
    در شمال شهر همدان دشت وسیعی قرار دارد که در آن شهرهای بهار، لاله جین و فامنین قرار گرفته اند. در اطراف این شهرها بخصوص در قسمت شرقی دشت تعداد زیادی چاه کشاورزی حفر شده است که آب آنها بد بو و بد مزه می باشد. اندازه گیری ها نشان می دهد که مقدار زیادی گازهای HCO 3-، CO2، SO2 از این چاه ها متصاعد می شود. ترکیب این گازها با آب تولید اسید می کند که شدیدا برای وسایل درون چاه خورنده می-باشند. مطالعات مختلف منشا این گازها را هیدروترمال معرفی می نماید. شواهدی که در این تحقیق به دست آمده است این نظریه را تاییدتایید نمی کند.
    کلیدواژگان: هیدروترمال، دشت بهار، گاز، گسل
|
  • M. Arshadi, Ali Bagheri* Page 1
    The Great Karun River Basin plays a vital role in the Iran's food and Hydro-energy productions (78% and 13% in hydropower and food production, respectively). These put a high pressure on water recourses in this basin resulting in development projects on agricultural, industrial, and service sectors. In this situation, unsustainable development leads to increase in the basin vulnerability to external hazards. The present paper aims to demonstrate that in the real world we are not dealing with the vulnerability of a system to a hazard, but we need to address viability of a system focusing on three major domains of the system vision and mission; states; and processes or flows. In recent years one of the weakest rings in the Karoon River Basin water chain has been the issue of water quality that raised itself as a big issue for the managers and experts, as it seriously influences the water allocation. The aim of this research was to assess the trends and reasons of vulnerability of the Great Karun Water System to hazards with an especial focus on water quality as the main attribute of concern in the basin. System dynamics approach and the Vensim software have been adopted to simulate the water system in this research. The results showed that exterior hazards and scenarios have lower influence on water quality in comparison with policies of the industrial, agricultural, and service sectors. This indicated that to reduce the vulnerability in the Great Karun water system it is essential to change the policies in food and energy production.
    Keywords: System Viability, System Dynamics, Food, Energy supply, Water Quality, Karun River Basin
  • B. Ghahraman* Page 14
    Trend investigation is one of the key characteristics of time series. However, all common trend tests (e,g. Kendall and Mann-Kendall) are based on stationary time series and with this assumption that there is no long-memory in the time series. Based on both classical Kendall and Mann-Kendall tests, it was shown in this study that there was a significant (p-value<0.001) increase in annual Mashhad temperature (with a record length of 127 years spanning 1885-2011). However, considering the time series as a long-memory process (fractional Gaussian normal with Hurst exponent of 0.92), standard deviation of the test statistics were increased by a factor of greater than 6. As a result, the increasing trend in temperature was not accepted at common significant levels of 0.01 and 0.05. Some regression equations were developed for correction of standard deviations of Kendall and Mann-Kendall trend tests as a function of record length and Hurst exponent, for the first time. The results remained identical for incomplete time series. A stochastic method, based on frequency factor of Chow, was proposed for data filling and showed that the results are stable.
    Keywords: Hurst exponent, Kendall test, Mann, Kendall tests, Stochastic generation
  • F. Farsadnia*, A. Moghaddamnia Page 24
    One of the methods for estimation of flood quantiles in ungauged watersheds or watersheds with short data records is using the regional frequency analysis method. In regional studies, the clustering methods are used to achieve homogeneous regions. Self-Organization Feature Map (SOFM) is recently used in several researches for clustering the watersheds. However the interpretation of the SOFMs output units is one of the SOFMs problems. Consequently, the trained SOFM units are used as input to the other clustering algorithms. In this study, SOFM method is used to form a two- dimension feature map, and then output nodes are fed to fuzzy c-mean clustering to form the required regions for flood frequency analysis. The optimum number of the clusters is determined by Xie-Beni and Kwon indices. The results showed that this approach has a good performance to determine homogeneous regions in Mazandaran province, northern Iran.
    Keywords: Self, Organization Feature Maps, Fuzzy c, means clustering, Regionalization, hydrologic homogeneity, Mazandaran province
  • A. Khedri, M. Rezaei*, J. Ashjari Page 37
    This study investigated the karst development in Poyon anticline, Southwest of Iran. For this propose, the parameters of karst development including lithology, slope, vegetation density, faults, distance from faults, lineament density, distance from lineaments, precipitation, and temperature were investigated. Using Analytical Hierarchy Process (AHP) the weight of each layer on karst development was estimated. Final map of karst development was extracted by combination of effective layers. The results showed that 59 percent of Poyon anticline area had high karstification potential, 5.3 percent had moderate potential, and 35.7 percent had either very low potential or no karstification potential. Areas with high potential of karst development are located in north of karst aquifer (Ilam - Sarvak Formation). Springs with high discharge were noted mainly in karst areas with high potential. The result can be adapted for aquifer development management.
    Keywords: Poyon anticline, Karst, AHP, RS, GIS
  • S. Janatrostami*, M. Kholghi, K. Mohammadi Page 47
    Limited surface water resources and enormous population growth in recent decades have resulted in groundwater overexploitation and damage to natural resources in Iran. Optimum groundwater resources management should be considered as the key issue and a basis in short and long term planning in order to stop further damages. Though the simulation-optimization approach has been widely used in groundwater resources management researches, there is still no comprehensive software to address all the aspects. In this research, a graphical interface, Graphical Ground Water Management (GGWM), was developed based on MODFLOW-2000 and GWM softwares. The developed model was applied in a case study for Shahr-e-kord plain aquifer. Considering the progressive water table drop in the area, the main goal of the model was to find a sustainable solution. The model were verified in the real case and the results showed that by withdrawal management in agricultural wells, it is possible to improve the water table drawdown by 10% compared to the current condition.
    Keywords: Groundwater, Shahr, e, kord aquifer, Simulation, Optimization, GGWM, GWM, MODFLOW, 2000
  • M. Bizhani, Manzar, N. Mahjouri* Page 59
    This papers aims at developing a new methodology for Waste Load Allocation (WLA) to the effluent dischargers in Zarjub river basin in Gilan Province, Iran. In waste load allocation problems, besides maintaining the river water quality, minimizing the effluent treatment costs should also be taken into account. The concept of Nash Bargaining Equilibrium and Borda scoring social choice Method are utilized for finding the best solution among a number of alternatives. Each alternative is a combination of treatment scenarios for the dischargers. These alternatives form a compromise set which are obtained using the Fallback Bargaining Procedure. The methodology introduced in this paper can be considered as a substitute for the methodology developed in Mahjouri and Bijani-Manzar (2013). To investigate the impact of each alternative on river water quality, the concentration of Dissolved Oxygen in a control point is determined using Transfer Coefficients which are derived from a water quality simulation model. A penalty function is used to calculate the amount of penalty cost assigned to the violations from the standards in the control point. In this research compromise sets were primarily selected among alternatives, using the Borda scoring social choice method. Then, all alternatives in the compromise set were investigated to find out whether they are Nash Equilibriums. If the number of Nash Equilibrium alternatives was more than unity, the Nash Bargaining Function was used for finding the best solution among them. The results of the two mentioned procedures were then compared to select the final alternative based on the allocated costs to the total dischargers and the amount of violation from the river water quality standards resulted from the selected alternative. In the final step, the Extended Trading Ratio System (ETRS) is utilized for exchanging the allocated amount of discharges to the dischargers which decreased the total allocated cost to dischargers. On the whole, the proposed methodology can find a final solution among a set of alternatives which in addition to maintaining the river water quality condition, can lessen the total treatment costs.
    Keywords: Fallback Bargaining, Zarjub River, Nash Equilibrium, Nash Bargaining Function, Borda Scoring Social Choice Method
  • M. Delnavaz, B. Ayati *, H. Ganjidoust, S. Sanjabi Page 75
    The optimizartion of photocatalytic process by Taguchi method and the prediction of removal efficnecy by artificial neural network were investigated in this research. Immobilized photocatalytic reactor was irradiated with TiO2 by UV-A lamps to produce hydroxyl radicals for degradation of phenolic synthetic wastesater. Taguchi method and L16 orthogonal array for experimental planning was used for determination of optimum conditions including initial phenol concentration (50-500 mg/L), UV lamps power (8-60 W), pH (4-12), TiO2 concentration (20-80 g/m2), and UV lamp distance from concrete surface (5-20 cm). The results showed that influent phenol concentration and solution pH had the highest effect on the removal efficiency. The optimum conditions were obtained for influent phenol concentration of 50 mg/L, pH of 12, UV lamp of 60 W, titania amount of 80 g/m2, and UV lamp distance to concrete surface of 10 cm. Prediction of photocatalytic process performance by artificial neural network showed that the best result was obtained at the structure of (5-6-4-1). Transfer functions for this model were Gaussian, Hyperbolic Tangent, and Sigmoid for hidden layer 1 and 2 and output layer, respectively. The difference between measured and predicted values of output nodes was less than 5%.
    Keywords: Taguchi method, Titanium dioxide, Concrete, Artificial neural network, Model
  • Applications of MARS Regression for Estimating Bed Loads / Case study: Basins of Khorasan Razavi Province, Iran
    H. Rezaee, Pazhand*, M. Janfada Page 88
    The conventional methods for estimating the suspended load in rivers are using the sample of debit-sediment and fit them into exponential patterns, power model, neural networks, or frequency distribution table. In high flood flows these models cannot be extrapolated and their estimations are unrealistic. This is due to the bounded water power to carry suspended load (physical properties). Multivariate Adaptive Regression Spline (MARS) model are proposed in this paper to pass this limitation. MARS is a piecewise linear spline model that has better performance in extrapolations. The MARS exponential and power models were fitted on debit-sediment data of 23 stations khorasan razavi province in this article. The results were compared in two modes of interpolation and extrapolation and base on statistical and physical criteria. Statistical criteria models included the R2adj, sum of squares error (SSE), generalized cross validation (GCV), and diagnostic residual. The physical criteria included realistic estimation of the sediment in two modes of interpolation and extrapolation. The results showed the superiority of MARS model to other practices.
    Keywords: MARS model, Power model, Exponential model, Extrapolation, Statistical criteria, Physical criteria
  • M.Nakhaei*, M. Vadiati, M. Esmaeilifalak Page 94
    When dealing with the quality of water resources for different uses, collecting samples from all parts of a study area is not economically possible. In this regard zoning methods are powerful tools in the providing the data based on spatial variation. This research aimed in groundwater quality zoning for agricultural uses in the Varamin plain, southern Tehran, using Interpolation methods with Geographic Information System (GIS) and the weightings in the Analytical Hierarchy Process (AHP). Qualitative data from 74 tube wells in the plain of Varamin from 1388 to 1387 is used. Firstly, raster maps were prepared using Inverse Distance Weighted (IDW) method for the study area. These maps prepared for the Sodium Absorption Ratio (SAR), Permeability Index (PI), the Kelley Ratio (KR), Magnesium Adsorption Ratio (MAR), Residual Sodium Carbonate (RSC), Dissolved Sodium Percentage (SSP), Electrical Conductivity (EC), and Total Hardness (TH) Then the final weights of parameters in water quality potential were determined using AHP and the pair wise matrix. Finally, with overlaying maps and applying final weights of the parameters in GIS, the map of qualitative potential of the groundwater resources in the area for agricultural purposes was prepared. The results showed that in the northwestern, southwestern, and western parts, the status of groundwater for agriculture are poor and in the central, northern, and northeastern parts there are the quality of water is suitable for agriculture purposes.
    Keywords: Varamin Plain, Water Quality, Analytical Hierarchy Process, Geographic Information System
  • M. Barati* Page 99
    The Bahar great plain is located in north of the Hamedan city. Bahar, Lalejin, and Famenin cities are also situated in this plain. In the vicinities of these cities especially in the eastern parts of the plain, lots of water wells are dugout with very bad taste and smell in waters. Greate amount of HCO3-, CO2, SO2 gases are exhalative from these wells. Acids formed from reaction of these gases and water, erode well instruments. Gases are stated to have hydrothermal origin according to several studies. The result of this research does not support this hypothesis.
    Keywords: Hydrothermal, Bahar plain, Gas, Fault