رودخانه کرخه یکی از مهمترین رودخانه های ایران واقع در غرب کشور و در مناطق میانی و جنوب غربی رشته کوههای زاگرس قرار دارد. این حوضه از نظر مختصات جغرافیایی بین 46° 6^ و 49° 10 طول شرقی و بین 30° 58 و 34° 56 عرض شمالی قرار گرفته است. شبکه رود خانه ای کرخه از 5 شاخه اصلی تحت نام های گاماسیاب ،قره سو، سیمره، کشکان و کرخه پایین تشکیل شده است. آب و هوای حوضه کرخه با توجه به تفاوت فاحش تغییرات ارتفاعی متنوع بوده و دارای اقلیم های متعدد از جمله: بیابانی گرم، خشک و سرد و خیلی مرطوب می باشد. منابع آبهای سطحی و زیر زمینی تواماً منابع اصلی تامین کننده نیازهای آبی مختلف موجود در این حوضه می باشند. زیر حوضه قره سو با مساحتی معادل 5350 کیلومترمربع، حداکثر ارتفاع آن 3351 متر و حداقل ارتفاع آن 1300 متر می باشد. طول این رودخانه 200 کیلومتر و ارتفاع متوسط آن از سطح دریا 1557 متر می باشد متوسط شیب این رودخانه 0.6 درصد میباشد. در سیستم دومارتن اصلاح شده بیشتر قسمت های این زیر حوضه دارای آب و هوای مدیترانه ای سرد می باشد. سرشاخه اصلی رودخانه در این زیر حوضه رودخانه قره سو است که این رودخانه در بخش شمال غربی حوضه کرخه قرار داشته و شاخه ابتدایی آن رودخانه مرک است که در غرب کرمانشاه زهکش ماهیدشت به شمار میرود به عنوان یکی از سرشاخه های اصلی رودخانه کرخه که در بخش شمال غربی حوضه قرار دارد و بخش وسیعی از آبدهی شرب مناطق مسکونی، آبیاری زمین های زراعی، مراکز صنعتی و معادن را تأمین می کند و همچنین این رود خانه به عنوان جریان بالا دست زیر حوضه سیمره از لحاظ کیفیت آب سرشاخه این زیر حوضه از اهمیت بالایی برخوردار است. در طول رودخانه نمونه برداری و اندازه گیری پارامترهای فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و همچنین نقاطی جهت نمونه برداری و اندازه گیری پارامتر های مختلف از رسوب و آب، تعیین و مورد اندازه گیری قرار داده شده است. این نمونه برداری ها به صورت فصلی در4 نوبت (زمستان، بهار، تابستان و پاییز 87) انجام شده است. شرایط کیفی و نحوه تغییرات آن در طول رودخانه از موارد بسیار مهم در نحوه استفاده بهینه از این رودخانه می باشد. مدل سازی کیفی جریان رودخانه ها با صرف کمترین زمان و هزینه نتایج با ارزشی را برای مطالعه و پیش بینی کیفیت آب در آینده در اختیار ما قرار می دهد به همین دلیل جهت بررسی منابع آلاینده و همچنین مدلسازی آلودگی این رودخانه به انجام تحقیقاتی پرداخته شده است. مدل qual2k آخرین سری از مدل های qual است که توانایی شبیه سازی انتقال آلودگی رودخانه و عدم قطعیت ها را داراست. در این تحقیق ابتدا نسبت به جمع آوری داده های مورد نیاز از قبیل داده های کیفی، منابع آلاینده نقطه ای و سطحی، اطلاعات هواشناسی و اطلاعات بستر رودخانه پرداخته شد، سپس با وارد کردن اطلاعات در مدل qual2k پرداخته شد و پارامتر های نیتروژن، فسفر، جامدات معلق، اکسیژن محلول و همچنین bodمورد شبیه سازی قرار گرفت. پس از وارد کردن اطلاعات مدل با تغییر پارامترهای اولیه و شرایط بستر رود خانه به کالیبراسیون مدل در فصل زمستان پرداخته شد و سپس در فصل پاییز مورد صحت سنجی و تحلیل عدم قطعیت قرار گرفت. تحقیقات بر روی نتایج کالیبراسیون و بخصوص صحت سنجی نشان دهنده این مطلب بود که میزان اکسیژن محلول در پایین دست رودخانه قره سو در محل ورود آلودگی فاضلاب خانگی و همچنین آلودگی های سطحی ناشی از ورود فسفر و نیتروژن از دشت های کشاورزی و مراتع به شدت کاهش می یابد حتی کمتر از 5mg/l و همچنین میزان نیتروژن و فسفر به علت ورود فاضلاب شهری و آلاینده های گسترده مراتع به شدت افزایش می یابد.

رشد سریع جمعیت و صنعتی شدن جوامع از یک سو و تغییر شرایط اقلیمی از سوی دیگر سبب شده است که مدیریت و برنامه ریزی، استفاده از منابع آب مورد توجه ویژه ای قرار بگیرد. در این میان مدنظر قرار دادن شرایط کیفی در کنار جنبه های کمی به عنوان گامی موثر در توسعه منابع آب تلقی می شود. در این تحقیق روند تغییرات کیفیت آب رودخانه حبله رود متناسب با تغییر شرایط هیدرولوژیک مورد بررسی قرار گرفته است، با توجه به اینکه بخش اعظم نیاز آبی دشت گرمسار از قبیل آب شرب سکنه اطراف رودخانه و آب مصرفی کشاورزی از این رودخانه تامین می شود، بنابراین بررسی شرایط کیفی جریان می تواند حائز اهمیت باشد. در ابتدا شرایط هیدرولوژیکی بلند مدت توسط شاخص بارش استاندارد، در پنج ایستگاه باران سنجی با در نظر گرفتن دوره آماری 36 ساله تعیین شد. استفاده از این شاخص امکان شناسایی دو دوره با بیشترین خشکسالی و دو دوره با کمترین خشکسالی را در تمامی ایستگاه ها فراهم نمود. در ادامه تاثیر شرایط هیدرولوژیکی بر کیفیت آب کشاورزی و شرب با استفاده از روش های ویلکوکس و شولر مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که کیفیت آب در سال های کم آبی از وضعیت نامساعدتری برخوردار است. این کاهش کیفیت در وضعیت آب شرب تاثیر چشمگیرتری داشته است. در ادامه به منظور تحلیل روند تغییرات کیفی پارامترهای نیترات و فسفات، مدل سازی رودخانه و سرشاخه های آن با استفاده از نرم افزار qual2kw انجام شد. به منظور حصول اطمینان از عملکرد مناسب این مدل پارامترهای تاثیرگذار در روند شبیه سازی کالیبره و صحت سنجی شدند. نتایج نشان داد که شرایط کیفی رودخانه می تواند متناسب با شرایط هیدرولوژیکی، دوره های خشکسالی و ترسالی و همچنین موقعیت مکانی ایستگاه ها تغییرات عمده ای را داشته باشد.

هیدروکربن های نفتی از عمده ترین آلاینده های اکوسیستم آبی و خاکی در سراسر دنیا محسوب می گردند. از آنجایی که هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (pahs) به عنوان یک ماده مضر دارای خاصیت سرطان زایی بالا بوده و سلامت جامعه را تهدید می نماید، حذف آنها از آب های زیرزمینی ضروری است. پاکسازی آلودگی نفتی به روش های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی انجام می پذیرد. روش های متعددی جهت کاهش آثار زیست محیطی آلودگی نفتی توسعه یافته است، اما مطالعه بر روی روش های ساده، سریع و ارزان قیمت در این زمینه ضروری می باشد. در تحقیق حاضر در راستای بررسی فرآیندهای موثر بر کاهش آلودگی نفتی، مطالعه بر روی روشهای جذب سطحی با استفاده از جاذب های طبیعی مختلف انجام گرفت. این پژوهش در سه مرحله انجام گرفت: در اولین گام، به شناخت سیستم پالایشگاه پرداخته و در ادامه عملکرد بخش بازیافت آب مورد ارزیابی اجمالی قرار گرفت. در گام دوم، مطالعات پایلوت بر روی بهینه سازی روش جذب سطحی با استفاده از جاذب های پودر تالک، خاک اره، بنتونیت، کربن اکتیو و سبوس برنج صورت پذیرفته و توانایی خاک منطقه در جذب هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای نیز مورد سنجش قرار گرفت. جهت انجام این سری از مطالعات، پسابی حاوی ترکیبات pahs سنتز گردید و در پایلوتی به شکل مکعب مستطیل که دارای یک صفحه مشبک به عنوان زهکش بوده، از روی ستونی از جاذب های ذکر شده با وزن و ارتفاع مشخص به مدت 4 ساعت با بار سطحی و شرایط کاملاً ثابت عبور داده شد. غلظت ترکیبات pahs در نمونه هایی که از خروجی پایلوت در فواصل زمانی 30 دقیقه، مورد سنجش قرار گرفت و در گام آخر از نرم افزار hydrus جهت مدلسازی تغییرات غلظت ترکیبات pahs استفاده گردید. با توجه به نتایج آزمایشات، حداکثر درصد جذب ترکیبات pahs بر روی جاذب های مورد استفاده به میزان 79/87 < 14/89 < 48/89 < 75/90 < 37/91 < 95/93 محاسبه گردید که به ترتیب مربوط به جاذب های؛ خاک اره < پودر تالک < خاک منطقه < سبوس برنج < کربن اکتیو < مخلوط بنتونیت و کربن اکتیو می باشد. سپس جهت درک واقعی رفتار سیستم، با استفاده از معادلات فروندلیخ و لانگمویر مدلسازی فرآیند جذب صورت گرفت و نتایج نشان داد، مدل جذبی فروندلیخ دارای بالاترین توجیه در فرآیند جذب ترکیبات pahs می باشد. نتایج مربوط به بخش مدلسازی نیز بیانگر آن بود که داده های آزمایشگاهی با داده های حاصل از مدل مطابقت خوبی دارد.

چکیده: در نظر گرفتن آب به حساب نیامده (آب بدون درآمد) در شبکه توزیع آب شهری از اولویت خاصی در برنامه ریزی تامین و مصرف آب برخوردار است. بخش بزرگی از آب به حساب نیامده را هدر رفت آب به خصوص در شبکه های توزیع تشکیل می دهند. با توجه به بحران جدی کمبود منابع آب و با عنایت به محدودیت های موجود در تامین آب شرب سالم و بهداشتی، می بایست هر چه بیشتر در کاهش میزان تلفات تلاش نمود. در این تحقیق، مطالعه و بررسی پیرامون ارزیابی زیست محیطی اثرات نشت آلایندگی از طریق ایجاد شکستگی (تلفات ظاهری) در شبکه های توزیع آب شهری صورت گرفته است. در ابتدا اصول و مفاهیم کلی آب به حساب نیامده یا تلفات ظاهری مورد بررسی قرار گرفته است و بر اساس این مفاهیم نقاط احتمالی شکست و به تبع آن ورود آلودگی مورد توجه قرار گرفته اند. سپس با استفاده از مدل نرم افزاری شبکه توزیع آب در منطقه مورد مطالعه نتایج کیفی و کمی در ارتباط با چگونگی ورود و انتشار آلودگی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش و انجام آزمایشات فیزیکوشیمیایی بر روی آب، مشاهده گردید از طریق ایجاد شکستگی در محل توزیع بار آلودگی bod-cod-کلیفرم به ترتیب از مقدار 5-10-0 به مقدار 10-20-20 میلی گرم در لیتر افزایش پیدا کرده که نشان دهنده ورود آلودگی از محل شکستگی و پس از انجام عملیات تصفیه می باشد.

اکوسیستم های آبی یکی از مهمترین محیط های زیستی می باشند که کیفیت زندگی انسانها را تحت تاثیر قرار می دهند امروزه به دلیل ورود انواع آلودگی ها لزوم پایش مداوم منابع آبی وجود دارد . میزان غلظت کلروفیل-آ به عنوان شاخصی بر میزان فیتوپلانگتون ها و بطور غیرمستقیم شاخصی از میزان ورود مواد آلاینده فسفر و نیتروژن در آب، از اهمیت بسیار اساسی در مطالعات کیفیت آب و خصوصیات اکولوژیکی محیط های آبی برخوردار است.. در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی بر روی تصاویر ماهواره ای سنجنده modis به تعیین غلظت کلروفیل-آ در دریای خزر پرداخته شده است. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل مشاهدات میدانی از غلظت کلروفیل- آ و تصاویر ماهواره ای همزمان از سنجنده modis در الگوریتم های شبکه عصبی وارد و امکان تخمین غلظت کلروفیل-آ از این داده های مورد بررسی قرار گرفته است. سپس علاوه بر ارزیابی دقت این روش، به مقایسه نتایج حاصل با نتایج بدست آمده از سایر الگوریتم های رایج در تعیین غلظت کلروفیل از تصاویر ماهواره ای اقدام شده است. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که الگوریتم های تجربی از توانایی کافی برای برآورد غلظت کلروفیل-آ در مناطق ساحلی دریای خزر برخوردار نیستند. در شبکه های عصبی تک لایه میانی ، شبکه دارای 15 نرون و در شبکه های دو لایه میانی شبکه (5،5) به بهترین دقت های ممکن در ساختارهای خود رسیده است. دقت کلی شبکه های بهینه در این دو ساختار تقریباً مشابه و در حدود 1/0=rmse میکروگرم بر لیتر می باشد، لیکن همبستگی پاسخ های بدست آمده با پاسخ های مورد انتظار در شبکه های عصبی دولایه میانی بهتر از شبکه های عصبی تک لایه میانی است. با اینحال از نقطه نظر پایداری پاسخ، شبکه های عصبی تک لایه میانی اندکی بهتر از شبکه های عصبی دو لایه میانی ارزیابی می گردد. از نقطه نظر تعداد نمونه های آموزشی، شبکه عصبی با دو لایه میانی نسبت به شبکه عصبی تک لایه میانی نیاز به نمونه های آموزشی کمتری دارد. با توجه به موارد فوق، شبکه عصبی بهینه جهت تخمین غلظت کلروفیل-آ از تصاویر سنجنده modis در مناطق ساحلی دریای خزر، یک شبکه عصبی دو لایه با 5 نرون در هر لایه معرفی می شود که این شبکه در بهترین حالت خود پارامتر064/0=rmse (?g?l ) و ضریب همبستگی(r^2 ) در حدود 50% را حاصل نموده است.

توانمندی انسان برای تولید باران و تعدیل آب و هوا به عنوان یکی از راه های استحصال آب در بسیاری ار کشورها خاصه کشورهایی که بحران آب را پیش روی خود دارند مطرح است بنابراین انسان همواره به دنبال منابع و راه های نوین برای برطرف کردن این مشکل می باشد. یکی از منابعی که از توجه انسان ها به دور مانده ابرهایی هستند که به علت برخورد با کوه ها از حرکت بازمانده وبه جای باران زایی از بین می روند. به صورت طبیعی کوه ها به عنوان منابع حرارت که تابش خورشید را جذب می کنند باعث شکل گیری و حرکت ابرها می شوند اما در مواقعی که گرمای لازم جهت حرکت وجود ندارد ابرها برای مدت زمانی در پشت کوه ها محبوس می شوند از اینرو بررسی روند مصنوعی ایجاد گرما که موجبات آزاد شدن ابرها را از پشت کوه ها فراهم آورد مسئله نوینی است که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. هدف از انجام این الگوسازی تعیین دمای مناسب جهت حرکت ابر در شرایط جوی متفاوت و ارتفاع های مختلف می باشد. نتایج حاصل شده نشان می دهد ایجاد اختلاف دما در زیر ابر در یک روز از فصل های مختلف باعث جا به جایی ابر شده و با در نظر گرفتن شرایط دیگر شاید بتوان این الگو را به حقیقت مبدل کرد. در جهت ارزیابی امکان انتقال ابر به سطوح بالاتر با اعمال گرما، الگویی دو بعدی از کوه طراحی وجا به جایی در شرایط پایداری و مکانی مختلف در سه ارتفاع 300، 500، 700 متری از کف دره در دو روز در فصل های بهار و پاییز برای ابر در نظر گرفته شده است و در آخر مقایسه ای میان نتایج حاصله با یکدیگر و همچنین با شرایط طبیعی انجام شده است. در مدلی دیگر حرکت ابر در اثر اعمال گرما و همچنین وجود باد میانگین 2 متر بر ثانیه در منطقه بررسی و با دیگر الگوها مقایسه شده است. در این الگو انتقال با اعمال منبع حرارتی یکنواخت در شیب کوه و کف دره جهت ایجاد جریان همرفتی مدنظر می باشد تا از این طریق ابر همراه با حرکت هوا جا به جا شود.

اتلاف آب از سیستم توزیع نه فقط موجب خسارت عمده به درآمد های شرکت آب و فاضلاب می شود، بلکه اثرات زیان آور دیگری نیز برای سیستم دارد. به طور مثال نقاط نشت می توانند منافذی برای ورود آلودگی به سیستم باشند و سلامت شهروندان را تهدید کنند. به همین جهت در این پژوهش به بررسی میزان نشت در شبکه با استفاده از مدل سازی پرداخته شد و با ایجاد نشت مصنوعی در هر زمان از شبانه روز توسط مدل ایجاد شده یک رابطه بین نشت و میزان فشار در شبکه استخراج گردید. به همین منظور جهت تدقیق مطالعات، استفاده از یک نمونه شبکه توزیع آب شرب شهری واقعی به عنوان مطالعه موردی ضرورت دارد که در این تحقیق شبکه توزیع آب باقر شهر انتخاب گردیده است. با توجه به نتایج بدست آمده در این تحقیق با توجه به توان بدست آمده برای n رابطه بین فشار و نشت در شبکه های توزیع آب را می توان تقریباً به صورت خطی در نظر گرفت. از سوی دیگر به منظور ایجاد امکان پایش مستمر کیفیت آب شبکه و ارزیابی اثرات زیست محیطی انتشار آلاینده هایی که از طریق نشت وارد شبکه گردیده ا ند با مدلسازی مقدار کلر باقیمانده در شبکه تاثیرات نشت، بر ورود آلاینده ها به سیستم بررسی گردید. پس از آن با بررسی رابطه بین شاخص hpc و میزان کلر باقیمانده در شبکه، تغییرات کیفیت آب در شبکه توزیع مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت و مشاهده شد که افزایش کلر باقیمانده باعث کاهش بار میکروبی به صورت لگاریتمی می شود و حداقل میزان کلر باقیمانده مورد نیاز در شبکه ?/?-?/? می باشد تا شرایط خوبی از نظر باکتریایی و میزان کلیفرم ها در آن وجود داشته باشد. در این رساله برای اولین بار توانایی نرم افزار watergems، اجرای شبیه سازی کیفی آب و نحوه ی به کارگیری این توانایی ها در پایش کیفیت آب را ارائه شد.

امروزه تامین آب آشامیدنی سالم از مهم ترین مشکلات جوامع می باشد. منبع اصلی تامین آب در دشت قزوین، آب های زیرزمینی است که با رشد سریع جمعیت طی سال های اخیر نیاز به آب در این دشت چند برابر شده و تخلیه فاضلابهای شهری و صنعتی درون زمین افزایش آلودگی آبخوان این منطقه را درپی داشته است. در این تحقیق روش جد یدی برای تعیین روند پخش آلاینده های آب های زیرزمینی دشت قزوین با مطالعه موردی فلزات سنگین سرب، روی و آرسنیک ارائه شد. ابتدا با تعیین پارامترهای موثر، مدلسازی برای هرکدام از فلزات توسط شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک صورت گرفت. میزان همبستگی مدل های حاصل برای فلزات سرب، روی و آرسنیک به ترتیب 0.88، 0.77 و 0.86 به دست آمد. سپس به کمک آنالیز حساسیت میزان اهمیت واقعی هر پارامتر در مدل مربوطه تعیین و با رسم نمودارها و سطوح پاسخ تاثیر متغیرها بصورت جداگانه و دوتایی روی غلظت فلزات نشان داده شد. با توجه به نتایج، افزایش هدایت هیدرولیکی و دبی برداشت سبب افزایش غلظت فلز سرب و افزایش عمق چاه، ph و میزان دبی گذرا کاهش غلظت این فلز را به دنبال داشته است. برای فلز روی نیز افزایش دما سبب کاهش غلظت این فلز و درمورد فلز آرسنیک افزایش هدایت الکتریکی، سن چاه و میزان دبی برداشت غلظت این فلز را افزایش داده است. همچنین زمانی که تراز آب چاه و ph افزایش یابد غلظت فلز آرسنیک کاهش می یابد. درمورد افزایش سایر پارامترها روند ثابتی برای تغییر غلظت فلزات به دست نیامد که علت آن تاثیر بیشتر پارامترهای جنس خاک محل نمونه برداری و غیریکنواختی غلظت ورود آلاینده به آبخوان می باشد. در مرحله بعد نتایج واقعی و نتایج حاصل از مدلسازی، مقایسه و دقت بالای شبکه عصبی مصنوعی در تعیین روند پخش فلزات سنگین مورد بررسی، توسط نقشه های هم غلظت نشان داده شد. در نهایت کاربرد این مدل به عنوان ابزاری مناسب در آنالیز، پیش بینی میزان آلاینده ها و پشتیبانی از تصمیم گیری ها معرفی گردید.

منابع آب شیرین جزء لاینفک محیط و حیات محسوب می شود .زندگی بشر در کره زمین در گرو تأمین آب مناسب از نظر کمی و کیفی قرار دارد .رشد روز افزون جمعیت جهان، گسترش شهرها بیش از پیش مسئله مدیریت جامع و یکپارچه منابع آب و بهره برداری از آن به عنوان یک منبع پایدار را در سطح بین المللی مطرح ساخته است . رودخانه ها به عنوان یکی از مهمترین منابع تأمین و انتقال آب مصرفی بخشهای صنعت، کشاورزی ومصارف شهری از اهمیت خاصی برخوردارند .توسعه روزافزون فعالیتهای کشاورزی و صنعتی و افزایش قابل توجه حجم فاضلابهای شهری موجب آلودگی منابع آب، خصوصًا رودخانه ها گشته به نحوی که کیفیت آب این منابع حیاتی را در بسیاری از نقاط مورد مخاطره جدی قرارداده و حتی دربرخی نقاط منجر به مرگ بیولوژیکی رودخانه ها گردیده است. عدم توانایی منابع آب در پالایش مواد زایدی که به آنها اضافه می شود زیان فراوانی به دنبال داشته و علاوه بر اینکه محیط زیست آبزیان را به مخاطره می اندازد، در مواردی استفاده های گوناگون آب را در مصارف شهری، کشاورزی، پرورش ماهی، تفریح و ورزش را نیز محدود می کند .

بررسی اثرات زیست محیطی آنزمهای شوینده ها در آبهای زیرزمینی و راه کارهای کاهش و کنترل با اثرات سو