نام پژوهشگر: مجید احتشامی

اثرات نیترات بر منابع آب و محیط زیست
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1390
  آرمین سفیدکار لنگرودی   مجید احتشامی

امروزه با توسعه اقتصادی جوامع و رشد روزافزون جمعیت همواره بشر به منابع غذایی بیشتری برای ادامه حیات نیازمند می باشد. در راستای تولیدات مواد غذایی، به علت دسترسی و فراوانی بیشتر، بشر ناگزیر به روی آوردن به مواد غذایی دامی و در نتیجه توسعه صنعت دامپروری است. توسعه صنعت دامپروری همراه با افزایش تعداد دام و در نتیجه افزایش میزان ضایعات دامی می باشد. این روش تولید ضایعات فراوانی دارد که تاثیرگذار در آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی است. در این پژوهش ابتدا به بررسی اثرات زیست محیطی دامداری ها و عوامل نیتراته شدن آبهای سطحی و زیرزمینی پرداختیم و سپس با معرفی مدل شبیه سازی leachn جابجایی نیترات در خاک و آب مورد توجه قرار گرفت. با تعریف سناریوهای مختلف و انجام آنالیز حساسیت، جابجایی نیترات در خاک و آب را بطور دقیقتر مورد بررسی قرار دادیم. با تحلیل و بررسی سناریوهای مختلف با یکدیگر و همچنین مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده در محل مشخص گردید که شرایط فصلی ومیزان بارش بیشترین تاثیر را بر روی تغییرات میزان نشت نیترات به آبهای زیرزمینی و سطحی دارد بطوریکه در خاک های با شرایط جوی کم بارش شاهد کاهش 44% از میزان نشت نیترات در عمق 30 سانتی متری نسبت به حالاتی که جنس یا سختی خاک تغییر یافت می باشیم. همچنین در شرایط کم بارش نسبت به حالات پربارش در حالتی که باقی پارامترهای مربوط به خاک ثابت فرض می گردند شاهد کاهش نیترات از 90/6 میلیگرم بر لیتر به 88/3 میلیگرم بر لیتر در خاک های ماسه ای می باشیم. در انتها نیز با توجه به نتایج مدلسازی و نمودارهای حاصله از سناریوهای مختلف راهکارهایی برای کاهش اثرات آلودگی نیترات در آب ارائه گردید.

آنالیز حساسیت نمکزدایی با اسمز معکوس،نسبت به پارامترهای موثر و ارائه مدل با شبکه عصبی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران و محیط زیست 1389
  اسماعیل سلامی شهید   مجید احتشامی

چکیده نیاز مبرم به مصرف آب از طرفی و کمبود منابع آب شیرین از سوی دیگر توجه زیادی را به سیستم های نمک زدایی معطوف داشته است .روشهای گوناگونی برای نمک زدایی وجود دارد ، با یک بررسی ابتدایی مشخص شد سیستم های غشایی که بر اساس اسمز معکوس کار می کنند با کارایی بالا و هزینه نسبی پایینشان امروزه بیشتر مورد توجهند .در این تحقیق به بررسی سیستم های مختلف و مقایسه آنها با هم پرداخته می شود .سپس جزئیات سیستم برتر (اسمز معکوس )مورد بررسی قرار می گیرد .آشنایی با برنامه rosa1 موضوع فصل بعدی است و پس از آن آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای موثر انجام می شود و بعد از این که موثرترین این پارامترها معلوم شدند ابتدا به معرفی و آشنایی با شبکه های عصبی پرداخته میشود سپس بر همین اساس مدلی ارائه می شود که در نهایت نتایج rosa با نتایج مدل مقایسه می شود. نتیجه این پروژه بررسی دقیق روش اسمز معکوس و پارامترهای تاثیرگذار خواهد بود وجداول و نمودارهای ارائه شده به عنوان آنالیز حساسیت می تواند به خوبی مقایسه ای از رفتار غشاهای موجود را درمقابل پارامترهای مختلف نشان داده و ملاک خوبی در انتخاب نوع غشا باشد.در انتهاارئه یک مدل به وسیله شبکه های عصبی بستر دید دقیقتری در این زمینه را فراهم می سازد.

مدل سازی و تحلیل حرکت نفت سفید در محیط های خاکی (بدون تبخیر)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1390
  محسن کاربخش   مجید احتشامی

در این پژوهش هدف تعیین مدل حرکتی تجربی مناسب برای حرکت نفت سفید در محیط های خاکی بوده است. خاک مورد آزمایش خاک ماسه سیلتی با مقادیر مختلف درصد رس بوده که میزان جذب و نفوذ آلاینده tph موجود در نفت سفید در این خاک ها محاسبه شده است. پس از بررسی مبانی خاک و پراکنش آلاینده های گوناگون، بویژه آلاینده های آلی و نفتی در خاک، ارزیابی و مقایسه ای بین مدل های مختلف اختلاط ماسه سیلتی و درصد های مختلف رس در ستون های خاک در آزمایشگاه انجام شده است. برای مطالعه موردی این مدل، پالایشگاه تهران و انبار نفتی ری به عنوان یکی از موارد بالقوه بحران زای زیست محیطی، بررسی و خاک آن جهت ارزیابی پخش آلاینده ها انتخاب شد و نیز با بررسی آلاینده های موجود در مخازن، tph به خاطر فراوانی در مخازن و خطرآفرینی زیست محیطی، به عنوان آلاینده ی اصلی تحقیق تعیین شده است. با بکارگیری خاک مذکور و tph موجود در نفت سفید، آزمایش هایی انجام گرفت که مهمترین آنها، آزمایش جذب سطحی بود. نتایج نشان داد که با افزایش میزان رس از 5 تا 20% مقدار جذب و ضریب جذب افزایش می یابد و به طبع آن باعث کاهش میزان نفوذ می شود. پس از افزایش میزان رس از 20% بیشتر مقدار تغییرات جذب ثابت می شود و میزان نفوذ به شدت کاهش می یابد. همچنین در این پایان نامه با برازش داده های بدست آمده از آزمایش gc توسط روش رگراسیون مدل استنتاجی بدست آمده از متغییر های غلظت tph، عمق خاک، درصد رس و زمان، ضریب همبستگی 97/0 را نشان میدهد. همچنین نتیجه گرفته شد با دو برابر کردن میزان رس در ابتدا میزان جذب سه برابر شده و این میزان با افزایش رس کمتر می شود. در نهایت در مطالعه موردی شهر ری مدل ارائه شده مطابقت80 درصدی را نشان می دهد. احتمال آلودگی tph و غلظت آن را در خاک رسی شهر ری در عمق 25 سانتی متری به میزان 9 گرم بر لیتر کاهش را نشان می دهد.

تعیین بهترین سناریوی دفع پسماندهای جامد صنعتی از نقطه نظر فنی، اقتصادی و زیست محیطی، مطالعه موردی : شهرک صنعتی شمس آباد
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران و محیط زیست 1390
  داریوش نوری   مجید احتشامی

امروزه تولید پسماندهای ناشی از فعالیت های صنعتی و معدنی و همچنین زایدات حاصل از صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی، بدلیل امکان تحمیل آثار سوء و غیرقابل جبران بر محیط زیست، از جمله چالشهای پیش روی مدیریت جوامع صنعتی بشمار می رود. روش های رایج دفع این قبیل پسماندها شامل سناریوهای ترکیبی از گزینه های بازیافت، زباله سوزی، تولید کمپوست و دفن بهداشتی بوده و انتخاب روش بهینه در این زمینه براساس دیدگاههای زیست محیطی، فنی و اقتصادی انجام می شود. در این تحقیق با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و فرآیند تحلیل شبکه ای که از جامع ترین سیستم های طراحی شده در تصمیم گیری های مبتنی بر معیارهای چندگانه است، روش بهینه مدیریت زایدات صنعتی تولیدی در شهرک صنعتی شمس آباد به عنوان مطالعه موردی، تعیین شده است. بدین منظور با تعیین کیفیت فیزیکی جریان زایدات تولیدی در شهرک، 4سناریو جهت مدیریت پسماندهای جامد تولیدی طراحی گردید و با انجام ارزیابی ها بهترین گزینه از نقطه نظر فنی و اقتصادی و زیست محیطی، برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد گردید.

کاربرد روش anp (در مقایسه با ahp) در مکان یابی موقعیت هایی با کمترین خطرات زیست محیطی شهری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1391
  رضا قناتیان نجف آبادی   مجید احتشامی

توسعه روزافزون مناطق شهری و افزایش بی رویه جمعیت در تهران باعث شده است که اهمیت مدیریت دفع پسماندهای شهری دوچندان شود و چگونگی دفع و معدوم سازی پسماندها، همواره یکی از دغدغه های مدیران ارشد باشد. هدف از مقاله حاضر تعیین مناطق مستعد برای احداث سامانه های دفع و مشخص نمودن بهترین سناریوی مدیریتی بمنظور اجرا در شهر تهران می باشد. بدین منظور و برای مکان یابی این سامانه ها، ابتدا نقشه لایه هایی نظیر مناطق حفاظت شده، مناطق نظامی، مناطق فرهنگی و تاریخی، توپوگرافی، رودخانه ها و دریاچه ها، گسل ها، زمین شناسی، کاربری اراضی و ... از سازمان های مختلف تهیه شده است. این لایه ها به روز رسانی می شود و سپس معیار های مکان یابی مراکز دفع که از منابع مختلف گردآوری شده است، بر روی این لایه ها اعمال می شود. از روی هم قرار دادن این لایه ها و مقایسه آن با لایه کاربری اراضی، نقاط مستعد با کاربری آزاد در شهر تهران بدست آورده شده است. در این مرحله، مدل فرآیند تحلیل شبکه ای (anp) و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (ahp) برای مجموعه سناریو های مدیریتی تعیین و ترسیم می گردد. ارزیابی سناریوها از سه منظر فنی، اقتصادی و زیست محیطی انجام شده است. معیار فنی شامل زیر معیارهایی از قبیل نیاز به پرسنل ماهر و متخصص، نیاز به نگهداری و تعمیرات دوره ای، سهولت بهره برداری، نیاز به تجهیزات فنی، نیاز به احداث زیرساختها و نیاز به زمین بوده و زیر معیار های زیست محیطی نیز شامل آلودگی هوا، خاک، محیط آبی و صوت، می باشد. سه سناریو متشکل از واحدهای جداسازی و پردازش(mrf)، تولید کمپوست، تولید سوخت مشتق شده از پسماند(rdf) و زباله سوز و سناریوی چهارم مشتمل بر ادامه وضع موجود تعریف شده است. در نهایت با توجه به مقایسات زوجی معیار ها و زیر معیارها که توسط کارشناسان خبره انجام شده است و با استفاده از نرم افزارهای expert choice و super decisions، اوزان هر یک از سناریوها معین می گردد و سناریو برتر انتخاب می شود. تفاوت اصلی مدل ahp و anp در این است که در مدل ahp ارتباط معیارها بصورت سلسله مراتبی بوده و از بالا به پایین می باشد ولی در مدل anp معیارها و زیر معیارها در هر خوشه می تواند با معیارها و زیر معیارهای خوشه دیگر در ارتباط باشد. نتایج در مدل ahp حاکی از برتری سناریوی اول، دوم، سوم و چهارم به ترتیب با اوزان 0.263، 0.252، 0.247 و 0.238 و در مدل anp سناریوها به ترتیب اولویت عبارتند از: سناریوی اول با وزن 0.3079، سناریوی دوم با وزن 0.2441، سناریوی چهارم با وزن 0.2393 و سناریوی سوم با وزن 0.2087. در هر دو مدل سناریوی اول، سناریوی برتر می باشد و در پایان با توجه به نزدیکی وزن بدست آمده برای سناریوها، حساسیت سنجی بر روی مدل ها انجام می گردد. با افزایش وزن معیار زیست محیطی، سناریوی 4 که بیشترین آلودگی زیست محیطی را ایجاد می کند و بیشترین حمل ونقل را دارا می باشد، ارجحیتش کاهش می یابد و سایر سناریوها ارجحیتشان افزایش می یابد.

مدیریت زیست محیطی ضایعات تولیدی در صنایع سنگ ساختمانی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1391
  اسماعیل esmael   مجید احتشامی

توسعه روز افزون صنایع سنگبری، منجر به افزایش تولید ضایعات حاصل از این صنایع گردیده و این خود مدیریت صحیحی را از نقطه نظر زیست محیطی طلب خواهد نمود. تصفیه و بازیابی آب آلوده شده طی فرآیند تولید محصولات کارخانه و بازگشت آن به سالن تولید جهت مصارف مجدد، بسیار پر هزینه بوده و در صورت عدم اجرا، علاوه بر هدر رفت آب، تخریب محیط زیست را نیز در پی خواهد داشت. در حال حاضر از دو روش سنتی یا مدرن در تصفیه پسآب کارخانجات سنگبری بهره گیری می شود. به گونه ای که در روش مدرن، به منظور تصفیه سریع آب و استفاده مجدد آن از روش انعقاد و لخته سازی استفاده می شود. ذرات معلق (tss) موجود در پسآب صنایع سنگ بری موجب پایین آمدن راندمان دستگاه ساب که باعث کدر شدن سنگ و جلوگیری از خوب صیقل خوردن و شفافیت سنگ می شود و همچنین موجب گرفتگی لوله های انتقال آب به ماشین آلات می شود. در مطالعات پیشین، عموماً در تصفیه پساب سنگبری از سه نوع منعقدکننده، کلریدفریک، آلوم و کلرید آلومینیوم استفاده شده است. در تحقیق حاضر با بهره گیری از طراحی آزمایشات به روش رویه پاسخ سطح (rsm)، مقدار بهینه غلظت منعقدکننده و ph واکنش به عنوان دو عامل موثر در حذف tss پساب، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور و بر اساس طرح ccd (یکی از طرح های متداول در rsm)، یازده آزمایش برای هرکدام از منعقدکننده ها طراحی و اجرا گردید. نتایج حاصله حاکی از آن است که بیشترین راندمان حذفtss و کدورت با استفاده از منعقدکننده های کلریدفریک در شرایط ph=10.12 و dosage=0.519 (g/l) به میزان 88% حذف tss و کدورت باقیمانده 19 ntu و آلوم در شرایط ph=10.62 و dosage=1.092 (g/l) با میزان 87% حذف tss و کدورت باقیمانده 18 ntu بوده و پس از آن منعقدکننده کلرید آلومینیوم ph=9.23 وdosage=0.780 (g/l) با 80% حذف tss و کدورت باقیمانده 19 ntu، قرار خواهد گرفت. هر سه منعقدکننده مورد استفاده در این تحقیق در ph بازی نتایج مناسبی نشان داده اند.

بررسی پخش و آثار کاهش آلودگی سرب در خاک کناره بزرگراه ها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1391
  میثم یوسفی   امیرالدین صدرنژاد

در پایان نامه حاضر، تاریخچه سرب در خاک و گرد وغبار خیابانی، بررسی منشأ ایجاد و مقایسه میزان کنونی سرب در خاک شهر ها، مسیر‎ های انتقال در محیط و شیوه های مواجهه با سرب، تعیین درجه آلودگی سرب خاک و آگاهی از پتانسیل ضرر و زیان هایی که در اثر تغییرات این عنصر در خاک بویژه در نواحی کناره خیابان های شهری روی می دهد، بررسی کلی استاندارد کشورها در رابطه با آلودگی سرب خاک، معیارهای ارزیابی زیست محیطی سرب، بررسی شرایط خاک های شهری از لحاظ آلودگی این فلز سنگین بویژه در محدوده خیابان ها و چشم انداز و روند حرکت مجامع بین المللی جهت کاهش این آلودگی بررسی شده است. همچنین به تلاش ایران جهت وضع قوانین جلوگیری از آلودگی خاک و مقایسه موارد ذکر شده با معیارهای کنونی حاکم بر ایران از لحاظ آلودگی سرب پرداخته شده است. به منظور ارزیابی آلودگی سرب خاک، منطقه 5 شهرداری تهران جهت مطالعه موردی انتخاب شد و در مجموع 21 نمونه خاک از هفت ایستگاه در راستایی به طول 100 متر عمود بر خیابان و در فواصل صفر، 50 و 100 متری جمع آوری گردید. پس از انتقال نمونه ها به آزمایشگاه و اندازه گیری بعضی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، بمنظور آنالیز شیمیایی، عصاره گیری با استفاده از 4 نوع اسید انجام شد. در نهایت با استفاده از دستگاه اسپکتوفتومتری غلظت سرب اندازه گیری شد که میانگین غلظت در خاک حاشیه خیابان 112.21 کیلوگرم بر مترمکعب و میانگین دسترسی بیولوژیک سرب نیز برابر 14.19 کیلوگرم بر مترمکعب بدست آمد. منابع احتمالی آلودگی، اثرات فعالیت انسانی با استفاده از آنالیز و لحاظ کردن شاخص های آلودگی خاک، تحلیل آماری داده ها، عوامل موثر بر سرب در منطقه و شرایط مکانی محل نمونه برداری نیز مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نشان داد که غلظت سرب بسیار بیشتر از غلظت زمینه است و با فاصله از محور خیابان به صورت غیر خطی کاهش می یابد. همچنین، مقادیر بالای سرب در خاک منطقه ناشی از تاثیر فعالیت های انسانی می باشد. محاسبه غلظت سرب برای 10 نمونه گردوغبار جمع آوری شده از کناره خیابان نیز نشان داد که میانگین سرب برابر با 218.56 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد. شاخص های آلودگی، غنی شدگی معنادار، آلوده بودن گردوغبار با سرب و ریسک زیست محیطی متوسط سرب گردغبار را نشان می دهند.

نحوه انتشار فسفر در منابع آب زیرزمینی (مطالعه موردی اراضی شالیزاری شمال کشور)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران و محیط زیست 1392
  سیاوش دولتی   محمدرضا صبور

امروزه با توسعه اقتصادی جوامع و رشد روزافزون جمعیت همواره بشر به منابع غذایی بیشتری برای ادامه حیات نیازمند می باشد. در این راستا بشر نسبت به توسعه کشاورزی و استفاده از کودهای شیمیائی در مزارع اقدام می کند. استفاده از کودهای فسفره در شالیزارها که کشت در آنها در برخی مواقع به صورت غرقابی صورت می گیرد، سبب انحلال این کودها در آب و نفوذ آلاینده به آب های زیرزمینی می شود. در این پژوهش ابتدا به بررسی اثرات زیست محیطی آلودگی آب های زیرزمینی و عوامل فسفره شدن آب های سطحی و زیرزمینی پرداختیم و سپس با معرفی مدل شبیه سازیleachn جابجایی فسفر در خاک و آب مورد توجه قرار گرفت. با تعریف سناریوهای مختلف و انجام آنالیز حساسیت، جابجایی فسفر در شرایط مختلف خاک و آب را مورد بررسی قرار دادیم. با انجام این پژوهش مشخص شد مدل می تواند مقادیر غلظت فسفر در عمق را با دقت خوبی اندازی گیری نماید به طوری که میزان خطای متوسط حاصل از مدل سازی برای پارامتر خروجی غلظت فسفر ???/?- می باشد. مقدار منفی در میزان خطا نشان دهنده آن است که مدل مقادیر را به صورت دست پایین محاسبه نموده است. همچنین ضریب همبستگی نتایج مدل سازی با دیتاهای واقعی ?.?? به دست آمد. در محاسبه میزان رطوبت نیز مشخص شد که شرایط مرزی تحتانی تاثیر زیادی در نتایج مربوط به رطوبت پروفیل دارد و مدل، شار رو با بالای زیاد و افزایش رطوبت خاک را نشان می دهد. همچنین با انجام آنالیز حساسیت مدل برای پارامتر خروجی غلظت فسفر مشخص شد که مدل نسبت به پارامتر هایی چون وزن مخصوص ظاهری و شرایط رطوبتی خاک حساسیت بالائی دارد در حالی که نسبت به ضخامت لایه ها و هدایت هیدرولیکی اشباع حساسیت کمی دارد. در انتها نیز با توجه به نتایج مدلسازی و نمودارهای حاصله از پیش بینی ها، راهکارهایی برای کاهش اثرات آلودگی فسفر در آب ارائه گردید.

مدلسازی حرکت بار رسوب در رودخانه ارس با استفاده از روش تفاضل محدود
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1392
  سیاوش پوریوسفی مرخالی   سید امیرالدین صدرنژاد

مسئله حمل و نقل رسوب در رودخانه ها جزء موضوعات مدرن زیست محیطی محسوب می شود. حمل رسوب باعث از بین رفتن لایه بارور رویین خاک و کاهش محصولات دانه ای، اختلال در اکوسیستم آبی، کاهش کیفیت آب، حمل فلزات سنگین، افزایش هزینه تصفیه، کاهش حجم مخازن، افزایش فرسایش و ... می شود. مسئله کمبود منابع و مشکلات مربوط به کیفیت آب در ایران، بر اهمیت این مسئله افزوده است. این مطالعه بر موضوع حمل بار معلق رسوب در رودخانه ارس متمرکز شده است. بار رسوب در این رودخانه باعث پایین آمدن کیفیت آب و ایجاد مشکلاتی در زمینه مصارف شرب و کشاورزی در استان های آذربایجان غربی و شرقی شده است. از این رو بررسی وضعیت رسوب و پیش بینی غلظت آن، می تواند کمک شایانی در زمینه مدیریت کیفیت آب رودخانه داشته باشد. منطقه مورد مطالعه حد فاصل بند آگاراک تا روستای قره چیلر واقع بر مرز استان آذربایجان شرقی و کشور ارمنستان است. در این مطالعه الگویی یک بعدی در زمینه حمل بار معلق رسوب ارائه شده است. جهت جداسازی معادلات و حل آن از روش عددی تفاضل محدود به همراه روش مشخصات در مرزها استفاده شده است. همچنین برای نوشتن کد مربوطه، زبان برنامه نویسی ویژوال c++ بکار رفته است. در الگوی ارائه شده، توزیع دانه های بستر به شکل غیر یکنواخت در نظر گرفته شده و سه سناریو برای مطالعه توزیع دانه ها و تاثیر تجمع و توده ای شکل شدن آنها ارائه شده است. همچنین برای محاسبه ظرفیت انتقال مقطع، احتمال وضعیت قرارگیری دانه ها نسبت به هم محاسبه شده است. بعلاوه در یک سناریوی اصلاح شده اثر دما بررسی شده و اثر ph، tds، bod و do بر غلظت بار معلق مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت سنجش الگوی ارائه شده، غلظت بار معلق اندازه گیری شده، با داده های بدست آمده از الگوی عددی قیاس شده است. در این مقایسه مشاهده شد که داده های الگو و داده های واقعی انطباقی درحدود 92% دارند و میانگین خطای محاسباتی برای هر سه سناریو در حدود 8% است. این امر نشانگر قابلیت مناسب الگوی ارائه شده در زمینه پیش بینی مقدار غلظت بار معلق در رودخانه ارس است.

جذب زیستی کادمیوم از محلول آبی توسط جاذبهای طبیعی (دانه گیاهان:انار، ولیک سرخ، خارشتر،اسفند و جغجغه)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1392
  علی ابراهیمی   مجید احتشامی

این تحقیق با هدف بهینه سازی جذب کادمیوم از محلول آبی توسط پنج جاذب طبیعی جدید انجام گردید. گام اول در تحقیق حاضر جستجو و انتخاب جاذب های طبیعی در دسترس، کم هزینه بودن و جدید بود. در نهایت پنج جاذب شامل دانه گیاه خارشتر، هسته چوبی ولیک، دانه گیاه جغجغه، هسته چوبی انار و دانه گیاه اسفند انتخاب گردید. در گام بعد امکان استفاده از این جاذب ها در جذب کادمیوم از محلول آبی و بهینه سازی شرایط فرایند جذب توسط این جاذب ها بررسی گردید. چهار مرحله آزمایش جهت بهینه سازی شرایط جذب برای هر پنج جاذب انجام گرفت.که به ترتیب عبارتند از: بهینه سازی ph محلول، بهینه سازی مدت زمان تماس بین جاذب و محلول، بهینه سازی نسبت جرم جاذب به حجم محلول و بهینه سازی غلظت اولیه کادمیوم موجود در محلول. نتایج حاصل از آزمایشات بهینه سازی نشان داد که هر پنج جاذب توانایی قابل قبولی در جذب کادمیوم از محلول های آبی را دارا می باشند. ph بهینه برای هر پنج جاذب برابر 5/6 بدست آمد. مدت زمان بهینه برای جاذب های هسته چوبی ولیک و هسته چوبی انار 15 دقیقه ، برای جاذب های دانه گیاه جغجغه و دانه گیاه خارشتر 45 دقیقه و برای دانه اسفند 30 دقیقه بدست آمد. همچنین نسبت جرم جاذب به حجم محلول تنها برای جاذب دانه اسفند برابر 40 گرم بر لیتر بدست آمد و برای سایر جاذبها این مقدار برابر 20 گرم بر لیتر بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش میزان غلظت کادمیوم در محلول درصد جذب کاهش می یابد. حداکثر جذب کادمیوم از محلول آبی توسط جاذب های مورد استفاده به میزان 97% ، 95% ، 93% ، 88% و 80 % محاسبه گردید که به ترتیب مربوط به جاذب های هسته چوبی ولیک، هسته چوبی انار، دانه گیاه جغجغه، دانه گیاه خارشتر و دانه گیاه اسفند می باشند. همچنین در این تحقیق سه ایزوترم جذب لانگمیر، فرندلیچ و dr برای فرایند جذب توسط هر جاذب بررسی گردید. نتایج نشان داد که فرایند جذب انجام شده توسط همه جاذب ها بجز جاذب هسته چوبی ولیک مطابقت خوبی با ایزوترم فرندلیچ دارد. فرایند جذب توسط جاذب هسته چوبی ولیک با ایزوترم dr تطابق بهتری را نشان داد. هرچند مطابقت این فرایند با ایزوترم فرندلیچ نیز قابل قبول بود. در پایان مدل های سینتیکی مرتبه شبه اول، مرتبه شبه دوم و مرتبه صفر برای هرکدام از فرایندهای جذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد هر پنج جاذب از سینتیک مرتبه شبه دوم با ضریب همبستگی 99/0 پیروی می کنند.

بررسی راندمان نانوفیلتراسیون در کاهش بار آلودگی منابع آب های زیرزمینی از کروم و مس
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1392
  محمدعلی جیوار   محمدرضا صبور

امروزه نیازها و فشارهای موجود برای تامین آب با کیفیت بالا، هرچه بیشتر از پیش احساس می شود. در این راستا، با هدف تصفیه آب های زیرزمینی و پاکسازی آن از فلزات سنگین (کروم و مس) به منظور جلوگیری از به هدر رفتن این ماده با ارزش و گران قیمت (آب) از یک طرف و کنترل آلودگی محیط زیست از طرف دیگر، روش های مختلف پاکسازی آب، بررسی و با توجه به نوین بودن روش های غشائی و بالاخص نانوفیلتراسیون، راندمان حذف فلزات سنگین (کروم و مس) توسط این روش، در این تحقیق بررسی گردیده است. تحقیق در دو فاز حذف کروم و مس به طور جداگانه انجام شد. به منظور ساخت نمونه های آب زیرزمینی، از آب شهری با tds حدود 200 میلی گرم در لیتر استفاده گردید و برای آب های آلوده به کروم، پودر کروم و برای آب های آلوده به مس، سولفات مس پنج آبه به نمونه ها اضافه گردید. در هر فاز آزمایش، ابتدا با تغییر فشار عملیاتی دستگاه در غلظت و ph ثابت، اثر فشار بر حذف فلزات سنگین بررسی و فشار بهینه فرآیند بدست آمد. سپس با قراردادن فشار بهینه به عنوان فشار عملیاتی دستگاه، حذف فلزات سنگین در ph های مختلف بررسی گشت و متعاقبا ph بهینه نیز برای فرآیند بدست آمد. در مرحله آخر، با تغییر غلظت ها در فشار و ph بهینه، اثر تغییرات غلظت بر فرآیند حذف فلزات سنگین بررسی گردید. فشار بهینه برای هر دو فرآیند حذف کروم و مس برابر 5/7 بار و میزان ph بهینه برای فرآیند حذف کروم 3/6 و برای فرآیند حذف مس 7/6 بدست آمد. اثر تغییرات غلظت بر راندمان حذف کروم و مس در فشار و ph بهینه را نیز به طور کلی، می توان به صورت خطی و ثابت درنظر گرفت.

مدلسازی نشت هیدروکربن های نفتی در خاک با استفاده از نرم افزار hydrus
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1391
  سیاوش فیاض شاهاندشتی   محمد رضا صبور

در این پایان نامه به منظور مدلسازی نشت فرآورده های نفتی در منابع آب و خاک از مدلی بنام hydrus استفاده شده است تا ضمن بررسی فرآیند نشت، مکان و غلظت ماده نشت کننده را تخمین زد و بر این اساس اقدامات لازم به منظور کنترل آلودگی محیط بکار برد. با تعریف سناریوهای مختلف و کالیبره کردن داده های مورد نیاز مدل با استفاده از روش پیش بینی شبکه عصبی و روش حل معکوس، جابجایی آلاینده در شرایط مختلف خاک و آب را مورد بررسی قرار دادیم. برای این منظور 4 نوع خاک رسی، رس سیلتی، لومی و لومی ماسه ای را با 3 غلظت اولیه 10، 50 و 100 میلی مول بر سانتی متر مکعب که در 50 روز از سطح به این خاک ها شارژ شد را بررسی کرده که در 10 روز اول سرعت نشت در خاک رسی 4 برابر، در خاک لومی 10 برابر و در خاک لومی ماسه ای بیش از 30 برابر خاک رس سیلتی به دست آمد

تحلیل تغییرات زمانی و تناوبی کیفی آب های زیرزمینی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1392
  محمد خراسانی   مجید احتشامی

منابع آب¬های زیرزمینی یکی از مهمترین و باارزش¬ترین منابع آب به شمار می¬روند، شناخت صحیح و بهره¬برداری اصولی از آنها بخصوص در مناطق خشک و نیمه¬خشک می¬توانند در توسعه پایدار بسیاری از فعالیت¬¬های کشاورزی، اجتماعی و اقتصادی آن منطقه تاثیر بسزایی داشته باشد. برای آگاهی از وضعیت نوسانات سطح و غلظت نیترات آب¬زیرزمینی در دشت کبودرآهنگ که یکی از مهمترین دشت¬های کشاورزی استان همدان می¬باشد از مدل¬های سری زمانی برای پیش¬بینی وضعیت سطح آب¬زیرزمینی در طی سال¬های 1367-1386 و غلظت نیترات در سال¬های 1385-1389 مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از مدل¬های باکس-جنکینز توسط minitab14 از داده¬های ارائه شده، برای پیش بینی هیدروگراف برای 2 سال و پیش-بینی کموگراف برای یک سال آینده استفاده گردید. پیش¬بینی انجام شده در مدلهای باکس¬جنکینز، هالت وینترز، برون یابی محوری مورد واسنجی قرار گرفت. تحلیل خطای باقیمانده ها، مقایسه سطح آب و نیترات محاسبه شده و مشاهده شده و در نهایت صحت سنجی مدل باکس جنکینز از طریق روش پرت مانتو و آکائیک مورد بررسی قرار گرفتند. در نهایت مدلی برای پیش¬بینی عمق آب زیرزمینی دشت کبودرآهنگ تهیه شد. عمق آبخوان در مهر ماه سال 1387 به بعد تا سال 1390 توسط مدل انجام شد. نتایج مدل باکس جنکینز نشان داد که سطح آب زیرزمینی دشت در 4 سال آینده 6 متر افت خواهد داشت. بیشینه میزان غلظت نیترات دشت دربهمن ماه و شهریور ماه سال 90 به مقدار mg/l 50 می¬رسد و کمینه غلظت دشت در خرداد ماه سال 90 و مقدار متوسط غلظت نیترات در طی ماه های سال برابر با mg/l 48/08می¬باشد .

بررسی نفوذ آب شور از کویر چاه جم به آبخوان دشت دامغان در استان سمنان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1392
  مجتبی محمدزاده نشلجی   مرتضی موسوی

چکیده پیشروی آب شور در سفره های آب شیرین، تنها به جزایر و سواحل اقیانوس ها و دریاها و دریاچه های شور محدود نمی شود، بلکه امکان دارد سفره های آب شور، از طریق کویرها، باتلاق ها و چاله های آب شور در سفره های آب شیرین مجاور، پیشروی کنند و آن را شور و در شرایط بحرانی، غیر قابل استفاده سازند. ایران به دلیل داشتن آب و هوای خشک، دارای کویرهای فراون می باشد. محدودیت منابع آب های سطحی و بهره برداری بیش از اندازه ازآب های زیرزمینی باعث پیشروی آب شور به آبخوان آب شیرین در مناطق حاشیه کویر شده است. براساس آمار و اطلاعات سازمان آب منطقه ای سمنان از دشت دامغان، کیفیت آب بهره برداری شرب و کشاورزی در روستاهای شمال شرق دشت به علت نفوذ آب شور از کویر چاه جم پایین آمده و tds مشاهده شده در برخی از روستاها به حدود 7000 میلی گرم در لیتر رسیده و ادامه این روند می تواند موجب پیشروی شوری به سمت شهر دامغان و بخش کشاورزی منطقه گردد، لذا برای ارائه دورنمایی از وضع آتی این دشت در صورت ادامه روند کنونی استخراج آب زیر زمینی یا کاهش و افزایش پمپاژ، مدلسازی دشت انجام و وضع آتی دشت از نظر افت سطح آب زیر زمینی و میزان شوری با فرض سه سناریو پیش بینی گردید. در این تحقیق، پیشروی آب شور از کویر چاه جم در آبخوان دشت دامغان، با استفاده از نرم افزارvisual modflow مورد شبیه سازی سه بعدی قرار گرفته است. برای پیش بینی وضعیت آبخوان در سال 1395، اطلاعات یک دوره 5 ساله چاه های مشاهده ای کمی و کیفی برای سال های 1386 تا 1388 واسنجی و برای دو سال 1389 و 1390 صحت سنجی شد. نتایج نشان داد که با ادامه روند تخلیه و تغذیه کنونی، در سال 1395 سطح آب زیرزمینی بیشترین افت را به میزان 16 متر در منطقه غرب شهر دامغان خواهد داشت و غلظت نمک در چاه های کیفی به میزان متوسط 150 میلی گرم در لیتر افزایش خواهد یافت. همچنین کاهش پمپاژ چاه های بهره برداری به میزان 15درصد، باعث افت سطح آب به میزان 14 متر و کند شدن پیشروی آب شور در آبخوان دشت و افزایش غلظت نمک به میزان 82 میلی گرم در لیتر خواهد شد که در مقایسه با فرض ادامه روند کنونی 45 درصد کمتر است. از سوی دیگر، افزایش پمپاژ چاه های بهره برداری به میزان 15درصد، افت سطح آب آبخوان به میزان 20 متر و افزایش متوسط غلظت نمک به میزان 464 میلی گرم در لیتر را در پی خواهد داشت. کلمات کلیدی: آب زیرزمینی، پیشروی آب شور، تداخل آب شور و آب شیرین، آبخوان دشت دامغان، مدل سازی ،شبیه سازی، visual modflow

مدل سازی حرکت فلزات سنگین در خاک با استفاده از نرم افزار hydrus
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1393
  احمد صفایی پور   مجید احتشامی

هدف از این تحقیق، بررسی فاکتورهای مهم و تأثیرگذار بر میزان گسترش فلزات سنگین در خاک و همچنین سفره های آب زیرزمینی و نیز بکارگیری موفق یک مدل عددی جهت شبیه سازی انتقال این آلاینده ها در آب و خاک زیر سطح زمین می باشد. جهت انجام تحقیق از رویکرد مدلسازی عددی استفاده شده است. آنالیز حساسیت مدلسازی های متعدد انجام گرفته نشانگر حساسیت قابل توجه جواب ها نسبت به تغییرات پارامترهایی همچون تأثیر مقادیر هدایت هیدرولیکی، گرادیان هیدرولیکی جریان، ضرایب پخش و پراکندگی و ... می باشد. از نتایج بدست آمده میتوان در پیش بینی نحوه و میزان گسترش آلودگی فلزات سنگین در خاک استفاده کرد.

روشهای نمک زدایی از آب شور به وسیله انرژی خورشیدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران 1393
  نازنین نخعی   مجید احتشامی

کمبود آب شیرین و کاهش در انرژی های تجدید ناپذیر یکی از مسائل مهم در آینده است. تحقیقات بسیاری بر روی نمک زدایی از آبهای شور به وسیله انرژی خورشیدی انجام شده است. در این پژوهش به بررسی سیستم hdh و عوامل موثر در بهره وری از سیستم پرداخته شده است. سیستم hdh بر پایه نمک زدایی به وسیله انرژی گرمایی از تبخیر آب شور طراحی شده است. در این سیستم آب شور در کلکتور خورشیدی گرم می شود سپس به همراه هوای گرم خشک که از کلکتور دیگری می آید وارد دستگاه اواپراتور می شود. در این دستگاه آب به حالت قطرات کوچک از بالای دستگاه اسپری شده و هوای گرم و خشک از پایین در جهت خلاف حرکت قطرات آب وارد می-شود. در قسمت ماده فشرده این دو ماده با هم در تماس و باعث تبخیر آب شور می شود و هوای گرم و اشباع از بالای دستگاه خارج شده و در تغلیظ کننده عمل میعان بر روی آن صورت می گیرد که منجر به بدست آمدن آب با شوری پایین خواهد شد. طبق معادلات بدست آمده از این سیستم میزان بهره وری ارتباط مستقیمی با دمای آب خروجی از جمع کننده خورشیدی دارد. جمع کننده خورشیدی به طول 2 متر و عرض 1 متر واقع شده در منطقه گرم و خشک ایران که جنس لوله ها و صفحه جاذب آن از نوع مس می باشد مورد شبیه سازی قرار گرفت. مدل سازی این پایان نامه با استفاده از نرم افزار fluent انجام گرفته است. با مقایسه نتایج بدست آمده از نرم افزار، افزایش شوری در آب باعث بالا رفتن ضریب انتقال هدایت گرمایی شده و به دلیل دریافت بیشتر گرما از هوای اطراف سیستم منجر به بالا رفتن دمای آب شور خروجی در سیستم می شود. هم چنین در این تحقیق زاویه های قرار گیری مختلف سیستم که باعث تفاوت در شار تابشی دریافتی سیستم و بستگی به نوع منطقه جغرافیایی دارد، مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات حاصله از این نرم افزار حاکی از آن بود که تغییر در زاویه شیب دستگاه اثر چشم گیری بر میزان دبی در لوله ها ندارد اما باعث تغییر در شار تابشی دریافتی سیستم می شود. بنابراین چنانچه در منطقه اقلیمی با توجه به عرض جغرافیای آن منطقه شار تابشی دریافتی در شیب مشخصی بیشترین مقدار باشد زاویه قرار گیری دستگاه با توجه به آن شیب مشخص می شود که این زاویه در فصول مختلف سال با تغییر موقعیت قرار گیری خورشید متغییر است. کلمات کلیدی: انرژی خورشیدی، نمک زدایی، شار تابشی خورشیدی، سیستم hdh، کلکتور خورشیدی، نرم افزار fluent.