کم توجهی به پتانسیل بالقوه ظرفیت آبخوانها به عنوان گزینه مکمل ظرفیت مخازن سطحی، سبب شده است که با محدود تر شدن ساختگاههای مناسب سدسازی، طرحهای توسعه منابع آب سطحی با مشکلات عدیده فنی، اقتصادی، و اجتماعی همراه گردد. در بهره برداری تلفیقی، نیازهای سیستم به وسیله دو منبع آب سطحی و زیرزمینی به طور توأم تأمین می شوند. از جمله روشهای کارآمد بهره برداری تلفیقی، روش ذخیره سیکلی است که در آن دو سیستم آب سطحی و زیرزمینی، ضمن تأمین نیازهای تعهد شده، یک حلقه تعاملی بینابینی از طریق اعمال سیاست بهره برداری به وجود می آورند. هدف از این مطالعه، ارایه ساختار و روش توسعه تلفیقی زیرسیستم های آب سطحی و آب زیرزمینی با نگرش ذخیره سیکلی، و نیز ارایه مدل شبیه سازی-بهینه سازی پارامتر گسترده، به منظور طراحی و بهره برداری از یک سیستم ذخیره سیکلی، و نیز ارایه سیاست بهره برداری بهینه از این سیستم بوده است. در این راستا مدل جامعی تهیه شده است که در آن با در نظر گرفتن هدرولیک جریان در محیط متخلخل و هیدرولیک رودخانه، اندرکنش بین مولفه های سیستم مورد توجه قرار گرفته است. این اندرکنشها با استفاده از روش ماتریس پاسخ واحد در قالب ضرایب ماتریسهای پاسخ، محاسبه و در مدل بهینه سازی قرار گرفته اند. در این مطالعه تعمیمی از روش ماتریس پاسخ واحد ارایه گردیده است که دامنه کاربرد و دقت این روش را افزایش داده است. از طرفی تعمیم روش از تحریکها و پاسخهای نقطه ای (سلولی) به تحریکها و پاسخهای خطی و گسترده به طور قابل ملاحظه ای از حجم مدل بهینه سازی کاسته است بدون اینکه خطای آن افزایش محسوسی داشته باشد. بعلاوه کارایی شبکه های عصبی مصنوعی در تولید ضرایب پاسخ در سیستمهای بزرگ مقیاس با تعداد عوامل تحریک کننده و تحریک شوده زیاد، با هدف کاهش حجم محاسبات در این سیستمها، نمایش داده شده است. کاربرد عملی مدلها با استفاده از یک سیستم واقعی به عنوان مطالعه موردی، مورد آزمون قرار گرفته است. برخلاف روشهای معمول بهره برداری تلفیقی، تحلیل نتایج نشان داد که در این روش، تغذیه مصنوعی به آبخوان در دوره های کم آبی و انتقال آب از آبخوان به مخزن سطحی، می تواند توجیه پذیر باشد. سیاست بهره برداری بهینه سیستم به صورت روابط خطی (ترکیب خطی) از تأثیرگذارترین متغیرهای حالت قابل سنجش تعریف و تدوین گردید. تحلیل عدم قطعیت، نشان داد که با در نظر گرفتن عدم قطعیت جریانهای ورودی، می توان سیستمی را طراحی و/یا سیاست بهره برداری را تدوین نمود که در شرایط نامعین آینده هزینه کمتر و اعتمادپذیری بیشتری در تأمین نیازها داشته باشد.

مخازن منابع اصلی پذیرنده مواد جامد محلول به شمار میروند. بسته به درجه لایه بندی مخازن و همچنین شارهای ورودی و خروجی مواد جامد محلول در مخازن، احتمال تجمع این دسته مواد در آنها وجود دارد. سد مخزنی کرخه با حجمی بالغ بر 3 میلیارد متر مکعب، جزو دسته مخازن بزرگ طبقه بندی شده و در صورت تجمع بیش از حد مواد جامد محلول در آن، عملا یکی از اهداف مهم این مخزن که تامین آب مورد نیاز کشاورزی اراضی پایین دست مخزن میباشد بدلیل شوری آب تامین نخواهد شد.

به منظور محاسبه تغییرات و تعیین نحوه توزیع آلاینده، در وهله اول نیاز به شناخت خصوصیات هیدرودینامیکی سفره نظیر هدایت هیدرولیکی، تخلخل، توپوگرافی کف و سطح آبخان، غلظت اولیه آلاینده ها، میزان تغذیه و تخلیه، شناسائی منابع آلاینده و ... می باشد. پس از شناسایی صحیح پارامترهای سفره، با استفاده از مدلهای هیدرولیکی شبیه ساز می توان رفتار و غلظت آلاینده را در سفره در طول یک دوره خاص مورد بررسی قرار داد. جهت حصول اطمینان از عملکرد مدلهای هیدرولیکی شبیه ساز، علاوه بر اندازه گیری دقیق پارامترهای هیدرودینامیکی آبخان در موارد عملی، با حفر چاه های مشاهده ای به اندازه گیری تغییرات سطح آب و مقادیر آلاینده، اقدام می نمایند. جهت تخمین صحیح تغییرات مقادیرآلاینده در آبخان ها ، باید تا حد ممکن پارامتر ها و متغیر های ورودی به مدل هیدرولیکی از دقت کافی برخوردار باشند. هر قدر دقت اندازه گیری و تعداد نمونه های اندازه گیری شده بیشتر باشد، دقت مدلسازی نیز بیشتر می شود. به موازات افزایش دقت مدل در پیش بینی تغییرات مقادیرآلاینده در آبخان ها، زمان اجرای مدل نیز افزوده خواهد شد. در این بین استفاده از مدل های شبیه ساز آموزش پذیر برای یافتن قانون نهفته بین ورودی و خروجی مدل های هیدرولیکی در آبخان، باعث صرفه جویی در زمان انجام محاسبات خواهد شد. پس از انجام یک شبیه سازی موفقیت آمیز، می توان گزینه های مختلف مدیریتی را با استفاده از انجام بهینه سازی روی سیستم نهادینه نمود. فلسفه استفاده از مدل ها پذیرفتن حدی از خطا در ازای افزایش در سرعت محاسبات می باشد. این تحقیق به بررسی کاربرد مدلهای مصنوعی شبیه سازی نظیر شبکه عصبی مصنوعی پس از مدلسازی با استفاده از مدل هیدرولیکی pmwin در تخمین و بهینه سازی نحوه توزیع آلاینده نیترات بمنظور تعادل این آلاینده در سطح دشت که بوسیله الگوریتم ژنتیک و نرم افزار matlab در سطح آبخان تهران-شهریار انجام می گردد، می پردازد.

یکی از روش های بررسی پروژه های مختلف جهت تولید و انتخاب جایگزینی بهتر مهندسی ارزش است. کار در این روش بر تعریف شاخص ارزش و بررسی ارزش هر عامل است. در این شیوه روش بهتر روشی است که در آن ارزش بیشتری به دست آمده باشد و تلاش ها برای ارتقا ارزش صورت می گیرد. این روش یک شیوه کاملا مدون و هدفمند است که طی آن کارکردهای اصلی و فرعی هر جز تعیین شده و ضمن بررسی ارزش آن ها، مناطقی که از نظر ارزش دچار مشکل هستند شناسایی می شود. پس از آن با به کارگیری مزایای کار گروهی و تشکیل گروهی از متخصصان رشته های مختلف مربوط به مورد بررسی، گزینه هایی جهت بهبود عملکرد ارائه می گردد. پس از آن درباره این نظرات قضاوت شده و بهترین گزینه ها انتخاب می شوند. به این ترتیب با کاربرد روشی منطقی و گام به گام و استفاده از تخصص های مختلف سعی می شود تا به نتایج بهتری برسیم. با توجه به نیازهای کشور به گسترش کاربرد مهندسی ارزش، در این پروژه نرم افزاری تهیه شده که بصورت دستیار گروه مهندسی ارزش عمل کرده و کار تهیه بانک اطلاعاتی، ضبط اطلاعات، نظرات، نتایج و انجام محاسبات مورد نیاز را انجام می دهد. نتیجه نهایی این پایان نامه تهیه نرم افزار رایانه ای کاربرد مهندسی ارزش است که برای اولین بار در ایران تهیه شده و در نگارش آن سعی بر کاربر دوست بودن آن نموده ایم تا توسط همه مهندسین قابل استفاده باشد. از این نکات ویژه در نظر گرفته شده در این نرم افزار استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره electre ii است که در نگارش های بعدی می توان روش های دیگر را نیز مورد استفاده قرار داد.

امروزه با توجه به رشد روزافزون جمعیت در کشورهای در حال توسعه و همچنین کمبود منابع آبی قابل استفاده و رقابت در مصرف آن، بهره برداری صحیح و مناسب از منابع آب و مصرف بهینه آن بخصوص در بخش کشاورزی به عنوان بیشترین مصرف کننده آب، ضروری می باشد. بخش عمده ای از طرح های آبیاری و زهکشی در دنیا به دلایل متفاوت از عملکرد مناسبی برخوردار نمی باشند. با توجه به عملکرد ضعیف شبکه های آبیاری، تصمیم گیری در خصوص عوامل موثر بر عملکرد شبکه برای تامین بهینه اهداف متفاوت بطور همزمان و رعایت محدودیت های موجود امری پیچیده است که بدون استفاده از روشهای بهینه سازی مقدور نخواهد بود. برای برنامه ریزی توزیع و تحویل مناسب آب در شبکه های آبیاری الگوریتم های بهینه سازی مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است که اکثرا برای یک کانال توزیع-کننده توسعه داده شده اند. در این تحقیق برای توزیع بهینه آب در شبکه های آبیاری الگوریتم پی اس او(بهینه سازی مبتنی بر رفتار اجزای جمعی) مورد استفاده قرار گرفته است. الگوریتم پی اس او که یکی از روش های فراکاوشی بهینه سازی است، این قابلیت را داراست که در بسیاری از مسائل بهینه سازی مهندسی مورد استفاده قرار گیرد رفتار اجزای جمعی اولین بار به موازات تکنیک های محاسبه ای تکاملی توسط کندی وابرهارت بر پایه استفاده از رفتار اجتماعی و شبیه سازی آن در سال 1995 بوجود آمد. این روش بر اساس حرکت گروه پرندگان و ماهیها توسعه یافته است. بر این اساس مدلی برای تهیه برنامه توزیع و تحویل بهینه آب در شبکه های آبیاری به صورت m file نرم افزار matlab تهیه گردید. ابتدا این مدل برای کانال توزیع کننده ای در شبکه آبیاری فنگ جیان شان واقع در کشور چین بکار برده شد و نتایج آن با مدل برنامه ریزی خطی ونگ و همکاران مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج بدست آمده مطلوب بود. متعاقباً برای ارزیابی کاملتر مدل، کانال توزیع کننده amx از شبکه آبیاری ورامین انتخاب شد و نتایج اجرای مدل در آن با نتایج بدست آمده از مدل sa نامداریان مقایسه شد که چه از نظر زمان اجرای مدل و چه از نظر نتایج بدست آمده، نتایج مطلوب تری حاصل شد. مدل توسعه یافته قابلیت اجراء در شبکه های آبیاری را دارد.

جریانهای رودخانه ای معمولا"حجم زیادی از مواد معلق را به همراه دارند. یکی از مشکلاتی که مهندسین انحراف آب از گذشته های دور با آن روبرو بوده اند. مساله انحراف این مواد جامد به داخل کانالهای انحراف است و به همین دلیل مطالعات آزمایشگاهی و تئوریک زیادی بر روی آن انجام شده است . در نتیجه این مطالعات ، روشها و تمهیداتی به منظور جلوگیری از ورود رسوبات به کانالهای انحراف ارائه شده است . در این بین، مکانیابی بهینه آبگیرها حائز اهمیت فراوان است . زیرا دارای کمترین هزینه و بیشترین کارایی است . در این پروژه علاوه بر بررسی مطالعات انجام شده در این زمینه، با بهره گیری از تکنیک اجزاءمحدود، نرم افزاری برای مطالعه هیدرودینامیک و انتقال رسوب در رودخانه ها و مکانیابی بهینه آبگیرها طراحی شده است .

در این پروژه علاوه بر شناسایی روش های معمول دفع فاضلاب اجتماعات ساحلی، به بررسی نحوه چگونگی پخش فاضلاب رها شده در آب دریا از دید تئوری پرداخته و ضمن شناخت پارامترهای موثر موجود در نحوه پخش فاضلاب به بررسی میزان و چگونگی تاثیر هر یک از این پارامترها در شرایط مختلف پرداخته می شود.

یکی از مشکلاتی که اغلب در تصفیه خانه های فاضلاب بروش لجن فعال ایجاد می شود عدم ته نشینی مناسب لجن و فشردگی آن در حوض ته نشینی ثانویه می باشد. عدم ته نشینی لجن علاوه بر افت کیفیت فاضلاب خروجی باعث افزایش هزینه های تصفیه لجن می شود. در این طرح که در تصفیه خانه فاضلاب زرگنده انجام شده است ، علل عدم ته نشینی مناسب و فشردگی لجن بروش آزمایشگاهی بررسی شده است . در مرحله اول خصوصیات ته نشینی لجن در تصفیه خانه زرگنده با محاسبه شاخص حجمی لجن انجام شد. در مرحله دوم با اندازه گیری شکل های مختلف نیتروژن پدیده دنیتریفیکاسیون مورد بررسی قرار گرفت . زیرا یکی از دلایل عدم ته نشینی و بالا آمدن و شناور شدن لجن پدیده دنیتریفیکاسیون می باشد. در مرحله سوم بررسی میکروسکوپی لخته ها انجام شد تا وضعیت تشکیل لخته و پدیده بالکینگ بررسی شود که منجر به شناسایی باکتریهای رشته ای ایجادکننده بالکینگ در تصفیه خانه فاضلاب زرگنده گردید. باکتریهای ایجادکننده بالکینگ در تصفیه خانه به ترتیب اولویت ام. پارویسلا و تیپ 92 می باشد. رشد این باکتریها احتمالا بدلیل پایین بودن نسبت غذا به میکروارگانیسم، کمبود اکسیژن محلول در حوض هوادهی و رژیم اختلاط کامل حوض هوادهی تصفیه خانه فاضلاب زرگنده می باشد. در مرحله چهارم مبانی طراحی و راهبری تصفیه خانه کنترل شد که در نتیجه مشخص شد که این تصفیه خانه با مشکل بار اضافی هیدرولیکی نیز مواجه است .

در این رساله روشی جدید برای تحلیل شبکه های آبرسانی ارائه می شود که در آن مسئله تحلیل شبکه ها به صورت مسئله ای از نوع بهینه سازی غیرخطی نامقید فرمول بندی شده و سپس از طریق روشهای بهینه سازی ریاضی حل خواهد گردید. روشهای متعددی برای این منظور پیشنهاد شده است که اکثر آنها از فرمولبندی ارائه شده توسط کالینز و همکاران استفاده می نمایند. در این روشها مسئله تحلیل شبکه ها به صورت مسئله بهینه سازی مقید از نوع غیرخطی و یا خطی فرمولبندی شده و سپس از طریق روشهای مناسب ریاضی ، توسط نرم افزار تهیه شده حل می شوند.

گراف مجموعه ای است از گره ها و اعضا و یک رابطه انطباقی که به هر عضو، یک زوج گره وابسته می کند. یک شبکه هیدرولیکی را می توان بوسیله گراف مدل کرد و با استفاده از فرمول بندی شبکه ها به کمک خواص گرافها آنرا تحلیل کرد. استفاده از تئوری گراف و کاربرد مفاهیم تئوری شبکه ها منجر به ارائه یک روش جدید در حل بهینه شبکه ها می گردد. در فصل اول این پایان نامه به معرفی روشهای متداول تحلیل شبکه های هیدرولیکی و مقایسه آنها پرداخته شده است . معرفی تئوری گراف و جبر گرافها در فصل دوم آمده است. تحلیل شبکه را زمانی بهینه گوئیم که ماتریس های مطرح در تحلیل ،سه خصوصیت زیر را داشته باشد: الف )پرصفر. ب)خوش ساختار.پ)خوش وضع. یکی از استراتژی های ارضا این خواص ، استفاده از روشهای ترتیب بهینه است، به این معنی که شماره گذاری گره ها و یا حلقه ها به گونه ای باشد که ماتریسهای شبکه خواص فوق را داشته باشند. روشهای ترتیب بهینه نیز در فصل دوم آمده است. فرمولبندی روشهای حلقه ای و گره ای برای تحلیل شبکه های هیدرولیکی با استفاده از خواص گراف ها در فصل سوم معرفی شده است. نحوه مدل کردن اجزای شبکه های هیدرولیکی از قبیل پمپ، شیر فشارشکن، مخزن ، ... توسط گراف را در فصل چهارم می توان دید. در این پایان نامه برای تحلیل بهینه یک شبکه از پایه های کمینه سیکل گراف استفاده به عمل آمده و پس از تشکیل این پایه ها، تئوری شبکه ها بکار برده شده است. این تحلیل درحالت جریان ماندگار انجام پذیرفته است. فصل پنجم به تحلیل برنامه کامپیوتری نوشته شده می پردازد.

مدل های پارامتریک یکی از متداول ترین روش هایی است که برای پیش بینی هیدروگراف سیلاب تدوین گردیده است. لیکن این روشها در نمی توانند فرآیند جریان را بخوبی نمایش دهند. زیرا آنها براساس فرضیاتی ساده کننده در مورد خصوصیات حوضه قرار دارند. در این پژوهش از روش شکبه عصبی مصنوعی از نوع پس انتشار خطا برای مدلسازی فرآیند بارش رواناب استفاده گردید. مدل های شبکه عصبی با استفاده از آمار دبی-بارش سه حوضه مختلف در ایران آزمایش شدند. این سه حوضه عبارتند از: باروت آغاجی، ناورود اسالم و ابوالعباس.حوضه باروت آغاجی مساحتی معادل ‏‎5/71km2‎‏ دارد. مدل شبکه عصبی برای این حوضه تدوین گردید. و پیش بینی های مدل منتخب شبکه عصبی با پیش بینی های مدل ‏‎hec-hms‎‏ و مقادیر مشاهداتی مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که دقت پیش بینی های شبکه عصبی بهتر است. حوضه ابوالعباس ‏‎92km2‎‏ مساحت دارد. در این حوضه پیش بینی های مدل شبکه عصبی با پیش بینی های بدست آمده از روش هیدروگراف واحد و مقادیر مشاهداتی مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که دقت پیش بینی های شبکه عصبی مناسب تر است. حوزه ناورود اسالم مساحتی بالغ بر ‏‎266km2‎‏ را شامل می شود. و برای هر سیل بارش در دو ایستگاه باران سنجی ثبت گردیده است. مدل شبکه عصبی مناسب برای این حوضه تدوین گردید و هیدروگراف های پیش بینی با هیدروگراف های مشاهداتی مقایسه گردید. نتایج نشان میدهد که شبکه عصبی توانایی پیش بینی هیدروگراف سیلاب را دارا است.

سیل پدیده ای است که جوامع بشری آن را به عنوان یکی از بلایای طبیعی می شناسند. صرفنظر از عوامل وقوع سیل، خسارت های فراوانی جانی و مالی که این پدیده به بشر وارد ساخته است، مهندسین عمران را بر آن داشته است تا به دنبال روش هائی در جهت کنترل و مهار سیلاب باشند.در این پایان نامه ضمن ارائه تعاریف مختصری از روش های کنترل سیلاب، روش کنترل سیلاب با استفاده از مخازن تاخیری مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین یک بسته نرم افزاری در محیط صفحه گسترده به منظور انجام محاسبات مخازن تاخیری ارائه می گردد.در ادامه با استفاده از بسته نرم افزاری، عملکرد مخازن تاخیری در حالت های مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد. و رابطه ای برای تخمین حجم اولیه این مخازن ارائه می گردد. همچنین روابطی به منظور تعیین تغییرات حجم تاخیری با تغییرات ظرفیت خروجی ارائه می گردد.

یکی از مهمترین پارامترهای مربوط به مدیریت مصرف آب، همچنین طراحی پروژه های تامین، تصفیه، انتقال و توزیع آب، مصرف سرانه آب می باشد. متاسفانه در اکثر موارد به آمار و ارقام قید شده در کتابهای ذیربط و یا نمونه گیریهای غیراصولی (از نظر زمانی و مکانی) اکتفا شده است که با عنایت به وسیع بودن دامنه آمار و ارقام قید شده در کتابها و یا استانداردها، خطا در انتخاب مناسب مقدار مصرف سرانه آب از این دامنه وسیع علاوه بر اینکه مصرف کنندگان را در آینده از نظر رفاهی با مشکل روبرو می سازد. از بعد مسائل مدیریتی، سیاستهای کلی مربوط به منابع آب، مسائل اقتصادی، اجتماعی و سیاسی نیز مشکلات متعددی را ایجاد می نماید.لذا با توجه به تاثیر شرایط آب و هوایی، سطح زندگی مردم، تعداد موسسات تجاری و صنعتی، دسترسی به آب، تسهیلات سیستم جمع آوری فاضلاب، اندازه گیری مصرف و میزان آب بها، نوع سیستم توزیع آب، کیفیت آب و میزان تلفات، لزوم بررسی های محلی کاملا مشهود است. توسعه مناطق شهرری بدلیل نزدیکی به پایتخت و سرریز جمعیت اضافه تهران، وجود حرم حضرت عبدالعظیم الحسنی(ع) و حضرت امام(ره)، کمبود حاد آب در تهران و متعاقب آن در شهر ری بدلیل عدم برنامه ریزی های صحیح در گذشته از مسایل مهمی است که بر حساسیت مدیریت مصرف آب و رعایت موازین طراحی پروژه های آبرسانی اضافه نموده و موجب انتخاب این شهر برای بررسی الگوی مصرف آب گردید.لذا برای بررسی الگوی مصرف آب منطقه، نمونه ای از انواع مشترکین خانگی، تجاری و صنعتی و عمومی در فصول مختلف سالهای 78 و 79 و روزهای گرم سال 79 قرائت گردید که پس از جمع آوری داده ها و تعیین شاخص های مرکزی و پراکندگی آماری توسط نرم افزار ‏‎exel‎‏ ، حدود میانگین مصرف سرانه کل با اطمینان 95% برابر 49/3 +- 300 لیتر در روز با ضرایب حداکثر روزنانه 01/0 +- 35/1 و حداکثر مصرف ساعتی 42/1 برآورد گردید که اجزای آن به شرح زیر است:نوع سرانه مصرف مقدار ‏‎(lit/day)‎‏متوسط مصرف سرانه خانگی 17/3 +- 7/226سرانه تجاری و صنعتی 78/4سرانه عمومی 54/5سرانه فضای سبز عمومی 62/27سرانه فضای سبز خانگی 32/0 +- 23/2سرانه تلفات آب 15/33این در حالی است که حدود استاندارد خانگی 150 -75 ، تجاری و صنعتی 45 - 10 و مصرف عمومی 20 -10 لیتر در روز بازای هر نفر است که بدون نیاز آزمون آماری، فرضیه مورد نظر که میزان مصرف سرانه آب در مناطق مختلف با استاندارد فرق دارد پذیرفته می شود. با توجه به اینکه پروژه حاضر یکی از دقیق ترین و اصولی ترین پروژه مروبط به تعیین مصرف سرانه آب می باشدو با عنایت به اینکه تاکنون در این زمینه کارهای اصولی و علمی در کشور صورت نگرفته است (بدلیل وجود مشکلات متعدد در جمع آوری آمار و ارقامه مربوط به مصرف) این پروژه می تواند یکی از بهترین و دقیق ترین الگوهای پیشنهادی تعیین مصرف سرانه در سایر نقاط کشور با در نظر گرفتن شرایط مختلف تاثیرگذار که در متن پروژه ذکر گردیده است محسوب شود.