توسعه ناپایدار زیست محیطی در اثر افزایش بی رویه شهرسازی، منجر به بالارفتن میزان سطوح نفوذناپذیر زمین و در نتیجه افزایش حجم رواناب و آلودگی های موجود در آن و کاهش تغذیه سفره آب زیر زمینی می شود. کاربری زمین و فعالیت های انسان به صورت گسترده ای نوع و میزان این آلودگی ها را مشخص می کند رودخانه بشار به عنوان یکی از سرشاخه ها و منابع مهم تأمین آب رودخانه کارون مطرح می باشد و سالیانه بیش از 55/1 میلیارد مترمکعب آب را از سطح حوضه خود به خوزستان منتقل می کند. از آب این رودخانه به منظور مصارف شرب،کشاورزی، پرورش آبزیان و آبیاری فضای سبز مجاور استفاده می گردد. متاسفانه سیلاب شهری یاسوج با آلودگی بسیار زیاد، بدون هیچگونه تصفیه ای به این رودخانه ریخته می شود. درچارچوب این پایان نامه, ابتدا کیفیت سیلاب شهری در زمان ابتدایی بارندگی در یکی از حوضه های شهری یاسوج با وسعت 15 هکتار که به رودخانه بشار منتهی می شود بررسی شده است. پارامترهای مورد بررسی در این زمینه مواد جامد کل (ts)، مواد جامد معلق کل (tss)، مواد جامد محلول کل (tds) و نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی (cod) می باشد. با توجه به نتایج آزمایش، ts در محدوده 4720-97 میلی گرم بر لیتر، tss 3530-120 میلی گرم بر لیتر، tds 840-80 میلی گرم بر لیتر و cod 2770-256 میلی گرم بر لیتر قرار دارند، که با مقایسه میزان آلودگی های مشاهده شده با استاندارد تخلیه فاضلاب به آب های سطحی ایران، می توان نتیجه گرفت که جریان سیلاب در زمان های ابتدایی شروع آن به هیچ عنوان قابلیت ورود به آب های سطحی را ندارد. هدف نهایی این تحقیق، طراحی و بررسی یک فیلتر خاکی بیولوژیک به منظور حذف آلودگی های آلی رواناب قبل از نفوذ به زمین می باشد. در این سیستم لایه های متناوب از فیلترهای ژئوتکستایل غیربافته شده و مخلوط ماسه و مواد زاید ارزان قیمت (خاک اره، براده آهن و آلومینیوم) برای کاهش و حذف آلودگی به کار می روند. پس از بررسی نتایج آزمایش های نفوذپذیری و همچنین با توجه به میزان در دسترس بودن مواد انتخابی در عمل، نسبت اختلاط وزنی بهینه مواد به صورت 69%ماسه، 10%خاک اره چوب سپیدار، 14%آهن و 7%آلومینیوم درنظر گرفته شد. به منظور بررسی عملکرد فیلتر مورد نظر آزمایش های ستون و ناپیوسته انجام شده است. در آزمایش های انجام شده، فیلتر قادر بود تا پس از رشد توده بیولوژیک در محیط خود، cod را به میزان %89 کاهش داده و میزان نهایی آن را از 140میلی گرم بر لیتر به 15 میلی گرم بر لیتر کاهش دهد. نتایج حاصل از آزمایش فیلتر به وسیله سیلاب با میزان بالای مواد معلق، نشان داد که هرچند فیلتر قادر به حذف درصد بالای tss نمونه (حدود %99) می-باشد، اما به منظور عملکرد مناسب فیلتر، می بایست میزان مواد معلق سیلاب قبل از ورود به آن کاهش داده شود. فیلتر طراحی شده قادر است به دلیل منافذ با اندازه کوچک میزان tss را به کمتر از 5 میلی گرم در لیتر کاهش دهد. نتایج آزمایش ناپیوسته بر روی مواد سازنده فیلتر نشان داد که نرخ cod تولید شده از این مواد بعد از گذشت یک هفته از شروع آزمایش بسیار ناچیز است. حفظ شدن رطوبت محیط فیلتر توسط خاک اره، در دوره های زمانی خشک، باعث می شود تا توده های بیولوژیک تشکیل شده در لایه های ژئوتکستایل غیربافته به مدت طولانی قادر به حیات خود در این دوره باشند. این امر علاوه بر تسریع رشد بیولوژیکی در دوره بعدی بارندگی، باعث باز شدن مجدد منافذ فیلتر نیز می شود.

امروزه بتن به عنوان یکی از پر مصرف ترین و با دوام ترین مصالح ساختمانی شناخته شده است. مقرون به صرفه بودن، وجود منابع فراوان مواد متشکل و مقاومت مطلوب از دلایل مصرف روزافزون این ماده می باشد. اما در برخی موارد بتن در معرض اسید قرار می گیرد که از آن جمله می توان به لوله های فاضلاب شهری خصوصاً فاضلاب های صنعتی، بتن کف ساختمان های پرورش طیور، کف ساختمان های صنعتی و غیره اشاره نمود. دوام بتن در محیط های اسیدی، خصوصاً اسید سولفوریک، به شدت تحت تأثیر قرار می گیرد. علیرغم کسب تجربه های ناموفق در استفاده از بتن های معمولی در موارد مذکور و خرابی های متعدد به وجود آمده که دوام بتن را تحت تأثیر قرار می دهد، هنوز تحقیقات وسیعی در این امر صورت نگرفته است. بر این اساس، تحقیق مذکور در دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه یاسوج تعریف شده تا ضمن بهبود ناحیه انتقال بتن که توسط میکروسیلیس و نانوسیلیس صورت خواهد گرفت، دوام بتن های حاوی این مواد در برابر تهاجم اسیدسولفوریک بررسی گردد. در این تحقیق با بکارگیری شش طرح اختلاط مختلف حاوی نانوسیلیس، میکروسیلیس و فیلر، بصورت جداگانه و ترکیبی، نمونه های بتنی ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته اند. همچنین جهت دستیابی به بتن هایی با مقاومت بالا سعی می گردد با استفاده از دانه بندی بهینه سنگدانه ها و طرح اختلاط مناسب، عیار سیمان مصرفی به حداقل تقلیل یابد. نتایج حاکی از ساخت بتن هایی با مقاومت فشاری فوق العاده بالا با استفاده از حداقل سیمان می باشد. در این تحقیق، مقاومت نمونه های با ابعاد 15 سانتی متر، با 325 کیلوگرم مواد سیمانی حاوی میکرو سیلیس، برابر با 751 کیلوگرم بر سانتی مترمربع بدست آمد که در مقایسه با بتن های معمولی از مقاومت فشاری بسیار بالایی برخوردار می باشد. همچنین جذب آب (24 ساعته) این نمونه بسیار پائین بود که حاکی از تخلخل بسیار پایین نسبت به بتن های معمولی می باشد. در خصوص آزمایش های انجام شده بر روی نمونه های قرار گرفته در اسید سولفوریک، نتایج حاکی از این بود که ترکیب 8 درصد میکرو سیلیس، 2 درصد نانو سیلیس و 25 درصد پودر کوارتز بود، دارای بهترین مقاومت در برابر اسید بود، به طوری که نمونه های بتنی مربوطه، پس از 6 ماه قرار گیری در اسید سولفوریک، دارای کمترین تغییرات مقاومت فشاری بود و نه تنها کاهش مقاومتی در آن مشاهده نشد، بلکه مقاومت نسبی آن در کل به مقدار 15/6 درصد، افزایش یافت. همچنین، این نمونه ها با کمترین کاهش وزن مواجه شدند. نمونه های ملاتی با همان درصد پوزولان و فیلر، با کمترین تغییرات وزن مواجه شدند به طوری که پس از 6 ماه قرار گیری در اسید سولفوریک، نه تنها کاهش وزنی نداشتند، بلکه افزایش وزن نیز پیدا کردند.

چکیده: آب یکی مهمترین منابع برای ادامه حیات بشر بوده است که در سال های اخیر آلودگی های زیادی به درون این منبع حیاتی راه پیدا کرده است .بنابراین لزوم توجه به پارامتر های کیفی آب باید در اولویت قرار گیرد. در این تحقیق وضعیت کیفی آب رودخانه زهره در شش بازه و به طول 110 کیلومتر مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی کیفی این رودخانه از نرم افزار شبیه سازی hec-ras استفاده شد. پارامتر های کیفی شوری، دما و اکسیژن محلول از شش ایستگاه مورد نظر بدست آمد و در نرم افزار hec-ras مورد استفاده قرار گرفت و با استفاده از نرم افزار hec-ras به مدل یابی پارامترهای شوری، دما و اکسیژن محلول پرداخته شد. نتایج شبیه سازی با داده های واقعی مورد مقایسه قرار گرفت که در این مقایسه پارامترهای اکسیژن محلول و دما انطباق قابل قبولی با داده های واقعی داشتند. ولی بر خلاف آن پارامتر شوری انطباق خوبی با داده های واقعی نداشت. دربررسی انجام شده وضعیت شوری آب مخصوصا در قسمت پایین دست به دلیل وجود سازند گچساران در وضعیت نا مساعدی قرار داشت ولی دیگر پارامترهای اکسیژن محلول و دما در وضعیت مناسبی بودند.

صفحات مستغرق ساز های کوچکی هستند که در کف رودخانه نصب شده و جهت کنترل رسوب ورودی به آبگیر و همچنین جلوگیری از فرسایش دیواره و تثبیت بستر رودخانه به کار می روند. در این تحقیق سعی شده است با استفاده از نرم افزار فلوئنت و با کاربرد مدل آشفتگی rsm به شناسایی فیزیک جریان اطراف صفحه واقع در کانال قوسی و مستقیم و انجام مطالعات پارامتریک بر روی تک صفحه و گروه صفحات مستغرق واقع در کف کانال قوسی آبگیر دار پرداخته شود. در این راستا در ابتدا نتایج حاصل از مدل شبیه سازی شده با نتایج آزمایشگاهی منتصری (1386) صحت سنجی شده است و مقایسه این نتایج نشان دهنده دقت بالا و قابل اطمینان بودن نتایج حاصل از مدل عددی می باشد. پس از انجام صحت سنجی نتایج به مطالعه فیزیک جریان عبوری از صفحه در کانال مستقیم در دو زاویه برخورد بالا و پایین پرداخته شده و اثر انحنای مسیر و دیواره و همچنین وجود آبگیر بر الگوی جریان مشخص گردیده است. نتایج نشان می دهد که در زاویه برخورد بالا همواره سه گردابه عرضی و در زاویه برخورد پایین جریان با صفحه دو گردابه در اطراف صفحه شکل می گیرد. بر اثر برخورد جریان به صفحه با زاویه برخورد بالا یک گردابه در نزدیکی لبه پایین دست صفحه تشکیل می گردد که به گردابه نعل اسبی معروف می باشد این گردابه در زاویه برخورد پایین صفحه با جریان بصورت بسیار کوچک بوده یا وجود ندارد. همواره یک گردابه طولی در پشت صفحه به علت تشکیل ناحیه کم فشار و برگشت جریان به پشت صفحه شکل می گیرد که ناحیه ای با حداقل تنش و محل مستعدی برای به تله افتادن رسوبات است. این گردابه در زاویه برخورد بالا دارای ابعاد بزرگتری خواهد بود. ابعاد این گردابه از تاج تا کف صفحه افزایش می یابد و در تراز بالاتر از تاج صفحه از بین می رود. بررسی اثر قوس بر روی فیزیک جریان نشان می دهد که صفحه باعث به وجود آمدن گردابه های بزرگتری در قوس نسبت به کانال مستقیم شده که نشان از کارایی بیشتر صفحه در مسیر قوسی می باشد. وجود آبگیر همواره سبب کشیده شدن گردابه های عرضی و طولی به سمت آبگیر خواهد شد. در بخش دوم به انجام مطالعات پارامتریک بر روی صفحه مستغرق پرداخته شده است، در این بخش بهترین حالت قرارگیری صفحه مستغرق نسبت به لبه پایین دست و بالا دست آبگیر، بهترین زاویه قرارگیری، بهترین فاصله قرار گیری از جداره خارجی کانال به کمک الگوی جریان، الگوی تنش برشی و قدرت جریان ثانویه تعیین گردیده است. نتایج نشان می هد بهترین حالت قرار گیری صفحه در لبه پایین دست حالتی است که ابتدای صفحه دقیقاً در مقابل لبه پایین دست آبگیر با زاویه ای در حدود 17-20 درجه قرار دارد و بهترین حالت قرار گیری صفحه در لبه بالادست حالتی است که انتهای صفحه دقیقاً در مقابل لبه بالادست آبگیر با زاویه ای حدود 17 تا 20 درجه قرار دارد. بهترین فاصله قرار گیری صفحه از جداره خارجی در لبه بالادست و پایین دست آبگیر یک برابر ارتفاع صفحه می باشد. در ادامه به بررسی الگوی جریان در اطراف گروه صفحات پرداخته شد و فواصل طولی صفحات در دهانه و بالادست آبگیر تعیین گردید همچنین با کاربرد صفحات در یک ردیف و دو ردیف تأثیر گروه صفحات بر الگوی جریان و تنش برشی کف کانال مشخص شد و بهترین فاصله ردیف صفحات از هم تعیین گردید. به دلیل وجود محدودیت-های مدل آزمایشگاهی (مدل کج شده) با تغییر نسبت عرض به عمق برابر با 10 (نسبت عرض به عمق رودخانه های طبیعی) شرایطی شبیه به شرایط طبیعی شبیه سازی گردیده و مطالعات پارامتریک بر روی صفحه صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد بهترین فاصله طولی صفحات در دهانه و بالادست آبگیر به ترتیب برابر 6 و 8 برابر ارتفاع صفحات و بهترین فاصله عرضی صفحات فاصله 5/1 برابر ارتفاع صفحه می باشد.

آب عمومی ترین ماده مصرفی انسان است. کیفیت آب آشامیدنی نقش مهمی در سلامت مردم دارد و از طرفی این ماده حیاتی به راحتی آلوده شده و می تواند انواع مختلف میکروارگانیسم های بیماری زا را با خود حمل کند. پس ضرورت کسب اطمینان از عدم وجود آلودگی (به ویژه آلودگی زیستی) ضروری است. جهت حصول به این مهم تعیین شاخص های زیستی از جمله گروه کلی فرم ها و آزمایش mpn طراحی و اجرا شده است. در این پژوهش سعی بر آن شده است که میزان آلودگی ای کولی موجود در رواناب شهری یاسوج شناسایی شود و با مصالح معدنی و طبیعی ارزان قیمت در دسترس، میزان آن را در رواناب شهری کاهش داد. یکی دیگر از اهداف مهم این پژوهش مدل سازی انتقال و حذف آلاینده های میکروبی در محیط متخلخل می باشد. در راستای انجام این پایان نامه، در ابتدا با نمونه گیری از رواناب شهری یاسوج میزان آلودگی ای کولی آن مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد که میزان آلودگی ای کولی سیلاب شهری در بازه mpn/100ml 1200-93 می باشد، که با توجه به استاندارد جهانی who به مقدار کمی این مقدار از استاندارد خروج به آب های سطحی خارج می باشد، که اگر مجاری انتقال سیلاب از فاضلاب جدا باشد این مشکل هم حل خواهد شد. بعد از تعیین میزان باکتری ای کولی سیلاب شهری در این تحقیق، با استفاده از مصالحی از قبیل، زئولیت، آنتراسیت، ماسه، براده آهن، خاک اره، زئوتکستایل و الیاف پلی استر به کاهش و حذف این نوع آلودگی از سیلاب شهری پرداخته شده است. نتایج حاصل از آزمایش های column نشان داد که این مصالح توانایی حذف، 90/48 تا 96/13 درصد آلودگی را دارند. همچنین در این آزمایش مشخص شد که مصالح بعد از مدت زمانی کارکرد، اشباع شده و پدیده واجذب آلاینده را از خود نشان می دهد. در ادامه برای تعیین ضرایب به کار رفته در مدل سازی از آزمایش batch استفاده شده است. با توجه به اینکه مصالح prb در این فیلتر نقش مهمی در حذف آلاینده ها دارد از این مصالح در آزمایش batch استفاده شده است. مصالح prb شامل 25% آنتراسیت، 20% زئولیت، 20% براده آهن، 10% خاک اره و 25% ماسه می باشد. این آزمایش به دو صورت یک بار با فراهم بودن مواد مغذی و بار دیگر بدون فراهم بودن مواد مغذی برای باکتری انجام شد. نتایج این آزمایش بیانگر حذف 55/91 تا 18/93 درصد می باشد. همچنین میزان واجذب باکتری ای کولی برای این مصالح 0/14 تا 0/2 میزان جذب می باشد. ضرایب نرخ رشد، نرخ مرگ، میزان ضریب جذب و واجذب در این آزمایش به ترتیب 0/1396 ، 0/1633، 0/396 و 0/0555 بر واحد زمان به دست آمد. با توجه به پارامترهای به دست آمده در آزمایش های batch مدل سازی ریاضی با استفاده از مدل یک بعدی جذب و واجذب ساختگی انتقال باکتری انجام شد. نمودار رخنه حاصل از این مدل نشان دهنده نزدیکی نتایج آن به نتایج آزمایش هایی که برای باکتری مواد مغذی فراهم نباشد بود. دلیل این امر صرف نظر کردن از فاکتور رشد باکتریایی در مدل سازی می باشد. میزان ضریب پخش هیدرودینامیکی در این مدل به مقدار8-10*7 متر مربع بر ثانیه برای مصالح به دست آمد. با توجه به ناچیز بودن ضریب پخش مولکولی میزان پخش طولی و عرضی برای مصالح به ترتیب برابر با 0/0679 و 0/00679 به دست آمد. در این پایان نامه مدل سازی عددی توسط دو زیر مجموعه seep/w و ctran/w از نرم افزار geostudio انجام گرفت. زیرمجموعه seep/w میزان دبی عبوری از ذرات را به مقدار 4-10*1/0092 مترمکعب بر ثانیه به دست آورد. همچنین زیرمجموعه ctran/w نیز زمان آشکارسازی آلودگی ای کولی را 74 ثانیه نشان داد که این مقدار برای آزمایش column برابر با 180 ثانیه به دست آمد. منحنی رخنه به دست آمده از این نرم افزار نیز نزدیکی نتایج آن را به آزمایش هایی که مواد مغذی برای باکتری فراهم بودن را نشان می دهد. واژگان کلیدی: سیلاب شهری، باکتری، ای کولی، آزمایش های batch و column، فیلتر زیستی، مدل سازی، جذب و واجذب.

مسئله ی انتقال– پخش یکی از مسائل مهم در بررسی رفتار آلاینده ها و انتقال آلودگی، انتقال حرارت، انتقال و انباشتگی رسوبات در بستر رودخانه ها و سدها و سایر سازه های آبی می باشد. به دلیل کابرد فراوان این مسئله، روش های مختلفی برای آنالیز آن، توسط محققین ارائه شده است. این روش ها در حالت کلی به دو دسته ی؛ روش های تحلیلی و روش های عددی تقسیم می شوند. روش های تحلیلی محدود بوده و عموما برای تحلیل مسائل همگن و همسان که داری هندسه ی منظم می باشند کاربرد دارند، در حالی که اغلب مسائل واقعی دارای هندسه ی نامنظم و پیچیده ای هستند، لذا محققین وادار به استفاده از روش های عددی از قبیل روش تفاضل محدود، روش حجم محدود، روش المان مرزی و روش المان محدود که قدرت تحلیل مسائل پیچیده تری را دارند، شده اند که انتخاب استفاده از این روش ها اصولا بستگی به نوع مسئله -ی مورد مطالعه دارد. هر کدام از این روش ها، نقاط ضعف و قوت خاص خود را دارند. به عنوان مثال در روش المان محدود علی رغم قدرت بالای این روش در تحلیل مسائل مختلف، نیاز به مش بندی کل حوزه-ی مسئله می باشد که این کار موجب افزایش تعداد درجات آزادی و به تبع آن موجب افزایش هزینه های محاسباتی، می شود. این ضعف توسط روش المان مرزی به طور قابل ملاحظه ای پوشش داده شده و در این روش نیازی به مش بندی کل دامنه نیست و فقط مرز های مسئله مش بندی می شود. مشکل عمده ی روش المان مرزی نیاز آن به حل معادلات بنیادین می با شد که در بعضی موارد حتی حل آنها غیر ممکن می-باشد. با این وجود، ارائه ی یک روش مناسب تر برای تحلیل مسائل انتقال– پخش که بتواند، ضعف روش-های قبلی را تاحدی پوشش دهد، همچنان به عنوان یک نیاز مطرح است. در این تحقیق، یک روش نیمه تحلیلی به نام روش المان محدود با مرز مقیاس شده برای تحلیل مسئله ی دو بعدی انتقال– پخش ماندگار ارائه شده است. علت انتخاب این روش برای تحلیل مسئله ی انتقال– پخش، عمدتا به این خاطر بوده است که؛ اولا روش روش المان محدود با مرز مقیاس شده قادر به پوشش دادن برخی از ضعف های روش های عددی مشابه می باشد. ثانیا، تابه حال از این روش برای تحلیل مسائل انتقال– پخش مثل انتقال آلودگی و ... استفاده نشده است. به طور خلاصه می توان گفت که روش المان محدود با مرز مقیاس شده، مزایای دو روش المان محدود و روش المان مرزی را یک جا در بر دارد که باعث بروز ویژگی های منحصر به فرد آن شده است. در این روش مش بندی فقط بر روی مرزها صورت می گیرد، بنابر این ابعاد مسئله به اندازه ی یک واحد کاهش می یابد ولی برخلاف روش المان مرزی، نیازی به حل معادلات بنیادین پیچیده نیست. درونیابی در مرز ها همانند روش المان محدود با استفاده از توابع شکل تقریب زده می شود. این روش نقاط تکین، مسائل ناهمسان و ناهمگنی که شرط تشابه را ارضا می کنند را به خوبی مدل سازی می-کند و همچنین قادر به ارضاء شرایط مرزی در بینهایت می باشد. در این تحقیق بعد از استخراج معادلات روش المان محدود برای حل مسئله ی انتقال- پخش و پخش– واکنش، روند حل معادلات به دست آمده، ارائه شده است. دقت و عملکرد روش ارائه شده با ارائه ی مسائل مختلفی از انتقال– پخش و پخش– واکنش ماندگار که شامل مسائل همسان و ناهمسان می باشند بررسی شده است. برای تحلیل مسائل، برنامه ی کامپیوتری به زبان matlab برای هر دو روش المان محدود با مرز مقیاس شده و روش المان محدود نوشته شده است. در نهایت نتایج حاصل از روش ارائه شده با نتایج بدست آمده از روش های تحلیلی و روش المان محدود، مقایسه شده و دقت و کارایی بالای روش المان محدود با مرز مقیاس شده نشان داده شده است.

معمولاً طراحی بهینه شبکه های آبیاری تحت فشار به صورت مسئله حداقل سازی هزینه مدنظر قرار می-گیرد. غالباً با توجه به میزان اهمیت تأمین آب کشاورزی این شبکه ها با اطمینان پذیری محدود و به صورت شاخه ای طراحی می شوند. متغیرهای تصمیم مهم در چنین مسئله ای قطر لوله ها و آرایش شبکه می باشند. در بخش عمده ای از روش های ارائه شده پیشین، یا آرایش شبکه ثابت در نظر گرفته شده و سپس قطر بهینه لوله ها محاسبه شده، یا در دو مرحله، ابتدا آرایش و سپس قطر لوله ها به طور مجزا بهینه شده است. در این تحقیق دو روش تلفیقی aco/lidm مبتنی بر کلمان و aco مبتنی بر کلمان، برای بهینه-سازی هم زمان آرایش و قطر شبکه های آبیاری تحت فشار، ارانه گردیده و مدل کامپیوتری آن ها در محیط matlab تهیه شده است. در روش اول، یک رویکرد تلفیقی، مبتنی بر تلفیق روش خطی lidm برای بهینه سازی قطر با یک الگوریتم بهینه سازی آرایش، توسعه داده شده است. در این رویکرد در هر مرحله، دبی طراحی هر خط لوله با استفاده از مدل clement محاسبه می شود تا بر مبنای آن، روش بهینه سازی قطر (lidm) به عنوان حلقه داخلی، قطرهای گزینه ها (هر گزینه یک آرایش شاخه ای قابل قبول است) را بهینه نماید. پس از مشخص شدن قطرها، هزینه هر گزینه محاسبه می شود. سپس بهینه ساز آرایش به عنوان حلقه خارجی با توجه به مقادیر تابع هدف محاسبه شده، طی یک عملیات چیدمان مجدد، موقعیت آنها را تغییر می دهد و آرایش های شاخه ایی جدیدی تولید می نماید. سپس هزینه آرایش های جدید مجدداً محاسبه شده و فرایند ادامه می یابد. در روش های تلفیقی aco/lidm و aco مبتنی بر کلمان، الگوریتم جامعه مورچگان (aco) به عنوان بهینه ساز آرایش مورد استفاده قرار گرفته است. در روش دوم بهینه ساز آرایش با استفاده از مدل clement و قیدهای هیدرولیکی که در مدل epanet هم استفاده شده است، فرایند بهینه سازی را انجام می دهد. برای آزمون مدل های توسعه یافته دو مثال موردی در نظر گرفته شده است. مثال اول شبکه ساده ای است که پیشینه ای دیرینه در تحقیقات پیشین دارد و تعداد زیادی از محققین برآن برآمدند تا با حل آن، کارآمد بودن روش خود را اثبات کنند. در این تحقیق، با حل این شبکه ها، ضمن مقایسه قابلیت های دو روش، برتری روش های تلفیقی aco/lidm مبتنی بر کلمان و aco مبتنی بر کلمان نسبت به سایر تحقیقات پیشین، نشان داده شد. یکی از دلایل عملکرد مطلوب روش های تلفیقی، فضای جستجوی بسیار کوچک بهینه ساز آرایش است با حل مثال دوم (یک شبکه آبیاری تحت فشار در والنسیا) توسط این دو روش برتر، قابلیت این دو روش در حل مسائلی با ابعاد واقعی نشان داده شده است. در ضمن مقایسه ی جامعی بین این دو روش انجام شده است.

در طی دو قرن اخیر، میزان تولید و مصرف نیترات به خصوص در بخش کشاورزی افزایش چشمگیری داشته است. در حال حاضر بسیاری از نقاط جهان حتی در ایران با مشکل بالا بودن غلظت نیترات در آب آشامیدنی روبه رو هستند که مهم ترین علت آن ورود رواناب های کشاورزی و فاضلاب های شهری و صنعتی به منابع آبی به خصوص آب های زیرزمینی می باشد. مصرف آب آلوده به نیترات، همواره با مواد غذایی محتوای نیترات بالا می تواند باعث ورود مقدار زیادی نیترات به بدن گردد. هدف نهایی این تحقیق، طراحی و بررسی یک فیلتر خاکی بیولوژیک به منظور حذف نیترات موجود در رواناب می باشد. این پژوهش شامل پنج بخش اندازه گیری کمیت نیترات در رواناب شهری، انجام آزمایش های ناپیوسته و بررسی مواد جاذب، طراحی فیلتر، بررسی عملکرد فیلتر در حذف آلودگی و مدل سازی عددی فیلتر طراحی شده به وسیله نرم افزارهای seep/w و ctran/w می باشد. در چارچوب این پایان نامه, ابتدا به اندازه گیری غلظت نیترات موجود در رواناب شهری قسمتی از شهر یاسوج و مقایسه آن با استانداردهای جهانی پرداخته شده است. به این منظور از رواناب بخشی از منطقه مسکونی شهر یاسوج با وسعت تقریبی 15 هکتار که مستقیماً به رودخانه بشار ریخته می شود، نمونه گیری انجام شده است. طبق بررسی های انجام شده و مقایسه غلظت بدست آمده با استانداردهای معتبر آب آشامیدنی ایران و epa نشان می-دهد که مقدار نیترات اندازه گیری شده در محدوده استاندارد تخلیه به آب های سطحی قرار دارد. ولی چون غلظت نیترات در آب بیش از 2 میلی گرم در لیتر است، در این صورت ورود نیترات به آب فراتر از منشأ طبیعی و مرتبط با فعالیت های انسانی است. در این پژوهش، لایه های متناوب از فیلترهای ژئوتکستایل بافته نشده و خاک دانه ای برای کاهش و حذف آلودگی به کار گرفته شدند. این لایه ها، از نظر قابلیت نفوذپذیری و قدرت جذب حائز اهمیت می باشند و جهت کاهش کدورت و آلودگی های جذب شده به کار گرفته شده است. در انتخاب مواد به نکاتی از جمله کارایی آن در حذف آلودگی، در دسترس بودن و تا حد امکان ارزان قیمت بودن آن توجه شده است. پس از انجام آزمایش های نفوذپذیری و بررسی نتایج آن، نسبت اختلاط وزنی مواد به کاررفته در prb به صورت 25% ماسه، 25% آنتراسیت، 20% زئولیت، 20% براده آهن و 10% خاک اره چوب سپیدار در نظر گرفته شد. در این تحقیق، با در نظر گرفتن این موضوع که ph سیلاب در محدوده خنثی و قلیایی می باشد؛ اثر ph فقط در محدوده خنثی و قلیایی برای سه جاذب زئولیت، خاک اره و براده آهن مورد آزمایش قرار گرفته و مشاهده شده است که در 7=ph حداکثر راندمان جذب نیترات توسط زئولیت حدود 69%، خاک اره 29% و براده آهن 12% می-باشد. نتایج جذب نیترات توسط ترکیب نهایی prb در غلظت های مختلف نیترات در شرایط ph بهینه و ثابت-ماندن سایر پارامترها نشان می دهد که بیش ترین جذب مربوط به غلظت mg/lit 150 و در حدود 83% اتفاق می-افتد و هرچه غلظت اولیه نیترات بیش تر شود، میزان جذب افزایش می یابد. همچنین حذف نیترات با میزان جاذب یکسان و ph بهینه در زمان های مختلف برای تعیین زمان تعادل انجام گرفت و حداکثر حذف 100% در زمان تعادل 96 ساعت حاصل گردید. جهت تعیین منحنی رخنه برای فیلتر با تزریق پساب مصنوعی با غلظت اولیه 100 میلی گرم بر لیتر نیترات، آشکار سازی و رخنه نیترات در زمان 25 دقیقه از شروع آزمایش اتفاق افتاد. منحنی رخنه prb را می توان با تقریب مهندسی شبه گوسی طبقه بندی کرد. منحنی رخنه یک منحنی نرمال محسوب شده و مقدار تنها مجهول مسأله یعنی ضریب انتشار طولی برابر 1×?10?^(-7) m^2/s بدست آمد. عدد پکلت برای prb مورد نظر برابر 774/15 بدست آمد که حاکی از تأثیر غالب انتقال توده ای در انتقال نیترات می باشد. در آزمایش انجام شده جهت حذف آلودگی، فیلتر قادر بود تا پس از رشد توده بیولوژیک در محیط خود، نیترات را به میزان 99% بعد از 9 روز کاهش داده و میزان نهایی آن را از 100 میلی گرم بر لیتر به 1 میلی گرم بر لیتر کاهش دهد. در مدل سازی فیلتر طراحی شده، نرم افزار seep/w مقدار دبی در هر مقطع عرضی را 9.0027×?10?^(-5) m^3/s محاسبه کرد. نرم افزار ctran/w برآورد منطقی و دقیقی را از روند حرکت آلاینده در فیلتر، انجام می دهد. منحنی رخنه بدست آمده از نرم افزار ctran/w، نمی تواند برآورد خوبی از زمان کل تشکیل منحنی رخنه در شرایط آزمایشگاهی بدهد؛ ولی مدل عددی، شکست نیترات را با تقریب بسیار خوب و نزدیک به مدل آزمایشگاهی محاسبه می کند. شکل منحنی رخنه بدست آمده از هر دو مدل عددی و آزمایشگاهی از لحاظ آماری و فیزیکی، منطقی و قابل قبول می باشد.

چکیده ندارد.