چکیده: فرسایش و شسته شدن خاک ها از دیر باز در زندگی بشر نقش داشته است. بنا به ویژگی های منطقه خوزستان که پوشیده از رسوبات ریزدانه ی رودخانه ای با محتوای نمک بالایی می باشد، نقش چندین پدیده را در فرسایش منطقه می توان بررسی کرد. پدیده ی واگرایی خاک ها، ناپایداری ماسه ها، خاک های انحلال پذیر وغیره. در این تحقیق به دلیل مشاهدات و فرضیاتی که از قبل در مورد واگرا بودن خاک های بسیاری از پروژه های انجام شده وجود دارد، به این موضوع پرداخته شده است.هدف این تحقیق بررسی مکانیزم های عامل بروز این پدیده در پروژه های استان خوزستان و ارائه روشی برای تثبیت این خاک ها می باشد. بدین منظور از 7 منطقه خوزستان که به ظاهر دچار فرسایش به دلیل واگرایی هستند، نمونه برداری انجام شد و پس از انجام آزمایشات واگرایی ( پین هول و هیدرومتری دوبل و کرامب)، واگرا بودن خاک های این منطقه در بعضی نقاط به رغم بالا بودن میزان سدیم رد شد. فرسایش در این خاک ها بیشتر از نوع مکانیکی و به شکل ریزشی ناشی از شسته شدن ذرات درشت تر فاقد چسبندگی (ماسه ریز و سیلت) می باشد که در آستانه خاصی از سرعت آب رخ می دهد. برای تثبیت این خاک ها بحرانی ترین حالت فرسایش انتخاب شد و تثبیت به وسیله سیمان و میکروسیلیس و همچنین افزودن مقداری خاک رسی با خمیرایی بالا در تراکم های 95?و 90?و 85? انجام شد. بعد از انجام آزمایشات پین هول و کرامب ویژه روی نمونه های تثبیت شده، مشخص شده که افزودن خاک رس برای بالا بردن چسبندگی در خاک روش مناسبی برای تثبیت نمی باشد و افزودن مقدار کمی سیمان و میکروسیلسی به خاک خصوصیات ژئوتکنیکی را بسیار بهبود می بخشد. به طوری که در تراکم 95? افزودن تنها 1? وزنی خشک خاک سیمان باعث جلوگیری از فرسایش خاک تا هد آب 102 سانتی متر می شود. همچنین در تراکم 90?، با اضافه کردن 3? سیمان و 0.5? میکروسیلیس به خاک مبنا و در تراکم 85? با اضافه کردن 4? سیمان و 0.5? میکروسیلیس به خاک مبنا از فرسایش در تست پین هول و وارفتگی در آزمایش کرامب جلوگیری شد .

روندیابی سیل در رودخانه از اهمیت ویژه ای در مهندسی آب برخوردار است. روش های متداول روندیابی سیل بویژه در رودخانه های شاخه ای و رودخانه های با حوضه میانی فاقد آمار، روش های هیدرولیکی می باشند، این موضوع بدلیل دقت بالای این روش ها در مقایسه با روش های هیدرولوژیکی است. همچنین روش های هیدرولیکی جهت تعیین اطلاعات مربوط به مقاطع رودخانه و شیب بستر در بازه های مختلف مسیر جریان، به انجام عملیات نقشه برداری مفصل نیاز دارند، که این امر مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی می باشد. از طرف دیگر، روش های هیدرولوژیکی مانند روش ماسکینگام بسیار ساده بوده و به اطلاعات کمتری نیاز دارد. بنابراین روش های هیدرولوژیکی قابلیت بکارگیری در سیستم های رودخانه ای پیچیده را ندارند. در این پایان نامه، روش هیدرولوژیکی مبتنی بر روش ماسکینگام خطی پیشنهاد شده است که تعیین پارامترهای مجهول آن با بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک انجام می شود. بر اساس مدل ریاضی پیشنهادی، برنامه کامپیوتری تهیه شده است که قادر به انجام محاسبات روندیابی سیل با دقت بالا برای رودخانه های پیچیده و بدون اطلاعات کامل آبسنجی در حالت های زیر می باشد: 1) رودخانه های چند شاخه ای 2) رودخانه های شاخه ای با حوضه میانی فاقد آمار هیدروگراف های جریان خروجی محاسباتی حاصل از نتایج بهینه یابی با هیدروگراف های جریان خروجی مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفت، مقادیر عددی ضریب همبستگی و مقایسه منحنی های هیدروگراف خروجی نشان می دهد که پارامترهای ماسکینگام بهینه یابی شده با استفاده از مدل های پیشنهادی در دوره سیلاب اتفاق افتاده با دقت قابل قبولی قادر به روندیابی هیدروگراف جریان خروجی در سایر دوره های سیلابی می باشد.

هنگامی که مدتی از زمان بهره برداری از یک سیستم انتقال و توزیع آب شهری می گذرد، مشخصات این شبکه ها به علت تغییر در زبری لوله ها و در پی آن کاهش ظرفیت هیدرولیکی آنها تغییر کرده و مانع بهره برداری رضایت بخش و کارکرد مناسب شبکه می شود. در این تحقیق، هدف تخمین ضرایب زبری واقعی در یک شبکه آبرسانی موجود یا واسنجی زبری جهت اجرای نوسازی در شبکه ها می باشد. روند انجام واسنجی زبری در یک شبکه موجود به صورت مسأله معکوس از اندازه گیری پارامترهای خروجی مدل هیدرولیکی، فشار، تخمین زده می شوند. با توجه به کمبود فشارهای مشاهداتی یکی از بحث های مهم در آنالیز معکوس طراحی سایت آزمون بهینه می باشد که در این تحقیق با استفاده از تحلیل حساسیت ویک روش پیشنهادی، طراحی سایت آزمون انجام گردیده است. در مدل معکوس پیشنهادی در این تحقیق، هیدرولیک و الگوریتم قوی بهینه یابی ژنتیک در یک پروسه تکراری به هم متصل می شوند و تا رسیدن به حداقل تابع هدف منظور شده، تکرارها ادامه دارند.

ضربه قوچ پدیده ای به همراه خسارت، ایجاد صدا و ارتعاش در سیستم می باشد. هدف کلی از ارائه این پایان نامـه بررسی تـاثیر اسـتفاده از مواد ویسکو الاستیک، مانند پلی اتیلن در جذب انرژی ناشی از پدیده ضربه قوچ می باشد. در سال های اخیر موضوع استفاده از مواد ویسکوالاستیک قابل توجه دانشمندان جهان قرار گرفته است. معادلات حاکم، متشکل از معادله پیوستگی و معادله مومنتوم که بر اساس پارامترهای سرعت، هد، قطر لوله، سرعت موج، شتاب ثقل و زمان می باشند، با استفاده از روش خطوط مشخصه گسسته سازی می شود. معادلات جریان گذرا در لوله ساخته شده از مواد ویسکوالاستیک کمی با مواد الاستیک متفاوت می باشد و مدل ریاضی آن دارای یک ترم اضـافی در معادله پیوسـتگی می باشد. افت ایجاد شده در فشار، به عواملی همچون ، مقادیر خزش تطابقی و زمان تاخیر (که از خواص مواد ویسکوالاستیک می باشند) و مشخصات هندسی سیستم، وابسته است. هرچه مواد مورد استفاده در لوله، خواص ویسکوالاستیسیته بیشتر داشته باشد، افت بیشتری در حداکثر فشار ایجاد شده ناشی از ضربه قوچ به وجود می آید. صحت سنجی نتایج مدل عددی حاضر با استفاده از مقایسه با اندازه گیری گزارش شده از مدل های آزمایشگاهی انجام گرفته است. مقایسه نشان می دهد که نتایج حاصل از روش عددی مطابقت خوبی با مدل آزمایشگاهی دارد. در این پایان نامه تاثیر تغییرات پارامتر های مختلف همچون تاثیر طول لوله، طول لوله ویسکوالاستیک، ضخامت لوله، زمان بستن شیر، مدول الاستیسیته و تعداد المان ها در افت فشار ایجاد شده در طی زمان بررسی شده است. برای هر تغییر پارامتر، نمودار و توضیحات مربوط به آن نمودارها آورده شده و علاوه بر بررسی دقت نتایج زمان پردازش هر نمودار در زیر آن ذکر شده است. در مدل عددی، حل معادلات با استفاده از روش خطوط مشخصه، شامل چند قسمت می باشد. قسمت اول مرز شیر می باشد، این مرز دارای شرایط خاص می باشد چون فقط از یک رابطه از دو معادله گسسته سازی شده توسط خطوط مشخصه می توان استفاده کرد. قسمت دوم بین شیر و بخش الاستیک لوله قرار دارد و از مواد ویسکوالاستیک تشکیل شده است. قسمت سوم مرز اتصال بین لوله با مواد ویسکوالاستیک و لوله با مواد الاستیک می باشد. قسمت چهارم لوله الاستیک از مرز اتصال تا مخزن می باشـد. قـسمت پنـجم مرز مخزن می باشد، در این مرز فشار ثابت بوده و برابر فشار مخزن می باشد. تحقیقات متعددی در زمینه استفاده از مواد ویسکوالاستیک صورت گرفته است، که تنها شامل یک سیستم متشکل از مخزن، لوله ویسکوالاستیک، شیر می باشد، اما نوآوری این مقاله، استفاده از ترکیب لوله الاستیک و ویسکوالاستیک در یک سیستم، برای جذب انرژی ضربه قوچ می باشد. واژه های کلیدی:جریان ناماندگار، ضربه قوچ، مواد ویسکو الاستیک، روش خطوط مشخصه.

روش بهره برداری استاندارد (sop) به عنوان ساده ترین روش بهره برداری مخزن شناخته شده است. این روش در مواقع خشکسالی نیاز به پاره ای اصلاحات دارد. بدین منظور، روشهای گوناگونی مانند قاعده جیره بندی توصیه شده است. در روش جیره بندی، مقداری از آب قابل تنظیم و استفاده در زمان جاری، برای کاهش کمبودهای شدید در آینده، ذخیره می شود. هر چند که این سیاست باعث اعمال مقداری کمبود در رها سازی و تامین نیاز در خلال دوره های خشکسالی و اندکی قبل از آن می شود اما از کمبودهای شدید بعدی جلوگیری می نماید. برای شروع جیره بندی دو پارامتر زمان و مقدار سهمیه بندی مورد نیاز است که بایستی بر مبنای سطح آب موجود در مخزن تعیین شود. رویکرد منطقه بندی مخزن، پارامترهای فوق را با کاربرد ضرایب سهمیه بندی و احجام آستانه ذخیره مخزن به عنوان متغیرهای تصمیم گیری مهیا می سازد. علاوه برآن، مدل آبدهی امکان اعمال نمودن اعتماد پذیری مطلوب کاربر برای نیازهای مختلف را مهیا نموده است. در مطالعه حاضر، یک مدل ترکیبی توسعه داده می شود که همزمان احجام آستانه، ضرایب جیره بندی و تخصیص آب را بهینه می نماید تا از شدت کمبودها در تامین نیاز، کاسته شود. در مدل مذکور، یک الگوریتم ژنتیک ساده به مدل شبیه سازی مخزن (arsp) که شامل یک الگوریتم برنامه ریزی خطی داخلی است، متصل می شود. ترکیب فوق منجر به یک مدل هیبریدی شبیه سازی- بهینه سازی تو در تو (برنامه ریزی خطی- الگوریتم ژنتیک) می شود. در این روش، برنامه ریزی خطی مساله حداقل سازی شبکه جریان را حل می کند تا در یک گام زمانی منفرد به تخصیص بهینه منجر شود، از سوی دیگر، الگوریتم ژنتیک منحنی فرمان بهره برداری (احجام آستانه) و ضرایب جیره بندی بهینه را با لحاظ نمودن کل دوره آماری، فراهم می سازد. مزیت اصلی مدل arsp، انعطاف پذیری در تعریف سیاستهای بهره برداری و انواع مختلفی از نیازها ( اولویتها ) بر مبنای ساختار هزینه ای است که بوسیله کاربر تعریف می شود. مدل پیشنهادی با موفقیت در یک سیستم منابع آب در ایران، شامل سه سد مخزنی، هفت جریان ورودی، تعدادی شبکه آبیاری، نیازهای عمومی و نیازهای حداقل جریان، ضمن اولویت بندی نیازها به کار رفته است. نتایج نشان داد که قاعده جیره بندی توانست عملکرد بهره برداری را در مقایسه با اعمال منحنی فرمان تنها، که روش معمول در ایران است، بهبود دهد.

استخراج مایع مایع، یکی از روش های رایج جهت کاهش مقدار آروماتیک ها برای تولید روغن های پایه می باشد، زیرا آروماتیک ها تاثیرات مخربی بر کیفیت روغن تولیدی خواهند داشت. در این کار استخراج آروماتیک ها از برش سبک روغن مورد مطالعه قرار گرفته است، که برای این کار از فورفورال به عنوان حلال اصلی و چندین حلال دیگر به عنوان حلال کمکی استفاده گردید. که در نهایت حلال ان-ان-دی متیل فورمماید به عنوان مناسبترین حلال کمکی در کنار فورفورال به عنوان حلال اصلی انتخاب گردید. محدوده ی دمایی مورد استفاده بین 343.15 کلوین تا 363.15 کلوین و نسبت کمک حلال به حلال اصلی بین (5 : 95) تا (20 :80) بود. ضریب شکست، ویسکوزیته، وزن ملکولی و مقدار گوگرد در خوراک(برش روغنی) و دو فاز جدا شده محاسبه گردید تا بدین وسیله مقدار هیدروکربن های آروماتیک، نفتنیک و پارافینیک بر پایه استاندارد های astm اندازه گیری شد. و در نهایت مشخص گردید با بکار گیری دی متیل فرمماید به عنوان کمک حلال در دمای 343.15 کلوین، راندمان استخراج آروماتیک ها، 4 درصد بیشتر از حالتی است که از فورفورال به تنهایی استفاده گردد. پس از انجام فرآیند استخراج، تعادل مایع- مایع در سیستم {برش روغنی + حلال اصلی + حلال کمکی} با استفاده از مدل ترمودینامیکی بررسی شد. در این کار، مقادیر پارامتر های بر هم کنش دو جزئی با استفاده از داده های سیستم سه جزئی{برش روغنی + فورفورال + ان-ان-دی متیل فورمماید} آزموده شد. مقادیر محاسبه شده دارای تطابق خوبی با مقادیر آزمایشگاهی اندازه گیری شده بودند. به علاوه شرایط بهینه که شامل نسبت حلال و دمای مناسب استخراج بود، مورد بحث و نتیجه گیری قرار گرفت. نتایج بیانگر مقدار کمتری از ترکیبات آروماتیک در فاز رافینات و همچنین مقادیر بیشتری ترکیبات پارافینیک در این فاز با استفاده از حلال مخلوط بود.

تاریخ آبرسانی از روزگاری آغاز می گردد که بشر زندگی گروهی را برگزید و اولین شهرها را در کنار دریاها و رودخانه ها ساخت. فکر انتقال آب و ابداع تکنیک های آبیاری و آبرسانی نیز از زمانی به وجود آمد که منابع آب موجود از نظر کمی و کیفی، جوابگوی نیازهای آدمی نبود. اولین لوله های توزیع آب (مجاری بسته) در جزیره کرت یونان (1500 سال قبل از میلاد مسیح) یافت شدهاند. نخستین بار در سال 1301، ایجاد شبکه های لوله کشی به منظور کاربرد آب های طبیعی در آبرسانی شهرهای ایران مورد بررسی قرار گرفت. در طراحی شبکه های آب شهری، بایستی حداقلی از فشار در محل تحویل آب به مصرف کننده (مشترک) تأمین گردد. بدیهی است در صورت عدم تأمین این فشار، آب در اختیار مشترک قرار نمی گیرد و سبب ایجاد نارضایتی مصرف کننده می شود. برای رفع مشکل کمبود فشار در شبکه، نخستین گام آن است که نقاط دارای کمبود فشار در شبکه شناسایی شوند. بنابراین نیاز است تا از طریق شبیه سازی، این نقاط را شناسایی کرده و به شیوه های مناسب نسبت به رفع مشکل کمبود فشار آن ها اقدام نمود. در این پژوهش به ارزیابی شبکه آب شهرستان آغاجاری با استفاده از نرم افزار مدل سازی شبکه، watergems جهت شناسایی نقاط دارای کمبود فشار و ارائه راهکارهای مناسب جهت اصلاح آن ها پرداخته شد. بدین منظور ابتدا نقشه شبکه آب شهرستان آغاجاری تهیه گردید، برای تهیه این نقشه از تجهیزات سخت افزاری (دستگاه gps، دستگاه gpr، فشارسنج روغنی، دبی سنج kroneh) و نرم افزاری (autocad، watergems، gps pathfinder، ekko mapper) متنوعی استفاده شد. پس از تهیه نقشه شبکه، مصارف آب گره ها با استفاده از آمار امور مشترکینِ آب اداره آبفای آغاجاری در مدل وارد شد و مدل اجرا گردید. پس از اجرای اولیه، جهت افزایش دقت مدل، کالیبراسیون مدل با اسـتفاده از الگوریتم ژنتیک صورت گرفته و صحت سنجی داده های خروجی مدل با استفاده از مقایسه فشار قرائت شده از فشارسنجی میدانی و مدل انجام گرفت. با اطمینان از داده های خروجی کالیبراسیون، مدل دوباره (با داده های خروجی از کالیبراسیون) اجرا شده و از نتایج آن در ارزیابی مدل و ارائه پیشنهادات مناسب جهت اصلاح شبکه استفاده شد. در پایان پیشنهادات ارائه شده در مدل بررسی گشته، نتایج و تاثیرات اجرای آنها بر فشار آب دریافتی مشترکین در شبکه آب شهر آغاجاری ارائه گردید. بدیهی است که با اجرای پیشنهادات ارائه شده در عمل، مشکلات عمده شبکه توزیع آب شهر آغاجاری برطرف خواهد شد. کلمات کلیدی: watergems، کالیبراسیون، الگوریتم ژنتیک، صحت سنجی، فشارسنجی میدانی

یکی از اهداف ساخت سدهای مخزنی ذخیره کردن آب توسط مخزن در فصول پر آبی و استفاده از آن در فصول کم آبی می باشد. برای طراحی یک سد و تعیین حجم مخزن و ارتفاع سد، اولین گام تعیین تراز نرمال سد است. هر چه تراز نرمال یک سد بالاتر باشد، حجم آب ذخیره شده در آن افزایش یافته و درآمدهای حاصله از ساخت سد افزایش می یابد. از طرف دیگر با افزایش تراز نرمال سد، ارتفاع سد هم افزایش یافته و هزینه های ساخت سد افزایش می یابد. بنابراین تعیین تراز نرمالی که در آن بیشترین نسبت سود به هزینه به دست می آید از اهمیت زیادی برخوردار است. از سوی دیگر هزینه احداث سیستم تخلیه سیلاب جزو هزینه های عمده احداث یک سد مخزنی است. هر چه طول سرریز بیشتر باشد، هزینه احداث سیستم تخلیه سیلاب بیشتر شده ولی ارتفاع سد کاهش یافته و هزینه احداث سد مخزنی کاهش می یابد و برعکس. از طرفی از آنجایی که در این پایان نامه تأثیر احداث خاکریزهای پایین دست نیز در نظر گرفته شده است با افزایش طول سرریز ارتفاع خاکریزهای پایین دست نیز افزایش یافته و به تبع آن هزینه احداث آن افزایش می یابد و برعکس. لذا با توجه به تأثیر مستقیم ساخت سرریز در هزینه احداث سد مخزنی و خاکریزهای پایین دست برای تعیین رقوم نرمال بهینه لازم است طول سرریز نیز به طور همزمان بهینه گردد. در این پایان نامه برای محاسبه تراز نرمال و طول سرریز سد مخزنی سنته واقع در استان کردستان یک مدل شبیه سازی با نام bc در محیط نرم افزار matlab تهیه شده است. در این مدل با در نظر گرفتن دو پارامتر تراز نرمال و طول سرریز طراحی های هیدرولیکی انجام شده و پس از ارزیابی های اقتصادی لازم نسبت درآمد به هزینه (b/c) ناشی از ساخت سد مخزنی محاسبه شده است. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک مدل شبیه سازی بهینه شده و رقوم نرمال و طول سرریز بهینه سد مخزنی سنته تعیین شده که مقادیر آن ها به ترتیب 1569/2 و 17/5 متر می باشد.

مطالعات هیدرولیک جریان در رودخانه هایی که در محدوده ی با اهمیت روستایی و شهری عبور می کند، از اقدامات اساسی در مهندسی رودخانه می باشد. در این میان رودخانه ی کارون از مشکل سازترین رودخانه ها به لحاظ فرسایش و رسوب گذاری است. در سال های اخیر به منظور ساماندهی رودخانه کارون ، عملیات لایروبی بر روی این رودخانه در محدوده ی شهر اهواز، توسط سازمان آب و برق خوزستان انجام شده است که عدم حصول نتیجه ی مطلوب در این طرح، ضرورت ارزیابی هیدرولیکی سناریوهای مختلف ساماندهی رودخانه ی کارون را در این محدوده نشان می دهد. برای این منظور در مطالعه حاضر سناریوهای مختلف و معیارهای تصمیم گیری مورد نظر با توجه به شرایط رودخانه ی کارون برای این محدوده معرفی شد. در ادامه سناریوهای مختلف در برنامه hecras4 شبیه سازی و برنامه برای هر حالت اجرا شد. پس از استخراج و بررسی و مقایسه ی نتایج پارامترهای هیدرولیکی سناریوهای مختلف، بهترین سناریو برای ساماندهی رودخانه در محدوده ی مورد نظر، با توجه به معیارهای تصمیم گیری، معرفی شد. نتایج نشان داد که طرح لایروبی تصویب شده سازمان آب و برق در محدوده ی شهر اهواز، تغییرات بسیار ناچیزی در پارامترهای هیدرولیکی رودخانه کارون در این محدوده به وجود آورده است و بهترین سناریو برای ساماندهی رودخانه ی کارون در این محدوده، سناریوی کاهش عرض می باشد.

در این کار تحقیقاتی، جهت کنترل سیل های با بزرگی های مختلف در سد هایی که سرریز آنها از نوع دریچه دار می باشد، یک روش پله ای با هدف پاسخگویی بلادرنگ به وقوع سیلاب هایی که از قبل هیچ گونه آگاهی از شکل و اندازه هیدروگراف ورودی آنها وجود ندارد، ارائه شده است. در این روش پله ای، تصمیم گیری در رابطه با اینکه در هر تراز بحرانی، چه مقدار دبی رها شود فقط بر اساس تراز آب مخزن صورت می گیرد. سیاست عملکردی روش مذکور بدین صورت است که این روش، روندیابی بهینه سیلاب طرح را، مبنای سیاست عملکردی خود قرار داده و دیگر سیلاب ها را بر اساس سیاست تعیین شده برای سیلاب مذکور، روندیابی می نماید. در روش پیشنهادی، میزان دبی خروجی در هر تراز بحرانی به جهت کنترل سیلاب، با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک محاسبه می گردد. به منظور نشان دادن عملکرد روش پیشنهادی، سیلاب های مختلف ورودی به مخزن سد کارون3، روندیابی شده اند. مقایسه نتایج حاصل از روش پله ای با دیگر روش های معمول، کارایی و صحت نتایج این روش را به خوبی نشان می دهد.

در این پژوهش مدلی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک برای کاهش هزینه های ساخت، ترمیم و نگهداری روسازی راه ها ارائه شده است. برای بهینه سازی هزینه ها، عمر طراحی روسازی به بازه هایی معین تقسیم شده است. ضخامت لایه های روسازی برای هر کدام از بازه های تولید شده با استفاده از روش طراحی آشتو محاسبه شده اند. برای تخمین ضخامت اولیه لایه های روسازی از روش بهینه سازی غیر خطی مقید استفاده شده است. ترمیم روسازی با اجرای روکش طبق روش آشتو طراحی شده است. الگوریتم ژنتیک با تولید بازه های زمانی و در نهایت محاسبه میزان تابع هدف طراحی شده بهینه ترین حالت زمان های اجرای عملیات روکش را در طول عمر طراحی روسازی مشخص می کند. درستی اجرای مدل با وارد کردن فرضیاتی طبق آیین نامه روسازی ایران بررسی شده است. با اجرای مدل طراحی شده به تعداد زیاد احتمال رسیدن الگوریتم به بهینه ترین نتیجه افزایش می یابد. بررسی نتایج حاصله از اجرای مدل نشان دهنده کاهش هزینه های ساخت، ترمیم و نگهداری راه است. کمترین هزینه ها با اجرای یک لایه روکش در طول عمر روسازی حاصل شده است. در حقیقت، مدل های ارائه شده در این پژوهش یک دستورالعمل مناسب جهت تعیین کمترین هزینه های ساخت، ترمیم و نگهداری روسازی با در نظر گرفتن سطح مناسب سرویس دهی است.

روش ماسکینگام به دلیل سادگی وعدم نیاز به اطلاعات فراوان هنوز هم یکی از پرکاربردترین روشهای روندیابی سیلاب است . در این تحقیق برای روندیابی سیلاب در رودخانه در موقعیتهای مختلف مدل ماسکینگام غیر خطی به کار گرفته شده است . استراتژی های متفاوتی همچون روش مستقیم و روش های عددی (روش تنصیف وسکانت و درونیابی درجه دو ) برای حل رابطه غیر خطی ماسکینگام اتخاذ شده است و برای هر موقعیت استراتژی مناسب برای حل رابطه غیر خطی ماسکینگام بدست آمده است. روندیابی در سه زمینه روندیابی در رودخانه با حوضه میانی و بدون حوضه میانی و رودخانه چند شاخه ای انجام گرفته است . در این تحقیق تلاش شده تا با به کار گیری روش قدرتمند الگوریتم ژنتیک پارامترهای ثابت مدل ماسکینگام غیر خطی بهینه گردد .در ادامه کار روش های بهینه یابی دیگری نیز برای تکمیل الگوریتم ژنتیک به کار رفته است. اطلاعات مربوط به سیلابها به روش هیدرولیکی بوسیله نرم افزار hecras و با استفاده از اطلاعات واقعی رودخانه های تیره و سیلاخور تولید شده است. نتایج حاصل از روندیابی سیلاب بوسیله مدل ماسکینگام غیر خطی با توجه به ضرایب همبستگی بدست آمده نزدیک یک تقریباً رضایت بخش بوده است

طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب شامل حل دو مسئله جزء متوالی می باشد که به ترتیب عبارتند از 1- طراحی جانمایی لوله های شبکه و 2- محاسبات هیدرولیکی شبکه. در مناطق با شیب کم دو مسئله جزء نام برده شدیداً با یکدیگر مرتبطند و جهت بهینه سازی اقتصادی سیستم لازم است که به حل همزمان هر دو پرداخت. در این تحقیق یک مدل یکپارچه طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب معرفی می شود که بواسطه آن امکان بهینه سازی همزمان هر دو مسئله جزء وجود خواهد داشت. جهت طراحی جانمایی شبکه از الگوریتم برش حلقه به حلقه بهره جسته می شود. بواسطه این الگوریتم گراف درختوار و جهت دار شبکه بصورت سازگار شونده از یک گراف حلقوی و بدون جهت، تحت عنوان گراف پایه، استخراج می شود. در روش مورد استفاده کلیه معیارها و قیود طراحی درخت فراگیر سیستم بطور خودکار طی طراحی شبکه تأمین می شوند. پس از طراحی جانمایی لوله ها، از یک مدل بدون شرط جهت طراحی هیدرولیکی اجزاء شبکه شامل قطر و شیب لوله ها و همچنین مشخصات ایستگاه های پمپاژ استفاده می شود. در این روش نیز کلیه قیود هیدرولیکی و فنی طی فرایند طراحی بطور خودکار تأمین می شوند. در نهایت دو روش معرفی شده در قالب یک مدل یکپارچه آماده سازی می شوند. در زیر مدل اول، متغیرهای تصمیم گیری عبارتند از شماره لوله ها و آدم روهایی که فرایند برش شبکه در آنها انجام می شود و در زیر مدل دوم، متغیرهای تصمیم گیری عبارتند از قطر و شیب لوله ها و مشخصات ایستگاه های پمپاژ در سیستم. همچنین جهت بهینه سازی هزینه ساخت شبکه یک مدل جستجوی تابو توسعه داده می شود. جستجوی تابو یک روش فراکاوشی قطعی است که با توسعه روشهای جستجوی محلی مستقیم بدست می آید. روش بهینه سازی توسعه یافته، به مدل یکپارچه فوق الذکر متصل شده و با جستجو در فضای متغیرهای تصمیم گیری به کمینه سازی تابع هزینه می پردازد. در نهایت جهت ارزیابی مدل از دو مسئله واقعی بهره گرفته شد. یکی از مسائل یک شبکه جمع آوری فاضلاب مرجع می باشد که در سایر تحقیقات پیشین نیز مورد طراحی قرار گرفته است و مسئله دیگر شبکه فاضلاب شهر هندیجان در استان خوزستان می باشد. عملکرد و نتایج روش در هر دو مسئله بسیار رضایت بخش بوده است. در خصوص مسئله مرجع، هزینه ساخت شبکه کمتر از تحقیقات پیشین گردید و علاوه بر آن روند محاسبات و طراحی نیز بسیار ساده و سریع شده است چرا که بواسطه این روش کلیه قیود و ضوابط پیچیده غیر خطی طراحی شبکه های فاضلاب بطور خودکار و سیستماتیک تأمین می شود

اهمیت روندیابی سیل در رودخانه به طور وسیعی در مهندسی آب شناخته شده است. اغلب کمبود اطلاعات صحرایی موجب عدم استفاده از معادلات سنت و نانت(روش های هیدرولیکی) جهت روندیابی سیل می شود. از این رو روش های هیدرولوژیکی همچون روش ماسکینگام به طور متداول مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین روش های هیدرولیکی به تهیه اطلاعات مقاطع رودخانه و شیب بستر در بازه های مختلف مسیر جریان نیاز دارند، که این امر مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی می باشد. از طرف دیگر، روش های هیدرولوژیکی مانند روش ماسکینگام بسیار ساده بوده و به اطلاعات کمتری نیاز دارد. اگرچه مدل خطی ماسکینگام به طور گسترده به کار می رود، اما در مواردی که جریان سیل وارد سیلابگاه می شود چون شرایط هندسی مقطع و در نتیجه پارامترهای ماسکینگام تغییر می کنند، مدل دو خطی ماسکینگام پیشنهاد می شود. در این پایان نامه، روش هیدرولوژیکی مبتنی بر روش ماسکینگام دوخطی پیشنهاد شده است که تعیین پارامترهای مجهول آن با استفاده از بهینه سازی غیر خطی انجام می شود. بر اساس مدل پیشنهادی برنامه کامپیوتری نوشته شده است که توانایی انجام محاسبات روندیابی سیل با دقت بالا تحت کالیبراسیون حداقل یک سری سیل همزمان اتفاق افتاده در رودخانه تک شاخه ای را دارد. علاوه برآن نتایج مدل پیشنهادی با مدل خطی مقایسه گردیده است. همچنین اطلاعات سیل های مورد نیاز از نرم افزار mike11بدست می آید. هیدروگراف های خروجی محاسباتی حاصل از نتایج بهینه یابی با هیدروگراف های خروجی بدست آمده ازmike11 مورد مقایسه قرار گرفت، نتایج بدست آمده از روش پیشنهادی بیانگر دقت و همبستگی بالایی است.

None

رساله حاضر به معرفی و مدل سازی اثرات جداره های ویسکوالاستیک لوله های پلیمری رایج در کارهای آبرسانی (از جمله پلی اتیلن ها) در جریانهای گذرا می پردازد. شبیه سازی عددی رفتار لوله های ویسکوالاستیک با استفاده از مدل مکانیکی کلوین- ویت و معرفی تابع خزش جهت معرفی رابطه تنش کرنش در مواد پلی اتیلن صورت می گیرد. خواص ویسکوالاستیک سبب بروز ترمهای جدیدی در معادلات سازگاری حاکم بر جریانهای گذرا (پیوستگی و مومنتوم) می شود که مدلها موجود فاقد آن هستند. بر این اساس معادلات سازگاری برای خواص ویسکوالاستیک بازنویسی شده و با بکارگیری روش خطوط مشخصه در ترکیب با تفاضل محدود تحلیل می شوند. همچنین جهت تدقیق مدل سازی، اثرات دینامیکی افت ناماندگار نیز توسط مدل برونون شبیه سازی می شود. برای واسنجی پارامترهای مجهول نظیر ضرایب افت و خزش و صحت سنجی مدل عددی توسعه یافته، از داده های فیزیکی جمع آوری شده در یک مدل آزمایشگاهی ضربه قوچ، معروف به آزمایش ایمپریال کالج، استفاده می شود. با بکارگیری روش تحلیل معکوس جریان گذرا و استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، پارامترهای مجهول مسئله شامل ضرایب افت ناماندگار و ضرایب ویسکوالاستیک برای شرایط مختلف محاسبه می شوند. نتایج نشان می دهد که مدل های کلاسیک ضربه قوچ به هیچ عنوان قادر به شبیه سازی نوسانات فشار در لوله های پلی اتیلن نمی باشند. در واقع مدل سازی دو اثر دینامیکی افت ناماندگار و ویسکوالاستیک برای این لوله ها بسیار ضروری است. همچنین نتیجه گرفته می شود که اثرات ویسکوالاستیک نقش بسیار پررنگ و مهم تری نسبت به افت ناماندگار در شکل گیری سیگنالهای ضربه قوچ بازی میکنند تاجایی که در نظر گرفتن آن به تنهایی می تواند به پاسخ های قابل قبولی منتج شود. با اینحال وقتی که مدل افت ناماندگار نیز به تحلیل جریان افزوده شود پاسخ ها بسیار دقیق تر خواهند بود. همچنین مدل تابع خزش بدست آمده در این تحقیق با نمونه حاصل از تست مکانیکی مقایسه شد که حاکی از رضایت بخش بودن نتایج بود.

یکی از مسائل مهم در کارهای مهندسی آب پیش بینی چگونگی طغیان و فروکش سیل در محل معینی از رودخانه است. روش های متداول جهت روندیابی سیلاب به ویژه در رودخانه های چندشاخه ای روش هیدرولیکی می باشند. روشهای هیدرولیکی علی رغم دقت بالا نسبت به روش هیدرولوژیکی، نیازمند اطلاعات بیشتری همچون مقاطع عرضی رودخانه ها، شیب بستر، وضریب زبری در بازه های مختلف مسیر جریان می باشند که این اطلاعات خود نیازمند انجام عملیات نقشه برداری گردآوری داده های بسیار است و مستلزم صرف زمان و هزینه ی بسیاری می باشد. از طرفی روش های هیدرولوژیکی از جمله روش های ماسکینگام بسیار ساده بوده و اطلاعات کمتری نیاز دارد. اما با این وجود روش های هیدرولوژیکی قابلیت بکارگیری در سیستم های چندشاخه را ندارند. بنابر این در پایان نامه ی حاضر، رابطه ای مبتنی بر روش هیدررولوژیکی ماسکینگام خطی پیشنهاد شده است که تعیین پارامترهای مجهول آن بهینه یابی شده است. سپس روندیابی سیل با این پارامترها برای رودخانه های سه شاخه ای انجام گرفته است. هیدروگرافهای خروجی محاسباتی حاصل از نتایج روندیابی با این روابط با هیدروگراف خروجی مدل سازی شده توسط نرم افزار مایک 11 مورد مقایسه قرار گرفت، نتایج بدست آمده از رابطه پیشنهادی بیانگر دقت و همبستگی بالایی است.

یکی از مسائلی که در طراحی تأسیسات آبیاری و آبرسانی نقش مهمی دارد، کنترل رسوب می‏باشد. بی‏توجهی به رسوبات ورودی به آبگیرها موجب انتقال آنها به داخل تأسیسات شده و مشکلات زیادی را در نتیجه حمل رسوبات یا ته‏نشین شدن آنها در قسمت‏های مختلف به وجود می‏آورد. شرایط کیفی آب ورودی به تأسیسات آبیاری و شبکه‏های آبرسانی ایجاب می‏کند که مواد رسوبی کنترل شده و به حد مجاز کاهش یابد. این عمل با ساخت حوضچه‏های رسوب عملی می‏شود. هر چه حوضچه رسوب بزرگ‏تر ساخته شود عمل رسوب‏گیری بهتر انجام گرفته ولی هزینه ساخت آن بیشتر می‏شود. در ارتباط با تحلیل حوضچه‏های رسوب مدل‏های ریاضی مختلفی ارائه گردیده است. بیشتر این مدل‏ها، ارتباط بین راندمان حوضچه و متغیرها و پارامترهای موثر بر آن را به صورت ریاضی نشان می‏دهند. در این پژوهش، هدف ما بسط دادن یک مدل برنامه‏ریزی غیرخطی برای بهینه‏سازی طراحی حوضچه رسوب است. بنابراین متغیرهای تصمیم شامل مقیاس‏هایی از حوضچه رسوب شامل طول، عرض و ارتفاع می باشد. تابع هدف ما کمترین هزینه سالیانه کل که شامل مجموع هزینه‏ سالیانه زمین، هزینه سالیانه سرمایه و هزینه سالیانه بهره‏برداری و نگهداری است. الگوریتم ژنتیک نرم‏افزار matlabبه عنوان مدل بهینه‏ساز انتخاب شده است. بدست آوردن نتیجه موثر با اثبات عملی بودن و قابل اجرا بودن مدل است.

تکنیک صفحات مستغرق یکی از روش‏های موثر مدیریت رسوبات بار بستر در رودخانه‏ها و مجاری آبرفتی می‏باشد. صفحات مستغرق به صورت قائم و با زاویه‏ای کم نسبت به جریان نزدیک‏شونده، در بستر رودخانه نصب می‏شوند. یک صفحه‏ی مستغرق در واقع یک مولد جریان‏های ثانوی است. جریان‏های ثانوی در نتیجه‏ی گرادیان قائم فشار در طرفین صفحه‏ی مستغرق و توزیع غیر یکنواخت سرعت جریان در امتداد قائم به وجود می‏آیند و موجب شکل‏گیری یک جریان چرخشی (جریان حلزونی) در پایین‏دست صفحه می‏شوند. جریان چرخشی حاصل از صفحه‏ی مستغرق سبب اصلاح الگوی جریان نزدیک بستر و تنش برشی بستر شده و در نهایت موجب تغییر الگوی توزیع عرضی رسوبات در میدان تحت تأثیر صفحه می‏گردد. علی‏رغم مطالعات گسترده در زمینه صفحات مستغرق، هنوز ضوابط عمومی برای طراحی مطمئن صفحات مستغرق ارائه نشده و کاربرد نتایج تجربی و نیمه تجربی موجود برای شرایط محدودی توصیه شده است. در این مطالعه نتایج تحلیلی در خصوص هندسه و آرایش صفحات مستغرق (شامل طول، زاویه قرارگیری و فاصله مناسب) و جانمایی بهینه آنها متکی بر روش‏های ریاضی ارائه گردید. بدین منظور ابتدا با شبیه‏سازی مدل رسوب‏گذاری و آبشستگی ناشی از صفحات مستغرق با استفاده از نتایج آزمایشگاهی در مدل تحلیل‏گر ssiim انجام گرفته، و سپس با برقراری اتصال بین مدل تحلیل‏گر (ssiim) با مدل بهینه‏ساز الگوریتم ژنتیک (matlab)، طول، زاویه قرارگیری و فاصله بهینه صفحات تعیین گردید. بهینه‏سازی در ابتدا در حالت تک‏پره، با دو متغیر (طول و زاویه قرارگیری)، سپس در حالت سه‏پره، با دو متغیر (طول و زاویه قرارگیری)، در آخر در حالت سه‏پره، با سه متغیر(طول و زاویه قرارگیری و فاصله صفحات از یکدیگر) انجام گرفت.

مقادیر مصرف در گره‏ها و ضرایب زبری لوله‏ها از منابع عمده‏ی عدم‏قطعیت در تحلیل و طراحی شبکه‏های آبرسانی می‏باشند. عدم‏قطعیت این پارامترها در کل سیستم پخش شده که در این صورت پاسخ‏های سیستم نیز لاجرم غیرقطعی خواهند بود. در تحقیق حاضر به منظور بررسی میزان تإثیر عدم‏قطعیت پارامترهای ورودی در فرایند شبیه‏سازی هیدرولیکی شبکه‏ها، یک مدل ریاضی معرفی می‏شود. به این منظور یک مدل تلفیقی با استفاده از تئوری مجموعه‏های فازی، الگوریتم ژنتیک با مرتب‏سازی نامغلوب و مدل شبیه‏سازی هیدرولیکی epanet توسعه داده شده‏است. epanet مدلی با ورودی قطعی می‏باشد. لذا یک مقدار دقیق و قطعی برای پارامترهای ورودی در نظر گرفته می‏شود که در نتیجه‏ی آن، مقدار واحد و یگانه‏ای نیز برای پاسخ‏های خروجی شامل فشار در گره‏ها و سرعت در لوله‏ها بدست می‏آید. عدم‏قطعیت ورودی توسط اعداد فازی ارائه و با استفاده از روش ?-cut به معادلات حاکم بر شبکه‏ها معرفی می‏شوند. مسئله برخاسته یک مسئله‏ی تصمیم‏سازی چندمعیاره با تعداد توابع هدف زیاد بوده که حل آن نیازمند استفاده از روش‏های بهینه‏سازی می‏باشد. لذا در این تحقیق یک روش بهینه‏سازی چندهدفه بر اساس nsga-ii جهت حل مسئله مورد استفاده قرار گرفته‏است. سپس مدل توسعه داده شده در خصوص یک مثال مرجع و همچنین یک شبکه‏ی آبرسانی نسبتاً بزرگ، شهرک صنعتی خرمشهر، بکار گرفته شده‏است. نتایج بدست آمده حاکی از این حقیقت است که عدم‏قطعیت‏های کوچک در داده‏های ورودی، می‏تواند باعث عدم‏قطعیت‏های بزرگی را در پاسخ‏های سیستم شوند و نقش قابل توجهی نیز در اعتمادپذیری عملکرد سیستم بازی خواهند کرد. بعلاوه نتایج بدست آمده نشان می‏دهند که در اثر عدم‏قطعیت پارامترهای ورودی، توزیع جریان و در نتیجه سرعت در لوله‏ها نسبت به فشار در گره‏ها بیشتر تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. همچنین در خصوص شبکه‏ی آبرسانی شهرک صنعتی خرمشهر نتایج نشان می‏دهند که در دوران بهره‏برداری از سیستم، در نتیجه‏ی عدم‏قطعیت پارامترهای ورودی در حدود 33 درصد از گره‏های شبکه و 31 درصد از لوله‏های شبکه ممکن است مقادیری کمتر از حداقل فشار و حداقل سرعت موردنیاز را تجربه نمایند. همچنین حل این مثال نشان می‏دهد که مدل ارائه شده قادر به تحلیل مسائل بزرگ بوده و روش nsga-ii نیز در تحلیل فازی شبکه‏های آبرسانی عملکرد خوبی داشته‏است. در واقع کاربرد روش nsga-ii سبب افزایش راندمان محاسبات هیدرولیکی و بهینه‏سازی شده و به طور کلی فرایند تحلیل فازی شبکه را قانونمندتر می‏سازد به‏طوریکه تعداد زیادی از پاسخ‏های هیدرولیکی فازی شبکه با تنها یک بار اجرای مدل شبیه‏سازی تحلیل خواهند شد.

روندیابی سیل یکی از مهم ترین مسائل، در طرح های مهندسی آب می باشد. روش های متداول روندیابی سیل، روش های هیدرولیکی و روش های هیدرولوژیکی هستند. روش های هیدرولیکی در مقایسه با روش های هیدرولوژیکی دارای دقت بالایی هستند ولی استفاده از آن ها مستلزم صرف وقت و هزینه بالا می باشد. روش های هیدرولوژیکی بسیار ساده بوده و نیاز به اطلاعات به مراتب کمتری دارند. در این پایان نامه، هدف، ارائه راه حل مناسب برای روندیابی هیدرولوژیکی سیل در رودخانه های چند شاخه ای به شکل تقسیم یک شاخه به دو شاخه است. در ابتدا روندیابی ماسکینگام معکوس پیشنهادشده و مورد بررسی قرار گرفته است. این روش با استفاده از روش های تفاضل محدود صریح، ضمنی، کرانک نیکلسون و رانچ کوتا بر روی رودخانه های تک شاخه مورد بررسی قرارگرفته شد که در میان این روش ها، روش روندیابی ماسکینگام معکوس با حل ضمنی قادر به روندیابی معکوس با دقت کم بوده است. در ادامه، این روش بر روی رودخانه های چند شاخه ای بررسی شده و رد می شود. لذا روش ماسکینگام کونژ با ضرایب ثابت به عنوان روش دیگری ارائه و مورد بررسی قرارگرفته است و مشاهده شد که این روش از نتایج مطلوبی برخوردار است. در این تحقیق برای بهینه یابی از الگوریتم ژنتیک و گرادیان کاهشی تعمیم یافته و از نرم افزار mike11 برای تولید داده های مصنوعی به جای داده های واقعی و از ضریب همبستگی برای بررسی دقت روش ها استفاده شده است.

آنالیز پایداری شیب‏های خاکی یکی از محاسبات اصلی در مهندسی زئوتکنیک می‏باشد. پایداری شیب یکی از نگرانی‏ها ما در ساخت پروژه‏های خاکبرداری، خاکریزی، سد‏های خاکی و باربرداری شیب‏های موجود می‏باشد. روش اصلی استفاده شده در تحلیل پایداری شیب روش قطعی می‏باشد این روش معرفی سطح گسیختگی بحرانی و ضریب اطمینان حداقل وابسته به آن را در بر می‏گیرد. در این پایان نامه یک روش تعادل حدی توسعه داده شده است که کلیه شرایط تعادل را ارضاء می‏نماید و سطوح لغزش را دایره‏ای فرض می‏کند. معادلات تعادل نیرو‏ها و گشتاورها بدون هیچگونه فرض ساده کننده در این روش بکار برده شدند. از الگوریتم جستجوی هارمونی که به عنوان الگوریتمی نوین بهره گرفته شده است. روش های بهینه سازی عددی در یافتن حل بهینه بسیار کارامد هستند و می توانند برای مسائل غیرخطی بکار برده شوند. الگوریتم جستجوی هارمونی یک الگوریتم فرااکتشافی بوده که بر پایه روند بداهه نوازی موسیقی استوار است. بدین صورت که نوازندگان موسیقی به صورت تجربی و مرحله به مرحله سازهای خود را به منظور صدادهی بهتر و هارمونی بیشتر به صدا در می‏آورند. مسئله ابتدا بصورت مناسبی مدل شده و قیدهایی در مسئله برای جواب‏های مد‏نظر در نظر گرفته شده است. در اینجا برای یافتن ضریب اطمینان سطح لغزش، نیرو‏های برشی بین قطعات و همچنین مناسبترین شعاع برای سطح لغزش از این الگوریتم استفاده شده است. در این پژوهش مثالی با پارامترهای پایداری سطوح شیبدار مختلف ارائه و نتایج آن با روش‏های متداول نظیر روش بیشاپ، جانبو، مورگنشترن و فلنیوس مقایسه شده است

بهره برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی یکی از مهم ترین چالش های پیش روی محققین منابع آب می باشد. استفاده تلفیقی در واقع، بهره برداری از منابع آب سطحی و زیرزمینی به منظور افزایش میزان آب قابل دسترسی و استفاده پایدار از منابع آب موجود است. از این رو برنامه ریزی صحیح در این زمینه مستلزم آگاهی از نحوه برهم کنش آب سطحی و زیرزمینی در منطقه و تخمین و محاسبه پارامترها و عوامل سطحی و زیرزمینی موثر بر آن می باشد. بنابراین از اهداف اساسی مطالعه جاری، شبیه سازی برهم کنش آب سطحی و زیرزمینی با استفاده از ایجاد اتصال دینامیکی بین منابع آب سطحی و زیرزمینی در دشت دز (شامل دشت های لور، دیمچه، دز غربی، دز شرقی و سبیلی) است، به طوری که داده ها و نتایج بطور ماهیانه بین مدل آب سطحی weap و مدل آب زیرزمینی modflow در گردش می باشد. لذا در هر گام زمانی ماهانه مقادیر برداشت، نفوذ، تراز رودخانه ها، رواناب و غیره از مدل weap وارد مدل modflow شده تا مقادیر تراز آب زیرزمینی، جریان بین آبخوان ها و غیره محاسبه و به مدل weap برگردد و این روند تا پایان دوره شبیه سازی ادامه خواهد داشت. هدف اساسی دیگر، بهینه سازی میزان برداشت ماهیانه از آب های سطحی و زیرزمینی جهت تامین مصارف موجود در دوره برنامه ریزی می باشد. برای انجام بهینه سازی سیستم، از مدل چند هدفه nsga-ii استفاده شد. طوری که در آن، هدف اول حداکثر نمودن اطمینان پذیری تامین نیازهای طرح در مقابل هدف دوم یعنی حداقل نمودن افت تراز آب زیرزمینی در طول دوره بهره برداری قرار گرفت. متغیرهای تصمیم در این مدل، شامل درصد برداشت از منابع آب سطحی و زیرزمینی بود که به صورت فصلی تعریف شدند. نتایج شبیه سازی نشان داد در قسمت های شمالی تا میانه دشت، رودخانه های دز و کرخه بیشتر باعث تغذیه آبخوان شده و در قسمت های میانه دشت به پایین (مانند سایر رودخانه های دشت دز) بیشتر نقش زهکش را به عهده دارند. به علت تراکم زیاد چاه ها و عدم بهره برداری از آب سطحی، بیشترین افت سطح آب مربوط به دشت لور و کمترین افت مربوط به قسمت های جنوبی دشت دز محاسبه شد. همچنین نتایج نشان داد بطور کلی در دشت های دز غربی و دز شرقی (شامل شرقی و سبیلی) که از هر دو منبع تامین آب استفاده می شود، در صورت اجرای سناریوی مرجع طبق الگوی فعلی و بدون انجام بهینه سازی، بیش از 78 درصد از نیازها توسط آب سطحی و کمتر از 22 درصد توسط آب زیرزمینی تامین می شود. پس از بهینه سازی درصد برداشت از آب زیرزمینی در این دشت ها به ترتیب حدود 12 و 6 درصد کاهش یافت. با اجرای سناریوی بهینه میزان اعتمادپذیری تامین نیاز دشت های دز غربی، دز شرقی، نیاز زیست محیطی و نیازهای پایین دست به ترتیب 4، 19، 43 و 57 درصد نسبت به سناریوی مرجع افزایش یافت. همچنین میانگین افت آب زیرزمینی در دوره 6 ساله برنامه ریزی، در کل دشت دز و در آبخوان های دز غربی، دز شرقی و لور به ترتیب 18/2، 46/2، 6/2 و 1 متر کاهش یافت.

روندیابی سیل در رودخانه ها از مقوله های بسیار مهم در مهندسی آب می باشد. روش های روندیابی سیل را می توان در قالب دو دسته کلی معرفی کرد: روش های هیدرولیکی و روش های هیدرولوژیکی. در مسائلی که حوضه میانی وجود داشته باشد روش های هیدرولوژیکی دیگر کاربردی نخواهند داشت زیرا که هیدروگراف حوضه میانی به طور کلی مجهول است. روش های هیدرولیکی در صورت وجود اطلاعات مورد نیاز تقریباً در کلیه شرایط آبراهه ها قابل استفاده هستند. تحقیقات کمی در این زمینه انجام شده است، و در آنها بیشتر از روش های تقریبی و سعی و خطا استفاده شده است. در پایان نامه حاضر روشی جدید و دقیق در جهت پیش بینی هیدرولیکی حوضه میانی در سیستم رودخانه ها ارائه شده است. این روش برپایه حل معکوس شکل گرفته و در آن با استفاده از مقادیر معلوم دبی در ایستگاه بالادست و پایین دست سیستم، مقادیر مجهول دبی حوضه میانی با بهینه یابی به دست می آید. در این پایانامه برای مدلسازی هیدرولیک جریان از مدل ریاضی mike11 استفاده شده و نیز به منظور بهینه یابی الگوریتم ژنتیک نرم افزار matlab بکار رفته است. تابع هدفی با فرض مجهول بودن حوضه میانی، به منظور حداقل سازی حاصل جمع مربعات اختلاف مقادیر مشاهداتی و محاسباتی دبی در نقطه شاهد (ایستگاه پایین دست) تشکیل می دهیم. در این الگوریتم مقادیر حاصل از بهینه سازی، مقادیر دبی حوضه میانی رودخانه خواهد بود. نتایج بدست آمده از انطباق بالای هیدروگراف های مشاهداتی و محاسباتی ایستگاه پل فلور با مقدار ضریب همبستگی 0.99 حاکی است، که این دقت بسیار زیاد روش ارائه شده در تخمین هیدروگراف حوضه میانی را نشان می دهد.

جریان غیرماندگار، جریانی است که خصوصیات آن (دبی، فشار و غیره) در هر نقطه با زمان تغییر کند. این جریان در خطوط لوله در اثر باز یا بسته شدن ناگهانی شیر یا توقف و راه اندازی سیستمهای پمپاژ به وجود می آید. در اثر این پدیده، یک موج فشاری در طول لوله منتشر می شود و به طور دوره ای سبب افزایش و کاهش فشار می گردد. چنانچه شدت نوسانات شدید باشد به وقوع ضربه قوچ منتهی می گردد. در این پژوهش بر آن شدیم تا طرح بهینه خط انتقال آب را با استفاده از نرم افزارهای موجود در زمینه شبیه سازی هیدرولیک جریان غیرماندگار و الگوریتم های بهینه سازی و لینک مناسب بین آن ها انجام دهیم. در این راستا، نرم افزار قدرتمند hammer برای شبیه سازی جریان ماندگار و ناماندگار و الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفت. به گونه ای که با رفت و برگشتی اتوماتیک بین این دو نرم افزار در نهایت به طرحی بهینه برای خط انتقال آب دست یافتیم. این مدل با حداقل کردن هزینه خط انتقال آب قادر به بهینه کردن اجزا خط لوله از جمله قطر و ضخامت لوله ها، حجم مخزن هوای تحت فشار و هد پمپاژ می باشد. در پایان نیز صحت نتایج این مدل بهینه ساز در مثال هایی مورد بررسی قرار گرفته است و مشاهده شد که نتایج به دست آمده از دقت خوبی برخوردار می باشند.

برخلاف حالات استاتیکی ظرفیت باربری فونداسیونها، بررسی ظرفیت باربری در هنگام وقوع زلزله، کمتر مورد توجه محققان قرارگرفته است. در این میان با توجه به لایه ای بودن پروفیلهای خاک در بسیاری از مناطق لرزه خیز، تعیین ظرفیت باربری لرزه ای فونداسیونهای واقع بر این خاکها منجر به طراحی اقتصادی فونداسیونهای سطحی می گردد. در این تحقیق با تعمیم روش مرلوس و رومو برای خاکهای دو لایه رسی، ضرایب ظرفیت باربری لرزه ای فونداسیونهای واقع بر این خاکها محاسبه گردید. سپس با استفاده از زیرمجموعه دینامیکی نرم افزار پلکسیس، تأثیر پارامترهای شتاب نگاشت زلزله بر ظرفیت باربری لرزه ای پی های واقع بر خاکهای دو لایه رسی بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش شتاب زلزله با ثابت بودن سایر پارامترها، باعث سطحیترشدن مکانیزم گسیختگی و تشکیل آن در لایه فوقانی می گردد و ظرفیت باربری لرزه ای کاهش می یابد. درضمن کاهش فرکانس شتاب نگاشت و همزمان افزایش مدت زمان اعمال زلزله باعث کاهش ظرفیت باربری لرزه ای گردید، به طوریکه در فرکانس20 هرتز و مدت زمان 4 ثانیه و در شتابهای g0/4 و g0/5، فونداسیون ظرفیت باربری خود را به طور کامل ازدست داد. همچنین به طور کلی مکانیزم گسیختگی در خاکهای لایه ای تمایل به تشکیل در لایه ضعیفتر دارد، به طوریکه در شرایط وقوع رس ضعیف بر رس قوی، مکانیزم گسیختگی به طور کامل در لایه فوقانی تشکیل می شود و در حالاتیکه رس قوی بر روی رس ضعیف قرارمی گیرد، مکانیزم گسیختگی وارد لایه زیرین می گردد.

تحقیق حاضر به معرفی روشی جهت شناسایی نشت در خط لوله انتقال آب می پردازد. به منظور نشت یابی، ابتدا با بستن شیر انتهای خط لوله، جریان گذرا ایجاد می شود. با تحلیل جریان با استفاده از یک مدل عددی بر پایه روش خطوط مشخصه، نوسانات فشار در انتهای خط لوله تعیین می شوند. این مدل عددی بصورت تابعی از مشخصات نشت در خط لوله عمل می نماید. چندین حالت مختلف بروز نشت با تغییر پارامترهای تعداد، محل و اندازه نشتی ها، به مدل معرفی شده و تاریخچه نوسانات فشار در انتهای خط لوله به عنوان پاسخ سیستم به هر سناریوی نشت برداشت می شود. این پاسخ ها به عنوان ورودی به یک شبکه عصبی معرفی می شوند در حالی که خروجی شبکه پارمترهای نشت متناظر می باشد. با تعریف ساختارهای مختلفی برای شبکه، در نهایت معماری شبکه بهینه می شود به طوری که با کمترین پیچیدگی، بهترین عملکرد را نتیجه دهد. مدل توسعه یافته در خصوص یک خط لوله آزمایشگاهی اعمال گردید و نتایج آن صحت سنجی شد. نتایج حاکی از موفقیت نسبی روش در خصوص تعیین نشت های ریز (کوچکتر از 5/0 درصد سطح مقطع لوله) و خیلی ریز (کوچکتر از 25/0 درصد سطح مقطع لوله) می باشد. با این حال روش در خصوص تعیین تعداد و موقعیت نشتی ها موفق تر عمل می کند تا اندازه نشتی ها و این موضوع در خصوص نشتی های خیلی ریز معنی دار تر است. همچنین روش پیشنهادی می تواند از نظر سهولت پیاده سازی و کاربرد نسبت به سایر روش های نشت یابی بر پایه مدل سازی، ارجح باشد چراکه تنها با یک بار آموزش شبکه قابل استفاده خواهد بود، نیازی به مدل سازی خط لوله در دست بهره برداری ندارد و به لحاظ محاسباتی در زمان استفاده بسیار کم هزینه و سریع می باشد. از محدودیت های روش می توان به این موضوع اشاره نمود که در صورت ایجاد تغییراتی در خط لوله در آینده از جمله نصب انشعابات و تغییر جنس و قطر لوله در بازه هایی، لازم است خط لوله مجدداً مدل سازی شده و شبکه بروزرسانی شود.

کانالهای ذوزنقه ای که در آنها از مصالح متفاوت با ضرایب زبری متفاوت برای پوشش شیبهای کناری و کف کانال استفاده می شود به عنوان کانال مرکب ذوزنقه ای شناخته می شوند. هدف این تحقیق تعیین ابعاد بهینه کانالهای ذوزنقه ای مرکب که شامل عرض کف کانال (b)، عمق کانال (y) و شیب کناره های کانال در جریان یکنواخت می باشد به گونه ای که هزینه ساخت به حداقل ممکن برسد. از طرفی دیگر پایداری شیبهای کناری کانال ذوزنقه ای نیز باید در تعیین مقدار بهینه این پارامتر منظور گردد. به همین دلیل در این مطالعه ابتدا برای شیروانیهای خاکی که چسبندگی (c)، وزن مخصوص (ɣ) و زاویه اصطکاک داخلی (φ) معلوم می باشد رابطه ای برای شیب کناری کانال (z) بر حسب عمق حفاری کانال (h) تعیین می‏گردد به طوری که شیبهای کناری از لحاظ ژئوتکنیکی پایدار باشد و در برابر نیروهای وارده دچار ریزش نشوند. سپس در فرمولها و معادلات هیدرولیکی مربوط به مدلهای بهینه سازی کانال ذوزنقه ای مرکب به جای پارامتر (z) رابطه به دست آمده بر حسب عمق حفاری کانال (h) تعیین می گردد. در این مطالعه سه نوع مدل بهینه سازی غیرخطی معرفی شده است. در دو مدل اول تابع هدف که همان هزینه ساخت طول واحد کانال ذوزنقه ای مرکب می باشد شامل هزینه های خاکبرداری و هزینه پوشش کانال می باشد. قیود مدل هم یکی معادله مانینگ که بیان کننده جریان یکنواخت است و دیگری مثبت بودن عرض کف کانال و عمق آب می باشد. در مدل اول زبری معادل سطح مقطع کانال از فرمول هورتون و در مدل دوم زبری معادل از طریق فرمول لوتر محاسبه می گردد. در مدل سوم علاوه بر هزینه های خاکبرداری و پوشش کانال هزینه تملک زمین در تابع هدف گنجانده شده است و قیود این مدل شامل معادله مانینگ و مثبت بودن عرض کف کانال و عمق آب می باشد. در نهایت سه مدل ارائه شده جهت تعیین ابعاد بهینه کانال با روش الگوریتم ژنتیک حل گردیده‏اند. طبق نتایج به دست آمده هزینه ساخت کانال در مدل بهینه سازی که در آن از فرمول لوتر برای محاسبه زبری معادل استفاده شده است بین 11 تا 29 درصد کمتر از هزینه ساخت کانالهای به دست آمده از حل مدل بهینه سازی طبق فرمول هورتون می باشد. همچنین ابعاد بهینه کانال ذوزنقه‏ای مرکب برای انواع خاکها و دبیهای مختلف طی جداولی نشان داده شده است.

عملکرد ایستگاه های پمپاژ در شبکه های توزیع آب، روزانه هزینه ی زیادی جهت تأمین انرژی و نیز تعمیر و نگهداری به بهره برداران تحمیل می نماید. در تحقیق حاضر، به منظور کاهش هزینه های ساخت و بهره برداری شبکه های آبرسانی، مدلی براساس الگوریتم بهینه سازی چند هدفه ی ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب nsga-ii در ارتباط با مدل شبیه سازی هیدرولیکی epanet توسعه داده می شود. در این راستا، فرآیند بهینه سازی در دو مرحله پیاده سازی می گردد. در مرحله ی نخست، بهینه سازی با دوهدف کمینه کردن هزینه ی ساخت و کمینه کردن هزینه ی بهره برداری (انرژی) اجرا می شود و در نتیجه ی آن یک جبهه ی پارتو بهینه متشکل از پاسخ هایی برای طراحی شبکه به دست میآید. با برگزیدن یک شبکه منتخب از جبهه ی پارتو در دست، بهینه سازی این بار با دو هدف کمینه کردن هزینه ی انرژی و کمینه کردن هزینه ی تعمیر و نگهداری و از طریق طراحی زمان بندی بهینه برای عملکرد پمپ ها به اجرا در می آید. مدل پیشنهادی بر روی یک شبکه ی آبرسانی تئوری، شبکه vanzyl و یک شبکه ی واقعی، بخشی از شهر باغملک، به کار گرفته شده است. آزمایش انجام شده بر روی شبکه vanzyl به خوبی نشان می دهد که چنان چه اجازه داده شود سطح آب مخزن در انتهای دوره برنامه به اندازه تلورانس مشخصی از مقدار اولیه خود بالاتر یا پایین تر باشد، به کاهش چشم گیر هزینه ی انرژی منجر خواهد شد. این حالت به واقعیت شبکه های آبرسانی نزدیک تر است و به موجب آن 7% کاهش هزینه انرژی در شبکه vanzyl محاسبه شده است. همچنین نتایج به دست آمده از آزمایش انجام شده بر روی شبکه باغملک نشان می دهد که نگاهی توأمان به بهینه سازی ساخت و بهره برداری علاوه بر مدیریت سرمایه گذاری اولیه، عملکرد سیستم در زمان بهره برداری را بهبود خواهد بخشید و از هزینه های مازاد جهت ساخت سیستم، مصرف انرژی و همچنین تعمیر و نگهداری پمپ ها خواهد کاست. این نتایج نشان دهنده ی کاهش 8.5 درصدی هزینه ی انرژی و کاهش50 درصدی تعداد سوییچ کل پمپ ها برای شبکه باغملک می باشد.

شناسایی نشت در خطوط لوله به دلایل مختلف فنی، اقتصادی و زیست محیطی از موضوعات بسیار مهم در مهندسی هیدرولیک محسوب می شود و در سال های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. از جمله روش-های شناسایی نشت بر پایه مدل¬سازی که در خطوط لوله تحت فشار توسعه داده شده است، روش تحلیل معکوس جریان گذرا می¬باشد. در این روش، یک جریان گذرا بوسیله باز یا بستن شیر در بخشی از شبکه تولید می¬شود. این عمل باعث انتشار امواج دوره¬ای با سرعت صوت در طول خطوط لوله شده و منجر به وجود آمدن نوسانات فشار در سیستم خواهد شد. نوسانات فشار در محل هایی از سیستم نمونه¬برداری شده و به عنوان داده¬های شاهد در حل معکوس سیستم مورد استفاده قرار می¬گیرند. از سوی دیگر، خطوط لوله با استفاده از مدل ریاضی روش خطوط مشخصه بصورت تابعی از پارامتر¬های نشت شامل، تعداد، محل و اندازه نشتی¬ها و همچنین ضرایب افت در لوله ها شبیه¬سازی می¬شود. با تعریف یک مسئله بهینه سازی که در آن تابع هدف عبارت است از اختلاف مربعات نوسانات فشار مشاهداتی و محاسباتی در نقاط شاهد و متغیرهای تصمیم¬گیری شامل پارامترهای نشت و ضریب افت، به حل مسئله پرداخته می¬شود. در نهایت با استفاده از یک روش بهینه سازی غیرخطی تابع هدف کمینه می¬شود و پارامتر-های نشت بدست می¬آیند. در شکل متعارف روش، از آنجا که تعداد نشتی¬ها از پیش مشخص نیست، در ابتدا تمام گره¬های موجود در شبکه به عنوان مکانی با پتانسیل وجود نشت کاندید می¬شوند. با این ترفند، متغیرهای مکان و تعداد نشت از متغیرهای تصمیم گیری مسئله حذف شوند، امّا این به قیمت افزایش قابل توجه متغیرهای تصمیم¬گیری اندازه نشت است که سبب تغییر شکل توپولوژی مسئله بهینه¬سازی و افزایش ریسک بروز پاسخ¬های محلی در فرایند بهینه¬سازی می¬شود. این روش با عنوان روش ita متعارف شناخته می¬شود. در این تحقیق با هدف افزایش کارایی حل مسئله معکوس و کاهش فضای جست¬وجوی بهینه سازی از توابع گاوس جهت شبیه¬سازی نشت در سیستم بهره گرفته می شود. با استفاده از این توابع دیگر نیازی نیست که تمام گره¬های موجود در شبکه به عنوان محل وجود نشت فرض شوند، بلکه توابع گاوس با شبیه سازی توزیع نرمال بارگذاری اثرات نشت در لوله در همسایگی محل دقیق نشت، می¬توانند تمام پارامترهای نشت را در خط لوله ارائه نمایند. این روش تحلیل معکوس جریان گذرای اصلاح شده (mita) نام دارد.

مخلوط بتن آسفالتی گرم، به عنوان با کیفیت ترین و مقاوم ترین مصالح در روسازی آسفالتی، نقش عمده ای در کاهش تنش بارهای وارده از طرف وسایل نقلیه دارند. در روش های معمول طراحی، آسفالت به عنوان یک سازه با رفتار الاستیک، بررسی می شود و میزان کاهش تنش با بررسی رفتار الاستیک آسفالت، بدست می آید. اما آسفالت به دلیل ترکیبات داخلی شامل سنگدانه، ماستیک (مخلوط قیر و فیلر) و حفرات هوا دارای رفتار پیچیده است و پاسخ وابسته به زمان، دما و نرخ نشان می دهد. به همین دلیل پیش بینی عملکرد آسفالت، بسیار پیچیده و چالش برانگیز است. این رفتار در محدوده تغییر شکل های برگشت پذیر توسط تئوری ویسکوالاستیسیته شرح داده می شود. برای بررسی پاسخ آسفالت در برابر بارهای تکراری، مدل ویسکوالاستیک آسفالت در سه بعد گسترش داده شد و روش عددی برای حل اجزای محدود در گام های زمانی پیاده سازی شد. چندین مدل سه بعدی، با رفتار ویسکوالاستیک، تحت بارهای تکراری، در شرایط گوناگون بارگذاری و هندسی، مدلسازی شد و پاسخ تابع زمان و نرخ، به روش المان محدود در بسته المان محدود abaqus بدست آورده شد. اثر زمان پالس بارگذاری، باربرداری، سرعت های مختلف عبور وسایل نقلیه، و اثر ضخامت لایه آسفالت در معیارهای معمول طراحی و نقاط بحرانی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. در این تحلیل نشان داده شد که در سرعت های پایین، میزان تنش ایجاد شده تا 8 برابر بیشتر از رفتار الاستیک و تا 3 برابر نسبت به کاهش 8 برابری سرعت، ایجاد شده است. حساسیت پاسخ روسازی تا 1.5 برابر برای محدوده سرعتهای 10 تا 40 کیلومتر بر ساعت نسبت به سرعت های 40 تا 80 کیلومتر بر ساعت بیشتر است. در تحلیل اثر ضخامت، نشان داده شد که افزایش ضخامت اثر بسیار موثری در کاهش چند برابری تنش ها و کرنش ها دارد و با شدت تا 6 و 2 برابر بیشتر از رفتار الاستیک، به ترتیب کرنش ها و تنش ها در لایه آسفالتی کاهش پیدا می کنند. همچنین رابطه خطی میان نسبت تنش ایجاد شده در دو رفتار ویسکوالاستیک به الاستیک و افزایش ضخامت نشان داده شد. در تحلیل اثر سرعت در مقدار ضریب بار محور هم ارز با معیار استاندارد ویسکوالاستیک، نشان داده شد که ضریب بار محور هم ارز ناشی از کرنش فشاری قائم با افزایش سرعت تغییر نمی کند و با افزایش بار، افزایش پیدا می کند، اما کرنش کششی افقی بیشترین تاثیر را از افزایش سرعت در بارهای مختلف می پذیرد. چنانکه که ضریب بار محور هم ارز، در بارهای کمتر از محور استاندارد، با افزایش سرعت کاهش پیدا می کند اما در بارهای بیشتر از محور استاندارد، با افزایش سرعت افزایش پیدا می کند.

بررسی زمین لرزه های گذشته نشان می دهد که شرایط زمین شناسی محلی نظیر تاریخچه رسوب گذاری، بافت و تراکم خاک نیز تأثیر زیادی در تشدید حرکات زمین داشته و عموماً خسارات لرزه ای بر روی رسوبات آبرفتی بزرگ تر از بستر سنگی گزارش شده است. میزان اثرات ساخت گاهی را می توان تابع عوامل مختلف ازجمله هندسه ساختگاه، خواص دینامیکی مصالح لایه های زیرسطحی، خصوصیات امواج ورودی و توپوگرافی ساختگاه دانست. محدوده پریود تقویت لرزش های خاک تابعی از ضخامت و مقاومت آن است و با کاهش مقاومت به طرف پریودهای بالاتر جابجا می شود. زمانی که پریود طبیعی سازه با پریود تقویت خاک برابر است پدیده تشدید اتفاق افتاده و شدت خرابی افزایش می یابد. به طور عمده در این تحقیق فرض اساسی وابستگی میزان تشدید به ضخامت ها و خواص دینامیکی مصالح لایه های زیرسطحی بوده و هدف در این تحقیق ارزیابی اثر تغییر لایه ها و وجود گسل بر بزرگنمایی است. این امر در مطالعات قبلی که بیشتر به صورت یک بعدی انجام شده اند دیده نمی شود. در آن مطالعات اثر گسل که باعث جابجایی در لایه و تغییر آن ها در امتداد بعد افقی می شود ملحوظ نمی شود. در این تحقیق اطلاعات جامعی از پروژه ها و تحقیقات قبلی درزمینه عوامل مختلف موثر بر این پدیده موردبررسی قرار می گیرد. بامطالعه و بررسی کامل نرم افزارهای مورداستفاده در این قبیل مطالعات مانند seismosignal ، nera ، plaxis و flac 2d داده های ورودی نرم افزار جهت انجام پروژه به دست می آیند.

روش پیشنهادی کادو مبتنی بر مسیر بحرانی برای کاهش زمان الگوریتم ژنتیک در بهینه سازی شبکه های توزیع آب پیشنهاد شده است. این روش چندین مرحله ای بوده و الگوریتم آن دارای پیچیدگی هایی برای پیاده سازی عملی آن میباشد، که استفاده از آن را غیر ممکن میکند، در این پژوهش علاوه بر اصلاح نقاط ضعف و توسعه این روش، برنامه ای کامپیوتری بر مبنای یک الگوریتم جدید برای پیاده سازی آن ارائه شده است. برنامه تهیه شده بصورت یک نرم افزار قابل نصب بر روی سیستم ها تهیه شده و سهولت استفاده از آن را برای کارهای پیچیده و عملی فراهم میکند.

در تحقیق حاضر روشی ترکیبی از مدلسازی ریاضی و ابزار بهینه سازی برای تخصیص آب با هدف حداکثرسازی بهره وری اقتصادی و کارایی یک الگوی آبیاری توسعه داده شده است. مدل بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر رتبه بندی نامغلوب و شاخص فاصله جمعیتی با دو تابع هدف مجزا ارائه و مورد ارزیابی قرار گرفت. روش های بهینه آبیاری مطابق با سطوح متفاوت اعمال خشکی و مقادیر مختلف نسبت درآمد به هزینه با بهره گیری از مدل تصادفی پیشنهاد شده برآورد گردید. در برنامه ریزی چندهدفه توسعه داده شده مجموعه ای از پاسخ ها واقع در جبهه پارتو وجود دارد که پتانسیل بالایی برای بیشینه سازی درآمد الگوی کشت در شرایط کمبود آب دارند. این موضوع نشان می دهد قیمت آب نقش مهمی در مدیریت تخصیص آب ایفا می کند. از این رو شیوه های بهینه الگوی کشت هنگامی می تواند طراحی گردند که آنالیز بهای آب مصرفی در یک قالب اقتصادی از پیش تعیین شده مورد بررسی قرار گیرد.

بطور معمول شبکه های توزیع آب شهری به این صورت طراحی می شوند که در ابتدا یک دوره طراحی (معمولاً 25 ساله) در نظر گرفته می شود. سپس بر اساس تحلیل های مختلف اجتماعی، اقتصادی، فرهنگی و ... جمعیت شهر برای انتهای طرح تخمین زده می شود. از طرفی دیگر میزان سرانه مصرف آب ساکنین شهر تعیین می گردد. با داشتن این اطلاعات، متوسط مصرف آب در انتهای طرح قابل محاسبه خواهد بود. سپس با اعمال ضریب مشخصی بر مبنای اقلیم، حداکثر دبی روزانه و سپس بر اساس ضریب دیگری بر مبنای جمعیت شهر، دبی حداکثر ساعتی را تعیین می نمایند. این دبی ملاک طراحی شبکه های آبرسانی محسوب می شود. به این معنی که قطر لوله ها، مشخصات مخازن و ایستگاه های پمپاژ برای مصرف در ساعت 12 ظهر مرداد ماه 25 سال آینده (انتهای دوره طرح) بدست می آید یعنی مبنای طراحی زمانی است که عمر طرح به پایان رسیده و می بایست طرح های علاج بخشی و توسعه وارد عمل شوند. در کاربردهای پیشرفته مشخصات شبکه با استفاده از روشهای بهینه سازی تعیین می شود. اگرچه در این شرایط تا حد ممکن شبکه اقتصادی می شود اما مبنا همچنان ثابت است و هدف تأمین نیازهای شبکه برای انتهای دوره طرح است.

هوازدگی پدیده ای است که طی آن سنگ در اثر تماس با آب و هوا تغییراتی در مقابل شرایط بوجود آمده از خود نشان می دهد که شامل از هم پاشیدگی سنگ ها و تجزیه آنها است.هوازدگی یکی از عوامل مهم در کاهش مقاومت سنگ می باشد که سبب ایجاد مشکلاتی در پروژه های عمرانی از جمله سبب گسیختگی شمع های محافظ گود می شود.در این مقاله برای شناخت هوازدگی سنگ، به بررسی انواع هوازدگی و همچنین به بررسی عوامل مختلف و تاثیرگذار در هوازدگی سنگ پرداخته می شود. در این تحقیق توسط نرم افزار پلاکسیس به بررسی هوازدگی سنگ در ناپایدارسازی دیواره گود پرداخته می شود. با توجه به شرایط ژئوتکنیکی منطقه مورد نظر، تصمیم به مطالعه و آنالیز هوازدگی سنگ با استفاده از مدل خزشی سنگ و در ادامه شرایط مختلف و اثرات هوازدگی سنگ را با گذشت زمان و تغییرات بوجود آمده در سنگ مورد بررسی قرار می گیرد.از مهمترین شرایط مورد بررسی قرار گرفته شده، می توان به بررسی تغییرات ابعاد و همچنین تغییرات پارامترهای خزشی سنگ اشاره کرد. مطالعات نشان می دهد که هوازدگی سنگ عامل مهم در گسیختگی شمع و ناپایدار سازی دیواره گود می باشد، که سبب کاهش مقاومت سنگ، کاهش مقاومت برشی سنگ، کاهش پارامترهای سنگ از جمله زاویه اصطکاک و چسبندگی سنگ می شود. این مقاله نشان می دهد که افزایش ابعاد و همچنین طول شمع سبب ایجاد یک ضریب اطمینانی در مقابل هوازدگی سنگ می شود و مدت زمان لازم برای جلوگیری از گسیختگی شمع را افزایش می دهد و همچنین با استفاده از نرم افزار پلاکسیس به بررسی پارامترهای خزشی سنگ κ^*، λ^* وμ^* پرداخته می شود که تاثیر آن ها را در مدت زمان پایداری دیواره گود نشان می دهد.

برای تعیین سیاست های بهره برداری (مدیریت تقاضا) در طول دوره های خشک سالی نیاز به استفاده از مدلهای بهینه سازی و شبیه سازی به صورت توام می باشد. استفاده از قوانین جیره بندی (hedging) در طول دوره خشکی و یا مشرف به خشکی، یک رویه معمول در مدیریت منابع آب است. در این روش با وجود آنکه مخزن قادر به تامین کل نیازها است، تنها قسمتی از نیازها تامین می گردد تا بتوان برای کمبودهای احتمالی آینده (که شاید شدیدتر از کمبود فعلی هستند) مقداری آب ذخیره نمود. در این روش کمبودهای کوچک بر کمبودهای بزرگ برتری دارند. در این روش برای شروع جیره بندی، یک حجم آستانه معرفی می گردد، که این حجم برای کلیه ماه های تعریف می گردد. زمانی که حاصل جمع ذخیره موجود مخزن و ورودی پیش بینی شده کمتر از این حجم آستانه باشد، سیاست جیره بندی آغاز می گردد. حجم آستانه از یکی از دو روش الف: استفاده از ذخیره مخزن جهت شروع کاهش نیاز ب: استفاده از مجموع ذخیره و جریان ورودی مخزن در بازه زمانی جاری، تعیین می شود. به طور کلی هدف این روش حداقل کردن حداکثر کمبود است.

هدف از ارائه این تحقیق، یافتن روشی است که در آن، بهینه سازی شبکه، با در نظر گرفتن اعتمادپذیری صورت گیرد. برای اعمال اعتمادپذیری از مفهوم یکنواخت سازی توزیع جریان لوله های شبکه و برای کمی ساختن این معیار، از مفهوم حداقل کردن واریانس دبی لوله ها استفاده می شود. در انجام بهینه سازی، با استفاده از الگوریتم ژنتیک و با اعمال تابع هزینه سالیانه به عنوان تابع هدف، قطر لوله ها و ارتفاع مخازن به عنوان متغیرهای تصمیم گیری در نظر گرفته می شوند؛ همچنین، علاوه بر قیود تأمین فشار گره ها، قید تأمین حداقل واریانس نیز اعمال می شود. در حالت اول، اعتمادپذیری شبکه بدون حذف لوله بررسی شده و در حالت دوم، اعتمادپذیری با در نظر گرفتن کلیه حالات حذف تک تک لوله ها بررسی می شود. برای مقایسه عملکرد نتایج دو حالت، تعریف دیگری از اعتمادپذیری، بانام فاکتور اعتمادپذیری شبکه (rnw)، در نظر گرفته شده و مقدار آن برای اعتمادپذیرترین و کم هزینه ترین نتیجه حاصل از هر دو حالت، محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد که استفاده از تعریف یکنواخت سازی توزیع جریان به عنوان معیار اعتمادپذیری، اعتمادپذیری بالایی را تأمین می کند.

تحقیق حاضر به توسعه یک روش بهینه سازی خود سازگارشونده بر پایه الگوریتم کلونی مورچه ها برای طراحی شبکه های آب رسانی می پردازد. تمرکز این تحقیق بر معرفی روش جدیدی جهت اعمال خودکار قیود در مسایل بهینه سازی بدون استفاده از توابع جریمه است. همچنین در این تحقیق عملگر جهش ژنی مورد استفاده در الگوریتم ژنتیک در روند بهینه سازی کلونی مورچه ها ادغام و ارزیابی می شود. شبکه آب رسانی هانوی به عنوان شبکه مرجـع توزیع آب در پژوهـش های پیشین و هم چنـین شـبکه آب رسانی شهر باغملک به عنوان مورد مطالعاتی این تحقیق با الگوریتم پیشنهادی طراحی می شوند.

در روش جیره بندی متداول سیاست رهاسازی فقط براساس موقعیت حجم مخزن تعیین می گردید، در مطالعه حاضر سعی شده این رویکرد براساس سه پارامتر، جریان های پیش بینی شده در گام های زمانی آینده، حجم مخزن و مقدار نیاز تعیین گردد. بدین ترتیب جهت رسیدن به این مهم سیاست بهره برداری مخزن بر اساس سیستم های استنتاج عصبی- فازی تطبیقی فراهم گردید و سه پارامتر ذکر شده به عنوان ورودی به این سیستم معرفی شدند. هدف این سیستم بهینه کردن مقادیر خروجی از مخازن با دید به آینده نزدیک جهت جلوگیری از خشکسالی های شدید می باشد. مدل های پیشنهادی با موفقیت در یک سیستم منابع آب در ایران، شامل سه سد مخزنی، هفت جریان ورودی، تعدادی شبکه آبیاری، نیازهای عمومی و نیازهای حداقل جریان، به کار رفته-اند. نتایج بدست آمده بیانگر این است که مدل های مورد نظر توانسته اند از کمبودهای شدید به نحو مطلوبی جلوگیری کنند.