در این پایان نامه، بر اساس روش چانه زنی بازگشتی و با استفاده از مفاهیم تعادل نش ، تابع چانه زنی نش و قانون گزینش مدنی کاندورست ، یک روش جدید برای تخصیص بار آلودگی تخلیه کننده ها در سیستم رودخانه ای تدوین شده است. مطالعه موردی در این پایان نامه قسمتی از رودخانه ی زرجوب به طول 24 کیلومتر در محدوده شهر رشت بوده است. سازمان محیط زیست در پی احیای وضعیت نابسامان فعلی رودخانه است. از طرف دیگر، گروه های تخلیه کننده آلودگی خواهان پرداخت هزینه تصفیه فاضلاب کمتر هستند. پس از تشکیل گزینه های محتمل تصفیه که ترکیبی از سناریوهای مختلف تصفیه برای هر یک از مذاکره کنندگان (تخلیه کنندگان بار آلودگی) است، با استفاده از چانه زنی بازگشتی یک مجموعه توافق تشکیل می شود که تمامی مذاکره کنندگان بر روی گزینه های این مجموعه با توجه به اولویت های خود، توافق نسبی دارند. بدیهی است که مذاکره کنندگان اولویت های خود را به گونه ای تعیین می کنند که حداقل مجموع هزینه های مربوط به تصفیه بار آلودگی خود و هزینه های مربوط به جریمه ناشی از تخطی از استانداردها ی کیفی رودخانه در پایین دست به آنها تخصیص یابد. در مرحله بعد، از بین اعضای این مجموعه، در حالت اول با استفاده از مفهوم کاندورست و تابع چانه زنی نش، بهترین گزینه انتخاب می شود. سپس، گزینه های انتخاب شده توسط دو روش، مقایسه شده، گزینه برتر با توجه به هزینه های تخصیص یافته به تخلیه کنندگان و مقدار تخطی شاخص کیفی از استاندارد ، به عنوان مجوزهای تخلیه اولیه به هر یک از مذاکره کنندگان تخصیص می یابد. در نهایت، به منظور کاهش هزینه های کل سیستم و در نتیجه، اختصاص هزینه های کمتر به تخلیه کنندگان، تجارت مجوزهای تخلیه بین آنها انجام می گیرد. به این منظور، از روش نسبت - تجارت توسعه یافته (etrs) استفاده می شود. نتایج نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در یافتن گزینه ای است که بتواند مورد توافق حداکثری همه طرف های درگیر باشد. همچنین، با استفاده از تبادل مجوزهای تخلیه بار آلودگی می توان هزینه های کل سیستم را به حداقل رساند.

در این پایان نامه، یک ساختار جدید برای تشخیص رخ دادن نشت و تخمین محل های محتمل نشت از مدفن های زباله به آب های زیرزمینی ارائه شده است. در روش پیشنهادی، پس از تعیین متغیر کیفی شاخص در آب زیرزمینی، محل چاه های پایش پتانسیل در محدوده مدفن زباله تعیین و محل های محتمل نشت نیز مشخص می شوند. در این پایان نامه، برخی عدم قطعیت های موجود در متغیر های ورودی مدل به کمک تئوری مجموعه های فازی در نظر گرفته می شوند و توابع عضویت فازی مربوط به آن ها تعریف می شود. به منظور لحاظ کردن این متغیرهای فازی در مدل، از روش تبدیل فازی (ft) استفاده می شود. پس از شبیه سازی غلظت متغیر کیفی شاخص با استفاده از حل تحلیلی معادلات انتقال آلودگی، توابع عضویت فازی غلظت متغیر کیفی شاخص به ازای ترکیبات مختلف از چاه های پایش پتانسیل و به ازای محل های مختلف نشت به دست می آید. سپس، با مقایسه توابع عضویت فازی به دست آمده و تابع عضویت فازی آستانه تشخیص نشت به کمک تکنیک رتبه بندی فازی ، تشخیص یا عدم تشخیص رخداد نشت به ازای هر ترکیب از چاه های پایش موجود تعیین می شود و نسبت تعداد رخداد های نشت تشخیص داده شده به تعداد کل محل های نشت، احتمال تشخیص رخداد نشت به ازای ترکیبات مختلف چاه های پایش موجود را نتیجه می دهد. بر اساس بیشترین احتمال تشخیص نشت در ترکیبات مربوط به هر تعداد از چاه های پایش، منحنی تعامل بین احتمال تشخیص نشت توسط هر ترکیب از چاه های پایش و تعداد چاه های پایش تشکیل می شود. با توجه به این منحنی و بر اساس احتمال تشخیص قابل قبول تصمیم گیرنده، کمترین تعداد چاه های پایش و محل های تعیین شده آن ها انتخاب می گردد. در انتها با استفاده از مدل تشخیص الگوی شبکه عصبی احتمالاتی که با داده های مربوط به غلظت متغیر کیفی شاخص در چاه های پایش منتخب و محل های نشت آموزش داده شده است، کارایی چاه های پایش منتخب در تشخیص محل نشت محتمل مورد ارزیابی قرار می گیرد و احتمال رخداد نشت از بخش های مختلف مدفن زباله محاسبه می شود. کارایی متدولوژی پیشنهادی، بر روی یک مدفن زباله فرضی با مشخصات آبخوان تهران و در نزدیکی محدوده مدفن زباله کهریزک مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده ی کارایی روش پیشنهادی در تشخیص رخ دادن نشت آلاینده از مدفن زباله و تخمین محل محتمل نشت، با در نظر گرفتن برخی عدم قطعیت های موجود می باشد.

در این پایان نامه، یک مدل تخصیص بار آلودگی به منابع آلاینده نقطه ای در رودخانه، با هدف حداقل سازی مجموع هزینه های تصفیه فاضلاب و حداقل سازی ریسک تخطی از استاندارد، با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها و با استفاده از یک شاخص فازی- احتمالاتی کیفیت آب ، ارائه شده است. به عبارتی، مدل ارائه شده، یک مدل برنامه ریزی برای تعیین ظرفیت تصفیه هر منبع آلودگی در رودخانه است. عدم قطعیت ورودی های مدل شبیه سازی در قالب عدم قطعیت های بازه ای، فازی، فازی- احتمالاتی و احتمالاتی در نظر گرفته شده اند. به منظور ارزیابی ریسک تخطی از استاندارد، از شاخص فازی- احتمالاتی کیفیت آب استفاده شده است که با استفاده از آن، احتمال تعلق کیفیت آب به هر یک از کلاس های کیفیت محاسبه می شود. به منظور تدوین این شاخص، در ابتدا یک شاخص فازی کیفیت آب بر اساس سیستم استنتاج فازی توسعه یافته است. در ادامه، بر اساس نتایج سیستم استنتاج فازی، یک مدل شبکه عصبی مصنوعی به منظور محاسبه احتمال تعلق کیفیت آب به کلاس های مختلف کیفیت، آموزش و صحت سنجی گردیده است. در این پایان نامه، از روش تبدیل فازی ، به منظور محاسبه عدد فازی ریسک تخطی از استاندارد، متناظر با هر یک از گزینه های تصفیه، استفاده شده است. در قالب این روش، توابع عضویت فازی متغیرهای ورودی در سطوح مختلف، بر اساس مفهوم برش آلفا، تجزیه شده اند و پس از گسسته سازی در هر سطح، توابع توزیع احتمال که از ترکیب مقادیر گسسته سازی شده بدست آمده اند، توسط آنالیز مونت کارلو به منظور شبیه سازی غلظت آلاینده های شاخص در نقطه کنترل به کار رفته اند. توابع هدف مدل بهینه سازی عبارتند از حداقل سازی مجموع هزینه های تصفیه و نیز حداقل سازی ریسک تخطی از استاندارد. در این پایان نامه، به منظور بهینه سازی بار آلودگی تخصیص یافته به تخلیه کنندگان، از الگوریتم ژنتیک nsgaii استفاده شده است. در این مدل، پاسخ تابع هدف اول به ازای هر گزینه ی تصفیه، برابر با مجموع هزینه های تصفیه سناریوهای تخلیه بار آلودگی متناظر با آن گزینه در نظر گرفته شده است. برای محاسبه پاسخ تابع هدف دوم نیز، با استفاده از روش رتبه بندی فازی ، شاخص رتبه بندی متناظر با عدد فازی ریسک تخطی از استاندارد هر گزینه محاسبه شده است. خروجی مدل بهینه سازی، یک منحنی تعامل، شامل گزینه های غیر پست، بین اهداف مدل می باشد. در ادامه، به منظور کمک به افراد تصمیم گیرنده در انتخاب گزینه نهایی، از روش های گزینش اجتماعی استفاده شده است. نتایج به کارگیری مدل پیشنهادی در قسمتی از رودخانه زرجوب در شمال کشور، نشان دهنده قابلیت ساختار پیشنهادی در یافتن گزینه ای است که علاوه بر آن که یک جواب غیرپست می باشد، حداکثر رضایت نسبی طرف های درگیر را نیز به دنبال دارد.

در سال های اخیر، بهره برداری های غیر اصولی از منابع آب های سطحی و زیرزمینی و آلودگی این منابع حیاتی توسط فاضلاب های شهری، کشاورزی و صنعتی، در کلان شهری مانند تهران و اطراف آن نیز کمّیت و کیفیت این منابع را به شدت دستخوش تخریب قرار داده است. همچنین، حجم قابل توجه آب مصرفی در بخش کشاورزی این منطقه، نوسانات سطح آب آبخوان های منطقه با توجه به برداشت های بی رویه و از طرفی، ورود بار آلودگی زیاد به کانال ها و انهار مرکزی و همچنین، ورود فاضلاب از چاه های جذبی به آبخوان تهران از جمله چالش های بسیار بزرگ در منطقه است. با توجه این چالش ها عملاً بهره برداری مجدد از پساب تصفیه خانه های فاضلاب و رواناب های سطحی شهری برای تأمین نیازهای آبی این منطقه به امری اجتناب ناپذیر بدل شده است. از طرفی، با وجود گروداران با مطلوبیت ها و قدرت های نسبی متفاوت، تصمیم گیری های گروهی در منابع آب، اغلب با چالش همراه است. روش های گزینش اجتماعی به عنوان ابزاری کارآمد می تواند کمک شایانی به تصمیم گیرندگان در انتخاب گزینه تصمیم گیری مناسب کند. در این پایان نامه، برای نخستین بار، یک مدل تصمیم گیری گروهی نوین و کارامد در زمینه تخصیص پساب تصفیه خانه های فاضلاب شهری و رواناب های سطحی با در نظر گرفتن عدم قطعیت ها با کاربرد روش های گزینش اجتماعی ارائه می شود. هدف از به کارگیری روش های گزینش اجتماعی در این پایان نامه، تعیین سیاست های پایدار برای بهره برداری از پساب های تصفیه خانه ها به عنوان یک منبع آب به گونه ای است که گروداران در مورد آن ها توافق نسبتاً پایداری داشته، و هیچ یک از آن ها تمایلی برای تخطی از این سیاست ها نداشته باشند. در ابتدا تعدادی سناریوی تخصیص پساب به آببران بخش کشاورزی و تغذیه آب زیرزمینی تعیین می شود. سپس، گروداران با توجه به معیارهای مختلف مانند سود و هزینه ها، تعادل بخشی آب زیرزمینی و دیگر معیارهای کیفی و زیست محیطی، سناریوهای تخصیص را رتبه بندی می کنند. سپس، با استفاده از برخی روش های مبتنی بر گزینش اجتماعی کلاسیک، گزینه های برتر از دید همه گروداران تعیین می شوند. در رویکردی دیگر، از روش های گزینش اجتماعی فازی مانند شمارش بردا، مینی -ماکس و کمیت سنج های زبانی با رویکرد منطق فازی به منظور انتخاب سناریوی مناسب استفاده می گردد که در آن ها، بر خلاف روش های گزینش اجتماعی کلاسیک، گزینه ها از دیدگاه تصمیم گیرندگان رتبه بندی نمی شوند، بلکه درجه مطلوبیت هر سناریو برای هر یک از ذی نفعان، عامل تأثیرگذار در این روش ها می باشد. تصمیم گیرندگان با بیان مطلوبیت خود به صورت فازی، آزادی عمل بیشتری در تعیین گزینه ی بهینه ی اجتماعی دارند. همچنین، برخی عدم قطعیت-های مهم مربوط به توابع مطلوبیت تصمیم گیرندگان و اثر سناریوها بر مقادیر مطلوبیت های آن ها با تعریف توابع عضویت فازی در نظر گرفته می شوند و برای اولین بار با تلفیق روش های رتبه بندی فازی (به منظور مقایسه توابع عضویت فازی) و گزینش اجتماعی فازی، سناریوی بهینه اجتماعی از دید تمامی گروداران به منظور تخصیص پساب معرفی می شود. در این پایا ن نامه همچنین، سناریوی برتر در دو حالت قدرت های نسبی برابر و قدرت های نسبی نابرابر گروداران در تصمیم گیری انتخاب می گردد. در نهایت، نتایج استفاده از روش های گزینش اجتماعی فازی و کلاسیک با نتایج دو روش مبتنی بر تصمیم گیری چند معیاره استدلال شهودی و موافقت چندمعیاره نیز مقایسه می گردد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ساختار پیشنهادی، دارای کارایی مناسبی در انتخاب گزینه بهینه در مسائل مدیریت منابع آب و به-خصوص انتخاب سناریوی مناسب تخصیص پساب تصفیه خانه های فاضلاب شهری و رواناب سطحی می-باشد و می تواند مطلوبیت های گروداران را تا حد زیادی در فرایند تصمیم گیری گروهی در نظر بگیرد.