۱۰۰-۳۰ (به صورت معلق)
۱۰۰-۳۰ (به صورت معلق)

۹۵-۶۰
۵۰-۳۰
جزئی
۹۰-۶۰

بی اثر
۵۰-۳۰
جزئی
۹۰-۶۰

۹۰-۵۰
۹۰-۸۰
۴۰-۲۰
۹۰-۸۰

استفاده از زمین
۱-آبیاری
۲- نفوذ سریع
۳- جریان روی زمین

تبدیل به
تبدیل به
تبدیل به

تبدیل به
تبدیل به
تبدیل به

تبدیل به
تبدیل به
تبدیل به

۹۰-۶۰
۸۰-۳۰
۹۰-۷۰

۱-۲ مفاهیم عمومی فرایند جذب سطحی

جذب سطحی^[۲] یکی از روش‌های جداسازی انتخابی است که در آن جزء یا اجزای مشخصی از فاز گاز یا مایع به روی سطح جاذب متخلخل منتقل می‌گردد. گزینش‌پذیری یک جاذب برای جذب یک جزء یا اجزای محلول از سیال حامل، موجب استفاده گسترده‌تری از این فرایند شده است. عمل جذب سطحی شامل تجمع مولکول‌های جذب شونده روی سطح داخلی جاذب می‌باشد و با توجه به اینکه در واحد سطح فقط مقدار اندکی تجمع می‌تواند صورت پذیرد، از جاذب‌های فوق‌العاده متخلخل با نسبت سطح به حجم خیلی زیاد استفاده می‌شود. اصولاً قدرت انتخابی کنندگی یک جاذب بین حل شونده و سیال حامل یا بین حل شونده‌های مختلف، امکان جداسازی حل شونده‌های بخصوص از سیال حامل و از یکدیگر را فراهم می‌سازد. بطریق مشابه در عملیات معکوس که به نام دفع^[۳] نامیده می‌شود، اجزای موجود در ماده جامد جداسازی می‌شوند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

با بهره گرفتن از عمل جذب می‌توان جداسازی‌های بسیاری را که بوسیله تکنیک‌های دیگر جداسازی همچون تقطیر، جذب مایع‌ـ گاز، استخراج مایع‌ـ مایع^[۴] و رو‌ش‌های جداسازی غشایی بعضاً غیرممکن یا غیرعملی می‌باشند انجام داد. لازم به ذکر است که بدلیل سادگی و کاربرد فراگیر، تقطیر سهم بزرگی در تکنولوژی سنتی جداسازی دارد. از سال ۱۹۷۲ جذب سطحی از برخی جهات بر فرایند وابسته به انرژی تقطیر برتری یافته است. البته جداسازی از طریق جذب سطحی موقعی اقتصادی‌تر است که ضریب جداسازی^[۵] یا انتخاب‌پذیری جاذب^[۶] خیلی بیشتر از ضریب فراریت نسبی باشد. به بیانی دیگر وقتی فراریت نسبی کمتر از حدود ۲۵/۱ باشد، به صورت یک قانون نسبی، جذب سطحی نسبت به تقطیر برای جداسازی توده فاز برتری می‌یابد. لذا پیدایش جذب سطحی موجب افزایش کاربردهای فرآیندی و زیست‌محیطی تکنیک‌های جداسازی گردیده است. ضمن اینکه بسیاری از این کاربردها فقط از طریق توسعه تکنولوژی جذب قابلیت امکان یافته‌اند.
فرایند جذب سطحی اغلب در یک بستر ثابت از جاذب صورت می‌گیرد که عملیات احیاء بصورت دوره‌ای روی آن انجام می‌گیرد. یک سیستم متعارف شامل دو بستر موازی است که در آن یکی در حالت جذب کردن بوده و دیگری در حال احیاء می‌باشد. در واحدهای بزرگ صنعتی، استفاده از سه بستر متداول است. بدین ترتیب که همواره دو بستر در حال جذب و یک بستر در حال احیاء می‌باشد.
در دماهای پائین عمل جذب سطحی معمولاً بوسیله نیروهای بین مولکولی و بدون تشکیل پیوندهای شیمایی جدید انجام می‌گیرد. بدین دلیل به این عمل جذب فیزیکی^[۷] گفته می‌شود. ولی در دماها بالاتر از C 200 انرژی اکتیواسیون برای تشکیل یا شکستن پیوندهای شیمیایی در دسترس می‌باشد. لذا به چنین مکانیزمی جذب شیمیایی^[۸] اطلاق می‌شود. جذب فیزیکی عمدتاً بوسیله نیروهای واندروالس و الکترواستاتیک بین مولکولهای جذب شونده و اتم‌های تشکیل دهنده سطح جاذب انجام می‌گردد.
سطوح جاذب‌های متخلخل اغلب نامرتب بوده و انرژی‌های پیوندی از یک مکان فعال تا دیگری بسیار متفاوت می‌باشند. البته در غربالهای مولکولی^[۹] که نمونه‌هایی از سطوح با یکنواختی زیاد هستند، انرژی اتصال تقریباً ثابت است. سطوح جذب کننده‌ها در کانال‌ها یا حفره‌های داخلی دارای ساختمان‌های میکروکریستالی می‌باشند.
جاذب‌ها عموماً موادی مصنوعی یا طبیعی با ساختمان‌های بی‌شکل (آمورف) یا میکروکریستالی هستند. از جاذب‌های رایج کربن فعال، آلومینای فعال، سیلیکاژل، بنتونیت، لایگنیت^[۱۰]، بعضی از خاک‌ها مانند خاک رس، غربال‌های مولکولی (زئولیت‌ها) و رزین‌های تبادل کنده یونی را به عنوان موادی که در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، نام برد.

۱-۲-۲- کاربردهای اصلی فرایند جذب سطحی

۱-۲-۲-۱- کاربردهای جذب سطحی از فاز مایع

یکی از کاربردهای اصلی فرایند جذب سطحی، جذب از فاز مایع می‌باشد. مهمترین کاربری‌ها در این گروه عبارتند از:

و همچنین محدودیت برداشت آب سطحی (تأمین نیاز زیست­محیطی) حل شده است. از نرم­افزار VisualMODFLOW برای شبیه­سازی سیستم رودخانه-آبخوان و نرم­افزار LINGO برای حل مسئله­ بهینه­ حاصل استفاده شده است. مطالعه­ موردی، مناقشه­ی موجود در بین مصرف­ کنندگان بخش­های مختلف شهری، صنعتی و کشاورزی دو منطقه­ ابهر و خرمدره را که از منابع سطحی و زیرزمینی به صورت تلفیقی استفاده می­ کنند در نظر دارد و از روبکرد حل اختلاف Nash برای بهبود این مناقشه استفاده می­ کند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که مدل Nash می ­تواند با رعایت مقادیر وزن­های نسبی و مطلوبیت­های تعیین­شده پاسخی را ارائه دهد که حاصل مشارکت ذی­نفعان بوده و مطلوبیت کل سیستم را به ماکزیمم مقدار برساند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

فصل اول: کلیات
مقدمه
آب برای حفظ زندگی انسان­ها و محیط زیست ضروری است. تقریباً در هر منطقه­ای از جهان تأمین آب به دلیل افزایش تقاضاهای وابسته به صنعتی شدن، شهری شدن و رشد جمعیت، دشوارتر شده است[۳۵]. بر اساس گزارش جهانی آب جمعیت جهان در قرن اخیر سه برابر شده و به تناسب آن مصرف آب برای اهداف انسانی ۶ برابر افزایش داشته است[۳۶]. علاوه بر این شرایط آب و هوایی مثل گرم­شدن زمین وضعیت را در آینده بدتر خواهد کرد. از آنجایی که آب از نظر مکانی و زمانی به طور نامنظم توزیع شده است، بارندگی­های منظم در بعضی مناطق با خشکسالی­های بلندمدت در سایر مناطق مغایرت دارد. همچنین منابع آب شیرین جهان بر اساس مرزهای سیاسی تفکیک نشده است، بنابراین توزیع و استفاده از منابع آب محدود، می ­تواند منجر به ایجاد مناقشات محلی، منطقه­ای و حتی در سطوح بین ­المللی شود. مدیریت پیشرفته­­ی آب، حل مناقشات و همکاری می ­تواند چنین مشکلاتی را بهبود بخشد چراکه روند حل مناقشات آب با بهره گرفتن از علوم حقوق، مهندسی، اقتصاد، زمین­ شناسی و اقتصاد سیاسی قانونمند شده است[۱۲].
حل موفق مناقشات ملی و بین ­المللی آب، نیاز به درک درستی از ذات مناقشه و همچنین مدلسازی و تحلیل مسائل اساسی آن برای رسیدن به یک توافق نهایی در خصوص اینکه چه مقدار از آب مشترک به هر کشور و یا گروهی تخصیص یافته است، دارد. طبیعت و جریان مناقشه و همکاری بین گروه ­های درگیر بر پایه­ تکنولوژی­ها و روش­های جدید می ­تواند به مدیریت موثر منابع آب کمک کند و بدین وسیله کشمکش میان گروه ­های درگیر در مسئله­ آب را کاهش دهد[۳۵].
از آنجایی که منابع آب سطحی پاسخگوی نیازهای کشاورزی، شرب و صنعتی نبوده و استفاده­ی بیش از حد از منابع آب زیرزمینی نیز سفره ­های آب زیرزمینی کشور را با مشکلات متعددی مواجه ساخته است، لذا بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی، به عنوان راه­حلی مناسب در این زمینه مورد توجه قرار گرفته است[۳]. امروزه مدیریت جامع منابع آب، با تأکید بر بهره ­برداری مشترک یا تلفیقی از منابع آب­های سطحی و زیرزمینی، در دستور کار کلیه­ سازمان­های بهره ­برداری قرار گرفته است. توسعه بهره ­برداری از آب­های زیرزمینی در مقایسه با سدسازی دارای مزایای متعددی بوده و مشکلات به مراتب کمتری دارد. از این میان می­توان به هزینه­ کمتر، عدم وجود مشکل رسوب و تبخیر، مشکلات کیفی کمتر، و عدم وجود مشکلات اجتماعی و فرهنگی اشاره نمود[۱۰].
بهره ­برداری تلفیقی منابع آب بالطبع اختلافات بین کاربران را بیشتر می­ کند چراکه همواره تعاملاتی بین آب­های سطحی و زیرزمینی وجود دارد و همچنین در بهره ­برداری از آب­های زیرزمینی که به صورت پمپاژ از چاه­ها می­باشد، نیز مسائلی همچون اندرکنش چاه­ها و تأثیر پمپاژ در افت آبخوان نیز مورد توجه هستند، مسئله­ دیگری که به خصوص در بهره ­برداری تلفیقی اهمیت بیشتری پیدا می­ کند بحث کیفیت می­باشد که روند حل مناقشه را با پیچیدگی­های بیشتری روبرو می­سازد. در این تحقیق از بحث کیفیت صرفنظر شده است.
با توجه به مطالبی که در بخش مقدمه ذکر شد نیاز به یک مدل حل مناقشه برای رفع اختلافات بین ذینفعان امری ضروری به نظر می­رسد. این تحقیق تلاش دارد با ارائه­ یک مدل مناسب، علاوه بر در نظر گرفتن منافع مصرف­ کنندگان در برداشت از منابع آبی، مسائل دیگری همچون آبخوان­ها را که با توجه به برداشت بی­رویه و غیراصولی از چاه­ها با افت قابل­توجهی روبرو شده ­اند و همچنین نیاز زیست­محیطی رودخانه که برای حفظ اکوسیستم امری ضروری می­باشد مورد توجه قرار دهد.
ضرورت انجام تحقیق
امروزه بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب­های سطحی و زیرزمینی به دلایلی که در بخش قبلی ذکر شد بیشتر در دستور کار سازمان­ها قرار گرفته است. از طرفی مسائلی همچون افزایش جمعیت، گرم شدن زمین و کاهش شدید منابع آب باعث تشدید اختلافات در میان کاربران شده است، بنابراین ارائه­ راه­حلی مناسب امری ضروری به نظر می­رسد. از آنجایی که در زمینه­ بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب­های سطحی و زیرزمینی با رویکرد حل اختلاف مطالعات بسیار کمی صورت گرفته است (در فصل دوم پیشینه­ی مطالعات بررسی شده است)، لذا این مطالعه می ­تواند مفید واقع شود.
اهداف و دامنه­ تحقیق
این تحقیق تلاش دارد با ارائه یک مدل مناسب، علاوه بر در نظر گرفتن منافع مصرف­ کنندگان در برداشت از منابع آبی، مسائل دیگری همچون آبخوان­ها را که با توجه به برداشت بی­رویه و غیراصولی از چاه­ها با افت قابل­توجهی روبرو شده ­اند و همچنین نیاز زیست­محیطی رودخانه که برای حفظ اکوسیستم امری ضروری می­باشد مورد توجه قرار دهد. توجه به این موضوع که برداشت آب از آبخوان با تأخیر زمانی همراه است به این معنی که اگر برداشت از آب زیرزمینی در یک ماه به خصوصی انجام شود این مسئله در ماه­های بعدی بروز پیدا خواهد کرد نیز بر پیچیدگی روند حل مناقشه می­افزاید. بنابراین اهداف این تحقیق را به طور کلی می­توان به ۳ دسته تقسیم ­بندی کرد:
تأمین حداکثر نیاز مصرف­ کنندگان
توجه به مسائل زیست­محیطی
به حداقل رساندن افت آبخوان­ها
روش­شناسی (متدلوژی) نیل به اهداف تحقیق
با توجه به اهدافی که در فوق ذکر شد، در این تحقیق ، ابتدا یک سیستم فرضی که شامل دو مصرف ­کننده­ بالادست و پایین­دست می­باشد و از منابع آبی موجود به صورت تلفیقی بهره گرفته می­ شود در نظر گرفته شد، مدل شبیه­سازی وضعیت موجود (به منظور مشخص شدن علل بروز اختلاف) و مدل بهینه­سازی کلاسیک (به منظور درک بهتر وضعیت سیستم) اجرا شد. سپس از سه روش مختلف حل اختلاف برای حل مسئله­ مناقشه بهره گرفته شد و نتایج این سه مدل و مدل بهینه­سازی کلاسیک با یکدیگر مقایسه شد. در انتها روش حل اختلاف Nash در حل مناقشه­ی دشت ابهر به کار رفت. لازم به ذکر است از روش ماتریس پاسخ واحد در به دست آوردن ضرایب پاسخ سیستم بهره گرفته شده است، همچنین استخراج ضرایب پاسخ با بهره گرفتن از نرم­افزار Visual MODFLOW انجام شده است. نهایتاً برای اجرای مدل­های بهینه­سازی حل اختلاف از مدل LINGO استفاده شده است.
مشارکت علمی (نوآوری تحقیق)
این تحقیق در نظر دارد با در نظر گرفتن یک سیستم مرکب رودخانه- آبخوان که در آن بهره ­برداری از منابع آب به صورت تلفیقی انجام می­پذیرد، مناقشه­ی میان مصرف­ کنندگان در بخش­های مختلف شرب، کشاورزی و صنعت را که در دو منطقه­­ی بالادست و پایین­دست دشت ابهر می­باشند را با بهره گرفتن از مدل حل اختلاف Nash حل کند. همانطور که قبلاً ذکر شد بحث حل اختلاف در برنامه­ ریزی منابع آب سابقه­ چندان زیادی ندارد و به خصوص در زمینه­ بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب تحقیقات بسیار کمی صورت گرفته است، بدین منظور استفاده از روش Nash در حل مناقشه­ی این سیستم تلفیقی می ­تواند نوآوری این تحقیق به حساب آید.
ساختارتحقیق
مطالعه­ حاضر در قالب ۶ فصل تنظیم گردیده است. در فصل دوم مروری بر سوابق مطالعاتی مرتبط با موضوع این تحقیق خواهد شد. تشریح مواد و روش­های به کار رفته در تحقیق در فصل سوم گنجانده شده است که شامل شبیه­سازی سیستم و رویکرد حل اختلاف می­باشد. در فصل چهارم رویکردهای موجود در فصل ۳ در قالب یک مثال ساده تشریح خواهند شد و نتایج حاصل از هر کدام با یکدیگر مقایسه می­شوند، در انتهای فصل چهارم نیز با فرض رویکرد همکارانه در تخصیص آب، مقادیر آب رها شده توسط بالادست محاسبه خواهند شد. در فصل پنجم به شرح مختصری از منطقه مورد مطالعه، داده ­ها و اطلاعات مورد نیاز اشاره می­ شود و مدل حل اختلاف Nash در تخصیص آب بین دو منطقه در سه سال آبی مختلف به کار خواهد رفت. در فصل ششم نتیجه ­گیری و پیشنهادات حاصل از تحقیق ارائه شده و در انتها مراجع مورد استفاده معرفی می­گردند.
فصل دوم: بررسی سوابق مطالعاتی
مقدمه
استفاده از روش­های بهینه­سازی در مدیریت منابع آب از دیرباز مورد توجه محققین بوده است، لیکن ارائه­ مدل­هایی که در آنها تمامی ذینفعان نقش موثری در حل و رفع اختلافات داشته باشند، در سال­های اخیر مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. برای حل مناقشات مدل­های متعددی توسعه یافته­اند و افراد بسیاری در این زمینه به ارائه­ نظریاتی پرداخته­اند. تئوری بازی­ها^[۱]، مدل رفع اختلاف Nash، مدل رفع اختلاف Young، مدل گراف^[۲]، مدل پویایی سیستم^[۳]، نقشه­های شناختی فازی^[۴]، تحلیل چندمتغیره­ی بایپلات^[۵] و روش تصمیم ­گیری چندمعیاره^[۶] از جمله این مدل­ها می­باشند، در این فصل مطالعات انجام شده در زمینه حل اختلاف در سه قسمت تشریح شده است. ابتدا حل اختلاف در بهره ­برداری از منابع آب­های سطحی بررسی می­ شود. سپس حل اختلاف در بهره ­برداری از منابع آب­های زیرزمینی مطرح می­ شود. نهایتاً مسئله­ حل اختلاف در بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب­های سطحی و زیرزمینی مورد بررسی قرار می­گیرد. شایان ذکر است میزان تحقیقات در زمینه­ اخیر نسبت به دو زمینه­ قبلی کاستی­های بسیاری وجود دارد.
مطالعات انجام گرفته در زمینه­ حل اختلاف
حل اختلاف در بهره ­برداری از آب­های سطحی
John Nash (1953) ثابت کرد که در مسائل با ابعاد محدود همواره یک نقطه­ی توافق به گونه‌ای وجود دارد که در آن همه تصمیم‌گیرندگان در مقابل حریفان خود، به بهترین مطلوبیت خود می‌رسند. این مفهوم اساسی در نظریه بازی­های غیر اشتراکی، نقطه عطفی در تحلیل اختلاف بود. Nash در سال ۱۹۵۳ تئوری چانه‌زنی^[۷] در علم اقتصاد را ارائه داد. کاربردهای این تئوری در علم اقتصاد بسیار گسترده بوده است به طوری­که منجر به کسب جایزه­ی نوبل اقتصاد توسط این ریاضی‌دان شد. تئوری Nash با داشتن مبانی علمی قوی می‌تواند در رفع اختلافات در بهره‌برداری از سیستم‌های منابع آب نیز مورد استفاده قرار گیرد [۳۷].
Young et. al.(1982)مزایا و معایب روش­های مختلف موجود را برای تقسیم هزینه در پروژه­ های تأمین آب مانند جداسازی هزینه­ها از سود باقیمانده^[۸](SCRB) و روش­های ساده­ی تخصیص بر اساس نسبت­ها (سهم هر ذینفع براساس نسبت پارامترهای مختلف) و همچنین، روش­های نسبتاً پیشرفته­ای از بازی­های همکارانه مانند ارزش شاپلی^[۹](shapely 1953) را در یک سیستم تخصیص آب در سوئد بررسی کردند. آنها چارچوبی را برای انتخاب هر یک از این روش­ها با در نظر گرفتن شرایط مختلف مسئله ارائه دادند .همچنین، نشان دادند که کارایی این ­ روش­ها بستگی زیادی به قابل اعتماد بودن داده ­های مربوط به نیازها و هزینه­ها دارد [۴۷].
Rubinstein (1982) یک بازی چندگزینه­ای را که بطور متوالی و مشخص انجام می­شد در نظر گرفت. در این تئوری حدبالایی برای تعداد مراحل چانه­زنی وجود ندارد اما یک هزینه­ تأخیر برای هر بازیکن وجود دارد به طوری که با افزایش تعداد مراحل چانه­زنی، مجموع سهم افراد درگیر در مسئله چانه­زنی کاهش می­یابد [۴۰].
Heaney and Dickinson (1982) دو روشSCRBو MCRS^[10]را برای تخصیص هزینه­ یک پروژه منابع آب بین ذینفعان مختلف در یک بازی همکارانه به کار بردند .آن­ها شروط اساسی را که این ­روش­ها مبتنی بر آن می­باشند و همچنین، کارایی و قابلیت آن­ها را از جنبه­ های مختلف با ارائه­ مثالهای عملی مورد بررسی قرار دادند [۱۶].
Tisdell and Harrison (1992) روش­های مختلف بازی­های همکارانه را در تخصیص آب انتقالی در ایالت کویینزلند استرالیا به کار بردند.آن­ها با مقایسه­ نتایج بازی­های همکارانه مختلف به بررسی عادلانه­ترین توزیع آب و درآمد پرداختند. روش­های مورد استفاده­ی آنها شامل ۴ نوع بازی همکارانه مختلف بودکه در۶ منطقه­ کشاورزی به عنوان شاخص به کار برده شدند [۴۳].
Lejano and Davos (1995) از یک روش بازی چندنفره تحت عنوان نوکلئلوس^[۱۱] نرمال شده برای تخصیص هزینه و سود در یک پروژه­ی بهره ­برداری دوباره از آب در کالیفرنیای جنوبی استفاده کردند. سپس آن­ها نتایج این روش را با سایر روش­ها مانند نوکلئلوس و ارزش شاپلی مقایسه کردند [۲۵].
Nachtnebel (1997) با بهره گرفتن از برنامه‌ریزی توافقی روشی برای حل اختلاف ارائه کرد. این روش بر مبنای فاصله از نقطه­ی ایده‌آل استوار است. بر اساس این روش اهداف مختلف و ارگان­های درگیر مسئله، به صورت نسبی و با توجه به درجه اهمیتشان وزن‌دهی می‌شوند. سپس گزینه‌های مختلف براساس فاصله‌شان تا نقطه­ی ایده‌آل ارزیابی شده و بهترین گزینه انتخاب می‌شود. کارایی این مدل در بررسی اختلافات موجود در تقسیم آب رودخانه دانوب بین دو کشور، مورد ارزیابی قرار گرفت. مطابق با نظر محقق، استفاده از این مدل در کاهش تعداد گزینه‌های قابل قبول برای کشورها و انتخاب سریع‌تر گزینه برتر تأثیر بسزایی دارد. لیکن انتخاب گزینه برتر با توجه به این مدل، ممکن است برای طرفین درگیر اختلاف قابل قبول نباشد [۳۴].
Luss (1999) روش­های مختلف تخصیص عادلانه­ی منابع را بین فعالیت­های مختلف بررسی کرد. در این تحقیق، او از روش Lexicographic Minimax برای حل مسئله­ تخصیص بهینه استفاده کرد. در این مقاله، تأکید بر تعیین تابع هدفی است که می ­تواند در مدل بهینه­سازی تخصیص بهینه­ آب مورد استفاده قرار گیرد. او پس از بررسی توابع هدف مختلف مانند تابع Minimax، تابع Lexicographic Minimax را پیشنهاد کرد. برتری مدل پیشنهادی در قالب یک مثال برای تخصیص منابع فرضی نشان داده شده است [۲۷].
Wolf (1999) معیارهای عدالت را در قراردادهای تقسیم آب مورد بررسی و ارزیابی قرار داد و در سه بخش تشریح کرد. در بخش نخست خلاصه­ای از اصول کلی تخصیص عادلانه آب را بیان کرد. این اصول می­توانند در تدوین مدل­های جدید تخصیص آب مورد استفاده قرار گیرند. این بخش شامل تخصیص بر اساس معیارهای حقوقی و قانونی و نیز بر اساس معیارهای کارایی و اقتصادی می­باشد. بخش دوم، مثال­های تخصیص آب را در آب­های مرزی در قالب برنامه ­های اطلاعاتی کامپیوتری از ۱۴۵ معاهده­ی مربوط به منابع آب بین ­المللی که در دانشگاه ایالتی اورگان گردآوری شده، در برمی­گیرد. بخش سوم، اصول تخصیص عادلانه­ی آب و موارد عملی تخصیص آب را مقایسه می­ کند و بیان می­ کند که در عمل، مواردیکه در آن­ها تخصیص آب صرفاً بر اساس اصول تعیین شده انجام می­گیرد، بسیار نادر است [۴۵].
Ben-Haim and Hipel (2002) با بهره گرفتن از مدل‌‌های ترسیمی Information-gap عدم قطعیت‌های موجود در خواسته‌ها و اولویت‌های تصمیم‌گیرندگان را در روند رفع اختلاف در نظر گرفتند. در اصل، مدل­های Info-gap با انجام تحلیل حساسیت، عدم قطعیت‌های موجود را در نظر می‌گیرند. با توجه به اینکه تصمیم‌گیرندگان در مذاکرات ممکن است به دلایلی، خواست‌های خود را پنهان کنند، استفاده از این مدل‌ها می‌تواند در حل جامع‌تر مسائل همراه با اختلاف مؤثر باشد. مدل‌های Info-gap علاوه بر عدم قطعیت‌های موجود در خواسته‌ها و اولویت‌های تصمیم‌گیرندگان، قادر به در نظر گرفتن سایر عدم قطعیت‌ها نیز هستند [۸].
Hipel et. al. (۲۰۰۲) با ارائه­ یک مدل ترسیمی (GCMR II) روشی انعطاف‌پذیر و کارآمد به منظور پشتیبانی در تصمیم‌گیری برای بررسی اختلافات اساسی ارائه کردند. این گونه اختلافات در طرح‌های جامع منابع آب در قالب مدیریت آلودگی، تخصیص و ذخیره‌سازی آب اجتناب‌ناپذیرند. کارایی‌های مدل مورد نظر در بررسی حوضه­ی آبریز مشترک بین آمریکا و کانادا مورد ارزیابی قرار گرفته است. مهمترین قابلیت این مدل، یاری رساندن به ارگان‌های درگیر اختلاف از طریق ارائه­ پیشنهادات مدیریتی و به وجود آوردن شناختی عمیق نسبت به شرایط حاکم بر مسئله است. مطابق با نظر محققین، با توجه به این شناخت، مصرف‌کنندگان دید وسیعی نسبت به تصمیمات اتخاذ شده جهت رفع اختلافات پیدا می‌کنند و این مسئله در حل اختلافات به شکل مطلوبتر نقش اساسی دارد [۱۸].
Kucukmehmetoglu and Guldmann (2002) مسئله­ تقسیم آب رودخانه‌های دجله و فرات میان سه کشور ترکیه، سوریه و عراق را از دید رفع اختلاف مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق پس از محاسبه حداکثر سود ممکن از تقسیم آب میان این سه کشور، از طریق یک مدل برنامه‌ریزی خطی، سناریوهای مختلف تقسیم آب بین این کشورها تعریف شده و توسط روش ارزش شاپلی این سناریوها مورد ارزیابی قرار گرفتند. میزان سود حاصل از تقسیم آب در هر سناریو از طریق این روش محاسبه شد. مطابق نظر محققین، نتایج حاصل از این مدل به منظور ارزیابی سناریوها بسیار مناسب است [۲۳].
Palmer et. al. (۲۰۰۲) با ارائه­ یک مدل تحت عنوان “Shared Vision Model” امکان در نظر گرفتن دیدگاه ­ها و مطلوبیت تصمیم‌گیرندگان سیستم در مدیریت کمی حوضه‌های آبریز را فراهم ساختند.کارایی این مدل جهت رفع اختلاف در حوضه­ی آبریز Kum در کره جنوبی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این مدل با بهره گرفتن از قابلیت‌‌های شبیه‌سازی شی‌گرای STELLA® و با در نظر گرفتن مطلوبیت‌های تصمیم‌گیرندگان سیستم، امکان تدوین منحنی‌ تبادل بین اهداف مختلف از قبیل قابلیت اطمینان تأمین نیاز و تأمین نیاز حداقل زیست محیطی تدوین شده است. بر اساس نظر محققین یکی از مزایای استفاده از مدل­های حل اختلاف، آشنا شدن تصمیم‌گیرندگان و مصرف‌کنندگان با حقایق و وقایع آینده است. این مسأله در کاهش شدت اختلافات بسیار مؤثر است [۳۸].
Karamouz and Kerachian (2004) با تلفیق مدل شبیه‌سازی کیفیت آب در سیستم رودخانه-مخزن و یک مدل حل اختلاف در تخصیص آب، در تدوین سیاست­های بهینه­ بهره‌برداری از مخزن استفاده کردند. در این تحقیق از تکنیک الگوریتم ژنتیک جهت بهینه‌سازی استفاده شده است. تابع هدف مورد استفاده توسط محققین، تابع ضربی Nash بوده است. همچنین به منظور درنظر گرفتن کیفیت آب در مدل بهینه‌سازی، توابع مطلوبیت به صورت کمی-کیفی در نظر گرفته شده‌اند. کارایی مدل توسعه داده شده در جهت بهره‌بردرای کمی – کیفی از سد ۱۵ خرداد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده کاهش شوری آب تخصیص یافته به نیازهای مختلف و نیز کاهش رشد شوری آب در مخزن است [۲۰].
Cai et. al. (۲۰۰۴) با استفاده­ی ترکیبی از تحلیل‌های برنامه‌ریزی چندهدفه و روش­های تصمیم‌گیری چندمعیاره مدلی به منظور پشتیبانی در تصمیم‌گیری برای برنامه‌ریزی منابع آب توسعه دادند. با توجه به وجود تصمیم‌گیرندگان و مصرف‌کنندگان مختلف، در چنین مسائلی بروز اختلاف یک امر طبیعی است. کارایی این مدل در برنامه‌ریزی منابع آب شمال کشور چین مورد ارزیابی قرار گرفته است و نتایج حاصل نشان‌دهنده کارایی قابل قبول مدل­های کامپیوتری در تصمیم‌گیری‌های گروهی برنامه‌ریزی منابع آب است. مطابق با نظر محققین، مهمترین قابلیت این مدل در ارائه­ اطلاعات به صورت شفاف جهت بررسی اختلاف است [۹].
Ganji et. al. (۲۰۰۶) از تئوری بازی­ها برای حل اختلاف بین مصرف­ کنندگان آب استفاده کردند. دراین مقاله، بر اساس اصول تئوری بازی­ها، مدل پویای غیرقطعی بازی Nash با اطلاعات کامل^[۱۲](PSDNG) توسعه داده شده است که در آن فرض بر این است که تصمیم­گیرندگان، اطلاعات کافی ازپارامترهای اتفاقی مرتبط با بهره ­برداری از مخزن را دارند. مدل ارائه شده دربهره­برداری از سد زاینده­رود به کار رفته است و نتایج، مبیّن توانایی مطلوب مدل در ارائه­ سیاست­های بهره ­برداری با در نظر گرفتن تعاملات بین مصرف­ کنندگان آب و سازمان مسئول بهره ­برداری از مخزن و مطلوبیت­های آنها است [۱۵].
Shirangi et. al. (۲۰۰۸) ضمن کاهش مشکلات محاسباتی و زمان بالای اجرای مدل­های ارائه شده توسط Kerachian and Karamouz (2006,2007)، به منظور در نظر گرفتن اختلافات ممکن در بین تصمیم­گیرندگان و تأثیرپذیران از مدل رفع اختلاف Young استفاده نمودند.تئوری چانه­زنی تکاملی Youngبه صورت مرحله­ ای بوده و امکان حضور گروهی از تصمیم­گیرندگان به همراه مشخص بودن مفهوم و ساختار بازی از امتیازات آن محسوب می­ شود. محدودیت مدل Young این است که فقط دو گروه از تصمیم­گیرندگان می­توانستند چانه­زنی کنند [۴۲].
Karamouz et. al. (۲۰۰۸) از مدل حل اختلاف Nash در تخصیص کمی و کیفی آب از رودخانه و مخزن کرخه استفاده کردند. در این تحقیق بهره ­برداری از سد به صورت آزادسازی آب از دریچه­های مختلف با هدف تنظیم کیفیت آب مخزن و آب خروجی از دریچه­ها صورت پذیرفت. همچنین به منظور تخصیص آب با کیفیت مطلوب از رودخانه، مدیریت کیفی رودخانه و تعیین بار آلودگی ماهانه که هر یک از مصرف­ کنندگان از رودخانه مدنظر قرارگرفته است [۲۱].
Madani et. al. (۲۰۰۹) در مطالعه­ ای کارایی تئوری بازی­ها را در مدیریت منابع آب بررسی نموده و با بهره گرفتن از آن رفتار گروه­ ها را در مسائل منابع آب شناسایی و تفسیر کرده و توضیح می­دهد که چگونه تعاملات گروه ­های مختلف که اولویت­هایی را نسبت به اهداف خود به جای اهداف سیستم قائلند منتج به تکامل سیستم می­ شود. این مقاله ساختار پویای مسائل منابع آب و اهمیت توجه به مسیر تکامل بازی با مطالعه چنین مسائلی را نشان می­دهد [۲۸].
Madni and Gholizadeh (2011) با بهره گرفتن از روش­های مختلف تئوری بازی­های همکارانه سعی در رفع مناقشات موجود در بین کشورهای هم­جوار دریای خزر داشتند. نتایج، تخصیص مساوی منابع دریای خزر را با روشی مناسب و منصفانه در حل این مناقشه پیشنهاد می­ کند. این روش حل با اجرای رژیم مالکیت مشترک برای اداره کردن دریای خزر که در جهت منافع ایران و روسیه می­باشد، مطابقت می­ کند [۲۹].
Karamouz et. al. (۲۰۱۱) یک مدل چانه­زنی بر پایه­ رویکرد پویایی سیستم برای تخصیص آب با کیفیت قابل­قبول از یک سیستم رودخانه- مخزن به مصرف­ کنندگان مختلف و تعیین ماکزیمم بار آلودگی قابل­قبول که هر مصرف ­کننده به رودخانه تخلیه می­ کند به کار گرفتند و با مدلی بر پایه­ تئوری چانه­زنی Nash مقایسه کردند. کاربرد این مدل­ها در سیستم رودخانه-مخزن کرخه با داشتن داده ­های سری زمانی ۵۰ ساله مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت معیارهای عملکرد برای نتایج حاصل از مدل تعیین و مقایسه شده است. این مطالعات نشان داد رویکرد پویایی سیستم در حل اختلافات برای تخصیص آب به ذینفعان سیستم­های رودخانه- مخزن ارزش قابل توجهی دارد [۲۲].
Madani and Lund (2011) مسئله­ تصمیم ­گیری چندمعیاره را با بهره گرفتن از تئوری بازی­ها حل کرده ­اند. در این مقاله مدل­سازی مسائل تصمیم ­گیری چندمعیاره با بهره گرفتن از مفاهیم تئوری بازی­های غیر همکارانه انجام شده است. روش پیشنهادی می ­تواند در تجویز راه­ حل­های غیر غالب استفاده شود و همچنین می ­تواند به عنوان روشی در پیش ­بینی نتیجه­ یک مسئله­ تصمیم ­گیری به کار رود. برای مقابله با عدم قطعیت در متغیرهای ورودی، رویکرد تئوری بازی Monte-Carlo(MCGT) پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی نیازی به وزن­دهی معیارها نداشته و بار محاسباتی را به طور قابل ملاحظه­ای کاهش می­دهد. روش MCGT در آنالیز دلتای Sacramento-San Joaquin واقع در کالیفرنیا به کار گرفته شده است. این روش با فراهم کردن بینش مناسب، گزینه­ های غیر غالب را شناسایی کرده و نتایج محتمل تصمیم ­گیری را پیش ­بینی می­ کند [۳۰].
حل اختلاف در بهره ­برداری از آب­های زیرزمینی
Aimee Bella et. al. (۱۹۹۶) با بهره گرفتن از تکنیک تصمیم ­گیری چندمعیاره، مناقشه­ی تخصیص آب در حوضه­ی آبریز Upper Rio Grande را آنالیز کردند، این معیارها برای رتبه ­بندی گزینه­ های شامل فاکتورهای اقتصادی، فاکتورهای زیست­محیطی، سیاست­های مدیریت آب زیرزمینی و فاکتورهای منابع بیولوژیکی استفاده و به صورت عددی تعریف شدند. رتبه ­بندی گزینه­ ها از طریق برنامه­ ریزی توافقی و ELECTRE III انجام شد و در نهایت نتایج عددی آنالیز، مقایسه و تفسیر شدند [۷].
Frisvold and Caswell (2000) با توجه به وجود اختلاف نسبت به مسئله­­ی آلودگی آب­های زیرزمینی در مرز مشترک ایالات متحده آمریکا و مکزیک، از مدل حل اختلاف غیر متقارن Nash به منظور بررسی این اختلاف استفاده کردند. در این تحقیق اهمیت (وزن) نسبی طرفین اختلاف با توجه به سرعت عمل آن­ها در مذاکرات، تعیین شده است. ارگان‌هایی که آلوده‌کننده­ آب هستند تمایلی به انجام مذاکرات ندارند در حالی که ارگان‌های موجود در پایین دست که مصرف‌کننده­ آب هستند متمایل به انجام مذاکرات و اجرای پروژه‌های کاهش آلودگی هستند. به این ترتیب آلوده‌کنندگان، وزن نسبی کمتر و مصرف‌کنندگان، وزن نسبی بیشتری خواهند داشت. مطابق با نظر محققین، تأثیر این مدل در تخصیص عادلانه سود حاصل از انجام پروژه‌های کاهش آلودگی بین طرفین اختلاف بسیار مؤثر بوده است [۱۴].
Coppola et. al. (۲۰۰۱) برای حل یک مسئله­ واقعی مدیریت آب­های زیرزمینی با توجه به تضاد میان اهداف بهره‌برداری از این منابع به منظور تأمین نیازهای آبی و آلوده نشدن آن­ها توسط منابع آلاینده‌ای نظیر آب‌های شور، در منطقه­ ­Toms River در نیوجرسی از مدل‌های حل اختلاف استفاده کردند. مدل‌های مورد استفاده توسط محققین عبارتند از: مدل غیر متقارن Nash، مدل غیر متقارن Kalai-Smorodinsky، مدل نامتقارن مساحت یکنواخت و مدل نامتقارن افت برابر. نتایج ارائه شده، حاکی از توافق مناسب میان نتایج روش‌های مختلف از نظر تأمین آب از هر چاه است [۱۱].
Loaiciga (2004) نقش همکاری و عدم همکاری را با روش­های ریاضی و از طریق متدهای مختلف تئوری بازی­ها در قالب یک مسئله­ بهره ­برداری مشترک از منابع آب زیرزمینی در آمریکا بیان کرد. او نشان داد که یک تعادل همکارانه وقتی به دست می ­آید که بهره­برداران به قیود مربوط به محدودیت­های تراز آب زیرزمینی و اثرات بهره ­برداری چندجانبه که به آن­ها اجازه دستیابی به سود اقتصادی بر پایه­ پایداری زیست­محیطی می­دهد، اهمیت دهند. در این مطالعه، نشان داده شد که دستیابی به یک تعادل همکارانه از جواب یک مسئله­ برنامه­ ریزی درجه دوم حاصل می­ شود. بر اساس این مقاله دستیابی به یک تعادل همکارانه گاهی بدون ایجاد یک نیروی وادارکننده به همکاری میسر نیست [۲۶].
Salazar et. al. (۲۰۰۷) با بهره گرفتن از نظریه بازی­ها به حل اختلاف در بهره ­برداری از آب زیرزمینی در Mexico پرداختند. در این مسئله، منافع اقتصادی حاصل از افزایش محصولات کشاورزی نیازمند افزایش برداشت از منابع آب زیرزمینی از طریق چاه­ها است، از طرفی افزایش محصول نیز نیازمند استفاده بیشتر از کودهای شیمیایی است که نتیجه­ آن افزایش بار آلودگی شیمیایی خواهد بود و اثرات نامطلوب زیست­محیطی این بارآلودگی قابل ملاحظه می­باشد. آنها در این تحقیق از نظریه بازی­ها برای یافتن جواب بهینه از بین ۱۲ سناریوی مختلف برداشت آب استفاده کردند و به کمک چهار روش مختلف حل اختلاف، سناریوی بهینه را ارائه نمودند [۴۱].
حل اختلاف در بهره ­برداری تلفیقی از آب­های سطحی و زیرزمینی
Bazargan-Lari et. al. (2009) یک روش جدید برای تدوین قوانین بهره برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی در زمان واقعی، ارائه دادند. تعیین سیاست‌های بهینه­­ بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی زمانی که تصمیم­ گیران و ذینفعان متفاوت با اهداف متضادی وجود دارند، مسئله­ای پیچیده است. در روش پیشنهادی، برای تعیین منحنی‌های تعامل بین اهداف، از الگوریتم ژنتیک چندهدفه NSGA-II و در رفع اختلاف بین تصمیم­گیرندگان، از تئوری رفع اختلاف Young استفاده شد. همچنین برای برطرف نمودن مشکل زمان اجرای مدل بلند­مدت در بهره برداری در زمان واقعی، استفاده از ماشین‌های بردار پشتیبان^[۱۳] احتمالاتی که قابلیت ایجاد خروجی احتمالاتی و ارائه­ قوانین مدیریت منابع آب را دارا هستند، پیشنهاد گردید. مدل ارائه شده برای تدوین قوانین بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی تهران (شکل ‏۲‑۱) به کار گرفته شده است. ذینفعان در منطقه­ مورد مطالعه، دارای مطلوبیت‌های متفاوت و بعضاً متضادی نظیر تأمین آب با کیفیت مناسب، کاهش هزینه­ های پمپاژ، بهبود کیفیت آب آبخوان و کنترل نوسانات سطح آب زیرزمینی هستند. در روش ارائه شده، مدل‌های شبیه­سازی جریان آب زیرزمینی MODFLOW و پخش و انتقال آلاینده MT3D با مدل بهینه­سازی NSGA-II تلفیق شدند تا منحنی‌های تعامل بین اهداف به دست آیند. بهترین نقطه روی منحنی تعامل به کمک مدل رفع اختلاف Young انتخاب شد. نتایج مدل پیشنهادی نشان دهنده اهمیت اعمال یک مدل رفع اختلاف یکپارچه و قابلیت مناسب ماشین‌های بردار پشتیبان در تدوین قوانین بهره ­برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی در زمان واقعی در منطقه­ مورد مطالعه است. نتایج نشان می‌دهند که میزان دقت قوانین تخصیص آب محاسبه شده در مرحله صحت­سنجی بیش از ۸۰ درصد است. بر اساس این قوانین، تغییرات تجمعی تراز سطح آب زیرزمینی در آبخوان تهران در یک دوره برنامه ریزی ۱۵ ساله در حد ۸۰ سانتی­متر محدود شده است [۶].
شکل ‏۲‑۱: منابع آب­های سطحی و منطقه کشاورزی آبخوان تهران
جمع­بندی

ثابت دی الکتریک ماده است.
شرایط مرزی مهم مساله عبارت است از غلظت که در ورودی غلظت خوراک در نظر گرفته می شود و همچنین غلظت در لایه مرزی که برابر با غلظت خوراک فرض می شود.
5-1-2- هندسه و مش بندی
سیستم غشایی با ارتفاع mm 7/. و طول mm 20 در نظر گرفته شده است. انتخاب این اندازه ها با توجه به اندازه معمول سیستم های آزمایشگاهی صورت گرفته است. اطراف کانال در این سیستم با غشای نانوفیلتراسیون به ضخامت 20 میکرومتر پوشانده شده است. در شکل 5-1 هندسه و مش بندی سیستم قابل مشاهده است. برای این سیستم از مش های مثلثی استفاده شده که معمولا این نوع مش ها نسبت به انواع دیگر مش بندی به لحاظ محاسباتی اولویت دارد. البته مش بندی به شکل نامتقارن و با توجه به حساسیت فیزیکی و محاسباتی هر محدوده انجام شده است.با مش بندی انجام شده، سیستم به 403310 قسمت تقسیم شده و برای هر قسمت، معادلات مربوطه حل شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل 5-1- بزرگنمایی قسمتی از مش بندی سیستم
5-1-3- نتایج مدل سازی سیستم غشایی
شکل 5-2 هم شمایی از توزیع غلظت محوری را در کانال نشان می دهند به این ترتیب که بر روی منحنی های غلظت ثابت کانال مقدار غلظت برحسب میکرومولار درج شده است. این نمودار هم نشان دهنده افزایش تغییرات غلظت برحسب نزدیکی به دیواره غشایی کانال در اثر دبی انتقال جرم ناشی از جداسازی غشاست. شکل 5-3 هم همین پدیده را در شمایی دیگر نشان می دهد.
شکل 5-2- شمایی از تغییرات غلظت محوری در کانال( )
شکل 5-3- شمایی از تغییرات غلظت کلرید در نقاط مختلف کانال( )
شکل 5-4 شمایی از تغییرات غلظت کلریددر مقطع عرضی کانال را نشان می دهد. با توجه به تشکیل لایه غلظتی در دیواره کانال بیش ترین غلظت کلرید در مرز دیواره مشاهده می شود و با فاصله گرفتن از دیواره، غلظت کاهش می یابد تا این که با خارج شدن از لایه مرزی به غلظت ثابت توده جریان که برابر با غلظت ورودی کانال است، می رسد. محور افقی شکل غلظت برحسب میکرومولار و محور عمودی، فاصله عرضی از دیواره کانال را نشان می دهد.
شکل 5-4- شمایی از تغییرات غلظت کلرید در نقاط مختلف یک مقطع عرضی
شکل 5-5 نیز توزیع غلظت کلرید در کانال را در مقطع طولی بر حسب میکرومولار نشان می دهد. که بیش ترین مقادیر دبی کلرید از روی شکل آخر کانال مشخص است و کم ترین مقادیر آن در ابتدای کانال مشاهده می گردد. در این شکل محور عمودی شکل، غلظت برحسب میکرومولار و محور افقی، فاصله عرضی از دیواره کانال را نشان می دهد.
شکل 5-5- شمایی از تغییرات غلظت کلرید در نقاط مختلف یک مقطع طولی( )
شکل 5-6 شمایی از تغییرات دبی انتقال جرم کلرید را در نقاط مختلف کانال نشان می دهد. دبی انتقال جرم کلرید شامل مولفه ناشی از نفوذ و مولفه ناشی از جابجایی است، از طرفی باتوجه به این که بیش ترین مقدار سرعت و جابجایی در مرکز کانال وجود دارد لذا بیش ترین دبی انتقال جرم کلرید هم در مرکز کانال مشاهد شده و با بیش تر شدن فاصله از مرکز کانال مقدار جابجایی و دبی یون کلرید هم به شدت کم می شود.
شکل 5-6-تغییرات دبی یون کلرید در مقطع شعاعی کانال(nmol/m²s)
شکل 5-7 شمایی از تغییرات غلظت کلرید در نقاط مختلف غشا برحسب میکرومولار نشان می دهد. همان طور که قابل انتظار بود با دور شدن از دیواره کانال در ضخامت غشا غلظت کلرید کمتر می شود و در خروجی غشا به کمترین میزان خویش می رسد. شکل 5-8 هم همین پدیده را به نحوی دیگر، نشان می دهد.
شکل 5-7- شمایی از تغییرات غلظت کلرید در نقاط مختلف غشا( )
شکل 5-8- شمایی از تغییرات غلظت کلرید در نقاط مختلف غشا( )
درصد جداسازی غشای نانوفیلتراسیون به صورت زیر تعریف می گردد:

5-6)

در این رابطه درصد جداسازی، غلظت ورودی و غلظت خروجی است. غلظت خروجی 436/17 میکرومولار اندازه گیری شده و غلظت ورودی نیز 36 میکرومولار بوده لذا درصد جداسازی سیستم غشایی % 6/51 است. درصد جداسازی تا حد زیادی به فشار اعمال شده بستگی دارد، تاثیر فشار بر درصد جداسازی در شکل 5-9 بررسی شده است. محور عمودی نشان دهنده درصد جداسازی و محور افقی نمایانگر فشار است. نمودار نشان دهنده کاهش درصد جداسازی با افزایش فشار است که این تغییرات در فشارهای کم، بیش تر مشاهده می گردد. علت این پدیده را می توان به این ترتیب شرح داد که با افزایش فشار ورودی پمپ دبی سیال ورودی زیاد می شود و با افزایش دبی، سرعت جریان افزایش و در نتیجه زمان ماند سیال در کانال کم می شود. کاهش زمان ماند باعث می شود که یون های کلرید کمتری در معرض جداسازی توسط غشای نانوفیلتراسیون قرار بگیرند و میزان جداسازی کم شود.
شکل 5-9- تغییرات درصد جداسازی یون کلرید نسبت به فشار
یکی از پارامترهای موثر بر میزان جداسازی بار سطحی غشاست. شکل 5-10 تاثیر بار سطحی غشا را بر جداسازی نشان می دهد. محور عمودی نشان دهنده درصد جداسازی و محور افقی نشان دهنده میزان بار سطحی غشاست. مشاهده می گردد که با افزایش بار منفی سطح غشا از 1 تا 10 (meq) میزان جداسازی غشای نانوفیلتراسیون زیاد می شود. علت این پدیده را می توان به افزایش اثر الکتریکی مربوط دانست چون سطحی بیرونی غشا که در تماس مستقیم یا سیال نیست از نظر الکتریکی خنثی است و با زیاد شدن بار منفی سطح داخلی غشا که در تماس با میعانات گازی است ، اختلاف پتانسیل الکتریکی ناشی از بار بین دو سطح غشا زیاد شده و کلرید با نیروی محرکه بیش تری از غشا دفع می گردد در نتیجه میزان دفع کلرید از غشا سریع تر انجام شده و توانایی جداسازی غشای نانوفیلترسیون بیش تر می گردد.
شکل 5-10- تغییرات درصد جداسازی کلرید بر حسب بار سطحی غشا
5-2- مدل سازی سازی غشای نانوفیلتراسیون الیاف توخالی
مدل سازی غشای نانوفیلتراسیون الیاف توخالی برای محلول میعانات گازی انجام شده است. معادلات ریاضی زیر مجموعه معادلات این مدل را تشکیل می دهند.
معادله دیفرانسیل برای هر جز در مختصات استوانه ای که همراه معادله پیوستگی درنظر گرفته می شود:

5-6)

توزیع سرعت در قسمت پوسته:

پنجشنبه

۴-۵- خلاصه و جمعبندی
در این فصل با تشریح کامل مدل طراحی شده، با توجه به الگوریتم حل این مسئله که در فصل سوم، به تفصیل آورده شد، کدهای نوشته شده در نرمافزار MATLAB برای چهار گروه مدیریتصنعتی، مدیریتجهانگردی، مهندسیصنایع و مهندسیمعماری اجرا شد. با توجه به جداول و اشکال آورده شده در این فصل، میتوان به جمعیتهای اولیه تولید شده و مقدار توابع برازندگی آنها اشاره کرد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

پس از رسیدن به جوابهایی با مقدار تابع هدف بهینه، مسئله برنامه ریزی که اهم آن تخصیص بازههای زمانی به اساتید میباشد، حل شد و با توجه به اینکه در ابتدای حل مسئله فرض شد عدم محدودیت تعداد کلاس وجود دارد، باز هم با رعایت کمینهسازی تعداد کلاس استفاده شده، در نهایت سه کلاس به هر چهار گروه اختصاص داده شد، که از میان ۸ کلاس مختص دانشجویان مقاطع ارشد، دارای مقدار کمینه میباشد. در فصل پنجم، نتایج دست یافته و پیشنهادها، برای سازمان مورد مطالعه و همچنین تحقیقات آینده ارائه خواهد شد.
فصل پنجم
نتیجهگیری و پیشنهادها
۵-۱- مقدمه
مسئله برنامه ریزی دروس دانشگاهی از جمله مسائل NP-hard است که به لحاظ تاثیر عوامل بسیار و وجود محدودیتهای مختلف از مشهورترین مسائل بهینه سازی است، یکی از دسته های خاص مسائل زمانبندی را جدولبندیزمانی مینامند. جدول بندیزمانی، در واقع زمانبندی مجموعهای از رویدادهای هم پیوند، در کمترین بازههای زمانی است به گونهای که منابع مورد نیاز، همزمان توسط بیش از یک رویداد استفاده نشوند.
در این مسئله سعی بر این است که مجموعهای از منابع معین، متشکل از کلاسها، اساتید و دروس تحت شرایط خاص به مجموعهای از ساعتهای درسی اختصاص یابد. با توجه به توضیحات و پیچیدگی مسئله، روش های مختلفی برای حل این مسئله در مقالات مختلف پیشنهاد شده است، مانند برنامهریزیهای خودکار و در نظرگیری معیارهای ارزیابی نظیر ترجیحات اساتید (اولویت زمانی و اولویت درسی) و رعایت محدودیتهایی مانند تعداد ظرفیت کلاسها. یکی از روش های حل این مسائل، الگوریتمهای ژنتیک است، که با توجه به تصادفی بودن و همچنین جستجو در فضای وسیعتر، امکان دست یافتن به بهترین جوابها را برای محقق فراهم ساخته است. بنابراین هدف از تحقیق حاضر دستیابی به جوابهای بهینه برای حل مسائل برنامه ریزی دروس دانشگاهی می باشد.
۵-۲- نتیجهگیری
به دلیل افزایش تعداد رشته های پذیرفته شده در مقطع ارشد، در دانشکده فنی- مهندسی دانشگاه علم و هنر یزد و همچنین در نظر گرفتن رضایت اساتید و دانشجویان، برای حل مسئله برنامه ریزی دروس دانشگاهی روشی غیر از روش های حلدستی، در نظر گرفته شده است. با توجه به مبانی نظری و پیشینه تحقیقاتی مطالعه شده در تحقیق حاضر، به دلیل جستجو در فضای بسیار گسترده و همچنین تصادفی، روش حل به وسیله الگوریتم ژنتیک انتخاب شده است.
اولین مدل نوشته شده در این پژوهش، با توجه به تعداد اساتید و تعداد دروس موجود برای نیمسال دوم دانشجویان مقطع ارشد، به صورت کامل و با در نظر گرفتن کلیه محدودیتهای تعریف شده در مسئله و تاکید بر
محدودیتهای سخت طراحی شده است که هدف در این مدل تخصیص اساتید به بازههای زمانی است و مدل دوم نوشته شده، با در نظر گرفتن جوابهای بهینه از مدل اول، هدف تخصیص این بازههای زمانی را به کلاسها دنبال میکند. پس از نوشتن مدلها، با کدهای نوشته شده در نرمافزار MATLAB، برای هر گروه یک کد نوشته شده که در آن کلیه محدودیتها در نظر گرفته شده است و با تنظیمات عملگرهای الگوریتم ژنتیک، این مسئله برای هر چهار گروه حل شد. در این قسمت، اشارهای به مطالعات بسیار مشابه صورت گرفته در زمینه تحقیق حاضر و نتایج حاصل از آنها و در نهایت به خروجی ها و نتایج حاصل از تحقیق حاضر پرداخته میشود.
دهقانی و ذاکرتولائی در مقاله خود، ۲۰ نمونه از ترکیبهای مختلف دروس و ساعات استادان یک ترم گروه کامپیوتر دانشگاه امام رضا (ع)، به عنوان ورودی به برنامه داده شده و هر دو روش استاندارد و نوین در مورد تمامی آنها اجرا گردیده، سپس در شرایط یکسان مدت زمان رسیدن به جواب و نیز میزان برازش جواب نهایی استخراج گردیده است. الگوریتم نوین در شرایط یکسان برنامه هفتگی مناسبتری را به خروجی ارسال میکند و همچنین مدت زمان اجرا به مراتب بهتر از روش استاندارد بودهاست.
غافری در مقاله خود طبق نتایج به دست آمده از این عملیات اشاره به این دارد که استفاده از الگوریتم ژنتیک در حین به دست آوردن رنگآمیزی گراف برای تشکیل یک جدولزمانی مناسب با رفع تعدادی از محدودیتهای قوی است که با توجه به رفع چند محدودیت قوی با رنگآمیزی گراف و نیز رفع محدودیتهای قوی دیگر، احتمال به نتیجه رسیدن الگوریتمها و بالارفتن سرعت شده است.
مسعودیان و استکی به کمک تغییراتی که در روند معمول الگوریتمهای ژنتیک صورت دادهاند، نتایج بسیار خوبی در زمینه طراحی جداول زمانبندی دروس دانشگاهی به دست آوردهاند. اساس کار الگوریتم طراحی شده، حفظ کروموزومهای بهتر جمعیت و اعمال عملگرهای ژنتیکی، بر روی بقیه کروموزومها به منظور بهبود آنها است. در آزمونهای مقایسه بین الگوریتم ژنتیک عادی و پیشنهادی، طی چند مرحله، نقاط قوت الگوریتم پیشنهادی را مشخص کردهاند. با توجه به الگوریتم پیشنهادی مشخصاً نتایج حاصل از این آزمون به مراتب بهتر از استفاده از الگوریتم ژنتیک استاندارد است.
نعیمی و منجمی نتایج به دست آمده در این مطالعه نشان میدهد که کارایی این روش به طور متوسط در تمامی نسلها نسبت به حالت تک جمعیتی بهتر است ولی باید دقت داشت که افزایش بیرویه تعداد جمعیت و یا جابهجایی کروموزوم در فواصل نسلی کوتاه به دلیل به وجود آوردن دستورات جانبی زیاد بهره وری را کم میکند.
امینطوسی و صدوقییزدی با اعمال الگوریتم پیشنهادی روی مجموعهای از داده های واقعی، نسبت به فرم خوشهبندی بر اساس سال ورود، به کاهش ۸۰ درصدی تعداد تداخلات درسی به طور متوسط دست یافته اند.
نتایج در مطالعه راستگارامینی نشان میدهد الگوریتم پیشنهادی در زمان منطقی و بسیار کمتر از زمان لازم برای حل مدل ریاضی در ابعاد کوچک منطبق بر روش دقیق و در ابعاد متوسط با خطایی کمتر از ۴.۵% عمل میکند.
خروجی حل مسئله در تحقیق حاضر، ماتریس مرتب شدهای بود که کلیه مقادیر توابع برازندگی برای هر رشته را محاسبه کرده و آنها را از بیشترین مقدار به کمترین آن مرتب کرده است، با دستور نمایش دادن نمودار، برای هر یک از جوابهای تولید شده مقدار تابع برازندگی آن آورده شده که در نهایت به شکلهای موجود در انتهای فصل چهارم می توان اشاره نمود، این شکلها همگرا شدن جوابها را پس از تولید یک جمعیت مشخص و همچنین تعداد مشخصی جستجو در تکتک این جوابهای تولید شده را نشان میدهد. همانگونه که مشخص است جوابها کاملاً رضایتبخش بوده و کلیه محدودیتهای مدل طراحی شده را ارضا میکند. این جدولها نشان دهنده برنامه کلاسی هر یک از چهار گروه مقطع ارشد دانشکده فنی- مهندسی دانشگاه علم و هنر را نشان میدهد، که در این برنامهها، اکثر محدودیتهایی که در مدل مطرح شده است، رعایت گردیده است.
با توجه به مقادیر متغیر در الگوریتمهای ژنتیکی که در جدول ۴-۱۷ آورده شده، با تغییر دادن این مقادیر نمودارهای مختلفی استخراج شده تا بهینه بودن برنامههای کلاسی در نظر گرفته شوند.
جدول ۵-۱- مقادیر متغیر در الگوریتمهای ژنتیکی

تعداد جواب اولیه

نرخ تقاطع

نرخ جهش

نرخ نخبهگرایی

تعداد تکرار در هر جمعیت

با تغییر مقادیر فوق، به گونهای که تعداد جوابهای اولیه از ۱۰۰ به مقادیری برابر با ۱۲۰، ۱۵۰ و بالاتر باشد و نیز تعداد تکرار در هر جمعیت نیز از مقدار ۵۰ به مقادیر بالاتر از آن، برابر با ۷۰ و ۱۰۰، الگوریتم نوشته
شده اجرا شد و میتوان اینگونه گفت که در مقادیری از جمعیت اولیه جوابها، به صورت تکرار شده در جمعیتهای ابتدایی آمده است و با بالا بردن این مقادیر تفاوت چندانی در نتایج ایجاد نمیشود، از این رو با تغییر در نرخ های ژنتیکی به اعدادی که مجموع آنها یک باشد جوابهای به دست آمده را استخراج کرده و به نتایجی دست یافتیم که با بالابردن نرخ نخبهگرایی میتوان به جوابهایی به نسبت بهتری دست یافت و آن جوابهایی با تعداد روزهای کمتر برای ارائه دروس میباشد. در برنامههای کلاسی به دست آمده میتوان این مطلب را عنوان کرد که با توجه به ترجیحات اساتید در برنامهها، اگر بتوان بازههای زمانی ذخیرهای برای هر استاد در نظر گرفت که به نظم این برنامه نزدیکتر باشد میتوان این بازهها را در برنامه دخالت داد و در نتیجه برنامه بهتری استخراج کرد.
در مورد برنامه کلاسی واقعی دانشجویان این گروه ها در مقاطع ارشد و مقایسه آن با برنامه کلاسی استخراج شده در این پژوهش میتوان به این نکته اشاره کرد که در برنامههای واقعی حداکثر سه روز در نظر گرفته شده که نسبتاً رضایتبخش است و برنامههای استخراجی این پژوهش نیز با حداکثر سه روز برنامه دانشجویان را به دست آورده است.
در مقایسه با مطالعات مشابه صورت گرفته، میتوان نتایج حاصل از تحقیق حاضر را در موارد زیر گنجاند:
حل این مسئله با الگوریتم ژنتیک، تزریق کردن محدودیتهای نرم به مسئله را افزایش میدهد.
الگوریتم نوشته شده برای تعداد گروه های بیشتر و با تعداد درسهای مختلفی قابل تنظیم میباشد و تحت نرم افزار MATLAB در سرعت نسبتاً کوتاهی معدل ۳ یا ۴ دقیقه قابلیت اجرا دارد.
این الگوریتم با عملگرهای ژنتیکی در نظر گرفته شده، در واقع سرعت جستجو در جوابها را بیشتر کرده و امکان جستجو در فضای وسیعتری را به محقق خواهد داد.
۵-۳- پیشنهادها

آکیموتو^[۴۰] و همکاران (۲۰۰۳)، اینتراستریفیکاسیون آنزیمی روغن سویا با اسید چرب چند غیراشباعی ω-۳ را که از روغن ساردین به‌دست آمده بود بررسی کردند و توانستند روغن را تا ۱/۳۴% از ω-۳ غنی کنند.
وانگ^[۴۱] و همکاران (۲۰۰۶) تولید جانشین کره کاکائو را از طریق اینتراستریفیکاسیون روغن دانه چای و متیل استر اسیدهای چرب (متیل پالمیتات، متیل استئارات) بررسی کردند و گروه‌های آسیل عمده در مولکول‌های تری آسیل گلیسرول را مشابه کره کاکائو به‌دست آوردند.
سوارس و همکاران (۲۰۰۹) اثرات اینتراستریفیکاسیون شیمیایی را بر خواص فیزیکوشیمیایی مخلوط‌های پالم اولئین و پالم استئارین بررسی کردند و نشان دادند که اینتراستریفیکاسیون شیمیایی امکان استفاده تجاری پالم اولئین و پالم استئارین را افزایش می‌دهد و خواص فیزیکی و شیمیایی آنها را اصلاح می کند.
ناسیمنتو^[۴۲] و همکاران (۲۰۰۴) با روش پاسخ سطحی به مدل سازی (RSM) قادر به تعیین مقادیر درصد چربی جامد نهایی و پایین شده که مدل نهایی قابلیت پیش بینی نتایج برای ترکیب زمان – تماس و مشخصات روغن‌ها و چربی‌ها را نشان داد. همچنین در تمام مخلوط‌ها در دماهای ۱۰، ۲۰، ۳۰ و ۲۵ درجه سانتی‌گراد، کاهش در تمام مقادیر SFC را گزارش کردند. درصد چربی جامد در ۱۰ درجه سانتی‌گراد و ۲۰ درجه سانتی‌گراد بین ۱۸ و ۴۸ و درصد چربی جامد در ۳۵ درجه سانتی‌گراد بین ۱۶ و ۲۴ متغیر بود.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

نتایج مطالعه فازی و همکاران (۲۰۱۳) نشان داد مناسب‌ترین مدل برای نقطه ذوب و محتوای چربی جامد در دماهای ۵، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ درجه سانتی‌گراد به‌صورت مدل خطی و در دماهای ۲۵، ۳۰، ۳۵، ۴۰، ۴۵ و ۵۰ درجه سانتی‌گراد به‌صورت مدل درجه دوم می‌باشد. نسبت ۴۹:۲۰:۳۱ (سویا: هسته پالم: پالم استئارین) در بهینه سازی، مناسب‌ترین نسبت جهت تولید مارگارین سفره گزارش شد.
معادلات سوارس و همکاران (۲۰۰۹)، حاصل از مدل رگرسیون چندگانه جهت پاسخ‌های تحلیلی (نقطه ذوب، محتوای چربی جامد و قوام)، وابستگی نقطه ذوب مخلوط‌ها قبل از واکنش به محتوای پالم استئارین، پالم اولئین و برهم‌کنش مثبت بین روغن‌ها و وابستگی آن به پالم استئارین و پالم اولئین بعد از اینتراستریفیکاسیون را نشان داد. جهت ارزیابی صحت مدل، اینتراستریفیکاسیون مخلوط ۵۰:۵۰ روغن‌ها انجام شد. اختلاف کم میان نتایج حاصل از رگرسیون و آزمایشات تجربی، استفاده از این مدل را توجیه می‌نمود.
گریمالدی^[۴۳] و همکاران (۲۰۰۱)، مخلوط روغن‌های پالم و هسته پالم را در نسبت‌های مختلف به طریق شیمیایی اینتراستریفیه نمودند که با به‌کارگیری مدل رگرسیون چندگانه و تحلیل آن، کاهش ناسازگاری بین روغن‌های شرکت کننده و بهبود پلاستیسیته نمونه اینتراستریفیه شده نشان داده شد که با افزایش محتوای چربی جامد و افزایش راندمان همراه بود.
تحقیقات مختلفی انجام شده تا رابطه‌ای بین SFC و دیگر خواص وابسته به ذوب روغن‌های گیاهی مشخص شود که اغلب آنها بر اساس روش‌های غیرپدیداری^[۴۴] مثل شبکه‌های عصبی^[۴۵] بوده‌اند (بلاک^[۴۶] و همکاران، ۱۹۹۷؛ آگوستو^[۴۷] و همکاران، ۲۰۱۲؛ فاسینا^[۴۸] و همکاران، ۲۰۰۸؛ سوارس و همکاران، ۲۰۰۹).
برخی تحقیقات نشان می‌دهد که چگونه ابزارهای کامپیوتری می‌تواند در پیشگویی SFC مخلوط‌های دوتایی روغن‌های گیاهی با و بدون اینتراستریفیکاسیون مفید باشد (تلس^[۴۹] و همکاران، ۲۰۱۳).
در این مطالعه نیز سعی شد تا با بهره گرفتن از تابع سیگموئیدی گمپرتز و سپس با کمک معیارهای سنجش مدل و بکارگیری نرم‌افزارهای مناسب در این زمینه، الگوی مناسب برای پیشگویی SFC مخلوط دوتایی روغن سویا و پالم اولئین کاملاً هیدروژنه تعیین گردد.

فصل سوم: مواد و روش‌ها

۳-۱- مواد

روغن سویا خنثی و رنگبری شده از شرکت پرتو دانه خزر ( بهشهر- ایران) تهیه شد. روغن پالم اولئین فول هیدروژنه از شرکت پرتو دانه خزر (بهشهر- ایران) تهیه شد. متوکسید سدیم از شرکت مرک آلمان (Merck, Germany) خریداری شد. خاک رنگبر از شرکت تونسیل اندوزی و خاک کمک‌صافی از شرکت صوفیان تبریز (پرلیت آذربایجان) خریداری گردید.
استانداردهای متیل استر اسیدهای چرب (جدول شماره ۳-۱) و سایر مواد شیمیایی مورد استفاده نیز از درجه‌ی کروماتوگرافی یا تجزیه‌ای بوده و از شرکت مرک آلمان (Merck, Germany) تهیه شدند.
جدول ۳-۱- استانداردهای متیل استر

ردیف
استاندارد متیل استر

۱

C8:0

۲

C12:0

۳

C14:0

۴

C16:0

۵

C18:0

۶

C18:1c