عنوان پایان‌نامه
بهینه‌سازی چندهدفه در تعیین جریان‌های زیست‌محیطی رودخانه
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مهندسی منابع آب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6661;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71962
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- مصطفی فرهادیان
- استاد راهنما
- عبدالحسین هورفر, امید بزرگ حداد
- چکیده
- از رودخانه¬ها به منظور تامین آب مورد نیاز اهداف مختلف و تخلیه آلاینده¬ها استفاده می¬شود. لذا بهره¬برداری صحیح از رودخانه¬ها، مستلزم آگاهی همه¬جانبه از اهداف موجود است. در این پژوهش، در چهار بخش، به تعیین جریان زیست¬محیطی رودخانه، تعیین ظرفیت پذیرش بار آلودگی و جریان رقیق¬سازی رودخانه، مکان¬یابی تخلیه آلاینده در رودخانه و توسعه یک رابطه انتشار آلودگی لحظه¬ای در رودخانه پرداخته شد. در بخش اول، جریان زیست¬محیطی رودخانه کارون توسط تعیین جریان رهاسازی بهینه از سد گتوند تعیین شد. برای این کار، ابتدا جریان زیست¬محیطی تعیین و شبیه¬سازی کیفی رودخانه توسط مدل QUAL-2K انجام شد. سپس با استفاده از نظریه حل اختلاف نش، جریان رهاسازی بهینه از سد، تحت سه سناریوی وزن¬های نسبی برای اهداف مهم کمی و کیفی، تعیین شدند که مقادیر آنها به¬ترتیب برابر 8/183، 8/141 و 8/206 مترمکعب برثانیه به دست آمدند. در بخش دوم، روشی برای تعیین ظرفیت پذیرش بار آلودگی و تعیین جریان رقیق¬سازی ارائه شد. در یک مورد مطالعاتی فرضی، شبیه¬سازی¬ها توسط رابطه تحلیلی انتشار آلودگی و بهینه¬سازی¬ها توسط روش¬های NLP و NSGA-II انجام شدند. نتایج نشان دادند که تغییرات جریان رودخانه می¬تواند ظرفیت پذیرش را تا 18 درصد تغییر دهد. همچنین برای جریان رقیق¬سازی، منحنی¬های پرتو¬ جواب¬ها برای اهداف "متوسط غلظت بیشینه¬ها" و "مدت تماس" مشخص شدند. در بخش سوم، روشی برای مکان¬یابی تخلیه آلاینده در رودخانه کارون و در پایین¬دست سد گتوند ارائه شد. شبیه¬سازی¬های لازم توسط مدل QUAL-2K انجام شدند. سپس یک تابع ارجحیت نسبی برای مقایسه مکان¬های مختلف ورود آلاینده تعریف شد. نتایج نشان دادند که مناسب¬ترین مکان¬ها برای تخلیه آلاینده در مناطق ابتدا و انتهای منطقه هستند و مکان¬های میانی منطقه و به¬خصوص کیلومتر 35 از سد گتوند، نامناسب¬ترین مکان¬ها برای تخلیه آلاینده هستند. در بخش چهارم تحقیق، یک رابطه انتشار آلودگی لحظه¬ای در رودخانه با استفاده از تابع گوس ارائه شد. در این روش، ضرائب تابع گوس با استفاده از GA بهینه¬سازی شدند. روش ارائه شده بر روی یک آزمایش ردیابی آلودگی به کار گرفته شد. نتایج، دقت بالای روش ارائه شده را نشان دادند و مقدار بهبود R2 و RMSE روش توسعه یافته نسبت به رابطه تحلیلی به-ترتیب 14 و 50 درصد بودند.
- Abstract
- Rivers supply requirement water for different objects and pollution discharge into rivers. One of the most important objects in utilization of rivers is environmental supply providing, but it is neglected. Right Operation of water resources needs general acquaintance of existing objects. Thus, in several segments of this thesis, different aspect of the problems which is related to rivers and their pollution is surveyed. This thesis presents the computation of optimization release flow to determinate environmental release, assimilative capacity and flow dilution, determine the best location for pollution discharge and developing a pollution effluence equation. Environmental release is attained primarily to compute optimization release and simulation of river quality accomplish by QUAL-2K model. Subsequently, by using Nash Conflict Resolution, optimization release from the reservoir under three scenarios with relative weight for quantity and quality objects are calculated which are 183.8, 141.8 and 206.8 (m3/s) respectively. In another part of the thesis, a method exhibits to determinate assimilative capacity and flow dilution. In this method, necessary simulations are performed by the pollution effluence analyzing equations and optimizations are performed by NLP and NSGA-2 methods. The results show the variation of rivers flow can cause to change the quantity of the maximum assimilative capacity (18 percent). Also, the results represent variation Pareto curves for mean of maximum concentration of zero to 12 times the permissible quantity and for half to 10 hours in touch. In another part, a method is represented to determinate the best location for pollution discharge. Necessary simulations are performed by QUAL-2K model and a relative fitness function is defined to compare pollution input different locations. The results show the most suitable locations for pollution discharge are at the start and end of surveyed bound and several kilometers in middle bound, especi
