پديد آورنده :
ميرزائي نوكابادي، مريم
عنوان :
بهينه سازي شيوه احياي آبخوان آلوده به نيترات، مطالعه موردي: آبخوان بويين - مياندشت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي و مديريت منابع آب
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده عمران
صفحه شمار :
[ده]، ۱۳۷ص.: مصور، جدول، نقشه، نمودار
استاد راهنما :
حميدرضا صفوي
استاد مشاور :
مسعود طاهريون
توصيفگر ها :
مدلسازي آب كمي و كيفي آب زيرزميني , آبخوان بويين مياندشت , آلودگي نيترات , مدل شبيه سازي- بهينه سازي , شبكه عصبي مصنوعي , بهينه سازي با NSGA II
استاد داور :
محمود محمدرضا پورطبري، محمدحسين گل محمدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/03
چكيده فارسي :
1 چكيده به طور ميانگين بيش از 12 درصد آبهاي شيرين جهان براي كشاورزي استفاده مي شود از طرفي آب برگشتي آبياري مهمترين منبع تغذيه ي آبهاي زيرزميني در مناطق خشك ونيمه خشك است نيترات يك آالينده مهم در آب هاي زيرزميني است وجود آلودگي نيترات به دليل فعاليت هاي بشري مانند استفاده بيش از حد از كودهاي شيميايي كامل نبودن سيستم هاي تصفيه فاضالب و دفع نامناسب زباله هاي صنعتي انساني و حيواني است در چند دهه ي اخير استفاده از كودهاي نيتروژن دار بدون توجه به تأثير آنها بر خصوصيات خاك و محيط زيست گسترش زيادي داشته است هدف از انجام اين پايان نامه مدلسازي كمي كيفي آبخوان بويين ميان دشت واقع در باالدست حوضه آبريز زاينده رود است كه طبق آزمايش ها و گزارشهاي موجود به دليل مصرف زياد كودهاي شيميايي توسط كشاورزان به نيترات آلوده شده است در ابتدا شبيه سازي كمي به وسيله ي MODFLOW و سپس شبيهسازي كيفي به وسيلهي MT3D انجام شد سپس جهت ساخت يك مدل شبيه ساز بهينهساز يك شبيهسازي توسط شبكه عصبي مصنوعي آموزش داده شد و بهينهسازي آن توسط NSGA II انجام شد يك طرح بهينه سازي صورت گرفت كه با دو هدف مشخص ارائه شد شامل هدف اول احياي كيفيت آب هاي زيرزميني به صورتي كه غلظت آلودگي در حجم آب برداشتي يا به عبارتي بار آلودگي كاهش يابد كه اين موضوع تحت قيود كاهش مصرف كود تصفيه ي فاضالب و تغيير نوع كشت در زمين هاي كشاورزي كه به تبع آن ميزان كود مصرفي كاهش مييابد است هدف دوم تاثير اقتصادي طرح هاي مديريتي در جهت تأمين معيشت كشاورزان كه شامل افزايش سود و كاهش هزينه ها مي باشد جهت بهينه سازي دقيقتر آبخوان بويين مياندشت به سه منطقه تقسيم شد و نتايج مدل به صورت جداگانه در سه منطقه بدست آمد به طور كلي در الگوي كشتي كه در مدل شبيه ساز بهينهساز بدست آمد سطح زير كشت سيب زميني بيشتر از ساير محصوالت است و بعد از آن گندم و جو در رقابت هستند سپس يونجه و پياز رتبه هاي بعدي سطح زير كشت را دارا هستند در هر سه منطقه در دوره برنامهريزي ميزان سود خالص كشاورزان در حال افزايش است بيشترين سطح زيركشت اختصاص يافته در دوره ي مطالعاتي در منطقهي اول در سال آبي 47 3731 در منطقه ي دوم در سال آبي 47 3731 و در منطقه ي سوم در سال آبي 37 7731 است بيشترين آلودگي نيترات در منطقه ي اول رخ داده است كه با سناريوهاي اجرا شده در اين منطقه آلودگي تا 2663 كاهش يافت براساس نتايج در اين منطقه بايد 51 تصفيه فاضالب و 7 كاهش مصرف كود در هر سال اعمال شود در منطقه ي دوم آلودگي نيترات نسبت به منطقه ي اول كمتر است و تصفيه فاضالب به ميزان 71 و كاهش مصرف كود 6 در هر سال است اين سياستها سبب مي شود تا آلودگي در نقطههاي حداكثر آلودگي تا ميزان 54617 كاهش يابد منطقه ي سوم داراي كمترين ميزان آلودگي نيترات و بيشترين ميزان سطح زير كشت را است با توجه به نتايج بهينهي بدست آمده توسط نرمافزار تصفيه ي فاضالب 7 و كاهش مصرف كود 2 در هر سال آلودگي در نقاط بيشينهي آلودگي نسبت به حالت مشاهداتي كاهش يافته است كلمات كليدي مدلسازي آب كمي و كيفي آب زيرزميني آبخوان بويين مياندشت آلودگي نيترات مدل شبيه سازي بهينه سازي شبكه عصبي مصنوعي بهينه سازي با NSGA II
چكيده انگليسي :
138 Optimization of restoration methods of nitrate contaminated aquifer Case study Booein Miandasht aquifer Maryam Mirzaee Maryam mirzaee@cv iut ac ir Date of submission 6 17 2018 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Hamid R Safavi hasafavi@cc iut ac irAbstraction In average more than 70 percent of the freshwater is used for agricultural demands Especially inarid and semi arid zones groundwater is the most important water source for agricultural demand On the other hand nitrate is an important pollutant source for groundwater resources The presenceof nitrate pollution is due to human activities such as the excessive use of chemical and naturalfertilizers the lack of wastewater treatment systems in urban and rural areas and the inadequatedisposal of industrial and animal waste In recent decades the use of nitrogen fertilizers have beenexpanding regardless of their side effects on soil and environment The purpose of this thesis isquantitative and qualitative modeling of Booein Miandasht aquifer located upstream ofZayandehrood Basin which according to existing evidences has been contaminated by nitrate Atthe first step groundwater quality and quantity modeling was down by MODFLOW and MT3D Then a surrogate model by using artificial neural network ANN built as quality quantity simulationmodel So an optimization model was presented with two objectives first objective is minimizingthe concentration of nitrate in groundwater by reduction of fertilizer use implementation of sewagesystem and wastewater treatment plant and changing the type of cultivation in agricultural zones which consequently reduces the amount of fertilizer and the second objective is maximizing the netbenefit of farmers For this two objective optimization problem the Booein Mindasht aquifer wasdivided into three regions and the results of the model were obtained separately for each zones Inall three zones farmers net benefit is rising during the planning period NSGA II used for gettingthe optimum solutions and extraction of Pareto front Three water years 1391 1394 used for gettingthe best solutions The results show that the highest concentration of nitrate occurred in the first zone which contributed 36 7 to the contaminated scenarios Based on the results in this region we mustreduce the concentration of nitrate by treatment of wastewater 15 reduction and reducingfertilizer for agricultural lands 9 In the second zone the concentration of nitrate must be reduceby treating wastewater 12 and reducing fertilizer for agricultural lands 6 that causes 20 45 reducing of contamination in this region Finally the third region of aquifer has the lowest nitratecontamination and the highest crop area according to the optimal results obtained we must reducethe concentration of nitrate 9 by treatment of wastewater and reducing fertilizer for agriculturallands 7 for getting standard concentration of nitrate in the aquifer Keywords Quantitative and Qualitative Modeling of Water Booein Miandasht Aquifer Nitrate Pollution Simulation Optimization Model Artificial Neural Network Optimization by NSGA II
استاد راهنما :
حميدرضا صفوي
استاد مشاور :
مسعود طاهريون
استاد داور :
محمود محمدرضا پورطبري، محمدحسين گل محمدي
