کتاب پارامترهای کیفی آب رودخانه های ایران (BOD، DO، نیتریت، نیترات)

عنوان کتاب: پارامترهای کیفی آب رودخانه های ایران (BOD، DO، نیتریت، نیترات)

نویسندگان: علیرضا پارسا، سید احمد میرباقری، رحمان پارسا

فهرست کتاب

چکیده : 1

فصل اول : کلیات تحقیق.. 2

1-1- مقدمه. 3

1-2- بیان مسئله. 3

1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق.. 6

1-4- اهداف… 6

1-5- فرضیه ها 7

1-6- روش کار (Methodology) 7

1-7- نیاز به مطالعات کیفی در هر منطقه از دید کلی.. 8

1-8- نیاز به مناطق مورد مطالعه به مطالعات کیفی.. 9

فصل دوم : مروري بر ادبیات تحقیق و پیشینه تحقیق.. 10

2-1- پارامترهای کیفی آب… 11

2-1-1- قابلیت هدایت الکتریکی.. 11

2-1-2- PH.. 11

2-1-3- فسفات… 12

2-1-4- ترکیبات آمونیاکی.. 12

2-1-5- نیتریت و نیترات… 12

2-1-6- نیاز به اکسیژن برای واکنش‌های بیوشیمایی (BOD) 13

2-1-7- اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) 16

2-1-8- اکسیژن محلول (DO) 16

2-2- تعریف آلودگی.. 18

2-3- منابع و راه‌های ایجاد آلودگی.. 19

2-3-1- منابع آلاینده‌ نقطه‌ای.. 21

2-3-2- منبع آلاینده غیر نقطه‌ای.. 21

2-4- مدل ریاضی.. 23

2-5- اهداف مدلسازی ریاضی در مهندسی رودخانه. 24

2-5-1- بررسی پدیده‌های عمومی.. 24

2-5-2- بررسی‌ پدیده‌های موضعی.. 25

2-6- واسنجی و صحت سنجی.. 25

2-7- دقت مدل. 26

2-8- مدلسازی آلودگی آب… 26

2-8-1- تعریف مدل. 26

2-9- مراحل تهیه مدل. 27

2-10- مراحل تهیه و تکمیل یک مدل شبیه سازی.. 28

2-11- مدل‌های کیفی آب… 31

2-11-1- مدل‌های ایستا 33

2-11-2- واکنش های توأم. 36

2-11-3- شاخص‌های کیفی آب… 42

2-11-4- مدل‌های متغیر با زمان. 43

2-12- مدل های شبیه سازی اکوسیستم های آبی.. 46

2-13- مروری بر مدلهای موجود. 50

2-13-1- مدل HSPF  (Hydrologial Simulation Program-Fortran) 51

2-13-2- مدل WASP (“Water Quality Analysis Simulation Program”) 51

2-13-3- مدل EXAMSH (“Exposure Anlysis Modeling System”) 52

2-13-4- مدل CE-QUAL-RIVI 52

2-13-5- مدل CE-QUAL-W2.. 53

2-13-6- مدل CE-QUAL-ICM…. 53

2-13-7- SALMON.. 53

2-13-8- مدل MIKE11.. 53

2-13-9- مدل HEC5Q… 55

2-13-10- نرم افزار ISIS. 56

2-13-11- مدل Qual2E. 57

2-13-12- مدل MIKE 21. 63

2-13-13- مدل QUAL2K.. 63

2-14- شبکه‌های عصبی مصنوعی.. 65

2-14-1- متدولوژی شبکه‌های عصبی مصنوعی.. 65

2-14-2-  تاریخچه. 67

2-14-3- آشنایی با مدل نورون و معماری شبکه‌های عصبی.. 68

2-14-4-  نورون با یک بردار بعنوان ورودی.. 70

2-14-5-  معماری شبکه‌های عصبی.. 72

2-14-6 – ورودی‌ها و لایه‌ها 74

2-14-7- شبکه‌های چند لایه. 74

2-14-8-  شبکه‌ عصبی چند لایه پیشرو. 76

2-14-9-  فرمول‌بندی تابع پایه. 81

2-14-10-  سازوکارهای ساختن.. 81

2-14-11-  شبکه پروسپترونی چند لایه (MLP) 83

2-14-12-  پس انتشار. 86

2-14-13- آموزش MLP.. 88

2-14-14- شبکه‌های تابع پایه شعاعی.. 88

2-14- 15- شبکه عصبی شعاعی RBF. 88

2-15- شبکه عصبی خودسامان ده SOM…. 96

2-16-  شبکه عصبی پیشرو با الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا 97

2-17- معادلات رگرسیون براي برآورد غلظتهاي کیفی آب… 99

2-18-  نرم افزار Statistical package for social science) SPSS) 100

2-19- مروری بر تحقیقات انجام شده و نوآوری موضوع. 103

2-19-1- مروری بر تحقیقات انجام شده در جهان. 104

2-19-2-  مروری بر تحقیقات انجام شده در ایران. 107

فصل سوم: روش اجراي تحقیق.. 109

3-1-  شناسایی منطقه مورد مطالعه. 110

3-2- موقعیت جغرافیایی.. 111

3-3-  مشخصات هواشناسی.. 112

3-4- کلیاتی در رابطه با اقلیم منطقه. 113

3-5- تغییرات درجه حرارت… 114

3-6- بررسی تغییرات رطوبت نسبی.. 114

3-7- میزان تبخیر. 115

3-8 – بررسی تعداد ساعات آفتابی و میزان تشعشع خورشیدی.. 116

3-9- بررسی پارامتر باد. 116

3-10- ویژگی‌های فیزیوگرافی حوزه آبریز جاجرود. 117

3-11-  شبکه ایستگاه‌های هیدرومتری.. 120

3-12- کنترل کیفیت آمار و اطلاعات… 123

3-12-1-  ایستگاه‌ هیدرومتری رودک… 123

3-12-2-  ایستگاه  هیدرومتری زیر پل فشم. 123

3-12-3-  ایستگاه هیدرومتری اوشان. 123

3-13-1-  شاخه‌های فرعی رودخانه جاجرود از ارتفاعات فرسنگ تا روستای اوشان. 124

3-13-2- شاخه‌های فرعی رودخانه جاجرود از روستای اوشان تا قبل از سدلتیان. 125

3-13-3- سایر رودخانه‌هایی که در بالادست سد جریان دارد. 125

3-14- شناسایی منابع آلاینده رودخانه جاجرود. 127

3-14-1- آلودگی‌های ناشی از پسابهای روستایی.. 127

3-14-2- آلودگی ناشی از پسابهای کشاورزی زمینهای زراعتی اطراف رودخانه. 129

3-14-3 -آلودگی ناشی از پساب دامداری‌های اطراف رودخانه. 130

3-14-4- آلودگی ناشی از پساب کشتارگاه لشگرک… 130

3-14-5- آلودگی ناشی از پساب پادگان لشگرک… 132

3-14-6- وضعیت منابع آلاینده صنعتی و معدنی.. 132

3-15- چگونگی طراحی مدل. 133

3-15-1- روش PCR.. 133

3-15-2- روش رگرسیون PLS. 135

3-15-3- شبکه‌های مصنوعی.. 137

3-16- ساختار شبکه عصبی.. 138

3-17- توپولوژی شبکه عصبی.. 141

3-17-1- شبکه عصبی پیشرو. 141

3-17-2- شبکه عصبی تکرار شونده 141

3-18- مدل‌سازی با شبکه عصبی.. 142

3-18-1- انتخاب المان‌های شبکه. 147

3-19-1- فواید و محدودیت‌ شبکه عصبی.. 147

3-20- شبکه خود سازمان ده 148

3-20-1-  ساختار روش خود سازمان ده 149

فصل چهارم : 159

تجزیه و تحلیل داده ها ( یافته ها ) 159

4-1 داده های کیفی آب رودخانه و فاضلاب ورودی به آن. 160

4-2- اطلاعات مسیر رودخانه. 170

4-3- سطح مقطع رودخانه. 173

4-4- شیب رودخانه. 173

4-5-  نقاط تعیین شده جهت سطح مقطع رودخانه. 173

4-6- شرایط مرزی هیدرولیکی رودخانه. 176

4-7-  ورود داده ها به نرم افزار SPSS. 181

4-8- بررسی پارامترهای کیفی در نرم افزار SPSS. 183

4-8-1- بررسی رابطه ی BOD  و DO در نرم افزار SPSS. 184

4-8-2-بررسی رابطه ی BOD و Nitrat در نرم افزار SPSS. 185

4-8-3- بررسی رابطه DO و Nitrat در نرم افزار SPSS. 186

4-9- مدلسازی پارامترهای کیفی به کمک شبکه های عصبی مصنوعی.. 186

4-9-1- شبیه سازی DO.. 188

4-9-2- شبیه سازی BOD.. 191

4-9-3- شبیه سازی نیترات… 194

4-9-4- شبیه سازی نیتریت… 197

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات… 201

5-1- نتیجه گیری کلی.. 203

5-2- پیشنهادات… 203

منابع.. 205

دغدغه کتاب

تامین حفظ سلامتی و کیفت آب های رودخانه ای امری ضروری ست که سلامت جامعه را تضمین می کند ،

آلودگی آب های رودخانه ای که از دلایل آن می توان فرایندهای انسانی را نام برد. حال آنکه اگر این آلودگی ها بدون تصفیه وارد این آب ها شود نه تنها آلودگی را بیشتر بلکه آمار مرگ و میر را نیز افزایش می دهد.

سالانه افراد زیادی به دلیل آلودگی آبها جان خود را از دست می دهند، بنابراین اهمیت دسترسی به پارامترهای حیاتی حفظ سلامت آب رودخانه از اولویت های متخصصان این حوضه است. تلاش بر آن است تا این آلودگی ها با کنترل آلودگی آب ها و ایجاد راهکار های به روز و کار آمد به حداقل برسد.

تامین ایمنی و بهداشت آبها چه آبهای زیرزمین و چه آبهای رودخانه ای امری است که نیاز به دانش و ارائه راهکار دارد از این رو تلاش می شود تا در زمینه های مختلف این حوزه کتاب های مفید و کاربردی نگاشته شود.

اهمیت تامین آب شرب و سلامتی آب مورد نظر و همین طور تامین بهداشت محیط زیست متخصصان را بر آن داشته تا باتلاش و تحقیقات بسیار در زمینه های مختلف حوزه آب و حتی آب و فاضلاب همواره به دنبال راهکارهایی کارآمد برای کاهش آلودگی آب باشند.(پارامترهای کیفی آب رودخانه)

نگاهی به کتاب

این کتاب به قلم علیرضا پارسا، سید احمد میر باقری، رحمان پارسا نگاشته شده و سعی بر آن شده تا با نگاهی مسئولانه پارامترهای کیفی آب رودخانه ها را مورد بررسی قرار داده و نیز راهکارهایی ارائه دهند،

حفظ کیفیت آب و سلامت آن و تعیین منابع و آثار زیست محیطی آن از مواردی است که نویسندگان کتاب آن را از مهم ترین ابزارهای مدیریتی عنوان می کنند با استفاده از مدل های کامپیوتری شبیه سازی شده مانند

BOD، DO، نیتریت و نیترات؛  این کتاب به شکل موردی به بررسی کیفی آّب رودخانه جاجرود می پردازد که حدود 30درصد از منابع آبی ساکنین تهران را تشکیل می دهد.

پیش بینی کیفیت آب برای مدیریت و تامین آب مورد نیاز مسئله ایست که در این کتاب سعی شده به آن پرداخته و راهکارهایی ارائه شود تا

آب رودخانه جاجرود که نقش حیاتی برای تامین آب قسمتی از تهران را دارد بتوان از آن با کیفیتی بهتر و مدیریتی بهبود یافته تر آب مورد نیاز را تأمین کرد.(پارامترهای کیفی آب رودخانه)

بخشی از کتاب

شبکه ایستگاه‌های هیدرومتری

برای دستیابی به وضعیت هیدرولوژیکی رودخانه جاجرود و اطلاعات میزان آبدهی این رودخانه و همچنین بررسی کیفیت آب آن مجموعا در حوزه آبریز رودخانه جاجرود و شاخه‌های آن 23 ایستگاه هیدرومتری تأسیس گردیده و در حال بهره‌مندی می‌باشند.

به منظور آشنایی و شناخت وضعیت ایستگاه‌های هیدرومتری موجود در این حوزه لیست کامل آنها در جدول شماره (3-5) ارائه گردیده است. همچنین در شکل شماره (3-3) نقشه شماتیک ایستگاه‌های هیدرومتری معرف رودخانه جاجرود نشان داده شده است.

لازم به ذکر است که از بین ایستگاه‌های نمونه‌برداری دو ایستگاه رودک و لتیان از آمار بدهی طولانی مدت و منظم تری برخوردارند و بررسی‌های به عمل آمده بیشتر بر داده‌های این دو ایستگاه استوار بوده است.

از آنجا که ایستگاه رودک قبل از سد لتیان واقع شده در بررسی نوسانات طبیعی آبدهی رودخانه بر آمار آبدهی این ایستگاه تأکید می‌شود.

زیرا ایستگاه لتیان در پائین دست سد لتیان قرار دارد و بنابراین این ایستگاه به علت نقش تنظیمی نمی‌تواند گویای رژیم طبیعی آبدهی رودخانه باشد.(پارامترهای کیفی آب رودخانه)

خواندن این کتاب برای چه افرادی ضروری ست

تمامی دانشجویان مرتبط با رشته های آب و آبشناسی