بررسی رفتار لرزه ای تیر های پیوند لانه زنبوری

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

مهندسی عمران- سازه

عنوان:

بررسی رفتار لرزه ای تیر های پیوند لانه زنبوری

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 94  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

فهرست

1-1 مقدمه………………………………………. 2

شکل 1-3 عبور تاسیسات از داخل تیر لانه زنبوری………… 4

1-2 تاریخچهی تیرهای لانه زنبوری……………………. 4

1-3 کاربرد……………………………………… 4

1-4 پروسهی مساحت………………………………… 5

1-5 الگوی برش…………………………………… 7

1-6  روشهای تحلیل الاستیک تیرهای لانه زنبوری…………. 9

1-6-1 روشهای تقریبی دستی……………………….. 9

1-6-1-1 روش قیاس به تیر متعادل…………………………… 10

1-6-1-2 روش قیاس به خرپای ویرندیل………………………… 10

1-6-1-2-1 روش کامل……………………………… 10

1-6-1-2-2 روش ساده شده ویرندیل…………………… 12

1-6-1-2 روش قیاس به تیر جان گسترده معادل………………….. 16

1-6-1-3 قیاس به قاب…………………………………….. 19

1-6-2 روشهای تئوری الاستیسیته…………………………….. 21

1-6-2-1 روش تفاضلهای محدود………………………………. 21

1-6-2-2 روش تحلیل تنشها در جان با قیاس به گوهی معادل……….. 22

1-6-3 روشهای اجزاء محدود………………………. 22

1-6-3-1 تحلیل تنش واحدهای نمونه ایزوله شدهای از تیر با شرایط سر حدی مفروض      22

1-6-3-2 تحلیل به روش پاره سازهها…………………………. 24

1-7 صور گسیختگی………………………………… 24

1-7-1 مکانیزم ویرندیل یا برشی………………….. 25

1-7-2 مکانیزم خمشی……………………………. 26

1-7-3 گسیختگی برش جوش جان……………………… 26

1-7-4 ناپایداری تیر لانه زنبوری…………………. 27

1-7-4-1 کمانش پیچشی جانبی……………………………….. 28

1-7-4-2 کمانش موضعی…………………………………….. 29

1-7-4-2-1 کمانش جان تحت فشار مستقیم……………….. 29

1-7-4-2-2 لهیدگی جان……………………………. 29

1-7-4-2-3 کمانش جانبی پیچشی جان………………….. 29

1-7-4-2-4 کمانش ناحیهی جان تحت ترکیب فشار و برش صفحهای. 30

1-7-4-2-5 کمانش گوشهی سوراخها……………………. 30

1-7-4-2-6 کمانش مقطع T شکل……………………….. 31

1-7-4-2-6-1 کمانش موضعی بال یا مقطع T شکل تحت فشار…… 31

1-7-4-2-6-2 کمانش خمشی پیچشی ناحیهی T شکل………….. 32

1-8 روشهای تحلیل پلاستیک تیرهای لانه زنبوری…………. 32

1-8-1 آنالیز بر مبنای مکانیزم ویرندیل…………… 32

1-8-2 آنالیز بر مبنای مکانیزم تسلیم برشی………… 33

1-9 رواداریها………………………………….. 35

2-1 قاب های مهاربند شده واگر…………………….. 38

2-2 تاریخچه……………………………………. 39

2-3 نیرو های عمل کننده در تیر پیوند………………. 41

2-4 مکانیزم اتلاف انرژی درEBF………………………. 42

2-5 طراحی قسمت های مختلف تیر پیوند……………….. 44

3-1 کمانش جان تحت فشار مستقیم……………………. 46

3-1-1 مطالعات تئوری…………………………… 46

3-1-3 روابط ارائه شده توسط محققین………………. 47

3-1-4 روابط موجود در آییننامهها………………… 50

3-1-5 دلایل بررسی این مد کمانش………………….. 50

3-2 کمانش جانبی پیچشی جان……………………….. 51

3-2-1 مطالعات تئوری انجام شده………………….. 51

3-2-2 مطالعات تجربی…………………………… 60

3-2-3 روابط موجود در آییننامهها………………… 62

3-2-4 دلایل بررسی این مد کمانش………………….. 63

4-1 تدوین آزمایشات……………………………… 66

4-2 نحوه مونتاژ و ساخت تیر های پیوند لانه زنبوری……. 67

5-1 نتایج و بحث………………………………… 71

اشکال

شکل 1- 18 مکانیزم خمشی…………………………… 26

شکل 1-19 گسیختگی برش جوش جان……………………… 26

شکل 1-20 مکانیزم کمانش جانبی پیچشی جان…………….. 30

شکل 1-21 مکانیزم کمانش گوشه سوراخ ها………………. 31

شکل 1-22 نمودار اندرکنش نیروی برشی و لنگر خمشی……… 33

شکل 1-23 دیاگرام آزاد یک پانل میانی از تیر ساده شده ویرندیل    35

شکل1-24 رواداری در ساخت تیر لانه زنبوری…………….. 36

شکل 2-1 انواع مهار بند های واگرا…………………. 38

شکل2-2  توزیع نیروهای ایجاد شده در قابهای با مهار بند جانبی    42

شکل 2-3 تعادل استاتیکی تیر پیوند…………………. 42

شکل 3-4 مکانیزم اتلاف انرژی در قاب های مهار بند شده واگرا 43

شکل 2-5 تغییرات چرخش تیر پیوند با نسبت مختلف e/L……. 44

شکل 3-1  نمونه آزمایش شده توسط مالک……………….. 47

شکل 3-2 فرضیات بلاجت در مد اول کمانش………………. 48

شکل 3-3 فرضیات U.S.C  در مورد کمانش مود اول…………. 49

شکل 3-4 فرضیات بلاجت در مورد مود دوم کمانش…………. 52

شکل 3-6 اثر هر یک از نیروی برشی و لنگر خمشی در ناحیه جان 53

شکل 3-7 فرض رفتار گوه ای جان به یک تیر کنسولی……… 54

شکل 3-8 فرضیات رودوود و اگلان در مورد مود دوم کمانش…. 55

شکل 3- 9 نمودار خواص مواد فرض شده توسط ودوود………. 56

شکل 3-10 نمونه ای از نمودار بار کمانش……………… 57

شکل 5-1 پارگی کنجهای تیر پیوند ساخته شده از لانه زنبوری 72

شکل 5-2- تیر لانه زنبوری تحلیل شده به روش عددی در نرم افزار آباکوس   72

شکل 5-3- نمودار نیرو جابه جایی تیر پیوند ساخته شده از تیر لانه زنبوری……………………………………………… 72

شکل 5-4- نمونه های تیر پیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری که (A) نمونه اول با سخت کننده افقی (B) نمونه دوم با سخت کننده قطری (C) نمونه سوم با سخت کننده قائم…………………………………. 73

شکل 5-5- نمودار هیسترزیس برای تیرهای پیوند با (A) سخت کننده افقی (B)سخت کننده های قطری (C) سخت کننده های قائم…………….. 75

شکل 5-6- نمونه تیرپیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری که (A) تیر قبل از آزمایش (B) بعد از آزمایش (C) سوراخ لانه زنبوری و پارگی گوشه بعد از انجام آزمایش………………………………………… 75

شکل 5-7- نمودار هیسترزیس تیر پیوند پرشده با بتن……. 76

شکل 5-8- تشکیل مفصل پلاستیک در بال های تیر پیوند……. 77

شکل 5-9- نمودار هیسترزیس برای نمونه پنجم تیر پیوند ساخته شده از تیر لانه زنبوری………………………………………… 77

شکل 5-10- پلاستیک شدن بال و جان نمونه سوم…………… 78

شکل 5-11- نمودار هیسترزیس برای نمونه سوم…………… 78

شکل 5-12- تیر پیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری با مکانیزم دیوار برشی فولادی…………………………………………. 80

شکل 5-13 نمودار هیسترزیس نمونه ساخته شده با تیر لانه زنبوری و مکانیزم دیوار برشی فولادی……………………………….. 80

و......

پایان نامه مدل سازی حل مناقشات در بهره ­برداری تلفیقی آب ­های سطحی و زیرزمینی

پایان­نامه کارشناسی ارشد

مهندسی عمران – مهندسی آب

عنوان :

مدل سازی حل مناقشات در بهره ­برداری تلفیقی آب ­های سطحی و زیرزمینی

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 142  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات.

1-1- مقدمه.. 2

1-2- ضرورت انجام تحقیق.. 3

1-3- اهداف و دامنه­ی تحقیق……….. 3

1-4- روش­شناسی (متدلوژی) نیل به اهداف تحقیق.. 3

1-5- مشارکت علمی (نوآوری تحقیق).. 4

1-6- ساختارتحقیق…………….. 4

فصل دوم: بررسی سوابق مطالعاتی

2-1- مقدمه.. 6

2-2- مطالعات انجام گرفته در زمینه­ی حل اختلاف.. 6

2-2-1- حل اختلاف در بهره­برداری از آب­های سطحی.. 6

2-2-2- حل اختلاف در بهره­برداری از آب­های زیرزمینی.. 11

2-2-3- حل اختلاف در بهره­برداری تلفیقی از آب­های سطحی و زیرزمینی   12

2-3- جمع­بندی.. 13

فصل سوم: مواد و روش­های به کار رفته در تحقیق.

3-1- مقدمه.. 15

3-2- مدل­های بهینه­سازی.. 15

3-2-1- مدل­های بهینه­سازی تک­هدفه.. 15

3-2-2- مدل­های بهینه­سازی چندهدفه.. 17

3-3- مدل­های حل اختلاف.. 18

3-4- مدل شبیه­سازی سیستم.. 21

3-4-1- روش ماتریس پاسخ واحد.. 21

3-5- جمع­بندی.. 26

فصل چهارم: ساختار مدل­های شبیه­سازی سیستم و بهینه­سازی حل اختلاف

4-1- مقدمه.. 28

4-2- محاسبه­ی ماتریس پاسخ آبخوان.. 30

4-3- شبیه­سازی شرایط موجود.. 32

4-4- مدل بهینه­سازی.. 39

4-5- مقایسه­ی مقادیر کمبود در دو حالت شبیه­سازی- بهینه­سازی و بهینه­سازی   43

4-6- مدل حل اختلاف.. 44

4-6-1- معرفی توابع مطلوبیت.. 44

4-6-2- فرمول­بندی مدل حل اختلاف Nash. 47

4-6-3- فرمول­بندی مدل CR(I). 53

4-6-4- فرمول­بندی مدل CR(II). 56

4-6-5- مقادیر مطلوبیت­های تأمین نیاز حاصل از مدل­های حل اختلاف   59

4-6-6- مقایسه­ی نتایج مدل­های مختلف حل اختلاف.. 59

4-7- تخصیص آب با استفاده از رویکرد همکارانه.. 61

4-8- جمع­بندی.. 65

فصل پنجم: مطالعه­ی موردی

5-1- مقدمه.. 67

5-2- داده­های پایه.. 68

5-3- مدل بهینه­سازی سیستم.. 72

5-3-1- معرفی توابع مطلوبیت…….. 72

5-3-2- وزن نسبی شرکت­کنندگان.. 73

5-4- متدولوژی و ابزار حل مدل.. 74

5-4-1- نتایج حاصل.. 75

5-4-1-1- نتایج سال آبی 51-1350.. 75

5-4-1-2- نتایج سال آبی 67-1366.. 83

5-4-1-3- نتایج سال آبی 78-1377.. 89

5-4-2- مقایسه­ی نتایج مدل حل اختلاف Nash و مدل CR(II)….. 95

5-4-3- مسئله­ی تخصیص آب با رویکرد همکارانه در مورد سال آبی 51-1350   96

5-5- جمع­بندی.. 97

فصل ششم: نتایج و پیشنهادات

6-1- مقدمه.. 100

6-2- نتایج حاصل.. 100

6-3- پیشنهادات برای مطالعات آتی.. 102

فصل هفتم: مراجع

فهرست پیوست­ها

پیوست شماره یک- ضرایب پاسخ

پیوست شماره دو- آشنایی با نرم­افزار LINGO

پیوست شماره سه- آشنایی با نرم­افزار MODFLOW

فهرست اشکال

شکل ‏2‑1: منابع آب­های سطحی و منطقه کشاورزی آبخوان تهران.. 13

شکل ‏3‑1: فرم کلی تابع مطلوبیت ذوزنقه­ای [4].. 21

شکل ‏3‑2: مفهوم ضریب پاسخ برای منابع تحریک­کننده و تحریک شونده نقطه­ای[2].. 24

شکل ‏3‑3: پارامترهای یک سیستم آبخوان که می­تواند توسط MODFLOW شبیه­سازی شود [2].. 26

شکل ‏4‑1: بهره­برداری دو مصرف­کننده به صورت تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی.. 29

شکل ‏4‑2: نمای شماتیک سیستم فرضی در محیط نرم­افزار Visual MODFLOW… 31

شکل ‏4‑3: مقایسه­ی نتایج افت چاه 1 در LINGO و Visual MODFLOW… 31

شکل ‏4‑4: مقایسه­ی نتایج افت چاه 2 در LINGO و Visual MODFLOW… 32

شکل ‏4‑5: مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از شبیه­سازی وضع موجود برای مصرف­کننده­ی بالادست.. 37

شکل ‏4‑6: مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از شبیه­سازی وضع موجود برای مصرف­کننده­ی پایین­دست.. 37

شکل ‏4‑7: نتایج حاصل از شبیه­سازی وضع موجود.. 38

شکل ‏4‑8: مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل بهینه­سازی برای مصرف­کننده­ی بالادست.. 41

شکل ‏4‑9: مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل بهینه­سازی برای مصرف­کننده­ی پایین­دست.. 41

شکل ‏4‑10: نتایج حاصل از مدل بهینه­سازی.. 42

شکل ‏4‑11: مقایسه­ی مقادیر کمبود در دو مدل برای مصرف­کننده­ی بالادست   43

شکل ‏4‑12: مقایسه­ی مقادیر کمبود در دو مدل برای مصرف­کننده­ی پایین­دست   43

شکل ‏4‑13: نمودار تابع مطلوبیت تأمین نیاز آبی مصرف­کنندگان.. 45

شکل ‏4‑14: نمودار تابع مطلوبیت افت تراز آبخوان در محل چاه­ها   45

شکل ‏4‑15: نمودار تابع مطلوبیت تأمین نیاز زیست­محیطی.. 46

شکل ‏4‑16: نمودار تابع مطلوبیت مرتبط با هزینه­ی برداشت آب مصرف­کنندگان   46

شکل ‏4‑17: مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل بهینه­سازی Nash برای مصرف­کننده­ی بالادست.. 51

شکل ‏4‑18: مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل بهینه­سازی Nash برای مصرف­کننده­ی پایین­دست.. 51

شکل ‏4‑19: نتایج حاصل از مدل بهینه­سازی Nash. 52

شکل ‏4‑20:مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل CR(I) برای مصرف­کننده­ی بالادست.. 54

شکل ‏4‑21:مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل CR(I) برای مصرف­کننده­ی پایین­دست.. 54

شکل ‏4‑22: نتایج حاصل از مدل CR(I). 55

شکل ‏4‑23:مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل CR(II) برای مصرف­کننده­ی بالادست.. 57

شکل ‏4‑24: مقادیر تخصیص و کمبود حاصل از مدل CR(II) برای مصرف­کننده­ی پایین­دست.. 57

شکل ‏4‑25: نتایج حاصل از مدل CR(II). 58

شکل ‏4‑26: نتایج کمبودهای آبی مدلهای مختلف حل اختلاف برای بالادست رودخانه.. 60

شکل ‏4‑27: نتایج کمبودهای آبی مدل­های مختلف حل اختلاف برای پایین­دست رودخانه.. 60

شکل ‏4‑28: مقایسه­ی مقادیر کمبود آبی مصرف­کننده­ی بالادست قبل و بعد از همکاری.. 64

شکل ‏4‑29 : مقایسه­ی مقادیر کمبود آبی مصرف­کننده­ی پایین­دست قبل و بعد از همکاری.. 64

شکل ‏5‑1:موقعیت کلی منطقه­ی طرح و محدوده­ی مدل (آبخوان) در حوضه­ی آبریز ابهر [5].. 67

شکل ‏5‑2: نمودار جریان رودخانه­ی ابهر در سال­های آبی مختلف.. 68

شکل ‏5‑3: مقادیر مختلف نیازهای صنعت، شهری، کشاورزی.. 69

شکل ‏5‑4: موقعیت چاه­های موجود در منطقه.. 70

شکل ‏5‑5 : نمودار تابع مطلوبیت تأمین نیاز آبی مصرف­کنندگان.. 72

شکل ‏5‑6: نمودار تابع مطلوبیت افت تراز آبخوان در محل چاه­ها.. 72

شکل ‏5‑7 : نمودار تابع مطلوبیت تأمین نیاز زیست­محیطی رودخانه   73

شکل ‏5‑8: نمودارتابع مطلوبیت مرتبط با هزینه­ی برداشت آب مصرف­کنندگان   73

شکل ‏5‑9: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف شرب بالادست سال آبی 51-1350.. 76

شکل ‏5‑10: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف شرب پایین­دست سال آبی 51-1350.. 76

شکل ‏5‑11: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف صنعت بالادست سال آبی 51-1350.. 78

شکل ‏5‑12: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف صنعت پایین­دست سال آبی 51-1350.. 78

شکل ‏5‑13: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف کشاورزی بالادست سال آبی 51-1350.. 80

شکل ‏5‑14: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف کشاورزی پایین­دست سال آبی 51-1350.. 80

شکل ‏5‑15: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف شرب بالادست سال آبی 67-1366.. 84

شکل ‏5‑16: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف شرب پایین­دست سال آبی 67-1366.. 84

شکل ‏5‑17: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف صنعت بالادست سال آبی 67-1366.. 86

شکل ‏5‑18: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف صنعت پایین­دست سال آبی 67-1366.. 86

شکل ‏5‑19: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف کشاورزی بالادست سال آبی 67-1366.. 88

شکل ‏5‑20: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف کشاورزی پایین­دست سال آبی 67-1366.. 88

شکل ‏5‑21: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف شرب بالادست سال آبی 78-1377.. 90

شکل ‏5‑22: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف شرب پایین­دست سال آبی 78-1377.. 90

شکل ‏5‑23: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف صنعت بالادست سال آبی 78-1377.. 92

شکل ‏5‑24: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف صنعت پایین­دست سال آبی 78-1377.. 92

شکل ‏5‑25: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف کشاورزی بالادست سال آبی 78-1377.. 94

شکل ‏5‑26: نتایج تخصیص و کمبود حاصل از مدل برای مصرف کشاورزی پایین­دست سال آبی 78-1377.. 94

شکل ‏5‑27: مقایسه­ی نتایج برداشت از آب سطحی در دو مدل Nash و CR(II)  95

شکل ‏5‑28: مقایسه­ی نتایج برداشت از آب زیرزمینی در دو مدل Nash و CR(II)  96

فهرست جداول

جدول ‏4‑1: اطلاعات ورودی مسئله (مقادیر به میلیون متر مکعب).. 29

جدول ‏4‑2: ماتریس­های پاسخ چاه 1 و چاه 2.. 30

جدول ‏4‑3: مقادیر برداشت آب سطحی بالادست حاصل از شبیه­سازی در محیط Excel 33

جدول ‏4‑4: مقایسه­ی مقادیر برداشت و مقادیر کمبود دو مصرف­کننده (مقادیر به میلیون متر مکعب).. 36

جدول ‏4‑5: مقایسه­ی مقادیر برداشت و مقادیر کمبود دو مصرف­کننده (mcm)  40

جدول ‏4‑6: مقایسه­ی مقادیر برداشت و مقادیر کمبود دو مصرف­کننده (mcm)  50

جدول ‏4‑7: مقایسه­ی مقادیر برداشت و مقادیر کمبود دو مصرف­کننده (mcm)  53

جدول ‏4‑8: مقایسه­ی مقادیر تخصیص و مقادیر کمبود دو مصرف­کننده(mcm)  56

جدول ‏4‑9: مجموع مقادیر هزینه در مدل­های مختلف برای دو مصرف­کننده­ی بالادست و پایین­دست (تومان).. 58

جدول ‏4‑10: مقایسه­ی مقادیر مطلوبیت­های تأمین نیاز مصرف­کنندگان   59

جدول ‏4‑11: مقادیر رهاسازی آب در ماه­های مختلف.. 63

جدول ‏5‑1: جریان رودخانه ابهر در سال­های آبی مختلف (mcm).. 68

جدول ‏5‑2: مقادیر نیاز شهری، صنعت،کشاورزی و حقابه­های زیست­محیطی طرح (mcm). 69

جدول ‏5‑3: ماتریس پاسخ چاه 1.. 71

جدول ‏5‑4: مقادیر ضرایب برگشتی به آب سطحی و آب زیرزمینی.. 71

جدول ‏5‑5: مقادیر ضرایب برگشتی از مصارف مختلف.. 71

جدول ‏5‑6: مقادیر وزن نسبی شرکت­کنندگان در مطالعه­ی موردنظر.. 74

جدول ‏5‑7: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف شرب سال آبی 51-1350 (mcm). 75

جدول ‏5‑8: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف صنعت سال آبی 51-1350 (mcm). 77

جدول ‏5‑9: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف کشاورزی سال آبی 51-1350 (mcm). 79

جدول ‏5‑10: مقادیر جریان زیست­محیطی مربوط به بالادست و پایین­دست رودخانه سال آبی 51-1350.. 81

جدول ‏5‑11: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف شرب سال آبی 67-1366 (mcm). 83

جدول ‏5‑12: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف صنعت سال آبی 67-1366 (mcm). 85

جدول ‏5‑13: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف کشاورزی سال آبی 67-1366 (mcm). 87

جدول ‏5‑14: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف شرب سال آبی 78-1377 (mcm). 89

جدول ‏5‑15: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف صنعت سال آبی 78-1377 (mcm). 91

جدول ‏5‑16: مقادیر نیاز، تخصیص و کمبودهای آبی مربوط به مصرف کشاورزی سال آبی 78-1377 (mcm). 93

جدول ‏5‑17: مقادیر رهاسازی آب در ماههای مختلف.. 97

چکیده

وجود ذینفعان مختلف در بهره­برداری از سیستم­های منابع آب با اولویت­های متفاوت و معمولاً در تضاد، مناقشاتی را به وجود می­آورد که حل و رفع این مناقشات به خصوص در سالهای اخیر مورد توجه محققان بسیاری قرار گرفته است و راهکارهای متفاوتی برای حل این مشکل ارائه شده­ است. یکی از این روش­ها رویکرد حل اختلاف Nash می­باشد. در این پایان­نامه یک سیستم مرکب رودخانه-آبخوان که وظیفه­ی تأمین نیاز آبی دو منطقه­ی بالادست و پایین­دست را بر عهده دارد در نظر گرفته شده و وضعیت مناقشه­ی سیستم شبیه­سازی شده است. با استفاده از رویکرد Nash مسئله­ی حل مناقشه بین مصرف­کنندگان آب که از هر دو منبع آب سطحی و زیرزمینی استفاده می­کنند تحلیل گردیده و نتایج حاصل از آن با دو روش حل اختلاف دیگر مقایسه شده است. این مسئله با توجه به محدودیت­های موجود برای برداشت آب زیرزمینی (افت تراز آبخوان) 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 مسئله­ی بهینه­ی حاصل استفاده شده است. مطالعه­ی موردی، مناقشه­ی موجود در بین مصرف­کنندگان بخش­های مختلف شهری، صنعتی و کشاورزی دو منطقه­ی ابهر و خرمدره را که از منابع سطحی و زیرزمینی به صورت تلفیقی استفاده می­کنند در نظر دارد و از روبکرد حل اختلاف Nash برای بهبود این مناقشه استفاده می­کند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که مدل Nash    می­تواند 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.

-     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[35]. بر اساس گزارش جهانی آب جمعیت جهان در قرن اخیر سه برابر شده و به تناسب آن مصرف آب برای اهداف انسانی 6 برابر افزایش داشته است[36]. 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، می­تواند منجر به ایجاد مناقشات محلی، منطقه­ای و حتی در سطوح بین­المللی شود. مدیریت پیشرفته­­ی آب، حل مناقشات و همکاری می­تواند چنین مشکلاتی را بهبود بخشد چراکه روند حل مناقشات آب با استفاده از علوم حقوق، مهندسی، اقتصاد، زمین­شناسی و اقتصاد سیاسی قانونمند شده است[12].

حل موفق مناقشات ملی و بین­المللی 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 گروه­های درگیر بر پایه­ی تکنولوژی­ها و روش­های جدید می­تواند به مدیریت موثر منابع آب کمک کند و بدین وسیله کشمکش میان گروه­های درگیر در مسئله­ی آب را کاهش دهد[35].

از آنجایی که منابع آب سطحی پاسخگوی نیازهای کشاورزی، شرب و صنعتی نبوده و استفاده­ی بیش از حد از منابع آب زیرزمینی نیز سفره­های آب زیرزمینی کشور را با مشکلات متعددی مواجه ساخته است، لذا بهره­برداری تلفیقی از منابع آب سطحی و زیرزمینی، به عنوان راه­حلی مناسب در این زمینه مورد توجه قرار گرفته است[3]. امروزه مدیریت جامع منابع آب، با تأکید بر بهره­برداری مشترک یا تلفیقی از منابع آب­های سطحی و زیرزمینی، در دستور کار کلیه­ی سازمان­های بهره­برداری قرار گرفته است. توسعه­ی بهره­برداری از آب­های زیرزمینی در مقایسه با سدسازی دارای مزایای متعددی بوده و مشکلات به مراتب کمتری دارد. از این میان می­توان به هزینه­ی کمتر، عدم وجود مشکل رسوب و تبخیر، مشکلات کیفی کمتر، و عدم وجود مشکلات اجتماعی و فرهنگی اشاره نمود[10].

بهره­برداری تلفیقی منابع آب بالطبع اختلافات بین کاربران را بیشتر می­کند چراکه همواره تعاملاتی بین    آب­های سطحی و زیرزمینی وجود دارد و همچنین در بهره­برداری 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، مسئله­ی دیگری که به خصوص در بهره­برداری تلفیقی اهمیت بیشتری پیدا می­کند 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 ارائه­ی یک مدل مناسب، علاوه بر در نظر گرفتن منافع مصرف­کنندگان در برداشت از منابع آبی، مسائل دیگری همچون آبخوان­ها را که با توجه به برداشت بی­رویه و غیراصولی از چاه­ها با افت قابل­توجهی روبرو شده­اند و همچنین نیاز زیست­محیطی رودخانه که برای حفظ اکوسیستم امری ضروری می­باشد مورد توجه قرار دهد.

1-2-     ضرورت انجام تحقیق

امروزه بهره­برداری 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 ارائه­ی راه­حلی مناسب امری ضروری به نظر می­رسد. از آنجایی که در زمینه­ی بهره­برداری 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 می­تواند مفید واقع شود.

1-3-     اهداف و دامنه­ی تحقیق

این تحقیق تلاش دارد با ارائه یک مدل مناسب، علاوه بر در نظر گرفتن منافع مصرف­کنندگان در برداشت از منابع آبی، مسائل دیگری همچون آبخوان­ها را که با توجه به برداشت بی­رویه و غیراصولی از چاه­ها با افت قابل­توجهی روبرو شده­اند 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 3 دسته تقسیم­بندی کرد:

• تأمین حداکثر نیاز مصرف­کنندگان
• توجه به مسائل زیست­محیطی
• به حداقل رساندن افت آبخوان­ها

1-4-     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 مصرف­کننده­ی بالادست و پایین­دست می­باشد و از منابع آبی موجود به صورت تلفیقی بهره گرفته می­شود 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 مسئله­ی 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 استفاده از نرم­افزار Visual MODFLOW انجام شده است. نهایتاً برای اجرای مدل­های بهینه­سازی حل اختلاف از مدل LINGO استفاده شده است.

1-5-     مشارکت علمی (نوآوری تحقیق)

این تحقیق در نظر دارد با در نظر گرفتن یک سیستم مرکب رودخانه- آبخوان که در آن بهره­برداری از منابع آب به صورت تلفیقی انجام می­پذیرد، مناقشه­ی میان مصرف­کنندگان در بخش­های مختلف شرب، کشاورزی و صنعت را که در دو منطقه­­ی بالادست و پایین­دست دشت ابهر می­باشند را با استفاده از مدل حل اختلاف Nash حل کند. همانطور که قبلاً ذکر شد بحث حل اختلاف در برنامه­ریزی منابع آب سابقه­ی چندان زیادی ندارد و به خصوص در زمینه­ی بهره­برداری تلفیقی از منابع آب تحقیقات بسیار کمی صورت گرفته است، بدین منظور استفاده از روش Nash در حل مناقشه­ی این سیستم تلفیقی می­تواند نوآوری این تحقیق به حساب آید.

1-6-     ساختارتحقیق

مطالعه­ی حاضر در قالب 6 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 3 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، داده­ها و اطلاعات مورد نیاز اشاره می­شود و مدل حل اختلاف Nash در تخصیص آب بین دو منطقه در سه سال آبی مختلف به کار خواهد رفت. در فصل ششم نتیجه­گیری و پیشنهادات حاصل از تحقیق ارائه شده و در انتها مراجع مورد استفاده معرفی می­گردند.

و......