سمیه جنت رستمی؛ علی صلاحی
چکیده
سابقه و هدف: توزیع مکانی و دقت دادههای کیفی در مدیریت منابع آب زیرزمینی ضروری است. معمولا این دادهها از چاههای پایش جمعآوری میشود که به صورت مکانی در حوضه آبریز یا آبخوان مورد مطالعه توزیع شده است. در طراحی شبکه پایش، حداقل تعداد چاههای پایش با توزیع مکانی بهینه و مناسب از نظر اقتصادی مورد نیاز است. بنابراین نحوه توزیع ...
بیشتر
سابقه و هدف: توزیع مکانی و دقت دادههای کیفی در مدیریت منابع آب زیرزمینی ضروری است. معمولا این دادهها از چاههای پایش جمعآوری میشود که به صورت مکانی در حوضه آبریز یا آبخوان مورد مطالعه توزیع شده است. در طراحی شبکه پایش، حداقل تعداد چاههای پایش با توزیع مکانی بهینه و مناسب از نظر اقتصادی مورد نیاز است. بنابراین نحوه توزیع چاهها و تعداد آنها در طراحی شبکه پایش کیفی یکی از موارد مهم در بهینهسازی مسائل مربوط به آب زیرزمینی است. هدف از این مطالعه، یافتن شبکه پایش بهینه با حداقل تعداد چاهها در آبخوان دشت گیلان است، بهطوریکه، توزیع مکانی مناسبی از نظر پارامترهای کیفیت آب زیرزمینی داشته باشد. با توجه به اینکه یکی از مهمترین معیارهای کیفیت آب زیرزمینی شوری است که با پارامترهایی مانند کل جامدات محلول (TDS)، یون کلر (Cl) و هدایت الکتریکی (EC) اندازهگیری میشود، در این مطالعه پارامتر EC به عنوان پارامتر کیفی در طراحی شبکه پایش انتخاب گردید. مواد و روشها: برای جستجوی بهینه شبکه پایش کیفی از الگوریتم بهینهسازی ژنتیک (GA) استفاده شد. در این روش، یک شبکه ممکن از چاههای پایشی که در منطقه واقع شده است به عنوان یک کروموزوم در نظر گرفته میشود و هر چاه پایش، ژنهای کروموزوم هستند که با ساختار دودویی (صفر و یک) کدگذاری میشوند. در صورتیکه انتخاب شود یک و در غیر این صورت صفر خواهد بود. در این مطالعه همزمان دو تابع هدف متضاد حل میشود. هدف اول حداکثر کردن تطابق (برازش) بین توزیعهای EC محاسبه شده در شبکه پایش موجود و شبکه جدید است. که این تطابق با استفاده از کارایی مدل نش ساتکلیف ارزیابی میشود. هدف دوم نیز با در نظر گرفتن محدودیت مربوط به هزینه، حداقل کردن تعداد چاههای پایش در شبکه جدید ایجاد شده میباشد. این دو هدف در یک تابع هدف تعریف میشود که در آن ترکیبهای مختلفی از دو هدف با اعمال ضریب وزنی w مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج و بحث: نتایج ارزیابیها نشان داد که انتخاب جواب بهینه تا حد زیادی به تعیین ضریب وزنی w بستگی دارد. بنابراین باید مقدار w را با توجه به متعادلترین جواب انتخاب شود. متعادلترین جواب به این معناست که بین هزینه و پراکنش مکانی چاهها در منطقه یک رابطه قابل قبولی برقرار باشد. در ادامه، برای انتخاب بهترین جواب بهتر است علاوه بر استفاده از ضریب کارایی نش ساتکلیف از شاخصهای عملکرد دیگری مانند PBIAS، RMSE، ضریب رگرسیون و انحراف معیار نیز استفاده شود. به طور کلی، نتایج بدست آمده در این مطالعه با توجه به این شاخصها قابل قبول بوده است. همچنین، بررسی توزیع مکانی و مقایسه میانگین مقادیر EC مشاهده شده در منطقه و EC محاسبه شده در شبکه بهینه با توجه به همه چاههای پایش انتخاب شده نشان میدهد که مقادیر بهینهشده بزرگتر از میانگین مقادیر مشاهده شده در منطقه است. بنابراین به وضوح نتیجهگیری میشود که شبکه بهینهشده دادههای کیفی آب زیرزمینی مناطق آلودهتر را فراهم میکند. نتیجه گیری: نتایج نشان داد که کاربرد روش بهینهسازی به طور قابل ملاحظهای تعداد چاههای پایش را با توجه به توزیع مکانی مقادیر EC کاهش میدهد. علاوه بر این، شبکه پایش طوری طراحی شد که تعداد نقاط نمونهبرداری در مناطق با آلودگی کمتر، حذف شد و در مناطقی با آلودگی بیشتر، اضافه شد. در طراحی شبکه پایش کیفی آب زیرزمینی بهتر است به صورت دورهای بهینهسازی انجام شود، زیرا انتظار میرود کارایی شبکه پایش با اضافه شدن چاههای جدید به شبکه تغییر کند. ارزیابیهای پی در پی شبکه پایش به صورت هر چند سال یک بار، در تعیین ارزیابی درازمدت کیفیت آب زیرزمینی و عوامل موثر در آن کمک میکند که میتواند در برنامهریزی و اعمال روشهایی برای بهبود کیفیت آب زیرزمینی موثر باشد.
اسداله اکرم؛ مجید خانعلی؛ مهدیه محمدنیا گالشکلامی؛ هما حسین زاده بندبافها
چکیده
سابقه و هدف: توسعه پایدار ایجاب می کند که تأمین انرژی مورد نیاز بصورت پایدار، با هزینه ای قابل قبول و با کمترین اثرهای منفی اجتماعی و محیط زیستی صورت گیرد. بنابراین بهینهسازی مصرف انرژی و در نتیجه کاهش انتشار آلاینده های محیط زیستی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار میباشد. هدف از این پژوهش بررسی میزان مصرف انرژی و انتشار آلاینده ...
بیشتر
سابقه و هدف: توسعه پایدار ایجاب می کند که تأمین انرژی مورد نیاز بصورت پایدار، با هزینه ای قابل قبول و با کمترین اثرهای منفی اجتماعی و محیط زیستی صورت گیرد. بنابراین بهینهسازی مصرف انرژی و در نتیجه کاهش انتشار آلاینده های محیط زیستی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار میباشد. هدف از این پژوهش بررسی میزان مصرف انرژی و انتشار آلاینده ها و در نهایت بهینه سازی مصرف انرژی با استفاده از روش های مرسوم بهینه سازی از جمله تحلیل پوششی داده ها و الگوریتم ژنتیک با هدف کاهش انتشارات محیط زیستی در صنعت تولید کیک در استان گیلان بود. مواد و روش ها: با استفاده از مدل های تحلیل پوششی داده ها، واحدهای کارا و ناکارا در مصرف انرژی شناسایی شدند. براساس الگوی مصرف انرژی واحدهای کارا، الگوی مصرف بهینه انرژی برای دیگر واحدها بیان شد و ارزیابی محیط زیستی براساس الگوی بهینه انجام شد. درنهایت، با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک و با در نظر گرفتن دو تابع هدف بمنظور افزایش عملکرد و کاهش شاخص گرمایش جهانی، الگوی بهینه مصرف انرژی در دیگر واحدهای تولید کیک بیان شد. نتایج و بحث: نتایج این پژوهش نشان داد که میزان 260532.25 مگاژول انرژی برای تولید روزانه 4157.14 کیلوگرم کیک مصرف شده است. بیشترین سهم انرژی مصرفی به گاز طبیعی با 128582.1مگاژول اختصاص داشت. همچنین سنجه گرمایش جهانی برای تولید هر تن کیک kg CO2 eq.13099.49 تعیین شد. بر اساس نتایج تحلیل پوششی داده ها، از مجموع 21 واحد تولیدی کیک، 17 واحد براساس مدل بازگشت به مقیاس متغیر کارا شناخته شدند. براساس نتایج مدل های تحلیل پوششی دادهها، میزان کل انرژی موردنیاز در حالت مصرف بهینه نهاده ها، درصد صرفه‌جویی انرژی و کاهش سنجه گرمایش جهانی بترتیب برابر 254929.28 مگاژول در روز، 2.15 درصد و kg CO2 eq. 550.18 به ازای تولید یک تن کیک تعیین شدند. همچنین الگوی مصرف انرژی بیان شده توسط الگوریتم ژنتیک چند هدفه منجر به کاهش 36.30 درصدی در مصرف انرژی شد که بیشترین درصد صرفه جویی در انرژی مربوط به نیروی کارگری بود. بر اساس نتایج بهینه سازی چندهدفه، میزان گرمایش جهانی به ازای تولید یک تن کیک برابر kg CO2 eq. 10038.44 تعیین شد. نتیجه گیری: بهینهسازی چندهدفه با الگوریتم ژنتیک در مقایسه با بهینه سازی با تحلیل پوششی داده ها، منجر به کاهش بیشتر انرژی مصرفی، گرمایش جهانی، هزینه های تولید و بارهای محیط زیستی و همچنین افزایش بیشتر درآمد شد. بنابراین استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، راه را برای رسیدن به توسعه پایدار در صنعت تولید کیک و باقیماندن در عرصه رقابت با دیگر صنایع غذایی هموار خواهد کرد.
