فصل اول: تعاریف، مفاهیم و قضایای مقدماتی

1-1.مفاهیم مقدماتی …………………………………………………………………………………2

1-2. پیوستگی هولدر …………………………………………………………………………………5

1-3. فضاهای باناخ و هیلبرت ………………………………………………………………………….6

1-4. فضاهای  ………………………………………………………………………………………..10

1-5. قضیه ی دیورژانس ……………………………………………………………………………….13

1-6. فضاهای سوبولف ……………………………………………………………………………….. 15

1-7. عملگرهای خطی ……………………………………………………………………………….. 18

1-8 . روش های حساب تغییرات …………………………………………………………………….22

فصل دوم: وجود یک جواب غیربدیهی برای مسئله ی p و q-لاپلاسین با غیرخطی مجانبی

2-1.نتایج اولیه …………………………………………………………………………………………31

2-2. چگونگی ساختار  ………………………………………………………………………………….37

2-3. وجود یک جواب غیر بدیهی ……………………………………………………………………….51

فصل سوم: بررسی همگرایی نقطه وار توابع در فضای  و فضاهای کلی تر

3-1. حالت   ………………………………………………………………………………………………65

3-2.حالت کلی ……………………………………………………………………………………………66

فصل چهارم: جواب های چندگانه برای مسئله ی  -لاپلاسین با نمای بحرانی سوبولف

4-1.نتایج اولیه ………………………………………………………………………………………………74

4-2. بررسی وجود جواب ………………………………………………………………………………89

منابع ……………………………………………………………………………………………………..96

 

 

واژه نامه انگلیسی به فارسی …………………………………………………………………….99

چکیده:

در این پایان نامه ابتدا به بررسی وجود یک جواب غیربدیهی برای مسأله بیضوی غیرخطی  نوع -لاپلاسین که به صورت

تعریف می شود، می پردازیم که در آن ، ،  ، زمانی که ،  به ثابت مثبت  میل می کند و .

برای دست یافتن به جواب این مسأله، به جمع آوری نتایجی در قالب چند لم می پردازیم و نتیجه ی اصلی خود را در قالب دو قضیه مطرح می کنیم و با تکیه بر نتایج به دست آمده به اثبات این قضیه ها می پردازیم.

در ادامه به بررسی وجود جواب های چندگانه برای مسأله ی بیضوی غیرخطی از نوع -لاپلاسین زیر، همراه با شرایط مرزی، در فضای سوبولف می پردازیم.

این مسأله به صورت

تعریف می شود که در آن  یک دامنه ی کراندار است ،  ،  نمای بحرانی سوبولف است و  است. می خواهیم ثابت کنیم که اگر داشته باشیم  آنگاه یک  وجود دارد طوری که برای هر  مسأله  دارای جواب است.

برای این منظور نتیجه ی اصلی خود را در قالب یک قضیه مطرح می نماییم سپس جهت اثبات این قضیه به جمع آوری برخی نتایج اولیه در قالب چند لم و یادآوری برخی مفاهیم از نظریه مینی ماکس می پردازیم.

پیشگفتار:

آنالیز یکی از مهم ترین و تواناترین شاخه های ریاضیات است که رهگشای بسیاری از مسائل ریاضی، فیزیک، مهندسی، مکانیک، مکانیک اتمی و کوانتومی جدید است. در این بین نقش معادلات دیفرانسیل در علوم دیگر انکار ناپذیر است، بدون تردید معادلات دیفرانسیل یکی از بخش های عمده ی ریاضیات است و با توجه به کاربرد ریاضیات و به خصوص معادلات دیفرانسیل در شناخت علوم دیگر و توجیه پدیده های علمی، این بخش از ریاضیات دانشمندان زیادی را مجذوب خود کرده است.

به دلیل کاربرد گسترده ی این شاخه از علم ریاضی در علوم طبیعی، کارهای اساسی روی برخی انواع معادلات انجام شده است. یکی از عملگرهای مرتبط با بسیاری از مسائل مربوط به معادلات دیفرانسیل، عملگر لاپلاسین می باشد که بسیاری از پدیده های فیزیکی و زیست شناسی و … توسط معادلات مرتبط با این عملگر مدل سازی می شوند.

این نوع معادلات در رده ی معادلات دیفرانسیل بیضوی همراه با شرایط مختلف مرزی قرار می گیرند که یکی از شاخه های بسیار کاربردی معادلات دیفرانسیل می باشد و همواره نظر بسیاری از دانشمندان علوم مختلف، به خصوص ریاضیدانان را به خود جلب کرده است.

تألیف کتب و مقالات متعدد پیرامون این موضوع که هم اینک با رشد فزاینده ای ادامه دارد، دلیل انکار ناپذیر این مدعاست.

فصل اول: تعاریف، مفاهیم و قضایای مقدماتی

مقدمه:

در این فصل مفاهیم پایه مورد نیاز را بیان نموده و در ادامه مروری گذرا بر فضاهای باناخ، هیلبرت، ، سوبولف و قضایای مرتبط به آن ها خواهیم داشت. شایان ذکر است که تمامی مطالب این فصل از کتب و مقالات معتبر گردآوری شده است(منابع [1]، [5]، [11] ، [13]، [23] ، [32] و … را ملاحظه کنید).

2-1- آنالیز عددی………………………………………………………………………………3

3-1- درونیابی………………………………………………………………………………….4

4-1- معادله دیفرانسیل……………………………………………………………………..4

5-1- ماتریس…………………………………………………………………………………..10

6-1- بسط تیلور…………………………………………………………………………….11

7-1- خطای برشی……………………………………………………………………………12

8-1- فانکشینال…………………………………………………………………………………12

9-1- معادله اویلر- لاگرانژ…………………………………………………………………….12

1 -10- حساب تغییرات………………………………………………………………………..13

فصل دوم: مروری بر پیشینه تحقیق

2-1-  مقدمه  …………………………………………………………………………………..29    

2-2- تاریخچه تعریف اسپلاین …………………………………………………………………30

2-3- تاریخچه به­ کارگیری اسپلاین در حل معادلات دیفرانسیل ……………………………32

2-4- تعریف اسپلاین ریاضی……………………………………………………………………34

2-5- تابع اسپلاین غیرچندجمله­ای درجه سه……………………………………………..35

فصل سوم: تجزیه و تحلیل اسپلاین غیرچندجمله­ای درجه پنجم

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………….42

3-2- تابع اسپلاین درجه پنجم غیرچندجمله­ای……………………………………………..43

3-3- حل عددی معادله مرتبه دوم…………………………………………………………….49

3-4- آنالیز همگرایی……………………………………………………………………………56

3-5- محاسبه خطا……………………………………………………………………………..62

فصل چهارم: نتایج عددی

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………..67

4-2- حل عددی مسئله حساب تغییرات……………………………………………………..68

4-3- مثال­هایی از حساب تغییرات…………………………………………………………….68

4-4- نتیجه ­گیری………………………………………………………………………………..83

منابع………………………………………………………………………………………………84

چکیده:

 

 

در این پایان نامه یک مسئله حساب تغییرات با بهره گرفتن از معادله اویلر-لاگرانژ تبدیل به مسئله مقدار مرزی می­ شود و سپس این مسئله مقدار مرزی با بهره گرفتن از اسپلاین غیر چند جمله‌ای كه به درجه پنجم تقلیل می‌یابد، حل می­ شود  و یک روش عددی از مرتبه شش بدست می ­آید و همگرایی روش نیز بحث شده است و مثالهای عددی ارائه گردیده است که شامل مطالب زیر است:

در فصل اول به ارائه تعاریف وتاریخچه مسئله حساب تغییرات پرداخته شده وهمچنین چگونگی بوجود آمدن مسئله مقدار مرزی از حساب تغییرات بررسی شده است و نیز مثالهایی از این نوع مسائل آورده شده است.

در فصل دوم تاریخچه تعریف اسپلاین و تاریخچه به­ کارگیری اسپلاین در حل معادلات دیفرانسیل بحث شده و همچنین روابط سازگار اسپلاین مثلثاتی که به اسپلاین درجه سوم تقلیل می­یابد آورده شده است.

در فصل سوم موضوع اصلی تحقیق که یافتن رابطه اسپلاین غیر­چند­جمله­ای كه به درجه پنجم تقلیل می‌یابد، محاسبه خطا و آنالیز همگرایی روش می­باشد بررسی شده است.

در فصل چهارم با بهره گرفتن از روابط بدست آمده در فصل سوم به حل عددی مسئله حساب تغییرات پرداخته و نتایج عددی آورده شده و بالاخره نتایج و پیشنهاداتی آورده شده که می ­تواند مورد استفاده پژوهشگران  قرار گیرد.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

فصل حاضر به ارائه تعاریف و مفاهیمی می‌پردازد که در سراسر تحقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند. ابتدا تعاریفی از آنالیز عددی[1] و درونیابی[2] ارائه می‌شود. سپس تعاریفی از معادلات دیفرانسیل[3] که به جهت تجزیه و تحلیل مسائل حساب تغییرات[4] به این عرصه وارد شده‌اند، صورت خواهند گرفت و به دنبال آن انواع ماتریس‌ها[5] مطالعه می‌شود. بعد از آن به مسئله حساب تغییرات و حل مثالهایی از این نوع مسئله، پرداخته می‌شود.

فصل دوم به مروری در خصوص تاریخچه و پیشینه‌ای از تحقیقات صورت گرفته اختصاص دارد. همچنین تاریخچه به کارگیری اسپلاین[6] در حل معادلات دیفرانسیل معرفی می‌گردد و در آخر تابع اسپلاین درجه سه غیرچند جمله‌ای[7] شرح داده می‌شود.

در فصل سوم ابتدا به تجزیه و تحلیل تابع اسپلاین درجه پنجم[8] غیرچندجمله‌ای پرداخته می‌شود و فرمول اسپلاین درجه پنجم غیرچندجمله‌ای به دست می‌آید و پس از آن آنالیز همگرایی[9] روش بحث می‌شود و سپس به محاسبه خطای[10] این نوع اسپلاین پرداخته می‌شود.

در نهایت، فصل آخر هم به حل عددی مسئله حساب تغییرات پرداخته می‌شود و همچنین برخی منابع به جهت مطالعه موضوعات مرتبط با تحقیق ارائه می‌شود که می‌تواند کمکی به شروع تحقیقات آینده باشد.

مطالب این فصل با توجه به منابع شماره33،30،21،19،14،13،12،11،10،9،8،7،6،5،3،2،1 ارائه شده است.

2-1- آنالیز عددی

آنالیز عددی الگوریتم حل مسئله در ریاضیات پیوسته (ریاضیاتی که بعد از ریاضیات گسسته است) را مورد مطالعه قرار می‌دهد. آنالیز عددی اساسا به مسائل مربوط به متغیرهای حقیقی و متغیرهای مختلط و نیز جبر خطی عددی به علاوه حل معادلات دیفرانسیل و دیگر مسائلی که از فیزیک و مهندسی مشتق می‌شود، می‌پردازد. تعدادی از مسائل در ریاضیات پیوسته دقیقاّ با یک الگوریتم حل می‌شوند که به روش‌های مستقیم حل مسئله معروف‌اند. برای مثال روش حذف گاوسی برای حل دستگاه معادلات خطی است و نیز روش سیمپلکس در برنامه ریزی خطی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ولی روش مستقیم برای حل خیلی از مسائل وجود ندارد و ممکن است از روش های دیگر مانند روش تکرارشونده استفاده شود. چون این روش می‌تواند در یافتن جواب مسئله موثرتر باشد.

تخمین خطاهای موجود در حل مسائل از مهمترین قسمت‌های آنالیز عددی است. این خطاها در روش‌های تکرارشونده وجود دارد. چون به هر حال جوابهای تقریبی بدست آمده با جواب دقیق مسئله، اختلاف دارد و یا وقتی که از روش های مستقیم برای حل مسئله استفاده می‌شود خطاهایی ناشی از گرد کردن اعداد بوجود می‌آید. در آنالیز عددی می‌توان مقدار خطا را در خود روش که برای حل مسئله به کار می‌رود، تخمین زد.

الگوریتم‌های موجود در آنالیز عددی برای حل بسیاری از مسائل موجود در علوم پایه و رشته‌های مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال از این الگوریتم‌ها در طراحی بناهایی مانند پل ها، در طراحی هواپیما، در پیش بینی آب و هوا، تهیه نقشه‌های جوی از زمین، تجزیه و تحلیل ساختار مولکول‌ها، پیدا کردن مخازن نفت، استفاده می‌شود. همچنین اکثر ابر رایانه‌ها به طور مداوم براساس الگوریتم‌های آنالیز عددی برنامه‌ریزی می‌شوند. به طور کلی، آنالیز عددی از نتایج عملی حاصل از اجرای محاسبات برای پیدا کردن روش‌های جدید برای تجزیه و تحلیل مسائل، استفاده می‌کند.

3-1- درونیابی

در آنالیز عددی، درونیابی یک روش ساختن نقاط فرض شده جدید از یک مجموعه مجزا از نقاط داده شده معلوم است. یک مسئله متفاوت که تقریباّ مربوط به درونیابی است، تقریبی از یک تابع پیچیده توسط یک تابع ساده است. انواع مختلفی از درونیابی در ریاضیات وجود دارد. برای مثال: درونیابی ثابت تکه‌ای[1]، درونیابی خطی[2]، درونیابی چندجمله‌ای[3]، درونیابی اسپلاین[4]، درونیابی بوسیله فرایند گاوس.

1-3-1- درونیابی اسپلاین

درونیابی اسپلاین از چندجمله‌ای درجه پایین در هر بازه استفاده می‌کند و قطعه‌های چندجمله‌ای انتخاب می‌کند بطوریکه آنها، با همدیگر به طور یکنواخت متناسب باشند.

4-1- معادله دیفرانسیل

هر رابطه بین متغیر تابع و مشتقات متغیر تابع نسبت به متغیر یا متغیرهای مستقل را یک معادله دیفرانسیل می‌نامند.

1-4-1- معادله دیفرانسیل معمولی

اگر یک معادله دیفرانسیل فقط یک متغیر تابع و یک متغیر مستقل داشته باشد، معادله دیفرانسیل را معمولی گویند. بنابراین فرم کلی یک معادله دیفرانسیل معمولی به صورت زیر است:

2-4-1- مسئله مقدار مرزی مرتبه دوم

معادله دیفرانسیل مرتبه دوم ،  ، با شرایط مرزی  را مسئله مقدار مرزی مرتبه دوم می‌نامیم.

[1] -Piecewise constant interpolation

[2] -Linear interpolation

[3] – Polynomial interpolation

[4] – Spline interpolation

[1]- Numerical Analysis

[2]- Interpolation

[3] – Differential equation

[4]- Calculus variation problems

[5]- Matrix

فهرست  شکلها…………………………………………….. ج

فهرست جدولها……………………………………………… چ

چکیده …………………………………………………………ح

مقدمه………………………………………………………… 1

فصل اول………………………………………………………. 3

مسئله تخصیص سهم به تامین­ کننده…………………….. 4

1-1  جریان مواد……………………………………………… 5

1-2 : انواع سیستمها………………………………………. 6

1-3 : مسائل تصمیم­گیری………………………………….. 6

1-4 : معیارهای تصمیم­گیری……………………………….. 6

1-5 : مخارج سیستمهای انبار ………………………………7

1-6 مدلسازی سیستمهای تصادفی تک­دورهای………….. 8

1-7 مدل مسئله تخصیص سهم به تامین­ کننده………….. 9

1-7-1 نشانه­ها و نمادها…………………………………….. 9

1-7-2 مدل پیشنهادی مسئله…………………………….. 10

1-7-3 روش حل مدل پیشنهادی…………………………… 12

فصل دوم……………………………………………………… 14

متاهیوریستیک………………………………………………. 15

2-1  الگوریتم ژنتیک (GA)…………………………………… 15

2-1-1  مزایای الگوریتم ژنتیک……………………………… 16

2-1-2  طرح کلی از GA پیشنهادی………………………… 17

2-2  روش شبیه سازی تبریدSA……………………………

2-2-1: مقایسه  با پدیده ­های فیزیکی……………………. 28

2-2-2- روش کار الگوریتم شبیه سازی تبرید……………… 29

2-2-3 : همگرایی الگوریتم انجماد تدریجی……………….. 31

2-2-4 طرح کلی از SA پیشنهادی………………………….. 32

2-2-5 : اجزای الگوریتم شبیه سازی تبرید………………… 33

2-2-6  انتخاب پارامترهای برنامه انجماد…………………… 35

فصل سوم………………………………………………………39

3-1  ارائه­ مثالهای عددی…………………………………….. 40

3-2  نحوه کدگذاری با توجه به نمادهای مدل پیشنهادی….43

3-3 نتایج حاصل از حل مثالها……………………………….. 46

3-4 الگوریتم ژنتیک در متلب…………………………………. 49

3-5 الگوریتم شبیه سازی تبرید در متلب…………………… 50

3-6 مقایسه الگوریتم ژنتیک و تبرید تدریجی………………. 51

3-6-1  آزمون تی نمونه های مستقل………………………. 52

3-7 نتیجه گیری کلی…………………………………………. 53

3-8 پیشنهادهای ادامه­ کار…………………………………… 54

پیوستها …………………………………………………………55

پیوست 1……………………………………………………….. 56

پیوست 2……………………………………………………….. 57

واژه­نامه انگلیسی به فارسی……………………………….. 58

فهرست مراجع………………………………………………… 62

چکیده:

 

 

یکی از موضوعات جالب توجه در مدیریت زنجیره تامین، مدیریت عرضه است که به­ طورکلی مربوط به فعالیت­های مربوط به تامین­کنندگان ازقبیل توانمند سازی، ارزیابی مشارکت و … است. هدف اصلی از ارزیابی تامین­ کنندگان کالا، تعیین سهمیه مطلوب اختصاص داده شده به­هر تامین­کننده کالا در هنگام سفارش ­دادن خریداران می­باشد.

در این پایان نامه یک مدل چندهدفه پیشنهاد می­ شود که در آن هزینه­ های خرید، واحدهای مرجوع شده و تاخیر در تحویل واحدها به حداقل و نمره کل به­دست آمده از فرایند ارزیابی تامین­کننده کالا به حداکثر برسد. فرض می­کنیم که خریدار، محصولات متعددی از تعدادی تامین­کننده از پیش تعیین شده تهیه می­ کند. تقاضای خرید، تصادفی با توزیع احتمال پواسون برحسب قیمت هر نوع محصول می­با­شد. همچنین فرض ا­صلی این­است که قیمت­ های تامین ­کننده کالا به­ صورت خطی وابسته به اندازه سفارش هر محصول است. از آنجا که تقاضا تصادفی است، خریدار ممکن است علاوه بر هزینه­ خرید منظم، متحمل هزینه­ های نگه­داری و کمبودکالا نیز بشود.

ما به­ کمک روش معروف متریکL-1 برای حل مساله ارزیابی تامین­کننده کالا از دو الگوریتم ابتکاری GA وSA  استفاده می­کنیم.

مقدمه:

در دهه گذشته، مدیران به اهمیت نقش زنجیره تأمین[1] SCM  در ارزش­آفرینی شرکت­ها پی­برده­اند. اسمیچی لوی و همکاران (2004) SCM  [2] را به­عنوان مجموعه ­ای از روش­های مورد استفاده برای ادغام موثر تامین­کنندگان، انبارها و فروشگاه­ها تعریف می­ کند به­ طوریکه برای به­حداقل رساندن سیستم گسترده­ی هزینه­ها، کالا در مقادیر مناسب تولید شود و به مکان مناسب برده و در زمان مناسب توزیع شود، در حالی­که خدمات مورد نیاز در سطح رضایت بخش باشد [3]. فعالیت خرید به­­عنوان یک قابلیت رقابتی یکی از مهمترین فعالیت­های زنجیره تامین است. با توجه به نقش تعیین ­کننده­ تامین­کنندگان در کیفیت محصول نهایی و نهایتا رضایت مشتری، سازمان­ها عملکرد تامین­کنندگان خود را به­صورت دوره­ای ارزیابی می­نمایند. از آنجا که ادبیات در انتخاب تامین­کننده کالا گسترده است ما مسئله­ اختصاص سهمیه تامین­کننده را روی مواردی که در تکنیک­های مدل­های تصمیم ­گیری چند­هدفه MODM  [3] استفاده می­ شود مختص می­کنیم. درحال حاضر تحقیقات در این زمینه به بخش­های زیر تقسیم می­ شود:

– مدل­های برنامه ­ریزی ریاضی فقط با یک تابع هدف: با توجه به مدل­های با یک تابع هدف، قدسی­پور و ا برایان(2001) [4]یک مدل برنامه ­ریزی غیرخطی عدد صحیح مختلط را به­منظور حل مسئله­ چندهدفه منابع برای به­حداقل رساندن هزینه کل خرید سالانه فرموله کردند [4].

-مدل­های برنامه ­ریزی ریاضی با دو تابع هدف، مینیمم کردن هزینه و ماکزیمم کردن سود: ونتورا و مندوزا (2008)[5] یک روش دو مرحله­ ای برای مسئله انتخاب تامین­کننده کالا و تخصیص مقدار سفارش به­ طور هم­زمان ارائه کردند. چه و وانگ (2008)[6] یک الگوریتم پایه ژنتیک و مفاخری و همکاران(2011)، برنامه ­ریزی پویا چندهدفه­ی­دو مرحله­ ای  برای آن پیشنهاد کردند و جعفری و همکاران (2011) یک مدل عدد صحیح مختلط دو هدفه برای مینیمم کردن مجموع هزینه­ها و ماکزیمم کردن بازده کل ارائه کردند [5-8].

– مدل­های با حداقل سه تابع هدف، به­حداقل رساندن هزینه، اقلام تاخیری و واحدهای مرجوع شده: کارپاک و همکاران(2001)[7]   یک مدل برنامه ­ریزی هدف برای مسئله ارزیابی و انتخاب تامین­کنندگان با سه هدف شامل هزینه،کیفیت و توانایی تحویل پیشنهاد کردند. فضل­اله­پور و همکاران (2011)، رضایی و داوودی(2011)، سیف­برقی و اسفندیاری (2011) نیز از جمله کسانی هستند که در این مورد پژوهش کردند [9-12].

– مدل­های فازی که با ابهام و عدم دقت در داده های ورودی مانند تقاضا و ظرفیت مواجه می­شوند: عمید و همکاران (2006)[8] و کومار و همکاران (2006)[9] مدل­های برنامه ­ریزی چند­هدفه فازی ارائه کردند [13و14].

– مدل­هایی با انواع مختلف تخفیف­های تامین­کنندگان، با توجه به پیچیدگی مسئله از الگوریتم ابتکاری برای حل آن استفاده شده­است: معقول و رزمی(2009)، محمد ابراهیم (2009) و کمالی و همکاران (2011) در این زمینه تحقیق کردند [15-17].

– مدل­های با عدم قطعیت تقاضا، ظرفیت و غیره: لی و زابینسکی[10](2011) و ژانگ و ژانگ[11] (2011) یک مسئله انتخاب تامین­کننده کالا، تک­محصول، تک­هدفه و مسئله خرید تحت تقاضای تصادفی را بیان کردند. هدف به حداقل رساندن انتخاب، خرید، نگه­داری و هزینه­ های کمبود برای انتخاب تامین­کنندگان و تخصیص مقدار سفارش می باشد [18و19].

در این پایان­ نامه فرض می­کنیم، خریداری که محصولات مختلف را از تعدادی تامین­کننده­ از پیش تعیین شده فراهم می­ کند، با تقاضای تصادفی و توزیع احتمال پواسون مواجه است. از آنجا که تقاضا تصادفی است خریدار با هزینه­ های کمبود و نگهداری کالا، علاوه بر هزینه خرید به­ طور معمول، مواجه می­ شود. هم­چنین فرض کرده­ایم که قصد خریدار جای­گذاری مینیمم مقدار سفارش برای هر تامین­کننده است. نیاز چنین فرضی این­است که خریدار مایل به حفظ همکاری مستمر با تامین­کنندگان انتخاب­شده باشد. لذا قیمت ارائه شده برای هر تامین­کننده کالا به­صورت خطی وابسته به اندازه سفارش هر محصول است.کاستا و الیویرا [12](2001) استراتژی­ های تکاملی مانند الگوریتم ژنتیک (GA) و شببیه سازی تبرید (SA) را به­عنوان بهترین الگوریتم برای حل مسائل برنامه ­ریزی صحیح غیرخطی   [13]NIPمعرفی کردند[20]. در فصل اول با معیارهای تصمیم ­گیری و نمادها و فرمول­بندی مسئله آشنا می­شویم. در فصل­ دو به بررسی الگوریتم­های راه­حل پرداخته و در فصل سه به­منظور بررسی مدل و ارزیابی عملکرد روش­های پیشنهاد شده، مثال­هایی ارائه و نتایج حاصل از حل آنها مقایسه می­ شود.

فصل اول: مفاهیم اولیه

معیارهای تصمیم گیری، نمادها و ارائه­ مدل

مسئله تخصیص سهم به تامین­ کننده:

برای آشنایی بیشتر با اهمیت مسئله تخصیص سهم به تا­مین­کننده، ابتدا به ذکر چند تعریف می­پردازیم.

– زنجیره تامین: تمام فعالیت‌هاى مرتبط با جریان و تبدیل كالاها از مرحله ماده خام (استخراج) تا تحویل كالاى نهایى به مصرف­كننده نهایى و نیز جریان‌هاى اطلاعاتى مرتبط با آنها را شامل مى‌شود. 

– مدیریت زنجیره تامین: یكپارچه سازى فعالیت‌هاى زنجیره تامین و نیز جریان‌هاى اطلاعاتى مرتبط با آن، از طریق بهبود و هماهنگ سازى فعالیت‌ها در زنجیره تامین از جمله موجودی و ترابری، تولید و عرضه محصول، براى دستیابى به مزیت رقابتى قابل اتكا و دائمی می باشد، تا بهترین تركیب ممكن از پاسخ­دهی و كارایی برای بازاری كه آن را تغذیه می كند به­دست آید.

– تامین ­كننده: تامین­کننده كسی است كه بخشی از كالاها یا خدمات موردنیاز یک سازمان را درجهت تولید محصول یا ارائه خدمت به مشتری تامین می­كند.

برای پیاده­ سازی مدیریت زنجیره­ی تامین موانعی وجود دارد که عبارتند از:

– تعدد مراكز تصمیم ­گیرى

– عدم اطمینان زنجیره تامین از پیش ­بینی تقاضا

– عدم اطمینان زنجیره تامین از زمان­های تحویل

– عدم هماهنگی یک بخش شركت با دیگر بخش­ها

– تغییرات نامنظم در سفارشات

که اهمیت تعیین و تخصیص سهم به تامین­کننده را بیشتر می­ کند.

تغییرات بسیار سریعی که در سرتاسر بازارهای جهانی اتفاق می­افتد، به طور اساسی روشی را که مدیران به محیطشان می­نگریستند، تغییر داده است. یکی از حوزه هایی که مدیران توجه خود را بیشتر به آن معطوف کرده ­اند، مدیریت منبع­یابی و خرید است.

سازمان باید اطمینان یابد كه خرید انجام شده با الزامات و نیازمندی­های خرید انطباق دارد. نوع و گستره­ی كنترل اعمال شده بر تامین كننده و اقلام/مواد و تجهیزات خریداری شده بر مراحل بعدی پدیدآوری محصول یا بر محصول نهایی بستگی دارد. سازمان باید تامین­كنندگان را بر پایه توانایی آنان در تامین اقلام/مواد و تجهیزات/خدمات بر طبق الزامات سازمان ارزیابی و انتخاب كند. معیارهای انتخاب، ارزیابی و ارزیابی مجدد باید تعیین گردد.

در دهه اخیر، مدیریت خرید، در زنجیره تأمین چالشی برای عمده­ی شرکت­ها بوده است و دست­یابی به یک سطح رقابتی جهانی در زمینه تأمین، به یک نیاز اساسی تبدیل شده است. در بیشتر صنایع هزینه مواد خام (و قطعات(، هزینه اصلی محصول نهایی را تشکیل می­دهند. بنابراین، دپارتمان خرید می ­تواند نقش کلیدی در کارایی و اثربخشی یک سازمان ایفا کند، زیرا می ­تواند اثر مستقیمی روی کاهش هزینه، سودآوری و انعطاف پذیری شرکت داشته باشد. بدون تردید، مهمترین و حساس­ترین مرحله در فرایند خرید هر سازمان، ارزیابی و انتخاب تأمین­کنندگان به­منظور اختصاص سهم مناسب است. اهمیت انتخاب تأمین­کننده از این حقیقت ناشی می­ شود که آنها تأمین منابع را تعهد می­ کنند، درحالی­که به طور هم­زمان بر فعالیت­هایی، از قبیل مدیریت موجودی، برنامه ­ریزی و کنترل تولید، الزامات جریان وجوه نقد و کیفیت محصول نیز اثر می­گذارند.

در این بخش برای آشنایی با مسئله و مدل مربوط به آن، به مقدماتی در ارتباط با سیستم­های مختلف و معیارهای تصمیم ­گیری در آنها ، برگرفته از منبع [1] پرداخته می­ شود.

1-1- جریان مواد

موسسه­های تولیدی، مواد اولیه و قطعاتی را تهیه و تا زمان نیاز انبار می­ کنند. تهیه و مدیریت انبار اقلام مربوطه را “تدارک” می­نامیم. این عمل(تدارک)، مواد ورودی بخش تولید را تامین می­ کند. بخش “تولید” با پردازش­های لازم روی مواد اولیه و قطعات، تولیدات خود را  تامین می­ کند. کالای تکمیل شده ممکن است در کنار مرکز تولید یا انبارهای محلی نگه­داری شود. در هر حال کنترل کمیت آنها بخشی از وظایف”توزیع” است.

سه مشخصه جریان مواد مورد توجه مدیریت تولید قرار می­گیرد:

– کیفیت

– کمیت زمانی

– مخارج

منظور ازکیفیت، میزان انطباق خصوصیات تولید بر خصوصیات تعیین شده قبلی می­باشد. منظور ازکمیت زمانی، حجم مواد پردازش شده در هر دوره زمانی و منظور از مخارج، بهای کلیه منابع و امکانات به ­کار گرفته برای تولید کالا  می­باشد.

2-1- انواع سیستم ها

به طور کلی چهار نوع سیستم جریان مواد را می­توان برشمرد:

سیستم تولید پیوسته که انواع محدودی کالای مشابه در حجم زیاد و بطور دائم تولید می­ کند.

سیستم تولید منقطع که حجم زیادی از یک نوع کالا تولید و سپس تولید کالای دیگری شروع می­ شود.

سیستم پروژه­ای که یک یا چند نوع کالا اغلب فقط برای یک مرتبه تولید می­ کند.

سیستم انبار محض که پردازشی روی مواد صورت نمی­گیرد و فقط کالایی تهیه و به متقاضیان تحویل می­ شود.

ازآنجا که مسئله اختصاص سهم به تامین ­کننده به سیستم­های انبار مربوط می­باشد به تشریح معیارهای تصمیم ­گیری مربوط به سیستم­های انبار می­پردازیم.

[1] Supply chain management

[2] Smichi-Levi et al

[3] Multi_objective decision making

[4] O’Brien

[5] Ventura &Mendoza

[6] Wang &Che

[7] Karpak

[8] Amid

فهرست مطالب:

چکیده ……………………………………………………………………………………………   6

1    تعاریف ، مفاهیم و قضایای مقدماتی……………………………………………………..   7

1 تعریف و مفاهیم مقدماتی ……………………………………………………………………. 8

2 فضاهای باناخ و هیلبرت ………………………………………………………………………. 15

3 قضایا و تعاریفی از آنالیز غیرخطی و فضاهای سوبولف………………………………….. 26

2    بررسی شرطهای وجود جواب برای دستگاه های بیضوی تکین ………………………   35

1 مقدمات …………………………………………………………………………………………. 36

2 لم های کمکی  ……………………………………………………………………………….   44

3    بررسی وجود بی نهایت جواب برای دستگاه های بیضوی تکین ………………………   47

قضیه اصلی ………………………………………………………………………………………..   94

منابع ……………………………………………………………………………………………..    100

 

 

واژه نامه فارسی به انگلیسی ……………………………………………………………..   105

چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………….  113

چکیده:

در این پایان نامه دستگاه معادلات بیضوی تکین و تباهیده به فرم زیر را در نظر می گیریم

 (1. 1)                     

که در آن  یک دامنه کراندار با مرز هموار  می باشد  و توابع  که  برای . و نیز  بوده و همچنین توابع وزن  برای  . توابع   توابع وزن هستند اما توابع   توابع وزن قابل تغییر علامت می باشندو همچنین .

با بهره گرفتن از انواع روش های تغییراتی مثل روش مسیر کوهی، اصل تغییراتی ایکلند، اصل تغییراتی کلارک، نابرابری نیرنبرگ و…وجود تعداد نامتناهی جواب برای دستگاه (1. 1) را در یک فضای سوبولف وزن دار ثابت می کنیم.

فصل اول: تعاریف، مفاهیم و قضایای مقدماتی

مقدمه:

در این فصل به معرفی مفاهیم ابتدایی که در سرتاسر این پایان نامه مورد استفاده قرار می گیرند، می پردازیم. ابتدا معادلات دیفرانسیل جزیی و برخی کاربردهای آن را معرفی می کنیم، و مروری گذرا بر فضاهای باناخ، هیلبرت،  و سوبولف و قضایای مرتبط به آنها خواهیم داشت و سپس عملگر بیضوی را تعریف می نماییم.

1-1- تعاریف و مفاهیم مقدماتی

تعریف 1. 1. 1 (معادله دیفرانسیل ):

هر معادله شامل یک متغیر وابسته و مشتقاتش نسبت به یک متغیر مستقل را معادله دیفرانسیل گویند. معادلات دیفرانسیل کاربرد زیادی در ریاضیات، فیزیک، مهندسی، اقتصاد و بسیاری از زمینه های دیگر علوم دارند.

تعریف 1. 1. 2 (معادله دیفرانسیل جزیی ):

  هر رابطه بین متغیرهای مستقل  و متغیر تابع  و مشتقات متغیر تابع نسبت به متغیرهای مستقل را یک معادله دیفرانسیل جزئی گویند. اگر  یک تابع چند متغیره باشد، مشتق مرتبه  نسبت به مولفه ی  را به صورت  نشان می دهیم.

هرگاه بزرگترین مرتبه مشتق ظاهر شده  باشد ، معادله دیفرانسیل از مرتبه  است. معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی را با علامت اختصاری PDE  نشان می دهند.

تعریف 1. 1. 3 (دامنه ):

فرض کنیم  فضای اقلیدسی – بعدی  با نقاط  که  باشد. در این صورت  را یک دامنه گوییم هرگاه باز و همبند باشد.

چکیده:

به منظور مطالعات دقیق بیواستراتیگرافی و لیتواستراتیگرافی سازندکژدمی در ناحیه زون ایذه، پنج برش سطح الارضی (بترتیب از شمال غرب به جنوب شرق) شامل یال جنوبی تاقدیس پیون، یال شمالی تاقدیس منگشت، یال شمالی تاقدیس بنگستان، یال شمالی تاقدیس میش و یال جنوبی تاقدیس آنه، انتخاب و مورد مطالعه دقیق قرار گرفته است.

در طی این بررسی ها 1100 مقطع نازك مربوط به نمونه های سنگی سازند کژدمی، قسمت های رأسی سازند داریان و قسمت های قاعده ای سازند سروك، آماده سازی و مورد مطالعه قرار گرفت. سازند کژدمی در برش های  پیون، منگشت، بنگستان، میش و آنه بترتیب 5/152 ، 4/107 ، 3/263 ، 1/172 و 1/210  متر ضخامت دارد و مجموعه فسیلی موجود در این سازند، سن آپسین پیشین/ میانی تا آلبین پسین – آلبین انتهایی (Vraconnian) را نشان می دهد. مرز سازندهای داریان و کژدمی در برش های پیون، بنگستان و آنه به صورت همشیب، قاطع و پیوسته و در برش های منگشت و میش این مرز منطبق با مرز آپسین و آلبین و به صورت همشیب، قاطع و ناپیوسته می باشد.

در مطالعات ماکروپالئونتولوژی تعداد 21 گونه متعلق به 15 جنس از بی مهرگان (مربوط به 4 رده) مورد شناسایی و در مطالعات میکرواستراتیگرافی تعداد 103 گونه ی روزن دار متعلق به 51 جنس و 11 گونه غیرروزن دار متعلق با 9 جنس مورد شناسایی قرار گرفت که با کمک از آنها در مطالعات بایواستراتیگرافی، 4 زون زیستی (Interval Zone)، یک زیر زون زیستی (interval subzone)، یک زیرزون زیستی فراوانی (acme subzone) و یک زیرزون زیستی محدوده حضور (range subzone) در برش پیون، دو زون زیستی (Interval Zone)، سه زون زیستی تجمعی (assemblage zone) و یک زیرزون تجمعی (assemblage subzone) در برش منگشت، 7 زون زیستی (Interval Zone)، 3 زون زیستی محدوده حضور (Total and Partial range Zone)، دو زون زیستی تجمعی (assemblage zone)، 2 زیر زون زیستی (range subzone)، یک زیرزون زیستی فراوانی (acme subzone) در برش بنگستان، 7 زون زیستی (Interval Zone)، یک زون زیستی تجمعی (assemblage zone)، یک زیر زون زیستی تجمعی (assemblage subzone) و یک زیر زون زیستی فراوانی (acme Subzone) در برش میش و 3 زون زیستی (Interval Zone)، یک زون زیستی تجمعی (assemblage zone)، دو زیرزون زیستی فراوانی (acme subzone) و یک زیر زون زیستی تجمعی (assemblage subzone) در برش کوه آنه تعریف و تعیین گردیدند که سنی را از آپسین پیشین/ میانی تا سنومانین پسین تعیین کردند.

در مطالعات ایزوتوپی از 35 نمونه از زمینه میکرایتی سنگ های آهکی آلبین و سنومانین پیشین متعلق به کوه پیون، آنالیزهای ایزوتوپی اکسیژن و کربن بعمل آمد که مقادیر ایزوتوپ اکسیژن و کربن، نمایانگر قرار گیری  آنها در نزدیكی محدودة آراگونیتی سازند ایلام و محدوده آراگونیتی سازند مزدوران می باشد، همچنین تغییرات ایزوتوپ اکسیژن نمونه های مورد مطالعه، بمراتب کمتر از مقادیر ایزوتوپ کربن بوده و این بیانگر تاثیر دیاژنز جوی یا متائوریکی در نمونه‎های مورد مطالعه بود.

در نمودار ایزوتوپ کربن 13 در برش پیون نیز، سیر منفی این نمودار در سازند کژدمی برش پیون و مقارن با نهشته شدن شیل های آهکی خاکستری تیره دارای رادیولر و روزن داران پلانکتونی و بخصوص بروز شیفت Heterohelix، نمایانگر وقوع حادثه بی هوازی اقیانوسی مربوط به قاعده آلبین پسین در این برش می باشد. شواهد مربوط به بروز این حوادث بی هوازی اقیانوسی در طی آپسین پسین تا آلبین پسین در سایر برش های مورد مطالعه نیز مورد بررسی قرار گرفت.  

همچنین در این مطالعه، مرزهای کرونواستراتیگرافی واقع در محدوده برش های مورد مطالعه، و تأثیر فازهای اواخر آپسین و فاز اتریشین مربوط به اواخر آلبین مورد مطالعه قرار گرفت که نشان دهنده شدت عملکرد بیشتر فاز اواخر آپسین در این برش ها بود، بطوریکه عملکرد این فاز باعث نبود چینه شناسی آلبین پیشین در برش های مورد مطالعه فوق گردیده بود.

فصل اول: کلیات

١- 1- حدود و موقعیت جغرافیایی مقاطع سطح الارضی مورد مطالعه

در این مطالعه، سازند کژدمی در 5 برش واقع در تاقدیس های پیون، منگشت، بنگستان، میش و آنه که همگی در زون ایذه واقع هستند، مورد بررسی قرار گرفت. در شکل 1-1 نقشه موقعیت زون ایذه در ناحیه دزفول و در اشکال2-1 و 3-1 موقعیت تاقدیس های ذکرشده در این زون دیده می شود.

١-١- الف:حدود و موقعیت جغرافیایی تاقدیس پیون و برش قلعه کژدمک

تاقدیس پیون در 1٠ كیلومتری شمال شرقی شهرستان ایذه در استان خوزستان، در جنوب تاقدیس های کمستان و مافارون، شرق ساختمان پرسیاه و

 شمال غربی منگشت و کوه سفید قرار دارد. (شكل 4-1). مختصات جغرافیایی این تاقدیس در دستگاه لامبرت در جدول a1 مشخص است. 

این تاقدیس به علت تأثیر گسل ایذه محوری شدیداً سینوسی دارد و ابعاد آن در رخنمون سطحی ایلام و سروک طول 39 و عرض 5/4 تا 7 کیلومتر است. شیب یال شمالی آن 30 تا 70 و در یال جنوبی 25 تا 55 درجه است. تاقدیس پیون تاقدیسی نامتقارن و دارای یک کوهان است که ارتفاع بلندترین نقطه ساختمان 2134 متر از سطح دریا و ارتفاع بلندترین نقطه ساختمان بر روی قدیمی ترین رخنمون (سازند فهلیان)، 914 متر از سطح دریا می باشد. سازندهای دارای رخنمون از قدیم به جدید در این ساختمان عبارتند از: سورمه، فهلیان، داریان، کژدمی، سروک، ایلام، گورپی، پابده و آسماری.

در جنوب و جنوب غرب این ساختمان، تراستی به طول 15 کیلومتر، آزیموت 120 درجه و با شیب کلی شمال- شمال غرب قرار دارد.

برش قلعه کژدمک در یال جنوبی تاقدیس پیون و در 8 کیلومتری شمال شرق شهرستان ایذه قرار دارد. برای دسترسی به این مقطع پس از طی حدود 5 کیلومتر در مسیرجاده ایذه به اصفهان، به سه راهی روستای پرچستان رسیده و در سمت شمالی جاده مذكور، جاده ای به سمت روستای پرچستان گورویی جدا می شود که این جاده پس از 5 كیلومتر به روستای مذکور منتهی می شود. برش مورد مطالعه در شمال این روستا واقع است (اشكال 4-1 و برش شماره 1 در شکل 5-1).

1-1-ب: ویژگی های جغرافیایی و آب و هوای منطقه ایذه:

شهرستان ایذه در استان خوزستان، در 31 درجه و 50 دقیقه پهنای شمالی و 49 درجه و 52 دقیقه درازای خاوری نسبت به گرینویچ و ارتفاعی معادل 835 متر از سطح دریا واقع شده است .ایذه از نظر آب و هوایی یکی از خنك ترین شهرهای استان خوزستان است كه علت آن را می توان قرار گرفتن این شهر در دشتی وسیع در دامنه رشته كوه زاگرس و بارش برف در برخی نقاط مرتفع مشرف بر شهر و نیز وجود وسیع ترین پوشش جنگلی استان خوزستان (180000 هكتار) در این منطقه دانست. دمای شهر ایذه در زمستان گاهی به زیر صفر درجه سانتی گراد می رسد و میانگین آن در فصل تابستان 30 درجه سانتی گـــراد است. میانگین بارش سالیانه در ایذه 700 تا 800 میلیمتر می باشد.

١-2- حدود و موقعیت جغرافیایی تاقدیس منگشت

تاقدیس منگشت تاقدیسی نامتقارن است که در1٠ كیلومتری جنوب شهرستان دهدز در استان خوزستان قرار دارد (شكل6-1). مختصات جغرافیایی این تاقدیس در جدول b1 مشاهده می‌شود. این تاقدیس در جنوب تاقدیس های گره، کوه سفید، لپه، غرب تاقدیس بادامستان، جنوب شرقی تاقدیس پیون، شمال تاقدیس های داله، سرطل و هفت چشمه، شرق تاقدیس های ابوالعباس و فلاش و همچنین در 25 کیلومتری شرق تا جنوب شرقی شهرستان ایذه و 40 کیلومتری غرب تا جنوب غربی شهرستان لردگان قرار دارد. ابعاد آن در رخنمون سطحی سازند آسماری طول 75 و عرض 15 کیلومتر است. شیب عمومی ساختمان در یال شمالی آن 50 و در یال جنوبی آن 40 درجه است. تاقــدیس منگشت تاقدیسی نامتقارن است که ارتفاع بلندترین نقطه ساختمان از دیدگاه توپوگرافی 3550  متر از سطح دریا و ارتفاع بلندترین نقطه ساختمان از دیدگاه ساختمانی بر روی قدیمی ترین رخنمون (سازند فهلیان)، 2850 متر از سطح دریا است. سازندهای دارای رخنمون از قدیم به جدید در این ساختمان عبارتند از: گروه خامی، کژدمی، سروک، ایلام، گورپی، پابده و آسماری و همچنین گروه بنگستان در این تاقدیس بیشترین سطح رخنمون را داراست. گسل های مهم و در ارتباط با تاقدیس در جدول c1 آورده شده است. رودخانه کارون نیز به موازات آن و از شمال این تاقدیس می گذرد.

١-2-الف: حدود و موقعیت جغرافیایی برش سطح الارضی چماء (یال شمالی تاقدیس منگشت)

برای رسیدن به این برش می توان از جاده اصلی باغملک به صیدون استفاده نمود. پس از طی حدود 30 کیلومتر در این جاده به شهر صیدون می رسیم. با گذر حدود 5 کیلومتر از این شهر به سه راهی امامزاده عبدالله می رسیم. به سمت شمال سه راهی مذکور در طی یک جاده آسفالته پرپیچ و خم و مرتفع ادامه مسیر داده و پس از طی حدود 15 کیلومتر به امامزاده عبدالله می رسیم. و بعد از آن با طی مسیر حدود 30 کیلومتر به سمت شمال شرق و در طی یک راه خاکی (در انتهای مسیر سنگلاخی)  به منطقه چماء می رسیم. در فاصله این منطقه تا برش مورد مطالعه فاصله حدود 1500 متری (به سمت شمال) وجود دارد که با طی پیاده این مسیر، به برش مورد نظر می رسیم (برش شماره 2 درشکل 5-1).

1-2-ب: ویژگی های جغرافیایی و آب و هوای منطقه باغملک و صیدون:

شهرستان باغملک در استان خوزستان، در31 درجه و 31 دقیقه­ پهنای شمالی و 49 درجه و 50 دقیقه­ درازای خاوری نسبت به نصف­النهار گرینویچ، و در یک منطقه­ کوهستانی از سلسله جبال زاگرس واقع شده است این شهر در دامنه کوه بارنگون واقع شده و نام های دیگر آن انشان و اوربه ایلامی ‌است. این شهرستان تقریباً در شرق استان خوزستان واقع شده و ارتفاع مرکزی شهر ۹۱۷ متر از سطح دریا می‌باشدکه از شمال­ به شهرستان ایذه، از جنوب­ و جنوب شرقی به استان کهگیلویه ­و بویراحمد و از غرب به شهرستان هفتکل محدود می­ شود. شهر صیدون در فاصله 30 کیلومتری جنوب شرقی این شهرستان قرار دارد. شهرستان باغملک دارای آب و هوایی معتدل و سرد در زمستان و تقریباً خنک و سرد کوهستانی در تابستان می‌باشد به همین دلیل در تابستان بسیاری از جمعیت استان خوزستان از این منطقه دیدن می‌کنند، به ویژه منطقه زیارتی چون رباط در بخش ابوالعباس و منطقه شاه منگشت، منطقه‌ای کوهستانی در 15 کیلومتری شهر صیدون که به دلیل وجود مرقد امامزاده عبدالله و دریاچه کوچک، باغ‌های بسیار بزرگ، چشمه‌های آب سرد و از همه مهم‌تر آب وهوای خنک مهم‌ترین منطقه توریستی در این شهرستان می‌باشد. میانگین دمای سالانه آن 27 درجه سانتی گراد و میزان بارش سالانه آن نیز  450 میلی متر می باشد.

١-3- حدود و موقعیت جغرافیایی تاقدیس بنگستان

تاقدیس بنگستان در 25 كیلو متری شمال غربی شهرستان بهبهان و ١٤٠ كیلومتری شمال

خاوری اهواز واقع است. این تاقدیس در ناحیه جنوب غربی زون ایذه، در شمال شرقی میدان پارسی و بین ساختمان های خویز و منصورآباد در جنوب، کیان و پرنج در جنوب غربی، پارسی و کرنج در غرب، ماماتین و شاردین در شمال غرب و کوه سولک یا سفید در شمال  واقع شده است (شکل7-1).  مختصات جغرافیایی این تاقدیس در جدول d1 آورده شده است.

ابعاد این تاقدیس در رخنمون سطحی سازند سروک طول 70 تا 75 و عرض 4 تا 8 کیلومتر می باشد. محور تاقدیس دارای روند شمال غرب- جنوب شرق بوده و شیب آن در یال شمال شرقی 57  و در یال جنوب غربی50 درجه است. تاقدیس بنگستان تاقدیسی متقارن و دارای یک کوهان اصلی و سه كوهان مركزی فرسایش یافته است. عمده ترین رخنمونهای آن متعلق به سازند سروک است و در آن سازندهای داریان، کژدمی، سروک، گورپی، پابده، آسماری و گچساران از قدیم به جدید رخنمون دارند. ارتفاع بلندترین نقطه ساختمان بر روی سازند سروک 2375 متر از سطح دریا می باشد. رودخانه مارون نیز از انتهای جنوب شرقی این تاقدیس عبور می نماید.

مجاورت این تاقدیس با میادین نفتیِ دارای نفت و گاز در سازندهای آسماری، سروک و ایلام وگروه خامی، اهمیت مطالعه این سازندها را در این تاقدیس دو چندان ساخته است. در جدول e1 میادین مجاور این تاقدیس که دارای هیدروکربور هستند مشاهده می شود.

ضمن اینکه چاه بنگستان-1 در این تاقدیس و با هدف افق دهرم حفاری شد ولی به علت پیچیدگی های تکتونیکی و تکرار طبقات به علت عملکرد گسل های ساختمانی در سازندهای نیریز و دشتک، و میزان هرزروی بالا در سازندهای گرو و گوتنیا، حفاری این چاه با موفقیت همراه نبود. بر روی این ساختمان و در نزدیکی آن نیز آثار هیدروکربور مشاهده شده است که در جدول f1 مشاهده می شود.

١-3-الف: حدود و موقعیت جغرافیایی برش تنگ ماغر (یال شمالی تاقدیس بنگستان)

فصل اول: کلیات پژوهش……………………………………………. 1

1- 1 مقدمه………………………………………………………….. 2

1 – 1 – 1  فلزات سنگین………………………………………….. 3

1 – 1 – 2 فلزات واسطه‌ی سرب، روی و کادمیوم……………….. 3

1 – 1 – 3 توزیع فلزات سنگین در محیط………………………….. 4

1 – 1 – 4 چرخه‌ی طبیعی عناصر…………………………………. 4

1 – 1 – 5 چرخه‌های انسانزاد…………………………………….. 5

1 – 1 – 6 سرب…………………………………………………….. 5

1 – 1 – 6 – 1 سرب در خاک……………………………………… 7

1 – 1 – 6 – 2 سرب در آب………………………………………… 9

1 – 1 – 7 روی…………………………………………………….. 10

1 – 1 – 7 – 1 روی در خاک……………………………………… 12

1 – 1 – 7 – 2 روی در آب………………………………………… 13

1 – 2 بیان مسئله و اهداف تحقیق…………………………….. 14

1 – 3 تاریخچه‌ مطالعات پیشین………………………………. 15

1 – 3 – 1 مطالعات پیشین منطقه مورد مطالعه………………. 15

1 – 3 – 2 مطالعات مشابه در سایر نقاط ایران………………… 16

1 – 3 – 3 مطالعات مشابه در سایر کشورها …………………..17

فصل دوم: زمین شناسی منطقه……………………………….. 20

2 – 1 موقعیت جغرافیایی منطقه………………………………… 21

2 – 2 کلیات زمین شناسی……………………………………… 22

2 – 2 – 1 ماگماتیسم……………………………………………… 24

2 – 2 – 2 تکتونیک…………………………………………………. 25

2 – 2 – 2 – 1 گسل‌های مهم منطقه…………………………….26

2 – 2– 3 چینه شناسی منطقه…………………………………. 27

2 – 2 –  3 – 1 واحدهای تریاس بالایی – ژوراسیک…………… 27

2 –  2 – 3 – 2 واحدهای کرتاسه‌ی زیرین………………………. 27

2 –  3 کانه زایی در منطقه………………………………………. 30

فصل سوم: مواد و روش ها………………………………………. 33

3 – 1 مقدمه……………………………………………………….. 34

3 – 2 مطالعات تکمیلی…………………………………………… 34

3 – 2- 1 نمونه برداری…………………………………………….. 34

3 – 2- 1 – 1 نمونه برداری خاک…………………………………. 34

3 – 2- 1 – 2 نمونه برداری آب…………………………………….. 37

3 – 2 – 2 مطالعات آزمایشگاهی………………………………… 38

3 – 2 – 2 – 1 مطالعات آزمایشگاهی نمونه‌های خاک………… 38

3 – 2 – 2 – 1 – 1 تعیین بافت خاک……………………………… 38

3 – 2 – 2 – 1 – 2 تعیین pH خاک……………………………….. 39

3 – 2 – 2 – 1 – 3 تعیین EC خاک……………………………….. 39

3 – 2 – 2 – 1 – 4 تعیین مواد آلی خاک………………………… 39

3 – 2 – 2 – 1 – 5 تعیین کربنات کلسیم معادل………………… 40

3 – 2 – 2 – 1 – 6 تعیین اکسیدهای آزاد آهن، آلومینیوم و منگنز…41

3 – 2 – 2 – 1 – 7 استخراج ترتیبی……………………………… 42

3 – 2 – 2 – 1 – 8 هضم خاک و تعیین فلزات سنگین…………..44

3 – 2 – 2 – 2 مطالعات آزمایشگاهی آب……………………….. 44

3 – 3 – 3 آنالیز نتایج و پردازش داده ها…………………………. 45

فصل چهارم: نتایج و بحث خاک…………………………………… 46

4 – 1 بررسی نتایج حاصل از تجزیه و اندازه گیری نمونه‌های خاک…..47

4 – 1 – 1 مقدمه………………………………………………….. 47

4 – 1 – 2 نتایج آنالیز عنصری (AAS) نمونه‌های خاک…………. 47

4 – 1 –  2 – 1 نسبت تمرکز عناصر در خاک……………………. 49

 

 

4 – 1 – 3 نتایج آنالیز استخراج ترتیبی………………………….. 51

4 – 1 – 4 تعیین خصوصیات خاک ها…………………………….. 54

4 – 1 – 4 – 1 تعیین بافت…………………………………………… 54

4 – 1 – 4 – 2 EC و   pHخاک………………………………………. 57

4 – 1 – 4 – 3 کربنات معادل و ماده آلی…………………………… 57

4 – 1 – 4 – 4 اکسیدهای آزاد آهن، آلومینیوم و منگنز…………. 59

4 – 2 بررسی آلودگی خاک منطقه……………………………….. 61

4 – 2 – 1 مقدمه…………………………………………………….. 61

4 – 2 – 2 بررسی مقادیر عناصر سرب، روی و کادمیوم در نمونه ها…62

4 – 2 – 2 – 1 عنصر سرب (Pb)……………………………………. 62

4 – 2 – 2 – 2 عنصر روی (Zn)……………………………………… 62

4 – 2 – 2 – 3 عنصر کادمیوم……………………………………….. 63

4 – 2 – 3 محاسبه‌ی شاخص‌ها…………………………………… 63

4 – 2 – 3– 1  شاخص زمین انباشت (Igeo)…………………….. 63

4 – 2 – 3– 2  فاکتور غنی شدگی (EF)………………………….. 66

4 – 2 – 3– 2- 1 غنی شدگی سرب………………………………. 68

4 – 2 – 3– 2- 2 غنی شدگی روی………………………………… 68

4 – 2 – 3 – 3 شاخص آلودگی مجموع فلزات (MCI)…………….. 69

4 – 2 –  3– 4  فاکتور آلودگی………………………………………. 71

4 – 2 – 3 – 5 شاخص تجمعی آلودگی (MCd)…………………….74

4 – 2 – 3 – 6  تعیین گونه‌ی عناصر بر اساس استخراج ترتیبی انتخابی….74

4 – 2 – 3 – 6 – 1 نتایج حاصل از استخراج ترتیبی سرب………. 75

4 – 2 – 3 – 6 – 2 نتایج حاصل از استخراج ترتیبی روی………… 77

4 – 2 – 3 – 6 – 3 نتایج حاصل از استخراج ترتیبی کادمیوم……. 78

4 – 2 – 1 – 6 – 4 تحرک کادمیوم، سرب و روی در خاک‌های منطقه…79

4- 2 –  3 – 7 ماتریس همبستگی پارامترهای خاک…………….. 80

فصل پنجم: نتایج و بحث آب………………………………………… 81

5 – 1 بررسی نتایج حاصل از تجزیه و اندازه گیری نمونه‌های آب…82

5 – 1 – 1 مقدمه…………………………………………………….. 82

5 – 1 – 2 بررسی پارامترهای صحرایی pH، EC، TDS و دما در منابع آب منطقه….82

5 – 1 – 2 – 1 هدایت الکتریکی (EC)……………………………… 83

5 – 1 – 2 – 2  اسیدیته (pH)………………………………………. 84

5 – 1 – 2 – 3  دما ……………………………………………………84

5 – 1 – 2 – 4 مجموع مواد محلول1 (TDSC)……………………… 84

5 – 1 – 3 اندازه گیری آنیون‌ها و کاتیون‌های اصلی آب…………… 85

5 – 1 – 3 – 1 درصد خطا یا درصد واکنش………………………….. 85

5 – 1 – 3 – 2 آنیون‌های اصلی منطقه…………………………….. 86

5 – 1 – 3 – 3 کاتیون‌های اصلی منطقه…………………………… 88

5 – 1 – 4 اندازه گیری فلزات سنگین در منابع آب منطقه……….. 89

5 – 2  تعیین کیفیت آب‌های منطقه……………………………….. 91

5 – 2 – 1 تعیین کیفیت آب از نظر مصارف آشامیدنی و تیپ آب‌های منطقه…91

5 – 2 – 1 – 1 نمودار شولر و کیفیت آب آشامیدنی……………….91

5 – 2 – 1 – 2 نمودار پایپر و تعیین تیپ آب‌های منطقه………….. 92

5  – 2 – 2 تعیین کیفیت آب از نظر مصارف کشاورزی……………. 93

5 – 2 – 2 – 1 نسبت جذب سدیم (SAR)………………………… 93

5 – 2 – 2 – 2 درصد سدیم ((Na%……………………………….

5 – 2 –  2 – 3 سدیم کربنات باقی مانده (RSC)………………… 97

5 – 2 – 2 – 4 درصد سدیم محلول (SSP) …………………………97

5 – 2 – 2 – 5 نسبت منیزیم (MR)……………………………….. 98

5 – 2 – 2 – 6 بی‌کربنات سدیم باقی مانده (RSBC)…………… 99

5 – 2 – 2 – 7 سختی کل (TH)………………………………….. 100

5 – 2 – 2 – 8 شاخص نفوذ پذیری (PI)…………………………. 101

5 – 2 – 2 – 9 شاخص کلروآلکالین (CAI)………………………. 102

5 – 2 – 2 – 10 شاخص Kelley…………………………………..

5 – 2 – 3 آلودگی فلزی در آب‌های منطقه…………………….. 103

5 – 2 – 3 – 1 شاخص فلزی (MI)………………………………. 104

5 – 2 – 3 – 2 شاخص آلودگی فلزات سنگین (HPI)………….. 105

5 – 2 – 4 ماتریس همبستگی پارامترهای اندازه گیری شده….106

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات……………………….. 108

آلودگی خاک منطقه………………………………………………. 109

آلودگی آب منطقه…………………………………………………..111

پیشنهادات………………………………………………………… 112

منابع و مآخذ……………………………………………………… 113

چکیده:

 معدن ایرانکوه در رشته کوه ایرانکوه در 20 کیلومتری جنوب غربی شهر اصفهان و در طول جغرافیایی ´32 ˚51 تا ´45 ˚51 و عرض جغرافیایی  ´28 ˚ 32 تا ´37 ˚32 قرار دارد. رخنمون سنگی غالب منطقه سنگ‌های کربناته به سن کرتاسه است که دربردارنده ماده معدنی نیز می‌باشد. در مجاورت این معدن دشت لنجان واقع است که از نظر کشاورزی حائز اهمیت بوده و بخش مهمی از محصولات کشاورزی مصرفی منطقه و گاهأ شهر اصفهان از آن تأمین می‌شود. بررسی‌های خاک‌های داخل معدن و سد باطله‌ی قدیم و جدید آلودگی بیش از حد این خاک‌ها به فلزات سنگین را نشان می‌داد. در آزمایشات خاک دشت لنجان مشاهده گردید که با افزایش فاصله از معدن از میزان آلودگی خاک به مقدار بسیار زیادی کاسته شده است که علت آن نیز عدم تحرک فلزات سنگین در خاک‌های منطقه می‌باشد. از جمله علل عدم تحرک این فلزات در خاک‌ها می‌توان به pH خنثی منطقه، بافت ریزدانه خاک‌ها و به دام افتادن فلزات سنگین در فازهای اکسیدی، آلی و رسی اشاره کرد. در بررسی‌های آب منطقه با اندازه گیری آنیون‌ها و کاتیون‌ها و نیز اسیدیته و هدایت الکتریکی، ارزیابی‌های کیفیت آب جهت مصارف آبیاری و شرب انجام شد که در این بررسی‌ها مشخص گردید آب‌های دشت از نوع سدیم کلره بوده و از این نظر برای آبیاری چندان مناسب نمی‌باشند. در اندازه گیری فلزات سنگین آب‌ها مشخص شد که میزان آن در نمونه‌های آب بسیار پایین و زیر حد استاندارد می‌باشد که علت عمده‌ی آن را می‌توان pH خنثی تا قلیایی منطقه ذکر کرد که سبب عدم تحرک فلزات سنگین می‌شود. همچنین با توجه به گستردگی دشت می‌توان اظهار داشت امکان این که منشأ آب‌های منطقه از جایی غیر از نواحی معدنی باشد وجود دارد و بدین صورت امکان آلودگی آب‌ها و اختلاط آن‌ ها با آب‌های معدنی بسیار کم می‌باشد.

فصل اول: کلیات پژوهش

1-1- مقدمه

یکی از نتایج توسعه شهرنشینی و صنعتی شدن، پیامدهای منفی آن بر منابع طبیعی است (Dimitrovska et al., 2012). امروزه فلزات سنگین از نگرانی‌های عمده‌ی تمامی جوامع می‌باشند  (Kalhori et al., 2012). آلودگی محیط زیست بوسیله‌ی فلزات سنگین بطور عمده به فعالیت‌های انسانی، تولیدات صنعتی، فعالیت‌های کشاورزی، سوزاندن سوخت‌های فسیلی، معدن کاری و فرآوری فلزات بستگی دارد (Pagananelli et al., 2004). نواحی اطراف معادن با غلظت‌های بالایی از فلزات سنگین غنی شده است، و می‌تواند اثرات سمی بر روی گیاهان، حیوانات و انسان‌ها بگذارد (Shikazono et al., 2008). فلزات سنگین بدلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی مخرب بر روی موجودات و اکوسیستم‌ها حتی در غلظت‌های کم به عنوان عوامل خطرناک و مخرب برای محیط زیست به شمار آمده و اثرات کوتاه مدت و بلند مدتی را بر آن خواهند داشت. در این میان، کادمیوم و جیوه در رده‌ی اول و مس، کروم، نیکل، سرب و روی در رده‌ی دوم خطرزایی برای اکوسیستم می‌باشند (چراغی و بلمکی، 1386). خاک‌های کشاورزی به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر سلامت عمومی تأثیرگذار می‌باشند. در این خاک‌ها آلودگی فلزات سنگین ممکن است سبب دخالت در رشد گیاه و نیز آسیب به سلامت انسان‌ها از طریق ورود به زنجیره غذایی شود (شهبازی و دیگران، 1391).

همچنین آلودگی فلزات سنگین می‌تواند اثرات مضری بر روی منابع آب شیرین مانند سدها، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و آبخوان‌های زیرزمینی داشته باشد (Dong et al., 2009). امروزه در اکثر نواحی از آب‌های زیر زمینی برای مصارف گوناگون و بخصوص کشاورزی استفاده می‌شود (Ashraf et al., 2011). بنابراین در صورت آلودگی، این آب‌ها می‌توانند مشکلاتی را برای موجودات استفاده کننده از این آب‌ها به طور مستقیم یا غیرمستقیم ایجاد کنند. از این رو پایش آب و خاک در مناطق معدنی امری ضروری و مهم است.

از آن جا که زمین­های کشاورزی دشت لنجان در اطراف  معدن سرب و روی ایرانکوه واقع شده‌اند لذا، بررسی منابع آب و خاک این منطقه جهت ارزیابی آلودگی آن‌ ها و بررسی رفتار ژئوشیمیایی فلزات سنگین ضروری است. این پژوهش به منظور نیل به این اهداف انجام شده است.

1-1-1- فلزات سنگین

به عناصر سمت چپ جدول تناوبی که معمولأ در محلول، تشکیل کاتیون می‌دهند فلز گفته می‌شود. فلزات سنگین فلزهایی با عدد اتمی 20 و بزرگتر از آن هستند. عناصر واسطه‌ی آرسنیک (As) و سلنیوم (Se) و نیز سرب (Pb)، جیوه (Hg) و کادمیوم (Cd) بیش‌ترین توجه زیست محیطی را به خود معطوف نموده‌اند (نلسون ایبای، 1390).

منشأ فلزات سنگین و خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک‌ها تعیین کننده‌ی اشکال شیمیایی آن‌ ها در محیط می‌باشند (نلسون ایبای، 1390).

اشکال شیمیایی یک فلز رفتار آن را در محیط و همچنین ظرفیت انتقال مجدد آن را مشخص می‌کند. فاکتورهای اساسی تأثیر گذار بر روی تحرک فلزات عبارت از مقدار مواد ارگانیک، ظرفیت تبادل کاتیونی، بافت خاک،  Eh و pH می‌باشد (Kashem et al., 2011).

بسته به نوع عنصر مهم‌ترین عوامل مؤثر بر تحرک آن نیز تغییر می‌کند (نلسون ایبای، 1390).

2-1-1- فلزات واسطه‌ی سرب، روی و کادمیوم:

در شرایط قلیایی و pH بالا این عناصر اکسی هیدروکسیدهای انحلال ناپذیر و یا در حضور کربنات، کربنات‌های انحلال ناپذیر تشکیل می‌دهند. در شرایط اسیدی و pH پایین جذب سطحی این فلزات ناچیز بوده ولی با افزایش pH جذب سطحی فرایندی مهم می‌باشد که سبب خروج فلزات از محلول از راه جذب سطحی بر روی ذرات و رسوبات می‌شود. هنگام مواجهه با مواد آلی حل شده (اسیدهای هومیک) این عناصر با ماده‌ی آلی تشکیل کمپلکس می‌دهند. میزان جذب سرب در مواد هومیک بیش‌تر از روی و در روی بیش‌تر از کادمیوم است. اکسی هیدروکسیدهای آهن و منگنز نیز جاذب‌های مناسبی برای این عناصر می‌باشند. در اغلب شرایط اکسایش-کاهش، این عناصر در محلول به صورت گونه‌های کاتیونی دو یا سه ظرفیتی وجود دارند (نلسون ایبای، 1390).

3-1-1- توزیع فلزات سنگین در محیط

روش‌های متعددی برای تعیین توزیع طبیعی و انسان زاد فلزات در محیط سطحی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. یکی از این روش‌ها، مطالعه‌ی زمین شیمیایی ناحیه‌ای است که در آن عناصر فلزی به خاک‌ها، رودها و آب زیرزمینی وارد می‌شود. هدف از این گونه مطالعات، جمع آوری اطلاعاتی در مورد غلظت زمینه‌ی فلزات و نواحی با غلظت‌های بالا و بی‌هنجار فلز است. با نمونه برداری از انواع مختلف مواد می‌توان منشأ فلزات موجود در منطقه را تعیین نمود (نلسون ایبای، 1390).

خاک‌ها به عنوان بخشی از اکوسیستم زمینی نقش اکولوژیکی قابل توجهی را در چرخه‌ی عناصر ایفا می‌نمایند. مقدار فلزات سنگین خاک تحت تأثیر چندین فاکتور می‌باشد که عبارت از ترکیب شیمیایی و کانی شناسی سنگ مادر، مقدار

چکیده………………………………………………………………………………………………. 14

فصل اول : کلیات…………………………………………………………………………………… 16

1.1. مقدمه…………………………………………………………………………………………. 17

1.2. ضرورت اجرا………………………………………………………………………………….. 18

1.3. هدف…………………………………………………………………………………………… 19

1.4. تعریف نفوذپذیری………………………………………………………………………………. 20

1.5. عوامل مؤثر در میزان نفوذپذیری……………………………………………………………… 21

فصل دوم : مروری بر تحقیقات انجام شده……………………………………………………….. 27

فصل سوم : ویژگی‌های منطقه مورد مطالعه……………………………………………………. 33

3.1. مقدمه………………………………………………………………………………………….. 34

3.2. ویژگی‌های منطقه مورد مطالعه………………………………………………………………. 34

3.2.1. فیزیوگرافی حوضه……………………………………………………………………………. 34

3.2.2. ویژگی‌های اقلیمی حوضه…………………………………………………………………. 36

3.2.3. ویژگی‌های پوشش گیاهی حوضه…………………………………………………………. 37

3.2.4. ویژگی‌های خاک‌شناسی حوضه…………………………………………………………… 38

3.2.4.1. رژیم رطوبتی خاک………………………………………………………………………… 38

3.2.4.2. رژیم حرارتی خاک…………………………………………………………………………. 38

3.2.5. منابع آب حوضه……………………………………………………………………………… 39

3.2.6. هیدرولوژی حوضه…………………………………………………………………………….. 40

3.2.7. ویژگی‌های زمین‌شناسی و سنگ‌شناسی حوضه…………………………………….. 41

3.2.7.1. ویژگی‌های زمین‌شناسی……………………………………………………………….. 41

3.2.7.2. سنگ‌شناسی حوضه…………………………………………………………………….. 45

3.2.8. فرسایش‌پذیری واحدهای زمین‌شناسی………………………………………………….. 46

3.2.9. ژئومورفولوژی حوضه………………………………………………………………………… 49

3.3. ویژگی‌های عرصه پخش‌سیلاب……………………………………………………………… 51

فصل چهارم : مواد و روش‌ها………………………………………………………………………. 54

4.1. روش کار…………………………………………………………………………………………. 55

4.2. روش‌های اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری خاک……………………………………………….. 55

4.2.1. روش‌های مستقیم………………………………………………………………………….. 57

4.2.1.1. آزمون‌های آزمایشگاهی………………………………………………………………….. 57

4.2.1.2. آزمون‌های صحرایی………………………………………………………………………. 62

4.2.2. روش‌های غیر مستقیم…………………………………………………………………….. 69

4.3. روش‌های اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری در عرصه پخش سیلاب………………………….. 69

4.3.1. اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم در عرصه پخش سیلاب………………. 70

4.3.2. اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش غیر مستقیم در عرصه پخش سیلاب…………… 79

4.4. روش اندازه‌گیری میزان تخلخل خاک در عرصه پخش سیلاب………………………………. 88

4.5. تعیین محل‌های نمونه‌برداری و اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری………………………………. 89

4.6. زمان‌ نمونه‌برداری خاک و اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری………………………………………. 95

4.7. آنالیز داده‌های جمع‌ آوری شده…………………………………………………………………. 95

4.7.1. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها (Statistical Data Analysis)……………………………….. 96

4.7.2. تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌ها (Mapping Data Analysis)………………………………. 98

4.8. روش‌های آنالیز دانه‌بندی خاک و ترسیم منحنی دانه‌بندی………………………………… 102

4.9. روش تهیه نقشه بافت خاک…………………………………………………………………… 107

4.10. روش تهیه نقشه توپوگرافی و هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه پخش سیلاب……. 108

 

 

4.11. روش تعیین معادله تجربی بین نفوذپذیری با پارامتر‌های دانه‌بندی خاک………………… 110

فصل پنجم : نتایج…………………………………………………………………………………….. 112

5.1. نتایج حاصله از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم در عرصه پخش سیلاب…. 114

5.2. نتایج حاصله از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش غیر مستقیم در عرصه پخش سیلاب..116

5.3. نتایج حاصله از تجزیه و تحلیل آماری داده‌های میزان نفوذپذیری در روش مستقیم………. 120

5.4. نتایج حاصله از تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌های میزان نفوذپذیری در روش مستقیم……. 126

5.5. نتایج حاصله از آنالیزهای دانه‌بندی خاک……………………………………………………….. 132

5.6. نقشه‌های توپوگرافی و هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه پخش سیلاب………………. 144

5.7. معادله بین میزان نفوذپذیری و ضریب خمیدگی دانه‌بندی……………………………………. 152

فصل ششم : نتیجه‌گیری و بحث……………………………………………………………………… 154

پیشنهادها………………………………………………………………………………………………… 171

منابع……………………………………………………………………………………………………….. 173

چکیده:

یکی از روش‌های تغذیه مصنوعی سفره‌های آب زیرزمینی، پخش ‌سیلاب بر روی اراضی هموار دشت‌ها و ذخیره آن در آبخوان‌ها، می‌باشد که در دهه اخیر توجه خاصی در کشور ما بدان مبذول شده است. یکی از اهداف عمده این طرح‌ها استفاده از سیلاب‌های فصلی می‌باشد که در مناطق خشک و نیمه‌ خشک رخ می‌دهند. ورود حجم زیادی از سیلاب محتوی املاح و بار معلق فراوان با منشأ‌های متفاوت با برجای گذاردن رسوبات فراوان و نفوذ‌ مواد محلول و ریزدانه‌‌ همراه سیلاب در آبرفت‌ها، به مرور زمان‌ سبب تغییراتی در نفوذ‌پذیری خاک عرصه‌ پخش می‌شود. هدف اصلی این تحقیق بررسی میزان و روند تغییرات نفوذپذیری، تحت تأثیر عملیات پخش سیلاب از دیدگاه زمین‌شناسی مهندسی می‌باشد. در این پژوهش سعی گردیده است که میزان این تغییرات با بهره گرفتن از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم – به وسیله نفوذسنج استوانه‌های مضاعف (Infiltrometer Double-Ring) و روش غیرمستقیم – با بهره گرفتن از فرمول‌های تجربی ارائه شده برای تخمین میزان نفوذپذیری از روی خصوصیات فیزیکی خاک (از جمله آنالیز دانه‌بندی و تخلخل خاک) در دو دوره زمانی مجزا و مقایسه آن با زمین شاهد مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این آزمون، بررسی روند تغییرات نفوذپذیری خاک در اثر پخش سیلاب را عملی می‌سازد. لذا در این تحقیق به بررسی تغییرات نفوذپذیری و علل آن در ایستگاه پخش سیلاب بر آبخوان پسکوه سراوان پرداخته ‌شد.

به منظور تجزیه و تحلیل داده‌های روش مستقیم از دو روش آماری و نقشه‌ای استفاده شد. در روش تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها، تجزیه واریانس برای داده‌های برداشت شده با بهره گرفتن از روش دو عامل تجزیه واریانس (Two Way ANOVA) و گروه‌بندی میانگین تیمارهای آزمایشی با بهره گرفتن از آزمون آماری دانکن (Duncan’s Method) در سطح احتمال 5 درصد انجام گرفت. همچنین برای تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌ها از روش تهیه نقشه‌های نفوذپذیری و بافت خاک استفاده شد و نهایتاً نتایج هر دو روش مورد مقایسه قرار گرفتند. به ‌طور خلاصه در روش آماری نتایج حاکی از آن بود که:

1- بین دو دوره برداشت میزان نفوذپذیری، تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد.

2- دو عرصه شاهد شرقی A-E و همچنین شاهد غربی A-W با تمامی مستطیل‌های عرصه پخش به جز R1A2 و R2B1 تفاوت معنی‌داری را از خود نشان داده‌اند.

به عبارت دیگر میزان نفوذپذیری از زمان احداث عرصه پخش سیل (سال 1370) تا مورخ 10/8/1385 به مقدار 94/55 درصد و تا مورخ 5/8/1386به مقدار 34/57 درصد کاهش یافته است. همچنین نسبت میانگین تغییرات میزان نفوذپذیری عرصه‌ پخش در دوره دوم نسبت به دوره اول در طول بازه زمانی یکساله به میزان 23/3 درصد کاهش داشته است.

در روش تجزیه و تحلیل نقشه‌ای نیز نتایج نسبت‌های حجمی حاکی از آن بود که میزان نفوذپذیری کل عرصه پخش در طول دو دوره برداشت به میزان کم، حدود 41/2 درصد در دوره دوم نسبت به دوره اول کاهش یافته است و تفاوت عمده در نوارهای تکرار مشاهده می‌شود.

مقایسه نتایج بدست آمده میزان نفوذپذیری در روش مستقیم و غیرمستقیم نشان داد که روند کاهش یا افزایش میزان نفوذپذیری در تمامی روش‌های غیرمستقیم تقریباً مشابه روش مستقیم است. همچنین از لحاظ کمی، روش شفرد (Shepherd) برابری بهتری را با روش مستقیم از خود نشان داد. روش‌های هیزن (Hazen) و بی‌یر (Beyer) به ترتیب در حدود 3 و 4 برابر روش مستقیم، مقادیر نفوذپذیری را نتیجه دادند. تمامی روش‌های دیگر اعداد بسیار پایینی را برای میزان نفوذپذیری بدست آوردند. همچنین مشخص شد در صورتی‌ که در معادله تجربی، دامنه ریز‌دانه‌ها تا درشت‌دانه‌ها لحاظ شده باشد نتایج قابل قبولی بدست می‌آید.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

در کشور ایران که در بخش خشک و نیمه‌ خشک کره زمین قرار دارد، آب دارای اهمیت زیادی است. هم‌اکنون تقاضای آب از امکانات منابع قابل استحصال تجاوز نموده و یا در حال گذر از این مرحله است. بنابراین در آینده‌ای نه چندان دور، محدودیت منابع آب از ابعاد مختلف و از جمله برای تولید مواد غذایی، تولیدات صنعتی، تأمین آب شرب و بهداشتی، محیط زیست و حتی ابعاد سیاسی و اجتماعی مشکلات متعددی را مطرح خواهد نمود و این در‌حالی است که از 400 میلیارد متر مکعب بارش سالانه کشور تنها 35 میلیارد مترمکعب آن به مصرف تغذیه آبخوان‌ها می‌رسد (کوثر 1372). بنابراین تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی یکی از مهمترین موارد در امر توسعه پایدار محسوب می‌شود.

در ایران، تغذیه مصنوعی و ذخیره آب سطحی در زمین‌ها با ساختن بندسارها و دگارها سابقه‌ای طولانی دارد. در شرایط حاضر از منابع آب زیرزمینی کشور حداکثر استفاده به عمل می‌آید به طوری که به سبب برداشت اضافی از این منابع در 163 دشت کشور، سطح آب زیرزمینی افت پیدا کرده است و مشکلاتی را برای ادامه حیات کشاورزی و توسعه اقتصادی این نواحی فراهم آورده است (برزگر ریحانی 1376). با توجه به این که منابع آب‌های زیرزمینی ایران 8/77 درصد مصارف شرب، صنعت و کشاورزی را تأمین می‌کنند، ارائه طرح‌هایی که موجب استفاده بهینه منابع آبی موجود و تغذیه آبخوان‌ها گردد، دارای ضرورتی اساسی و اولویتی انکارناپذیر است (همتی‌نژاد 1376). از آنجایی‌که منابع آبی در دسترس انسان برای مصارف شرب، بهداشت، کشاورزی، صنعت و غیره محدود می‌باشد و به تناسب شرایط خاص اقلیمی هر منطقه از کره زمین متفاوت است، لذا هرگونه اقدام برای کنترل و مهار آب و استفاده بهینه از آن می‌بایستی مورد توجه برنامه‌ریزان و متولیان امور آب در کشور قرار گیرد. این مهم در کشورهای جهان سوم و در حال توسعه و به‌ویژه در مناطق با اقلیم آب و هوای خشک که از ریزش‌های جوی محدود و با پراکنش نامناسب برخوردارند، بیشتر خودنمایی می‌کند. چه در این مناطق نوع ریزش‌های جوی عموماً به صورت رگبارهای شدید بوده و باعث به وقوع پیوستن سیلاب‌های سهمگین و خسارت‌زا می‌شود، به ‌طوری‌که بعضاً در مدت زمانی کوتاه، بارشی بیش از میانگین سالانه منطقه اتفاق می‌افتد. ملاحظه می‌شود در این مناطق، که به علت تبخیر زیاد و قلت بارندگی سالانه، نیاز به وجود آب بسیار ضروری و بلکه حیاتی است، در مدت زمانی بسیار کوتاه از دسترس خارج شده و بدون استفاده به هامون‌های کویری منتهی می‌گردد.

امروزه روش‌های متفاوتی برای کنترل و مهار سیلاب‌ها در کشورهای دنیا بر حسب مناطق مختلف یک حوضه آبخیز مورد توجه است. احداث سدهای مخزنی طی سال‌های گذشته مخصوصاً مورد توجه دولت‌مردان قرار گرفته که همواره با هزینه‌های بسیار بالای احداث، نگهداری و تصفیه آب همراه بوده است. امروز با نگاه علمی و جامع به مدیریت منابع آب، شناسایی آبرفت‌های درشت‌دانه با ضخامت مناسب مورد توجه قرار گرفته است، تا بتوان با هزینه‌های اندک و اجرای بسیار ساده و سریع، سیلاب‌های مخرب را بر روی دشت‌های آبرفتی گستراند، و با ایجاد آرامش به آن فرصت نفوذ و تغذیه آبخوان را فراهم کرده و آب را در لابلای آبرفت‌های درشت‌دانه و به دور از طبیعت خشن و گرم مناطق کویری که تبخیر آب را موجب می‌شود و به دور از عوامل آلوده کننده، نگهداری و بهره‌برداری از آن را به سهولت امکان‌پذیر نمود.

2-1- ضرورت اجرا

یکی از ویژگی‌های اقلیمی مناطق خشک و نیمه‌ خشک، علاوه بر کمی نزولات جوی، وقوع رگبارهای شدید و کوتاه مدت می‌باشد، که در بیشتر موارد سبب وقوع سیلاب‌های فراوان می‌شود. استفاده از سیلاب‌های فصلی و نزولات جوی علاوه بر تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی سبب بهبود خواص خاک و احیاء مراتع می‌شود. به گونه‌ای که در حال حاضر در بسیاری از نقاط ایران طرح‌های بهره‌وری از سیلاب و تغذیه آبخوان‌ها به مرحله اجرا یا بهره‌برداری درآمده است. ورود حجم زیادی از سیلاب محتوی املاح و بار معلق که اغلب دارای برخاستگاه متفاوتی از لحاظ خاک‌شناسی و زمین‌شناسی می‌باشند، به مرور زمان‌ سبب بروز تغییراتی در خواص مختلف خاک می‌شود. بررسی روند این تغییرات و اندازه‌گیری پاره‌ای از متغیرهای خاک در طول زمان‌، تأثیر پخش سیلاب را بر خصوصیات فیزیکی خاک مشخص می کند. به‌ طوری‌که نتایج حاصل از آن در میزان نفوذپذیری خاک، نگهداشت آب در خاک، قابلیت انتقال آب در خاک و غیره تأثیرگذار است. لذا به نظر می‌آید در طول زمان‌، این پارامترها تغییر یابد. همچنین در خاک‌های با بافت درشت، ذرات معلق موجود در سیلاب ممکن است سبب کاهش نفوذپذیری خاک گردد. با توجه به برآیند نتایج متفاوت حاصل از پروژه‌های پخش سیلاب در نقاط مختلف، ضرورت دارد میزان متوسط این تغییرات و روند آن در طول زمان‌ بررسی گردد و با بهره گرفتن از نتایج بررسی‌های به عمل آمده روش یا روش‌های مناسبی در جهت افزایش بهره‌وری این طرح‌ها و ارائه پیشنهادات راهبردی مهندسی و بهینه‌سازی طراحی شبکه‌ها ارائه گردد.

3-1- هدف

از جمله اهدافی که بعد از کسب نتایج حاصله از این طرح انتظار می‌رود، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

1- تعیین میزان کل تغییرات نفوذپذیری خاک در شبکه‌های پخش سیلاب در دوره‌های زمانی طولانی مدت و کوتاه مدت.

2- تشخیص نواحی با نفوذپذیری غیر متعارف(Abnormal Permeability)  در عرصه پخش و تعیین علل آن(Alquhtani 1998) .

3- ارزیابی روش‌های مختلف اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری (روش‌های مستقیم و غیر مستقیم).

4- مقایسه روش‌های مختلف تجزیه و تحلیل داده‌ها (روش‌های آماری و نقشه‌ای). 

5- تعیین معادله تجربی بین میزان نفوذپذیری و شاخص‌های دانه‌بندی خاک در محل عرصه پخش‌سیل، که محیطی کاملاً غیر یکنواخت را از نظر دانه‌بندی تشکیل می‌دهد و آن به دلیل قرار گرفتن آبرفت‌های درشت‌دانه در معرض سیل