:
در این تحقیق اثرات 17- آلفا متیل تستوسترون و عصاره گیاه خولنجان بر سیستم تولید مثلی و سیستم آدرنال ( هورمون کورتیزول ) در ماهی مولی بالغ نر بررسی شد. بدین منظور ، پس از کلر زدایی آب آکواریوم ها ، 100 قطعه ماهی نر بالغ مولی با میانگین وزنی 3 ±1گرم در آکواریوم رها شد . آداپته کردن ماهی به مدت 48 ساعت انجام شد . سپس فاکتورهای فیزیکوشیمیایی آب مثل دما ، pH، سختی آب و فشار اکسیژن محاسبه شد . آزمایش در 10 گروه انجام شد . ( 2 گروه کنترل و 8 گروه تیمار) هر گروه شامل 10 قطعه ماهی نر و بالغ بود . دوزهای مختلف عصاره خولنجان و 17- آلفا متیل تستوسترون به مقدار 02/0 میلی لیتر در هر نوبت تزریق شد و ماهیان تیمار خولنجان ، عصاره گیاه با دوزهای 10، 20 ، 30 و 50 میلی گرم بر کیلوگرم و ماهیان تیمار 17- آلفا متیل تستوسترون با دوزهای 1 ، 5، 10و 20 میلی گرم بر کیلوگرم دریافت کردند . تزریق بصورت داخل عضله ای در عضله زیرباله پشتی ، بصورت 1 روز در میان و به مدت 20 روز انجام شد . سپس ماهی ها کشته شدند . بافت بیضه آن ها جدا و در فرمالین 10 درصد فیکس شد . آزمایشات بیومتری ماهی ها شامل اندازه گیری طول و وزن انجام شد . سپس مقایسه هیستولوژیکی بیضه تیمارها با گروه های کنترل انجام شد . نتایج نشان داد که شاخص گنادو سوماتیک در دو دوز 30 و 50 میلی گرم از گیاه خولنجان افزایش یافت.
بررسی نتایج حاکی از آن است که عصاره گیاه خولنجان در کلیه تیمارها مانند 17- آلفا متیل تستوسترون باعث افزایش بلوغ اسپرم و بلوغ نهایی ماهی شد.
فصل اول: کلیات
1-1- ضرورت و اهمیت موضوع
تستوسترون هورمونی است که در چند سال گذشته به عنوان دارو جهت درمان هایپوگنادیسم در مردان استفاده می شود . از جمله خواص آب می توان به عدم تأثیر آن بر کبد و بیشتر ارگان های داخلی اشاره کرد ولی با توجه به اثر آن بر پروستات ، در بعضی موارد باعث هایپرپلازی پروستات و افزایش فشار بر مجاری ادراری و در نتیجه کاهش حجم ادرار می شود (1) .
گیاه خولنجان با نام علمی Alpinia officinarum از خانواده Zingiberaceae یا زنجبیل می باشد . از جمله خواص گیاهان این خانواده می توان به اثر افزایش دهنده فعالیت در سیستم تولید مثلی جنس نر اشاره کرد . (2)
این گیاه حاوی فلاونویید هایی است که این فلاونویید ها دارای اثرات متفاوت ازجمله اثرات آنتی اکسیدانی واثرافزایش دهندگی باروری می
باشد . (3)
تولید مثل در ماهی ها به وسیله فرایندهای درون زا کنترل می گردد (4) دو استراتژی برای القای تولید مثل در ماهی وجود دارد . اولین استراتژی ایجاد محیط مشابه با آنچه در طبیعت برای تولید مثل لازم است ، فراهم شود . دومین استراتژی تزریق هورمون بوسیله هورمون های طبیعی تولید مثلی یا هورمون های آنالوگ سنتتیک می باشد (5) .
با توجه به اینکه تا کنون اثر گیاه خولنجان بر دستگاه تولید مثل ماهیان مورد بررسی قرار نگرفته است لذا در تحقیق حاضر تأثیر 17- آلفا متیل تستوسترون و عصاره ریزوم گیاه خولنجان در بافت بیضه ماهی مولی بالغ نر مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.
2-1- بیان مسأله
تستوسترون از جمله هورمون های جنسی است که علاوه بر تأثیر بر سیستم تولید مثلی باعث افزایش توده ی استخوانی و ماهیچه ای و افزایش حساسیت به انسولین می شود . همچنین در مردانی که سطح تستوسترون خونشان پایین است ، در اثر مصرف تستوسترون ، بهبود حالات روحی مشاهده می شود .
بسیاری از مردان مسن علائم افزایش سطح انرژی ، فعالیت جنسی و بهبود خلق را در اثر درمان جایگزین با تستوسترون نشان می دهند .
کارن هربست ، اندوکراینولوژیست ، پیش بینی کرده که 1 نفر از 10 نفر مرد پاسخ خوبی به تستوسترون درمانی نشان می دهند ولی بطور کلی پاسخ افراد به تستوسترون متفاوت است .
از جمله عوارض جانبی تستوسترون می توان به افزایش خوش خیم سایز پروستات ، آپنه تنفسی هنگام خواب ، تشکیل لخته های خونی و نارسایی قلبی اشاره کرد ( 6) در مطالعه ای که توسط Ratnasooria و همکارانش در سال 2005 صورت گرفت مشخص شد که عصاره ی گیاه calcarata Alpinia که هم خانواده ی گیاه خولنجان می باشد ، باعث افزایش رفتارهای جنسی و افزایش باروری در رت های نر می باشد . این گیاه همچنین باعث افزایش سطح تستوسترون در خون موش های مورد آزمایش شد . (2)
ماهی مولی با نام علمی Poecilia latipinna متعلق به رده ی ماهیان زنده زا می باشد . طول این ماهی 5 تا 10 سانتی متر و دمای مناسب برای نگه داری آن 22 تا 26 درجه سانتیگراد می باشد (7)
بافت بیضه این ماهی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت.
3-1- اهداف تحقیق
هدف از این پژوهش بررسی مقایسه اثرات عصاره خولنجان و 17- آلفا متیل تستوسترون بر شاخص های کیفی اسپرم در ماهی مولی نر بالغ می باشد .
از دیگر اهداف طرح می توان به موارد زیر اشاره کرد :
1- بررسی تأثیر خولنجان بر شاخص گنادوسوماتیک در ماهی مولی
2- بررسی تأثیر خولنجان بر شاخص های کیفی اسپرم در ماهی مولی
3- بررسی تأثیر خولنجان بر میانگین طول بیضه در ماهی مولی
4- بررسی تأثیر 17- آلفا – متیل تستوسترون بر شاخص گنادوسوماتیک در ماهی مولی
5- بررسی تأثیر17- آلفا– متیل تستوسترون بر شاخص های کیفی اسپرم درماهی مولی
6- بررسی تأثیر 17 – آلفا – متیل تستوسترون بر میانگین طول بیضه در ماهی مولی
:
قرصهای باز شوندهی دهانی، اشکال دارویی جامدی هستند که در زمانی کمتر از ۱ دقیقه بدون بر جای گذاشتن باقیماندهای از خود، در حفرهی دهان باز میشوند. هدف از این تحقیق تهیه و ارزیابی قرصهای سریع باز شونده دهانی آملودیپین mg5 میباشدكه از خانواده بلوك كنندههای طولانی اثر كانالهای كلسیمی است كه در درمان آنژین پایدار مزمن، آنژین وازواسپاستیک و فشار خون استفاده میشود. در این مطالعه، قرصهای سریع باز شوندهی دهانی آملودیپین با روش تراکم مستقیم تهیه شدهاند. در این پایاننامه از مادهی جانبی جدید F-Meltاستفاده شده است. همچنین از باز کنندههای کراس کارملوز سدیم و سدیم استارچ گلیکولات با درصدهای مختلف استفاده گردید. بعد از انجام مطالعات پیش فرمولاسیون روی پودر، آزمایشهای کنترل فیزیکوشیمیایی شامل قطر، ضخامت، یکنواختی وزن، فرسایش، سختی، زمان باز شدن و نیز تستهای تعیین مقدار مادهی موثره و نیز آزمایش انحلال را روی تمام فرمولاسیونها انجام دادیم. در نهایت فرمولاسیون برتر برای بررسی طعم انتخاب گردید. در این مرحله از شیرین کنندهها و طعم دهندههای مختلف با درصدهای گوناگون استفاده کردیم و در نهایت فرمولاسیون با بالاترین پذیرش طعم به عنوان فرمولاسیون برتر شناسایی شد. به دلیل عدم وجود این شکل دارویی در بازار جهان، امید است که بتوانیم این محصول را در یکی از کارخانجات داخلی به طور انبوه تولید سازیم.
فصل اول: کلیات
1-1- ضرورت و اهمیت موضوع
آملودیپین دارویی از خانواده بلوك كنندههای طولانی اثر كانالهای كلسیمی است كه در درمان آنژین پایدار مزمن، آنژین وازواسپاستیک و فشار خون استفاده میشود. راه مصرف این دارو خوراکی است. راه خوراکی سهولت مصرف بالایی دارد. از جمله اشکال دارویی خوراکی، قرصها هستند که با توجه به سهولت ساخت و پایداری مناسبی که دارند و همچنین هزینه کمتر، حمل و نقل راحتتر، جز اشکال دارویی پر مصرف هستند. بیش از 50% اشکال دارویی بازار را قرصها تشکیل میدهند. به همین علت مصرف این شکل دارویی از اولویت بالایی برخوردار است. اما این شکل دارویی ایرادهایی نیز دارد. اولین ایرادی که به این شکل دارویی وارد میشود، مشکل بلع است. بعضی از افراد از جمله کودکان و سالمندان توانایی بلع بالایی ندارند. همچنین افرادی که از بیماری اسکیزوفرنی رنج میبرند، قرص را در دهان نگاه میدارند و آن را نمیبلعند. همچنین قرص بعد از بلع باید مراحلی را طی کند. از جمله باز شدن، حل شدن و جذب. باز شدن و تبدیل به فرم محلول، فرایندی زمانبر است که موجب به تاخیر افتادن زمان شروع اثر دارو میشود و از این دیدگاه اشکال دارویی مایع بر اشکال دارویی جامد ارجحیت دارند. با توجه به اینکه اشکال دارویی مایع حجیم هستند، کاربرد آنها به طور نسبی کمتراز اشکال دارویی جامد میباشد. در سالهای اخیر استفاده از قرص سریع باز شونده دهانی بیشتر از گذشته است، این قرصها این قابلیت را دارند که پس از قرار گرفتن در دهان و تماس با بزاق باز شده و تبدیل به گرانول گردند و در مواردی به طور کامل حل شوند. این قرصها میتوانند در عین حال که مزایای شکل دارویی جامد را دارا هستند، پس از قرار گرفتن در دهان سریعاً به فرم سوسپانسیون و یا محلول در آمده و از آن پس مزایای اشکال دارویی مایع داشته باشند و امکان جذب سریعتر دارو و ورود سریعتر به جریان خون و سهولت بلع برای آن سطح شوند. با توجه به مشکلات بلع در سالمندان استفاده از این شکل دارویی برای قرص آملودیپین یک مزیت محسوب میشود. بنابراین هدف
از این پایاننامه تهیه قرص سریع باز شونده دهانی آملودیپین mg5 است که بتواند سریع دارو را آزاد نماید و نیز مناسبترین فرمولاسیون را داشته باشد.
2-1- بیان مسأله
رایجترین راه مصرف دارو، راه خوراکی است. راه خوراکی سهولت مصرف بالایی دارد و با توجه به سطح وسیع دستگاه گوارش، احتمال جذب وسیع را فراهم میکند. از جمله اشکال دارویی خوراکی، قرصها هستند که با توجه به سهولت ساخت و پایداری مناسبی که دارند و همچنین هزینه کمتر، حمل و نقل راحتتر، جزء اشکال دارویی پر مصرف هستند. بیش از 50 درصد اشکال دارویی بازار را قرصها تشکیل میدهند. به همین علت مصرف این شکل دارویی، از اولویت بالایی برخوردار است. یکی از ایرادهای قرص این است که برای افرادی که مشکل بلع دارند (کودکان و سالمندان) ایجاد مشکل می کند و نیز قرص بعد از بلع باید مراحل باز شدن، انحلال و جذب را طی نماید. مرحله باز شدن و تبدیل به فرم محلول، فرایندی زمانبر است که موجب تأخیر در شروع اثر درمانی میگردد و از این دیدگاه اشکال دارویی مایع بر اشکال دارویی جامد ارجحیت دارند. با توجه به اینکه اشکال دارویی مایع حجیم هستند، کاربرد آنها به طور نسبی کمتر از اشکال دارویی جامد میباشد که در سالهای اخیر استفاده از قرص سریع باز شونده دهانی بیشتر گشته است. این قرصها این قابلیت را دارند که پس از قرار گرفتن در دهان و تماس با بزاق، باز شده و تبدیل به گرانول شده و در مواردی به طور کامل حل شوند و به همین دلیل عوارض گوارشی این سیستمهای دارویی کم میباشد (1، 2، 3).
مسدودكنندههای كانالهای كلسیمی علاوه بر اثرات ضد آنژین و ضد آریتمی، مقاومت عروق محیطی و فشار خون را نیز كاهش میدهند. مكانیسم عمل آنها در فشار خون بالا (و تا حدودی آنژین) مهار ورود كلسیم به سلولهای عضله صاف شریانی میباشد (3، 4).
طراحی سیستمهایpregastric absorbtion باعث بهبود فراهمی زیستی و کاهش دوز دارو شده و با کاهش عوارض جانبی دارو، باعث بهبود عملکرد کلینیکی دارو میشوند.
3-1- اهداف
اهداف اصلی
تهیه فرمولاسیون قرص سریع باز شونده دهانی آملودیپین، متعاقباً بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی فرمولاسیونهای تهیه شده به منظور دستیابی به فرمولاسیون نهایی که در این حال با دارا بودن خصوصیات فیزیکوشیمیایی مطلوب که از پایداری مناسبی برخوردار است، طعم مطلوبی داشته باشد.
اهداف فرعی
1- بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی آملودیپین
2- تهیه و فرمولاسیونهای گوناگون از داروی آملودیپین در راستای دستیابی به قرصهای سریع باز شونده
3- انجام آزمونهای مختلف فیزیکوشیمیایی جهت ارزیابی فرمولاسینهای تهیه شده
4- بررسی طعم فرمولاسیونهای منتخب به منظور دستیابی به فرمولاسیون با طعم مطلوب
فصل دوم: بررسی متون و مطالعات دیگران در این زمینه
بخش اول: قرص های سریع بازشونده
1-2- قرص
قرصها بیشتر از سایر فرمهای دارویی مورد استقبال پزشک و بیمار قرار گرفتهاند. امروزه تقریباً 60% از کل اشکال دارویی بهصورت قرص به بازار عرضه میگردد. علل این استقبال عبارتند از:
حکیم مومن، انواع قرص و حب را تعریف می کند. در قرن 12، در کتاب قرابادین کبیر هم قرص توسط محمد حسین عقیلی خراسانی شیرازی تعریف می شود.
تا قرن نوزدهم میلادی داروسازان و اطبا قرص را توسط دست تهیه میکردند تا این که به دنبال تحولات صنعتی در اروپا تهیه قرصها نیز به تدریج متحول شد و ماشینهایی جهت ساخت قرص اختراع گردید. تکنولوژی تهیه قرصها در قرن بیستم پیشرفت قابل توجهی کرد. هر چند از نظر مکانیکی، اصول علمی کار ثابت ماند. با اینکه در اواخر قرن نوزدهم میلادی برای اکثر امراض، قرصهای ساخته شده به طریق صنعتی در بازار یافت میشد، ولی مدت زمانی طول کشید تا قرصها به طور رسمی وارد فارماکوپههای کشورهای مختلف گردید. به عنوان مثال در فارماکوپهی آمریکا، اولین قرص در سال 1916 وارد فارماکوپهی نهم شد. فارماکوپهی انگلیس در 1885 اولین قرص را پذیرفت که قرص TNG بود ولی تا مدت 60 سال دیگر قرصی وارد این فارماکوپه نگردید تا اینکه در سال 1945 متمم هفتم فارماکوپه 1932 شامل 35 قرص منتشر شد (5,6,7).
:
در این مطالعه، مدلسازی پمپ ضربهقوچی توسط نرمافزاری که تهیه گردیده انجام شده است. این نرمافزار خروجیهای نرمافزار HAMMER را به عنوان ورودی در یافت نموده و با کسب اطلاعاتی دیگر (شامل ارتفاع پمپاژ و …) میزان آب پمپاژ شده را در هر بار قطع و وصل ناگهانی شیر محاسبه می کند.
در این تحقیق مدلسازی نمونهای از پمپ فوق در مجتمع آبرسانی کوثر شهرستان اردبیل انجام گرفته است. بر اساس تحلیل فنی و اقتصادی انجام شده مدلسازی فوق نشان میدهد که در مواردی که دبی پمپاژ کم باشد میتوان به جای پمپاژ متعارف از پمپ ضربهقوچی استفاده نمود.
عوامل مؤثر در مدلسازی و طراحی پمپ ضربهقوچی شامل قطر خط پمپاژ، زمان قطع و وصل شیر، حجم هوای موجود در محفظه هوا و … میباشد. این پارامترها در طراحی این نوع پمپ مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
از مهمترین مزایای پمپ مذکور عدم نیاز به استفاده از انرژیهای گران قیمت از قبیل انرژی فسیلی یا انرژی الکتریکی میباشد. در مواردی که امکان استفاده از انرژیهای مذکور با سختی و هزینه زیادانجام میگیرد، استفاده از پمپ ضربهقوچی میتواند کارگشا باشد.
کلمات کلیدی:
پمپ ضربهقوچی، نرمافزار HAMMER ، آبرسانی روستایی، مدلسازی هیدرولیکی
پمپها (تلمبهها) [1] از اصلیترین اجزای صنعت آبرسانی میباشند. این واحد از جمله تأسیسات استراتژیک محسوب شده و یکی از آیتمهای اصلی مصرف انرژی در سیستم آبرسانی است. به منظور تعریف کاملتر و دقیقتر این پایان نامه ، ابتدا بحث مختصری راجع به انواع پمپها و گروهبندی آنها از نظر استفاده از انرژی (استفاده مستقیم یا استفاده غیرمستقیم) لازم به نظر میرسد.
بر مبنای نحوه انتقال انرژی از پمپ به سیال، پمپها را به سه دسته کلی تقسیم می کنند (نوربخش, 1385):
پمپهای دینامیكی پمپهایی هستند كه انرژی جنبشی آب را افزایش میدهند. در این نوع پمپها انتقال انرژی از پمپ به سیال به صورت پیوسته انجام میگیرد و مقدار سیال عبوری از واحد زمان (آبدهی) و فشار خروجی سیال از پمپ به هم وابسته میباشند. این دسته از پمپها شامل زیرمجموعه كاملاً متنوعی بوده كه پمپهای چرخی[5] از مهمترین آنهاست كه خود بر اساس مسیر حركت سیال در چرخ به سه دسته پمپهای شعاعی[6] (برای ایجاد فشار بالا و آبدهی بالنسبه كمتر)، پمپهای محوری[7] (برای ایجاد آبدهی بالا و فشار كمتر) و پمپهای مختلط[8] (برای ایجاد فشار و آبدهی متوسط) تقسیم میشوند (نوربخش, 1385).
در پمپهای جابجایی مثبت، انتقال انرژی به سیال به صورت متناوب صورت میگیرد. این پمپها خود به انواع مختلفی تقسیم میشوند كه از مهمترین آنها پمپهای رفت و برگشتی (پیستونی)[9]، گردشی[10] و لولهای[11] را میتوان نام برد. این نوع پمپها معمولاً برای دبیها و لزجتهای نامتعارف مورد استفاده قرار میگیرند و اغلب كاربرد صنعتی دارند (نوربخش, 1385).
سایر پمپها كه مكانیزمی متفاوت از دو رده پمپ ذكر شده دارند در رده پمپهای ویژه قرار میگیرند. از این نوع پمپها میتوان به
پمپهای هوا[12] ، پمپهای اجكتور[13] و همچنین پمپهای قوچآبی (ضربه قوچی)[14] اشاره كرد. در این پمپها نحوه انتقال انرژی به سیال برای انجام حركت خاصی اندکی متفاوت از دو نوع اول میباشد. لیكن باز هم به گونهای میتوان آنها را در دو دسته اول نیز جا داد.
پمپهای ضربهقوچی که موضوع این پایاننامه هستند، در زمره پمپهای ویژه بوده لیکن به عنوان پمپ جابجایی مثبت نیز قابل دستهبندی هستند. در این پمپها از انرژی جریان ناپایدار ضربهقوچ[15] در یک خط آبرسانی برای انتقال آب به ارتفاع بالا ولی در دبیهای محدود استفاده میگردد. امکانسنجی استفاده از این نوع پمپاژ در پروژههای آبرسانی مناطق دوردست و با اختلاف ارتفاع بالا، موضوع تحقیق در این پایاننامه میباشد.
با توجه به هزینه بالای تأمین انرژی متعارف (شامل انرژی الكتریكی یا انرژی فسیلی) در استفاده از پمپهای رایج در صنعت آب، استفاده از پمپهایی كه دارای مكانیزم سادهتر و مصرف انرژی كمتری باشند میتواند از جذابیت مناسبی برخوردار باشد. پمپهای قوچآبی (ضربهقوچی) فقط با بهره گرفتن از انرژی هیدرولیكی ناشی از جریان ناپایدار[16] در خطوط لوله، عمل پمپاژ آب را انجام میدهند و نیازی به استفاده از انرژیهای الكتریكی یا فسیلی ندارند. همچنین در برخی از مناطق روستایی بعلت شرایط توپوگرافی ویژه تأمین آب روستاهای همجوار از طریق یک ایستگاه پمپاژ (مجتمعهای آبرسانی) با سختی و هزینه زیاد انجام می شود. استفاده از پمپهای ضربهقوچی میتواند به عنوان یكی از گزینههای حل مشكلات فوق مطرح گردد.
هدف اصلی از انجام این پایاننامه، امكانسنجی اجرای چنین ایستگاه های پمپاژی در سیستمهای آبرسانی، بویژه در مناطق روستایی میباشد.
از جمله اهداف دیگر پروژه میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
فرض اصلی تحقیق عبارت است از اینکه در صورت استفاده از پمپهای ضربهقوچی (قوچآبی) در روستاهایی كه امكان اجرای این پروژه وجود دارد، میتوان بدون استفاده از انرژی گرانقیمت الكتریكی یا فسیلی عمل انتقال آب را با راندمان بالا و نسبت سود به هزینه قابل قبول به روستاهای مذكور انجام داد. در این پروژه با مقایسه فنی و اقتصادی اجرای یک طرح در دو حالت ایستگاههای پمپاژ متعارف و یا استفاده از پمپهای قوچآبی در جهت اثبات فرضیه فوق اقدام میگردد.
به منظور بررسی استفاده از پمپهای ضربهقوچی در سیستمهای آبرسانی روستایی مراحل تحقیق زیر در نظر گرفته شده است:
این گزارش مشتمل بر 5 فصل ذیل میباشد:
[1] -Pumps
[2] -Kinetic Pumps
[3] -Positive Displacement Pumps
[4] -Special Pumps
[5] -Turbo-Pumps
[6] -Radial Flow Pumps
[7] -Axial Flow Pumps
[8] -Mixed Flow Pumps
[9] -Piston Pumps
[10] -Rotary Pumps
[11] -Tubular Pumps
[12] -Air Lifting Pumps
[13] -Ejector Pumps
[14] -Hi-Ram Pumps
[15] -Water Hammer
[16] -Unsteady Flow
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
ای از ویژگی های حوضه هستند. بیشتر این پارامترها از کمیت های قابل اندازه گیری حوضه به دست نمی آیند، لذا لازم است از طریق کالیبراسیون مدل برآورد شوند، در واقع بیشتر مدل های مفهومی بارش- رواناب، به ویژه نوع پیوسته آن ها، از شمار زیادی پارامتر برخوردارند و سری پارامترهای مناسب باید در یک فضای بزرگ چند بعدی یافت شوند. سطح پاسخ تابع هدف این مدل ها اغلب از بهینه های موضعی زیادی برخوردار هستند. لذا می توان گفت که کالیبراسیون خودکار در مورد این مدل ها امری راهگشا و ضروری است. [خزایی، 1388]
در میان انواع روش های بهینه سازی تابع هدف، الگوریتم PSO (Particle Swarm Optimization) به عنوان روشی نسبتاً جدید و کاربردی از مجموعه وسیع روش های هوش جمعی Swarm Intelligence Methods))، به منظور کالیبراسیون مدل بارش- رواناب ARNO در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است.
1-1- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق:
بهره برداری و استفاده مطلوب از منابع آب و مدیریت بهینه آن مستلزم شناخت بهتر مدل هیدرولوژیکی است. بارش و به دنبال آن تشکیل رواناب سطحی از فازهای مهم چرخه هیدرولوژیکی محسوب می شود و اساس کار مدل هیدرولوژیکی، بررسی رابطه بین بارش و رواناب است. کالیبراسیون دستی مدل های هیدرولوژیکی از اوایل دهه 1960 مورد توجه قرار گرفته است، ولی به دلیل وقت گیر بودن و پیچیدگی آن، از اواخر دهه مذکور بحث کالیبراسیون خودکار مورد توجه قرار گرفت. کالیبراسیون خودکار (Auto Calibration) نیازمند انتخاب یک تابع هدف مناسب، یک الگوریتم جستجو و یک معیار برای به اتمام رساندن الگوریتم است.
مدل ARNO یک مدل بارش- رواناب مفهومی است که به صورت گسترده در مطالعاتی هم چون برنامه ریزی آب، تحلیل جریانهای کم، تحلیل سیلهای حدی، پیش بینی زمان واقعی سیل و مطالعات اثرات تغییر اقلیم در نقاط مختلف دنیا با موفقیت به کار گرفته شده است، از طرف دیگر به هنگام استفاده از این نوع مدل ها به دلیل داشتن پارامترهای زیاد (که مستقیماً قابل اندازه گیری نیستند)، بحث کالیبراسیون و مطابقت هر چه بیشتر هیدروگرافهای مشاهداتی و شبیه سازی امری بسیار مهم و حائز اهمیت بوده و به عنوان اصلی ترین چالش مطرح است. چنان چه بتوان یک مدل با ضریب کارآیی ( ) بالا ارائه داد، مدل مورد نظر در پیش بینی سیلاب ها و همچنین برآورد دبی خروجی، کاربردی و قابل اتکا خواهد بود، بنابراین هدف از ارائه یک مدل این است که هیدروگراف شبیه سازی حتی المقدور بیشترین انطباق را با هیدروگراف مشاهداتی (اندازه گیری شده در خروجی حوضه) داشته باشد. در این تحقیق کوشش شده است تا هیدروگراف خروجی به نحوی مناسب با الگوریتم بهینه سازی PSO شبیه سازی گردد.
1-2- اهداف و سئوالات تحقیق:
به طور مشخص هدف نهایی در این تحقیق دستیابی به بهترین و مناسب ترین پارامترهای مدل بارش – رواناب ARNO به منظور شبیه سازی هیدروگراف خروجی است، به نحوی که هیدروگراف تولید شده بتواند دبی خروجی را با دقت مناسبی پیش بینی نماید، به عبارت دیگر چنان چه بتوان یک هیدروگراف شبیه سازی خروجی با ضریب تصمیم گیری مناسب ارائه داد، می توان از آن در مواردی نظیر کنترل سیلاب و مدیریت منابع آب بهره جست.
در این تحقیق کوشش شده تا به سئوالات زیر پاسخ گفته شود:
1- یک مدل مفهومی نظیر مدل ARNO تا چه حد در شبیه سازی پروسه پیچیده بارش- رواناب مؤثر و کاربردی است؟
2- استفاده از الگوریتم های جستجو (به طور اخص الگوریتم PSO) به منظور دستیابی به پارامترهای مدل تا چه حد مؤثر وگره گشا است؟ یا به عبارتی اهمیت استفاده از کالیبراسیون خودکار در یک مدل مفهومی تا چه حد بوده و چگونه در قضاوت و تصمیم گیری آتی تأثیر گذار است؟
3- آیا با بهره گرفتن از متد بهینه سازی مذکور می توان مقادیر پارامترهایی که به طور خاص دریک مدل مفهومی هیدرولوژیکی، قابل اندازه گیری نیستند به دست آورد یا آن را اصلاح نمود؟ به عبارت دیگر استفاده از یک مدل مفهومی بارش- رواناب و دستیابی به یک هیدروگراف شبیه سازی مناسب توسط آن تا چه حد می تواند در درک پروسه های واقعی موجود در حوضه و نحوه ارتباط میان آنها به ما کمک کند؟
4- تأثیر پردازش داده ها در ارائه یک هیدروگراف شبیه سازی مناسب و دارای انطباق بیشتر با واقعیات فیزیکی موجود در حوضه تا چه حد است؟
1-3- ساختار پایان نامه:
این تحقیق شامل پنج فصل به شرح زیر است:
فصل اول که شامل بیان مسئله، ضرورت و اهمیت تحقیق، تعاریف مفاهیم کلی و بیان ساختار کلی پایان نامه است.
فصل دوم که در آن به سابقه و مبانی استفاده از مدل های هیدرولوژیکی بارش- رواناب مفهومی و به طور اخص مدل ARNO پرداخته می شود، هم چنین در این فصل به پیشینه و چارچوب کلی روش های بهینه سازی به خصوص روش PSO نیز اشاره می گردد.
فصل سوم که در آن به بررسی منطقه مورد مطالعه پرداخته می شود و سپس در ادامه مباحث تئوری تحقیق نظیر ساختار و عملکرد مدل ARNOو هم چنین روش ارائه یک برنامه کامپیوتری بر مبنای الگوریتم بهینه سازی PSOدر دستور کار قرار می گیرد.
فصل چهارم به تجزیه و تحلیل نتایج حاصله از بهینه سازی مدل ARNO و هم چنین بررسی تأثیرات توسعه مدل برف و استفاده از یک فایل بارش مناسب بر روی جواب ها، می پردازد.
فصل پنجم به نتیجه گیری کلی و ارائه پیشنهادات اختصاص دارد.
فصل دوم- مبانی و بر منابع
2-1 کلیات و تعاریف:
قبل ازبحث اصلی، تعاریف بخشی از اصطلاحاتی که در این تحقیق مورد استفاده قرار می گیرد ذیلاً ارائه میگردد.
ابتدا به تعریف اصطلاحات مربوط به روش بهینه سازی مورد استفاده در این تحقیق یعنی الگوریتم بهینه سازی (Particle Swarm
Optimization) PSO اشاره می شود:
در مورد مفاهیم مورد استفاده در مدل بارش- رواناب ARNO با توجه به کثرت پارامترهای موجود، در این جا صرفاً به توضیح مختصر درباره مفاهیم کلی اکتفا کرده و در ادامه به تفصیل به بررسی پروسه های موجود درآن پرداخته می شود:
(2-1)
که در آن دبی مشاهداتی، دبی برآورد شده (یا شبیه سازی) توسط مدل و میانگین دبی مشاهداتی و N تعداد داده ها است. همان طور که مشاهده می گردد صورت این کسر در حقیقت معرف مجموع مربعات اختلاف بین دبی های مشاهداتی و محاسباتی است. چنان چه این دو هیدروگراف کاملاً بر یکدیگر منطبق باشند (در حالت ایده آل) صورت کسر صفر گردیده و ضریب در این حالت برابر 1 می شود. دامنه این ضریب ما بین و 1 است.
همان طور که گفته شد تابع هدف به منظور بهینه سازی در این تحقیق ضریب کارآیی لحاظ شده و می توان گفت که الگوریتم PSO به دنبال بهترین ضریب کارآیی است و از آن جایی که مخرج این کسر همواره عدد ثابتی است، لذا در حقیقت مینیمم شدن صورت کسر مد نظر ما است و این همان مفهومی است که در کتابهای مرجع آمار روش حداقل مجموع مربعات (method of least squares) نامیده می شود و در آمار برای به دست آوردن رگرسیون غیر خطی (بهترین برازش (fitness)) از این روش استفاده می گردد.
2-2- انواع مدل های هیدرولوژیکی شبیه سازی
بر اساس یک طبقه بندی از انواع مدل های هیدرولوژیکی، مدل ها به دو دسته مدل های غیرقطعی ((stochastic و مدل های قطعی (deterministic) تقسیم بندی می شوند. مدل های غیر قطعی در حقیقت روشی هستند برای برآورد توزیع های احتمالاتی از خروجی ها با در نظر گرفتن تغییرات تصادفی (random variation) برای یک یا چند متغیر ورودی. کلی ترین نمایش این متغیرها در یک میدان تصادف (random field) است. میدان تصادف محدوده ای است از مکان و زمان که مقدار متغیر در هر نقطه از آن محدوده با یک توزیع احتمال تعریف می گردد. در یک مدل قطعی (جبری) از عنصر یا جزء تصادفی آن صرف نظر می شود. هر ورودی ثابت دارای یک خروجی ثابت است. می توان مدل های قطعی را برای “پیش بینی به صورت تقویمی” یعنی تعیین زمان وقوع در آینده معین (forecast) [پیش یابی] و مدل های غیر قطعی را برای پیش بینی (prediction) (بدون تعیین زمان واقعی وقوع در آینده) مطرح کرد.
تمام پدیده های هیدرولوژیکی کمابیش دارای مقداری تصادف randomness)) هستند، در مواقعی که نوسانات حاصل در خروجی کوچک و یا صرف نظر کردنی باشد، استفاده از یک مدل قطعی می تواند مناسب باشد. در غیر این صورت استفاده از یک مدل غیر قطعی ضروری است.
با در نظر گرفتن این نوع طبقه بندی مدل بارش رواناب روزانهARNO به دسته مدلهای قطعی deterministic)) تعلق دارد.
از نظر پیچیدگی، سه نوع مدل وجود دارد که به ترتیب عبارت اند از تجربی (black box)، مفهومی (grey box) و فیزیکی (white box) ]ََ. این مدلها از یک مدل ساده یکجا (lumped) برای برآورد رواناب طراحی تا یک نمایش توزیعی از پروسه های متعدد، بر اساس قانون بقای جرم و انرژی متغیر بوده اند. این مدل ها به طور کلی مجموعه ای وسیع از مدل های دیفرانسیلی توزیعی را شکل می دهند و از این جهت غالباً تحت عنوان مدلهای پایه فیزیکی (physically based) نامگذاری می گردند که پارامترهای مربوطه باید به وسیله اندازه گیری های میدانی انعکاس یابند [Beven,1989]. با توجه به طبیعت این نوع مدل ها، استفاده از آنها جهت بررسی آثار تغییر کاربری اراضی، فرسایش خاک، تعامل آبهای سطحی و زیرزمینی و غیره کاربرد دارد، این در حالی است که به منظور بررسی پروسه های بارش- رواناب معمولی در مقیاس حوضه، مناسب نبوده و کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. [Todini, 1996]
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
ذکر شد نیاز به یک مدل حل مناقشه برای رفع اختلافات بین ذینفعان امری ضروری به نظر میرسد. این تحقیق تلاش دارد با ارائه یک مدل مناسب، علاوه بر در نظر گرفتن منافع مصرف کنندگان در برداشت از منابع آبی، مسائل دیگری همچون آبخوانها را که با توجه به برداشت بیرویه و غیراصولی از چاهها با افت قابلتوجهی روبرو شده اند و همچنین نیاز زیستمحیطی رودخانه که برای حفظ اکوسیستم امری ضروری میباشد مورد توجه قرار دهد.
امروزه بهره برداری 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 ارائه راهحلی مناسب امری ضروری به نظر میرسد. از آنجایی که در زمینه بهره برداری 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 می تواند مفید واقع شود.
این تحقیق تلاش دارد با ارائه یک مدل مناسب، علاوه بر در نظر گرفتن منافع مصرف کنندگان در برداشت از منابع آبی، مسائل دیگری همچون آبخوانها را که با توجه به برداشت بیرویه و غیراصولی از چاهها با افت قابلتوجهی روبرو شده اند 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 تقسیم بندی کرد:
با توجه به اهدافی که در فوق ذکر شد، در این تحقیق ، ابتدا یک سیستم فرضی که شامل دو مصرف کننده بالادست و پاییندست می
باشد و از منابع آبی موجود به صورت تلفیقی بهره گرفته می شود 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 مسئله 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 بهره گرفتن از نرمافزار Visual MODFLOW انجام شده است. نهایتاً برای اجرای مدلهای بهینهسازی حل اختلاف از مدل LINGO استفاده شده است.
این تحقیق در نظر دارد با در نظر گرفتن یک سیستم مرکب رودخانه- آبخوان که در آن بهره برداری از منابع آب به صورت تلفیقی انجام میپذیرد، مناقشهی میان مصرف کنندگان در بخشهای مختلف شرب، کشاورزی و صنعت را که در دو منطقهی بالادست و پاییندست دشت ابهر میباشند را با بهره گرفتن از مدل حل اختلاف Nash حل کند. همانطور که قبلاً ذکر شد بحث حل اختلاف در برنامه ریزی منابع آب سابقه چندان زیادی ندارد و به خصوص در زمینه بهره برداری تلفیقی از منابع آب تحقیقات بسیار کمی صورت گرفته است، بدین منظور استفاده از روش Nash در حل مناقشهی این سیستم تلفیقی می تواند نوآوری این تحقیق به حساب آید.
مطالعه 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، داده ها و اطلاعات مورد نیاز اشاره می شود و مدل حل اختلاف Nash در تخصیص آب بین دو منطقه در سه سال آبی مختلف به کار خواهد رفت. در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات حاصل از تحقیق ارائه شده و در انتها مراجع مورد استفاده معرفی میگردند.
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است