مطالعه برخی معیارهای فیزیولوژیک و رابطه آنها با عملکرد دانه در ژنوتیپ های گندم تتراپلوئید تحت شرایط تنش خشکی

فصل اولمقدمه
1-1- تعریف مسئلهاكثر مناطق ايران داراي اقليم خشك و نيمه خشك مي‌باشند. بنابراين يكي از عوامل محدود كننده توليد محصولات كشاورزي در ايران ناشي از تنش خشكي است که با توجه به مرحله‌ رشد گياه مي‌تواند باعث خسارت و در نتيجه كاهش عملكرد گردد.
يكي از روش‌هاي كاهش اثرات مخرب تنش خشكي استفاده از ژنوتیپ‌های مقاوم مي‌باشد. از نظر تكاملي مقاومت به خشكي عبارت است از توان زنده ماندن يك گونه از نسلي به نسل ديگر در شرايط كمبود آب، از نظر كشاورزي مقاومت به خشكي توان توليد اقتصادي يك محصول در شرايط كمبود آب قابل استفاده براي آن محصول تعريف مي‌گردد. درجه مقاومت به خشكي متفاوت است كه شامل تحمل به خشكي و گريز از خشكي مي‌باشد. تحمل به خشكي به مفهوم حالتي است كه در عملكرد محصول كشت شده در محيط حاوي تنش آب هيچ گونه كاهشي ديده نشود. گريز از خشكي حالتي است كه ارقام قبل از محدوديت شديد آب به محصول دهي برسند. و مفيدترين شكل مقاومت به خشكي است (شاه نجات بوشهری و عبد میشانی، 1376).
1-2- تنش خشکیبخش عمده‌ای از غذای دنیا توسط محصولاتی تامین می‌گردد که در مناطق مورد کشت آنها، بارندگی محدودی در فصل رویش وجود داشته و یا اینکه محصولات کشت شده از رطوبت ذخیره در خاک استفاده می‌کنند. خسارات وارده ناشی از گرما و خشکی به گندم، یولاف، ذرت، سورگوم، ارزن و سایر گیاهان زراعی در مناطق پر حرارت و کم باران امری عادی است. بنابر‌این مقاومت به دما و خشکی به خاطر کاهش افت عملکرد در گیاهان واقع در این مناطق مهم می باشد (شاه نجات بوشهری و عبد میشانی، 1376). از بین تنشهای زنده و غیرزنده، تنش خشکي دومين عامل اصلي کاهش عملکرد بعد از عوامل بيماريزا ميباشد و در نتيجه بارندگي کم، دماي بالا و وزش باد حادث ميشود. واکنش گياه نسبت به آن بستگي به مرحلهاي از رشد دارد که خشکي در آن رخ مي‌دهد (احمدی و همکاران، 1388).
با توجه به این‌که متوسط نزولات جوی سالانه ایران 240 ميلیمتر می‌باشد، ایران در رده مناطق خشک و نيمهخشک جهان قرار می‌گیرد (طبق تعريف آمبرژه مناطقی را خشک می‌نامند که بارندگی سالانه آنها کمتر از 250 ميلیمتر باشد و مناطق با بارندگی سالانه 250 تا 450 ميلیمتر را نيمه‌خشک گويند) ( آذری‌کی، 1381). با توجه به نزولات محدود ایران، حدود 45 درصد اراضی زير کشت گندم ديم در ايران دارای نزولات کمتر از 350 ميلیمتر است (محمدی، 1387) که باعث ‌می‌گردد تا تنش خشکی به عنوان مهمترین عامل محدود کننده عملکرد در گیاهان زراعی مورد توجه خاص قرار گیرد.
1-3-اهمیت گندمگندم به عنوان مهمترین عنصر غذائی، به عنوان یک منبع کالری، پروتئین، ویتامین و املاح خاص، دارای ارزش تغذیه‌ای بالايي است (شاه نجات بوشهری و عبد میشانی، 1376). این گیاه بيشترين سطح زير كشت را به خود اختصاص داده است و در اغلب نواحي جهان كشت مي‌شود. گستره کشت آبی از 60 درجه عرض‌ شمالي در شمال اروپا تا 40 درجه عرض جنوبي در آمريكاي جنوبي و از مناطق هم سطح دريا تا ارتفاع 3000 متري از سطح دريا را شامل مي‌شود. از مهمترين كشورهاي توليد كننده گندم در جهان مي‌توان به هند، پاكستان، ايالات متحده آمريكا و كانادا اشاره نمود. ايران يكي از مراكز تنوع و خاستگاه‌هاي اوليه گندم بوده و منابع ژنتيكي غني براي اين محصول در کشورمان وجود دارد (شهبازی و همکاران، 1391). گندم از خانواده گندمیان، از جنس تریتیکوم و مهمترین گیاه زراعی روی کره زمین است (شهبازی و همکاران، 1391). گونه‌های اصلی آن از لحاظ تعداد کروموزوم به سه گروه دیپلوئید (2n=2X=14 AA BB DD)، تتراپلوئید (2n=4X=28 AABB) و هگزاپلوئید (2n=6X=42 AABBDD) تقسیم میشوند. گونههای تتراپلوئید، آمفیپلوئیدی از تلاقی دو دیپلوئید هستند و هگزاپلوئیدها از تلاقی دیپلوئید و تتراپلوئید به‌وجود آمدهاند (توسلی، 1387). ژنوم A از یک گندم دیپلوئید وحشی به نام تریتیکوم بوئئوتیکوم بدست آمده است. این گندم در به وجود آمدن گندم‌های تتراپلوئید دوروم، تورژیدوم، بولونیکوم و پرسیکوم (کارتالیکوم) با فرمول ژنومی AABB موثر بوده است. گونه تتراپلوئید وحشی تریتیکوم دی‌کوکوئیدز با گیاهی از خانواده گندمیان به نام تریتیکوم تاشیئی با فرمول ژنومی DD آمیخته شد و گندم هگزاپلوئید (AABBDD) امروزی را به وجود آورده‌اند. اما منبع ژنوم سوم (ژنومB) در حال حاضر هنوز ناشناخته باقی‌ مانده است (یزدی‌صمدی و عبدمیشانی، 1383).
گندم دوروم تقريباً 8 درصد از توليد جهاني گندم را شامل ميشود (محمدی و همکاران، 1385) و یکی از منابع اولیه به وجود آورنده گندم اولیه است. این گندم گياهي است از خانواده گندمیان، تك لپه، خودگشن، يك‌ساله و روز بلند (نورمحمدی و همکاران، 1376). گندم دوروم با داشتن درصد بالاي پروتئين (12 تا 14 درصد) در مقايسه با برنج (7 درصد) و گندم نان (10 تا 12 درصد) از جمله مهمترين مواد غذايي جهان است (نورمحمدی و همکاران، 1376). گندم دوروم حاوی رنگدانه‌های طبیعی بیشتری نسبت به انواع گندم‌های دیگر است که خاصیت آنتی اکسیدانی و ضد سرطانی دارند. سمولینا محصول اصلی گندم دوروم می‌باشد. تغذیه با ماکارونی تهیه شده از آرد سمولینا، یک روش مناسب برای ورود غذاهای تهیه شده از دانه گندم دوروم به رژیم غذایی است که باعث افزایش پیشگیری ابتلا به بیماری‌های مزمن و افزایش سلامتی می‌گردد، گرچه مقدار آنتی اکسیدان‌ها در سمولینا کم است اما مصرف مداوم آن میزان نیاز  بدن را تأمین می‌نماید. گندم دوروم، ویتامین‌ها، مواد معدنی، آنتی اکسیدان‌ها و فیبر رژیمی بیشتری نسبت به  گندم‌های دیگر دارد (محمدی و همکاران، 1381). گندم دوروم یکی از قدیمی‌ترین گونه‌هاي زراعی غلات می‌باشد (رویو و همکاران، 2009 ) که کشت آن به دلیل تقاضا و همچنین قیمت بالاي جهانی در حال افزایش است (هوشمند و همکاران ، 2005(، پروتئین بالا و استحکام گلوتن آن باعث شده است که این گندم بهترین ماده اولیه براي تولید ماکارونی باشد، هرچند در تهیه نان نیز از آن استفاده می‌گردد (تریبوي و همکاران، 2003 ).
1-4-تنش خشکی در گندمگندم به طور گسترده در مناطقي كشت مي‌شود كه در معرض تنش‌هاي فراوان خشكي هستند. مکانیسم‌هایی كه در مقاومت به خشکی گندم دخالت دارند عبارتند از: زودرسی، که گیاه قبل از مواجهه با تنش خشکی چرخه زندگی خود را کامل می‌کند، سیستم قوی و عمیق ریشه جهت استفاده موثر از رطوبت خاک، مکانیسمی که روزنه‌ها را در ضمن دوره تنش خشکی می‌بندد به نحوی که تلفات آب در گیاه کاهش یابد و سر انجام پوشش مومی روی سطح برگ که تلفات تعرق را کم می‌کند. لذا ارقام گندم توليد شده براي مناطق خشك داراي برگ‌هاي باريك‌تر و نسبت ساقه به ريشه كمتري هستند و از استعداد توليد عملكرد كمتري نسبت به ارقام توليد شده براي مناطق مرطوب برخوردارند (شاه نجات بوشهری و عبد میشانی، 1376).
مقاومت به خشكي صفتي كمي است كه از طريق يك روش واحد آزمايشگاهي قابل اندازه‌گيري نيست زيرا تنش بر مراحل مختلف نموي تاثير داشته و اثر آن با شدت و مدت تنش تغيير مي‌كند (کافی و همکاران، 1386). آبياری گندم در مناطقی که دارای بارندگی زياد هستند ضروری نمیباشد ولی در مناطق کم باران، آبياری باعث جلوگيری از نوسان عملکرد میشود. گندم از اول بهار تا مرحله رسيدن خود روزانه به 3 تا 5 ميليمتر آب نياز دارد. بنابراين در مناطقی که بارندگی کافی نيست، بايد از آبياری تکميلی استفاده کرد (نیازی و همکاران، 1381). محصولات زراعي پاييزه معمولاً از زمان گلدهي تا مرحله رسيدگي فيزيولوژيك با خشكي مواجه مي‌گردند چون در این زمان هوا گرم و تعرق افزایش می‌یابد (Schneider et al., 1969). و کلا اثر زمان ظهور تنش آب ممکن است به اندازه شدت تنش آب اهميت داشته باشد. از زمان سبز شدن تا پايان پنجهزنی، بوتههای جوان گندم آب زيادی مصرف نمی‌کنند. آبياری خيلی زياد در اين مواقع نه تنها فايدهای ندارد، بلکه باعث از بين رفتن تهويه خاک و خارج شدن کودهای شيميايی از ناحيه ريشه میشود. حتی مقداری تنش رطوبت در طول اين دوره که باعث جلوگيری از رشد زياد می‌شود، مفيد است چون مانع سرمازدگی شدید در برخی موارد می‌گردد. نياز آبی گياه در طول دوره حداکثر رويش که همزمان با طويل شدن ساقه است، به سرعت زياد می‌شود. در زمان تشکيل سنبلچهها، تنش رطوبت باعث کاهش تعداد آنها در هر سنبله خواهد شد و کاهش تعداد سنبلچه‌ها باعث کاهش عملکرد نیز می‌گردد (نیازی و همکاران، 1381).
در ارزيابي مقاومت به خشكي بايد به مراحل نموي گياه دقت نمود زيرا بيشترين تنش خشکی که به گیاهان وارد میشود اغلب در زمان گلدهی و تشکيل دانه صورت میگیرد، در اين دوره تبخير و تعرق افزايش میيابد که همزمان با حداکثر نياز گياه به رطوبت میباشد. همچنين در طول اين دوره تنش آب بيشترين اثر سوء را بر عملکرد دانه خواهد داشت. فاصله بين تمايز سلولی سنبلکها و گلدهی، حساسترين دوره نسبت به خشکی میباشد. ارقامی از گندم که گرده افشانی آنها طولانی است، در مقايسه با ارقامی که دوره گردهافشانی کوتاهتری دارند، احتمالا در اثر تنش رطوبت، صدمه کمتری متحمل میشوند (گل‌پرور و همکاران، 1381). اندازه‌گیری عملکرد دانه یکی از شاخص‌های مهم در برنامه‌های اصلاحی گندم برای مقامت به خشکی می‌باشد. اما به دلیل وراثت‌پذیری پایین این صفت، اندازه‌گیری صفات فیزیولوژیک، مورفولوژیک و بیوشیمیایی مرتبط با تنش خشکی در کنار آن ضروری به نظر می‌رسد (Blum et al., 1990). گلستانی و آساد (1998) بیان نمودند که انتخاب بر اساس صفات فیزیولوژیک آسان و دقیق بوده و توارث‌پذیری این صفات نسبتا بالا است. بنابراین بازده ژنتیکی این صفات مطلوب بوده و انتخاب بر مبنای این صفات راه مطمئن و سریعی برای انتخاب جوامع گیاهی و بهبود عملکرد می‌باشد.
پژوهش‌هاي انجام شده در سال‌هاي اخير بيشتر بر روی اثر تنش خشکی بر گندم هگزاپلوئید توسط پژوهشگران داخلی و خارجی صورت گرفته است. اما با توجه به اهمیت گندم دوروم کمتر به اثر تنش خشکی بر روی گندم تتراپلوئید توجه شده است، لذا این مطالعه با اهداف زیر روی مجموعهای از گندمهای تتراپلوئید (دوروم) پایه‌ریزی گردید.
1-5- اهداف مطالعه1-5-1- ارزیابی مجموعه‌ای از ژنوتیپ‌های گندم تتراپلوئید از لحاظ مقاومت به خشکی بر اساس برخی معیارهای مورفولوژیک.
1-5-2- بررسی همبستگیهای موجود بین عملکرد و اجزای آن با شاخصهای کمی مقاومت به خشکی.
1-5-3- ارزیابی شاخص دماي سایه‌انداز(CT) به عنوان معیاری برای گزینش ارقام مختلف تحت شرايط آبياري محدود و آبياري متداول.
1-5-4- محاسبه ضرایب مسیر و همبستگی صفات مورد ارزیابی ژنوتیپ‌های مورد مطالعه.
فصل دوممروری بر پژوهشهای انجام شده2-1- تاثیر تنش خشکی بر دمای سایه‌انداز گیاهآب در همه مراحل رشدي گياه دخالت دارد و همبستگی بالايي بين توليد محصول و آب مصرفي وجود دارد. از ابزارهاي موثر در شناسايي گياهان براي سازگاري با محيط‌هاي كم آب مي‌توان به دماي سایه‌انداز (CT) اشاره نمود. دماي سایه‌انداز گیاه همچنين در شناسايي QTLهاي موثر در سازگاري ارقام به خشكي استفاده مي‌گردد. گزارش شده كه QTL واقع در كروموزوم شماره 4A گندم حدود 30% از تنوع دماي سایه‌انداز گیاه تحت تنش گرما را بيان مي‌كند. در حالي كه 14% تنوع مرتبط با دماي سایه انداز گیاه از QTL واقع در كروموزوم 3B شناسايي شده است (پينتو و همكاران، 2010). بسياري از عوامل بيولوژيك گياهي و متغيرهاي محيطي در توازن انرژي سایه‌انداز گیاه موثرند. اوليور و همكاران (2007) نشان دادند كه دماي سایه‌انداز گیاه با عملكرد محصول و همچنين اماني و همكاران (1996) نشان دادند دماي سایه‌انداز گیاه با هدايت روزنه‌اي مرتبط مي‌باشد. با اندازه‌گيري دماي سایه‌انداز گیاه عوامل موثر در سازگاري محيطي گياه شامل تحمل به خشكي و گرما و… قابل شناسايي مي باشد (Reynolds et al., 2012 ).
ظرفيت نگهداري وضيعت آبي ژنوتيپ‌هاي گندم رشد يافته در شرايط تنش با هم متفاوت است. اين تفاوت توسط درجه حرارت سایه‌انداز گیاه در ساعات بعد از ظهر نشان داده مي‌شود. در رابطه با اين صفت، گندم‌هاي تحت تنش، تنوع ژنتيكي نشان داده‌اند (بلوم و همکاران، 1989). رابطه اختلاف درجه حرارت گياه با هوا و هدايت روزنه‌اي نشان مي‌دهد، ژنوتيپ‌هايي از گندم كه برگ‌ها را در شرايط تنش، خنک‌تر نگه مي‌دارند ممكن است تحت اين شرايط از سرعت فتوسنتزي و در نتيجه عملكرد بالاتري برخوردار باشند. بنابراين اختلاف دماي گياه نسبت به هوا، هم به عملكرد بالقوه (ريچارد، 1993) و هم به عملكرد دانه تحت شرايط تنش ارتباط دارد (بلوم و همكاران 1989). ريچارد (1993) و کافی و همکاران (1386) نشان داند كه كاهش دماي ژنوتيپ‌هاي گندم در رابطه با عملكرد بالقوه گندم بوده است. دماي سایه‌انداز گیاه با عمق ريشه، وضيعت آب قابل دسترس ‌ريشه و تعرق گياه همبستگي دارد (Reynolds et al., 2012 ).
2-2- شاخص تنش از شاخص شدت تنش (SSI) میتوان برای گزینش ژنوتیپهای مقاوم استفاده کرد. شاخص شدت تنش بطور گسترده توسط محققان برای شناسایی ژنوتیپهای حساس و مقاوم استفاده شده است (فیشر و مورر، 1978). سیوسه مرده و همکاران (2006) شاخص شدت تنش را برای گزینش ژنوتیپهای مقاوم پیشنهاد کردند. ازتورك و آيدين (2004) با اعمال پنج تيمار آبي مختلف بر چند رقم گندم نان، از تاثير قابل توجه تنش آبي بر اغلب خصوصيات كيفي گندم گزارش دادند، به طوري كه تمامي تيمارها افزايش قابل توجهي در ميزان درصد پروتئين، حجم رسوب و گلوتن مرطوب نسبت به تيمار آبياري كامل نشان دادند. سي‌وسه‌مرده و احمدی (1382) گزارش نمودند که غلظت كربوهيدراتهاي محلول برگ پرچم در ۲۰ روز پس از گلدهي بيشتر از مرحله خوشه رفتن است.
2-3- اثر تنش خشکی بر صفات مورفولوژیکخشکی باعث بسته شدن روزنه‌ها برای کاهش تعرق، افزایش پتانسیل اسمزی، کاهش میزان غلظت کلروفیل، ایجاد تنش اکسیداتیو و اختلال در فتوسنتز گیاه می‌شود که در نهایت باعث کاهش عملکرد می‌گردد (Demirevska et al., 2008, Zivcak et al., 2013). خصوصیات مورفولوژیک مانند طول ریشه، تعداد پنجه، تعداد سنبله در متر مربع، وزن سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، تعداد پنجه بارور در گیاه، وزن ساقه و غیره در گندم در شرایط تنش رطوبتی تحت تأثیر قرار میگیرد (Mahalakshmi & Bidinger, 1986). اجزاء عملکرد دانه به طور متفاوتی بسته به مرحله رشدی که گیاه با تنش خشکی مواجه می‌شود تحت تأثیر قرار میگیرد (Johnson & Kanemasu, 1982). گودینگ و همکاران (2003) شدت و زمان اعمال تنش خشکی را در گندم بررسی و گزارش کردند که تنش خشکی با کوتاه كردن دوره پرشدن دانه باعث کاهش عملکرد دانه و وزن هزاردانه شده و بیشترین تاثیر آن در دوره پرشدن دانه (بین روزهای اول تا چهاردهم بعد از گرده افشانی) ميباشد. آستين و همکاران (1989) نشان دادند که ارقام جديد در مقايسه با ارقام قديمي ۵۹% دانه بيشتري توليد کردند که اين مسأله به دليل توليد تعداد سنبله بيشتر و تعداد دانه بيشتر درهر سنبله بود. به طوري‌که در ارقام جديد تعداد سنبله بارور در مترمربع ۱۴% بيش از ارقام قديمي بود.
حساسترين مرحله نمو گندم به تنش خشكي مرحله گلدهي است (رنجبری و همکاران، 1384). وینکل (1989) نیز نشان داد که در غلات حساسترین مرحله به تنش‌خشکی حد فاصل سنبله رفتن تا گلدهی است و ارقامی که بتوانند قبل از گلدهی ماده خشک بالایی تولید و ذخیره مواد پرورده در ساقه را افزایش دهند جزء ارقام متحمل به خشکی محسوب می‌شوند. گلستانی عراقی (1376) گزارش نمود با اعمال تنش خشکی در ارقام مختلف گندم، میزان کاهش عملکرد در ارقام مقاوم به خشکی در شرایط یکسان به طور معنیداری کمتر از میزان کاهش آن در ارقام حساس بوده است. بنا به نظر برخي پژوهشگران بوته‌هايي که پنجههاي کم دارند در برخي محيطهاي تنش لزوماً نمي‌توانند مفيد باشند، چرا که پنجهها ميتوانند اثر تنش وارده بر روي ساقه اصلي را تا حدودي جبران کنند (Mahalakshmi & Bidinger, 1986). دري و ایلدرام (2006) با مطالعه بر روي گندم دوروم نشان دادند که اثرات غیر افزایشی براي عملکرد دانه در بوته معنی‌دار هستند. همبستگی مثبت و معنی‌دار شاخص برداشت با عملکرد دانه در گندم دوروم (هوشمند و همکاران، 2005؛ سوباش چاندرا و همکاران، 2009) و در گندم نان (اقبال و همکاران، 2007) گزارش شده است ناصریان و همکاران (2007) و بوتا و همکاران (2005)، با انجام تجزیه علیت بر اهمیت وزن هزار دانه به عنوان معیار انتخاب براي اصلاح عملکرد دانه در گندم اشاره کرده‌اند. مارک و همکاران (1985) گزارش کردند که تنش خشکي بعد از گلدهي باعث کاهش تعداد سلول اندوسپرم دانه در قاعده و راس سنبله شده و در نهايت وزن دانه را کاهش مي دهد. تنش خشکي پس از گلدهي طول دوره پر شدن دانه را کوتاه‌تر کرده و موجب کاهش وزن دانه‌ها مي‌گردد (امام و همکاران، 2007). در مواجهه با تنش خشکي و براي جلوگيري از هدر روي بيش از حد آب، روزنه‌ها بسته مي شوند که اين موضوع در نهايت باعث کاهش فتوسنتز جاري و کاهش مواد پرورده براي پر شدن دانه‌ها مي‌شود که اين امر نيز باعث کاهش ميانگين وزن هر ‌دانه مي‌گردد. در سال‌هاي اخير، افزايش عملکرد دانه بيشتر مربوط به افزايش تعداد دانه و تعداد سنبله در واحد سطح بوده (آرائوس و همکاران 2008) و وزن هزار‌دانه از ثبات نسبي بالا و تغييرپذيري کم در شرايط بهينه براي رشد و نمو گياه برخوردار است (امام، 2011). بر خلاف تعداد دانه در واحد سطح، ارتباط اندکي بين وزن هردانه با عملکرد دانه در واحد سطح وجود دارد (های و والکر، 1989). به هر حال، برهم‌کنش ژنوتيپ و محيط تعيين کننده ميزان همبستگي و تأثير هر يک از اين اجزا در تعيين عملکرد دانه است (جکسون و همکاران 1996).
طالعی و بهرام‌نژاد (2003) و رضائی (1995) شاخص برداشت را به عنوان یکی از مهم‌ترین معیارهاي گزینش در برنامه هاي به‌نژادي گندم دانسته‌اند. کاهش شاخص برداشت در شرايط تنش خشکي بعد از گلدهي به کاهش دسترسي به مواد پرورده جاري طي دوره پر شدن دانه نسبت داده شده است (امام، 2011؛ امام و نیک‌نژاد 2011). کاهش شاخص برداشت در اثر تنش خشکي آخر فصل توسط ساير پژوهش‌گران نيز گزارش شده است (فولکس و همکاران، 2007؛ وانگ و همکاران، 2001). از وزن هزار دانه نیز می‌توان به عنوان عامل مهم در انتخاب ژنوتیپ‌های مقاوم استفاده نمود (خدادادی و همکاران، 1390). مشخص گردیده است كه براي شناخت بهتر روابط بين صفات در گياه، انجام تجزيه عليت يك گام منطقي است (کاشف و خالق، 2004) به طوري كه تجزيه عليت اجزاء تشكيل دهنده ضريب همبستگي را به اثرات مستقيم و غيرمستقيم تقسيم مي‌كند و روابط بين صفات را به صورت ملموس‌تري نشان مي‌دهد (کوپر، 1983). با توجه به اين كه بين صفات مرتبط با عملكرد همبستگي هاي منفي وجود دارد و بين صفات روابط پيچيده‌اي حاكم است لازم است علاوه بر همبستگي ساده از روش‌هاي آماري چند متغيره براي بررسي روابط بين صفات استفاده شود كه تجزيه به مولفه‌ها يكي از اين روش‌هاي موثر مي‌باشد (رحیم و همکاران، 2010).
2-4- وراثت‌پذیریکولاکو (2002) در مطالعه عملکرد و اجزای آن نتیجه گرفت که بالاترین مقدار توارث‌پذیری مربوط به ارتفاع بوته و وزن دانه می‌باشد. باید گفت که وراثت پذیری معیاری مناسب برای گزینش بوده و در برنامه اصلاحی مورد استفاده قرار می‌گیرد (فرشادفر، 1384). مقدم و همکاران (1997) در مطالعه گندم نان گزارش کردند که توارث‌پذیری عملکرد دانه 59% و شاخص برداشت و صفات فنولوژیک 79% است. . اکرام و تاناچ (1991) قابلیت توارث طول سنبله، وزن هزار‌دانه و عملکرد دانه در گندم دوروم را متوسط و پایین گزارش کردند در حالی که سوباش چاندرا و همکاران (2009) وراثت‌پذیري بالایی را در گندم‌هاي تتراپلوئید براي صفات مذکور برآورد نمودند.
فصل سوممواد و روشها3-1- مشخصات محل انجام تحقیقاين پژوهش در دانشكده كشاورزي دانشگاه شيراز واقع در باجگاه با عرض جغرافيايي 29 درجه و 50 دقيقه شمالي و طول جغرافيايي 52 درجه و 46 دقيقه شرقي و ارتفاع 1810 متر از سطح دريا واقع در 16 كيلومتري شمال شيراز انجام گرديد. آب و هواي این منطقه معتدل (متمايل به سرد)، با متوسط بارندگي 386 ميلي‌متر در سال است (فولادمند و سپاسخواه، 1386). در اين منطقه متوسط رطوبت نسبي 50 درصد و حداكثر دما تا 34 درجه سانتی‌گراد تغيير مي‌كند (فولادمند و سپاسخواه، 1386). بافت خاك لوم سنگ‌ريزه‌اي مي‌باشد.
3-2- ژنوتیپ‌های مورده استفاده و شرایط محل طرحاین پژوهش به صورت طرح کرت‌های خرد‌شده در قالب بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1392-1391 در دو شرایط آبیاری مطلوب و تنش خشکی با 40 ژنوتیپ گندم تتراپلوئید، در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز واقع در منطقه باجگاه کشت گردید. این دو آزمایش فقط از نظر تیمار آبیاری با یکدیگر تفاوت داشتند. محل قرارگیری ژنوتیپ‌های مورد استفاده و روش اجرای طرح در جدول شماره 3-1 مشخص گردیده است. در این طرح تیمار آبیاری شامل 100% ظرفیت مزرعه و 50% ظرفیت مزرعه به عنوان عامل اصلی و 40 ژنوتیپ گندم به عنوان عامل‌های فرعی طرح لحاظ شدند. یا به عبارتی دور‌آبياري و ژنوتيپ به ترتيب به عنوان کرت‌هاي اصلي و فرعي در نظر گرفته شدند.
جدول شماره 3-1 ژنوتیپ‌های مورده استفاده و روش پیاده سازی طرحشماره ژنوتیپ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 R1 712 710 737 KC2610 727 سیمره 706 797 714 740 756 708 760 16EDYT تارو3 769 730 789 791 ياواروس 703 746 792 733 798 9EDYT 764 3EDYT 713 722 741 5EDYT 719 729 793 781 747 717 720 771 Irrigated
R2 793 ياواروس 797 تارو3 769 16EDYT KC2610 771 712 745 764 سیمره 746 710 733 747 3EDYT 789 9EDYT 5EDYT 737 741 714 713 706 719 720 740 727 737 703 722 729 708 730 716 708 710 704 717 R3 741 710 710 سیمره 727 714 713 3EDYT 708 719 712 تارو3 748 729 722 745 771 KC2610 737 717 9EDYT 703 708 713 714 720 706 716 737 746 704 ياواروس 733 5EDYT 740 764 730 740 747 16EDYT ↔3m 240cm R1 سیمره 740 716 737 713 713 719 714 714 741 16EDYT ياواروس 706 748 745 722 717 737 710 712 تارو3 703 3EDYT 727 9EDYT 746 708 729 771 710 5EDYT KC2610 704 733 764 720 747 730 740 708 Drought
R2 745 713 740 KC2610 ياواروس 733 727 720 737 16EDYT 746 729 703 719 710 748 سیمره 716 740 9EDYT 737 تارو3 704 747 722 710 3EDYT 771 706 730 714 713 708 5EDYT 741 714 708 764 717 712 R3 720 741 719 717 737 714 730 745 708 16EDYT 772 9EDYT 713 714 733 740 3EDYT 5EDYT 747 748 713 746 KC2610 تارو3 708 710 737 727 729 703 710 771 706 712 ياواروس 704 716 764 740 سیمره ژنوتیپهای گندم تتراپلویید مورد استفاده در این مطالعه عبارتند از:
ارقام شاهد: ژنوتیپهای مقاوم به خشکی شامل:
یاواروس و سیمره: دیررس و بهاره، مبداء مکزیک، متحمل به تنشهای گرما و خشکی
ژنوتیپهای مرکز بینالمللی گندم و ذرت (CIMMYT): 32 لاین از42 IDYN (جدول شماره 3-2).
ژنوتیپهای تهیه شده از مرکز داراب به نامهای:
3EDYT-87-88، 5EDYT-87-88 ، 9EDYT-87-88، 16EDYT-87-88 .
ژنوتیپ‌های تهیه شده از بانک بذر کرج: KC2610. و تارو 3
جدول شماره 3-2 شجره‌نامه ژنوتیپ‌های تهیه شده از مرکز بینالمللی گندم و ذرت (CIMMYT):شجره‌نامه شماره ژنوتیپ
YAVAROS 79 703
CBC 514 CHILE/3/AUK/GUIL//GREEN 706
CBC 509 CHILE/5/2*AJAIA_16//HORA/JRO/3/GAN/4/ZAR 708
RCOL/THKNEE_2/3/SORA/2*PLATA_12//SOMAT_3 710
CANELO_9.1/SNITAN/10/PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/ALBA-D/5/AVO/ HUI/7/PLATA_13/8 /THKNEE_11/9 /CHEN/ ALTAR 84 /3/HUI/POC//BUB/RUFO/4/FNFOOT 712
MINIMUS_6/PLATA_16//IMMER/3/SOOTY_9/RASCON_37/9/USDA595/3/D67.3/RABI//CRA/4/ALO/5/HUI/YAV_1/6/ARDENTE/7/HUI/YAV79/8/POD_9 713
PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/ALBA-D/5/AVO/HUI /7/PLATA _13/8/ RAFI97/ 9/ MALMUK_1/SERRATOR _1/10/ ARMENT //SRN_3/NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 714
GUAYACANINIA/GUANAY//PORRON_4/BEJAH_7/3/VANRRIKSE_12/SNITAN 717
CBC509CHILE/6/ECO/CMH76A.722//BIT/3/ALTAR84/4/AJAIA_2/5/KJOVE_1/7/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.ETHIO.135.85)//PLATA_13/8/SOOTY_9/RASCON_37//WODUCK/CHAM_3 719
SOMAT_3.1//WODUCK/CHAM_3/5/AJAIA_16//HORA/JRO/3/GAN/4/ZAR/7/CHEN_11/POC//TANTLO/5/ENTE/MEXI_2//HUI/4/YAV_1/3/LD357E/2*TC60//JO69/6/FULVOUS_1/MFOWL_13 720
SOMAT_3/PHAX_1//TILO_1/LOTUS_4/3/GUANAY/5/NETTA_4/DUKEM_12//RASCON_19/3/SORA/2*PLATA_12/4/GREEN_18/FOCHA_1//AIRON_1 722
PLATA_6/GREEN_17/3/CHEN/AUK//BISU*2/5/PLATA_3//CREX/ALLA/3/SOMBRA_20/4/SILVER_14/MOEWE 727
THKNEE_11/SNITAN*2//SOMAT_4/INTER_8 729
TOPDY_18/FOCHA_1//ALTAR 84/3/AJAIA_12/F3LOCAL (SEL .ETHIO . 135.85) // PLATA_13 /4/ SOMAT_3/GREEN_22/5/VRKS _3/3/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.ETHIO.135.85)//PLATA_13 730
CMH85.797//CADO/BOOMER_33/4/ARMENT//SRN_3/NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 733
ALTAR84/STINT//SILVER_45/3/GUANAY/4/GREEN_14//YAV_10/AUK/ 5/SOMAT_4/INTER_8 737
ALBIA_1/ALTAR 84//YAZI_1/4/CREX//BOY/YAV_1/3/PLATA_6/5/ SOMAT _4/INTER_8/6/ LIRO_2/ CANELO_9 740
ادامه جدول شماره 3-2 شجره‌نامه ژنوتیپ‌های تهیه شده از مرکز بین‌المللی گندم و ذرت (CIMMYT):
شجره‌نامه شماره ژنوتیپ
SOMAT_4/INTER_8/4/GODRIN/GUTROS//DUKEM/3/THKNEE_11/5/CNDO/PRIMADUR//HAI-OU_17/3/SNITAN 741
PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/ALBA-D/5/AVO/HUI/7 /PLATA_13/8/RAFI97/9/MALMUK_1/SERRATOR_1/10/ARMENT//SRN_3/NIGRIS_4/3/CANELO_9.1/11/SHAG_21/DIPPER_2//PATA_2/6/ARAM_7/CREX/ALLA/5/ENTE/MEXI_2/HUI/4/YAV_1/3/LD357E/2*TC60/JO 746
ALTAR 84/BINTEPE 85/3/STOT//ALTAR 84/ALD/4/POD_ 11/YAZI _ 1/5 / VANRRIKSE_12/ SNITAN /6/SOOTY_9/RASCON_37/ WODUCK /CHAM_3 747
CBC 509 CHILE/5/2*AJAIA_16//HORA/JRO/3/GAN/4/ZAR 756
ALTAR 84 760
ALTAR 84/BINTEPE 85/3/STOT//ALTAR84/ALD/4/POD_11/YAZI _1/5/ VANRRIKSE_12/ SNITAN/6/ SOOTY_9/RASCON_37// WODUCK / CHAM _3 764
MINIMUS_6/PLATA_16//IMMER/3/SOOTY_9/RASCON_37/9/USDA595/3/D67.3/RABI//CRA/4/ALO/5/HUI/YAV_1/6/ARDENTE/7/HUI/YAV79/8/POD 769
CBC 514 CHILE/3/AUK/GUIL//GREEN 771
ALTAR 84/STINT//SILVER_45/3/GUANAY/4/GREEN_14// YAV_10 /AUK/5/SOMAT_4/ INTER_8 781
KOFA/3/SOMAT_3/PHAX_1//TILO_1/LOTUS_4 789
RCOL/THKNEE_2/3/SORA/2*PLATA_12//SOMAT_3 791
TADIZ/9/USDA595/3/D67.3/RABI//CRA/4/ALO/5/HUI/YAV_1/6/ARDENTE/7/HUI/YAV79/8/POD_9 792
ALBIA_1/ALTAR 84//YAZI_1/4/CREX//BOY/YAV_1/3/ PLATA_6/5/ SOMAT _4/INTER_8/6 / LIRO_2 /CANELO_9 793
PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/ALBA-D/5/AVO/ HUI /7/ PLATA_13/8/RAFI97/9 /MALMUK_1/ SERRATOR_1/10 /ARMENT / /SRN_3 /NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 797
CNDO/VEE//PLATA_8/3/6*PLATA_11/4/GUANAY/10/PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/ALBA-D/5/AVO/HUI/7/PLATA_13/8 /THKNEE_11/9/CHEN/ALTAR 84/3/HUI/POC // BUB /RUFO/4/FNFOOT/11/ADAMAR_15//ALBIA_1/ALTAR 84/3/SNITAN 798
3-3- روش اجرای طرحقبل از انجام طرح، عملیات خاک‌ورزی شامل شخم عمیق و دوبار دیسک عمود بر هم انجام پذیرفت. قبل از کاشت از کود سوپرفسفات تریپل به میزان 150 کیلوگرم در هکتار و یک‌سوم کل کود اوره مصرفی (100 کیلوگرم در هکتار) و همچنین به میزان 100 کیلوگرم در هکتار از کود سولفات پتاسیم استفاده گردید.
هر کرت شامل 4 ردیف 2 متری بود که بر روی دو پشته کشت گردید. ردیفهای کناری هر پشته به عنوان اثر حاشیه و از دو ردیف وسط جهت نمونهبرداری صفات و اندازهگیری عملکرد و اجزای آن در انتهای فصل رشد استفاده شد. تراکم کاشت برابر 250 بوته در هکتار در نظر گرفته شد. شایان ذکر است که کاشت 240 نمونه این طرح با دست و به مدت یک هفته به طول انجامید. پس از کاشت بذور، اولین آبیاری در تاریخ 28 آبان‌ماه 1391 انجام پذیرفت. با توجه به بارش باران و همچنین کاهش دما اولین نیاز آبی گیاه با توجه به ظرفیت زراعی مزرعه در تاریخ 14 اسفند‌ماه 1391 برآورد و آبیاری صورت گرفت. دور آبیاری‌های بعدی گیاه با توجه به بارش و ظرفیت زراعی مزرعه انجام گرفت و اولین تنش خشکی در مرحله خروج سنبله از برگ پرچم (Booting) اعمال گردید که در ادامه شیوه اعمال تنش آورده خواهد شد.
در طی آزمایش از علفکش توفوردی به میزان 5/1 لیتر در هکتار در تاریخ 5 اسفندماه 1391 برای مبارزه با علف‌های‌ هرز پهن برگ شامل خاکشیر طبی (Descuraina sophila L.)، پیچک (Convolvullus arvensi) و خاکشیر تلخ (Sisymbrium irio L.) در اواسط مرحله پنجه زنی گندم استفاده شد، قابل ذکر است که در تاریخ 31 فروردین‌ماه 1392 به صورت مکانیکی علف‌های هرز باقیمانده وجین شدند. از کود نیتروژنه (اوره 300 کیلوگرم در هکتار) در سه نوبت، مرحله کاشت، مرحله پنجهزنی و ظهور سنبله استفاده گردید که یک سوم کود اوره در زمان کاشت شامل 100 کیلوگرم در هکتار استفاده گردید و مابقی آن در مراحل پنجهزنی و ظهور سنبله مورد استفاده قرار گرفت.
برای آزمایش اول تیمار آبیاری متداول و برای آزمایش دوم تیمار آبیاری محدود (افزایش دور آبیاری در زمان خروج سنبله از برگ پرچم (Booting)) در اواسط اردیبهشت ‌ماه که زمان خروج سنبله از برگ پرچم بود تنش اعمال گردید. به این شکل که پس از اعمال محدودیت آبیاری طول دوره آبیاری با حذف یک دور آبیاری نسبت به نرمال در هر مرحله از آبیاری انجام پذیرفت شایان ذکر است که انجام آبیاری و اعمال محدودیت در تمامی مراحل با توجه به ظرفیت زراعی مزرعه صورت گرفت که برای اقدام به این عمل قبل از آبیاری از 2 عمق خاک مزرعه شامل 30-0 و 60-30 سانتی‌متری نمونه‌برداری انجام می‌گرفت و نمونه‌ها داخل آون در دمای 105 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت خشک گردیده و سپس میزان رطوبت وزنی آ‌‌ن‌ها تعیین گردید و پس از آن آب مورد نیاز برای آبیاری تا رسیدن رطوبت خاک به حد ظرفیت مورد نظر در اختیار مزرعه قرار گرفت.
از روابط زیر برای محاسبه نیاز آبی گیاه استفاده گردید.
θm= تر خاک وزن -خشک خاک وزن خشک خاک وزن=θm رطوبت وزنی خاک که از طریق فرمول بالا به دست می‌آید.
چون Fc به صورت حجمی بود، بنابراین از فرمول زیر جهت به دست آوردن ارتفاع آب مورد نیاز استفاده گردید.
dn=Fc- θm100=dn ارتفاع آب مورد نیاز برای آبیاری
چگالی ظاهری خاک باجگاه 5/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب در نظر گرفته شد.
3-4- اندازهگیری شاخصهای مقاومت به خشکیبرای محاسبه شاخصهای مقاومت به خشکی شاخصهای مورفولوژیک و فیزیولوژیک طی زمان اندازه گیری گردید.
3-4-1- شاخص حساسیت به خشکی (SSI) فیشر و مورر (1978)
SSI = 1-1-
3-4-2- شاخص تحمل به تنش (STI) فرناندز (1992):

3-4-3-میانگین هارمونیک(HMP) فرناندز (1992):
HMP=2Yp×YsYp+Ys3-4-4- میانگین هندسی عملکرد در دو محیط (GMP) فرناندز (1992):

در این روابط Yp و Ys به ترتیب میزان عملکرد هر ژنوتیپ در شریط نرمال و تنش و Yp و Ys به ترتیب میانگین عملکرد ژنوتیپها در شرایط نرمال و تنش است.
3-5-محاسبه وراثت پذیری عمومیمحاسبه وراثت پذیری عمومی با استفاده از فرمول زیر انجام شد (فرشادفر، 1998).
Hb=σ2gσ2g+σ2er = σ2gواریانس ژنتیکی
=r تعداد تکرار
=σ2e واریانس خطای آزمایشی
Hb= وراثت پذیری
واریانس ژنتیکی با توجه به میانگین مربعات ژنوتیپ صفات اندازه‌گیری شده تجزیه واریانس طرح به دست آمد. برای تعداد تکرار، از تکرار موجود در طرح استفاده گردید. برای به دست آمدن واریانس خطای آزمایشی از میانگین مربعات خطا (Ea) محاسبه شده در تجزیه واریانس طرح استفاده گردید.
3-6- اندازهگیری صفات مورفولوژیک، عملکرد و اجزاء عملکردعملکرد دانه: پس از حذف ردیف‌های کناری و 5/0 متر ابتدا و انتهای کرت‌ها بذرهای موجود در مساحت یک متر مربع جدا و عملکرد دانه محاسبه گردید. در ضمن چند نمونه از بذرهای برداشت شده جهت اندازه‌گیری رطوبت به مدت 72 ساعت در دمای 75 درجه سانتی‌گراد آون قرار گرفتند و چون تغییر وزنی چندانی نداشتند لذا پس از برداشت نمونه‌ها، بذرها جدا گردیده توزین شده و وزن بذرها ثبت شد.
عملکرد بیولوژیک: با برداشت بوتهها از سطح خاک، خشک کردن در هوای آزاد (به علت حجم بالای نمونه‌ها) و محاسبه وزن آنها، محاسبه عملکرد بیولوژیک صورت گرفت.
عملکرد سنبله: با جدا کردن سنبلهها از کاه و وزن نمودن آنها انجام گردید.
عملکرد کاه: عملکرد بیولوژیک منهای عملکرد سنبله.
شاخص برداشت: عملکرد دانه تقسیم بر عملکرد بیولوژیک شاخص برداشت را مشخص نمود.
تعداد پنجه بارور: با شمارش تصادفی 10 بوته در هر کرت محاسبه گردید.
علاوه بر صفات فوق تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، تعداد دانه در سنبلک، ارتفاع بوته و سطح برگ مورد محاسبه قرار گرفت.
3-7- اندازه گيري دماي سایه‌انداز
3-7-1- شرايط مكاني و محيطي اندازه‌گيري دماي سایه‌انداز:اندازه‌گيري دماي سایه‌انداز (CT) در زماني انجام شد كه آسمان صاف و آرام بود و همچنين سطح گياه خشك و با شبنم صبحگاهي، باران و آبياري مرطوب نشده بود (Reynolds et al., 2012 ). البته CIMMYT شرايط اندازه گيري را روز گرم و آفتابي و ابرناكي كم همراه با رطوبت نسبي کمتر از 60% (RH<60%) و دماي بالاي 15 درجه سانتي‌گراد در نظر گرفته است که شرایط اندازه‌گیری دمای سایه‌انداز با شرایط مفروض سیمیت مطابقت داشت. بدین مفهوم که رطوبت نسبی محیط در زمان اندازه‌گیری دمای سایه‌انداز بین 23% تا 2/24% اندازه‌گیری شد.
3-7-2-زمان مناسب اندازه‌گيري دماي سایه‌انداز در طول روز:با توجه به این‌که بهترين زمان وقتي است كه گياه در بيشترين تنش آبي ‌باشد كه اين زمان يك ساعت قبل تا دو ساعت بعد از ظهر مي‌باشد و به طور معمول ساعت 11 تا 14 روز در نظر گرفته مي‌شود لذا اندازه‌گیری دمای سایه‌انداز در ساعت 12 تا 5/13 انجام شد تا کمترین نوسان دمایی در زمان بیشترین تنش آبی اعمال گردد تا کل داده‌های مشاهده شده در شرایط کمترین تغیرات دمایی هوا قرائت شوند.
3-7-3- شرايط رشد و نموي گياه جهت اندازه گيري دماي سایه‌انداز:دو بار از مرحله گرده‌افشانی تا اواخر پر شدن دانه با فاصله زمانی 7-5 روز دمای سایه‌انداز اندازه‌گيري شد نكات مهم كه در اين مرحله رعايت شدند عبارتند از: الف) زمان شروع اندازه‌گيري وقتي بود كه سطح زمين توسط گياه مورد نظر كاملا پوشيده شده بود و زماني كه در 10% گياهان سنبله مشاهده شد اندازه‌گيري متوقف گردید. دقت گردید كه هنگام استفاده از دماسنج مادون قرمز (IRT) تشعشعات خروجي دستگاه با خاك برخورد نكند زيرا دماي خاك با دماي سایه‌انداز متفاوت است و سطح خاك باعث مي‌شود تا در اندازه‌گيري دما خطا ‌رخ دهد. لازم به ذکر است که از دماسنج مادون قرمز جهت اندازه‌گیری دمای سایه‌انداز گیاه استفاده گردید. ب) در اندازه‌گيري مرحله دوم كه پس از طي مرحله گلدهي گياه بود دماي ساقه، برگ و سنبله همزمان قرائت گردید.
3-7-4 - تعداد نمونه در هر كرت ادوات و روش اندازه گيريبراي هر كرت چهار مرتبه نمونه‌برداری صورت گرفت و میانگین آنها ثبت گردید. براي قرائت دقیق دما توسط دستگاه دماسنج مادون قرمز (IRT) بايد به گونه‌ای مستقر می‌شدم كه سايه خود و همچنين كرت‌هاي مجاور روي محل نمونه برداري نباشد. دو قرائت از هر مكان انجام شد و هنگام برابر بودن هر دو قرائت دمای اندازه‌گیری ثبت می‌شد. فاصله دستگاه و زاويه آن



قیمت: 11200 تومان

مطالعه امکان استفاده از مواد حفاظتي نوين سازگار با محيط زيست در صنايع چوب ايران

3-1-3-1- ACQ-A..................................................................................................25
3-1-3-2- ACQ-B..................................................................................................26
3-1-3-3- ACQ-C..................................................................................................26
3-1-3-4- ACQ-D.................................................................................................26
3-1-4- کوات مس مايکرونايز شده (MCQ).......................................................................28
3-1-5- مس قليايي DCOI (ACD)..................................................................................29
3-1-6- مس دو ظرفيتي (دي متيل دي تيو کاربامات) (CDDC).........................................30
3-1-7- تبوکونازول...............................................................................................................31
3-1-8- پروپيکونازول.............................................................................................................33
3-1-9- ايميداکلوپرايد.............................................................................................................35
3-1-10- EL2.......................................................................................................................37
3-1-11- کاپرازل.................. ............................................ ....................................................37
3-1-12- مس HDO (CXA)........................................ ....................................................39
3-1-13- نفتانات مس (بر پايه آب).............................. .........................................................41
3-1-14- بورون معدني (بوراکس- اسيد بوريک) SBX............................. .........................43
3-1-15- دي سديم اکتا برات تترا هيدرات DOT................ ...............................................45
3-1-16- کلسيم برات .................... ............................................ .........................................46
3-1-17- برات روي.................. ............................................ ...............................................46
3-1-18- KDS...................... ............................................ .................................................48
3-1-19- شيمي پليمر بتاين............ ............................................ ..........................................49
3-1-20- پنتاکلروفنول................................. ............................................ .............................51
3-1-21- نفتانات مس بر پايه روغن............................... .......................................................53
3-1-22- نفتانات روي.......................... ............................................ ....................................55
3-1-23- مس 8 کيونيولات........................ ............................................ ..............................56
3-1-24- سه-يدو-دو-پروپينل بوتيل کاربامات.................... .................................................58
3-1-25- پرمترين........................... ............................................ ..........................................59
3-1-26- ساي پرمترين.............................. ............................................ ...............................61
3-1-27- ترکيبات آلکيل آمونيوم.......................... ............................................ ....................63
3-1-28- دي دسيل دي متيل آمونيوم بي کربنات(DDABC) .............................................64
3-1-29- کلروپيريفوس..................... ............................................ .......................................64
3-1-30- دو- تيوسياناتومتيل تيو بنزوتيازول (TCMTB)..................... ..............................66
3-1-31- دلتامترين............................ ............................................ ........................................67
3-1-32- بيفترين............................ ............................................ ..........................................68
3-1-33- کاربندازيم...................... ............................................ ............................................69
3-1-34- کلروتالونيل....................... ............................................ ........................................70.
3-1-35- بنزيميدازول............................. ............................................ ..................................71
3-1-36- کربوکسيمايد................. ............................................ ............................................73
3-1-37- استات مس دو ظرفيتي......................... ............................................ .....................74
3-1-38- ساي فلوترين................................ ............................................ .............................74
3-1-39- فيپرونيل............. ............................................ ........................................................76
3-1-40- ترکيبات آلي آلومينيوم دار..... ..................................................................................77
3-1-41- ترکيبات آلومينيوم سه ظرفيتي.................... .............................................................78
3-1-42- سيليکون آلي...................... ............................................ .......................................78
3-1-43- توليفلوآنيد........................ ............................................ .........................................79
3-2- مواد و روش‌هاي حفاظتي نوين سازگار با طبيعت.....................................................86
3-2-1- تيمار حرارتي...................... ............................................ .........................................89
3-2-2- ترمو وود............... ............................................ .......................................................90
3-2-3- پلاتو............... ............................................ .............................................................90
3-2-4- فرآيند رتيفيکاسيون و پردور...................... ...............................................................91
3-2-5- تيمار حرارتي روغن.............. ............................................ ......................................92
3-2-6- استيلاسيون............................. ............................................ .....................................96
3-2-7- فورفوريلاسيون.......................... ............................................ ..................................97
3-2-8- متيلول (DMDHEU)..................... ............................................ .........................98
3-2-9- واکنش تيمار روغن............ ................................ .....................................................99
3-2-10- آب گريزي.............. ............................................ ................................................100
3-2-11- ترکيبات آلي سيليکون........................ ............................................ .....................100
3-2-12- رزين و تيمار روغن .................... ............................................ ...........................100
3-2-13- تيمار ملامينه ................. ............................................ .........................................101
3-2-14- تيمار روغن داغ.................. ............................................ .....................................101
3-2-15- فرآيند رويال.................... ............................................ .......................................102
3-2-16- تغيير پذيري در ميزان اصلاح در چوب.............................. ..................................102
3-2-17- کايتوزن................. ............................................ ..................................................103
3-2-18- آلفا اسديسون................. ............................................ .........................................106
3-2-19- چريش.......... ............................................ ............................................ .............108
3-2-20- روغن‌هاي اصلي........... ........................................................................................109
3-2-21- وسمه نيل................. ............................................ ...............................................109
3-2-22- پيرتروم............... ............................................ ....................................................110
3-2-23- ESR–1721...... ............................................ .................................................112
3-2-24-ESR–1980.............. ............................................ .........................................112
3-2-25- ESR–2067................. ............................................ .....................................112
3-2-26-ESR–2240................ ............................................ .......................................113
3-2-27-ESR–2325.................. ............................................ .....................................113
3-2-28-ESR–2711.............. ............................................ .........................................113
3-3- کندسوز کننده‌ها و مواد ضد آتش............................................................................114
3-3-1- فرمولاسيون کند سوز کننده‌ها.......................... .......................................................116
3-3-2- فسفر........... ............................................................................................................116
3-3-3- برون............ ............................................ ..............................................................116
3-3-4- آمونيوم سولفات............. ............................................ ...........................................117
3-3-5- آمونيوم فسفات......... ............................................ .................................................118
3-3-6- دي آمونيوم فسفات.......... ............................................ .........................................119
3-3-7- آمونيوم دي هيدروژن فسفات.............. ............................................ ......................119
3-3-8- کلريد روي..................... ............................................ ...........................................120
3-3-9- بوريک اسيد.................. ............................................ ............................................121
3-3-10- براکس.................. ............................................ ...................................................122
3-3-11- گوانيل اوره فسفات................ ............................................ .................................124
3-3-12- اندود هاي آماس کننده................ .........................................................................125
3-3-13- اندود هاي غير آماس کننده ................. ................................................................125
3-3-14- سديم سليکات................. .....................................................................................125
3-4- پرداخت‌هاي نهايي................. ............................................ ...........................................127
3-4-1- رزين هاي طبيعي و رزين هاي اصلاح شده................. .........................................129
3-4-2- شلاک ................. ............................................ ....................................................129
3-4-3- کلوفان يا روغن روزين ............................................ .............................................130
3-4-4- واکس‌ها................. ............................................ ....................................................130
3-4-5- واکس زنبور................. ............................................ ..............................................130
3-4-6- واکس کارنائوبا................ ............................................ ..........................................131
3-4-7- واکس‌هاي ترکيبي................ ............................................ .....................................131
3-4-8- پوشش دهنده هاي وابسته به سلولز................ ............................................ ..........132
3-4-9- استر هاي سلولز(CAB و CAP ) ................ ....................................................132
3-4-10- نيترات سلولز................ ............................................ ...........................................133
3-4-11- سلولز اتر................ ............................................ .................................................134
3-4-12- آلکيد ها (رزين هاي پلي استري روغن اصلاح شده) ..........................................135
3-4-13- آلکيد هاي خشک شونده................. .....................................................................137
3-4-14- آلکيد هاي استايرن و ونيلي................ ..................................................................137
3-4-15- سيليکون آلکيد................ ............................................ ........................................137
3-4-16- آلکيد هاي غير خشک شونده................ ...............................................................138
3-4-17- آلکيد هاي با سختي بالا................ ............................................ ..........................138
3-4-18- ايزوسيانات ها و پلي اورتان ها................ ............................................ ...............138
3-4-19- تولوئن دي ايزوسيانات(TDI) ................. ............................................ .............139
3-4-20- هگزا متيلن دي ايزوسيانات (HDI) ................. ..................................................140
3-4-21- آمينو رزين (اوره و ملامين) ................ ............................................. ..................142
3-4-22- رزين هاي پلي استر................ ............................................ ................................143
3-4-23- رزين هاي آکريليک................. ............................................ ...............................144
3-4-24- رزين هاي آکريليک ترمو پلاستيک................. ............................................. .......145
3-4-25- رزين هاي ونيلي................. ............................................ ....................................145
3-4-26- رزين هاي اپوکسي................ ............................................ ..................................146
3-4-27- واکنش با آمين‌ها و يا آميد ها (نوکلئوفيل ها) ................ .....................................147
3-4-28- استر هاي اپوکسي................. ............................................ ..................................148
3-4-29- پوشش دهنده هاي بر پايه آب................. ................................................ ...........149
3-4-30- آلکيد ها و پلي استر هاي محلول در آب .............................................................150
3-4-31- رزين هاي آکريليک محلول در آب.............. ........................................................151
3-4-32- رزين هاي اپوکسي بر پايه آب................ .............................................................151
3-4-33- عوامل ضد واکشيدگي................ ............................................ .............................151
3-4-34- جذب کننده هاي UV................. ........................................................................152
3-4-35- رنگ‌ها (رنگ دانه ها و رنگ زني) ................ ......................................................153
فصل چهارم: بحث و نتيجه گيري................ ............................................. ................................155
فصل پنجم: فهرست منابع................ ............................................... ...........................................159
فهرست جدولها:
فصل اول: مقدمه
جدول 1-1- استانداردهاي AWPA پيرامون شرايط متفاوت مصرف
فرآورده هاي تيمار شده..........................................................................................5
جدول 1-2- استانداردهاي اروپايي پيرامون شرايط متفاوت مصرف
فرآورده هاي تيمار شده.........................................................................................6
جدول1-3- فهرستي از مواد حفاظتي متعارف چوب و برخي از وي‍ژگي هاي آنها...................81
فصل دوم: تاريخچه
جدول 2-1- تاريخچه حفاظت چوب......................................................................................14
فصل سوم: کليات
جدول 3-1-1-ميزان خورندگي فلزات مختلف توسط نفتانات مس بر پايه آب
در غلظت‌هاي مختلف در مقايسه با مواد حفاظتي ديگر.......................................42
دول 3-4-1- ايزوسيانات و خواص پوششي آن.................................................................140
جدول 3-4-2- تغيير رنگ ايزوسيانات ها.............................................................................141
جدول 3-4-3- اجزا ترکيبي و ويژگي آنها در توليد پلي استر...............................................144
فهرست شکل‌ها:
فصل سوم: کليات
3-1- مواد حفاظتي چوب در برابر عوامل بيولوژيک
شکل 3-1-1- نسبت کوات به اکسيد مس در ماده ACQ........................................................24
شکل 3-1-2- کواترنري آمونيوم کمپاند(کوات)................................. ....................................24
شکل 3-1-3- بنزالکونيوم کلرايد(BAC)..................... ................................... ......................25
شکل 3-1-4- مس قليايي DCOI (ACD)....................... ................................... ..................29
شکل 3-1-5- مس دوگانه (دي متيل دي تيو کرباميد) (CDDC)....................... ...................30
شکل 3-1-6- تبوکونازول........................... ................................... .......................................32
شکل 3-1-7- پروپيکونازول..................... ................................... .........................................34
شکل 3-1-8- ساختار مولکولي ايميداکلوپرايد..................................... ..................................36
شکل 3-1-9- انواع کاپرازل و نسبت ساختار تشکيل دهنده آن........................ .....................38
شکل 3-1-10- نسبت مواد تشکيل دهنده Copper HDO.......................... ........................40
شکل 3-1-11- نفتانيک اسيد......................... ................................... ....................................41
شکل 3-1-12- نفتانات مس (بر پايه آب)........................... ................................... ..............41
شکل 3-1-13- ساختار شيميايي بورات............. ................................... ...............................43
شکل 3-1-14- دي سديم اکتا برات تترا هيدرات..................... ................................... .........45
شکل 3-1-15- ساختار شيميايي تري متيل برات....................... .................................... .......47
شکل 3-1-16- پليمر بتايين........................ ................................... .......................................49
شکل 3-1-17- پليمر بتاين با شکل يون مثبت.......................... .............................................50
شکل 3-1-18- پيوند هيدروژني بين چوب و DPAB............................................................50
شکل 3-1-19- پنتاکلروفنول...................... ................................... ........................................52
شکل 3-1-20- نفتانات مس...................... ................................... ........................................54
شکل 3-1-21- نفتانات روي.................... ................................... .........................................56
شکل 3-1-22- مس 8 کيونيولات...... ................................... ................................................57
شکل 3-1-23- IPBC.................. ................................... .....................................................58
شکل 3-1-24- ساختار مولکولي پرمترين................. ................................... .........................59
شکل 3-1-25- ساي پرمترين و شباهت ساختاري با حشره کش‌هاي شيميايي.......................62
شکل 3-1-26- برخي از ترکيبات موجود در محصولات حاوي ساي پرمترين.......................62
شکل 3-1-27- دي دسيل دي متيل آمونيوم کلرايد(DDAC)..................................................63
شکل 3-1-28- 4,5-Dichloro-2-N-Octyl-4-Isothiazolin-3-One (DCOI)..........64
شکل 3-1-29- ساختار مولکولي کلروپيريفوس................. ....................................................65
شکل 3-1-30- تيوسياناتومتيل تيو بنزوتيازول........................ ................................... ...........66
شکل 3-1-31- ساختار شيميايي دلتامترين.................. ................................... ......................67
شکل 3-1-32- ساختار شيميايي بيفترين....................... ................................... ....................68
شکل 3-1-33- کاربندازيم................... ................................... ..............................................70
شکل 3-1-34- کلروتالونيل........................ ................................... .......................................71
شکل 3-1-35- بنزيميدازول................ ................................... ..............................................72
شکل 3-1-36- واکنش بنزن و ايميدازول و تشکيل بنزيميدازول.............. .............................72
شکل 3-1-37- واکنش اسيدکربوکسيليک با آمين‌ها و تبديل به کربوکسي آميد......................73
شکل 3-1-38- ساي فلوترين................. ................................... ...........................................75
شکل 3-1-39- فيپرونيل.................. ................................... ................................... ..............76
شکل 3-1-40- توليفلوآنيد............. ................................... ................................... ...............79
3-2- مواد و روش‌هاي حفاظتي سازگار با طبيعت
شکل 3-2-1- وابستگي دوام و مقاومت در تيمار حرارتي.................... .................................93
شکل 3-2-2- ساختار کتين و کايتوزن................ ................................... .............................104
شکل 3-2-3- کاربردهاي کايتوزن.............. ................................... .....................................106
شکل 3-2-4- آلفا اسديسون............ ................................... ................................................107
شکل 3-2-5- هورمون‌هاي جواني................... ................................... ...............................107
3-3- کندسوزکننده ها و مواد ضد آتش
شکل 3-3-1- آمونيوم سولفات.......... ................................... ..................................... .......117
شکل 3-3-2- آمونيوم فسفات........ ................................... ................................... .............118
شکل 3-3-3- دي آمونيوم فسفات............ ................................... .......................................119
شکل 3-3-4- آمونيوم دي هيدروژن فسفات............ ................................... ......................120
شکل 3-3-5- بوريک اسيد........................... ................................... ...................................121
شکل 3-3-6- گوانيل اوره فسفات ............................. ................................... ....................124
شکل 3-3-7- سديم سليکات................... ................................... .......................................125
3-4- پرداخت‌هاي نهايي
شکل 3-4-1- قسمتي از زنجيره نيترات سلولز.......... ................................... ......................134
شکل 3-4-2-شماره 1 گليسرول، شماره 2 پنتا اريترول.................... ...................................135
شکل 3-4-3-شماره 1 ارتوفتاليک اسيد شماره 2 ايزوفتاليک اسيد............... .......................135
شکل 3-4-4- نمايش نموداري ترکيبات آلکيد ها............ ....................................................136
شکل 3-4-5- مولکول اورتان (اتيل کاربامات) حاصل از واکنش بين اوره با اتيل الکل........138
شکل 3-4-6- شکل گيري بيوريت (دي ايزوسيانات+ آب)..................................................140
شکل 3-4-7- واکنش ايزوسيانات با آب توليد دي اکسيد کربن مي‌کند................................140
شکل 3-4-8- واکنش بين اوره و فرمالدئيد...........................................................................142
شکل 3-4-9- توليد زنجيره خطي پلي استر از واکنش گروه دي الکل با گروه
دي کربوکسيليک اسيد............ ................................... ................................... .....................143
شکل 3-4-10- آکريلات (1) و متاکريلات (2) استر.............. .................................... ........145
شکل 3-4-11- مونومر ونيل استات............ ................................... ....................................146
شکل 3-4-12- واکنش گروه اپوکسي با آمين ثانويه...... ................................... ..................147

مطالعه اثرات محلول پاشی عناصر کم مصرف بر خصوصیات کمی وکیفی کنجد

6 75-74 33997 18354 540
7 76-75 34619 19875 574
8 77-76 40671 11531 284
9 78-77 45000 24101 536
10 79-78 47814 30744 643
11 80-79 30467 20356 667
12 81-80 34712 25288 729
13 82-81 36461 26106 716
14 83-82 35549 26981 759
15 84-83 40421 32862 813
16 85-84 34804 28205 810
1-3- منشا گیاهی و اهمیت اقتصادی کنجد
کنجد (Sesamum indicium L.) یکی از دانه های روغنی مهم در کشاورزی بیشتر مناطق گرمسیر و نیمه گرمسیر جهان است که احتمالا قدیمی ترین دانه روغنی است که بشر آنرا شناخته و مصرف نموده است(رستگار،1384). در نوشته های تاریخی از کنجد به نام های بنی سید1، جینجلی2 ، سیم سیم 3و تیل 4 نیز یاد شده است(به نقل از لازمی،1385).
منشا گیاه کنجد کاملا مشخص نیست، تعدادی شواهد باستان شناسی مربوط به 4000 سال قبل یا بیشتر ارائه شده حاکی از این است که کنجد یک محصول روغنی باارزش بالا در بابل 5و اسیرا 6 بوده است. در پاکستان نیز بذر سوخته کنجد پیدا شده که به زمان مشابه برمیگردد. بنابراین منشا اولیه کنجد میتواند متعلق به منطقه بین النهرین، یا شبه قاره هند و یا منطقه ایران و افغانستان باشد(کنوین، 1965).
سابقه کشت و پراکندگی گونه های مختلف کنجد در آفریقا، ایران، افغانستان، هندوستان و استرالیا آنقدر زیاد است که در رابطه با محل دقیق اهلی شدن آن اتفاق نظر نیست. واویلف نیز، هند را منشا کنجد دانسته است(خواجه پور، 1386).در حالی که در برخی منابع نیز موطن اصلی کنجد آفریقا ذکر شده ولی به سرعت از طریق آفریقا در هندوستان و چین پراکنده و به مراکز ثانوی انتشار آن آغاز گردید(رستگار ،1384). هرودوت مورخ یونانی (425-484 قبل از میلاد مسیح) در آثار خود به این گیاه در محدوده بین النهرین اشاره می کند و Watt منشاء اصلی کنجد را آسیا و ایران می داند. در قدیمی ترین اطلاعات می توان به کشت آن در ایران توسط حکام شهر اور در فواصل سالهای 2000-2130 قبل از میلاد یعنی 4000 سال پیش دسترسی یافت که اثبات می کند ایران یکی از نقاط عمده کشت کنجد بوده است(رشیدی،1391).

1-Beniseed 2-Gingelly
3-Simsim 4- Till
5- Babylon 6-Assyria
مجموعه های مهم گونه ها، تیپ ها و واریتههای کنجد، اینک در قاره ی آمریکا، هندوستان، شوروی، و به میزان کمتر در ژاپن نگاهداری میشود و مجموعه ی ژن با ارزشی را در اختیار متخصصان اصلاح نژاد قرار میدهد(ناصری،1375).
دانه کنجد به خاطر کمیت و کیفیت بالای پروتئین و روغن خوراکی آن، از ارزش غذایی بالایی برخوردار است. روغن کنجد دوام خوبی دارد و از نظر میزان اسید لینولئیک غنی است. پروتئین کنجد سر شار از اسید آمینه گوگرددار است. دانه کنجد همچنین سرشار از از هیدرات های کربن مفید، مواد معدنی و ویتامین بوده و مستقیما قابل مصرف است. فرآیند های برشته کردن دانه کنجد ان را لذیذ و خوشمزه می کند. دانه کنجد برای مخلفات غذا و تزئین نان، بیسکویت و گوشت پخته نیز به کار میرود(احمدی، 1378).
1-4- خصوصیات گیاهی کنجد
کنجد از خانواده Pedaliacae ، جنس Sesamum و گونه زراعی آن indicum میباشد. کنجد به طور مشخص، بوته ای عمودی یکساله و گاهی چند ساله است که ارتفاع آن به 2- 5/0 متر میرسد. سیستم ریشه ای آن رشد کامل دارد. دارای گل های متعدد بوده و میوه آن کپسول می باشد که حاوی دانه های کوچک روغنی است(برار،1982).
1-4-1- ریشه
دو تیپ عمده ی کنجد معمولا مشخصند: کنجد دیررس که گهگاه به صورت کنجد چند ساله نیز مطرح می شود و سیستم ریشه ی آن گسترده و نفوذی است، و کنجد زودرس که ریشه های آن کمتر گسترده و بیشتر سطحی است. با این وجود، میان آب وهوا و رشد قسمت های بالای بوته و سیستم ریشه رابطه ای نزدیک دارد. در تیپ های زودرس و معمولا تک ساقه، به نسبت تیپ های دیررس تر وانبوه تر، رشد عمودی ریشه سریعتر است، اما در تیپ دوم گستردگی ریشه سریعتر صورت می گیرد(تاتیل،1952).
ریشه های کنجد در خاک های رسی نسبت به خاکهای شنی بیشتر گسترده میشوند. این گیاهان مردابی شدن خاک را حتی برای یک دوره نسبتا کوتاه تحمل نمیکند( هاشمی دزفولی و همکاران، 1376).
1-4-2- ساقه
ساقه کنجد راست و ارتفاع آن بین 50 تا 200 سانتیمتر واکثراً 70 سانتیمتر است. مقطع ساقه معمولاً مربع شکل و گاه مستطیلی و پهن و دارای شیار های عمودی است و ممکن است صاف، کمی کرکدار یا زیاد کرکدار باشد، که مقدار کرک روی ساقه با مقاومت در برابر خشکی مربوط می باشد. رنگ ساقه از سبز روشن تا ارغوانی متغیر و معمولاً سبز تیره است. بر روی ساقه اصلی شاخه های فرعی به وجود  میآیند.در بعضی واریته از پائین ترین گره یک تا سه عدد شاخه فرعی به موازات شاخه اصلی رشد میکند که به آنها اصطلاحا تک شاخه میگویند ولی در برخی ارقام از گرههای مختلف تعداد بیشتری شاخه فرعی بوجود میآیند که آنها را چند شاخه میگویند(رستگار،1384).
بوته ممکن است تک ساقه و یا داری انشعابات جانبی باشد. محل پیدایش شاخه های به تیپ رشدی رقم بستگی دارد. ساقه دهی ممکن است از ناحیه پائینی و یا بالائی ساقه اصلی باشد. انواع تک ساقه معمولا زودرس بوده و از لحاظ یکنواختی رسیدگی، کمتر بودن ریزش دانه (در انواع دارای کپسول شکوفا)، سهولت عملیات برداشت و حملونقل مطلوب تر از انواع منشعب میباشند. بیشتر ارقام زراعی از نوع تک ساقه هستند(خواجه پور،1386).
1-4-3- برگ
برگ ها در یک بوته یا در بین ارقام از نظر شکل و اندازه بسیار متنوع است. به طور کلی برگ های پائین بوته معمولا پهن، گاه خمیده و اغلب حاشیه آنها به آشکار دندانهدار است. برگ های میانی بدون بریدگی نوک تیز، و گاهی کمی دندانه دار است. برگ های بالایی، باریک تر و نوک تیزتر است. در واریته های مختلف برگ ها ممکن است متقابل و برگ های بالایی متناوب هستند. ترتیب برگها دارای اهمیت است زیرا این ویژگی تعیین کننده تعداد گلهایی است که از کنار برگها می رویند و از این رو بر عملکرد مطلوب بذر در هر بوته اثر می گذارد. ترتیب متقابل برگها موجب چند برابر شدن گلدهی می شود. رنگ برگها از سبز کم رنگ تا سبز تیره در ارقام مختلف متغیر است در همه واریته ها برگها چسبناک و تا حدی کرکدار هستند(افکاری، 1388).
1-4-4-گل آذین
گل ها در قسمت انتهایی ساقه اصلی و شاخه ها و به صورت منفرد ظاهر میشوند. حداکثر تعداد، هشت عدد گل نیز در محل اتصال برگ به ساقه گزارش شده است. رنگ گلبرگ ها سفید و ارغوانی بوده و داخل گلبرگ ها لکه های تیره وجود دارد. گل ها دارای یک یا دو شهدگاه دائمی و فنجانی شکل در قاعده است. گلبرگ کوتاه و کشیده که از قاعده دمگل درست از زیر شهدگاه بوجود می آیند، گل های جوان را در بر میگیرند. این برگها در موقع رسیدن گلها می افتند. گل های کنجد متقارن بوده و دارای دو لوله جام. گل پنج قسمتی است که رنگ سفید و درون لوله لکه های قرمز رنگی وجود دارند. بخش های کاسه گل کوتاه از قاعده به هم پیوسته و باریک، نوک تیز و کرک دار می باشند. لوله جام گل بخصوص در سطح فوقانی پوشیده از کرک است. اندام های نر (پرچم ها) 4 عدد هستند، که به طور جفت در مقابل لبه جام گل قرار گرفته و یک جفت آن کوتاه تر از جفت دیگر می باشد، اندام های نر دارای رنگ سفید مایل به سبز می باشند و بساک ها به وسیله میله بلندی به یک شکل منقار مانند کوتاه و متورمی منتهی میگردند. کنجد دارای تخمدان فوقانی بوده و هر تخمدان از دو حفره بهم پیوسته تشکیل شده است که گاهی حاوی چهارحفره نیز می باشند(چود و همکاران،1977).
1-4-5- میوه
میوه کنجد کپسولی است که مقطع آن مستطیل شکل و بسیار شیاردار است و نوک مثلثی شکل کوتاه دارد. اندازه کپسول بسیار متغیر و در شکل اصلی آن که استوانه ای و دارای کناره های صاف است که انواع بسیار مختلفی دارد. روی یک بوته ممکن است کپسول به چند شکل دیده شود که علت آن ژنتیکی و محیطی است. طول کپسول می تواند از 5/2 تا 8 سانتیمتر و تعداد حفره ها از 4 تا 12 عدد تغییر کند و کپسول ها تا حدی کرک دارند(لازمی،1385).
1-4-6- دانه
دانه های کنجد بیضوی و کمی صافند و در قسمت ناف دانه نسبت به انتهای مقابل آن باریک ترند. وزن هزار دانه 4-2 گرم است و پوسته خارجی بذر نرم یا مضرس بوده و رنگ آن سیاه، سفید، زرد و قهوهای مایل به خاکستری می باشد. کیفیت روغن دانه سیاه از دانه روشن بیشتر است(قائمی، 1365).
1-5- خصوصیات اکولوژیکی و سازگاری
Sesamum indicumاساساً یک محصول خاص مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری تلقی می شود، اما با اصلاح واریته های مناسب گسترش آن به مناطق معتدلتر امکان پذیر است (ناصری،1375).گیاهی است گرمادوست و روز کوتاه که به هوای گرم و نور زیاد احتیاج دارد و ارقام زودرس و دیررس آن طول دوره ی رشدی بین 80 تا150 روز دارند و از نظر ارتفاع از سطح دریا معمولا در ارتفاع کمتر از 1250 متری می رویند وتا ارتفاع 1500 متری نیز ممکن است سازگار شود (رستگار،1384).
نیاز حرارتی آن بین 25 تا 27 درجه سسانتی گراد متغیر است. دمای کمتر از 20 درجه سانتیگراد رشد را کند و کمتر از 10 درجه سانتیگراد باعث توقف رشد این گیاه می شود. دمای کم در زمان گل دهی موجب عقیم شدن گرده ها گردیده و ریزش گل ها را موجب می شود. در حالی که دمای بیش از 40 درجه سانتیگراد باروری و دانه بندی را کاهش می دهد (لازمی، 1385).
خاک های دارای بافت متوسط شامل لوم، لوم شنی ریز و لوم سیلتی با ساختمان خوب و باروری متوسط برای کنجد ایده آل بشمار می روند. اما گیاه در طیف وسیعی از خاک ها رشد می کند و خاک های نیمه سنگین و فقیر را تحمل می کند. خاک های کم عمق، اسیدی و دارای محدودیت نفوذپذیری سطحی و زیر سطحی برای کنجد نامطلوب به شمار می روند.کنجد اسیدیته حدود خنثی را ترجیح می دهد، اما اسیدیته 5/5 تا 8 را تحمل می کند.حساس به بور محسوب محسوب می شود. علائم مسمومیت ناشی از فراوانی بور به صورت سوختگی حاشیه و رأس برگها مشاهده می شود(خواجه پور، 1386).
تبخیر و تعرق حقیقی در کنجد معمولا کمتر از تبخیر و تعرق پتانسیل است، زیرا در حالت طبیعی عرضه آب به گیاه محدود بوده و در نتیجه گیاه از طریق بستن روزنه ها با تعریق زیاده از حد مقابله می کند. درباره میزان نیاز کنجد به آب اطلاعات منتشر شده کمی وجود دارد و علت آن این است که کشت کنجد تجارتی بندرت فاریاب است. کاشت آبی کنجد در مناطق خشک که آب و هوای آفتابی خشک بسیار مناسب دارند بیشترین بازدهی را داراشت و کم بودن رطوبت بروز بیماری های قارچی را کاهش می دهد (برار و آیوجا، 1979).در صورتی که میزان بارندگی معادل 500-650 میلی متر باشد کنجد محصولی عالی به بار می آورد اما با بارندگی 300 میلی متر نیز محصول تولید می کند. اگر میزان بارندگی کمتر از 300 میلی متر باشد محصول خوبی بدست نخواهد آمد (سبک روی فومنی، 1389).کنجد از لحاظ مقاومت به شوری در سطح پایینی بوده و جزء گیاهان حساس به شوری محسوب می شود (امام و نیک نژاد،1373).
1-6- اهمیت غذائی کنجد
دانه های سفید تا زرد کنجد بصورت کامل در تهیه نان، کیک و شیرینی مورد استفاده قرار می گیرند. دانه و برگ کنجد بعنوان داروی گیاهی در طب سنتی کاربرد دارند. دانه کنجد از لحاظ پروتئین، چربی، کلسیم و فسفر غنی بوده و منبع خوبی از ویتامین های Aو B( شامل تیامین، ریبوفلاوین و نیاسین) محسوب می شود. مقدار پروتئین دانه کنجد به مقدار نیتروژن خاک بستگی داشته و غالبا بین 19 تا 27 درصد متغیر می باشد. میزان روغن دانه کنجد از 45 تا بیش از 60 درصد متغیر است و وجود بیش از 50 درصد روغن در دانه مطلوب بشمار می رود. تولید ارده، حلوا ارده و حلوا شکری از دانه کنجد از کاربرد های مهم دانه کنجد می باشند. این محصولات به دلیل داشتن مقدار زیادی پروتئین و روغن پر کیفیت، غذائی مقوی به شمار می روند(خواجه پور،1386).
1-7- خصوصیات روغن کنجد
به دلیل کیفیت عالی بذر کنجد، این بذر را ملکه دانه های روغنی می نامند. روغن کنجد در گروه روغن های غیر خشک شونده(not drying oil) با ضریب یدی 118-104 قرار دارد.
ترکیب اسید های چرب روغن کنجد عبارتند از:

مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی در حضور مزرعه بادی

قیمت برق در سیستم سنتی بر مبنای هزینههای تولید برق بوده و در بسیاری از موارد با توجه به اینکه نیروگاهها در این سیستم متعلق به دولت میباشند، قیمت برق از سیاست های دولت تاثیر میپذیرد. در سیستم سنتی رقابت تولیدکنندگان برق در بهبود خدمات و بهینهسازی امور در سطح پایینی قرار داشته و نیروگاهها با توجه به برنامهریزی انجام گرفته قبلی، موظف به تولید مقدار پیش بینی شده توان برای ساعت خاصی میباشند.
صاحبان سیستم قدرت انتظار دارند با تعمیم خصوصیسازی به سیستمهای قدرت، کندی موجود در سرعت پیشرفت و نوآوری در تکنولوژی ساخت نیروگاهها و خطوط انتقال مرتفع شود. در کشورهای توسعه یافته و حتی جهان سوم نیز تجدیدساختار با استقبال مواجه شده است، چرا که این امر معمولاً سبب میشود که سرمایهگذارهای خصوصی اقدام به ساخت، نصب و راهاندازی نیروگاهها به خرج خود نمایند و هزینه سنگین احداث آنها از دوش دولت برداشته شود. در سیستم تجدید ساختار شده صنعت برق بهرهبرداری ایمن از سیستم قدرت یکی از مسائل چالش برانگیز بهرهبردار مستقل سیستم میباشد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Madrigal</Author><Year>2000</Year><RecNum>3</RecNum><record><rec-number>3</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">3</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Madrigal, M.</author><author>Quintana, V. H.</author></authors></contributors><titles><title>A security-constrained energy and spinning reserve markets clearing sys-- using an interior-point method</title><secondary-title>Power Engineering Society Summer Meeting, 2000. IEEE</secondary-title><alt-title>Power Engineering Society Summer Meeting, 2000. IEEE</alt-title></titles><pages>489 vol. 1</pages><volume>1</volume><keywords><keyword>contracts</keyword><keyword>electricity supply industry</keyword><keyword>power sys-- security</keyword><keyword>ISO</keyword><keyword>direct-current model</keyword><keyword>energy supply</keyword><keyword>enrgy markets clearing sys--</keyword><keyword>interior-point method</keyword><keyword>optimization problem</keyword><keyword>re-schedulable bilateral contracts</keyword><keyword>security-constrained energy market</keyword><keyword>security-constrained spinning reserve market</keyword></keywords><dates><year>2000</year><pub-dates><date>2000</date></pub-dates></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2]. بهرهبردار مستقل سیستم با موضوعات سخت و پیچیدهای در ارتباط با تامین امنیت و قابلیت اطمینان سیستم مواجه است که یکی از آنها تامین رزرو سیستم است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Flynn</Author><Year>2001</Year><RecNum>4</RecNum><record><rec-number>4</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">4</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Flynn, M. E.</author><author>Sheridan, W. P.</author><author>Dillon, J. D.</author><author>O&apos;Malley, M. J.</author></authors></contributors><titles><title>Reliability and Reserve in Competitive Electricity Market Scheduling</title><secondary-title>Power Engineering Review, IEEE</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Engineering Review, IEEE</full-title></periodical><pages>54-54</pages><volume>21</volume><number>2</number><dates><year>2001</year></dates><isbn>0272-1724</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[3].
برنامه زمانبندی تولید (کوتاه مدت-بلندمدت)، که با عنوان مشارکت واحدها نیز شناخته میشود یکی از مسائل عمده سیستم قدرت میباشد. برنامهريزي مشارکت واحدها شامل بهينهسازي منابع توليد براي حداقلسازي هزینه توليد توان با رعايت قيود مربوطه میباشد که پتانسیل کافی برای صرفه جویی میلیونها دلار در سال، به عنوان عملیات اقتصادی را دارا میباشد. در مدار قرارگرفتن یک واحد تولیدی به معنی روشن کردن آن و سپس سنکرون کردن آن با سیستم و متصل کردن آن به گونهای است که بتواند توان الکتریکی را به شبکه انتقال دهد. بکارگیری تعداد زیادی واحد تولید که تقریباً گران است و یا خارج کردن تعدادی از واحدها زمانی که مورد نیاز نباشند میتواند موجب صرفهجویی در حجم زیادی از پول شود. به صورت بنیادی، دقیقترین روش برای حل مسئله مشارکت واحدها، روش یکایک شماری است. بدین ترتیب که با آزمایش تمام ترکیبات ممکن روشن و خاموش بودن واحدها در بازه زمانی مورد مطالعه تعداد کل ترکیبات ممکن خواهد بود که N نشان دهنده تعداد واحدها و M تعداد ساعات مورد مطالعه میباشد. با در نظر گرفتن سرعت پروسسورهای کنونی، حل مسئله به این روش برای سیستمهای قدرت امروزی کاملاً غیر ممکن است. بنابراین لزوم اعمال یک الگوریتم مناسب به این مسئله ضروری به نظر میرسد. تکنیکهای حل مختلفی برای این مسئله وجود دارد که بطور کلی آنها را میتوان به سه دسته روشهای عددی، روشهای هوشمند و روشهای ترکیبی تقسیم کرد. روشهای هوشمند به لحاظ همگرایی عددی و نیز کیفیت پاسخ مقبولیت بالایی ندارند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Pappala</Author><Year>2008</Year><RecNum>5</RecNum><record><rec-number>5</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">5</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Pappala, V. S.</author><author>Erlich, I.</author></authors></contributors><titles><title>A new approach for solving the unit commitment problem by adaptive particle swarm optimization</title><secondary-title>Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, 2008 IEEE</secondary-title><alt-title>Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st Century, 2008 IEEE</alt-title></titles><pages>1-6</pages><keywords><keyword>integer programming</keyword><keyword>particle swarm optimisation</keyword><keyword>power generation scheduling</keyword><keyword>PSO</keyword><keyword>adaptive particle swarm optimization</keyword><keyword>adaptive penalty function approach</keyword><keyword>constrained optimization problem</keyword><keyword>dependent penalty functions</keyword><keyword>optimal swarm size selection</keyword><keyword>parameter tuning</keyword><keyword>penalty coefficient tuning</keyword><keyword>unit commitment problem</keyword></keywords><dates><year>2008</year><pub-dates><date>20-24 July 2008</date></pub-dates></dates><isbn>1932-5517</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[4].
استفاده از روشهایی مانند لیست اولویت، برنامهریزی دینامیکی، روش شاخه و کران، روش لاگرانژ و برنامهریزی اعداد صحیح در بالا رفتن دقت جوابها تاثیر زیادی دارد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Cohen</Author><Year>1983</Year><RecNum>6</RecNum><record><rec-number>6</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">6</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Cohen, A. I.</author><author>Yoshimura, M.</author></authors></contributors><titles><title>A Branch-and-Bound Algorithm for Unit Commitment</title><secondary-title>Power Apparatus and Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Apparatus and Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>444-451</pages><volume>PAS-102</volume><number>2</number><dates><year>1983</year></dates><isbn>0018-9510</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5] و ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Pang</Author><Year>1981</Year><RecNum>7</RecNum><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">7</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Pang, C. K.</author><author>Sheble, G. B.</author><author>Albuyeh, F.</author></authors></contributors><titles><title>Evaluation of Dynamic Programming Based Methods and Multiple area Representation for Thermal Unit Commitments</title><secondary-title>Power Apparatus and Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Apparatus and Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>1212-1218</pages><volume>PAS-100</volume><number>3</number><dates><year>1981</year></dates><isbn>0018-9510</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6].
در برخی از محیطهای تجدید ساختار یافته، اپراتور مستقل سیستم از مشارکت واحدها با قیود امنیتی برای برنامهریزی روز بعد بهره میجوید [6]. این برنامهریزی یکی از پیچیدهترین مسائل بهینهسازی در سیستمهای قدرت است، که باید در آن قیود تولید، انتقال و امنیت شبکه در نظر گرفته شوند. قیود این برنامهریزی عباتند از: قیود تامین توان شبکه، کمینه و بیشینه میزان تولید هر واحد، کمینه و بیشینه زمان روشن و خاموش بودن واحدها، ذخیره چرخان، ذخیره های بالارونده و پایین رونده سمت تولید و بار، نرخ شیب افزایش و کاهش توان نیروگاهها، و... ، برای شبکه انتقال نیز قیدهای میزان توان انتقالی هر خط و ولتاژ باسها در نظر گرفته میشود ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Mohammad Shahidehpour</Author><Year>April 2002</Year><RecNum>8</RecNum><record><rec-number>8</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">8</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Mohammad Shahidehpour, Hatim Yamin, Zuyi Li </author></authors></contributors><titles><title>Market Operations in Electric Power Sys--s: Forecasting, Scheduling, and Risk Management</title></titles><pages>552-978-0-471-44337-7</pages><num-vols>1</num-vols><dates><year>April 2002</year></dates><pub-location>New York</pub-location><publisher>Wiley-IEEE Press</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7].
مسئله مشارکت واحدها با قید امنیتی یک مسئله غیرخطی و غیرمحدب است که متغیرهای آن بصورت صفر و یک میباشند. تعداد این متغیرها وابسته به اندازه مسئله است که هر چه ابعاد مسئله بزرگتر شود تعداد متغیرهای آن نیز افزایش مییابد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Yong</Author><Year>2007</Year><RecNum>9</RecNum><record><rec-number>9</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">9</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Yong, Fu</author><author>Shahidehpour, M.</author></authors></contributors><titles><title>Fast SCUC for Large-Scale Power Sys--s</title><secondary-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>2144-2151</pages><volume>22</volume><number>4</number><keywords><keyword>integer programming</keyword><keyword>iterative methods</keyword><keyword>large-scale sys--s</keyword><keyword>power generation dispatch</keyword><keyword>power generation economics</keyword><keyword>power generation scheduling</keyword><keyword>power markets</keyword><keyword>power sys-- security</keyword><keyword>1168-bus sys--</keyword><keyword>4672-bus sys--</keyword><keyword>daily-weekly-ahead market</keyword><keyword>economic dispatch</keyword><keyword>economical hourly generation schedule</keyword><keyword>independent power sys-- operators</keyword><keyword>large-scale power sys--s</keyword><keyword>mixed-integer programming</keyword><keyword>regional transmission organizations</keyword><keyword>restructured power sys--s</keyword><keyword>security-constrained unit commitment</keyword><keyword>single-hour unit commitment adjustment</keyword></keywords><dates><year>2007</year></dates><isbn>0885-8950</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8].
تعيين ميزان رزروها میتواند بصورت قطعي، احتمالاتي و يا ترکيب اين دو صورت پذيرد. در روش قطعی تابع هدف تنها شامل هزينه‏های موجود سيستم بدون درنظر گرفتن هزینه سيستم بعد از وقوع حادثه‏های محتملِ گوناگون است ولی در حالت احتمالاتی هزينه آينده سيستم (بعد از وقوع حادثه‏های محتمل مختلف) باتوجه به احتمال وقوع اين وقايع در تابع هدف برنامه بکارگيری واحدها لحاظ میشود.
بدلیل نگرانی از کاهش منابع سوختهای فسیلی و همچنین گرانی روزافزون این منابع، متخصصین صنعت برق به فکر استفاده از منابع تجدیدپذیر و رایگان موجود در طبیعت افتادند. از طرف دیگر بحرانهای محیط زیستی فکر استفاده از انرژیهای نو را گسترش داده است. از میان منابع پاک جایگزین سوختهای فسیلی، انرژی باد دارای بیشترین پتانسیل برای تولید الکتریسیته میباشد. لذا کشورهای صنعتی به فکر گسترش تولید الکتریسیته از طریق ایجاد مزرعه بادی افتادهاند. یکی از مشکلات بهرهبرداری در هنگام استفاده از انرژی باد که موجب نگرانی میشود، عدم قطعیت تولید ژنراتورهای بادی میباشد. این امر از ماهیت احتمالی وزش باد ناشی میشود. میزان تولید یک ژنراتور بادی کاملاً به شرایط باد در همان زمان وابسته است. اگر چه با اعمال برنامههای پیشبینی تولید نیروگاههای بادی میتوان میزان تولید ژنراتورهای بادی را برای روز بعد تقریب زد. اما این پیشبینیها با استفاده از بهترین روشها هم، بسته به افق زمانی مورد مطالعه میتواند تا 50 درصد با خطا همراه باشد. همانطور که بیان شد گسترش بهرهگیری از انرژی باد برای تولید الکتریسیته در شبکه قدرت، عدم قطعیت تولید سیستم را بالا برده و در نتیجه ریسک سیستم افزایش یافته و قابلیت اطمینان آن کاهش مییابد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Lei</Author><Year>2010</Year><RecNum>11</RecNum><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">11</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Lei, Wu</author><author>Shahidehpour, M.</author><author>Yong, Fu</author></authors></contributors><titles><title>Security-Constrained Generation and Transmission Outage Scheduling With Uncertainties</title><secondary-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>1674-1685</pages><volume>25</volume><number>3</number><keywords><keyword>Monte Carlo methods</keyword><keyword>integer programming</keyword><keyword>load forecasting</keyword><keyword>maintenance engineering</keyword><keyword>power generation dispatch</keyword><keyword>power generation scheduling</keyword><keyword>power sys-- security</keyword><keyword>power transmission lines</keyword><keyword>trees (mathematics)</keyword><keyword>IEEE 118-bus sys--</keyword><keyword>Lagrangian relaxation</keyword><keyword>Monte Carlo simulation</keyword><keyword>branch-and-cut method</keyword><keyword>fuel price fluctuations</keyword><keyword>independent sys-- operator</keyword><keyword>load forecast errors</keyword><keyword>mixed-integer programming</keyword><keyword>optimal coordinated long-term maintenance scheduling</keyword><keyword>power sys-- uncertainty</keyword><keyword>random disturbances</keyword><keyword>scenario trees</keyword><keyword>security-constrained generation</keyword><keyword>stochastic long-term SCUC</keyword><keyword>transmission outage scheduling</keyword></keywords><dates><year>2010</year></dates><isbn>0885-8950</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9].
یکی از مسائل حائز اهمیت در بهرهبرداری اقتصادی و طراحی بهینه سیستمهای قدرت، پیشبینی بار سیستم است. در این میان پیشبینی کوتاهمدت از اهمیت ویژهای برخوردار است. یکی از کاربردهای پیشبینی کوتاه مدت بار در برنامه مشارکت واحدها می باشد. از آنجایی که دقت در پیشبینی بار روی هزینه تاثیر مستقیم دارد و با توجه به امکان وجود خطا در پیشبینی بار، برنامهریز سیستم باید الگوی تولید را به نحوی تعیین نماید که علاوه بر تامین بار مصرفی، رزروها نیز تامین گردد. به این ترتیب خطای پیشبینی بار و همچنین خروج واحد تولید یا خط جبران شود [9]-[13]. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Lei</Author><Year>2010</Year><RecNum>11</RecNum><record><rec-number>11</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">11</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Lei, Wu</author><author>Shahidehpour, M.</author><author>Yong, Fu</author></authors></contributors><titles><title>Security-Constrained Generation and Transmission Outage Scheduling With Uncertainties</title><secondary-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>1674-1685</pages><volume>25</volume><number>3</number><keywords><keyword>Monte Carlo methods</keyword><keyword>integer programming</keyword><keyword>load forecasting</keyword><keyword>maintenance engineering</keyword><keyword>power generation dispatch</keyword><keyword>power generation scheduling</keyword><keyword>power sys-- security</keyword><keyword>power transmission lines</keyword><keyword>trees (mathematics)</keyword><keyword>IEEE 118-bus sys--</keyword><keyword>Lagrangian relaxation</keyword><keyword>Monte Carlo simulation</keyword><keyword>branch-and-cut method</keyword><keyword>fuel price fluctuations</keyword><keyword>independent sys-- operator</keyword><keyword>load forecast errors</keyword><keyword>mixed-integer programming</keyword><keyword>optimal coordinated long-term maintenance scheduling</keyword><keyword>power sys-- uncertainty</keyword><keyword>random disturbances</keyword><keyword>scenario trees</keyword><keyword>security-constrained generation</keyword><keyword>stochastic long-term SCUC</keyword><keyword>transmission outage scheduling</keyword></keywords><dates><year>2010</year></dates><isbn>0885-8950</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>م.پارسامقدم</Author><Year>1387</Year><RecNum>12</RecNum><record><rec-number>12</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">12</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Paper">47</ref-type><contributors><authors><author><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">ت.اکبری، م.پارسامقدم</style></author></authors></contributors><titles><title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">پیش بینی کوتاه مدت بار در حوزه برق منطقه¬ای تهران با استفاده از فیلتر کالمن</style></title><secondary-title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">سیزدهمین کنفرانس شبکه¬های توزیع نیروی برق</style></secondary-title></titles><dates><year>1387</year></dates><pub-location><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">گیلان</style></pub-location><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>ه.رزمی،م.باغمیشه</Author><Year>1384</Year><RecNum>13</RecNum><record><rec-number>13</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">13</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Paper">47</ref-type><contributors><authors><author><style face="normal" font="default" size="100%"> </style><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">ه.رزمی،م.باغمیشه</style></author></authors></contributors><titles><title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">پیش بینی کوتاه مدت بار الکتریکی شبکه سرتاسری ایران با استفاده از شبکه های عصبی و منطق فازی</style></title><secondary-title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">بیستمین کنفرانس بین¬المللی برق</style></secondary-title></titles><dates><year>1384</year></dates><pub-location><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">تهران</style></pub-location><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>ن.وفادار</Author><Year>1383</Year><RecNum>14</RecNum><record><rec-number>14</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">14</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Paper">47</ref-type><contributors><authors><author><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">م.فرهادی، م. تفرشی، ن.وفادار</style></author></authors></contributors><titles><title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">یش بینی روزانه مصرف بار الکتریکی ایران توسط مدلی جدید از ترکیب دو شبکه عصبی کوهنن</style></title><secondary-title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">نوزدهمین کنفرانس برق</style></secondary-title></titles><dates><year>1383</year></dates><pub-location><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">تهران</style></pub-location><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]و ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>کبریایی</Author><Year>1388</Year><RecNum>15</RecNum><record><rec-number>15</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">15</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Paper">47</ref-type><contributors><authors><author><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">ح. کمالی نژاد</style></author><author><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%"> ح. کبریایی</style></author></authors></contributors><titles><title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">پیش بینی کوتاه مدت بار الکتریکی بر اساس معیار مامتقارن جریمه با ترکیب شبکه و سیستم فازی</style></title><secondary-title><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">بیست و چهارمین کنفرانس برق</style></secondary-title></titles><dates><year>1388</year></dates><pub-location><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">تهران</style></pub-location><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13]
در ادامه رئوس مطالب و ساختار فصول این پایاننامه معرفی میشود.
در فصل دوم، مسائل مربوط به انجام بهينهسازی برای حل مسئله بکارگيري واحدها با رعايت قيود امنيتي و پخشِ بار اقتصادي با رعايت قيود امنيتي در سيستم‏های قدرت گسترده اعم از مشکلات و فرمولاسیون مربوطه مورد بررسی قرار میگيرند. مشکل اصلی در سيستم‏های قدرت بزرگ زياد بودن تعداد متغيرهای بهينهسازی و قيود مسئله است. تعداد اين متغيرها و قيود با افزايش اندازه شبکه شديداً افزايش میيابد. افزايش تعداد حادثه‏های محتمل که بايد درنظر گرفته شوند نيز منجر به افزايش تعداد متغيرها و قيود مسئله میشود. هرچه شبکه به نقاط مرزی خود نزديکتر باشد تعداد حوادث محتملي که به عنوان خروجی برنامه انتخاب حوادث محتمل ، منجر به فعال شدن قيود جديد مي‏شوند افزايش میيابد. مطالب اين فصل برای بکارگيری در سيستم‏های قدرت گسترده که در نزديکی نقاط مرزی پايداری خود بهرهبرداری میشوند مناسب است. ايده اصلی در روش مورد استفاده برای مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی حذف متغيرها و قيود غيرضروری میباشد. در گام بعد در لحاظ کردن قيود، از فرمولاسیونی استفاده میشود که با درنظر گرفتن تعداد کمتری از آنها بتوان جواب بهينه را يافت. الگوريتم استفاده شده بصورت همزمان هر دو اقدام پيشگيرانه و اصلاحی را در يک بازار پيوسته انرژی و رزرو درنظر میگيرد. در بهینهسازی مورد استفاده رزروهای بالارونده و پائينرونده و در دو سمت توليد و مصرف درنظر گرفته شدهاند. روش بهينهسازي ترکیبی با اعداد صحيح و حقيقي در حالت خطي شده به عنوان ماشين بهينهسازي براي حل مسئله بهینهسازی بکار گرفته شده است. همچنين از روش تفکيک بندرز براي افزايش سرعت حل بهینهسازی استفاده شده است. در این فصل ساختاری جدید که در آن با استفاده از فرمولاسیونی که با تعداد کمتری از قیود بتوان جواب بهینه را بدست آورد، معرفی میشود. در این فصل مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی (خروج واحد و خروج خط) در کوتاه مدت بدست میآید. در این فصل قیود فلوی عبوری از خطوط در حالت عادی و همچنین در حالتی که حوادث محتمل به وقوع میپیوندد در نظر گرفته شده است.
در فصل سوم، به مدل کردن مزرعه بادی با در نظر گرفتن عدم قطعیت در تولید این واحدها به کمک روش ارائه شده در فصل دوم جهت کاهش تعداد قیود مسئله پرداخته میشود؛ در این فصل به معرفی فرمولاسیونی جدید جهت در نظر گرفتن هزینه وقوع هر سناریو در مسئله بهینهسازی دو مرحلهای ارائه شده است. واحدهای بادی که با گذشت زمان و پیشرفت فنآوری سیر نزولی هزینه احداث آنها ادامه دارد، روز به روز در مقایسه با واحدهای متداول تولید الکتریسیته اقتصادیتر شده و در نتیجه قیمت پیشنهادی آنها کمتر از واحدهای تولید متداول میگردد. با این وجود عدم قطعیت این واحدها باعث نگرانی میشود. البته بر روی روشهای پیشبینی تولید این واحدها کار میشود تا این عدم قطعیت کاهش یابد. تنها نقطه ضعف این روش تولید برق، عدم قطعیت تولید این واحدهاست. در این فصل مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی (خروج واحد و خروج خط) و عدم قطعیت تولید مزرعه بادی در کوتاه مدت بدست میآید. در این فصل عدم قطعیت در تولید نیروگاههای بادی به صورت سناریو مدل شده و بنابراین با توجه به محتمل بودن تغییر در تولید این نیروگاه، هزینه این سناریوها به تابع هدف اضافه میشود.
در فصل چهارم، با مدل کردن عدم قطعیت بار پیشبینی شده در سیستم قدرت، به معرفی ساختاری جدید جهت اضافه کردن این عدم قطعیت به ساختار تکمیل شده در فصل سوم پرداخته میشود. در این فصل مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیتی (خروج واحد و خروج خط) و همچنین لحاظ کردن عدم قطعیت تولید مزرعه بادی و عدم قطعیت بار پیش بینی شده در کوتاه مدت بدست میآید. عدم قطعیت بار نیز به صورت سناریویی مدل شده با این تفاوت که در این بهینه سازی به جای استفاده از روش ترکیب با اعداد صحیح و حقیقی از روش برنامهریزی خطی استفاده میشود و متغیرهای عدد صحیح (وضعیت روشن و خاموش بودن واحدها) که از مرحله قبل بدست آمده ثابت در نظر گرفته میشود.
لازم به ذکر است در هر فصل، بخش مروری بر منابع که شامل تحقیقات انجام شده متناسب با آن فصل میباشد، آورده میشود. همچنین ساختارهای معرفی شده در هر فصل برای شبکه تست قابلیت اطمینان IEEE-RTS شبیهسازی میشود و نتایج بهینهسازی در قالب جداولی ارائه و نتایج مورد تحلیل قرار میگیرد.
در فصل پنجم، نتایج حاصل از انجام پایان نامه معرفی شده و همچنین، پیشنهاداتی برای تکمیل و توسعه این تحقیق ارائه شده است.
در این پایان نامه با استفاده از نرمافزار GAMS 23.6 کلیه شبیهسازیها انجام شده است و کامپیوتری که مورد استفاده قرار گرفته یک دستگاه لپتاپ مدل Dell Vostro1520 با 4 گیگابایت RAM و پردازشگر Core2duo است.
فصل2برنامه مشارکت واحدها و بازار همزمان انرژی و رزرو با در نظر گرفتن محدوديت‏هاي امنيتي2-1 مقدمهالگوی بار برای بسیاری از شرکتهای برق در ساختار پیشین این صنعت نوسان بزرگی را بین ساعتهای اوج مصرف و ساعتهای دیگر نشان میداد. اگر برای برآوردن نیاز برق در اوج مصرف در سرتاسر شبانه روز، واحدهای تولیدی کافی در مدار نگه داشته میشدند، ممکن بود که در ساعات غیر از اوج مصرف، برخی از واحدها نزدیک حدِ پایین تولید خود کار کنند. مسئلهای که بهرهبردار سیستم با آن روبه رو میشد این بود که کدام واحدها را برای چه مدت زمانی باید از مدار خارج کند. در بیشتر سیستمهای قدرت به هم پیوسته، بخش عمدهی برق مصرفی به وسیله نیروگاههای حرارتی تولید میشد. برای برآوردن نیاز مصرف، که ساعت به ساعت در حال تغییر است، چند استراتژی بهرهبرداری در دسترس بودند.
معمولاً ترجیح داده میشد که از یک استراتژی بهرهبرداری بهینه (یا تقریباً بهینه) بر اساس معیارهای اقتصادی استفاده شود. به بیان دیگر، یک معیار مهم در بهرهبرداری از سیستمهای قدرت این بود که با بهرهگیری ترکیبی بهینه از واحدهای گوناگون، تقاضای برق با کمترین هزینه مصرف سوخت ممکن برآورده شود. به علاوه برنامهریزی مشارکت واحدهای نیروگاهی به عنوان یکی از ابزارهای در دسترس بود برای اینکه برای مشتریان، برق با کیفیت بالا و به شیوهای ایمن و اقتصادی فراهم شود؛ پس دریافته میشود که مشارکت واحدهای بهینه سیستمهای حرارتی سبب صرفهجویی بزرگی برای شرکتهای برق میشد. در حقیقت مشارکت واحدها در ساختار گذشته صنعت برق مسئله تعیین برنامهی کار واحدهای تولید برق یک سیستم قدرت با توجه به محدودیتهای تجهیزات و محدودیتهای بهرهبرداری بود.
با تجدید ساختار صنعت برق و ایجاد رقابت در آن تعریف و کاربرد مسئلهی مشارکت واحدها هم دچار دگرگونی شد. در ساختار جدید، مسئلهی مشارکت واحدها برای شرکتهای تولیدی و اپراتور مستقل سیستم دارای دو تعریف متفاوت است.
تامین امنیت شبکه معمولاً از طریق ایجاد ظرفیت های رزرو چرخشی که به راحتی قابل دسترسی از طریق بارهای محلی باشند حاصل میگردد. مینیمم کردن هزینه از طریق مشارکت واحدهای کم هزینه ضمن رعایت محدودیتهای مربوطه و همچنین مشارکت اقتصادی آنها امکان پذیر است. در این نوع از مشارکت واحدها سه ویژگی تامین بار، حداکثرسازی امنیت و حداقل سازی هزینه از اهمیت ویژهای برخوردار است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Madrigal</Author><Year>2000</Year><RecNum>3</RecNum><record><rec-number>3</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">3</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Madrigal, M.</author><author>Quintana, V. H.</author></authors></contributors><titles><title>A security-constrained energy and spinning reserve markets clearing sys-- using an interior-point method</title><secondary-title>Power Engineering Society Summer Meeting, 2000. IEEE</secondary-title><alt-title>Power Engineering Society Summer Meeting, 2000. IEEE</alt-title></titles><pages>489 vol. 1</pages><volume>1</volume><keywords><keyword>contracts</keyword><keyword>electricity supply industry</keyword><keyword>power sys-- security</keyword><keyword>ISO</keyword><keyword>direct-current model</keyword><keyword>energy supply</keyword><keyword>enrgy markets clearing sys--</keyword><keyword>interior-point method</keyword><keyword>optimization problem</keyword><keyword>re-schedulable bilateral contracts</keyword><keyword>security-constrained energy market</keyword><keyword>security-constrained spinning reserve market</keyword></keywords><dates><year>2000</year><pub-dates><date>2000</date></pub-dates></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2].
در ساختار جدید صنعت برق، بهرهبردار سیستم معمولاً نهادی مستقل است که دیگر مالکیت نیروگاهها را ندارد و از هزینههای نیروگاهها آگاه نیست. در این ساختار، اپراتور مستقل سیستم با داشتن بار پیشبینی شده سیستم و پیشنهادها و محدودیتهای فنی ارائه شده از سوی شرکتهای تولیدی (GenCo)، برنامهی تولید نیروگاهها را به گونهای تعیین میکند که مبلغ پرداختی به شرکتهای تولیدی کمینه شده یا در حالت کلیتر که پیشنهاد دهی خریداران هم وجود دارد رفاه اجتماعی بیشینه شود. از آنجا که در الگوریتم مشارکت واحدها که این برنامه را مشخص میکند، محدودیتهای امنیت سیستم هم در نظر گرفته میشود، به این مشارکت واحدها، مشارکت واحدها با در نظرگرفتن قیود امنیتی (SCUC) گفته میشود. محدودیتهای امنیت سیستم مواردی از قبیل توان عبوری از خطوط، محدودیت ولتاژ شینها و ... هستند.
در ساختار جدید صنعت برق، مسئلهی مشارکت واحدها که شرکتهای تولیدیها برای خود حل میکنند بهینهسازی منابع تولید در جهت بیشینه کردن سود شرکتهای تولیدی میباشد. برای نشان دادن اهمیت نقش سیگنال قیمت در این مشارکت واحدها، مشارکت واحدها بر اساس قیمت نهاده شد. در مشارکت واحدها بر اساس قیمت دیگر الزامی بر شرکتهای تولیدی برای برآوردن بار نبوده و هدف، بیشینه کردن سود است. در این طرح سیگنالی که بر وضعیت روشن یا خاموش بودن واحدها اثر دارد، قیمت است. این قیمت میتواند قیمت خرید سوخت، فروش انرژی، فروش خدمات جانبی و ... باشد.
در مقایسه مشارکت واحدها بر اساس قیمت با مشارکت واحدها بر اساس کمینه کردن هزینه، ویژگی متمایز مشارکت واحدها بر اساس قیمت این است که همه اطلاعات بازار در قیمت بازار نهفته است. اگر چه در مشارکت واحدها بر اساس قیمت برآوردن بار سیستم یک محدودیت نیست اما پیش بینی بار سیستم برای پیشبینی قیمت الکتریسیته لازم است. به شیوهی مشابه، در مشارکت واحدها بر اساس قیمت امنیت سیستم در نظر گرفته نمیشود. اما معیارهای اپراتور مستقل سیستم برای حفظ امنیت سیستم بر قیمت بازار اثر خواهد گذاشت.
در مقایسه مشارکت واحدها با قیود امنیتی و مشارکت واحدها بر اساس قیمت، این تصور که ماکزیمم کردن سود همان مینیمم کردن هزینه است غلط میباشد، زیرا سود طبق تعریف درآمد منهای هزینه است و این معنی سود علاوه بر هزینه به عایدی و درآمد نیز بستگی دارد. اگر درآمد افزایشی بیشتر از هزینهی افزایشی باشد، برای سود بیشتر باید تولید انرژی را افزایش داد و در مقابل اگر درآمد افزایش کمتر از هزینهی افزایشی باشد، فروش انرژی به صرفه به نظر نمیرسد. اگر هدف به حداقل رساندن هزینه باشد، یک شرکت تولیدی ممکن است تولید را انتخاب نکند زیرا هیچ پاداشی برای تامین بار در هزینهی صفر دریافت نمیکند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>ع.معانی</Author><Year>1389</Year><RecNum>17</RecNum><record><rec-number>17</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">17</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Paper">47</ref-type><contributors><authors><author><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">ن.لطفی، س. حسین خلج، ع.معانی</style><style face="normal" font="default" size="100%"> </style></author></authors></contributors><titles><title><style face="normal" font="default" size="100%"> </style><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">مطالعه تاثیر محدودیت آلودگی در برنامه ریزی مشارکت نیروگاه های حرارتی</style></title><secondary-title><style face="normal" font="default" size="100%"> </style><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">بیست و پنجمین کنفرانس بین المللی برق</style></secondary-title></titles><dates><year><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">1389</style></year></dates><pub-location><style face="normal" font="default" size="100%"> </style><style face="normal" font="default" charset="178" size="100%">تهران</style></pub-location><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14] و ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Mohammad Shahidehpour</Author><Year>April 2002</Year><RecNum>7</RecNum><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="s2z5xewt4s20v3ewdz8verp7xatv0szvsfat">7</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Mohammad Shahidehpour, Hatim Yamin, Zuyi Li </author></authors></contributors><titles><title>Market Operations in Electric Power Sys--s: Forecasting, Scheduling, and Risk Management</title></titles><pages>552-978-0-471-44337-7</pages><num-vols>1</num-vols><dates><year>April 2002</year></dates><pub-location>New York</pub-location><publisher>Wiley-IEEE Press</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7].
2-2 مروری بر منابعبهرهبرداران مختلف سراسر دنيا روش های مختلفی را برای بدست آوردن برنامه امنيتی بکارگيری واحدها بکار می برند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Mohammad Shahidehpour</Author><Year>April 2002</Year><RecNum>8</RecNum><record><rec-number>8</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">8</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Mohammad Shahidehpour, Hatim Yamin, Zuyi Li </author></authors></contributors><titles><title>Market Operations in Electric Power Sys--s: Forecasting, Scheduling, and Risk Management</title></titles><pages>552-978-0-471-44337-7</pages><num-vols>1</num-vols><dates><year>April 2002</year></dates><pub-location>New York</pub-location><publisher>Wiley-IEEE Press</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]. انواع قيود مثل قيود مربوط به شبکه، وضعيت واحدها، قراردادهای دو طرفه و ... بايد در اين مسئله درنظر گرفته شوند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Fu</Author><Year>2005</Year><RecNum>38</RecNum><record><rec-number>38</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">38</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Fu, Y.</author><author>Shahidehpour, M.</author><author>Li, Z.</author></authors></contributors><titles><title>Security-Constrained Unit Commitment With AC Constraints*</title><secondary-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>1538-1550</pages><volume>20</volume><number>3</number><keywords><keyword>cost reduction</keyword><keyword>dynamic programming</keyword><keyword>iterative methods</keyword><keyword>power generation economics</keyword><keyword>power generation scheduling</keyword><keyword>power markets</keyword><keyword>power sys-- security</keyword><keyword>AC constraint</keyword><keyword>Benders decomposition</keyword><keyword>IEEE 118-bus sys--</keyword><keyword>ac network security constraints</keyword><keyword>augmented Largrangian relaxation</keyword><keyword>day-ahead market</keyword><keyword>hourly generation schedule</keyword><keyword>independent sys-- operator</keyword><keyword>iterative process</keyword><keyword>restructured power market</keyword><keyword>security-constrained unit commitment</keyword><keyword>six-bus sys--</keyword></keywords><dates><year>2005</year></dates><isbn>0885-8950</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[15]. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite ExcludeAuth="1"><Author>Li</Author><Year>1993</Year><RecNum>25</RecNum><record><rec-number>25</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">25</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Li, S.</author><author>Shahidehpour, S. M.</author><author>Wang, C.</author></authors></contributors><titles><title>Promoting the application of expert sys--s in short-term unit commitment</title><secondary-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>286-292</pages><volume>8</volume><number>1</number><keywords><keyword>engineering graphics</keyword><keyword>expert sys--s</keyword><keyword>microcomputer applications</keyword><keyword>power sys-- analysis computing</keyword><keyword>user interfaces</keyword><keyword>24 h-generation schedule</keyword><keyword>C language</keyword><keyword>IBM-386 personal computer</keyword><keyword>ToolBook software</keyword><keyword>dynamic programming</keyword><keyword>global optimization</keyword><keyword>graphics</keyword><keyword>heuristic approach</keyword><keyword>inference process</keyword><keyword>short-term unit commitment</keyword></keywords><dates><year>1993</year></dates><isbn>0885-8950</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Tong</Author><Year>1991</Year><RecNum>24</RecNum><record><rec-number>24</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">24</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Tong, S. K.</author><author>Shahidehpour, S. M.</author><author>Ouyang, Z.</author></authors></contributors><titles><title>A heuristic short-term unit commitment</title><secondary-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</secondary-title></titles><periodical><full-title>Power Sys--s, IEEE Transactions on</full-title></periodical><pages>1210-1216</pages><volume>6</volume><number>3</number><keywords><keyword>expert sys--s</keyword><keyword>inference mechanisms</keyword><keyword>microcomputer applications</keyword><keyword>power sys-- analysis computing</keyword><keyword>scheduling</keyword><keyword>C language</keyword><keyword>EASE plus NEXPERT shell</keyword><keyword>IBM-PC</keyword><keyword>database</keyword><keyword>global optimization</keyword><keyword>heuristic short-term unit commitment</keyword><keyword>inference rules</keyword><keyword>load pattern</keyword><keyword>real-time processing</keyword><keyword>suboptimal schedule</keyword></keywords><dates><year>1991</year></dates><isbn>0885-8950</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[17]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Wong Tik</Author><Year>1996</Year><RecNum>26</RecNum><record><rec-number>26</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">26</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Wong Tik, Keong</author><author>Teshome, A.</author></authors></contributors><titles><title>Short term unit commitment</title><secondary-title>Circuits and Sys--s, 1996., IEEE 39th Midwest symposium on</secondary-title><alt-title>Circuits and Sys--s, 1996., IEEE 39th Midwest symposium on</alt-title></titles><pages>1034-1037 vol.3</pages><volume>3</volume><keywords><keyword>load dispatching</keyword><keyword>power sys-- analysis computing</keyword><keyword>scheduling</keyword><keyword>C language program</keyword><keyword>heuristic algorithm</keyword><keyword>numerical simulation</keyword><keyword>partial priority list</keyword><keyword>reasoning loop</keyword><keyword>schedule</keyword><keyword>short term unit commitment</keyword></keywords><dates><year>1996</year><pub-dates><date>18-21 Aug 1996</date></pub-dates></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[18]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Dasgupta</Author><Year>1993</Year><RecNum>27</RecNum><record><rec-number>27</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">27</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Dasgupta, D.</author><author>McGregor, D. R.</author></authors></contributors><titles><title>Short term unit-commitment using genetic algorithms</title><secondary-title>Tools with Artificial Intelligence, 1993. TAI &apos;93. Proceedings., Fifth International Conference on</secondary-title><alt-title>Tools with Artificial Intelligence, 1993. TAI &apos;93. Proceedings., Fifth International Conference on</alt-title></titles><pages>240-247</pages><keywords><keyword>economics</keyword><keyword>electric power generation</keyword><keyword>genetic algorithms</keyword><keyword>load distribution</keyword><keyword>thermal power stations</keyword><keyword>commitment</keyword><keyword>generation cost</keyword><keyword>load</keyword><keyword>on/off states</keyword><keyword>power generation</keyword><keyword>thermal units</keyword></keywords><dates><year>1993</year><pub-dates><date>8-11 Nov 1993</date></pub-dates></dates><isbn>1063-6730</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[19]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Libao</Author><Year>2004</Year><RecNum>28</RecNum><record><rec-number>28</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">28</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Libao, Shi</author><author>Jin, Hao</author><author>Jiaqi, Zhou</author><author>Guoyu, Xu</author></authors></contributors><titles><title>Short-term generation scheduling with reliability constraint using ant colony optimization algorithm</title><secondary-title>Intelligent Control and Automation, 2004. WCICA 2004. Fifth World Congress on</secondary-title><alt-title>Intelligent Control and Automation, 2004. WCICA 2004. Fifth World Congress on</alt-title></titles><pages>5102-5106 Vol.6</pages><volume>6</volume><keywords><keyword>cooperative sys--s</keyword><keyword>optimisation</keyword><keyword>power engineering computing</keyword><keyword>power generation economics</keyword><keyword>power generation scheduling</keyword><keyword>power sys-- security</keyword><keyword>ant colony optimization algorithm</keyword><keyword>economical efficiency</keyword><keyword>optimal unit commitment</keyword><keyword>reliability constraint</keyword><keyword>short-term generation scheduling</keyword><keyword>sys-- security</keyword></keywords><dates><year>2004</year><pub-dates><date>15-19 June 2004</date></pub-dates></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[20]، ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Gwo-Ching</Author><Year>2004</Year><RecNum>29</RecNum><record><rec-number>29</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="fa0avwsf5ptrz5eatervprd6r00v0zsptp2p">29</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Gwo-Ching, Liao</author><author>Ta-Peng, Tsao</author></authors></contributors><titles><title>Hybrid immune genetic algorithm approach for short-term unit commitment problem</title><secondary-title>Power Engineering Society General



قیمت: 11200 تومان

مشارکت جایگاه شارژ خودروهای الکتریکی در کنترل فرکانس ریز شبکه در حالت جزیره ای

2-3-1 تعریف تولیدات پراکنده .................................................................................................. 10
2-3-2 مزایای تولیدات پراکنده ................................................................................................... 11
2-3-3 بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده ............................................................................ 11
2-3-4 انواع تولیدات پراکنده .................................................................................................... 13
2-4 سیستم هیبرید ...................................................................................................................... 13
2-4-1 مزایای ریز شبکه و چالش های سیستم هیبریدی ............................................................... 14
2-5 سیستم فتوولتائیک ............................................................................................................... 15
2-5-1 تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی در سیستم فتوولتائیک ............................................. 15
2-6 روش های کاربرد سیستم های برق خورشیدی ......................................................................21
2-6-1 متصل به شبکه سراسری برق ...........................................................................................21
2-6-2 مستقل از شبکه سراسری برق ...........................................................................................23
2-7 مدل پنل خورشیدی .............................................................................................................24
2-7-1 بررسی روش های دنبال کننده ماکزیمم توان....................................................................26
2-8 دیزل ژنراتور ......................................................................................................................30
2-9 وسایل ذخیره انرژی ............................................................................................................31
2-10 خودرو الکتریکی .............................................................................................................33
2-10-1 تعریف و معرفی انواع خودروهای الکتریکی .................................................................33
2-10-2 تعریف V2G و کابردهای آن .......................................................................................35
2-10-3 فرصت ها و چالشهای اتصال خودرو الکتریکی به شبکه...............................................38
2-10-4 روش های مدل سازی باتری ........................................................................................39
2-11 سیستم کنترل فازی .......................................................................................................... 44
2-11-1 مقدمه فازی ................................................................................................................ 44
2-11-2 سیستم های فازی ....................................................................................................... 45
2-11-3 ساختار یک کنترل کننده فازی .................................................................................. 48
فصل سوم: روش تحقیق
3-1 مقدمه ................................................................................................................................53
3-2 ساختار سیستم پیشنهادی.....................................................................................................53
3-3 کنترل کننده PI .................................................................................................................54
3-4 کنترل کننده فازی-کلاسیک .......................................................................................... 58
فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق
4-1 مقدمه ...............................................................................................................................63
4-2 شبیه سازی پنل خورشیدی ................................................................................................63
4-3 سیستم پیشنهادی................................................................................................................66
4-4 نتایج شبیه سازی ...............................................................................................................66
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1 نتیجه گیری ......................................................................................................................75
5-2 پیشنهادات ........................................................................................................................76
مراجع ............................................................................................................77
ضمیمه ............................................................................................................82
چکیده انگلیسی ...............................................................................................83
فهرست جدولها
عنوانصفحه
فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1 عملکرد روش کنترلی P&O ...................................................................................................27
2-2 مشخصات توابع انتقال دیزل ژنراتور ........................................................................................31
فصل سوم: روش تحقیق
3-1 اثرات افزایش پارامتر به طور مستقل ....................................................................................... 56
3-2 پایگاه قواعد کنترل کننده فازی ..............................................................................................61
3-3 معرفی پارامترهای پایگاه قواعد کنترلکننده فازی ...................................................................61
فهرست شکل ها
عنوانصفحه
فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1 بخش های اصلی یک سیستم فتوولتائیک ................................................................................16
2-2 آرایه، پنل، ماژول و سلول فتوولتائیک ....................................................................................17
2-3 بلوک دیاگرام یک سیستم PV با بار AC و DC .......................................................................18
2-4 مراحل اصلی در طراحی یک سیستم فتوولتائیک.....................................................................20
2-5 نمای کلی یک سیستم متصل به شبکه ....................................................................................21
2-6 نمای کلی یک سیستم جدا از شبکه .......................................................................................23
2-7 مدار معادل پنل خورشیدی ....................................................................................................25
2-8 سیستم کنترل اغتشاش و مشاهده ...........................................................................................27
2-9 عملکرد روش P&O در شرایط تغییرات جوی........................................................................28
2-10 الگوریتم روش اغتشاش و مشاهده.......................................................................................29
2-12 مدل ساده دیزل ژنراتور.......................................................................................................30
2-13 بلوک دیاگرام از مدل باتری ..............................................................................................32
2-14 بلوک دیاگرام خودروی الکتریکی برای کنترل فرکانس...............................................................43
2-15 یک کنترل کننده دمای ساده...............................................................................................................46
2-16 نمایش بلوکی استفاده از کنترل کننده فازی به صورت مستقیم.....................................................48
2-17 بلوک دیاگرام ساختار کنترل کننده فازی........................................................................................48
2-18 تابع تعلق تک مقداری و تابع تعلق مثلثی.............................................................................49
فصل سوم: روش تحقیق
3-1 بلوک دیاگرام سیستم توان هیبریدی پیشنهادی......................................................................54
3-2 بلوک دیاگرام کنترل کننده PI ............................................................................................56
3-3 بار پلهای .............................................................................................................................57
3-7 سیستم فرمان توسط کنترل کننده فازی-کلاسیک................................................................ 58
3-8 توابع عضویت ورودی اول کنترل کننده فازی ...................................................................59
3-9 توابع عضویت ورودی دوم کنترل کننده فازی ..................................................................59
3-10 توابع عضویت خروجی کنترل کننده فازی .....................................................................60
فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق
4-1 بلوک دیاگرام پنل خورشیدی با توجه به دما و تابش خورشید...........................................63
4-2 منحنی مشخصه ولتاژ- جریان پنل خورشیدی ...................................................................64
4-3 منحنی مشخصه ولتاژ- توان پنل خورشیدی ......................................................................64
4-4 منحنی ولتاژ- جریان پنل خورشیدی در تابش های متفاوت...............................................65
4-5 منحنی ولتاژ- توان پنل خورشیدی در تابش های متفاوت..................................................65
4-6 بلوک دیاگرام سیستم توان هیبریدی پیشنهادی.................................................................66
4-7 بار پلهای ........................................................................................................................67
4-7 بلوک دیاگرام از سناریوهای مختلف از سیستم پیشنهادی ................................................67
4-8 توان خروجی سیستم فتوولتائیک در سناریوی اول ...........................................................68
4-9 توان خروجی دیزل ژنراتور در سناریوی اول ...................................................................69
4-10 انحراف فرکانس در سناریوی اول ................................................................................69
4-11 توان خروجی سیستم فتوولتائیک در سناریوی دوم ........................................................71
4-12 توان خروجی خودرو الکتریکی در سناریوی دوم .........................................................71
4-13 توان خروجی دیزل ژنراتور در سناریوی دوم ................................................................72
4-14 انحراف فرکانس در سناریوی دوم ...............................................................................73
فصل اول
مقدمه و کلیات تحقیق

1-1 مقدمه
پیامدهای محیطی، کمبود انرژی و نگرانیهای مربوط به بیشینه شدن مصرف سوخت های فسیلی موجب پیدایش رویکرد جالب توجهی به انواع مختلف منابع انرژی تجدید پذیر شده است. انرژی الکتریکی در زندگی بشر رایج ترین نوع انرژی است، ولی تولید آن اغلب از طریق سوختهای فسیلی حاصل می آید که این ذخایر سوختی محدودیتهای بسیاری دارند [1]. این محدودیتها سبب شده تا تمایلات جدید به سمت تکنولوژی های تولید توان تجدیدپذیر از قبیل باد، خورشید و ... جلب شود.
خورشید یکی از منابع مهم انرژی است که باید به آن روی آورده زیرا به فن آوریهای پیشرفته و پرهزینه نیاز نداشته و می تواند به عنوان یک منبع مفید و تامین کننده انرژی در اکثر نقاط جهان به کار گرفته شود. به علاوه استفاده از آن بر خلاف انرژی هستهای، خطر و اثرات نامطلوبی از خود باقی نمیگذارد و برای کشورهایی که فاقد منابع انرژی زیرزمینی هستند، مناسب ترین راه برای دستیابی به نیرو و رشد و توسعه اقتصادی می باشد.
فن آوری ساده، آلوده نشدن هوا و محیط زیست و از همه مهم تر ذخیره شدن سوخت های فسیلی برای آیندگان یا تبدیل آنها به مواد و مصنوعات پر ارزش پتروشیمی، از عمده دلایلی هستند که لزوم استفاده از انرژی خورشیدی را برای صنعت و بطور خاص؛ برق، آشکار می سازند. مزیت نیروگاه خورشیدی برآن است که به یک بار هزینه راه اندازی و نصب نیاز داشته و انرژی رایگان، با هزینه اندک تعمیرات ونگهداری به شبکه تا مدت طولانی تحویل میدهد.
از آنجایی که توان خورشیدی در شب وجود ندارد لذا لازم است یک منبع توان آماده به کار برای تامین تقاضای بار وجود داشته باشد. از این رو نیاز به ترکیب منابع ، مانند سیستم فتوولتائیک و دیزل ژنراتور می باشد. سیستم توان هیبریدی ترکیبی از دو یا چند منبع توان الکتریکی است که حداقل یکی از آنها از نوع تجدیدپذیر باشد [2]. سیستم هیبرید دیزلی- فتوولتائیک قابلیت اطمینان کاملی را فراهم مینماید زیرا دیزل ژنراتور در نبود توان، توسط سیستم فتوولتائیک در شب، به عنوان یک پشتیبان عمل می کند و تامین تقاضای بار را انجام میدهد. در عمل وقتی از دیزل ژنراتور استفاده میشود که توان سیستم فتوولتائیک برای تامین تقاضای بار (خودروهای الکتریکی) کافی نباشد [3].
برای تکمیل مدیریت تولید، بهترین گزینه، ذخیره انرژی است. با استفاده از سیستم ذخیره انرژی، یک منبع الکتریکی کم هزینه می تواند به طور موثر پیک تقاضا را تامین نماید [4-5].
تاکنون روش های متعددی در زمینه ی کنترل مناسب توان هیبرید دیزلی- فتوولتائیک با واحد ذخیره انرژی جهت به دست آوردن عملکرد دینامیکی مطلوب و استخراج بیشترین بهرهوری از انرژی موجود ارائه شده است. رویکرد متداول، استفاده از کنترل کنندههای کلاسیک می باشد. در سالهای اخیر، کنترلهای منطق فازی در مهندسی سیستمهای قدرت، مورد توجه بسیار و رو به رشدی قرار گرفتهاند. منطق فازی یک سیستم استدلالی برای شکل دهی استدلال تقریبی است [6]. سیستم منطق فازی یک چهارچوب بسیار مناسب برای مدل سازی کارآمد و کامل عدم قطعیت در استدلال بشری با استفاده از متغیرهای زبانی و توابع عضویت فراهم مینماید. کنترلهای منطق فازی در مقایسه با کنترلهای متداول از نظر عملکرد و مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت، برتر بوده است. همچنین در سالهای اخیر از کنترل کننده فازی-کلاسیک به دلیل حساسیت و انعطاف پذیری آن در برابر تغییر پارامترها و تغییر بارهای بزرگ حتی در حضور عوامل غیرخطی نظیر محدودیت نرخ تولید مورد توجه قرار گرفته است[7].
در بخش اول این تحقیق، به پیاده سازی یک مدل دینامیکی از سیستم توان هیبرید دیزلی- فتوولتائیک با واحد ذخیره سازی انرژی (باتری) برای خودرو الکتریکی پرداخته شده است. سپس به طراحی کنترلی برای سیستم مذکور پرداخته شده است. اولین استراتژی استفاده از کنترل کننده کلاسیک میباشد. سپس از کنترل کننده فازی-کلاسیک به دلیل قابلیت خوب این کنترل کننده در مسائل پیچیده ، برای بهبود انحراف فرکانس شبکه بهره میبریم. در بخش شبیه سازی نشان داده خواهد شد که کنترل کننده پیشنهاد شده، عملکرد نسبتاً مناسبی در برابر تغییرات بار از خود نشان میدهد و نسبت به تغییرات پارامتری مقاوم است.
1-2 تعریف مسأله
انرژی الکتریکی برای هر فردی ضروری است به ویژه در قرن جدید که در آن مردم به دنبال زندگی با کیفیت بالاتری هستند. این واقعیت در جهان پذیرفته شده است که انرژی الکتریکی برای توسعه اجتماعی و اقتصادی، ضروری است.
مطالعات اخیر نشان می دهد که حدود 20% تا 30% انرژی مصرفی بدون نیاز به تغییرات در ساختار فیزیکی سیستم و تنها به وسیله عملکرد بهینه و مدیریت شده قابل کاهش خواهد بود. یکی از روشهای کاهش تلفات و پاسخ به نیاز مصرف کنندگان و کاهش انتشار گازهای گلخانهای استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در دسترس به صورت محلی مانند انرژی خورشیدی، باد، هیدروژن و .... و ترکیب آنها برای پیاده سازی سیستم های مدولار، قابل گسترش و برنامهریزی میباشد.
از سویی، بخش حمل و نقل عمده ترین بخش مصرف کننده فرآورده های نفتی و بالطبع یکی از مهمترین عوامل آلودگی محیط زیست خواهد بود. بنابراین، با توجه به بحران انرژی و محیط زیست در آینده به ویژه در کشورهای صنعتی، موضوع جایگزینی اتومبیل های کنونی (احتراق داخلی) با خودروهای الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. از طرف دیگر، نگرانی های گسترده در مورد گرم شدن زمین و نیز آلودگی هوای ناشی از مصرف سوختهای فسیلی توسط خودروها اهمیت یافتن راهکارهای جدید برای تغییر منبع انرژی مورد نیاز خودروها را دو چندان ساخته است. یکی از منابع انرژی پراکنده خودرو الکتریکی هیبرید قابل اتصال به شبکه برق است. این خودرو یک اتومبیل الکتریکی بنزینی شبیه اتومبیل های امروزی است، اما دارای یک باتری بزرگتر و یک کابل برای اتصال به شبکه برق جهت شارژ است [8].
1-3 پیشینه تحقیق
به دلیل قابلیت ذخیرهسازی زیاد انرژی، باتریها دیگر نمی توانند مانند اتومبیلهای هیبرید استاندارد، با بکارگیری یک موتور احتراقی دوباره شارژ شوند، بنابراین باید به برق وصل شوند تا سیستم باتری با برق شبکه شارژ گردد. به همین دلیل یک سیستم ذخیره سازی انرژی (باتری) برای سیستم قدرت خودرو الکتریکی در نظر گرفته شده است این باتری از نوع NI-MH می باشد] 8[. تحقیقات نشان داده که عمر باتری توسط عوامل بسیاری تحت تاثیر قرار میگیرد که مهم ترین عوامل شامل: حرارت شدید، شارژ و دشارژ بیش از اندازه میباشد. این عوامل عملکرد باتری را بدتر کرده و این عمل منجر به بدتر شدن عملکرد خودرو الکتریکی و بهرهوری آن میشود ]9[. درجه حرارت می تواند دو اثر مهم در عملکرد باتری داشته باشد، هم می تواند راندمان باتری را بهبود بخشد و هم می تواند به طور قابل توجهی عمر باتری را کوتاه کند.
با افزایش دما راندمان مقاومت داخلی باتری کاهش مییابد و این عملکرد باتری را بهبود میبخشد و درجه حرارت بالا باعث میشود که واکنش شیمیایی در باتری سریعتر انجام شود که این امر به اجزای باتری آسیب میرساند و عمر باتری را کاهش میدهد [10].
با نظر به منابع انرژی پراکنده قابل بهرهبرداری، سیستمهای قدرتی که از منابع تولید توان الکتریکی مختلفی استفاده میکنند، با عنوان سیستم قدرت هیبرید شناخته میشوند. طراحی اجزای سیستمهای قدرت کوچک با قابلیت اتصال و انفصال از شبکه سراسری برق که اصطلاحاً ریز شبکه نامیده میشوند، باید به نحوی باشد که عملکرد مطمئن آن را در هر دو حالت بهره برداری شامل حالت اتصال به شبکه و حالت جزیره ای یا مستقل از شبکه تضمین نماید. بارها و منابع انرژی هیبرید در یک ریز شبکه می توانند با حداقل زمان ممکن، از شبکه سراسری منفصل شده و مجددا به آن وصل شوند و بدین ترتیب منجر به افزایش قابلیت اطمینان در تأمین بارهای ریز شبکه شوند.
یکی از کاربردهای اساسی فناوری ریز شبکه، هماهنگی بین تولیدکننده های مختلف و بارهای کنترل پذیر جهت ارائه یک سیستم کارا و سودمند میباشد. در این راستا سیستم مدیریت انرژی به منظور مدیریت عملکرد ریز شبکه نیاز است. مقالات زیادی نیز پیش از این در این زمینه ارائه شدهاند. از جمله [11] که کاربرد یک کنترل کننده مرکزی را برای بهینه سازی عملکرد یک ریز شبکه در زمان اتصال به شبکه تشریح میکند. در [12] یک سیستم مدیریت انرژی برای بهینه کردن عملکرد ریز شبکه شامل مدیریت سمت بار و منابع تولید پراکنده ارائه شده است. اما یکی از موضوعات مهمی که در طراحی سیستم مدیریت انرژی باید مورد توجه قرار گیرد، مسأله ذخیره سازی انرژی در عناصری با این قابلیت است. مبحث فوق، توام با بکارگیری منابع تولید تجدیدپذیر مشتمل بر سلول خورشیدی، توربین بادی، پیل سوختی و... مورد توجه قرار گرفته است. علت این امر، پاسخ گویی سریع به تغییرات بار شبکه توسط ذخایر چرخان و باتری های ذخیره ساز انرژی است. با مطرح شدن خودروهای برقی با قابلیت تبادل توان با شبکه های قدرت، تحقیقات جدیدی در زمینه استفاده از قابلیت ذخیره سازی انرژی در آنها و بکارگیری آنها در پایداری شبکه های قدرت انجام شده است. که در اغلب این تحقیقات استفاده از قابلیت خودروها به عنوان رزرو چرخان ارزیابی شده است [13-14].
1-4 سوالات اصلی تحقیق
جهت یکپارچهسازی و به کارگیری انرژی تجدیدپذیر با اشکال مختلف در ریز شبکه، دو مشکل مهم وجود دارد که باید حل و فصل گردد. مشکل اول این است که چطور یک سیستم انرژی تجدیدپذیر برای تامین انرژی طراحی گردد و مشکل دوم این است که چطور این سیستمهای مختلف تولید توان به طور کارآمد، مدیریت شوند. ورود سیستمهای تولید همچون سیستم فتوولتائیک و ذخیرهساز و عدم تعادل پیشآمده بین توان تولیدی و مصرفی، مسأله پایداری و نوسانات توان و به واسطه آن نوسانات فرکانس را به عنوان نگرانی اصلی ریز شبکه هیبرید در حالت کارکرد جزیره ای معرفی مینماید.
1-5 اهداف
در این میان، مبحث کنترل فرکانس از اهمیت شایانی در بهرهبرداری از ریز شبکه برخوردار است. کنترل فرکانس، با مدل سازی منابع تولید موجود در ریز شبکه قدرت در دو فرم متصل به شبکه بینهایت و ایزوله از آن صورت می پذیرد. اینکه ریز شبکه مورد مطالعه دارای یک، دو یا چند ناحیه تولید ومصرف توان است، در نحوه کنترل فرکانس ریز شبکه تاثیرگذار بوده و دقت مدلسازی سیستمهای درگیر با مجموعه از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. با تکیه بر توسعه ضریب نفوذ خودروهای الکترکی هیبرید در آینده، سهم این عناصر ذخیره ساز و مصرف کننده انرژی الکتریکی متحرک در شبکه در حالت های تحمیلی به آن نیز رو به افزایش است. تفاوت اساسی خودروهای الکتریکی و سیستمهای ذخیره ساز این است که خودروها بر خلاف ذخیره سازها در کل روز در دسترس نیستند و ساعاتی از روز را خارج از خانه اند. بنابراین اولاً امکان شارژ و تخلیه الکتریکی باتری از طریق شبکه وجود ندارد، ثانیاً باید شارژ مورد نیاز روزانه خودرو برای کارکرد روزانه خارج از خانه، پیش از نیاز فراهم شود. تغییر وضعیت عنصر ذخیره ساز جایگاه شارژ این خودروها مشتمل بر تولیدکنندگی و مصرفکنندگی انرژی، بر مدل دینامیکی این جایگاه تاثیرگذار بوده و لذا کنترلرهای مورد استفاده بایستی برای این تغییر مدل، از پیش برنامه ریزی شده باشند.
روش های زیادی جهت کنترل فرکانس ریز شبکه وجود دارد، تمامی این روش ها سعی در کاهش تغییرات فرکانس در حالت دینامیکی دارند. بعضی از این مراجع از کنترل کننده منطق فازی و بعضی دیگر از کنترل کننده PI)) استفاده کردهاند تا انحرافات فرکانس را کاهش دهند. استفاده از کنترل کلاسیک بدون قابلیت وفق پذیری با تغییرات دینامیکی مدل سیستم در این مسیر مورد قبول نبوده و بهرهگیری از سیستمهای خبرهای مانند فازی انتظار می رود.

1-6 ضرورت و اهداف پژوهش
سهم زیادی از مصرف سوختهای فسیلی و آلودگی محیط زیست مربوط به حمل ونقل است. لذا تمرکز بر گسترش وسایل نقلیه با آلودگی زیست محیطی کمتر، مورد توجه قرار گرفته است در این بین نیاز به شارژ مجدد، مهمترین عیب خودروهای الکتریکی و در مقابل، قیمت پایین انرژی الکتریکی و مسائل زیست محیطی و قابلیت تبادل توان با شبکه مهمترین مزیت آنها میباشد. از دیدگاه فنی، زمان اتصال خودرو به شبکه جهت شارژ و دشارژ حائز اهمیت بوده و ملاحضاتی لازم و ضروری خواهد بود:
الف: عدم مطلوبیت خودرو های الکتریکی برای تأمین بار پایه شبکه
ب: ملاحظه خودروهای الکتریکی جهت تنظیم فرکانس، ذخیره چرخان و تنظیم ولتاژ شبکه
ج: مطلوبیت در تامین انرژی در مقیاس خانگی، پیکسایی شبکه و یکنواختسازی بار
بنابراین، مسأله کنترل فرکانس ریز شبکه هیبرید مورد مطالعه با وجود منابع انرژی مشتمل بر دیزل ژنراتور، سیستم فتوولتائیک و خودروی الکتریکی هیبرید در این تحقیق پیش رو مورد بررسی قرار خواهد گرفت. پرسش اصلی در این تحقیق، مسأله کنترل ریز شبکه قدرت الکتریکی با حضور این منابع (تولید/مصرف) انرژی است.
با وجود جایگاه شارژ خودروها و اتصال همزمان در ساعت پیک، اثرات نامطلوبی متوجه شبکه برق می گردد. عدم اتصال به موقع جهت شارژ و همزمانی با ساعات تعرفه گرانتر، ممکن است صرفه اقتصادی بهره گیری از انرژی الکتریسیته را تحت الشعاع قرار دهد.
بنابراین، نیاز به کنترل کننده ای به منظور مدیریت تولید و مصرف شبکه با وجود این عناصر و ایجاد توازن در شبکه و بهبود کنترل فرکانس سیستم مشهود است. همچنین به دلیل وجود سیستم فتوولتائیک، امکان نوسانات شدید در توان تولیدی و فرکانس شبکه وجود داشته که در این شرایط باید راه کارهای کنترلی اتخاذ گردد تا این نوسانات کنترل شده و دامنه آن ها محدود گردد.
از سویی، تغییر وضعیت ذخیره انرژی آماده ارسال توسط جایگاه شارژ خودروهای الکتریکی و میزان مصرف این جایگاهها برای خودروهای دشارژ شده، مدل دینامیکی سیستم کلی را تغییر داده و کنترلرهای مورد استفاده بایستی برای این تغییر مدل، از پیش برنامهریزی شده باشند. استفاده از کنترل با قابلیت وفق پذیری با تغییرات دینامیکی مدل سیستم و بهره گیری از سیستم های خبره مانند فازی از اهداف پیش روی این تحقیق می باشد.
فصل دوم
ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1 مقدمه
در این فصل، ابتدا ریزشبکهها و تولیدات پراکنده تعریف شده، سپس مدل دینامیکی سیستم پیشنهادی متشکل از: سیستم فتوولتائیک، دیزل ژنراتور و خودرو الکتریکی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.
در نهایت سیستم کنترلی پیشنهادی (منطق فازی) توضیح داده خواهد شد.
2-2 ریز شبکه (MG)
شبکههای کوچک، شبکه هایی هستند که از قرار گرفتن تعدادی مولدهای کوچک در کنار هم تشکیل شده اند که میزان بار اندکی را در محدوده خود تامین میکنند و با اتصال چندین شبکه کوچک به یکدیگر یک شبکه وسیع شکل می دهند که کارائی شبکههای کنونی را داشته و در عین حال در مواقع بحرانی می تواند مجددا به شبکه کوچک تشکیل دهنده خود تجزیه شود. ریز شبکه را می توان به عنوان یک شبکه کوچک براساس مولد های تولید توزیع شده در نظر گرفت. در بهره برداری از ریز شبکهها اهداف گوناگونی چون کاهش تلفات، هزینه های تولید و نیز کاهش میزان آلودگی مورد بررسی قرار می گیرد [15].
2-3 تولیدات پراکنده(DG)
در این بخش، ابتدا به تعریف تولیدات پراکنده پرداخته می شود، سپس به بهرهبرداری از واحدهای تولیدات پراکنده اشاره می شود و در نهایت انواع تولیدات پراکنده معرفی میگردند.
2-3-1 تعریف تولیدات پراکنده
تعاریف مختلفی برای تولیدات پراکنده به کار رفته است ولی تعریف جامع و بدون محدودیت آن عبارت است از: ”منبع انرژی الکتریکی که مستقیماً به شبکه توزیع و یا سمت مصرف کننده وصل میگردد“ [16].
2-3-2 مزایای تولیدات پراکنده
بکارگیری تولیدات پراکنده در سیستم توزیع مزایای زیست محیطی، اقتصادی و فنی بسیار زیادی را به دنبال دارد. برای رسیدن به این مزایا تولیدات پراکنده باید دارای اندازه مناسب بوده و در مکانهای مناسب نصب شوند [17].
به طور کلی استفاده از نیروگاه های با تولید پراکنده در شبکه قدرت مزایایی را به همراه دارد [17]:
کاهش هزینه مربوط به تجهیزات قدرت
کاهش تلفات انتقال قدرت
زمان نصب و بهرهبرداری کوتاه این نیروگاهها
کاهش آلودگیهای زیست محیطی و صوتی نیروگاههای بزرگ
کاهش تلفات با جایابی بهینه نیروگاههای تولید پراکنده در شبکههای توزیع
آزادسازی ظرفیت سیستمهای انتقال و توزیع اعم از خطوط و پستها
امکان کاربرد مجزا یا متصل به شبکه
با توجه به پایین بودن بازدهی نیروگاه هایی که با سوختهای فسیلی کار می کنند و همچنین به دلیل آلودگیهای زیست محیطی مربوط به نیروگاههای با سوخت فسیلی، لزوم استفاده از تولیدات پراکنده روز به روز بیشتر احساس می شود. سیستمهای توزیع موجود بدون در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده طراحی شده اند. در نتیجه به کارگیری آنها، می تواند امکان بروز شرایط غیر مطلوبی در کیفیت برق، قابلیت اطمینان، بازده، مسائل ایمنی و ... را ایجاد کند [18].
2-3-3 بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده
بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده به دو شکل امکان پذیر می باشد:
الف: حالت متصل به شبکه: در این حالت واحدهای تولید پراکنده به شبکه اصلی متصل هستند.
ب: حالت جزیره ای (مستقل از شبکه): در این حالت واحدهای تولید پراکنده با شبکه ی سراسری ارتباط ندارند و مجموعهی واحدهای تولید پراکنده چند بار محلی را تغذیه می کنند.
الف: سیستمهای متصل به شبکه
سیستمهای متصل به شبکه، سیستمهایی هستند که با اتصال به شبکه سراسری، برق خود را تامین میکنند. این امر بدین صورت است که هر مشترک شبکه سراسری برق، با نصب سیستم متصل به شبکه، خود به عنوان یک تولیدکننده پراکنده کوچک می تواند به صورت نیروگاهی کوچک عمل نماید. در این روش علاوه بر تامین بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرفکننده، انرژی الکتریکی (مازاد بر مصرف) به شبکه سراسری برق تزریق می شود.
ب: سیستمهای مستقل از شبکه
سیستمهای مستقل از شبکه (سیستمهای جزیرهای)، سیستمهایی هستند که بدون اتصال به شبکه سراسری، برق خود را تامین می نمایند. این سیستمها برای مناطق دور از شبکه که به دلیل محدودیتهای فنی(صعب العبور بودن منطقه) و اقتصادی( همانند دور بودن از مراکز تولید توان و یا داشتن جمعیت پایین) انتقال برق رسانی مشکل است، کاربرد زیادی دارند.
کاربرد مستقل سیستمهای تولید پراکنده به صورت جزیرهای، جهت تامین بار مصرف کنندگان، از مزایای عمده آنها محسوب میشود. برای صنایع و واحدهایی که قطع برق خسارت فراوانی را برای آن ها در برداشته و یا به طور کلی مکانهایی که امکان دسترسی به انرژی برق از طریق شبکه سراسری با قیمت مناسب را نداشته باشند، بکارگیری این سیستمها مفید میباشد. با گسترش پیشرفت صنعت برق، تکنولوژیهای جدید و مختلفی ایجاد شده است. اکثر این تکنولوژیها به صورت تجاری و صنعتی در دسترس می باشند.
یکی از مهم ترین مسائل در سیستمهای تولید پراکنده در حالت مستقل از شبکه، پیوستگی تغذیه بار و کنترل ولتاژ و فرکانس آن است. معمولا در سیستم های تولید پراکنده مستقل از شبکه، از منابع تجدیدپذیر انرژی (مانند انرژی خورشیدی یا بادی) به عنوان منبع اولیه انرژی استفاده میشود. باتوجه به تغییرات شدت نور و سرعت باد در طول روز، توان حاصل از این منابع دارای نوساناتی است. در نتیجه استفاده از واحد ذخیره انرژی برای تامین پیوسته بار اجتناب ناپذیر است. لذا بهرهمندی از سیستم کنترلی مناسب برای کنترل توان بین واحدهای ذخیره انرژی با منابع انرژی اولیه به گونه ای باشد، که بار به طور پیوسته تامین شود [19]. هدف از این پایان نامه ارائه سیستم کنترلی مناسب برای کنترل پخش توان بین واحدهای انرژی و کنترل فرکانس در سیستم تولید پراکنده میباشد.
2-3-4 انواع تولیدات پراکنده
این تولیدات پراکنده را می توان از دید تکنولوژی به سه دسته عمده تقسیم نمود که عبارتند از:
الف: تکنولوژی گازی
ب: تکنولوژی های انرژی نو
ج: وسایل ذخیره انرژی
که در آن تکنولوژی گازی شامل توربینهای احتراقی گازی، توربینهای کوچک و سلولهای سوختی میباشد. تکنولوژیهای انرژی نو شامل انرژی نهفته طبیعی، توربینهای کوچک بادی، سلولهای فتوولتائیک می باشند. انرژی خورشیدی با استفاده از سلولهای فتوولتائیک تبدیل به انرژی الکتریکی می شود. وسایل ذخیره انرژی شامل باتری، ابر رسانای مغناطیسی، سوپر خازنها، سدهای ذخیره آب و وسایل ذخیره انرژی هوای فشرده می باشند [20].
2-4 سیستم هیبرید
ریز شبکهها مفهوم تازهای برای آیندهی سیستمهای انرژی هستند که بهرهبرداری از انرژیهای تجدیدپذیر را ممکن ساختهاند. یک ریز شبکه از تعدادی واحد تولید پراکنده و بارهای متصل به آن تشکیل شده، که می تواند در حالت متصل به شبکه و یا مستقل از آن (جزیره ای) عمل کند [21].
این شبکهها که از منابع مختلف انرژی تغذیه میشوند، به صورت ترکیبی و مکمل با یکدیگر کار میکنند. این ساختارها به عنوان سیستمهای هیبریدی قدرت یا سیستمهای ترکیبی قدرت شناخته میشوند. در این سیستم ها حداقل یکی از منابع توان منبع انرژی تجدیدپذیر می باشد. از آنجایی که این سیستمها از دو یا چند منبع مختلف انرژی تغذیه میشوند در مقایسه با سیستمهایی که یک منبع برای تولید برق دارند از قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار هستند. مزیت اصلی ریز شبکه یا سیستم هیبریدی قدرت عبارت است از [22]:
1- عملکرد مستقل از شبکه سراسری
2- امکان استفاده از تولید همزمان توان الکتریکی و حرارتی
3- قابلیت اتصال به شبکه سراسری
4- قابلیت عملکرد پایدار در مناطق دور افتاده و جدا از شبکه سراسری
5- رایگان بودن انرژی اولیه این سیستمها
2-4-1 مزایای ریز شبکه و چالشهای سیستمهای هیبریدی
پیشرفت و کاربرد ریز شبکهها مزایای بسیاری را برای صنعت تولید برق به همراه داشته است. این مزایا عبارتند از [23]:
1- افزایش قابلیت شبکه
2- ارائه انرژی الکتریکی بی وقفه به بارهای حساس
3- کاهش آلودگی هوا به ویژه دی اکسید کربن
4- کاهش تلفات شبکه توزیع و انتقال
5- کاهش هزینههای خطوط انتقال
6- نیاز به سرمایه گذاری کمتر و مناسب بودن برای مشارکت بیشتر در بازار برق
7- یافتن راحتتر فضای مناسب جهت احداث، به علت کوچک بودن فضای مورد نیاز
8- راحتی گسترش و امکان اتصال یک میکروتوربین به ریز شبکه، بدون نیاز به تغییرات در سایر میکرو توربین ها و شبکه
9- بازدهی بالا
علی رغم مزایای بسیار سیستمهای ریز شبکه، استفاده از این سیستم ها منجر به بروز چالش ها و موانعی نیز می گردد. برخی از این چالش ها عبارتند از [23]:
1- مشکلات فنی مانند مدیریت، حفاظت، کنترل و پایداری ریز شبکه
2- نبود استانداردهای لازم جهت پیادهسازی سیستمهای ریز شبکه
3- وجود موانع اداری و حقوقی و فقدان قوانین و مقررات لازم به منظور تنظیم عملکرد شبکه
2-5 سیستم فتوولتائیک
به پدیده ای که در اثر آن و بدون استفاده از مکانیزم های مکانیکی، انرژی تابشی به انرژی الکتریکی تبدیل شود پدیده فتوولتائیک گفته می شود. این پدیده بر فرضیه ذره ای بودن انرژی تابشی بنا نهاده شده است. هر سیستمی نیز که از این خاصیت استفاده نماید، سیستم فتوولتائیک نام دارد [24].
در یک سیستم فتوولتائیک هیچ گونه حرکت مکانیکی وجود نداشته و زمانیکه قطعات حرکتی نداشته باشند، استهلاکی نیز وجود نخواهد داشت. سلول های خورشیدی امروزی حتی می توانند به عنوان شیشه پنجره کار کنند. این سلول ها این قابلیت را دارند که بین 80 % تا 90 % نور خورشید را از خود عبور دهند. این کیفیت باعث می شود که پنجره هایی مجهز به سلولهای خورشیدی بتوانند به خنک ماندن هوای داخل در تابستان کمک کنند و ساختمان را زیباتر و هم انرژی الکتریسیته مورد نیاز ساختمان را تهیه کنند.
برخی از معایب استفاده از سیستم های فتوولتائیک عبارتند از [24]:
1- هزینه تولید برق توسط سلولهای فتوولتائیک بیشتر از هزینه تولیدی برق ناشی از سوختهای فسیلی میباشد. لازم به توضیح است که با افزایش تولید سلولهای فتوولتائیک میتوان هزینهها را کاهش داد.
2- برق تولیدی از انرژی خورشیدی غیر قابل اعتماد بوده و همواره در دسترس نمی باشد و میزان تولیدات به شرایطی نظیر حالت وضعی خورشید، شرایط اتمسفر، ابری بودن و ... بستگی دارد.
3- به منظور استفاده از انرژی خورشیدی در شب باید از باتری برای ذخیرهسازی انرژی استفاده گردد.
4- برای مصارف زیاد توان، نیاز به مساحت زیادی برای نصب سلولهای فتوولتائیک می باشد.
2-5-1 تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی در سیستم فتوولتائیک
نور خورشید از فوتونها یا ذرات انرژی خورشیدی تشکیل شده است. این فوتونها که مقادیر متغیر انرژی را شامل می شوند، درست مشابه با طول موجهای متفاوت طیفهای نوری هستند. وقتی فوتون ها به یک سلول فتوولتائیک برخورد میکنند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان آن عبور کنند و یا جذب شوند.
فقط فوتونهای جذب شده، انرژی لازم را برای تولید الکتریسیته فراهم می کنند. وقتی نور خورشید به میزان لازم و یا انرژی توسط جسم نیمه هادی جذب شود، الکترونها از اتمهای جسم جدا میشوند.( به دلیل اینکه آخرین الکترون یک اتم با گرفتن انرژی فوتون به لایه بالاتر رفته و می تواند از میدان پروتون آزاد شده و آزادانه در نیمهرسانا حرکت کند). رفتار خاص سطح جسم در طول ساختن موجب میشود سطح جلویی سلول برای الکترونهای آزاد بیشتر پذیرش یابد. بنابراین، الکترونها به طور طبیعی به سطح مهاجرت میکنند. زمانیکه الکترون ها موقعیت n را ترک می کنند، حفرههایی تشکیل میشود. تعداد الکترونها زیاد بوده و هر کدام یک بار منفی را حمل میکنند و به طرف جلوی سطح سلول پیش میروند. در نتیجه عدم توازن بار بین سلولهای جلویی و سطح عقبی، یک پتانسیل ولتاژ شبیه قطب های مثبت و منفی یک باتری ایجاد می شود. زمانیکه دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط شوند، الکتریسیته جریان می یابد.
سیستم های فتوولتائیک از سه بخش اصلی تشکیل شده اند:
الف: ماژول یا پنل های خورشیدی
ب: قسمت واسطه یا بخش توان مطلوب
ج: مصرف کننده یا بار الکتریکی
37426905080مصرف کننده
00مصرف کننده
2294559-3810واسطه (باتری)
00واسطه (باتری)
8293104114ماژول
فتوولتائیک
00ماژول
فتوولتائیک

334424164135188942989535
شکل 2-1 : بخش های اصلی یک سیستم فتوولتائیک
الف: ماژول یا پنلهای خورشیدی
مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی می باشد. پنلهای فتوولتائیک که در معرض خورشید قرار میگیرند، متشکل از سلولهای فتوولتائیک هستند. ماده اصلی تشکیل دهنده بیشتر سلولهای خورشیدی موجود در بازار از لایه نازکی از مواد نیمه رسانا، مانند سیلیکون تشکیل می شوند.
سلولهای فتوولتائیک به صورت الکتریکی در مدار های سری یا موازی متصل می شوند تا ولتاژ یا جریان بیشتر تولید کنند. به مجموعه ای از این سلولها که در کنار یکدیگر بر اساس طراحیهای هر کارخانه سازنده در یک لایه محافظت شده از نظر محیطی، سری و موازی می گردند و بلوک ساختمان اولیه یک واحد مولد فتوولتائیک را تشکیل میدهند، پنل یا ماژول فتوولتائیک گفته میشود و مجموعهی این پنلها آرایهی خورشیدی عنوان می گردد. در شکل زیر این مطلب نشان داده شده است.

شکل 2-2 : آرایه، پنل، ماژول و سلول فتوولتائیک
ماژولهای فتوولتائیک و آرایهها معمولاً بر اساس ماکزیمم توان DC خروجی تحت شرایط استاندارد آزمایش برآورد می شود. شرایط استاندارد آزمایش با یک دمای 25 درجه برای عملکرد ماژول، تابش خورشیدی لازم در سطح 1000 وات بر متر مربع و تحت شرایط جرم هوایی 5/1 در انتشار طیف تعیین می شود. تا زمانیکه این شرایط برای نحوه عملکرد ماژول های PV و آرایهها در این حوزه عادی نشود، عملکرد واقعی تا حدی کمتر از حالت استاندارد است.
ب: قسمت واسطه یا بخش توان مطلوب
انرژی الکتریکی حاصل از سیستمهای فتوولتائیک را بر اساس طراحی انجام شده، متناسب با نیاز مصرف کننده، مدیریت و القا می نماید.
3542665310515بار مستقیم (DC)
00بار مستقیم (DC)
2254581200025کنترل کننده شارژ
00کنترل کننده شارژ
1063018200660آرایه فتوولتائیک
00آرایه فتوولتائیک

190500016573532254961593850
27082752524260
3581096125730مبدل
00مبدل
2271699180340باتری
0باتری

320200130480041373562451100
3571544290830بار متناوب (ََAC)
00بار متناوب (ََAC)

شکل 2-3 : بلوک دیاگرام یک سیستم PV با بار AC و DC
این تجهیزات عمدتاً از سیستم ذخیره ساز و پشتیبان، شارژ کنترل، اینورتر و .... بر اساس نیاز مصرف کننده تشکیل شده است.
کنترلکننده شارژ
تجهیزاتی هستند که در سیستمهای خورشیدی، جریان و ولتاژ شارژ و دشارژ باتریها را تنظیم و کنترل میکنند و باعث جلوگیری از آسیبهای احتمالی وارده بر باتریها و حفظ طول عمر مفید کارکرد آن میگردد. با استفاده از شارژ کنترلر بیشترین ظرفیت قابل دسترس باتریها در اختیار مصرف کننده قرار میگیرد. یکی از ویژگی های پنل های خورشیدی این است که با ابری شدن هوا یا تغییر جهت خورشید ولتاژ خروجی پنل نیز تغییر میکند. لذا کنترل شارژ و دشارژ و تثبیت ولتاژ خروجی سیستم از جمله نکات بسیار مهم و اساسی در سیستم برق خورشیدی میباشد که تنظیم آن به عهده شارژ کنترلر میباشد. وجود نمایشگر سطح جریان و ولتاژ شارژ و دشارژ در انتخاب این سیستم از مزایای سیستمهای موجود در بازار می باشد.
اینورتر
یکی از مباحث الکترونیک صنعتی، تبدیل یک ولتاژ DC به یک ولتاژ AC است. به سیستمی که این تبدیل را برای ما انجام می دهد، اینورتر گفته می شود. اینورترها دارای رنج وسیعی از کاربردهای مختلف هستند که استفاده در سیستمهای برق خورشیدی (فتوولتائیک) یکی از کاربردهای آن میباشد. پنل های خورشیدی دارای خروجی DC هستند. که با استفاده از اینورتر این توان تبدیل به AC می شود.
انواع اینورترها از نظر فاز و شکل موج خروجی
اینورترها از نظر فاز تبدیل به دو نوع عمده تک فاز و سه فاز و از نظر شکل موج خروجی به چهار نوع زیر تقسیم می شوند:
1- خروجی به شکل موج مربعی
2- خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (معمولی)
3- خروجی به شکل سینوسی اصلاح شده (پله ای)
4- خروجی به شکل سینوسی خالص
باتری
یکی از عناصر کلاسیک و مرسوم ذخیره سازی انرژی باتری ها هستند، که استفاده از آن ها با شروع به کارگیری منابع تجدیدپذیر انرژی بیشتر شد. کاربرد باتری در راه اندازی و در مواقع اضطراری میباشد و توان تولیدی آنها DC با رنج ولتاژ پایین است که اخیراً بر روی رنج ولتاژ متوسط تحقیقاتی در حال انجام است. مشکل مرتبط با باتریها زمان شارژ مجدد و عمر مفید آنها میباشد. باتری های مرسوم، به تنهایی قابلیت اطمینان بالایی ندارند و حداقل هر سال دو بار نیاز به بازدید و هر چهار تا دوازده سال نیاز به تعویض دارند [25].
تکنولوژی ذخیره سازی انرژی باتری، به عنوان راهی جهت پوشش طیف وسیعی از درخواست ها از محافظت کیفیت قدرت تا مدیریت طولانی انرژی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

مروری بر تاثیر آلاینده های کشاورزی بر آبزیان

آفت‌کش‌هاي موجود در هوا و بر روي سطح گياهان در اثر آبياري و نزولات جوي، وارد خاک مي‌شود و از اين طريق وارد آب‌هاي سطحي و زير‌زميني شده و باعث آلودگي آنها مي‌شود. بدنبال آلودگي آب، آفت کش‌ها به بدن موجودات آبزي وارد شده و آنها را آلوده مي‌نمايند و از اين طريق هم به زنجيره غذايي انسانها و ساير موجودات مصرف کننده راه مي‌يابند
با توجه به حلاليت بالاي آفت‌کش‌ها در بافت چربي، اين مواد به آساني از بدن موجودات دفع نمي‌شوند. آفت‌کش‌ها با غلظت‌هاي بالايي در بدن پستانداران (ازجمله انسان) مشاهده شده‌اند.
اين مواد بهعلت فعل و انفعالات شيميايي اندک، پايداري در مقابل اکسيداسيون و پايداري در مقابل ديگر فرآيندهاي تخريب به مدت طولاني در محيط باقي مي‌مانند
بعضی از این سموم به خاطر امکان رقابت و همپوشانی با هورمونهای درون ریز در محل‌های اتصال سیستم عصبی و سلولیمهم می‌باشند. بدلیل سطوح معین هورمون‌های سیار در موجودات زنده و افزایش مقادیر مواد شیمیایی (حتی مواد شیمیایی با قرابت کم) موجود در برخی از اکوسیستم‌های آبی، می‌توانند رقیب هورمونهای درون ریز برای اتصال به گیرنده‌های هورمون در محل های اتصالشان باشند. القاء نرینگی (masculinization) یا مادینگی (feminization ) ماهی بوسیله آلاینده های محیطی در طی دهه‌های گذشته گزارش شده است. القاء مادینگی بیشتر از نرینگی نیز گزارش شده است
۱-۷-۲
-تقسیم بندی آفت کش ها
1- آلی هیدروکربنهای کلره:D.D.T وآلدرین
ترکیبات آلی فسفره(پرمصرف ترین): دیازینون‚آزینفوس متیل‚
۲-معدنی:ترکیبات سرب‌.آرسنیک وجیوه
۱-۸-آفت کش ها بر اساس موارد زیر قابل طبقه بندی هستند:
1-موجودات آفتی که مورد هدف قرار می گیرند(هدف بیولوژیکی)
2-موارد مورد استفاده از آنها‚ مثلا استفاده در کشاورزی‚ منازل یا در جنگل
۳- شباهت های آنها از نظر ساختمان شیمیایی
۱-۸-۱طبقه بندی بر اساس هدف بیولوژیکی:
حشره کش ها: د.د.ت‚ دیازینون‚ مالاتیون ‚پاراتیون ‚دیلدرین .الدرین .لیپتان وهپتاکلر‚ کلرپیریفوس‚پیرتروئید‚لیندان‚کاربامات ها‚سیکلودین ها
علف کش ها: آترازین‚ ای پی تی سی‚ اگزادیازون ‚پیرامین ‚ ماچتی‚ آمید ها‚ تریازین ها‚تیوکربامات ها‚ ترکیبات فسفر آلی
قارچ کش ها: هینوزان(ادی فنفوس) ‚ فنیل کارباماتها‚ بلاستیسیدین‚ تری سیکلازول‚ ترکیبات شیمیایی غیر آلی‚ ترکیبات فلزی آلی جیوه و قلع‚ ترکیبات کلروفنولیک‚ دی تیو کربامات ها‚ کاپتان ها
۴-عوامل کشنده جوندگان: آلکالوئید استریکنین‚ هیدروکسی کومارین
آفت کش ها و بقایای آنها جزء ویران کننده ترین مواد برای اکوسیستم های آبی گزارش شده اند و تمام سطوح زنجیره غذایی از پایین ترین تا بالاترین سطح را تحت تاثیر قرار می دهند(Marchand ‚Dursma 1974). دو تاثیر مهم پساب کشاورزی‚ شامل تجمع زیستی(انباشته شدن مواد شیمیایی از محیط در بدن موجود زنده توسط اثر چربی دوستی شیمیایی) و دیگری بزرگنمایی زیستی(افزایش غلظت مواد شیمیایی به عنوان انرژی غذایی منتقل شده در زنجیره غذایی) است.
موجودات کوچکتر توسط موجودات بزرگترها مصرف می شوند و غلظت آفت کش ها و مواد شیمیایی دیگر در بافت و دیگر اندام های بدن موجود افزایش می یابد.
سموم ارگانوکلره (حشره کش ها)نیمه عمر طولانی دارند وبرای چندین سال در محیط باقی می مانند(نیمه عمر د.د.ت ۲۰سال) در نتیجه در بدن موجودات آبزی تجمع می یابند.تماس ملایم با حشره کش سبب گیجی .کرختی وضعف در انتهای بدن شده ودر نهایت منجر به تشنج میشود.
تاثیرات اکولوژیکی آفت کش ها‚ اغلب گوناگون و پیچیده است.تاثیر بر موجودات و سطوح اکولوژیک معمولا به عنوان اولین شاخص هشدار برای خطر سلامتی انسان بشمار می آید. نکته مهم این است که که خیلی از این اثرات مزمن بوده و توسط ناظرین کشف نمی شود. در حالی که هنوز عواقب آن برای کل زنجیره غذایی وجود دارد.
۱-۸-۲ تاثیرات مهم آفت کش ها عبارتند از مرگ و میر موجودات‚ ایجاد انواع سرطان ها‚تومورها و صدمات جسمی و نافرم شدن بدن ماهیان و حیوانات دیگر‚ تضعیف یا بازداری از تولید مثل‚ از کار انداختن سیستم ایمنی‚ تخریب سیستم غدد درون ریز‚ خطرات سلولی و مولکولی‚پایین آمدن سلامت ماهی از طریق کاهش نسبت گلبول های قرمز به گلبول های سفید‚افزایش موکوس فلس و ابشش ها و غیره.
و تاثیرات فیزیولوژیک از قبیل نازک شدن دیواره تخمک و غیره می باشد.
عواملی مانند استرس های محیطی مانند یوتروفی شدن و پاتوژن ها می توانند تاثیرات زیادی در بروز این مشکلات داشته باشند.
در این قسمت طرز عملکرد گروه های متداول آفت کش ها در محیط زیست های آبی توضیح داد:
۱=۸-۱-۱حشره کش ها:
بسیاری از حشره کش ها عملکرد سیستم عصبی را در نقاط مختلف مختل می کند. این مواد با دخالت در نقل و انتقال یون های کلسیم‚سدیم‚پتاسیم و کلر‚ مختل کردن فعالیت های آنزیمی انتخابی و یا اختلال در آزاد سازی یا ماندگاری انتقال دهنده های شیمیایی در انتهای پایانه های عصبی‚ اثر خود را نشان می دهند(Ecobichon‚1991).
ارگانوکلرین ها متعلق به یکی از کلاسه های حشره کش های موثر برسیستم عصبی هستند. از نظر شیمیایی آنها ترکیبات به نسبت پایداری هستند و با مشخصه اثرات طولانی مدتشان شناخته می شوند. در میان آنها D.D.Tبیشتر مورد مطالعه قرار گرفته است.
استفاده از د.د.ت در ایران بخصوص در شمال ایران در دهه چهل اغاز شد.
د.د.ت ‚ پروتئین را مورد هدف قرار می دهند. پروتئین هدف یکی از زیر واحدهای آنزیم ATPase است. د.د.ت در حداقل سه مکانیسم دیگر اختلال ایجاد می کند.(Matsumura‚1985).
در سطح غشای سلول های عصبی‚ د.د.ت بر نفوذپذیری غشا به یون های پتاسیم اثر می گذارد وآن را در سرتاسر طول غشا کاهش می دهد. همچنین د.د.ت کانال های عبور سدیم را تغییر می دهد و انتقال سدیم را متوقف می کند. در نهایت د.د.ت با اثر بر فعالیت کالمودولین‚ واسط سدیم در عصب ‚ حمل و نقل یون های سدیم که برای آزادسازی انتقال دهنده های عصبی ضروری هستند را متوقف می کند.

شکل۱- مکان های بالقوه عملکرد کلاس هایی ازحشره کش ها در آکسون و پایانه های پروتئینی عصب(اصلاح شده توسط Ecobichon , 1991)
استفاده از این سم در سال ۱۹۷۰ توسط سازمان بهداشت جهانی(WHO) به علت پایداری و ماندگاری بسیار بالا و خطرات جدی و اثرات منفی برروی بنیان های غذایی طبیعی ماهیان مانند پلانکتون های جانوری , جانداران کفزی , آبزیان کفزی خوار و .... منسوخ اعلام گشت.
۱-۸-۱-۲- علف کش:علف کش ها برای کشتن و آسیب رساندن به گیاهان ساخته شده اند و با مکانیسم های متنوعی در گیاهان مانند فتوسنتز‚ تنفس‚ رشد و تقسیم سلول و هسته ‚ سنتز پروتئین ها‚ کاروتنوئید و یا لیپید ها در ارتباط هستند.(Ecobichon, 1991) .
زمانی که علف کش در غلظت کم وجود دارد به وسیله تحریک تقسیم سلولی و افزایش طول سلول ها ‚باعث رشد می شود. با این حال با افزایش غلظت ‚ انواع اختلالات رشد ظرف مدت ۲۴ ساعت پس از القاء ظاهر می شود(Grossmam, 2000 ) . این اختلالات شامل انحنای برگ و ساقه‚ مهار رشد ساقه و ریشه و تشدید تشکیل رنگدانه در برگ است. تعدادی از واکنش های بیو شیمیایی در توسعه این ناهنجاری ها در گیاهان دخالت دارند مانند تولید بیش از حد اتیلن که منجر به بسته شدن دریچه ستوما و در نتیجه مهار جذب کربن می شود و در نهایت باعث خشک شدن و نکروز و در نتیجه مرگ بوته می شود.
۱-۸-۱-۳- قارچ کش ها:
شکستن مولکول های آلی ‚ انرژی لازم برای بقاء زندگی در سیستم را فراهم می کند. در قارچ ها و یوکاریوت ها ی دیگر ‚ بخشی از این فرایند کاتابولیک در میتوکندری رخ داده و منجر به سنتز مولکول پر انرژی ATP می شود. چندین گروه از قارچ کش ها باعث برهم زدن جریان سنتز انرژی در قارچ و مهار جوانه زنی اسپور می شوند. (Leroux, 1996). به عنوان مثال دی تیو کاربامات ها با اختلال در عملکرد آنزیم های تنفسی در چندین نقطه فعالیت می کنند ‚ گروه دیگری از قارچ کش ها‚ فنیل پیرولها هستند که باعث مهار جوانه زنی اسپور و ایجاد تغییرات مورفولوژیکی در آن می شوند. علاوه بر این قارچ کش قادر به شکستن فرایند فسفوری لاسیون اکسداتیو و مهار حمل و نقل الکترون در فرایندهای تنفس هستند.(لورو‚ ۱۹۹۲) .
وجود فعالیت های کشاورزی در حاشیه رودخانه می تواند از عوامل ورود پساب ناشی از کودها و سموم کشاورزی به رودخانه باشد‚ که زندگی آبزیان رودخانه و همچنین فعالیت های پرورش ماهی حاشیه رودخانه را تحت تاثیر قرار می دهد.
از مهمترین این آلاینده ها میتوان فلزات سنگین را نام برد و از میان فلزات سنگین‚ سرب و کادمیم نقش مهمی را درمسمومیت انسان و دام ایفا می کند.(احمدی زاده‚۱۳۷۱و Jill et al., 2001 ) .
کادمیم به عنوان یک آلوده کننده در بعضی از کود های شیمیایی از جمله کودهای فسفاته که برای زمین های کشاورزی استفاده می شود‚ وجود دارد. در نتیجه بطور وسیعی در محیط های آبی( رودخانه ها‚نهر ها و آبهای زیر زمینی) وجود دارند( ملکوتی و همکاران ۱۳۸۰و( Jill et al., 2001 .
۱-۹- کود شیمیایی :
از کودهای شیمیایی که در زمین های کشاورزی استفاده می شود می توان به کودهای گروه های فسفر و نیتروژن(مثل اوره) اشاره کرد. فسفر و نیترات شسته شده از مزارع و انتقال آنها به آبهای سطحی باعث می شود با افزايش غلظت فسفر در آبهاي سطحي، تعداد ارگانيسمهاي وابسته به فسفات افزايش مي يابد. اين ارگانيسمها عبارت هستند از جلبک و خزه اين ارگانيسمها مقدار زيادي از اکسيژن محيط را مصرف ميکنند و از وارد شدن نور خورشيد به آب جلوگيري ميکنند. اين مسئله باعث ميشود که ساير موجودات زنده نتوانند در آب زندگي کنند. به اين پديده eutrophication گفته مي شود.
۱-۹-۲ آمونياك:
ماده اي سمي و خطرناك براي ماهي است كه در آب به دو شكل يونيزه(NH4+ ) كه غير سمي و
شكل مولكولي (NH3) كه براي ماهي سمي است ، وجوددارد.
در اين پژوهش اثر سميت حاد آمونياك بر گونه كپور معمولي در شرايط آزمایشگاهی بررسی شد. ماهيان مورد استفاده در اين آزمايش ماهيان انگشت قد 10 تا 20 گرمي بودند كه ابتدا ميزان LC50 آمونياك در زمان هاي 24، 48، 72و 96 ساعت به دست آمد كه به ترتيب 4/23 ، 5/20، 25/16، 25/14 ميلي گرم در ليتر آمونياك كل كه معادل 20/2، 85/1، 45/1، 99/0 ميلي گرم
در ليترآمونياك مولكول (NH3)مي باشد،محاسبه گرديد.(ميانگين نوبت اول و دوم)سپس بافت كبد ماهي كپور معمولي در مجاورت با غلظت هاي مختلف آمونياك كه به ترتيب 25،20،14،8ميلي گرم در ليتر آمونياك كل كه معادل31/0، 88/0، 73/1، 51/2ميلي گرم در ليترآمونياك مولكولي(NH3) بودند قرار داده شد و از نظر ضايعات ميكروسكوپي و هيستوپاتولوژيك مورد بررسي قرار گرفت.نتايج حاصل نشان دادكه در كبدپس ازقـــرار گيري در مجاورت با آمونياك پديده هايي نظيرادم داخل سلولي هپاتوسيت هاونكروز هپاتوسيت ها و در غلظت هاي بالاترپرخوني ،نكروز كانوني مزمن،نكروز بافتي،نفوذ سلول هاي آماسي، آنمي، ترومبوزعروق و حضور ملانين و صفرا تا حد نسبتاً زياد در غلظت هاي بسيار بالاتر حضور ملانين و صفرا در حدبسيارزياد به همراه خونريزي مشاهده شد.
اثر p.H روی فرم غیر یونی نیتروژن بیشتر از دما می باشد. وقتی که سطح آمونیاک در آب افزایش می یابد, دفع آمونیاک به وسیله ماهی کاهش می یابد و سطوح آمونیاک در خون و بافت ها افزایش می یابد,
در نتیجه p.H خون زیاد می شود.
آمونیاک همچنین مصرف اکسیژن به وسیله بافت ها را افزایش می دهد و باعث تخریب آبشش ها و کاهش توانایی خون برای حمل اکسیژن می شود.
سمیت آمونیاک با افزایش غلظت دی اکسید کربن کاهش می یابد.
مقادیر LC50 در ۲۴ ساعت برای آمونیاک کل در گربه ماهی بطور آهسته ای با افزایش غلظت کلسیم کاهش یافت. (دهقانی ,۱۳۸۳) .
۱-۹-۳-کود ها ی حیوانی:
کود حیوانی در حقیقت از فضولات حیوانات تهیه می‌شود که بیشتر از کود گوسفند و گاو و اسب و یا مرغ تشکیل می‌شود . کود حیوانی به علت دارا بودن حجم وسیعی از مود آلی و غذایی باقی مانده که برای غنای خاک بسیار مفید می‌باشد در طول تاریخ همواره مورد توجه کشاورزان بوده است .کود انسانی نیز در رده کودهای حیوانی به حساب می‌آید. در بعضی کشورها از جمله ایران از مدفوع انسانی به عنوان کود در مزارع کشاورزی استفاده می‌شود.
۱-۹-۳-۱کودهای مرغی:
کودهای مرغی, زمانی که بطور صحیح استفاده شود, می تواند یک کود بسیار با ارزش باشد. کودهای مرغی مانند سایر کودهای حیوانی می تواند منبعی از پاتوژن ها (بیماری ها) باشد , و نیز منبع غنی از مواد معدنی مانند ازت, فسفر و پتاسیم می باشد. بزرگترین نگرانی در مورد کودهای حیوانی , جریان رواناب های فسفری است. فسفر کود مرغی ممکن است به رواناب های فسفری بپیوندد و آبهای شیرین سطحی را آلوده کند.
کود مرغی ممکن است حاوی آرسنیک باشد که یک ماده سرطان زای انسانی است.
کود مرغی شامل مدفوع, مواد بستر(معمولا پوشال), پر, تکه های پوست و رطوبت ناشی از مدفوع است.
کود مرغی یک منبع مناسب از مواد مغذی و مواد آلی بوده و دارای نسبت بالایی از نیتروژن و فسفر می باشد.
فضولات مرغی به دلیل نیتروژن (NO3 , 33% ) , فسفر(P2O5, 34%) و پتاسیم (K2O, 1.7%) موجود درآن عمدتا به عنوان کود به کار می رود.
جدول۱- آنالیز شیمیای کود مرغی
کود مرغی به دو فرم آلی و معدنی وجود دارد. کودهای مرغی بیشترین میزان آلودگی را در زمینه پاتوژن ها(بیماریها) را دارند. پس از پخش شدن کود دامی در سطح خاک , باکتریهای بیماریزای موجود در این فضولات در اثر تماس با خاک , وارد خاک شده و می توانند توسط آب آبیاری یا بارندگی در خاک منتقل و در دامنه ها به صورت زه اب و یا چشمه ظاهر و موجب آلودگی آبهای سطحی و رودخانه ها گردند.

مدیریت انرژی خوشه‌ایِ بارهای متصل‌به‌همِ پاسخگو به قيمت با رویكرد کارایی و برابری

فهرست اشکال
TOC \c "شکل"
TOC \c "شکل" شکل ‏11 ساختار مدیریت انرژی ترکیبی9
شکل ‏21 پله‌های پیشنهادی بار i برای مصرف انرژی در ساعت t16
شکل ‏22 محاسبه انرژی مصرفی بار i در فاصله ساعت t1 تا t2 با استفاده از قانون ذوزنقه‌ای17
شکل ‏23 مثالی از یک شبکه محلی با شین‌های داخلی 3،2 و 5 و شین‌های متصل به شبکه اصلی 1 و 418
شکل ‏24 شبکه 5 شینه پیشنهادی22
شکل ‏25 شبکه 5 شینه با خوشه‌ای از دو بار23
شکل ‏26 درصد کاهش مازاد بارها و مازاد کل در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از دو بار25
شکل ‏27 جبهه پارتو در سناریوهای الف-2 تا الف-4 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار27
شکل ‏28 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-1 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار28
شکل ‏29 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-2 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار28
شکل ‏210 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-3 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار29
شکل ‏211 شبکه 5 شینه با خوشه‌ای از سه بار29
شکل ‏212 درصد کاهش مازاد بارها و مازاد کل در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از سه بار32
شکل ‏213 جبهه پارتو در سناریو الف-4 در شبکه با خوشه‌ای از سه بار33
شکل ‏214 شبکه 5 شینه با خوشه‌ای از هفت بار34
شکل ‏215 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 4 و 6 تا 7 در سناریوهای الف-4 و ب-1 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار37
شکل ‏216 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 6 در سناریوهای الف-4 و ب-2 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار38
شکل ‏217 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 6 در سناریوهای الف-4 و ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشهای از هفت بار38
TOC \c "شکل" شکل ‏41 جبهه پارتو سناریو الف-4 و نقاط تعادل روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار68
TOC \c "شکل" شکل الف-1: جبهه پارتو مثالی از دو بازیگر فرضی91
شکل ‏ب1 ساختار OPcOP با n مسأله بهینه‌سازی مقیدکننده94
شکل ‏ب2 ساختار MPCC با n مسأله بهینه‌سازی سطح پایین96
شکل ‏ب3 ساختار OPcLP با n مسأله بهینه‌سازی خطی سطح پایین99
شکل ‏ب4 ساختار MPPDC با n مسأله بهینه‌سازی خطی سطح پایین101

فهرست جداول
TOC \c "جدول" جدول ‏21 قیمتهای ساعتی انرژی (برحسب $/MWh)22
جدول ‏22 اطلاعات شبکه 5 شینه23
جدول ‏23 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشه‌ای از دو بار24
جدول ‏24 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشه‌ای از دو بار24
جدول ‏25 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشه‌ای از دو بار24
جدول ‏26 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشه‌ای از دو بار در طول 24 ساعت (برحسب $)25
جدول ‏27 مقایسه درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-4 و ب-1 تا ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از دو بار26
جدول ‏28 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشه‌ای از سه بار30
جدول ‏29 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشه‌ای از سه بار30
جدول ‏210 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشه‌ای از سه بار31
جدول ‏211 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشه‌ای از سه بار در طول 24 ساعت (برحسب $)31
جدول ‏212 مقایسه درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-4 و ب-1 تا ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از سه بار33
جدول ‏213 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار34
جدول ‏214 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار35
جدول ‏215 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار35
جدول ‏216 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار در طول 24 ساعت (برحسب $)36
جدول ‏217 درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار36
جدول ‏218 اطلاعات جبهه پارتو در نقاط ضریب وزنی واحد برای هر بار در سناریو الف-4 در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار39
TOC \c "جدول" جدول ‏41 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار در طول 24 ساعت (برحسب $)66
جدول ‏42 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار66
جدول ‏43 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشه‌ای از دو بار66
جدول ‏44 مقایسه SRP بار 1 نسبت به IP در سناریوهای الف-4 و ب-1 در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار69
جدول ‏45 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار در طول 24 ساعت (برحسب $)70
جدول ‏46 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار70
جدول ‏47 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشه‌ای از سه بار70
جدول ‏48 مقایسه SRP بار 2 و 3 در سناریوهای الف-4 و ب-1 در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار72
جدول ‏49 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار در طول 24 ساعت (برحسب $)73
جدول ‏410 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار73
جدول ‏411 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار74
جدول ‏412 مقادیر SSP، MSSP و کارایی، پس از حذف بار 1 از ترکیب خوشه‌ای از هفت بار75
جدول ‏413 مقایسه SRP بار 1 تا 4 و 6 تا 7 در سناریوهای الف-4 و ب-1 نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار76
جدول ‏414 مقادیر جبرانسازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار (برحسب $)79
جدول ‏415 مقادیر جبران‌سازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار79
جدول ‏416 مقادیر جبران‌سازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار (برحسب $)80
جدول ‏417 مقادیر جبران‌سازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار80
جدول ‏418 مقادیر جبران‌سازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار (برحسب $)80
جدول ‏419 مقادیر جبران‌سازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار81

لیست نمادها
اندیسها:
bاندیس نمایش باس
iاندیس نمایش بار
jاندیس نمایش پله انرژی
lاندیس نمایش خط
tاندیس نمایش ساعت
پارامترها:
C(i,j,t)مطلوبیت بار i در پله j و در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
Dmin(i,t)/Dmax(i,t)حداقل و حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t برحسب مگاوات
DEminiتفاضل حداقل انرژی مورد نیاز بار i در طول دوره تصمیم‌گیری از حداکثر مقدار آن برحسب مگاوات ساعت
Eday(i)حداقل انرژی مورد نیاز بار i در طول دوره تصمیم‌گیری برحسب مگاوات ساعت
DB(b,i)عنصر سطر b و ستون i از ماتریس تلاقی بارها و باس‌های شبکه (برابر 1 است اگر بار i به باس b متصل باشد و در غیر این صورت برابر با صفر است)
LB(b,l)عنصر سطر b و ستون l از ماتریس تلاقی خطوط و باس‌های شبکه (برابر 1 است اگر خط l از باس b خارج شود، برابر 1- است اگر خط l به باس b وارد شود و در غیر این دو صورت برابر با صفر است)
Pgmax(b)حداکثر توان قابل تحویل از باس b متصل به شبکه اصلی برحسب مگاوات
Plmax(l)حداکثر توان قابل عبور از خط l برحسب مگاوات
Pr(t)قیمت انرژی الکتریکی در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
RD(i)/RU(i)شیب تغییرات کاهشی و افزایشی بار i برحسب مگاوات بر ساعت
RDmin(i)حداقل مقدار منفی مجموع شیب تغییرات بار i و حداکثر مقدار شیب تغییرات کاهشی برحسب مگاوات بر ساعت
RUmin(i)حداقل مقدار تفاضل شیب تغییرات بار i از حداکثر مقدار شیب تغییرات افزایشی برحسب مگاوات بر ساعت
X(l)راکتانس خط l برحسب اهم
Zmax(i,j)حداکثر انرژی درخواستی ممکن بار i در پله j در ساعت t برحسب مگاوات
μAminmaxb,t/μAmaxmaxb,tحداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر زاویه ولتاژ باس b در ساعت t برحسب دلار بر رادیان
μBminmaxi,j,t/μBmaxmaxi,j,tحداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر انرژی مصرفی بار i در پله j و درساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
μDEmaxmaxiحداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل انرژی مورد نیاز برحسب دلار بر مگاوات ساعت
μDminmaxi,t/μDmaxmaxi,tحداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
μGminmaxb,t/μGmaxmaxb,tحداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان قابل تحویل از باس b متصل به شبکه اصلی در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
μLminmaxl,t/μLmaxmaxl,tحداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان عبوری از خط l در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
μRdmaxi,t/μRumaxi,tحداکثر مقدار ضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر نرخ تغییرات مجاز افزایشی و کاهشی بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
متغیرها:
bAminb,t/bAmaxb,tمتغیر باینری کمکی برای خطی‌سازی قید حداقل/حداکثر زاویه ولتاژ باس b در ساعت t
bBmini,j,t/bBmax(i,j,t)متغیر باینری کمکی برای خطی‌سازی قید حداقل/حداکثر انرژی مصرفی بار i در پله j و در ساعت t
bDEmaxiمتغیر باینری کمکی برای خطی‌سازی قید حداقل انرژی مورد نیاز
bDmini,t/bDmaxi,tمتغیر باینری کمکی برای خطی‌سازی قید حداقل/حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t
bGminb,t/bGmaxb,tمتغیر باینری کمکی برای خطی‌سازی قید حداقل/حداکثر توان قابل تحویل از باس b متصل به شبکه اصلی در ساعت t
bLminb,t/bLmaxl,tمتغیر باینری کمکی برای خطی‌سازی قید حداقل/حداکثر توان عبوری از خط l در ساعت t
bRdi,t/bRui,tمتغیر باینری کمکی برای خطی‌سازی قید حداقل/حداکثر نرخ تغییرات مجاز افزایشی و کاهشی بار i در ساعت t
d(i,t)توان بار i در ابتدای ساعت t برحسب مگاوات
e(i,t)انرژی بار i در ساعت t برحسب مگاوات ساعت
f(i)تابع هدف بهینه‌سازی بار i
u(i,t)تابع مطلوبیت بار i در ساعت t برحسب دلار
pg(b,t)توان تحویلی به شبکه محلی در ابتدای ساعت t در باس b متصل به شبکه اصلی برحسب مگاوات
pl(l,t)توان عبوری از خط l در ابتدای ساعت t برحسب مگاوات
w(i)ضریب وزنی تابع هدف بهینه‌سازی بار i
z(i,j,t)انرژی بار i در پله j و در ساعت t برحسب مگاوات ساعت
δ(b,t)زاویه ولتاژ باس b درابتدای ساعت t برحسب رادیان
λArefb,tضریب لاگرانژ قید زاویه باس مرجع b در ساعت t برحسب دلار بر رادیان

λGbalb,tضریب لاگرانژ قید تعادل توان در باس تولید b در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
λLFEl,tضریب لاگرانژ قید توان عبوری از خط l در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات

λNGbalb,tضریب لاگرانژ قید تعادل توان در باس غیر تولید b در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات
λTBEi,tضریب لاگرانژ قید مجموع انرژی مصرفی بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
λTR(i,t)ضریب لاگرانژ قید محاسبه انرژی مصرفی با استفاده از قانون ذوزنقهای برحسب دلار بر مگاوات ساعت
λUFi,tضریب لاگرانژ قید تابع مطلوبیت بار i در ساعت t بدون واحد
μAminb,t/μAmaxb,tضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر زاویه ولتاژ باس b در ساعت t برحسب دلار بر رادیان

μBmini,j,t/μBmaxi,j,tضریب لاگرانژ قید حداقل/حداکثر انرژی مصرفی بار i در پله j و درساعت t برحسب دلار بر مگاوات ساعت
μDEmaxiضریب لاگرانژ قید حداقل انرژی مورد نیاز برحسب دلار بر مگاوات ساعت
μDmini,t/μDmaxi,tضریب لاگرانژ قید حداقل/ حداکثر توان مورد تقاضای بار i در ساعت t برحسب دلار بر مگاوات

مدیریت آبیاری با مدل CROPWAT

و حضورش مایه دلگرمی من در ادامه راه
و
دختر عزیز و پسر گلم
که هر روز بیشتر از دیروز و کمتر از فردا دوستشان دارم.

فصل اول: کلیات تحقیق 21-1- مقدمه31-2- بیان مسئله41-3- اهمیت و ضرورت تحقیق51-4- فرضیه ها51-5- اهداف تحقیق61-6- محدوده تحقیق61-6-1- محدوده تحقیق از نظر موضوعی61-6-2- محدوده تحقیق از نظر مکانی61-6-3- محدوده تحقیق از نظر زمانی61-7- توتون و اهمیت آن دراقتصاد کشورها6فصل دوم: مروری بر منابع82-1- تاریخچه کشت توتون در جهان92-2- تاریخچه کشت توتون در ایران92-3- جايگاه كشت توتون درگيلان102-4- سطح زیر کشت و تولد توتون در ایران و جهان102-5- گیاهشناسی توتون11
2-6- نیازهای اقلیمی توتون12
2-7- نیازهای زراعی توتون122-8- سیستم کشت توتون142-9-آبیاری توتون162-10- روشهای مدیریت آبیاری در سیستم کشت توتون و اثرات آن بر عملکرد192-11-کارایی مصرف آب توسط گیاه202-12- ارقام توتون232-13- اثرات مدیریت آبیاری بر عملکرد توتون232- 14- اثرات مدیریت آبیاری و ارقام مورد آزمایش بر اجزای عملکرد توتون242- 15- مدل CROPWAT252-16- توابع تولید محصول نسبت به آب26 TOC \o "1-3" \h \z \u فصل سوم: مواد و روش ها283-1- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک محل انجام آزمایش293-2- اطلاعات هواشناسی منطقه مورد آزمایش303-3- مشخصات طرح آزمایشی303-4- آبیاری توتون303-5- مواد آزمایشی303-5-1- معرفی ارقام303-5-2- معرفی مدل CROPWAT 8.0313-6- مراحل اجرای طرح313-6-1- تهیه خزانه313-6-2- آماده سازی زمین و اعمال تیمارها323-6-3- مراحل داشت توتون در زمین اصلی333-7- صفات اندازه گیری شده353-7-1- طول برگ353-7-2- عرض برگ353-7-3- تعداد برگ353-7-4- ارتفاع گیاه353-7-5- قطر ساقه363-7-6- سطح برگ363-7-7- تعیین وزن تر و خشک برگ36
3-7-8- تعیین مقدار قند برگ363-7-9- تعیین مقدارنیکوتین برگ373-8- توابع تولید ارقام توتون نسبت به آب373-9- محاسبات آماری37فصـل چهارم: تجـزیه و تحلیل داده ها38 TOC \o "1-3" \h \z \u 4-1- اثر آبیاری بر عملکرد کمی394-2- اثر آبیاری بر قیمت برگ خشک توتون404-3- اثر آبیاری بر درآمد ناخالص در واحد سطح404-4- اثر آبیاری بر طول و عرض برگ توتون454-5- اثر آبیاری بر ارتفاع بوته454-6- اثر آبیاری بر تعداد برگ464-7- اثر آبیاری بر قطر ساقه464-8- اثر آبیاری بر سطح برگ474-9- توابع تولید ارقام توتون نسبت به آب514-10- اثر آبیاری بر ميزان قند برگ توتون524-11- اثر آبیاری بر میزان نیکوتین برگ توتون54فصـل پنجم: نتیجه گیری و بحث605-1- نتیجه گیری615-2-نتیجه گیری نهایی665-3- پیشنهادات66منابع و مآخذ68چکیده انگلیسی73 TOC \o "1-3" \h \z \u

فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 2-1 سطح زیر کشت و تولید توتون در کشورهای مختلف جهان بر اساس آمار11جدول 3-1 برخی خصوصیات شیمیایی خاک محل انجام آزمایش29جدول 3-2 برخی خصوصیات فیزیکی خاک محل انجام آزمایش29جدول 3-3 آمار هواشناسی ایستگاه تحقیقات توتون گیلان در سال انجام آزمایش34
جدول 3-4 تعداد دور آبیاری و میزان آب مصرفی در هر دور و در کل دوره رشد گیاه35
جدول 4-1 تجزیه واریانس صفات عملکرد برگ تر و خشک، قیمت وزن واحد و قیمت در واحد سطح ارقام توتون در سطوح مختلف نیاز آبی42جدول 4-2 مقایسه میانگین عملکرد برگ تر و خشک، قیمت وزن واحد، قیمت در واحد سطح در سطوح مختلف نیاز آبی گیاه43جدول 4-3 مقایسه میانگین عملکرد برگ تر، عملکرد برگ خشک، قیمت وزن واحد و درآمد هکتاری در ارقام توتون43
جدول 4-4 مقایسه میانگین اثر متقابل آبیاری در ارقام توتون بر عملکرد برگ تر و خشک، قیمت وزن واحد وقیمت در واحد سطح44جدول 4- 5 تجزیه واریانس صفات طول برگ، عرض برگ، ارتفاع بوته، تعداد برگ، قطر ساقه و سطح برگ ارقام توتون در سطوح مختلف نیاز آبی48
جدول 4-6 مقایسه میانگین طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ، ارتفاع بوته، قطر ساقه و سطح برگ در سطوحمختلف نیاز آبی49جدول 4-7 مقایسه میانگین طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ، ارتفاع بوته، قطر ساقه و سطح برگ در ارقام توتون49جدول 4-8 مقایسه میانگین اثر متقابل آبیاری در ارقام توتون بر طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ، قطر ساقه، سطح برگ50جدول 4-9 تجزیه واریانس صفات نیکوتین پابرگ، کمربرگ، لچه برگ و قند پابرگ، کمربرگ و لچه برگ ارقام توتون در سطوح مختلف نیاز آبی58جدول 4-10 مقایسه میانگین صفات نیکوتین پابرگ، کمربرگ، لچه برگ و قند پابرگ، کمربرگ و لچه برگ در ارقام توتون58جدول 4-11 مقایسه میانگین اثر متقابل آبیاری در ارقام توتون بر نیکوتین و قند پابرگ، کمربرگ و لچه برگ59
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل 4- 1 منحنی تابع تولید رقم Coker34751شکل 4- 2 منحنی تابع تولید رقم PVH1951شکل 4- 3 منحنی تابع تولید رقم ULT13852شکل 4- 4 درصد قند برگ در سطوح نیاز آبی در پابرگ، کمربرگ و لچه برگ56شکل 4- 5 درصد نیکوتین برگ در سطوح مختلف نیاز آبی در پابرگ، کمربرگ و لچه برگ57
چکیده
به منظور بررسی مديريت آبياري توتون که یکی از محصولات با ارزش کشاورزی و صنعتی است و در شرایط مختلف آب و هوایی کشت میشود، آزمایشی به صورت کرتهای خرد شده بر پایه بلوکهای کامل تصادفی با در نظر گرفتن 50 (I1) ، 75 (I2) و 100(I3) درصد نیاز آبی گیاه در کرتهای اصلی و ارقام توتون Coker347 (V1) ، PVH19 (V2) و ULT138 (V3) در کرتهای فرعی در سه تکرار به اجرا درآمد. این طرح در سال 1389 در مرکز تحقیقات توتون رشت انجام گرفت و مدیریت آبیاری سه رقم توتون با استفاده از دادههای هواشناسی منطقه با بکارگیری برنامه کامپیوتری CROPWAT8.0 برنامهریزی شد. بر اساس نتایج بدست آمده از نظر وزن تر محصول، ارقام نر عقیم نسبت به رقم کوکر آبدوست تر بوده و پتانسیل پذیرش آب بیشتری را از خود نشان دادند. از نظر این صفت رقم PVH19 (V2) با آبیاری 100درصد با 15710 کیلوگرم بیشترین و رقم کوکر347 (V1) با آبیاری 50 درصد با 8786 کیلوگرم کمترین عملکرد برگ تر را داشتند. از نظر تولید برگ خشک نیز ارقام نر عقیم نسبت به رقم کوکر داراي عملکرد بیشتری بودند. از نظر این صفت رقم PVH19 (V2) با نیازآبی 75 درصد و تولید 1761کیلو محصول برتر از سایر ارقام بوده و رقم کوکر347 با 50 درصد نیاز آبی با 912 کیلو کمترین مقدار محصول برگ خشک را داشت. نتایج طرح نشان داد که تیمار رقم PVH19 (V2) با 100 درصد نیاز آبی از نظر درآمد هکتاری با29010000 ریال بیشترین و تیمار، رقم Coker347 (V1) با50 درصد نیاز آبی با 9514000 ریال کمترین درآمد را به خود اختصاص داد. نتایج حاصله نشان داد که با صرفهجویی 25 درصدی در مصرف آب نه تنها از میزان محصول و درآمد کشاورز کم نمیشود بلکه در هزینههای مصرف آب و کارگری نیز صرفهجویی قابل توجهی به عمل میآید. بنابراین با در نظر گرفتن هزینهها و درآمد حاصل از اجرای طرح، تیمار (I2V2) ( PVH19 با نیازآبی 75 درصد) به عنوان تیمار برتر انتخاب و معرفی گردید.
واژگان کلیدی : توتون، منابع آب، كراپ وات، بهره وری آب کشاورزی، مدیریت آبیاری

فصـل اول
کلیات تحقیق

1- مقدمهنگرش فراگیر و همهجانبه به مدیریت مصرف آب در بخشهای مختلف تنها راه برای حل بحران آب است، تا در پرتو درک اهمیت این ماده حیاتی، بتوان با مدیریت علمی و دقیق، بهرهوری آن را بیش از پیش ارتقاء داد. زیرا بیش از 97 درصد از آبهای کره زمین بصورت آب شور است که در اقیانوسها جای گرفته و 15/2 درصد از 5/2 درصد آب شیرین باقیمانده بصورت یخ قطبی است در نتیجه فقط 65/0 درصد از آب شیرین قابل استفاده میباشد که 16/0 درصد از آن به شکل بخار در جو موجود است و آب باقیمانده که 49/0 درصد کل آب شیرین کره زمین را تشکیل میدهد بصورت آبهای زیرزمینی یا سطحی در دریاچهها، رودخانهها، نهرها موجود میباشد اما تمامی این منابع آب الزاماً از لحاظ اقتصادی قابل مدیریت و بهرهبرداری نیستند (هاشمینیا، 1383). استان گیلان با برخورداری از حدود 600 هکتار سطح زیر کشت توتون و با متوسط عملکرد 1500 کیلوگرم در هکتار بعد از استان های مازندران و گلستان سهم مهمی در تولید توتون کشور و از نظر صنعت ساخت سیگار مقام اول را در خاورمیانه دارد (بینام، 1392). سطح زیر کشت توتون در دنیا 69/3 میلیون هکتار و تولید سالانه آن 88/6 میلیون تن و عملکرد آن در کشورهای در حال توسعه حدود 6/1 و در کشورهای توسعه یافته حدود 2/2 تن در هکتار است (جدول 1- 1). سازمان خواروبارجهانی ((FAO, 2009 . همچنین سطح زیر کشت توتون در ایران حدود 5 هزار هکتار با تولید سالانه 6000 تن برآورد گردیده است (FAO, 2009) .توتون در استانهای شمالی کشور بیشتر بدون آبیاری (دیم) و در استانهای آذربایجان غربی و کردستان به صورت آبی کشت می شود. تغییرات عوامل اقلیمی در سالهای اخیر از جمله افزایش درجه حرارت هوا، کاهش میزان بارش و پراکنش نامنظم آن در طول مرحله رشد موجب ایجاد تنش خشکی در مراحل مختلف رشد گیاه شده و میزان عملکرد را در شرایط دیم به طور قابل ملاحظهای کاهش داده است )بیگلویی و همکاران، 1385). آبیاری گزینه با ارزشی برای افزایش بهرهوری آب در اراضی کشت دیم است و بدون توجه به آن دستیابی به عملکرد مطلوب در شرایط دیم امکان پذیر نمیباشد. کم آبی همانند آب بیش از حد نیاز به طور معنیداری موجب کاهش عملکرد و کیفیت توتون میشود. از این رو آبیاری به مقدار کافی و در زمان مناسب در عملکرد توتون نقش بسزایی دارد. بارش باران ملایم همراه با هوای ابری پس از نشاءکاری، بارش سبک در اوایل مرحله رشد و باران ملایم همراه با هوای روشن و آفتابی در مرحله رشد سریع و عدم بارش در مرحله برگ چینی (بارش در این مرحله از رشد موجب شسته شدن صمغ سطح برگها و کاهش کیفیت برگ می شود) بهترین شرایط برای رشد در مزرعه میباشد. توتون گیاهی است که بر اساس نحوه خشکانیدن در چهار گروه گرمخانهای، هواخشک، آفتابخشک و آتشخشک طبقهبندی میشود و کشت اصلی توتونکاران گیلانی، توتونهای تیپ غربی مانند رقم COKER347 (V1) که عموما" برگدرشت بوده و در گرمخانه خشک میشوند، میباشد. بنابراین بکارگیری برنامه کامپیوتری کراپوات در قالب طرح تحقیقاتی میتواند جهت تعیین زمان و مقدار آب مورد نیاز (مدیریت آبیاری) در عملکرد کمی و کیفی توتونهای ارقام تجاری PVH19 (V2) ، ULT138 (V3) و رقم محلی COKER347 (V1) که از توتونهای گرمخانهای محسوب می شوند نقش بسزایی داشته باشد.
1-2- بیان مسئله
توتون یکی از محصولات با ارزش کشاورزی و صنعتی است که در شرایط مختلف آب هوایی در بیش از صد کشور دنیا کشت می شود و در اقتصاد بعضی از آنها تاثیر بسزایی دارد . با توجه به اينكه بزرگترین کارخانه سیگارت سازي خاور میانه در استان گیلان قرار دارد و در سالهاي اخير به دليل رقابت شديد كشتهاي رقيب در منطقه و كم شدن چشمگير سطح زير كشت توتون از يك سو و كاهش نزولات آسماني و پراكنش نامنظم آن در طول فصل رشد از سوي ديگر موجب پايين آمدن عملكرد در واحد سطح گرديده و هر ساله ارز زیادی صرف واردات توتون میشود بنابراين براي تامين توتون كارخانههاي سيگارت سازي، نياز به افزایش عملکرد در واحد سطح با اعمال مديريت آبياري میباشد. با توجه به تحقيقات انجام گرفته، نیاز آبی توتون از نظر ارقام و مراحل رشد گياه بسیار متفاوت است به گونه ای که آبیاری بلافاصله بعد از عمل نشاکاری غیر از مواقع خشکی و گرمای شدید توصیه نمیشود زيرا حداکثر نیاز آبی آن 50 الی 70 روز بعد از نشاکاری (Ananymous, 1998) است وکمبود آب در اواسط مرحلة توسعه موجب کاهش رشد و کوچکتر ماندن برگها میشود و کمبود شدید آن در طول مرحله گلدهی و رسیدگی، موجب تأخیر در مرحله برداشت محصول و در نتیجه کاهش وزن برگ و ترکیبات شیمیایی آن میشود (Doorenbos and Kassam, 1986). در توتون کم آبی همانند آب بیش حد نیاز بطور معنیداری موجب کاهش عملکرد كمي و كيفي آن میشود، از این رو آبیاری به مقدار کافی و در زمان مناسب (مدیریت آبیاری) در عملکرد توتون نقش به سزایی دارد. بنابراین افزایش عملکرد کمی و کیفی توتون بدون توجه به ارقام و اعمال مدیریت آبیاری امکان پذیر نمیباشد. در اين آزمايش ارقام توتون Coker347 , ULT138 و PVH19 با سه سطح 50، 75 و100 درصد نیاز آبی با استفاده از مدل CROPWAT بر اساس شرایط آب و هوایی سال 1389 منطقه در مرکز تحقیقات توتون رشت جهت مقایسه عملکرد كمي و كيفي با رویکرد صرفه اقتصادی مورد آزمایش قرار گرفت.
1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق
در استان گیلان توتون طی سالیان گذشته عمدتاً بدون آبیاری کشت میشد و معمولاً بجز آب نشاءکاری آب دیگری در طول دوره داشت به آن داده نمیشد. و این در شرایطی بود که میزان بارندگی استان بیش از 1500 میلیمتر در سال بود. در سالهای اخیر به دليل کاهش میزان بارندگی و نامنظمی پراکنش آن بویژه در طول دوره رشد، توتونکاران ناگزیر به انجام آبیاری تکمیلی گرديدهاند. اما بعلت بياطلاعي از نیاز آبی توتون، در بسیاری از مناطق بیشتر و کمتر از نیاز واقعی گیاه آبیاری انجام میگیرد. در حال حاضر جمعیت کشور بیش از 70 میلیون نفر است و برای تولید 65 میلیون تن محصول حدود 85 میلیارد متر مکعب آب ( با کارایی 62/0 کیلوگرم با مصرف 1000 لیتر) مصرف می شود. با توجه به پیشبینیهای انجام شده در 50 سال آینده جمعيت ايران به حدود 120 میلیون نفر خواهد رسید. مسئله مهم پیش روی کشاورزی کشور این است که با افزايش جمعيت چگونه میتوان تولیدات کشاورزی را به دو برابر مقدار کنونی یعنی 130 میلیون تن رساند؟ بنابراين با نگرش به منابع آبي به این واقعیت تلخ پی میبریم که هر چند زمین کشاورزی به قدر کافی داشته باشیم، منابع آبي اجازه استفاده دو برابر فعلی یعنی 170 میلیارد متر مکعب را نمیدهد. و این امر با توجه به قرار گرفتن ایران در گروه کشورهای « کمبود مطلق آب » مدیریت علمی و دقیق بهرهوری آب را بیش از پیش می طلبد.
1-4- فرضیهها- مدیریت آبیاری با استفاده از برنامه CROPWAT میتواند در صرفهجویی مصرف آب مؤثر باشد.
- مدیریت آبیاری مناسب میتواند بر افزایش عملکرد کمی و کیفی توتون و اقتصادی بودن آن مؤثر باشد.
- افزایش سود اقتصادی محصول به ازاء هر واحد آبیاری در شرایط محدودیت آب با اعمال مدیریت صحیح آبیاری میتواند موجب گسترش تولید گیاه توتون در بین کشاورزان منطقه گردد.
1-5- اهداف تحقیقبا استفاده از برنامه کامپیوتری CROPWAT مدیریت آبیاری برای کشت ارقام مختلف توتون در منطقه رشت موجب صرفه جویی در مصرف آب و افزایش عملکرد کمی و کیفی آن خواهد شد.
با توجه به شرایط اقلیمی منطقه با اعمال مدیریت صحیح آبیاری میتوان تولید ارقام مناسب گیاه توتون را در منطقه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمود.
نتایج حاصل از این تحقیق میتواند کاربرد چندگانه در مدیریت و برنامهریزی آبیاری از نظر افزایش بهرهوری آب جهت مقابله با بحران آن در مناطق تحت کشت توتون داشته باشد.
1-6- محدوده تحقیق
1-6-1- محدوده تحقیق از نظر موضوعیبا توجه به قرار گرفتن ایران در یک منطقه خشک و نیمه خشک و اختصاص دادن درصد بالایی از آب مصرفی به بخش کشاورزی نیاز به بالا بردن راندمان کاربرد آب احساس میشود. و یکی از راههای بالابردن راندمان و جلوگیری از هدر رفت آب توجه به مسأله نیاز آبی گیاهان میباشد. در این تحقیق با توجه به موقعیت جغرافیایی محل آزمایش علاوه بر اندازهگیری خواص مرفولوژیکی و خواص کیفی توتون، پارامترهای اقتصادی کشت سه رقم توتون مدیریت و محاسبه گردید.
1-6-2- محدوده تحقیق از نظر مکانی
آزمایش در مرکز تحقیقات توتون رشت با طول جغرافیایی 31َ و0 49 و عرض جغرافیایی 16َ و 0 37 و ارتفاع 5- متر از سطح دریا انجام گرفت.
1-6-3- محدوده تحقیق از نظر زمانیتحقیق پیش رو در دو بخش زراعی و آزمایشگاهی که منجر به استخراج دادهها و اطلاعات مورد نیاز گردید در سال 1389 در مرکز تحقیقات توتون گیلان انجام و اطلاعات جمعآوری شده در سال 92 مورد تجزیه و تحلیل آماری و اقتصادی قرار گرفت.
1-7- توتون و اهمیت آن دراقتصاد کشورهاتوتون از گیاهان صنعتی است و منشاء آن آمریکای جنوبی میباشد. این گیاه در دامنه وسیعی از شرایط آب و هوایی رشد میکند و کشورهایی مانند چین، آمریکا، برزیل، آرژانتین، زیمبابوه، اوگاندا، ترکیه، یونان، بلغارستان و ایتالیا در سطح وسیع و در بسیاری از کشورهای دیگر در حد محدودتری کشت و در اقتصاد برخی از آنها نقش بسزایی دارد، بطوریکه در بعضی از کشورها درآمد حاصل از این صنعت بخش مهمی از درآمد ملی را تشکیل میدهد. ایالات متحده آمریکا و جمهوری خلق چین بطور سنتی بزرگترین تولیدکنندگان توتون جهان هستند و مجموعا 40 درصد تولید جهانی را در سال 1975 دارا بودهاند. در دهه 70 سطح زیر کشت توتون تنها در گیلان حدود 5000 هکتار بود و بعد از شرکت نفت شرکت دخانیات یکی از شرکتهای سودآور بود و سهم بسزایی در اشتغال جوامع روستایی خصوصا در استانهای شمالی کشور داشت. اما علت کاهش سطح زیر کشت آن در سالهای اخیر درآمد بیشتر کشاورزان منطقه از کشت های رقیب مانند کیوی در منطقه تالش میباشد.

فصـل دوم
مروری بر منابع
2-1- تاریخچه کشت توتون در جهانبرخی از مورخان پیدایش توتون را در چین و آسیای مرکزی میدانستند. کریستف کلمب که اصلا ایتالیایی بود با جلب نظر ایزابلا و فردیناند پادشاه اسپانیا در سوم اوت 1492 با یکصد و بیست نفر و سه کشتی نینا، پنتیا ونستاماریا از بندر پالوس در جنوب شرقی اسپانیا به سوی هند شرقی حرکت کرد اما دو ماه بعد در 11 اکتبر 1492 از کرانههای گوانهانی از جزایر باهاما و سپس از کوبا سر در آورد. کریستف کلمب که تا آخر عمرش مجموعا چهار بار به امریکا سفر کرد، در اولین سفر وقتی به کوبا رسید مشاهده کرد که بومیان نوعی از برگها را به هم پیچیده و پس از آتش زدن دود آن را در دهان فرو برده و از بینی خارج میسازند و یا آن را خرد کرده و در کیسه ریخته و در سفر همراه خود میبرند و در مواقع لزوم مقداری از آن را کوبیده و در چوب ذرت یا نی یا در سر استخوان جای داده و آتش زده و میکشند یا انبوهی از این گیاه را با ساقه و ریشه آتش زده و در اطراف آن رقص و پایکوبی میکنند. بنابراین در صدد آزمایش برآمدند و پس از مدت کوتاهی میل به استعمال آن پیدا کردند. این گیاه همان توتون و تنباکو بود. همچنین بومیان سرخپوست تیرهای خود را به یک نوع ماده سمی آغشته کرده و به سوی دشمن پرتاب میکردند که این سم شیره همان گیاه یا آلکالوئید بود که بعدا نیکوتین نامیده شد (خواجهپور، 1385).
2-2- تاریخچه کشت توتون در ایراندر جلد یکم تاریخچه مصور توتون در کتابخانه جورج آرتز نیویورک آمده که توتون از مصر به ایران آورده شده است. همچنین گزارش شده که در سال 1514 میلادی، پرتغالیها به جزیره هرمز در جنوب ایران حمله کرده و آن را تصرف کردند و این جزیره حدود 100 سال در دست آنها بود و در همین مدت توتون وارد ایران شد و تا سال 1915 میلادی خرید و فروش توتون انجام میشد و در این سال برای اولین بار قانون انحصار دولتی دخانیات توسط مجلس تصویب شد. در سال 1812 میلادی بذر توتون به توصیه محمدخان ناصرالملک همدانی و به وسیله استپان هاراتونیاس که در آن زمان در گیلان به حکیم فانوس مشهور بود، وارد ایران شد و در گیلان کشت گردید (خدابنده، 1385).
2-3- جايگاه كشت توتون درگيلانتوتون گیاهی است که در آب و هوای معتدل و خاکهای نسبتا سبک (Sandy loam) رشد خوبی دارد و استان گیلان بدلیل داشتن شرایط مناسب، خصوصا در غرب و شمال غربی استان یکی از مناطق عمده کشت توتونهای تیپ غربی که برگ درشت دارند و در گرمخانههای مخصوص خشک می شود بوده و توتونهای تولیدی در این استان از نظر مرغوبیت با بهترین برندهای جهانی قابل رقابت میباشند. مناطق کشت توتون در گیلان شهرهای تالش، آستارا، صومعه سرا، رشت و توتونهای تحت کشت عمدتا تیپ غربی میباشند.

مدل‌سازي عددي هيدروليك جريان و آبشستگي در پايين‌دست جريان ترکيبي همزمان از روي سرريز و زير دريچه با استفاده از نرم‌افزار Flow3D

HYPERLINK \l "_Toc365922956" 1-2-1 سرریزها3
HYPERLINK \l "_Toc365922957" 1-2-2 دریچهها3
HYPERLINK \l "_Toc365922958" 1-2-3 سازه ترکیبی سریز – دریچه4
HYPERLINK \l "_Toc365922959" 1-2-4 آبشستگی6
HYPERLINK \l "_Toc365922960" 1-3 ضرورت انجام تحقیق9
HYPERLINK \l "_Toc365922961" 1-4 اهداف تحقیق9
HYPERLINK \l "_Toc365922962" 1- 5 ساختار کلی پایاننامه10
فصل دوم: بررسی منابع
2-1 مقدمه12
2-2 مطالعات آزمایشگاهی جریان12
2-2 مطالعات عددی با نرمافزار Flow3D16
فصل سوم: مواد و روشها
3-1 مقدمه22
3-2 نحوه انجام آزمایشات22
3-2-1 مخزن23
3-2-2 پمپ23
3-2-3 کانال آزمایشگاهی23
3-2-4 مخزن آرام کننده جریان24
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-2-5 مدل سازه ترکیبی سرریز - دریچه24
3-3 آنالیز ابعادی25
3-4 شبیهسازی عددی27
3-4-1 معرفی نرمافزار Flow3D28
3-4-2 معادلات حاکم32
3-4-3 مدلهای آشفتگی33
3-4-3-1 مدلهای صفر معادلهای35
3 -4-3-2 مدلهای یک معادلهای35
3-4-3-3 مدلهای دو معادلهای36
3-4-3-4 مدلهای دارای معادله تنش36
3-4-4 شبیهسازی عددی مدل37
3-4-4-1 ترسیم هندسه مدل38
3-4-4-2 شبکه بندی حل معادلات جریان38
3-4-4-3 شرایط مرزی کانال40
3-4-4-4 خصوصیات فیزیکی مدل41
3-4-4- 5 شرایط اولیه جریان43
3-4-4-6 زمان اجرای مدل43
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1 مقدمه46
4-2 شبیهسازی هیدرولیک جریان در حالت کف صلب46
4-2-1 واسنجی نرمافزار46
4-2-1-1 ارزیابی نرمافزارپ48
4-2-1-2 بررسی تأثیر انقباض جانبی سازه ترکیبی سرریز - دریچه بر هیدرولیک جریان54
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-3 شبیهسازی آبشستگی پاییندست جریان59
4-3-1 واسنجی نرمافزار59
4-3-1-1 ارزیابی نتایج نرمافزار61
فصل پنجم: پیشنهادها
5-1 مقدمه70
5-2 نتیجهگیری70
5-3 پیشنهادها71
منابع74

فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول 3- 1 محدوده آزمایشات انجام شده برای مدلسازی هیدرولیک جریان25
جدول 3- 2 معرفی نرمافزار Flow3D28
ادامه جدول 3-229
جدول 3- 3 محدوده دادههای به کار رفته جهت شبیهسازی آبشستگی38
جدول 3- 4 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزار40
جدول 3- 5 شرایط مرزی اعمال شده در نرمافزار41
جدول 3- 6 مدلسازیهای انجام شده برای تعیین بهترین مقدار پارامترهای مربوط به رسوب42
جدول 4- 1 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-1)51
جدول 4- 2 نتایج حاصل از مدلسازی سازه ترکیبی همراه با انقباض جانبی برای نسبت دبیها55
جدول 4- 3 تأثیر پارامتر عدد شیلدز بحرانی بر حداکثر عمق آبشستگی60
جدول 4- 4 تأثیر پارامتر ضریب دراگ بر حداکثر عمق آبشستگی60
جدول 4- 5 تأثیر زاویه ایستایی بر حداکثر عمق آبشستگی61
جدول 4-6 تأثیر پارامتر حداکثر ضریب تراکم مواد بستر بر حداکثر عمق آبشستگی61
جدول 4- 7 بهترین مقادیر برای پارامترهای مؤثر در شبیهسازی حفره آبشستگی61
جدول 4- 8 نتایج آمارهای خطا مربوط به فرمول (4-4)65
فهرست شكل‌ها
عنوان صفحه
TOC \h \z \t "fig,1,table,1" شکل 1- 1 شماتيکي از جريان ترکيبي عبوری همزمان از روي سرريز و زير دريچه5
HYPERLINK \l "_Toc366000088" شکل 1- 2 آبشستگی موضعی پاییندست برخی از سازههای هیدرولیکی8
HYPERLINK \l "_Toc366000089" شکل 2- 1 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه مستطیل شکل با فشردگی جانبی12
شکل 2- 2 جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه بدون فشردگی جانبی12
شکل 2- 3 نمایی از مدلهای آزمایشگاهی جریان مستغرق و نیمه مستغرق (سامانی و مظاهری، 1386)14
شکل 2- 4 مدل شبيهسازي شده جريان و حفره آبشستگي جريان ترکيبي (اویماز، 1987)14
شکل 2- 5 فرآيند پر و خالي شدن حفره آبشستگي درحين برخي از آزمايشات (دهقاني و بشيري، 2010) 15
شکل 3- 1 نمایی از مدل آزمایشگاهی کانال با مقیاس کوچک23
شکل 3- 2 مشخصات اجزای فلوم آزمایشگاهی با مقیاس کوچک24
شکل 3- 3 مدل فیزیکی سازه ترکیبی مورد استفاده در آزمایشات هیدرولیک جریان25
شکل 3- 4 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از سرریز و زیر دریچه در بستر صلب26
شکل 3- 5 مدلسازی پرش هیدرولیکی30
شکل 3- 6 مدلسازی جریان در قوس رودخانه30
شکل 3- 7 مدلسازی جریان عبوری از زیر دریچه30
شکل 3- 8 مدلسازی جریان عبوری از روی سرریز با انقباض جانبی و بدون انقباض31
شکل 3- 9 مدلسازی آبشستگی پاییندست سازه31
شکل 3- 10 مشبندی یکنواخت در کانال با مقیاس کوچک39
شکل 3- 11 مشبندی غیر یکنواخت در راستای طولی کانال با مقیاس بزرگ40
شکل 3- 12 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر صلب40
شکل 3- 13 شرایط مرزی مورد استفاده در مدلسازی حالت بستر رسوب41
شکل 3- 14 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی هیدرولیک جریان43
شکل 3- 15 نمودار تغییرات زمانی حجم سیال در مدلسازی حفره آبشستگی43
شکل 4- 1 مقایسه نتایج پروفیل سطح آب برای شبکهبندیهای مختلف میدان جریان با داده آزمایشگاهی46
شکل 4- 2 مقایسه پروفیل سطح آب در دو مدل تلاطمی k-ε RNG و k-ε و دادههای آزمایشگاهی47
شکل 4- 3 مقایسه پروفیل سطح آب در مدل تلاطمی k-ε RNG با دادههای آزمایشگاهی49
فهرست شكل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4-4 ارزیابی دقت مدل RNG k-ε برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی سرریز- دریچه49
شکل 4- 5 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs / Qg)51
شکل 4- 6 نمودار تغییرات نسبت دبیهای نرمافزار و مشاهداتی52
شکل 4- 7 مقایسه رابطه نسبت دبیها درسازه ترکیبی سرریز- دریچه با روابط تجربی برای تخمین دبی در سرریز و ریچه52
شکل 4- 8 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε53
شکل 4- 9 توزیع فشار جریان عبوری از سازه ترکیبی در طول کانال با استفاده از مدل RNG k-ε53
شکل 4- 10 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز - دریچه54
شکل 4- 11 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی سرریز - دریچه54
شکل 4- 12 شماتیکی از جریان عبوری از سازه ترکیبی دارای انقباض جانبی54
شکل 4-13 توزیع تنش برشی کف در اطراف سازه ترکیبی با انقباض جانبی55
شکل 4-14 مقایسه عمق جریان درعرض کانال دربلافاصله قبل از سازه برای میزان انقباضهای جانبی مختلف سازه رکیبی56
شکل 4-15 مقایسه عمق جریان در طول کانال برای میزان انقباضهای جانبی مختلف سازه ترکیبی56
شکل 4-16 توزیع مؤلفه طولی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض57
شکل 4-17 توزیع مؤلفه طولی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض57
شکل 4-18 توزیع مؤلفه عرضی سرعت در زیر سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض58
شکل 4-19 توزیع مؤلفه عرضی سرعت روی سازه در دو حالت با انقباض و بدون انقباض58
شکل 4- 20 مقایسه دقت شبیهسازی حفره آبشستگی با استفاده از مدلهای مختلف آشفتگی59
شکل 4- 21 ارزیابی دقت نرمافزار برای عمق جریان در بالادست و روی سازه ترکیبی62
شکل 4- 22 ارزیابی دقت نرمافزار برای حداکثر عمق آبشستگی62
شکل 4- 23 شماتیکی از جریان ترکیبی عبوری از روی سرریز و زیر دریچه در بستر متحرک63
فهرست شكل‌ها
عنوان صفحه
شکل 4- 24 نمایش چگونگی رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs/Qg) برای بستر رسوب64
شکل 4- 25 نمودار تغییرات نسبت دبیهای نرمافزار و مشاهداتی65
شکل 4-26 توزیع مؤلفه طولی سرعت جریان در اطراف سازه ترکیبی66
شکل 4-27 الگوی جریان اطراف سازه ترکیبی سرریز – دریچه (الف. بردارهای سرعت ب. خطوط جریان)66
شکل 4-28 توزیع تنش برشی در اطراف حفره آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز- دریچه در ابتدای اجرای برنامه67
شکل 4- 29 مقایسه رابطه پارامترهای بیبعد مؤثر بر جریان عبوری از سازه ترکیبی با نسبت دبی عبوری از روی سازه به دبی عبوری از زیر دریچه (Qs/Qg) برای بستر رسوب و بستر صلب67
شکل 4-30 نمودار رابطه حداکثر عمق آبشستگی با نسبت دبیهای عبوری از رو و زیر سازه ترکیبی68

18849116456969
فصل اول
مقدمه
1-1- مقدمه
يكي از عمده‌ترين مشكلات سازه‌هايي از قبيل سرريزها، دريچه‌ها و حوضچه‌هاي آرامش كه در بالادست بسترهاي فرسايش‌پذير قرار دارند، آبشستگي در مجاورت سازه است كه علاوه‌بر تأثير مستقيم بر پايداري سازه، ممكن است باعث تغيير مشخصات جريان و در نتيجه تغيير در پارامترهاي طراحي سازه شود. به دليل پيچيدگي موضوع، اكثر محققين آن را به صورت آزمايشگاهي بررسي كردهاند كه با وجود تمام دستآوردهاي مهمي كه تاكنون در زمينه آبشستگي موضعي حاصل گرديده است، هنوز هم شواهد زيادي از آبشستگي گسترده در پاياب دريچه‌ها، سرريزها، شيب‌شكن‌ها، كالورت‌ها و مجاورت پايه‌هاي پل ديده مي‌شود كه مي‌تواند پايداري اين سازهها را با خطرات جدي مواجه كند.
پديده آبشستگي زماني اتفاق مي‌افتد كه تنش برشي جريان آب عبوري از آبراهه، از ميزان بحراني شروع حركت ذرات بستر بيشتر شود. تحقيقات نشان داده است كه عوامل بسيار زيادي بر آبشستگي در پايين‌دست سازه تأثيرگذار هستند كه از جمله آنها مي‌توان به اندازه و دانه‌بندي رسوبات، عمق پاياب، عدد فرود ذره، هندسه سازه و ... اشاره كرد (کوتی و ین (1976)، بالاچاندار و همکاران (2000)، کلز و همکاران (2001)، لیم و یو (2002)، فروک و همکاران (2006)، دی و سارکار (2006) و ساراتی و همکاران (2008)).
دریچهها و سرریزها به طور گسترده به منظور کنترل، تنظیم جریان و تثبیت کف، در کانالهاي باز مورد استفاده قرار میگیرند. بر اثر جریان ناشی از جت عبوري از رو یا زیر سازهها، امکان ایجاد حفره آبشستگی در پاییندست سازهها وجود دارد که ممکن است پایداري سازه را به خطر اندازد؛ بنابراین تعیین مشخصات حفره آبشستگی مورد توجه محققین هیدرولیک جریان قرار گرفته است.
به منظور افزایش بهره‌وری از سازههای پرکاربرد سرریزها و دریچهها، می‌توان آنها را با هم ترکیب نمود به‌طوری‌که در یک زمان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. با ترکیب سرریز و دریچه می‌توان دو مشکل عمده و اساسی رسوب‌گذاری در پشت سرریزها و تجمع رسوب و مواد زائد در پشت دریچه‌ها را رفع نمود. در سازه ترکیبی سرریز- دریچه، شرایط هیدرولیکی جدیدی حاکم خواهد شد که با شرایط هیدرولیکی هر کدام از این دو سازه به‌تنهایی متفاوت است.
1-2 تعاریف1-2-1 سرریزها
یکی از سازههای مهم هر سد را سرریزها تشکیل میدهند که برای عبور آب اضافی و سیلاب از سراب به پایاب سدها، کنترل سطح آب، توزیع آب و اندازهگیری دبی جریان در کانالها مورداستفاده قرار میگیرد. با توجه به حساس بودن کاری که سرریزها انجام میدهند، باید سازهای قوی، مطمئن و با راندمان بالا انتخاب شود که هر لحظه بتواند برای بهرهبرداری آمادگی داشته باشد.
معمولاً سرريزها را بر حسب مهمترين مشخصه آنها تقسيمبندي ميكنند. اين مشخصه ميتواند در رابطه با سازه كنترل و كانال تخليه باشد. بر حسب اينكه سرريز مجهز به دريچه و يا فاقد آن باشد به ترتيب با نام سرريزهاي كنترلدار و يا سرريزهاي بدون كنترل شناخته ميشوند.
1-2-2 دریچهها
دریچهها سازههایی هستند که از فلزات، مواد پلاستیکی و شیمیایی و یا از چوب ساخته میشوند. از دريچهها به منظور قطع و وصل و يا كنترل جريان در مجاري عبور آب استفاده میشود و از لحاظ ساختمان به گونهاي ميباشند كه در حالت بازشدگي كامل عضو مسدود كننده كاملاً از مسير جريان خارج ميگردد.
دريچهها در سدهاي انحرافي و شبکههاي آبياري و زهکشي کاربرد فراوان دارند. همچنين براي تخليه آب مازاد کانالها، مخازن و پشت سدها به کار ميروند (نواک و همکاران، 2004).
دریچهها به صورت زیر دستهبندی میشوند:
بر اساس محل قرارگیری: دریچههای سطحی و دریچههای تحتانی. دریچه سطحی تحت فشار کم و دریچه تحتانی تحت فشار زیاد قرار میگیرند.
بر اساس کاری که انجام میدهند: دریچههای اصلی، تعمیراتی و اضطراری. دریچه اصلی به طور دائم مورد بهرهبرداری قرار میگیرند. برای تعمیرات از دریچه تعمیراتی و در زمان حوادث از دریچه اضطراری استفاده میشود.
بر اساس مصالح بدنه: دریچههای فولادی، آلومینیومی، بتنی مسلح، چوبی و پلاستیکی. دریچه فولادی به خاطر استقامت زیاد به صورت وسیع مورد استفاده قرار میگیرد.
بر اساس نوع بهرهبرداری: دریچههای تنظیم کننده دبی و دریچههای کنترلکننده سطح آب
بر اساس مکانیزم حرکت: دریچههای خودکار، هیدرولیکی، مکانیکی، برقی و دستی. دریچه خودکار بر اساس نیروی شناوری و وزن دریچه و بدون دخالت انسان کار میکند. دریچه هیدرولیکی بر اساس قانون پاسکال عمل مینماید. دریچه برقی از دستگاههای برقی، دریچه مکانیکی با استفاده از قانون نیرو و بازو و بالاخره دریچه دستی به صورت ساده با دست جابهجا میشوند.
بر اساس نوع حرکت: دریچههای چرخشی، غلطان، شناور و دریچههایی که در امتداد یا در جهت عمود بر جریان حرکت مینمایند.
بر اساس انتقال فشار آب: دریچهها ممکن است فشار را به طرفین یعنی به پایههای پل یا به تکیهگاهها منتقل نمایند و یا ممکن است نیروی فشار آب بر کف منتقل شود و یا ممکن است نیروی فشار آب به هر دو یعنی هم تکیهگاهها و هم بر کف منتقل شود.
1-2-3 سازه ترکیبی سریز – دریچهتركيب سرريز - دريچه يكي از انواع سازههاي هيدروليكي ميباشد كه در سالهاي اخير عمدتاً براي عبور سيال در مواردي كه سيال حاوي سرباره و رسوب به صورت همزمان ميباشد (مانند كانال عبور فاضلاب) بكار رفته است. سازه ترکیبی سرریز - دریچه با تقسيم دبي عبوري از بالا و پايين خود از انباشت سرباره و رسوب در پشت سازه جلوگيري ميكند. از ديگر كاربردهاي عملي اين تركيب، ميتوان انواع سدهاي تأخيري را نام برد. در سدهاي تأخيري براي جلوگيري از انباشت رسوب در پشت سد كه منجر به كاهش حجم مفيد مخزن ميگردد اقدام به تعبيه تخليهكنندههاي تحتاني ميگردد. از طرف ديگر اين نوع سدها به علت برآورد اهداف طراحي و عبور سيلابهاي محتمل به صورت روگذر نيز عمل ميكنند كه از اين دو جهت، مدل تركيبي سرریز - دریچه ايده مناسبي براي تحليل اين نوع سدها ميباشد. اگرچه اين نوع سازه داراي كاربرد فراواني در سازههاي هيدروليكي ميباشد.
جهت به حداقل رساندن مشكلات در سرريزها و دريچه‌ها و همچنين جهت بالا بردن مزاياي آنها مي‌توان از سازه تركيبي سرريز - دريچه استفاده كرد به طوري كه در يك زمان، جريان آب بتواند هم از روي سرريز و هم از زير دريچه عبور نمايد. اين وسيله تركيبي مي‌تواند مشكلات ناشي از فرسايش و رسوبگذاري را مرتفع نمايد (دهقاني و همكاران، 2010).
همچنين با اين روش، رسوبات و مواد زائد در پشت سرريزها انباشته نمي‌‌‌شوند (ماخرک، 1985).
مشكلاتي را كه در اثر وجود مواد رسوبي يا شناور در آب انتقالي براي آبياري حاصل مي‌شود، مي‌توان با استفاده از سازه تركيبي سرريز - دريچه به مقدار زيادي كاهش داده که امكان اندازه‌گيري دقيق‌تر و ساده‌تر را به همراه دارد ( اسماعيلي و همكاران، 1385).
سيستم سرريز - دريچه امکان عبور جريان را از پايين و بالاي يک مانع افقي در قسمت مياني مجرا به طور همزمان فراهم نموده، بدين صورت که مواد قابل رسوب را در پشت دريچه به صورت زيرگذر و مواد شناور را به صورت روگذر سرريز عبور ميدهد (شکل 1- 1).
331470506095جریان عبوری از زیر دریچه
00جریان عبوری از زیر دریچه
267970163195جریان عبوری از روی سرریز
00جریان عبوری از روی سرریز
138620527622500143446560769500
شکل 1- 1 شماتيکي از جريان ترکيبي عبوری همزمان از روي سرريز و زير دريچهاز اينرو تعيين شکل و حداکثر عمق آبشستگي در پایيندست سرريز و دريچه ترکيبي به منظور تثبيت وضعيت بستر ميتواند مفيد واقع شود.
1-2-4 آبشستگیآبشستگی یکی از موضوعات مهم و قابل توجه در مهندسی رودخانه و هیدرولیک جریان در بسترهای آبرفتی میباشد. چنانچه در یک بازه مورد بررسی، مقدار رسوب وارد شده کمتر از مقدار رسوب خارج شده باشد، عمل فرسایش کف رودخانه و یا بدنه آن رخ میدهد و کف رودخانه بتدریج عمیق میشود. از جمله اثرات منفی گود شدن بستر رودخانه، میتوان به شکست برشی و لغزش در بستر و نیز گرادیان هیدرولیکی خروجی اشاره کرد که در نهایت، افزایش فشار بالابرنده و ایجاد پدیده تراوش را در پی دارد.
به فرسایش بستر و کناره آبراهه در اثر عبور جریان آب، به فرسایش بستر در پاییندست سازههای هیدرولیکی به علت شدت جریان زیاد و یا به فرسایش بستر در اثر بوجود آمدن جریانهای متلاطم موضعی، آبشستگی گویند. عمق ناشی از فرسایش بستر اولیه را عمق آبشستگی مینامند. (کتاب هیدرولیک کانالهای روباز، دکتر ابریشمی)
از آنجا که مکانیزم عمل آبشستگی در مکانهای مختلف متفاوت میباشد، از این رو آبشستگی را به دو نوع تقسیمبندی میکنند:
نوع اول آبشستگی تنگشدگی میباشد. این نوع آبشستگی در دو حالت اتفاق می‌افتد:
الف) در جایی که رودخانه هنوز به حالت تعادل نرسیده و پتانسیل حمل رسوب در بازه‌ای از رودخانه بیش از میزان رسوب ورودی به این بازه باشد.
ب) در جایی که سرعت جریان به دلایلی مانند کاهش مقطع رودخانه در محل پل‌ها، افزایش پیدا می‌کند که در مقطع تنگ شده آبشستگی اتفاق می‌افتد.
در محل احداث پل، آبشکن و یا دیواره ساحلی معمولاً عرض رودخانه را کاهش می‌دهند. این عمل باعث می‌شود که سرعت جریان در این محدوده افزایش یابد. در نتیجه به ظرفیت حمل رسوب افزوده شده و سبب خواهد شد تا بستر رودخانه در این محل فرسایش یابد. عمل فرسایش آنقدر ادامه می‌یابد تا ظرفیت حمل رسوب کاهش یافته و برابر با ظرفیت حمل رسوب در مقطع بالادست گردد. در این حالت، نرخ فرسایش در این محل کمتر می‌شود. هر چند این فرسایش موجب می‌شود که تأثیر پسزدگی آب در بالادست کاهش یابد ولی به خاطر این مسئله نباید اجازه داده شود تا فرسایش صورت گیرد زیرا آبشستگی باعث خطرات جدی مثل واژگونی پل می‌گردد.
نوع دیگر آبشستگی، آبشستگی موضعی است. این نوع آبشستگی در پاییندست سازههای هیدرولیکی، در محل پایههای پل و به طور کلی هر مکانی که شدت جریانهای درهم به طور موضعی افزایش یابد، بوجود میآیند.
آبشستگی موضعی پاییندست سازههای هیدرولیکی نظیر سدها، سرریزها، شوتها، سازههای پلکانی و ... پدیده طبیعی است که به‌دلیل وجود سرعت محلی بیش از سرعت بحرانی بوجود میآید و دلایل آن را میتوان به صورت زیر بیان کرد:
ناکافی بودن مقدار استهلاک انرژی
تشکیل پرش هیدرولیکی ناپایدار و یا انتقال پرش خارج از کف حوضچه آرامش
بوجود آمدن جریانهای گردابی در پاییندست سازههای هیدرولیکی
شکل (1- 2) چند نوع سازه هیدرولیکی و آبشستگی پاییندست آنها را نشان میدهد.

شکل 1- 2 آبشستگی موضعی پاییندست برخی از سازههای هیدرولیکی (استاندارد آب و آبفا، 1389)
میزان عمق آبشستگی برای هر یک از سازهها بستگی به شرایط هیدرولیکی جریان و مشخصات رسوب و شرایط هندسی سازه دارد. تخمین میزان عمق آبشستگی از اینرو اهمیت دارد که ممکن است باعث تخریب سازه گردد.
به طور کلی آبشستگی در اثر اندرکنش نیروهاي زیر حاصل میشود:
1- نیروي محرك ناشی از جریان که در راستاي جدا کردن ذره از بستر عمل میکند.
2- نیروي مقاوم ناشی از اصطکاك ذرات و وزن ذره که در برابر حرکت ذره مقاومت کرده و مانع جدایی ذره از بستر میشود.
جریانها در محل وقوع آبشستگی، یک فرآیند دوفازی (آب و رسوب) است. بنابراین آبشستگی متأثر از متغیرهای بسیاری از قبیل پارامترهای جریان، مشخصات بستر آبرفتی، زمان و هندسه آبراهه میباشد. به همین دلیل، محققین هر یک به مطالعه بخشی از این وقایع پرداخته و آن را به صورت آزمایشگاهی و تجربی بررسی کردهاند.
1-3 ضرورت انجام تحقیقاز آنجایی که در سازه‌های ترکیبی سرریز - دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان، تغییرات در توزیع تنش‌های برشی کف و از این‌رو افزایش پیچیدگی محاسبات می‌شود، بنابراین شبیه‌سازی الگوی جریان، سطح آزاد آب و آبشستگی مورد توجه محققین قرار دارد و لذا در این تحقیق، علاوه بر بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در بستر صلب، توانایی نرمافزار Flow3D در شبیه‌سازی عددی الگوی جریان و آبشستگی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت‌.
1-4 اهداف تحقیقتحقیق انجام شده به منظور پاسخگویی به اهداف زیر صورت گرفته است:
1- بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه در بستر صلب و مدلسازی عددی آن با نرمافزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن دو
2- مدلسازی عددی آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی با نرمافزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن با نتایج بدست آمده از بررسیهای آزمایشگاهی توسط محققین دیگر
3- ارزیابی دقت مدلهای تلاطمی نرمافزار Flow3D در شبیهسازیهای عددی الگوی جریان و آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی سرریز – دریچه در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی
4- محاسبه نسبت دبی عبوری از بالای سرریز به زیر دریچه با استفاده از مدل Flow3D
1- 5 ساختار کلی پایاننامهاین تحقیق در پنج فصل به شرح زیر تدوین شده است:
فصل اول- کلیات: که شامل مقدمهاي بر سرریزها، دریچهها و مبانی ترکیب این دو سازه بوده و همچنین در رابطه با هیدرولیک جریان و آبشستگی در پاي هر کدام از سازههاي سرریز یا دریچه و یا سازه ترکیبی سرریز - دریچه کلیاتی ارائه گردیده است.
فصل دوم- بررسی منابع: در این فصل، پیشینه تحقیقها در زمینه هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه، آبشستگی پاییندست سازه ترکیبی و همچنین مطالعات انجام شده توسط نرم‌‌افزار Flow3D بررسی خواهد شد.
فصل سوم- مواد و روشها: این فصل شامل معرفی مواد و روشهای تحقیق، آشنایی با نرمافزار Flow3D و مراحل مدلسازی است.
فصل چهارم- نتایج و بحث: در این فصل، نتایج ارائه شده شامل دو بخش است. بخش اول مربوط به نتایج آزمایشات انجام شده در بستر صلب مربوط به جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز – دریچه و بخش دوم مربوط به نتایج شبیهسازی عددی الگوی جریان، پروفیل و آبشستگی در پاییندست سازه ترکیبی است.
فصل پنجم- نتیجهگیری و پیشنهادها: این فصل دربرگیرنده نتایج بدست آمده از تحلیلها به همراه پیشنهادهایی برای تحقیقات بعدی است.
فصل دوم

مدلسازی حل مناقشات در بهره¬برداری تلفیقی آب-های سطحی و زیرزمینی

Shirangi et. al. (2008) ضمن كاهش مشكلات محاسباتي و زمان بالاي اجراي مدلهاي ارائه شده توسط Kerachian and Karamouz (2006,2007)، به منظور در نظر گرفتن اختلافات ممكن در بين تصميمگيرندگان و تأثيرپذيران از مدل رفع اختلاف Young استفاده نمودند.تئوري چانهزني تكاملي Youngبه صورت مرحلهاي بوده و امكان حضور گروهي از تصميمگيرندگان به همراه مشخص بودن مفهوم و ساختار بازي از امتيازات آن محسوب ميشود. محدوديت مدل Young اين است كه فقط دو گروه از تصميمگيرندگان ميتوانستند چانهزني كنند [ REF _Ref346174564 \h \* MERGEFORMAT 42].
Karamouz et. al. (2008) از مدل حل اختلاف Nash در تخصیص کمی و کیفی آب از رودخانه و مخزن کرخه استفاده کردند. در این تحقیق بهرهبرداري از سد به صورت آزادسازي آب از دریچههاي مختلف با هدف تنظیم کیفیت آب مخزن و آب خروجی از دریچهها صورت پذیرفت. همچنین به منظور تخصیص آب با کیفیت مطلوب از رودخانه، مدیریت کیفی رودخانه و تعیین بار آلودگی ماهانه که هر یک از مصرفکنندگان از رودخانه مدنظر قرارگرفته است [ REF _Ref346174583 \h \* MERGEFORMAT 21].
Madani et. al. (2009) در مطالعهای کارایی تئوری بازیها را در مدیریت منابع آب بررسی نموده و با استفاده از آن رفتار گروهها را در مسائل منابع آب شناسایی و تفسیر کرده و توضیح میدهد که چگونه تعاملات گروههای مختلف که اولویتهایی را نسبت به اهداف خود به جای اهداف سیستم قائلند منتج به تکامل سیستم میشود. این مقاله ساختار پویای مسائل منابع آب و اهمیت توجه به مسیر تکامل بازی با مطالعه چنین مسائلی را نشان میدهد [ REF _Ref346174610 \h \* MERGEFORMAT 28].
Madni and Gholizadeh (2011) با استفاده از روشهای مختلف تئوری بازیهای همکارانه سعی در رفع مناقشات موجود در بین کشورهای همجوار دریای خزر داشتند. نتایج، تخصیص مساوی منابع دریای خزر را با روشی مناسب و منصفانه در حل این مناقشه پیشنهاد میکند. این روش حل با اجرای رژیم مالکیت مشترک برای اداره کردن دریای خزر که در جهت منافع ایران و روسیه میباشد، مطابقت میکند [ REF _Ref346174631 \h \* MERGEFORMAT 29].
Karamouz et. al. (2011) یک مدل چانهزنی بر پایهی رویکرد پویایی سیستم برای تخصیص آب با کیفیت قابلقبول از یک سیستم رودخانه- مخزن به مصرفکنندگان مختلف و تعیین ماکزیمم بار آلودگی قابلقبول که هر مصرفکننده به رودخانه تخلیه میکند به کار گرفتند و با مدلی بر پایهی تئوری چانهزنی Nash مقایسه کردند. کاربرد این مدلها در سیستم رودخانه-مخزن کرخه با داشتن دادههای سری زمانی 50 ساله مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت معیارهای عملکرد برای نتایج حاصل از مدل تعیین و مقایسه شده است. این مطالعات نشان داد رویکرد پویایی سیستم در حل اختلافات برای تخصیص آب به ذینفعان سیستمهای رودخانه- مخزن ارزش قابل توجهی دارد [ REF _Ref346174661 \h \* MERGEFORMAT 22].
Madani and Lund (2011) مسئلهی تصمیمگیری چندمعیاره را با استفاده از تئوری بازیها حل کردهاند. در این مقاله مدلسازی مسائل تصمیمگیری چندمعیاره با استفاده از مفاهیم تئوری بازیهای غیر همکارانه انجام شده است. روش پیشنهادی میتواند در تجویز راهحلهای غیر غالب استفاده شود و همچنین میتواند به عنوان روشی در پیشبینی نتیجهی یک مسئلهی تصمیمگیری به کار رود. برای مقابله با عدم قطعیت در متغیرهای ورودی، رویکرد تئوری بازی Monte-Carlo(MCGT) پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی نیازی به وزندهی معیارها نداشته و بار محاسباتی را به طور قابل ملاحظهای کاهش میدهد. روش MCGT در آنالیز دلتای Sacramento-San Joaquin واقع در کالیفرنیا به کار گرفته شده است. این روش با فراهم کردن بینش مناسب، گزینههای غیر غالب را شناسایی کرده و نتایج محتمل تصمیمگیری را پیشبینی میکند [ REF _Ref346174679 \h \* MERGEFORMAT 30].
حل اختلاف در بهرهبرداری از آبهای زیرزمینیAimee Bella et. al. (1996) با استفاده از تکنیک تصمیمگیری چندمعیاره، مناقشهی تخصیص آب در حوضهی آبریز Upper Rio Grande را آنالیز کردند، این معیارها برای رتبهبندی گزینههای شامل فاکتورهای اقتصادی، فاکتورهای زیستمحیطی، سیاستهای مدیریت آب زیرزمینی و فاکتورهای منابع بیولوژیکی استفاده و به صورت عددی تعریف شدند. رتبهبندی گزینهها از طریق برنامهریزی توافقی و ELECTRE III انجام شد و در نهایت نتایج عددی آنالیز، مقایسه و تفسیر شدند [ REF _Ref346174704 \h \* MERGEFORMAT 7].
Frisvold and Caswell (2000) با توجه به وجود اختلاف نسبت به مسئلهی آلودگي آبهاي زيرزميني در مرز مشترك ايالات متحده آمريكا و مكزيك، از مدل حل اختلاف غير متقارن Nash به منظور بررسي اين اختلاف استفاده كردند. در اين تحقيق اهميت (وزن) نسبي طرفين اختلاف با توجه به سرعت عمل آنها در مذاكرات، تعيين شده است. ارگان‌هايي كه آلوده‌كنندهی آب هستند تمايلي به انجام مذاكرات ندارند در حالي كه ارگان‌هاي موجود در پايين دست كه مصرف‌كنندهی آب هستند متمايل به انجام مذاكرات و اجراي پروژه‌هاي کاهش آلودگي هستند. به اين ترتيب آلوده‌كنندگان، وزن نسبي كمتر و مصرف‌كنندگان، وزن نسبي بيشتري خواهند داشت. مطابق با نظر محققين، تأثير اين مدل در تخصيص عادلانه سود حاصل از انجام پروژه‌هاي كاهش آلودگي بين طرفين اختلاف بسيار مؤثر بوده است [ REF _Ref346174720 \h \* MERGEFORMAT 14].
Coppola et. al. (2001) براي حل يک مسئلهی واقعي مديريت آبهاي زيرزميني با توجه به تضاد ميان اهداف بهره‌برداري از اين منابع به منظور تأمين نيازهاي آبي و آلوده نشدن آنها توسط منابع آلاينده‌اي نظير آب‌هاي شور، در منطقهی Toms River در نيوجرسي از مدل‌هاي حل اختلاف استفاده کردند. مدل‌هاي مورد استفاده توسط محققين عبارتند از: مدل غير متقارن Nash، مدل غير متقارن Kalai-Smorodinsky، مدل نامتقارن مساحت يکنواخت و مدل نامتقارن افت برابر. نتايج ارائه شده، حاکي از توافق مناسب ميان نتايج روش‌هاي مختلف از نظر تأمين آب از هر چاه است [ REF _Ref346174739 \h \* MERGEFORMAT 11].
Loaiciga (2004) نقش همكاري و عدم همكاري را با روشهاي رياضي و از طريق متدهاي مختلف تئوري بازيها در قالب يك مسئلهی بهرهبرداري مشترك از منابع آب زيرزميني در آمريكا بيان كرد. او نشان داد كه يك تعادل همكارانه وقتي به دست ميآيد كه بهرهبرداران به قيود مربوط به محدوديتهاي تراز آب زيرزميني و اثرات بهرهبرداري چندجانبه كه به آنها اجازه دستيابي به سود اقتصادي بر پايهی پايداري زيستمحيطي ميدهد، اهميت دهند. در اين مطالعه، نشان داده شد كه دستيابي به يك تعادل همكارانه از جواب يك مسئله برنامهريزي درجه دوم حاصل ميشود. بر اساس اين مقاله دستيابي به يك تعادل همكارانه گاهي بدون ايجاد يك نيروي واداركننده به همكاري ميسر نيست [ REF _Ref346174760 \h \* MERGEFORMAT 26].
Salazar et. al. (2007) با استفاده از نظريه بازيها به حل اختلاف در بهرهبرداري از آب زيرزميني در Mexico پرداختند. در اين مسئله، منافع اقتصادي حاصل از افزايش محصولات كشاورزي نيازمند افزايش برداشت از منابع آب زيرزميني از طريق چاهها است، از طرفي افزايش محصول نيز نيازمند استفاده بيشتر از كودهاي شيميايي است كه نتيجهی آن افزايش بار آلودگي شيميايي خواهد بود و اثرات نامطلوب زيستمحيطي اين بارآلودگي قابل ملاحظه ميباشد. آنها در اين تحقيق از نظريه بازيها براي يافتن جواب بهينه از بين 12 سناريوي مختلف برداشت آب استفاده كردند و به كمك چهار روش مختلف حل اختلاف، سناريوي بهينه را ارائه نمودند [ REF _Ref346174777 \h \* MERGEFORMAT 41].
حل اختلاف در بهرهبرداری تلفیقی از آبهای سطحی و زیرزمینیBazargan-Lari et. al. (2009) يك روش جديد براي تدوين قوانين بهره برداري تلفيقي از منابع آب سطحي و زيرزميني در زمان واقعي، ارائه دادند. تعيين سیاست‌های بهينهی بهرهبرداري تلفيقي از منابع آب سطحي و زيرزميني زماني كه تصميمگيران و ذينفعان متفاوت با اهداف متضادي وجود دارند، مسئلهاي پيچيده است. در روش پيشنهادي، براي تعيين منحنی‌های تعامل بين اهداف، از الگوريتم ژنتيك چندهدفه NSGA-II و در رفع اختلاف بين تصميمگيرندگان، از تئوري رفع اختلاف Young استفاده شد. همچنين براي برطرف نمودن مشكل زمان اجراي مدل بلندمدت در بهره برداري در زمان واقعي، استفاده از ماشین‌های بردار پشتيبان احتمالاتي كه قابليت ايجاد خروجي احتمالاتي و ارائهی قوانين مديريت منابع آب را دارا هستند، پيشنهاد گرديد. مدل ارائه شده براي تدوين قوانين بهرهبرداري تلفيقي از منابع آب سطحي و زيرزميني تهران ( REF _Ref186370977 \h \* MERGEFORMAT شکل ‏21) به كار گرفته شده است. ذينفعان در منطقهی مورد مطالعه، داراي مطلوبیت‌های متفاوت و بعضاً متضادي نظير تأمین آب با كيفيت مناسب، كاهش هزينههاي پمپاژ، بهبود كيفيت آب آبخوان و كنترل نوسانات سطح آب زيرزميني هستند. در روش ارائه شده، مدل‌های شبيهسازي جريان آب زيرزميني MODFLOW و پخش و انتقال آلاينده MT3D با مدل بهينهسازي NSGA-II تلفيق شدند تا منحنی‌های تعامل بين اهداف به دست آيند. بهترين نقطه روي منحني تعامل به كمك مدل رفع اختلاف Young انتخاب شد. نتايج مدل پيشنهادي نشان دهندهی اهميت اعمال يك مدل رفع اختلاف يكپارچه و قابليت مناسب ماشین‌های بردار پشتيبان در تدوين قوانين بهرهبرداري تلفيقي از منابع آب سطحي و زيرزميني در زمان واقعي در منطقهی مورد مطالعه است. نتايج نشان می‌دهند كه ميزان دقت قوانين تخصيص آب محاسبه شده در مرحله صحتسنجي بيش از 80 درصد است. بر اساس اين قوانين، تغييرات تجمعي تراز سطح آب زيرزميني در آبخوان تهران در يك دوره برنامه ريزي 15 ساله در حد 80 سانتيمتر محدود شده است [ REF _Ref346174823 \h \* MERGEFORMAT 6].

شکل STYLEREF 1 \s ‏2 SEQ شکل \* ARABIC \s



قیمت: 11200 تومان