1-3-1-واکنش قلیایی سیلیسی (ASR ) ………………………………………………7

1-3-2-واکنش قلیایی کربناتی (ACR )…………………………………………………..9

1-4-شرایط لازم برای واکنش قلیایی سنگدانه ها……………………………………..10

1-5-مراحل فرایند واکنش قلیایی………………………………………………………..11

1-5-1-مرحله نهفتگی …………………………………………………………………….11

1-5-2-مرحله ایجاد ترک……………………………………………………………………11

1-5-3-مرحله تثبیت……………………………………………………………………….12

1-6- نشانه های واکنش قلیایی سنگدانه ها…………………………………………12

1-7-ارزیابی نرخ خرابیها………………………………………………………………….14

1-8-پیشگیری از واکنش قلیایی………………………………………………………..16

1-9- مدیریت سازه های تحت تاثیر واکنش قلیایی سنگدانه ها……………………19

1-10-روشهای بهبود وضعیت سازه متاثر از واکنش قلیایی سنگدانه ها ……………20

1-11-نتیجه گیری………………………………………………………………………..21

فصل دوم : مطالعات علمی و تجربی گذشته…………………………………………..22

2-1-مقدمه…………………………………………………………………………………….23

2-2- تحقیقات در مورد مدلهای ارائه شده……………………………………………..23

2-2-1- مدل دو فازی……………………………………………………………………….24

2-2-2- تحقیقات Wen  ………………………………………………………………..

2-2-3–مدل ترمودینامیکی……………………………………………………………..26

2-2-4- مدل ترمومکانیک واکنش قلیایی………………………………………………27

2-2-5- مدل پارامتریک واکنش قلیایی…………………………………………………..28

2-2-6- تحقیقات Romera………………………………………………………………

2-2-7-تحقیقات seignol………………………………………………………………..

2-2-8-مدل Larive………………………………………………………………………..

2-2-9- تحقیقات Turanli……………………………………………………………….

2-2-10- تحقیقات Swamy…………………………………………………………….

2-2-11 -تحقیقات Hamada…………………………………………………………..

2-3-نتیجه گیری………………………………………………………………………….43

 

فصل سوم : مروری بر نتایج آزمایش مبناء…………………………………………..44

3-1-مقدمه…………………………………………………………………………………45

3-2-مقاومت  فشاری متوسط نمونه ها……………………………………………….45

3-3– نحوه ساخت تیره ها و درصد آرماتور آن ها ……………………………………45

3-3-1-نحوه آماده کردن تیرهای بتنی جهت بارگذاری ……………………………….46

3-4-بررسی نتایج آزمایش ها و تجزیه و تحلیل آنها…………………………………..47

3-4-1-مقدمه…………………………………………………………………………….47

3-4-2 مقایسه کرنش در بتن تیرهای با سنگدانه های فعال و غیر فعال……………48

3-4-3- مقایسه کرنش های ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها در تیرهای بتنی… 52

3-8-بررسی تعیین ظرفیت خمشی تیرهای بتنی مسلح …………………………..55

3-9-بررسی نتایج آزمایش مبناء با تحقیقات گذشته………………………………….57

فصل چهارم : مدل کردن تیرها با روش عناصر محدود……………………………………58

4-1-مقدمه ………………………………………………………………………………..59

4-2-مدل سازی……………………………………………………………………………59

4-2-1-مدل کردن فشار داخلی……………………………………………………………..61

4-2-2-مدل کردن آرماتورها (فولاد) ………………………………………………………….66

4-3-مقایسه نتایج مدل و آزمایش………………………………………………………..66

4-4- محدودیتهای مدل عددی …………………………………………………………….81

4-5- روش گام به گام مدل کردن…………………………………………………………….81

4-6-نتیجه گیری……………………………………………………………………………….82

فصل پنجم : نتیجه گیری…………………………………………………………………….83

نتیجه گیری……………………………………………………………………………………..84

فصل ششم : پیشنهادات………………………………………………………………….85

پیشنهادات…………………………………………………………………………………..86

پیوست  الف……………………………………………………………………………….87

پیوست ب………………………………………………………………………………….. 92

فهرست مراجع……………………………………………………………………………… 97

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………104

این مطلب را هم بخوانید :

چکیده:

بتن را  می توان به  عنوان یکی از محورهای شاخص سازه  و ابنیه  معرفی  کرد . در  کنار تمامی ویژگیهای مثبت و منحصر به فرد ،  بتن همانند  هر ماده  دیگری  در  جهان هستی  دارای   پاره ای خواص منفی نیز می باشد که  منجر به  بروز  چالشها  در استفاده از آن میگردد . از  جمله  می توان به مواردی چون خزش ، فرسایش ،… اشاره کرد . یکی دیگر از عواملی که در کنار  عوامل فوق  می تواند روی  بهره برداری  بهینه  از بتن موثر  باشد  تورم  سنگدانه های  موجود  در  بتن تحت تاثیر پدیده ای به نام واکنش قلیایی سنگدانه است .

واکنش قلیایی سنگدانه ها ، یک  واکنش شیمیایی  در  سنگدانه های  خاص و قلیایی موجود  در بتن است که منجر به تشکیل  یک ژل سیلیسی- قلیایی که تولید فشار کرده و در نهایت سبب انبساط و ایجاد ترک و کاهش مقاومت بتن می شود .

در این  پژوهش اثر این پدیده  در  دراز مدت روی تیر بتنی مسلح  و وضعیت تیر از لحاظ رفتار خمشی ، همچنین تاثیر درصد آرماتورهای کششی و فشاری و ظرفیت  باربری بررسی خواهد شد . تیرهای  بتن آرمه  بر اساس خواص مکانیکی  بتن  در  نظر گرفته  شده است . تیرها  mm1100  درازا  داشت  ̨  سپس  مدلی  به  روش  اجزاء  محدود  توسط  برنامه   ABAQUS برای واکنش قلیایی –  سنگدانه ها  طراحی  شده  است  .  در  مدل  ارائه  شده  واکنش  قلیایی  بصورت  فشار  داخلی  یکنواخت  و  با  معادلات  حاکم  بر  این  پدیده  منظور  گردیدند  و  نتیجه  کلی  واکنش قلیایی  باعث  افزایش  تنش آرماتور کششی  می گردد  که در هنگام طرح تیر بایستی در نظر گرفته شود . همچنین  برای بررسی صحت نتایج بدست آمده  از مدل با  نتایج  واقعی  با مطالعاتی که در گذشته در این زمینه صورت گرفته است به قیاس گذاشته شده است .

مقدمه:

بدون  شک  دستیابی  بشر به تکنولوژی  بتن  یکی از مهمترین  جهش ها  در  فعالیتهای عمرانی محسوب می شود . مقاومت بالا و سهل الحصول بودن اجزاء تشکیل دهنده ، بتن را به عنوان یکی از اجزاء شاخص و کلیدی سازه و ابنیه معرفی می کند .

یکی از دغدغه های مهندسین سازه ، استفاده  بهینه و ایمن از بتن است . در کنارتمامی ویژگیهای مثبت و منحصر به فرد بتن  نیز مانند هرماده دیگری در جهان طبیعت دارای خواص و رفتاری است که منجر به  بروز  پاره ای چالشها  در استفاده از آن میگردد . از جمله می توان به مواردی چون یخ زدگی ، سولفاته شدن ، انقباض ، خزش و فرسایش اشاره کرد . این عوامل می توانند باعث تغییر در خواص بتن شده و سبب پیدایش ترک و یا خرابی در سازه گردند . یکی دیگر از عواملی که در کنار عوامل فوق می تواند روی  بهر برداری بهینه  از بتن موثر باشد  تورم سنگدانه های  موجود در  بتن تحت تاثیر پدیده ای به نام واکنش قلیایی سنگدانه است .

واکنش قلیایی سنگدانه ها پس ار آنکه دراوایل سال 1940 توسط (stanton) شناسایی شد ̨ تا کنون موضوع تحقیق دانشمندان بیشماری  در سراسر دنیا بوده و هست . علت تحقیقات گسترده در این زمینه  آن است  که تاثیرات منفی این واکنش در  برخی موارد  بسیار جدی  و خطرناک  بوده و هزینه های زیادی ایجاد  کرده  است  و عملکرد  سازه ای متاثر را مختل  نموده  است . پاره ای  از  محققین در زمینه های آزمایشگاهی و رفتار سنجی  بتن  تحت  تاثیر واکنش ̨ فعالیت داشته و بخش دیگری به یافتن مدلهای  عددی  جهت پیش بینی رفتار  بتن  تحت تاثیر واکنش قلیایی پرداخته اند . بعضی دیگر از محققین  به  یافتن  استانداردهای مناسب ، برای  آزمایشهای  لازم در  تعیین  میزان  قلیایت  سیمان  و  واکنش پذیری  سنگدانه ها  و  مواردی  از  این  قبیل  پرداخته اند  و  همین امر گستردگی زمینه فعالیت در خصوص این پدیده را نشان می دهد .

روش مستقیم جهت کاهش خرابی بتن توسط این پدیده شناسایی پتانسیل فعالیت سنگدانه ها و خودداری از استفاده از آنها می باشد . اما در بعضی اوقات به علت فقدان وجود منابع سنگدانه های غیر فعال و هزینه حمل و نقل سنگدانه های مناسب ، استفاده  از سنگدانه های فعال اجتناب ناپذیر است . در یک چنین شرایطی استفاده از سیمان  با قلیایی کم توصیه می شود که آن هم به علت در دسترس نبودن  غیر ممکن است . بنا  به دلایل ذکر شده  وقوع این واکنش در داخل بتن در محیط های مستعد اجتناب ناپذیر است .

تیرهای بتنی در  پل ها  و قطعات  خمشی تحت اثر واکنش قلیایی سنگدانه ها ، یکی از  عناصر سازه ایست که می تواند مورد پژوهش باشد . دراین زمینه  نیز تحقیقاتی انجام گرفته ولی اثر توام این پدیده با بارگذاری در نظر گرفته  نشده است . هدف  از  این پژوهش ، بررسی اثر این  پدیده  همراه  با بارگذاری  با  درصدهای  مختلف آرماتور می باشد .

در فصل اول  نگاهی گذرا  به  ماهیت  پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها و نکات لازم در جهت مدیریت و علاج بخشی سازه های مبتلا به آن خواهیم داشت .

فصل دوم به مطالعات علمی وتجربی که در گذشته صورت گرفته می پردازیم . این مطالعات به دو صورت آزمایشگاهی و مدلسازی ارائه شده است.

در  فصل سوم آزمایش مبناء و نتایج و ارزیابی آنها ارائه گردیده است .

در  فصل  چهارم  مدل های عددی  ارائه شده مورد بررسی قرار خواهد گرفت و نتایج حاصله از مدل با نتایج آزمایشگاه مقایسه می شود .

در فصل پنجم نتیجه گیری حاصل از تحقیق نهایی صورت گرفته است .

در فصل ششم پیشنهاداتی جهت تحقیقات آینده ارائه گردیده است .

فصل اول: کلیاتی در خصوص پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها

1-1- مقدمه

پدیده واکنش قلیایی سنگدانه ها واکنشی است  شیمیایی که بین  یون  هیدروکسید که به صورت هیدروکسید  سدیم و پتاسیم  در  سیمان  پرتلند  یافت  می شود و در بعضی از انواع سنگدانه های موجود در  بتن اتفاق می افتد . آب  نیز به عنوان یکی  از  مواد  اصلی بتن نقش یک  کاتالیزور  را در واکنش ایفا کرده و باعث تسریع واکنش می شود .

این واکنش سبب تورم بتن ، ترکهای ریز و در نهایت ترکهای قابل رویت  در بتن می شود . این اثر در  بتن توده  بیشتر قابل ملاحظه  می باشد . این واکنش می تواند  در  دراز  مدت  روی  بهره برداری سازه اثر بگذارد . سازه هایی چون  نیروگاههای برق آبی- سدهای بتنی –  پل ها – دال ها – که در شرایط مناسب  برای انجام این  واکنش  قرار دارند و مانند اینها می توانند تحت تاثیر این واکنش قرار گیرند .

2-1- انواع واکنش قلیایی سنگدانه ها

1-2-1- واکنش قلیایی سیلیسی

این نوع واکنش که شایعترین نوع واکنش سنگدانه هاست بین یون هیدروکسید موجود در سیمان و سنگدانه های سیلیسی ̨  سیلیسی چخماقی ̨  بلورهای آتشفشانی ومانند اینها اتفاق می افتد.

در طی  این نوع واکنش یک ژل سیلیکاتی  در بتن ایجاد می شود  که قابل  انبساط است و سبب تورم و ترک بتن  می شود . در  صورتی  که  میزان  سنگدانه هایی که از  موادی  چون  شن چرتی تشکیل شده اند در بتن بین 1تا 5 درصد باشد انبساط بتن سریعترشده و پس از 10 سال ترکهایی در بتن دیده می شود.

2-2-1- واکنش قلیایی سلیس- سیلیکات

این نوع واکنش قلیایی بیشتر به دلیل وجود کوارتز رخ می دهدو طی آن علاوه بر بتن ̨  سنگدانه های درشت  بتن نیز دچار انبساط می شوند . در این نوع واکنش پس از گذشت بیش از  20 سال ترکهای بتن قابل رویت است .

3-2-1- واکنش قلیایی کربنات

این نوع واکنش بین سنگ آهک دولومیت و یون هیدروکسید اتفاق می افتد . فراوانی این واکنش نسبت به دو نوع قبل کمتر است و در آن ترکهایی پس از حدود 5 سال در بتن قابل رویت است .

3-1- مکانیسم واکنش قلیایی سنگدانه ها

1-3-1- واکنش قلیایی سیلیسی (ASR )

1-3-1 مفاهیم……………………………………………………………………………….4

1-3-2 مدیریت جامع حوضه رودخانه…………………………………………………..5

1-3-3 استفاده از مدل­سازی در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب…………………..6

1-4 نرم­ افزار  WEAP…………………………………………………………………..

1-5 اهداف تحقیق………………………………………………………………………..8

1-6 ضرورت تحقیق………………………………………………………………………9

1-7 ساختار پایان نامه………………………………………………………………….10

فصل دوم: پیشینه تحقیق

2-1 مقدمه………………………………………………………………………………12

2-2 مدل­سازی سیستم­های منابع آب در سطح حوضه آبریز………………………..12

2-2-1 شبیه سازی سیستم منابع آب……………………………………………..13

2-2-2 انواع روش­های شبیه سازی……………………………………………………14

2-2-3 بهینه سازی منابع آب…………………………………………………………..16

2-2-3-1 انواع مدل­های بهینه­سازی…………………………………………………17

2-2-4 انواع مدل­های هیدرولوژیکی…………………………………………………..23

2-3 مدیریت منابع آب………………………………………………………………..25

2-3-1 تعریف مسأله و انتخاب متدولوژی…………………………………………….25

2-3-2 محدوده مکانی، افق زمانی و مقیاس……………………………………….25

2-3-3 تمام فرآیندهای هیدرولوژیکی……………………………………………….25

2-3-4 تعیین داده­های مورد نیاز و آماده سازی آنها……………………………… 26

2-3-5 تشکیل مدل، واسنجی و اعتبار سنجی…………………………………….26

2-3-6 ارزیابی گزینه­های مدیریتی……………………………………………………..27

2-4 مدیریت یکپارچه منابع آب …………………………………………………………..27

2-5 انتخاب مدل ……………………………………………………………………….29

2-5 مدل WEAP ……………………………………………………………………….

2-6 پیشینه استفاده از مدل مدیریتی WEAP ………………………………………

فصل سوم: مواد و روش

3-1 مقدمه …………………………………………………………………………….41

 

3-2 ابعاد مکانی مسئله …………………………………………………………….41

3-3 حوضه رودخانه …………………………………………………………………….43

3-3-1 رودخانه گاماسیاب ……………………………………………………………43

3-3-2 رودخانه خرمرود ………………………………………………………………..44

3-3-3 رودخانه دینور ………………………………………………………………….44

3-4 داده­های هیدرولوژیکی ………………………………………………………….45

3-4-1 ایستگاه­های حوضه …………………………………………………………….46

3-4-1-1 ایستگاه پل­چهر ………………………………………………………………46

3-4-1-2 ایستگاه دوآب ………………………………………………………………..46

3-4-1-3 ایستگاه آران ………………………………………………………………..47

3-4-1-4 ایستگاه پل­حاجی آباد ……………………………………………………..47

3-4-1-5 ایستگاه حیدر آباد ………………………………………………………47

3-4-1-6 ایستگاه پیرسلمان ……………………………………………………..47

3-4-1-7 ایستگاه کله جوب ……………………………………………………..47

3-4-2 دبی رودخانه …………………………………………………………………48

3-4-3 تبخیر ………………………………………………………………………..50

3-5 سدهای حوضه …………………………………………………………………….50

3-6 تقاضای آب ………………………………………………………………………..53

3-6-1 نیاز کشاورزی ……………………………………………………………….53

3-6-2 نیاز صنعت ………………………………………………………………….54

3-6-3 نیاز شرب ……………………………………………………………………55

3-6-4 نیاز زیست محیطی ………………………………………………………..56

3-7 واسنجی و اعتبار سنجی مدل ………………………………………………56

3-7-1 گام زمانی …………………………………………………………………..56

3-7-2 واسنجی مدل …………………………………………………………………..57

3-7-3 اعتبار سنجی مدل ………………………………………………………….58

فصل چهارم: بررسی سناریوهای مختلف

4-1 مقدمه ……………………………………………………………………………64

این مطلب را هم بخوانید :

4-2 سناریوی 1 ……………………………………………………………………..64

4-2-1 سناریوی 1 الف ………………………………………………………………..65

4-2-2 سناریوی 1 ب ………………………………………………………………..66

4-3 سناریو 2 …………………………………………………………………………..67

4-3-1 سناریو 2 الف …………………………………………………………………..67

4-3-2 سناریو 2 ب …………………………………………………………………….69

4-4 سناریو 3 ……………………………………………………………………………70

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 مقدمه …………………………………………………………………………….74

5-2 نتیجه گیری ………………………………………………………………..74

5-3  پیشنهادات ………………………………………………………………………..75

منابع …………………………………………………………………………….77

پیوست ……………………………………………………………………………..80

چکیده:

امروزه آب به عنوان کلید توسعه، در جوامع بشری اهمیت فوق­العاده­ای پیدا کرده و کشور ایران نیز از این قاعده مستثنی نمی­باشد. بویژه آنکه این کشور در منطقه خشک و نیمه خشک جهان قرار دارد. شرایط آب و هوایی حاكم بر استان کرمانشاه  و محدودیت های موجود در منابع آب زیرزمینی، بهره وری بیشتر از منابع آب های سطحی را اجتناب ناپذیر می نماید. از سوی دیگر عدم بهره برداری از پتانسیل­ آب­های سطحی استان، افزایش جمعیت و به تبع آن افزایش نیازها در سنوات اخیر، باعث برداشت بی­رویه و غیر اصولی از منابع آب زیرزمینی اغلب دشت­های استان شده است. در دهه­های گذشته با رشد قابلیت­های نرم­افزاری، امکان توسعه مدل­های رایانه­ای فراهم شده است که به نوبه خود نقش بسزایی در بهینه­سازی و شبیه­سازی منابع آب داشته است. امروزه تجزیه و تحلیل مسائل منابع آب با استفاده از مدل­های هیدرولوژیکی که فرآیندهای از قبیل بارش، تبخیر، نفوذ و رواناب را شبیه­سازی می­کنند، از جایگاه ویژه­ای برخوردار است. یکی از پر کاربردترین این نرم­افزارها در سال­های اخیر نرم­افزار WEAP بوده است. WEAPدر زمینه برنامه­ریزی و ارزیابی پروژه­های آبی، اجزای مختلف یک حوضه و رودخانه را گرد هم می­آورد. این تحقیق در حوضه گاماسیاب که زیر حوضه شمال شرقی حوضه کرخه است، انجام شده است. هدف از این تحقیق بررسی جامع منابع آب سطحی حوضه گاماسیاب با توجه به سدهای در دست ساخت و مطالعه بوده است. بخش اعظم این حوضه در استان کرمانشاه و سرشاخه­ آن در استان همدان قرار دارد. رودخانه اصلی این حوضه رودخانه گاماسیاب است که برروی شاخه­های آن در استان کرمانشاه سدهای جامیشان، قشلاق علیا و آناهیتا (کبوتر لانه) در دست ساخت، و سد بیستون در پایین دست آنها در دست مطالعه است. بمنظور ساخت مدل WEAP تعریف مسئله  قالب زمانی، محدوده مکانی، اجزای سیستم و طراحی مسئله انجام گردیده است. سپس با اعمال سناریوهای مختلف وضعیت طرح در شرایط آینده با توجه به سیاست گذاری­های موجود، سنجیده شده است. در این پژوهش داده­های هیدرولوژیکی 41 ساله حوضه گاماسیاب جهت کالیبراسیون مورد استفاده قرار گرفته است و سناریوها نیز در دوره ای 40 ساله جهت بررسی عملکرد سد و نیز تأثیر سدهای بالادست بر سد پایین دست، با کمک نرم­افزار WEAP، به کار گرفته شده­اند. در شبیه­سازی حوضه، از روش مونتانا جهت برآورد نیاز زیست محیطی استفاده و گامهای زمانی بصورت ماهانه در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده نشانگر عملکرد مناسب سد بیستون در تأمین نیازهای مربوطه بوده است. سدهای بالا دست با کمبود آب در تأمین تقاضاهای حوضه مواجه بوده و برای جبران باید راهکارهای مناسبی اندیشیده شود. بیشترین کمبود در بخش کشاورزی سد قشلاق مشاهده شده است و توان تعریف شده انتقال خط انتقال آب از رودخانه گاماسیاب به سد بیستون مناسب می باشد.

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

تامین آب تمیز مبنای اصلی استفادۀ پایدار از منابع طبیعی است. در سال 1940 حجم آب تمیز مصرفی جهان 1500 کیلومتر مکعب در سال بوده است حال آنکه در سال 2000 این مقدار به 5000 کیلومتر مکعب در سال رسیده است. تعداد کشورهایی که با بحران آب مواجه هستند از 7 کشور در سال 1955 به 20 کشور در سال 2000 رسیده­اند و این تعداد به 34 کشور در سال 2025 خواهند رسید. اصلی ترین موضوعات جهانی در قرن 21 عبارتند از امنیت غذایی و کیفیت محیط زیست که هر دو موضوع به مدیریت حوزه­های آبخیز بستگی دارند. همچنین محدودیت­ منابع، رشد جمعیت، خصوصیت روان بودن آب، فعالیت­های اقتصادی و به تبع آن رشد تقاضای آب باعث شده است که خصوصیات هیدرولوژیکی حوضه آبریز، خصوصیات اقتصادی-اجتماعی ذی­نفعان و خصوصیات زیست محیطی رودخانه بیش از پیش به هم پیوسته گردند. به همین علت امروزه اثرات یکی بر دیگری در فاصله­ای نزدیک­تر و زمانی کوتاه­تر نمودار گشته و در بلند مدت روند عرضه و تقاضای آب در حوضه آبریز را دچار تغییرات شدیدتری می­نماید. عدم توجه به تعامل خصوصیات هیدرولوژیکی، اقتصادی-اجتماعی و زیست محیطی، تخصیص آب به متقاضیان را با محدودیت مواجه می­کند. از این رو جهان با معضلات فزاینده ای در زمینه بهبود کیفیت آب و تامین تقاضای روبه رشد آن، مواجه است.

2-1- مصارف آب

استفاده از آب به دو دسته عمده تقسیم می­گردد:

1- استفاده­ های مصرفی آب (آبیاری کشاورزی، صنعتی و شهری)

2- استفاده­ های غیر مصرفی آب (برق آبی، تفریحی و زیست محیطی)

در کشورهای جهان از بین استفاده­های مصرفی آب، آبیاری بیشترین سهم را داراست (حدود 70% که این مقدار در ایران حدود 92% می­باشد)[1]. این درحالی است که با رشد جمعیت علاوه بر مصارف آبیاری، نیاز مصارف شهری و صنعتی نیز در حال افزایش است. این مسئله سبب رقابت بین مصرف کنندگان شده، که تبعاً نیازمند راهکارهای جدیدی جهت مدیریت عرضه آب است. علیرغم توسعۀ تکنولوژی و تکنیکهای کشاورزی، در بسیاری از مناطق جهان تولید مواد غذایی و رشد جمعیت نه تنها همگون نیست (تعدادی از کشورهای آفریقایی)، بلکه حتی با افزایش درخواست مواد غذایی مواجه هستیم. اگرچه نقش عوامل مدیریتی و سیاسی در تأمین مواد غذایی انکار ناپذیر است، اما تنزل کمیت و کیفیت منابع خاک و آب دلیل اصلی کمبود مواد غذایی است. با توجه به اینكه آب یكی از نهاده­های تولید اكثر بخشهای اقتصادی است، مقدار تولید و شاخص­های اقتصادی-اجتماعی وابسته به آن، مانند؛ اشتغال نیروی كار، درآمد حاصل از فروش تولیدات و ارزش افزوده تولید، عرضه كمی و كیفی آب را با محدودیت مواجه می­كند.

سیاست­گذاران و تصمیم­گیران زمینه تخصیص آب با توجه به بهم پیوستگی خصوصیات هیدرولوژیكی، اقتصادی-اجتماعی-زیست محیطی، و برای پرهیز از اشتباه در تصمیم­گیری­ سعی می­كنند اولویتهای لازم را برای لحاظ این به هم پیوستگی، در تحلیل سیاست­ها و ارزیابی دقیق­تر اثرات آنها اعمال نمایند. به همین علت رویكرد برنامه­ریزی مبتنی بر مدیریت عرضه[1] كه با هدف بیشینه سازی عرضه آب برای تقاضاهای آبی عمل می­كند، امروزه به رویكرد مدیریت توامان عرضه و تقاضای[2] آب تبدیل می­گردد.

3-1- مدیریت جامع منابع آب

مفهوم مدیریت جامع منابع آب در دهه ۸۰ قرن بیستم میلادی در پاسخ به مشكلات مدیریت آب مطرح گردید. در مدیریت جامع منابع آب به جای بهره­گیری از روش قدیمی مدیریت از بالا به پایین یا به عبارت دیگر برنامه­ریزی جامع آب كه در آن تمركز بر روی موجودیت آب و توسعه منابع است، از روش جدیدتر مدیریت از پایین به بالا یا به عبارت دیگر برنامه­ریزی جامع سیاست­های آب كه در آن اندركنش موجود بین بخش­های مختلف نیز دخیل گردیده است، استفاده می­شود.

یکی از نکات اساسی در تعریف و اعمال برنامه­ریزی و مدیریت یکپارچه منابع آب، تأکید بر تمرکز برنامه­ریزی و مدیریت در مقیاس و سطح حوضه آبریز به عنوان واحد مکانی تحلیل به جای اکتفا به برنامه­ریزی مجزا در سطح پروژه­های منفرد است. بنابراین پرواضح است که برنامه­ریزی تخصیص بهینه منابع آب بین مصارف و محل­های مصرف رقیب نیز بایستی در واحد مکانی و اشل حوضه آبریز صورت پذیرد. در نتیجه مدیریت یکپارچه منابع آب در سطح حوضه آبریز[1] و یا IRBM، موضوعی دارای اهمیت و قابل توجه برای طراحان، برنامه­ریزان، مدیران و قانون گذاران حیطه مسائل آب بوده که در آن به موضوع مدیریت سیستم­های آبی بعنوان امری تأثیرگذار در محیط طبیعی و اجتماعی-اقتصادی در برگیرنده آنها پرداخته می­شود.

اگر مدیریت یکپارچه منابع آب در حوضه آبریز را به معنای رعایت یکپارچگی و جامع­نگری از منظر:

1- احتساب و تحلیل تمامی عناصر و المان­های پخش شده در گستره مکانی سیستم با هم و روی هم و در تعامل با هم (Spatial Integrity).

2- یکپارچگی تحلیل در گستره زمانی و یا به عبارتی توجه به شرایط هم حال و هم آینده و تغییر پذیری رفتار حوضه در اشل زمانی مناسب و معرف (Temporal Integrity).

3- دیدن منابع آب سطحی و زیرزمینی و حتی منابع خاک با هم و در تعادل با هم (Resource Integrity) در کنار مدیریت مصارف به شکل یکپارچه تحت معیارها و اولویت­بندی­های مختلف (Demand Management).

4- احتساب همزمان اهداف کمی در کنار اهداف کیفی (Quantity-Quality Integrity).

5- پذیرش و لحاظ کردن تعدد اهداف تأمین آب، تولید برق، کنترل سیلاب، حفظ اکولوژی و محیط زیست (Multi-Objective Aspects)، ضمن توجه به ملاحظات اقتصادی-اجتماعی و مناسبات اداری و سازمانی (Institutional Aspects) در سطح حوضه آبریز.

بدانیم، طبیعتا بایستی در جستجوی آندسته از روش­ها و مدل­های ریاضی و تحلیل سیستمی باشیم که قابلیت و سنخیت بیشتر در احتساب جنبه­های پنج­گانه فوق از مدیریت یکپارچه را دارا می­باشند. اصولا با گسترش افق دید و تحلیل از برنامه­ریزی برای یک طرح و پروژه مضوعی و محلی خاص به برنامه­ریزی در سطح و اشل بسیار بزرگتر نظیر کل حوضه آبریز و حتی برهم­کنش آن با حوضه مجاور، هدف اصلی استفاده از یک رویکرد مبتنی بر یکپارچه­نگری و تبع تحلیل و مدل­سازی یکپارچه، آنهم با پتانسیل یکپارچه­نگری از جنبه­های مختلف اشاره شده در بالا و نه صرفا جنبه مکانی آن است. این خصوصیت مهم واقعیتی است که متدولوژی و روش­های تحلیل و مدل­سازی متعاقب آن خود بخود بایستی در برابر آن پاسخگو باشند. بنابراین توانایی در برآوردن نیاز فوق است که مبنای انتخاب متدولوژی و روش­های تحلیل سیستمی مؤثر و سپس مدل­ها و بسته­های نرم­افزاری توسعه یافته بر اساس این روش­ها در برنامه­ریزی تخصیص آب در سطح حوضه آبریز خواهند بود. که این تحقیق در راستای اعمال اصول فوق در سطح حوضه آبریز گاماسیاب انجام می­پذیرد.

1-3-1- مفاهیم

در این قسمت مفاهیم مرتبط با مدیریت جامع منابع آب تعریف می­گردد:

1- توسعه منابع آب: فعالیت­های معمولا فیزیكی، كه منجر به استفاده سودمند از منابع آب با منظورهای منفرد یا چندگانه می­گردد.

2- برنامه­ریزی منابع آب[1]: برنامه­ریزی، توسعه، ذخیره و تخصیص منابع محدود (درون بخشی یا بین بخشی)، منطبق با موجودیت و تقاضا است و با در نظر گرفتن مجموعه كاملی از اهداف ملی، محدودیت­ها و علایق ذی­نفعان.

3- مدیریت منابع آب[1]: مجموعه كاملی از اقدامات فنی، نهادی، مدیریتی، منطقی و عملی مورد نیاز جهت طراحی، توسعه، بهره­برداری و مدیریت منابع آب با هدف كاربری پایدار.

4- مدیریت جامع منابع آب[1]: فرآیندی است كه مدیریت و توسعه آب، زمین و منابع مرتبط را با هدف بیشینه كردن برآیند اقتصادی و رفاه اجتماعی به نحوی متعادل و بدون به خطر انداختن پایداری اكوسیستم­های حیاتی، ترویج می­نماید.

5- خصوصیات هیدرولوژیکی شامل : مقدار ارتفاع بارش، دبی رودخانه، مساحت منطقه مطالعاتی، مقدار ارتفاع تبخیر، تخلخل و ضریب هدایت هیدرولیكی سفره زیرزمینی، ارتفاع متوسط سنگ بستر سفره و ارتفاع متوسط سطح زمین،می­باشد[2].

6- خصوصیات اقتصادی-اجتماعی ذی نفعان: خصوصیات اقتصادی-اجتماعی مورد نظر این تحقیق شامل؛ نرخ رشد جمعیت، راندمان تولید كشاورزی در واحد سطح به تفكیك كشت، و راندمان مصرف آب صنعت در واحد تولید وزنی، می­گردد، كه جزو پارامترهای اقتصادی-اجتماعی مساله تخصیص آب در نظر گرفته می­شوند.

7- خصوصیات زیست محیطی: حداقل مقدار جریان لازم در رودخانه برای حفظ اكوسیستم آن نیاز زیست-محیطی درون رودخانه نامیده شده و بعنوان خصوصیت زیست-محیطی در نظر گرفته شده است.

مطالعات نظری………………………………………………… 10

مقدمه………………………………………………………….. 11

2-1-  پیشینه انواع شاخص‌های آب………………………… 12

2-2 پیشینه شاخص فقر آبی………………………………… 14

2-3- مروری بر تعیین شاخص……………………………….. 18

2-4- شاخص فقر آبی………………………………………… 28

فصل سوم…………………………………………………….. 30

روش شناسایی تحقیق…………………………………….. 30

3-1 محاسبه شاخص فقر آبی در حوضه آبریز زهره وجراحی…31

3-2- روش محاسبه…………………………………………… 32

تجزیه وتحلیل یافته‌های تحقیق……………………………… 37

4-1-مقدمه…………………………………………………….. 38

4-2- منابع……………………………………………………… 38

4-3- مولفه دسترسی………………………………………… 44

4-3- 1- دسترسی به آب بهداشتی………………………… 45

4-4- ظرفیت……………………………………………………. 49

4-4-2 سرانه زمین‌های کشاورزی…………………………… 50

شکل 4-4-3 مولفه ظرفیت…………………………………… 51

4-5- مولفه مصرف……………………………………………..52

فصل پنجم……………………………………………………… 59

نتیجه گیری وپیشنهادات…………………………………….. 59

5-1- نتایج…………………………………………………….. 60

5-2- محدودیت ها ………………………………………………61

5-3- پیشنهاد ها ………………………………………………61

4-2- جداول محاسباتی……………………………………… 62

جدول شماره 4-2-1  معرف بارش…………………………… 62

جدول شماره 4-2-2-معرف آب ورودی به  حوضه…………… 63

جدول شماره 4-2-3معرف آب‌های زیر زمینی………………. 64

 

جدول شماره 4-2-4 مولفه منابع…………………………….. 65

جدول 4-3-1معرف دسترسی به آب بهداشتی………………. 66

جدول 4-3-2 معرف دسترسی به سیستم جمع آوری فاضلاب…67

جدول4-3-3 معرف آب کشاورزی……………………………… 68

جدول 4-3-4 مولفه دسترسی………………………………. 69

جدول 4-4-1- معرف آب ذخیره شده………………………… 70

جدول 4-4-2-  معرف نسبت زمین‌های کشاورزی به منابع داخلی…71

جدول 4-4-3  مولفه ظرفیت…………………………………… 72

جدول 4-5-1 معرف سرانه مصرف آب شرب………………….. 73

جدول 4-5- 2-1ارزش آب صنعتی در محدوده‌ها ی مطالعاتی….74

جدول 4-5-2-2 معرف ارزش افزوده آب صنعتی………………. 75

جدول 4-5-3-1 قیمت متر مکعب آب کشاورزی……………… 76

جدول 4-5-3-2 معرف ارزش افزوده آب کشاورزی……………. 77

جدول 4-5-4- مولفه مصرف……………………………………. 78

جدول 4-6-1- زیر معرف BOD…………………………………..

جدول 4-6- 2 زیر معرف فسفر………………………………… 80

جدول 4-6-3- زیر معرف TDS ,EC…………………………….

جدول 4-6-4- زیر معرف سم و کود…………………………. 82

خلاصه:

ترکیبی از اندازه گیری در دسترس بودن آب و ظرفیت اجتماعی واقتصادی برای دسترسی به آن بینش جدیدی در زمینه از مدیریت منابع آب و کاهش فقر داده است. این روش به تعریف از شاخص فقر آب (WPI) توسط سالیوان منجر شد متدولوژی اولیه به وسیله سالیوان و لارنس برای محاسبه WPI مبتنی بر وزن مساوی متوسط برای 5 مولفه منابع دسترسی ظرفیت مصرف و محیط زیست بود.

در این تحقیق نیز متاثر از چهارچوبWPI  سالیوان و همکارانش شاخص فقر  آبی به عنوان یک ابزار جامع برای ارزیابی تنش آب در حوضه رودخانه جراحی و زهره واقع در دامنه های جنوبی زاگرس میانی ایران مورد بررسی قرار گرفت وعدد 37.42 به عنوان میانگین شاخص فقر آبی در حوضه مورد مطالعه بدست آمد. همچنین مناطق اردکان-چشمه سفید و امام زاده جعفر به ترتیب با  مقادیر WPI 59.88 و 28.90 به عنوان بهترین وبدترین مناطق از نظر شاخص فقر آبی شاخته شدند که نهایتاً ارقام بدست آمده بیانگر آن هستند که طرحهای مدیریتی برای بهبود وضعیت کلی فقر آب در حوضه مورد مطالعه ضروری به نظر می‌رسد.

فصل اول: کلیات طرح

1-1- بیان مسأله

تاکنون شاخص­ها و مدل­های متعددی برای سنجش وضعیت آب کشورها به کار گرفته شده است از جمله می‌توان به شاخص فالکن[1]‌، شاخص تنش آب هیدرولوژی[2]، شاخص کمبود آب اجتماعی[3] و شاخص فقر آبی ((WPI اشاره کرد.هدف از استفاده این شاخص­ها،سنجش میزان پایداری بخش آب است. هر چند شاخص­های فوق از هدف یکسانی برخوردارند، اما نگرش آنها در ارزیابی متفاوت است.از این، شاخص‌ها می‌توان برای آگاه سازی قشر وسیع‌تری از جامعه در رابطه

این مطلب را هم بخوانید :

 با پیشرفت وضعیت پایداری استفاده کرد.

مسایل مربوط به یکپارچه شدن مدیریت منابع آب که شامل منابع آب و تقاضا، کاهش فقر و افزایش توان امرار معاش، استفاده از زمین‌های کشاورزی، و مسایل مربوط به محیط زیست مانند فرسایش و حفظ جنگل‌ها می‌شود مواردی ضروری هستند که می‌توانند به‌عنوان پایه‌ای برای توسعه برنامه‌های بهبود منابع آب مورد استفاده قرار گیرند و چگونگی تاثیر‌این مسایل برای نسل حال حاضر و‌آینده را توضیح دهند (Jakeman et al.2005) .

برای رسیدگی  مسایل پیچیده و مبهم مربوط به آب  احتساب محیط زیست معیارهای اجتماعی و اقتصادی حیاتی هستند. (Loucks And Gladwell, 1999)‌. ازاین رو در‌این تحیق WPI که ابزاری برای ارزیابی یکپارچه از استرس و کمبود آب ارتباط برآوردهای فیزیکی دسترسی به آب با متغییرهای اجتماعی و اقتصادی است بررسی شده است.

در فصل اول کلیات طرح شامل معرفی منطقه موردمطالعه اهداف واهمیت وضرورت تحقیق توضیح داده شده است.

در فصل دوم به مطالعات نظری و پیشینه انواع شاخص ها وشاخص فقر آبی پرداخته شده است

در فصل سوم متدولوژی وشاخص فقر آبی به همراه جداول آن در حوضه مورد مطالعه آورده شده است.

در فصل چهارم معرفی نرم افزار Arc GIS  و محدوده بندی با استفاده ازاین نرم افزار توضیح داده شده است.

در فصل پنجم نتایج حاصل از بررسی‌های انجام شده با شاخص فقر آبی در حوضه مورد مطالعه مورد بررسی قرار گرفته ودر انتها جمع‌بندی نتایج بدست آمده و پیشنهاداتی برای ادامه تحقیق آورده شده است.

2-1- اهداف تحقیق

هدف نهایی از انجام‌این پژوهش بررسی و ارزیابی بخش آب حوضه آبریز زهره جهت نقاط ضعف و قوت آن است.

دستاوردهای حاصل از‌این تحقیق نیز عبارت‎اند از:

ارائه ساختاری ثابت به منظور ارزیابی مستمر در بخش آب، نظارت پیوسته بر عملکرد و کنترل  نقاط ضعف و قوت آن؛

بررسی وضعیت کنونی بخش آب حوضه زهره از جنبه‎های مختلف در برابر با عملکرد گذشته‌این بخش، همچنین مقایسه آن با وضعیت عملکردی بخش آب در سایر حوضه‌های مشابه است.

–  شناسایی پتانسیل­ های توسعه حوضه زهره از منظر منابع ­آب

3-1- اهمیت موضوع تحقیق و انگیزش آن

مقایسه نحوه مدیریت منابع آب درکشور با استاندارهای جهانی نشان می‌دهد که مدیریت منابع و ذخایرآب  کشورکه کالایی استراتژیک محسوب می‌شود، بسیار ضعیف است. طبق آمارهای وزارت نیرو درکشوراز130میلیارد مترمکعب پتانسیل سالانه آب تجدید شونده 92 درصد دربخش کشاورزی، 6 درصد در بخش شرب شهری و روستایی و تنها 2 درصد دربخش صنعت مصرف می‌شود درشرایطی که طبق میانگین جهانی سهم کشاورزی از پتانسیل منابع آب تجدید شونده 70 درصد، سهم مصرف 8 درصد و سهم صنعت 22 درصد است. از جمله دلایل پیامدهای نامطلوب در بخش آب پدیده‌های طبیعی خشکسالی

محدودیت ذاتی منابع آب، زمینه را برای بروز خشکسالی‌های شدید در بخش‌هایی از کشور بیشتر کرده است. خشکسالی پدیده‌ای غیرطبیعی نیست، اما ابعاد و اثرات تخریبی آن به نسبت شدت و موقعیت جغرافیایی متفاوت است. کشور ما یک دوره خشکسالی اقلیمی‌دارد که غالباً در دوره‌های ۱۰ و ۳۰ ساله اتقاق می‌افتد و جلوگیری از آن در دست ما نیست، اما باید با پیامدهای خشکسالی مقابله نمود. مقابله با پیامدهای خشکسالی زمانی موفق است که با پیش‌بینی و برنامه‌ریزی دوره‌های خشکسالی و‌ایجاد ظرفیت‌های لازم ، هم در بعد تأمین و هم در بعد مصرف با روشی پایدار به عبور از دوره خشکسالی نایل آئیم.

 متقاضیان

بعد از محدودیت ذاتی منابع آب که چالش عظیمی‌است، مصرف‌کنندگان نیز چالش بزرگتری را به وجود می‌آورند. کمیت و کیفیت مصرف، رقابت در مصرف، عدم تعادل در شیوه‌های استفاده و صدمه‌ای که از‌این حیث به منابع آب و نهایتاً محیط زیست وارد می‌آید، نیاز به برنامه‌ریزی و مدیریت اصولی در کاهش تبعات و اثرات آن دارد. از جمله مصرف‌کنندگان مهم، بخش کشاورزی است که در سال ۱۳۸۰ نیاز آبی خود را به میزان ۴۶ در صد از آب‌های سطحی و ۵۴ در صد از آب‌های زیرزمینی تأمین كرده است.

 کاهش کیفیت منابع آب

منابع آب در اثر بهره‌برداری و استفاده بی‌رویه همواره در معرض آلودگی و یا کاهش کیفیت بوده است. مصرف روبه ‌رشد در تمامی‌عرصه‌های مصرف اعم از شرب، صنعت، خدمات و کشاورزی پیامدهای تغییر و کاهش کیفیت را به دنبال دارند. در حال حاضر حدود ۲۹ میلیاردمترمکعب از پساب‌های کشاورزی ، شهری و صنعتی کنترل نشده وجود دارد که خطر بالقوه‌ای برای کاهش کیفیت منابع آب است و پیش‌بینی می‌شود ‌این روند در سال ۱۴۰۰ به حدود ۴۰ میلیارد مترمکعب برسد. تبعات کاهش کیفیت و آلودگی منابع آب باعث شیوع بیماری‌های مختلف است.

بنابراین به منظور بهبود و ارتقاء عملکرد بخش آب کشور و استفاده بهینه از منابع آب موجود، باید عملکرد ‌این صنعت بطور مستمر ارزیابی شده و نقاط قوت و ضعف آن مشخص شود تا در صورت لزوم اقدامات لازم در جهت افزایش کارایی عملکرد آن انجام شود.

4-1- سوالات و فرضیه‌های تحقیق

سوالات تحقیق

– در حوضه آبریز کمتر توسعه یافته مانند حوضه آبریز زهره چگونه می‌توان وضعیت بخش آب را از جنبه‌های مختلف مانند منابع، مصارف، دسترسی، ظرفیت و محیط زیست ارزیابی کرد؟

– برای سنجش عملکرد سیستم‌این­گونه حوضه­ها چگونه شاخص­های ارزیابی را می‌توان تجمیع کرد؟

 فرضیه تحقیق:

شاخص فقر آبی ار پنج محور اصلی تشکیل شده است.‌این محورها عبارتند از: منابع، دسترسی، ظرفیت، مصرف، محیط زیست. در محور منابع، معمولا منابع آب داخلی و خارجی یعنی آب‌های ورودی به داخل منطقه در نظر گرفته می‌شود. دراین تحقیق، بارندگی به عنوان آب‌های داخلی و آب‌های ورودی از حوضه‌های مجاور به زیر حوضه بعنوان آب‌های خارجی در نظر گرفته می‌شود. حجم آب‌های زیر زمینی نیز از دیگر پارامترهای مهم به شمار می‌آید. در محور دسترسی سه زیر معیار در نظر گرفته می‌شود. که شامل آب آشامیدنی بهداشتی، فاضلاب بهداشتی و زمین‌های قابل کشت می‌شود. پارامترهای مذکور از طریق آمار و اطلاعات موجود قابل محاسبه است. برای محور ظرفیت، که نقش توسعه انسانی در آن بسیار پر رنگ است، معیارهای سرانه ذخیره آب و سرانه زمینهای کشاورزی مدرن باید محاسبه گردد. محاسبه سرانه ذخیره آب، حجم مخازن احداثی در زیر حوضه در نظر گرفته می‌شود. البته حجم آب دریاچه‌ها نیز می‌تواند در نظر گرفته شود. مساحت زمینهای کشاورزی و استفاده از سیستم کشاورزی مدرن نیز از دیگر معیارهای‌این محور به حساب می‌آیند. در مفهوم ظرفیت بمعنای وجود زیر ساختها جهت بهره برداری از منابع آب منطقه، اهمیت ویژه‌ای دارد. در بخش مصرف نیز معیار آب شرب، بهداشت، صنعت و کشاورزی در نظر گرفته شده است. و در هر مورد باید سرانه آب مربوطه محاسبه گردد. درخصوص محور محیط زیست شاخص پایداری محیط زیست، معیار اصلی است و برای محاسبه آن، شاخص کیفیت، شاخص‌های کیفیت، تنش آبی و تنوع زیست محیطی، ملاک قرار می‌گیرد.

5-1- قلمرو تحقیق

حوضه آبریز رودخانه‌های جراحی-زهره در دامنه‌های جنوبی زاگرس میانی واقع شده واز دو زیر حوضه مستقل و جدا از یکدیگر که در مجاورت هم واقع شده‌اند تشکیل شده گردیده وبه دلیل شباهت‌هایی که به هم دارند در قالب یک واحد دیده شده است قسمت غربی حوضه در استان خوزستان قسمت میانی در استان‌های خوزستان و کهکیلویه وبویر احمد و قسمت شرقی در استان فارس واقع شده است در تقسیم‌بندی‌های دفتر مطالعات پایه منابع آب حوضه آبریز جراحی زهره چهارمین حوضه ازحوضه دوم مطالعاتی (خلیج فارس) بوده وبا کد 24 مشخص است.

3مجموع مساحت‌این حوضه 40788 کیلومتر مربع است که18644 کیلومتر مربع آن یا معادل 7/45درصد آن را مناطق کوهستانی و 22144 کیلومتر مربع معادل 3 /54 درصد آن را دشت و کوهپایه تشکیل می‌دهد.

1-4-1- تعریف آلکالوئیدها……………………………….. 8
1-4-2- پراکندگی آلکالوئیدها در گیاهان………………. 9
1-4-3- نقش آلکالوئیدها در گیاهان…………………… 9
1-4-4- مکان بیوسنتز و ذخیره آلکالوئیدها در گیاهان…10
1-4-5- ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آلکالوئیدها….11
1-4-6- طبقه بندی آلکالوئیدها …………………………11
1-5- معرفی تفصیلی فلاونوئیدها……………………… 12
1-5-1- مقدمه…………………………………………….. 12
1-5-2- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فلاونوئیدها……13
1-5-3- آثار و نقش فلاونوئید ها در گیاهان…………….. 13
1-5-4- طبقه بندی فلاونوئید ها…………………………. 13
1-5-4-1- فلاونوئیدهای   -Oگلیکوزیده …………………..14
1-5-4-2- فلاونوئیدهای – C گلیکوزیده………………….. 14
1-5-4-3- فلاونوئیدها (بر اساس ساختار مولکولی…….14
1-5-5- استخراج و جداسازی فلاونوئیدها……………….16
1-5-6- روش‌های شناسایی فلاونوئیدها……………… 17
1-6- معرفی تفصیلی تانن‌ها…………………………… 17
1-6-1- مقدمه……………………………………………. 17
1-6-2- نقش تانن ها در گیاهان……………………….. 18
1-6-3- ماهیت شیمیایی تانن ها……………………… 18
1-6-4- خواص دارویی تانن ها………………………….. 18
1-6-5- کاربرد تانن ها……………………………………. 19
1-6-6- طبقه بندی تانن‌ها براساس خواص ساختاری….19
1-6-6-1- تانن‌های متراکم  ( Condensed tannins]……..
1-6-6-2- تانن‌های کمپلکس شونده  (Complex Tanins]……..
1-6-6-3- تانن‌های دروغین  ( Pseudotannins]………..
1-6-6-4- تانن‌های هیدرولیزشونده (Hydrolysable tannins]……..
1-6-7- استخراج تانن‌ها…………………………………… 22
1-6-8- اندازه گیری تانن‌ها……………………………….. 22
1-7- معرفی تفصیلی روغن‌های اسانسی……………… 23
1-7-1- مقدمه………………………………………………. 23
1-7-2- نقش روغن‌های اسانسی در گیاه……………… 23
1-7-3- خواص مشترک روغن‌های اسانسی……………. 23
1-7-4- دسته بندی تركیبات اسانسی………………….. 24
1-7-4-1- طبقه‌بندی اسانس‌ها بر اساس تركیبات شیمیایی…..25
1-7-4-2- طبقه‌بندی اسانس‌ها بر اساس مبدأ بیوسنتز…….25
1-7-5- روش‌های استخراج روغن‌های اسانسی………….25
1-7-6- روش‌های تجزیه و شناسایی اسانس‌ها………….25
1-8- خواص بیولوژیک……………………………………….. 27
1-8-1- خواص آنتی اکسیدانی……………………………. 27
1-8-2- خواص ضدسرطانی………………………………… 28
1-8-3- خواص ضد میکروبی………………………………… 29
1-8-3-1- منابع طبیعی آنتی بیوتیک ها…………………. 30
1-8-3-2- ساز و کار عمل داروهای ضد میکروبی………… 30
1-9- مبانی علمی دستگاه اسانس گیری با بخار سرد….30
1-9-1- تاریخچه امواج فراصوت……………………………… 30
1-9-2- تعریف صوت…………………………………………. 31
1-9-3- اصول عملی مبدل فراصوت…………………………. 31
1-9-4- تعریف کاویتاسیون………………………………….. 32
1-9-5- انواع کاویتاسیون……………………………………. 35

1-9-6- روش‌های تولید امواج فراصوت…………………….. 36

 

1-9-6-1- روش پیزو الكتریسیته…………………………… 37
1-9-6-2- روش مگنتو استریكسیون ( Magnetostrictive ]………
2- فصل دوم………………………………………………….. 40
1-2- شرح کلی……………………………………………… 40
2-2- وسایل، مواد و دستگاه‌های مورد استفاده………… 41
2-2-1- وسایل آزمایشگاهی………………………………. 41
2-2-2- مواد شیمیایی………………………………………..41
2-2-3- دستگاه‌های مورد استفاده………………………… 42
2-3- طراحی دستگاه اسانس گیری با بخار سرد………… 43
2-3-1- استخراج اسانس ‌از نمونه‌های گیاهی…………… 44
2-3-2- جداسازی و شناسایی ترکیب‌های اسانسی……. 44
2-4- شناسایی متابولیت‌های ثانویه غیرفرار موجود در گیاه….45
2-4-1- آزمون شناسایی آلکالوئیدها…………………….. 45
2-4-2- آزمون سیانیدین برای تعیین آنتوسیانین ها و فلاونوئیدها….45
2-4-3- آزمون حضور تانن ها……………………………… 46
2-5- عصاره‌ گیری از نمونه‌های گیاهی…………………. 47
2-6- ارزیابی اثرات بیولوژیكی……………………………. 48
2-6-1- بررسی اثر آنتی اکسیدانی…………………….. 48
2-6-1-1– بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی به روش DPPH…….
2-6-1-2- بررسی محتوای تركیبات فنلی‌‌‌ به روش فولین سیکالتو….. 51
2-6-1-3- آزمون بی رنگ شدن بتاکاروتن در حضور لینولئیک اسید… 54
2-6-1-4- آزمون های میکروبی……………………………. 57
2-6-1-5- آزمون تعیین سمیّت سلولی………………….. 58
3- فصل سوم……………………………………………….. 60
3-1- آماده سازی نمونه گیاهی………………………….. 60
3-2- معرفی اجزای درونی دستگاه اسانس گیری با بخار سرد…..61
3-2-1- شرح وظایف هر قسمت از دستگاه اسانس گیری به کمک  مبدل امواج فراصوت…..62
3-3- استخراج و شناسایی اجزای اسانس‌…………….. 64
3-3-1- استخراج اسانس………………………………….. 64
3-3-1-1- اجزای تشکیل دهنده اسانس گیاه  بومادران…..65
3-3-1-2- اجزای تشکیل دهنده اسانس گیاه مینای دماوندی…..69
3-3-1-3- مقایسه روش اسانس گیری فراصوت و تقطیر با بخار آب……72
3-4- آزمون‌های فیتوشیمیایی………………………………… 77
3-4-1- بررسی آزمون‌های فیتوشیمیایی در گیاه بومادران……77
3-4-2- بررسی آزمون‌های فیتوشیمیایی در گیاه مینای دماوندی….78
3-5- بررسی اثرات بیولوژیکی………………………………….. 79
3-5-1- بررسی فعالیت های آنتی اکسیدانی………………… 79
3-5-1-1- نتایج ارزیابی اثر آنتی اکسیدانی به روش DPPH……..
3-5-1-2- ارزیابی میزان فعالیت عصاره متانولی برگ گیاه بومادران….80
3-5-1-3- عصاره متانولی سرشاخه گیاه   مینای دماوندی………..82
3-5-2- بررسی تركیبات فنولی به روش Folin-Ciocalteus…………
3-5-2-1- بررسی تركیبات فنولی نمونه استاندارد گالیک اسید…….. 84
3-5-2-2- بررسی تركیبات فنلی عصاره‌ گیاه  بومادران………. 85
3-5-2-3- بررسی تركیبات فنلی عصاره‌ گیاه  Tanacetum pinnatum…….
3-5-3- آزمون بی رنگ شدن β- کاروتن در حضور لینولئیک اسید………. 86
3-5-3-1- آزمون بی رنگ شدن β- کاروتن در حضور BHT…………..
3-5-3-1- آزمون بی رنگ شدن β– کاروتن در  حضور عصاره متانولی گیاه بومادران…..87
3-5-3-1- آزمون بی رنگ شدن β- کاروتن در  حضور عصاره متانولی گیاه Tanacetum pinnatum…..
3-6- بررسی فعالیت ضدمیکروبی اسانس و عصاره ………………89
3-6-1- گیاه مینای دماوندی………………………………………… 92
3-7- ارزیابی میزان سمیت سلولی عصاره ها…………………… 94

3-8- نتیجه گیری……………………………………………………. 95

 

این مطلب را هم بخوانید :

4- منابع……………………………………………………………… 96
پیوست‌ها………………………………………………………….101
چکیده:
ترکیبات فعال بیولوژیکی استخراج شده از پیکره­ی گیاهان برای مصارف دارویی گوناگون، از جمله حذف میکروارگانیسم­های پاتوژن و جلوگیری از اثرات سمی اکسیدان­ها کاربرد دارند. یکی از موارد مهم و حیاتی در استخراج مواد از گیاهان، حفظ ساختار شیمیایی اولیه و جلوگیری از تخریب مولکول های آنها می باشد. بنابراین، ابداع روش و استفاده از تكنیكی كه به وسیله آن بتوان استخراج ترکیبات حساس اسانس از گیاهان را بدون استفاده از حرارت و در دمای پایین انجام داد می تواند در میل به این هدف اثر بسزایی داشته با شد.
در این پژوهش برای اولین بار دستگاه اسانس گیری از طریق مولد امواج فراصوت، طراحی و ساخته شد؛ به منظور ارزیابی كارایی دستگاه و روش مورد نظر، اسانسهای حاصل از دو گیاه بومی Tanacetum pinnatum   و  Achillea wilhelhemsii، استخراج شده با دستگاه مولد امواج فراصوت و تقطیر با بخار آب   تقطیر با آب مورد مقایسه قرار گرفتند.
همچنین با توجه به عدم وجود گزارش در مورد دو گونه گیاهی مورد استفاده از نظر تحقیقات فیتوشیمیایی و بیولوژیكی،  دو گیاه نام برده علاوه بر آنالیز اجزاء اسانس با استفاده از دستگاه  GC–MSو غربالگری فیتوشیمیایی عصاره ها از نظر تعیین انواع مواد موثر موجود، با  انجام آزمون های آنتی اکسیدانی، ضد میکروبی و بررسی سمیت سلولی نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند.
نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد كه از نظر مقایسه روش اسانس گیری به کمک دستگاه فراصوت با دیگر روش­های موجود تفاوت­های قابل تأملی در میزان و نوع ترکیبات اسانسی استخراج شده وجود دارد. از نظر خواص بیولوژیکی، خاصیت آنتی اکسیدانی قابل توجهی در هیچ یک از گیاهان مشاهده نشد و این موضوع, در تطابق نسبی با نتایج حاصل از بررسی­های فیتوشیمیایی از نظر میزان وجود ترکیبات تاننی، فلاونوئیدی و آنتوسیانینی موجود در عصاره می باشد. در مورد آزمونهای ضدمیکروبی نیز، اسانس این دو گیاه اثرات بارزتری نسبت به عصاره ها از خود نشان داده اند.
فصل اول: مباحث نظری
مقدمه:
گیاهان را می­توان شالوده­ی طب سنتی، اساس فیتوشیمی و داروسازی، پایه طعم دهنده­های کم نظیر در صنایع غذایی و عامل منحصر به­فرد خوشبوکنندگی در صنایع بهداشتی دانست. استفاده قابل توجه از مواد موثر­ی گیاهان در صنایع غذایی مثل صنایع کنسروسازی، سس­ها و چاشنی­ها، صنایع بهداشتی، شیرینی سازی، نوشابه سازی و غیره . به منظور ایجاد طعم، رنگ و بو برای هیچ کس پوشیده نیست (1-3]. قدمت استفاده از گیاهان دارویی به قدمت عمر بشر است، چون امراض باپیدایش بشر متولد شده­اند و اسناد و مدارک چند هزار ساله موجود در تاریخ طب و داروسازی حاوی تجربیات و اطلاعات ارزشمند گیاه درمانی است (2و4].  تا چند دهه گذشته آن­چه به­عنوان دارو مورد استفاده بشر قرار می­گرفت از رستنی­های مستقر در عرصه­های منابع طبیعی به­دست می­آمد. با پیشرفت سریع علوم از یک سو و مسایل اقتصادی از سوی دیگر، از مصرف گیاهان دارویی به ­تدریج کاسته شده و داروهای صناعی در بسیاری از موارد جایگزین داروهای گیاهی شده­اند. تجربه­های چند دهه اخیر نشان می­دهد که داروهای شیمیایی علی­رغم کارآئی چشمگیر، اثرات نامطلوب بسیاری نیز همراه دارند. استفاده از گیاهان دارویی جهت موارد مختلف در قرن بیست و یکم سرنوشت ساز تلقی شده است. بنابراین در سالهای اخیر، توجه کشورها علاوه بر گیاهان بومی به نوع گیاه، خواص و مواد ارزشمند درون آن به روش استخراج ترکیبات مورد نظر برای دست یابی به بهترین راندمان کیفی و کمی نیز معطوف شده است. به همین دلیل استفاده از تکنیکهای مدرن و به خصوص به کارگیری امواج به جای منابع انرژی گرمایی به منظور بهبود روشهای استحصال ترکیبات گیاهی امروزه بسیار مورد توجه است.
گیاهان Achillea wilhelmsii  C. Koch و Boiss. Tanacetum pinnatum از گونه های ارزشمند بومی ایران هستند که تا کنون گزارش کاملی در خصوص خواص آنتی میکروبی ، ضد سرطانی، آنتی اکسیدانی و .. در منابع علمی ثبت نشده است. بنابراین در این پایان نامه سعی شده است تا با بررسی های فیتوشیمیایی و بیولوژیکی تحقیق کاملی در مورد این دو گونه گیاهی نزدیک به هم انجام شود.
1-1- گیاه شناسی
1-1-1- خصوصیات گیاه شناسی
Achillea wilhelmsii  C. Koch از خانواده کمپوزیته است و گیاهی علفی و چند ساله، دارای ریزوم سخت، ضخیم و گل آذین دیهیم-کپه ای است (3]. نام محلی این گیاه بومادران است. این گیاه در گل های بومادران حالت مجتمع دارند و گلچه های فوقانی نر- ماده هرمافرودیت می باشد (- 64]. گلچه های کناری نهنج از نوع زبانه ای و گلچه های میانی از نوع لوله ای می باشد که اغلب دارای پرز جمع کننده دانه های بساک می­باشد. با برگهای عاری از دمبر گ و پوشیده از کرک و منقسم، با گلهای سفید یا سفید مایل به زرد می باشد (10-7].

و استفاده نفتی و سوختهای فسیلی شود. (جدول 1-1)   ]3-4[.
با توجه به حجم بالای ذخایر نفت سنگین در چند سال گذشته عملیات استخراج این گونه نفتها با استفاده از روشهای معمول در اکثر کشورهای پیشرفته شروع شده است و با سرعت بالایی در حال توسعه است. این موضوع باعث شده دیدگاهها و تفکرات ذیل در خصوص استفاده و فراوری هر چه سریعتر نفت سنگین بیان شود]2و3[.
1- توانایی استخراج نفت خام سنگین با هدف بهره گیری از منابع نفتی به عنوان انرژی های نهفته موجود.
2- امکان انتقال نفت خام سنگین به مراکز و کارخانجات مصرف کننده و پالایشگاه های نفت.

3- ایجاد عاملی که بتواند قیمت جهانی نفت را بر اساس افزایش تعداد کشورهای استخراج کننده نفت، ثابت نگه دارد.

 

4- کاهش جنبه استراتژیکی محصولات نفتی.

5- به تاخیر انداختن نیاز به سرمایه گذاری کلان برای استخراج و استفاده از منابع سوختی دیگر مانند زغال سنگ وسایر سوختهای سنتزی.

 

این مطلب را هم بخوانید :

با توجه به مطالب فوق میتوان نتیجه گرفت كه انجام فرآیندهای بهبود نفت سنگین (برشهای سنگین) مطابق پیشرفتهای جدید صنایع وابسته نفت، می تواند مشكل كمبود فرآورده های سبك را تا حد مناسبی حل كند.