و کلیات تحقیق

در این فصل ابتدا به معرفی آلیاژهای هوشمند حافظه شکل و خواص آنها پرداخته و در ادامه به بیان اهداف و ساختار پایان نامه می پردازیم.

1-1- معرفی آلیاژهای حافظه شکل

طراحی ایمنی ساختمان ها در برابر زلزله همچنان یکی از پرحاشه ترین زمینه هائی است که مهندسی سازه با آن مواجه است، اما باافزایش دانش و اطلاعات نسبت به فعالیتهای لرزه ای و پاسخ های سازه ای و با دسترسی به فناوری جدید تمرکز فکری طراحان تغییر پیدا کرده است.خرابی بسیاری از سازه های طراحی شده با روش های سنتی و همچنین پیشرفت روش های تحلیلی و بهبود چشمگیر عملکرد یارانه ها از جمله عوامل تغییر در فلسفه طراحی سازه ها در سالهای اخیر بوده اند.امروزه ثابت شده که طراحی سازه ها به صورتی که برای مقابله با زلزله های شدید رفتار کاملاً الاستیک داشته باشند از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. امروزه به جای  طراحی ساده جهت جلوگیری از تخریب سازه ها سعی طراحان بر آن است که در مدت زمان وقوع زلزله از پدید آمدن خسارت سازه ای ماندگار در سازه جلوگیری کنند و حتی بهره برداری از سازه را پس از وقوع زلزله امکان پذیر سازند.

در نتیجه در طراحی سازه ها از روش هائی مانند کنترل غیر فعال سازه ها در برابر زلزله استفاده می شود. در این روش برخی اعضای سازه ای خسارت هائی را در هنگام زلزله شدید متقبل می شوند تا بدین وسیله تنش(تلاش) های وارد بر اعضای اصلی مانند ستون ها کاهش یافته و از این طریق سازه از آسیب عمده در امان بماند.

یکی از شیوه های جدید کنترل سازه ها در برابر زلزله استفاده از سیستم های هوشمند است.

سیستم های هوشمند در سازه های مهندسی سیستم هائی هستند که به طور خودکار قابلیت انطباق رفتار سازه در پاسخ به بارگذاری غیر مترقبه  را دارا می باشند تا بدین وسیله ایمنی ، افزایش عمر و کارائی سازه تامین گردد.

یکی از تکنولوژی های جدید که امکان دستیابی به این هدف را میسر می سازد ، ساخت و توسعه مواد هوشمند است.

مواد هوشمند موادی هستند که موقعیت ها را به خاطر می سپارند و با محرک های مشخص می توانند به آن موقعیت بازگردند. یعنی در شرایط مختلف محیطی تغییر فیزیکی پیدا می کنند. به عبارت دیگر می توان گفت مواد و سازه های هوشمند اشیائی هستند که شرایط محیطی را حس میکنند و با پردازش اطلاعات بدست آمده نسبت به محیط واکنش نشان می دهند.

در اکثر موارد این مواد از توانائی پاسخ به بیش از یک شرایط محیطی برخوردار هستند و پاسخ آنها قابل پیش بینی است.

دسته مهم و معروفی از مواد هوشمند فلزهائی هستند که به آلیاژهای حافظه دار (SMA)[1] معروفند.

هوشمند بودن این مصالح از آن جهت است که می توانند در فازهای متفاوت رفتاری ، پاسخ های  متفاوتی از خود نشان دهند. این مصالح هوشمند نه تنها به دلیل خاصیت میرائی خود باعث اتلاف انرژی در هنگام زلزله می شوند بلکه این قابلیت را دارند که بعد از وارد شدن زلزله سازه را به حالت اولیه برگردانند.

سه ویژگی ممتاز این مواد عبارتست از:حافظه داری ، سوپر الاستیسیته و قابلیت میرائی بالا.

الف) حافظه داری[2]  : SMA ها دارای نوعی خاصیت تعلیم پذیری می باشند که به آن اصطلاحاً اثر حافظه شکل می گویند. اثر حافظه شکل عبارت است از قابلیت بازیافت یک شکل معین وقتی که به آلیاژ تا دمای  معینی حرارت داده شود.

یعنی اگر SMA ها با ترکیب شیمیائی مشخص تحت عملیات حرارتی مناسبی قرار گیرند توانائی بازگشت به شکل یا اندازه از قبل تعیین شده را از خود نشان می دهند.

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 

این مواد را حافظه دار می نامند زیرا می توان آنها را به هر شکلی درآورد و سپس با یک عامل خارجی (مانند گرم کردن یا جریان الکتریسیته) به حالت اولیه بازگرداند.به همین دلیل گفته می شود که این مواد شکل اولیه خود را به خاطر می آورند.

پس اینکه SMA ها حافظه دار هستند یعنی قابلیت ذخیره سازی انرژی مکانیکی و نیز آزادسازی آن را دارا هستند.

ب) قابلیت میرائی بالا[3]  هنگامی که ساختمان ها در معرض زلزله یا امواج تحریک ناشی از انفجار قرار می گیرند ضروری است بخشی از محتوای انرژی تحمیل شده  به سازه از طریق مسیرها و فرایندهای مشخص و دارای ظرفیت جذب انرژی کافی به شیوه ایمن و با کمترین خسارت ممکن مستهلک گردد تا از تاثیرات مخرب یک چنین پدیده ای با الگوهای بارگذاری نا مشخص و غیر قابل پیش بینی کاسته شود.

آلیاژهای حافظه دار شکلی نسبت به سیستم های متداول مستهلک کننده انرژی دارای مزایا و ویژگی های منحصر به فردی هستند که از آن جمله می توان به عدم نیاز به تعویض پس از زلزله ، مقاومت بالا در برابر خوردگی و خستگی ، ظرفیت شکل پذیری بالا، ظرفیت میرائی بالا، دوام ، قابلیت بازگشت به حالت اولیه به وسیله اعمال دما و تحمل کرنش بدون باقی گذاشتن کرنش پسماند اشاره کرد.

ج) سوپر الاستیسیته[4] :از جمله مهمترین خصوصیات این آلیاژها عدم باقی ماندن تنش و کرنش پس ماند بعد از انجام بارگذاری لرزه ای است.یعنی بعد از اینکه این آلیاژ در اثر بارگذاری لرزه ای جاری شدو انرژی لرزه ای را مستهلک نمود توانائی بازگشت به حالت اولیه را دارد. البته این امر در برخی از فازهای این آلیاژ میسر است.

این آلیاژها در بیشتر موارد شامل Cu-Al-Niو Cu-Zn-Alو Ni-Tiهستند که ما در این پایان نامه خواص آلیاژ Ni-Ti  را بررسی می کنیم.

این آلیاژ با نام های  Ni-Tiو Tee-Nee و Nitinol  معروف است و در فارسی نیز  با نام های آلیاژ حافظه دار ، آلیاژ خودشکل و آلیاژ با حافظه شکل ترجمه شده است.

در نیتینول دو حرف اولی مربوط به نیکل ، دو حرف بعدی تیتانیوم و سه حرف آخر نام آزمایشگاه نادول اوردانس می باشد.

و دیگر اینکه می توان این سیمها رابرنامه ریزی کرد تا شکل خاصی را به خاطر بسپارند. این کار به این صورت انجام می شود که شکل دلخواه به سیم داده می شود و سپس به سیم به مدت تقریبی ۵ دقیقه با دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد گرما داده می شود یا جریان الکتریسیته  از آن عبور داده می شود. حالا می توان سیم را به هر شکل دیگری درآورد و برای برگشت آن به شکل اولیه کافی است  در آب داغ انداخته شود.دسته دیگری ازمواد با حافظه شکلی سیمهای ماهیچه ای هستند که از آلیاژهای نیکل و تیتانیوم ساخته شده اند و در دمای اتاق به راحتی می توان آنها را تغییر شکل داد. نکته ای که این موادرا جذاب می کند این است که با عبور جریان الکتریسیته با نیروی خوبی (که می توان ازآن استفاده کرد) به شکل اولیه خود برمی گردند.

2-1- اهداف و ساختار پایان نامه

دراین رساله خواص منحصر به فرد آلیاژهای حافظه شکل فوق ارتجاعی برای کاربرد در مهندسی زلزله سازه ها مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.

مدل سازی مصالح با ترکیب المان های LINK بر اساس نتایج آزمایشگاهی موجود انجام می گیرد.

با توجه به تحقیقات اندکی که به علت عدم توجیه اقتصادی استفاده از این آلیاژها صورت پذیرفته و با توجه به خواص منحصر به فرد آنها و کاربرد عالیشان در مهندسی زلزله ، هدف این تحقیق دستیابی به آگاهی بیشتر از رفتار مصالح مدرن مفروض جهت کاربرد در کنترل سازه ها و بررسی نحوه تأثیر نوع زلزله بر چگونگی رفتار این آلیاژها می باشد.

بدین منظور پس از معرفی خواص و کاربرد آلیاژهای حافظه شکل و بررسی چگونگی عملکرد این آلیاژها در بروز خواصشان در فصل دوم، در فصل سوم به شرح درباره چگونگی مدل کردن SMAها می پردازیم و در فصل چهارم به بررسی نتایج حاصل از تحقیق و ارزیابی قدرت بازگردانندگی SMAها خواهیم پرداخت.در پایان و در فصل پنجم با بحث و بررسی نتایج حاصله به نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات خواهیم پرداخت.

[1]-Shape Memory Alloys

[2]-SME:Shape memory effect

[3]-high damping property

[4]-Superelasticity

پیش تنیدگی[1] عبارت است از:  ایجاد یک تنش ثابت و دائمی در یک عضو بتنی به نحوه دلخواه و به اندازه لازم به طوری که، در اثر این تنش مقداری از تنش های ناشی از بارهای مرده و زنده عضو، خنثی شده در نتیجه مقاومت و باربری آن افزایش می یابد. بتن پیش تنیده پس از بتن مسلح در  فرم های ساختمانی به کار گرفته شده  است. در قرن گذشته چندین الگو پیش تنیدگی متفاوت ارائه شده است، اثرات طولانی مدت تنش و انقباض باعث کاهش نیروی پیش تنیدگی می شود، و مزیت و کاربرد بتن پیش تنیده را کاهش می دهد، که این امر با بهره گرفتن از فولاد با مقاومت بالا تا حدی قابل جبران است (بیلینگتون 1976، 84-71).

2-1- روش های وارد کردن نیروی پیش تنیدگی

1-2-1- روش مکانیکی

شاید ساده ترین روش فشرده ساختن یک تیر به وسیله یک یا دو جک در مقابل دو تکیه گاه می باشد. این روش در بعضی از پروژه های بزرگ به  کار می رود در بعضی از پروژها می توان  پس از فشرده ساختن تیر بوسیله جک با قرار دادن ورق فولادی بین تیر و تکیه گاه جلو برگشت تیر را به حالت اولیه گرفت، سپس جک ها را آزاد کرد.  اشکال اساسی این روش ها این است که کوچکترین تغییر شکل یا حرکت تکیه گاه، به نحوه قابل ملاحظه ای نیرو را  کاهش می دهد.

2-2-1- روش شیمیایی

در این روش نیروی پیش تنیدگی در اثر استفاده از سیمان های منبسط شونده بوجود می آید. این سیمان ها بر خلاف سیمان های معمولی در موقع گرفتن و سخت شدن به جای منقبض شدن منبسط می گردند، چون وجود کابلهای در داخل بتن جلوی این انبساط طول را می گیرد، در نتیجه مقدار نیروی فشاری در تیر ایجاد می شود. 

3-2-1- روش الکتریکی – حرارتی

در این روش با وصل کردن جریان برق به کابلها باعث ازدیاد طول کابلها شده، سپس کابلها را توسط گیره هائی در همان حال کشیده به تکیه گاه وصل می کنند. پس از قطع کردن جریان و سرد شدن کابل ها، دور آنها را بتن ریزی می کنند و بعد از اینکه مقاومت بتن به حد لازم رسید کابل های کشیده شده را از تکیه گاه آزاد می کنند و در نتیجه نیروی کشیده شدن کابل ها به بتن منتقل می گردد، روش پیش تنیدگی حراراتی به طور وسیعی برای ساختن دالها، تیرها، خرپاها و ستون های چراغ برق مورد استفاده قرار می گیرد (دوبل 1936، 20-9).

3-1- مصالح و تجهیزات

1-3-1- بتن

مقاومت بتن در سازه های پس تنیده می بایست از مقاومت و کیفیت بهتری نسبت به بتن در سازه های ساخته شده از بتن مسلح معمولی، برخوردار باشد. زیرا بالا بودن

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 مقاومت بتن باعث ایجاد گیرش و چسبندگی بهتر بین کابل ها و بتن می شود.

2-3-1- فولاد

فولادهای پیش تنیدگی شامل مفتول ها و کابل های[1] ساخته شده از مفتول یا میلگردهای آلیاژ[2] دار پر مقاومت می باشند.

3-3-1- انواع گیرها و کابل ها

گیره استرند فورس

4-3-1- معیار اساسی پیش تنیدگی

معیار طراحی بتن آرمه چه برای نوع پیش تنیده و چه برای غیر پیش تنیده این است که:

در جایی که در اثر بارگذاری خارجی، کشش ایجاد شود، آرماتور فولادی قرار گیرد، در بتن پیش تنیده آرماتور با مقاومت بالا، به کار می رود و این آرماتور قبل از اعمال بار خارجی کشیده می شود. این کشیدگی اولیه آرماتور بتن مجاور خود را پیش فشرده می کند و باعث می گردد که این بتن بتواند بار بیشتری را قبل از ترک خوردگی تحمل نماید.

در بتن پیش تنیده هیچ تنش و کرنشی چه در فولاد چه در بتن قبل از اعمال بار وجود ندارد. برای ترک دادن بتن در چنین تیری احتیاج به بار نسبتا کمی می باشد. قبل از ترک خوردگی، تنش های کششی ایجاد شده در آرماتور در تیر بسیار کوچک می باشد.

 در هنگام گسیختگی، لنگر وارده با ایجاد تنش های کششی بالا در آرماتور و تنش های فشاری بالا در بتن تحمل می شود.

همانطور که در شکل (1-1) نشان داده شده است، عمل پبش تنیدگی باعث ایجاد یک سیستم تنش – خود متعادل می شود؛ این تنش خود – متعادل عبارت از تنش های کششی بالا در فولاد پیش تنیدگی که منجر به به نیروی کششی p  می شود و تنش های متقابل در بتن که نتیجه آنها یک نیروی فشاری برابر با p است. باید متوجه بود، که چون این دو نیروی متقابل همدیگر را خنثی می کنند، هیچ نیروی محوری یا لنگر خمشی در اثر پیش تنیدگی ایجاد نمی شود (محمودی زاده 1384،12).

با وجود اینکه نیروی محوری و لنگر خمشی خالص در مقطع موجود نیست؛ در اثر پیش تنیدگی،  عضو کوتاه شده و قوس بر می دارد. چون قبل از هرگونه بار گذاری، تنش های فشاری زیادی در بتن موجود است، عضو مورد نظر می تواند بار زیادی را قبل از اینکه تنش تار تحتانی به تنش ترک خوردگی برسد تحمل کند،  بار دیگر در هنگام گسیختگی لنگر وارده به وسیله تنش های کششی بالا در فولاد و تنش های فشاری بالا در بتن تحمل می شود.

فولاد غیر پیش تنیدگی فقط وقتی تحت کرنش قرا می گیرد، که بتن اطراف دچار کرنش شده باشد بنابراین کرنش های کششی بالا فقط در صورتی در این فولاد ایجاد می شود، که بتن اطراف آن شدیدا ترک خورده باشد.

کرنش در فولاد پیش تنیده خیلی بیشتر از کرنش در بتن اطرافش می باشد؛ در شکل (2-1) به این دلیل، حتی قبل از ترک خوردگی بتن، فولاد پیش تنیدگی می تواند دارای تنش های کششی بالا باشد. می توان چنین تصور کرد که فولاد غیر پیش تنیده به صورت غیر مستقیم (از طریق پیوستگی با بتن اطراف) کرنش های وارده را قبول کند، به کمک پیش تنیدگی این طراح است که به صورت غیر مستقیم تنش موجود در  فولاد را کنترل کرده و تغییر شکل های سازه را تنظیم می کند.

تاکنون در ضمینه تقویت سازه های بتن مسلح توسط مواد مرکب FRP  [2] تحقیقات زیادی صورت گرفته از جمله این تحقیقات تقویت خمشی تیرها با چسپاندن مواد مرکب به سطوح کششی و تقویت برشی خواهد بود (نشریه 1385، 345).

با توجه به بررسی ها، از این صنعت در ساختمان سازی که تقویت سازه بوسیله مواد مرکب می باشد، پرداخته می شود.

1 Eugene freyssinet

1 Fiber roinforeement polymer

1 Cables

2 All steelbars

1 Prestrressing

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  نیروگاه های 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 )

واکنش ASR  یک  فرایند  چند مرحله ایست . از آنجا که  سیلیس در PH  بالا  ناپایدار است واکنش با حل شدن سیلیس موجود  در سنگدانه ها آغاز  می شود . در این

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 مرحله یون هیدروکسید موجود در قلیای سیمان  به گروه سیانول Si-OH  و  پیوندهای Si-O-Si  شبکه کریستال سیلیکا حمله می کند . فرایند مرحله اول واکنش به طور خلاصه به صورت زیر نشان داده می شود :

در واکنش اول پیوند سیلیکسان  شکسته  و پیوندهای سیانول  شکل میگیرد . این پیوندها با یون هیدروکسید واکنش میدهند . در محیطی که یون   کم باشد  بار منفی حاصل از  واکنش دوم با یون های قلیایی  و  توازن ایجاد می کند . مکانیسم مرحله  دوم  واکنش که  سبب تولید مواد قابل تورم می شود هنوز به خوبی شناخته نشده است . اما به نظر می رسدکه یونهای نامحلول محیط در حفره های  ریز و ترک ها  پخش شده و محصولاتی چون ژل و رسوب و حتی کریستال تشکیل می دهند .

تشکیل ژل سیلیکاتی باعث به وجود آمدن فشار داخلی فزاینده در بتن می شود . این فشار داخلی می تواند ناشی  از  جذب آب یا فشار اسمزی باشد . در تمامی موارد  همین  فشار داخلی است که سبب تورم و انبساط بتن می شود .

واکنشهای  فوق  الذکر تحت  تاثیر عواملی  چون  حرارت  و رطوبت نسبی  و  قابلیت  واکنش پذیری سنگدانه ها قرار دارد  که  به  اختصار  توضیح داده خواهند شد . مکانیسم ASR وابسته به دماست . بدین معنی که هر چه دما بالاتر باشد فرایند سریعتر رخ می دهد و در دماهای خیلی پایین ممکن است واکنش متوقف شود .

این اثرناشی ازآن است که هر دو  فاز مکانیسم  یعنی حل  شدن  سیلیس و تشکیل ژل  سیلیکاتی تحت تاثیر دما قرار دارند .

رطوبت لازمه ASR است . چرا که  هم نقش  حلال  سیلیس را دارد  و هم محیطی برای پخش یونها در حین واکنش فراهم می کند که سبب پیشرفت واکنش ASR در سازه می شود .

میکرو ترکهای ناشی از تورم ASR  ابتدا  پیشاپیش  جبهه  موثر واکنش دیده  می شود . فشاری که تورم ASR در پشت این بخش به وجود  می آورد با تنشهای کششی که در سازه ایجاد می شود خنثی می گردد . در نهایت این تنشهای کششی بر مقاومت کششی بتن غلبه کرده و پاره ای خرابیها در سازه ایجاد می کند .

بنابراین مکانیسم کلی ASR به صورت زیر بیان می شود:

1- حل شدن مشتقات سیلیس که در محیط قلیایی (PH بالا ) ناپایدار هستند.

2- انجام یک سری واکنش و رسیدن سیستم به پایداری شیمیایی

3- به وجود آمدن محصولاتی نظیر ژل سیلیکاتی و میکرو کریستال ناشی از واکنش 

4- تورم بتن و یا سنگدانه ها در اثر جذب محلول حاوی ژل و نیز تورم خود ژل

5- به وجود آمدن فشار زیاد در حدود 5 تا 6 مگا پاسکال در سیمان مجاور

6- ایجاد ریز ترک در سیمان بتن

7- انبساط بتن

8- ترک در بتن

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 رسیده ­اند 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 حوزه های 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 می­ کند. 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 شاخص ­های 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 تصمیم­ گیران 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 برنامه­ ریزی 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 بهره­ گیری از روش قدیمی مدیریت از بالا به پایین یا به عبارت دیگر برنامه­ ریزی 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 برنامه­ ریزی جامع سیاست­های آب كه در آن اندركنش موجود بین بخش­های مختلف نیز دخیل گردیده است، استفاده می­ شود.

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).

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 

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 اولویت­ بندی­های 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 جنبه­ های پنج­گانه فوق از مدیریت یکپارچه را دارا می­باشند. اصولا با گسترش افق دید و تحلیل از برنامه­ ریزی برای یک طرح و پروژه مضوعی و محلی خاص به برنامه­ ریزی 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 جنبه­ های 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 برنامه­ ریزی 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- برنامه­ ریزی منابع آب[1]: برنامه­ ریزی، 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، بهره ­برداری و مدیریت منابع آب با هدف كاربری پایدار.

4- مدیریت جامع منابع آب[1]: فرایندی 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 تفكیک كشت، و راندمان مصرف آب صنعت در واحد تولید وزنی، می­گردد، كه جزو پارامترهای اقتصادی-اجتماعی مساله تخصیص آب در نظر گرفته می­شوند.

2-3-1- مدیریت جامع حوضه رودخانه

مدیریت جامع حوضه رودخانه[1] روندی است جهت هماهنگ سازی مدیریت و توسعه منابع آب، زمین، محیط زیست و منابع مرتبط دیگر درون حوضه یک رودخانه برای بیشینه كردن سود اجتماعی و اقتصادی در یک روش متعادل به طوری كه اكوسیستم­های آب شیرین، گونه­ ها و خدمات در معرض خطر قرار نگیرند. مدیریت جامع حوضه رودخانه همچنین یک روند مشاركتی برای حل اختلاف و تخصیص آب میان كاربران رقیب می­باشد.

یكی از سیاست­های اصلی از مجموعه روش­ها و فناوری­های خلاقانه مرتبط با مدیریت جامع حوضه رودخانه، طرح جامع حوضه رودخانه [2]است. به عبارت دیگر یک طرح جامع [3]كه چشم انداز و اهداف مدیریت را تنظیم می­نماید و برای روند تصمیم ­گیری و تدوین اولویت­ها به كار می­رود، یكی از اجزای اصلی مدیریت جامع حوضه رودخانه است. طرح جامع باید موضوعاتی از قبیل چگونگی برقرار كردن تعادل ما بین نیاز آتی به انرژی برق آبی، حفظ تنوع زیستی، حفاظت از سیلاب، آب شرب و حیات پایدار را مورد توجه قرار داده و راه ­هایی برای آنها بیابد. طرح­های فرعی و منطقه­ای باید حتماً همگی تحت این طرح جامع انجام گیرند[3].

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

امروزه با توسعه ابزارهای محاسباتی و پیچیده­تر شدن مسائل، برنامه­ ریزی منابع آب به مدل­های كامپیوتری بسیار وابسته شده است. نقش این مدل­ها تعیین روش­های گوناگون موجود جهت رسیدن به اهداف برنامه­ ریزی و مدیریت و ارزیابی تأثیرات آنها می­باشد. در حقیقت این مدل­ها تصمیم­ گیران را از عواقب تصمیم­هایشان آگاه می­سازند، به طوریكه راهی را فراهم می­نمایند تا برنامه­ ریزان و مدیران رفتار هر سیاست مدیریتی یا طراحی سیستم منابع آب پیش رو را قبل از اجرای آن پیشبینی نمایند. بنابراین نقش مدل­ها تولید اطلاعات است نه تولید تصمیم. اطلاعاتی كه بر اساس آن تصمیم­ گیران می­توانند تصمیماتی آگاهانه­تر اتخاذ نمایند. نكته حائز اهمیت آن است كه فرایند مدیریت جامع منابع آب فرایند پیچیده­ای است كه اجزای متعددی دارد و مدل­سازی تنها بخشی از آن است؛ بنابراین نمی­ توان با مدل­سازی تمامی مسائل مرتبط با آب را حل نمود.

[1] Integrated River Basin Management

[2] River Basin master planning

[3] Master Plan

[1] Integrated Water Resources Management

[1] Water Resources Management

[1] Water Resources Planning

[1] Integrated River Basin Management

[1] Supply management

[2] Supply-demand management

…………………………………………………….. 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.

فصل اول: کلیات طرح

1-1- بیان مسأله

تاکنون شاخص ­ها 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 شاخص ­ها،سنجش میزان پایداری بخش آب است. هر چند شاخص ­های 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 با پیشرفت وضعیت پایداری استفاده کرد.

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 بهره گرفتن 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

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 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 شاخص ­های ارزیابی را می‌توان تجمیع کرد؟

 فرضیه تحقیق:

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.

شهرهای بهبهان، شادگان، رامشیر، رامهرمز، هفتگل، باغ ملک، اردکان فارس، نور آباد ممسنی، دوگنبدان هندیجان ودهدشت در‌این حوضه قرار دارند.‌این حوضه آبریز با 40788 کیلومتر مربع مساحت یکی از حوضه‌های آبریز درجه دو سی گانه کشور را تشکیل می‌دهد که بخش‌هایی از استان‌های فارس، خوزستان و کهکیلویه و بویر احمد را در بر می‌گیرد. حوضه آبریز مورد مطالعه، با توجه به آبریز رودخانه‌های موجود در آن و ویژگی‌های هیدروژئولوژیکی به 24 محدوده مطالعاتی به نام‌های شادگان، رامهرمز، دالون-میداوود، و باغ ملک ، صیدون،  جایزان،  بهبهان ، تخت دراز،  هندیجان،  زیدون،  لیشتر ، دو گنبدان-چهاربیشه‌،  خیر آباد ،  سرپری،  دهدشت،  شاه بهرام،  امام زاده جعفر،  دشت رستم،  باشت،  نور آباد ممسنی،  فهلیان،  سرانجیلک،  کودیان-سرکاه و اردکان -چشمه سفید تقسیم شده است.

بزرگترین محدوده مطالعاتی به نام” شادگان” دارای وسعتی معادل 13328 کیلومتر مربع بوده که 5954 کیلومتر مربع آن رادشت آبرفتی تشکیل می‌دهد کوچکترین محدوده مطالعاتی با 275 کیلومتر مربع” دو گنبدان -چهار بیشه” نام دارد که 29 کیلومتر مربع آن دشت آبرفتی می‌باشد. وسعت دشت‌های آبرفتی حوضه آبریز رودخانه زهره – جراحی حدود 11991 کیلومتر مربع است که حدود 29 درصد کل حوضه آبریز بوده و ارتفاعات مشرف بر آن 28797 کیلومتر مربع یعنی حدود 71 درصد از مساحت حوضه آبریز را به خود اختصاص می‌دهند. شمال و بخش مرکزی‌این حوضه را با توجه به در نظر گرفتن گسترش ارتفاعات زاگرس می‌توان یک ناحیه کوهستانی و دنباله جنوبی آن را که در صفحه خوزستان قرار گرفته است می‌توان ناحیه دشتی محسوب نمود. محورهای اصلی ارتباطی شامل محور جنوبی حوضه زهره-جراحی،  نورآباد –دوگنبدان، دو گنبدان- بهبهان،  بهبهان –آغاجاری و آغاجاری – امیدیه محور جنوب شرقی حوضه،  حوضه سپیدان- نورآباد محورجنوب غربی حوضه، امیدیه – بند ماهشهر و بندر ماهشهر- شادگان محور غربی حوضه، امیدیه- رامشیر ومحور شمالی آن رامهرمز- هفتگل می‌باشد که به صورت جاده با یکدیگر ارتباط دارند. از اهواز تا بندر امام خمینی و از بندر ماهشهر تا امیدیه می‌توان از طریق ریل‌های راه آهن تردد نمود. حوضه آبریز جراحی- زهره شامل دو رودخانه اصلی جراحی و زهره می‌باشد. رودخانه جراحی خود از تلفیق دو رودخانه مارون و رامهرمزو رودخانه زهره از بهم پیوستن رود خانه‌های فهلیان و خیر آباد بوجود آمده‌اند. مساحت حوضه آبریز رودخانه زهره تا‌ایستگاه دهملا واقع در انتهای حوضه 52/13163 کیلومتر مربع بوده که‌این‌ایستگاه در موقعیت 59 40 49 طول شرقی و 29  30 30 عرض شمالی و متوسط آبدهی سالانه رودخانه تا محل‌این‌ایستگاه43/91 متر مکعب در ثانیه می‌باشد.

حوضه آبریز زهره و جراحی از نظر منابع آبی و از جمله چشمه‌های پر آبی که از مخازن کارستی سر چشمه می‌گیرند، یکی از مهمترین حوضه‌های آبریز کشور به شمار می‌رود. فراوانی ریزش‌ها جوی به ویژه در سر شاخه‌های‌این حوضه پتانسیل قابل توجهی از منابع آب سطحی و زیر زمینی را‌ایجاد نموده است. چشمه‌های مهمی‌در‌این حوضه ظاهر می‌شوند که نشان دهنده پتانسیل قابل توجه منابع آب کارستی در‌این منطقه کشور است. در حوضه زهره و جراحی تعدادی از محدوده‌های مطالعاتی  تحت پوشش شرکت‌های آب منطقه‌ای فارس، کهکیلویه بویر احمد و سازمان آب و برق خوزستان قرار گرفته است. دشت‌های آبرفتی‌ این حوضه عمدتاً در ناودیس‌ها تشکیل شده و اما با وسعت‌ایجاد شده است نحوه گسترش دشت‌های آبرفتی در جلگه خوزستان با زاگرس مرتفع و چین خورده متفاوت است. در جلگه خوزستان پهنه‌های آبرفتی گستردگی بیشتری در مقایسه با دشت‌های زاگرس  مرتفع و چین خورده دارند .ضخامت آبرفت در دشت‌های وسیع جلگه خوزستان نیز بیش از دشت‌های واقع در ارتفاعات است . بدین ترتیب با توجه به گسترش و ضخامت رسوبات ناپیوسته و وضعیت تغذیه، آبخوان‌های آبرفتی با توان آبدهی متفاوت به وجود آمده‌اند. وسعت دشت‌ها در محدوده‌های مطالعاتی واقع در استان خوزستان بیش از سایر نقاط حوضه بوده و به حدود 14700 کیلومتر مربع می‌رسد. گسترده‌ترین دشت آبرفتی با مساحت 5954 کیلومتر مربع در محدوده مطالعاتی شادگان واقع شده است. وسیع ترین آبخوان آبرفتی نیز در همین محدوده شکل گرفته است.

ضخامت آبخوان، در محدوده‌های مختلف ودر قسمت‌های مخلف هر محدوده متفاوت است. نواحی مخروط افکنه‌ای و قسمت‌های مرکزی دشت‌های آبرفتی بیشترین ضخامت را دارا بوده و به طرف حواشی دشت‌ها از ضخامت آنها کاسته می‌شود. در مناطق شمالی‌ این حوضه سنگ‌های کربناته نقش مهمی‌ در تشکیل مخازن آب زیر زمینی دارند. محدوده‌های مطالعاتی واقع در بخش شمالی و مرکزی حوضه آبریز از دیدگاه منابع آب سازند سخت نسبت به سایر محدوده‌های مطالعاتی حائز اهمیت بیشتری می‌باشند  و مهمترین منابع آب‌سازندهای سخت حوضه در‌این محدوده‌ها واقع شده‌اند. در محدوده مطالعاتی زهره – جراحی‌، دو دریاچه مصنوعی مربوط به سد کوثر و سد مارون مجموعاً به وسعت 2/40 کیلومتر مربع وجود دارد. همچنین در‌این حوضه 334 حلقه چاه مشاهده‌ای وجود دارد. بیشترین تعداد چاه مشاهده‌ای با 89 حلقه در محدوده مطالعاتی رامهرمز قرار دارد. آبخوان دشت رامهرمز از نوع آزاد و تحت فشار بوده و چاه‌های مشاهده‌ای در‌این دو آبخوان ‌ایجاد شده‌اند. محدوده‌های مطالعاتی دهدشت‌، بهبهان زیدون و جایزان که دارای آبخوان آزاد و تحت فشار می‌باشند‌، به ترتیب با 39 25 22 و22 حلقه چاه مشاهده‌ای در مرتبه‌های بعدی قرار دارند. سپس آبخوان‌های امام زاده جعفر ونورآباد با 21 و19 حلقه چاه مشاهده‌ای در جایگاه بعدی قرار می‌گیرند. آبخوان‌این دو دشت از نوع آزاد می‌باشد. کمترین چاه‌های مشاهده‌ای  با 1 حلقه مربوط به محدوده مطالعاتی خیر آباد است.

[1] Mark

2 HWSI

3 SWSI