وبلاگ

‌ای بر لوله ورتکس
لوله ورتکس[1] که بعضاً با نام‌هایی چون لوله ورتکس رنک–هیلش یا لوله رنک-هیلش شناخته می‌شود اختراع مبتکرانه ایست که ایده آن توسط دو دانشمند فرانسوی و آلمانی به نام‌های جورجس جوزف رنک[2] و ردلف هیلش[3] به طور مستقل در خلال سال‌های جنگ جهانی دوم در اروپا مطرح شد[1].
لوله ورتکس یک وسیله ساده مکانیکی است که فاقد قسمت‌های متحرک بوده و یکی از تجهیزات مورد استفاده در سیستم تبرید می‌باشد، که در آن یک سیال پرفشار از طریق نازل‌های ورودی وارد لوله ورتکس شده و به دو جریان با دمای کمتر، و بیشتر از دمای ورودی منشعب می‌شود، (بدون هیچ‌گونه واکنش شیمیایی یا دخالت منبع خارجی انرژی ) بدین صورت می‌توان دماهای تا 40- درجه سانتی‌گراد را ایجاد کرد. لوله ورتکس شامل بخش‌هایی از قبیل یک یا چند نازل ورودی یک محفظه ورتکس[4] یک اوریفیس در انتهای سرد[5] شیر کنترل در انتهای گرم[6] و یک لوله می‌باشد (شکل1-1). وقتی سیال پرفشار بصورت مماس توسط نازل‌های ورودی به محفظه ورتکس تزریق می‌شود، یک جریان چرخشی در محفظه ورتکس ایجاد می‌شود. وقتی چرخش جریان سیال به سمت مرکز محفظه ورتکس ادامه پیدا می‌کند، سیال منبسط و سرد می‌شود. در محفظه ورتکس بخشی از سیال به سمت خروجی گرم می‌چرخد و بخش دیگر سیال مستقیماً در خروجی سرد موجود است. بخشی از گاز موجود در لوله ورتکس به خاطر مؤلفه محوری سرعت بر می‌گردد و از انتهای گرم به انتهای سرد حرکت می‌کند. در خروجی گرم سیال با دمای بیشتری خارج می‌شود درحالی‌که در خروجی سرد، سیال دمای کمتری در مقایسه با دمای ورودی دارد[2]. لوله ورتکس در مقایسه با دیگر وسایل موجود در سیکل تبرید مزایایی دارد از قبیل: سادگی، فقدان اجزای متحرک، عدم حضور جریان الکتریسیته، عدم انجام هیچ‌گونه واکنش شیمیایی، نگهداری آسان، تأمین فوری هوای سرد، پایداری عملکرد (به خاطر استفاده از فولاد ضد زنگ و محیط کار تمیز) و تنظیم دما. همچنین وابستگی به گاز فشرده و بازده گرمایی پایین ممکن است برخی از کاربردهای آن را محدود کند.

اگرچه با وجود اینکه تا کنون اثبات قاطعانه‌ای در مورد حالت انتقال حرارت در داخل لوله ورتکس صورت نگرفته و علیرغم درک ناقص این پدیده،اخیراً لوله ورتکس، با کاربرد خنک سازهای موضعی در مقیاس‌های کوچک و بصورت تجاری توسعه زیادی یافته‌اند. امروزه تعداد قابل‌توجهی از شرکت‌های تولیدکننده وجود دارند که از تئوری لوله ورتکس بصورت کاربردی و موثر به عنوان یک راه حل در کاربردهای صنعتی بهره می‌گیرند. از جمله این شرکت‌ها می‌توان به Exair و ITW Vortec اشاره کرد که هر دو در ایالات‌متحده مشغول به فعالیت می‌باشند. این شرکت‌ها محصولات خود را بر اساس محدوده مختلفی از کاربردها و بر اساس کیفیت‌های زیر از فن آوری لوله ورتکس عرضه می‌کنند:

• سرمایش پاک

• نگهداری آسان –فقدان اجزای متحرک

• دمای پایدار خروجی

• سرمایش، بدون نیاز به الکتریسیته و مبرد

• قابل‌اطمینان، فشرده و سبک‌وزن

• قیمت ارزان

با وجود اینکه موارد زیادی برای کاربردهای لوله ورتکس، به عنوان خنک ساز و گرماساز موضعی وجود دارند (که در ادامه تشریح خواهد شد) اما همچنان نیز می‌توان ایده‌های مبتکرانه‌ای در مورد کاربردهای لوله ورتکس ارائه داد. در شکل (1-2) یک نمونه از مدل تجاری لوله ورتکس ساخت شرکت Exair نشان داده شده است.
1-2-1-    کاربردهای خنک ساز موضعی
لوله‌های ورتکس دارای محدوده وسیعی از کاربردهای خنک ساز موضعی در خطوط تولید ماشین‌آلات و فرایندها می‌باشند. یک نمونه از آن تفنگ هوای سرد با اساس مغناطیسی می‌باشد که به عنوان جایگزین ماده خنک‌کننده در فرایندهای ماشین‌کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد و در شکل (1-3) نشان داده شده است.
شکل ‏1‑3تفنگ هوای سرد ساخت ITW Vortec [3]
برخی دیگر از کاربردهای خنک ساز موضعی شامل موارد زیر می‌شود:

• خنک کردن قالب‌های تزریق پلاستیک

• 

•  

• عملیات رطوبت زدایی گاز

• عملیات آب بندی حرارتی

• خنک کردن کابین کنترل محفظه‌های الکتریکی، که در شکل‌های (1-4) و (1-5) توضیح داده شده است

• خنک‌سازی لنزهای دوربین‌های عکاسی که در شکل (1-6) نشان داده شده است.

1-2-2-    کاربردهای گرما ساز موضعی
با بهره گرفتن از هوای گرم خروجی، برخی از کاربردهای گرمایش موضعی شامل موارد زیر می‌شود:

• تنظیمات چسب‌ها و لحیم‌ها

• خشک کردن جوهر روی برچسب‌ها و بطری‌ها

1-2-3-    تجهیزات آزمایشگاهی لوله ورتکس
تجهیزات آزمایشگاهی برای استفاده در آزمایشگاه ترمودینامیک و مکانیک سیالات به صورت آزمایشگاهی موجود است که توسط شرکت P.A.Hilton Ltd واقع در بریتانیا تولید می‌شود، که یک نمونه از آن در شکل (1-7) مشاهده می‌شود.

1-2-4-    تهویه مطبوع شخصی
لوله‌های ورتکس می‌توانند به صورت جلیقه هوا، همان طور که توسط شرکت ITW Vortec به فروش می‌رسند، به منظور توزیع هوای سرد یا گرم در قسمت بالاتنه بدن، مورد استفاده گیرند، که در شکل (1-8) نشان داده شده است.
شکل ‏1‑8:تهویه مطبوع شخصی ساخت ITW Vortec [5]
1-3-     نظریه‌های رایج در مورد لوله ورتکس
قدیمی‌ترین نظریه بکار رفته در مورد لوله ورتکس نخستین بار توسط هیلش پیشنهاد شد. وی پیشنهاد کرد که گرادیان‌های سرعت زاویه‌ای در راستای شعاعی منجر به ایجاد گشتاور اصطکاکی بین لایه‌های مختلف جریان در حال چرخش می‌شوند، که در نتیجه شاهد انتقال انرژی توسط کار برشی، از لایه‌های داخلی به سمت لایه‌های خارجی خواهیم بود. اگر چه این نظریه به صورت کامل حالت انتقال حرارت در داخل لوله را توصیف نمی‌کند.
به منظور تکمیل این نظریه، یک فرضیه از سوی آلبرن و همکاران [6-8] مطرح شد که حاکی از وجود یک میدان جریان ثانویه می‌باشد که در انتقال انرژی در داخل لوله ورتکس نقش دارد که در ادامه به تفصیل در مورد آن بحث خواهد شد.این فرضیه بیان می‌کند که یک میدان جریان سیال اولیه، شامل گردابه های داخلی و خارجی وجود دارد که طول لوله را پوشش می‌دهد، از سوی دیگر یک حلقه جریان ثانویه نیز وجود دارد که گرما را بین این دو جریان گردابی انتقال می‌دهد که به صورت مبرد در یک سیکل ترمودینامیکی باز عمل می‌کند. که در ادامه به ذکر جزئیات آن پرداخته خواهد شد.این نظریه همچنین توسط گائو و همکاران [9] نیز حمایت شد که بر اساس مشاهدات تجربی مطالعاتی در این زمینه به انجام رسانده بودند.
1-4-     تحلیل نظری لوله ورتکس
از سال 1930 تا کنون که مکانیزم جدایش انرژی در لوله ورتکس موجب سردرگمی محققان شده بود همچنان، نظریه روشنی که بتواند به طور کامل به تشریح این پدیده بپردازد، وجود نداشته است، در این بخش قوانین ترمودینامیکی در مورد سیستم لوله ورتکس بکار گرفته می‌شوند و روابط بین خواص گاز ورودی و خروجی از سیستم ارائه می‌شوند. همچنین راندمان‌های مربوط به سیستم لوله ورتکس نیز تعریف و تحلیل خواهند شد.
1-4-1-    تحلیل ترمودینامیکی سیستم لوله ورتکس
در ابتدا زمانی که تکنولوژی لوله ورتکس معرفی شد به نظر می‌رسید تخطی از قوانین ترمودینامیک صورت گرفته است. از آنجایی که در هر فرایند تبرید کار ورودی امری ضروری به حساب می‌آید، به نظر می‌رسید یک شار گرمایی داخلی،بدون انجام هیچ‌گونه کار ورودی در لوله ورتکس وجود دارد که برای رد این ادعا نزدیک به حدود یک قرن تلاش برای درک کامل عملیات درون لوله ورتکس صورت گرفته است.
با توجه به حجم کنترل نشان داده‌شده در شکل (1-9) به منظور تحلیل ترمودینامیکی سیستم لوله ورتکس، خواص گاز در دیواره‌ها ، ورودی و خروجی مدنظر می‌باشند و همچنین جزئیات مربوط به فرایندهای داخلی لحاظ نمی‌شوند. در این سیستم سه مرز باز با نام‌های in،c و h وجود دارند که به ترتیب نشان‌دهنده ورودی خروجی سرد و خروجی گرم می‌باشند و خواص گاز در این مرزها مشخص شده است.
 شکل ‏1‑9: حجم کنترل بصورت خطوط پر رنگ نشان داده‌شده در شکل می‌باشد
1-4-1-1- قانون بقای جرم
با اعمال فرضیاتی از قبیل جریان حالت پایا،تغییرات ناچیز انرژی پتانسیل در ورودی و خروجی و عدم تبادل هرگونه کار و حرارت خارجی به سیستم معادلات بقای جرم، قوانین اول و دوم ترمودینامیک برای حجم کنترل نشان داده‌شده در شکل بالا بصورت زیر نوشته می‌شود:

با معرفی نسبتی با عنوان “کسر سرد[7]” که معیاری برای اندازه دبی جریان‌های سرد و گرم خروجی در قیاس با جریان گاز ورودی می‌باشد، بصورت زیر:

رابطه (1-1) بصورت زیر خلاصه می‌شود:

1-4-1-2- قانون اول ترمودینامیک
با اعمال قانون اول برای مرزهای سیستم لوله ورتکس بصورت نشان داده‌شده در شکل (1-7) رابطه قانون اول را به فرم زیر خواهیم داشت:

 با توجه به فرضیات ذکرشده در قسمت 1-4-1-1 و با توجه به رابطه(1-2) و همچنین در نظر گرفتن ، داریم:

در نهایت با در نظر گرفتن رابطه (1-7) بین دمای سکون و استاتیک و انجام مراحل ساده‌سازی رابطه (1-8) از قانون اول ترمودینامیک استخراج می‌شود:

که رابطه (1-8) بیان‌کننده ارتباط بین دماهای ورودی و خروجی به عنوان تابعی از کسر سرد می‌باشد.
با چشم پوشی از سهم سرعت رابطه قانون اول (رابطه (1-6)) را می توان به صورت زیر نوشت:

قانون دوم ترمودینامیک برای حجم کنترل بصورت زیر نوشته می‌شود[2]:
 نشان‌دهنده نرخ افزایش آنتروپی ناشی از فرایندهای برگشت‌ناپذیر می‌باشد که همواره مقدار مثبتی است و  نشان‌دهنده دمایی است که در آن جریان حرارت ، از خارج وارد سیستم می‌شود.عمده فرایندهای برگشت‌ناپذیر در سیستم لوله ورتکس شامل موارد زیر می‌شود:

• جریان حرارت ناشی از اختلاف دما

• جریان جرمی ناشی از اختلاف فشار

• اتلاف لزجی

تیره نعناعیان (Lamiaceae) یکی از بزرگ­ترین تیره­های گیاهی و دارای 178 جنس و 3000 گونه است. گونه­ های این تیره تقریباً در سراسر جهان پراکنده­اند و به طور خاص در مناطق مدیترانه­ای تجمع دارند (قهرمان، 1373).

آویشن (Thymus) یکی از جنس­های تیره نعناعیان است که در زیر خانواده Nepetoideae قرار دارد و از نظر فیلوژنی با جنس های Origanum، Zataria و Micromeria قرابت و خویشاوندی دارد. مبدأ پیدایش این جنس دوران سوم زمین­ شناسی است و در فلور خشکی پسند این دوره آثار آن را یافته­اند و بدنبال توسعه مناطق خشک بخصوص در دوره پلیوسن و بعد از آن تا به امروز تکامل جنس صورت گرفته است (جم­زاد، 1388). در فلور ایرانیکا، برای سهولت شناخت جنس­های تیره نعنا، آنها را به پنج گروه تقسیم کرده ­اند و آویشن در گروه گیاهانی که دانه آنها لعاب­دار است قرار می­گیرد (قهرمان، 1373).

در مورد تعداد گونه­ های آویشن از نظر تاکسونومیک گزارش­های متفاوتی وجود دارد، تعداد گونه­ های آن در بعضی از گزارش­ها به 800 می­رسد، اما با در نظر گرفتن کمترین مقدار تنوع مورفولوژیک، 215 گونه از این جنس گزارش گردیده است. نام جنس Thymus از کلمه یونانی Thyo به معنای عطر گرفته شده است. تفسیر دیگری که در رابطه با نام این جنس وجود دارد کلمه یونانی Thymos به معنای قوت است و Thymus به گروهی از گیاهان اتلاق می­شده که دارای اثر تقویت کننده و محرک بوده ­اند (جم­زاد، 1388). آویشن ها به علت داشتن عطر و همچنین خواص دارویی در همه جای دنیا مورد استفاده قرار می­گیرند. وجود غده­های ترشحی در سطح برگ­ها و گل­های گیاه سبب و عامل اصلی عطر و بو و خواص دارویی در گیاه است (جم زاد، 1388).

این جنس در ایران 18 گونه معطر و چندساله دارد گونه­ های انحصاری آن در ایران عبارتند از:

1. persicus, T. marandensis, T. daenensis, T.lancifolius

و دیگر گونه­ های آن:

1. fallax, T. kotschyanus, T. transcaspicus, T. armeniacus

1. eriocalyx, T. nummularius, T. pubescens, T. carmanicus

1. caucasicus, T. transcaucasicus, T.linearis, T. armeniacus

1. fedtschenkoi, T. migricus

این گونه­ ها علاوه بر ایران در ترکیه، قفقاز، عراق، هند، آذربایجان شوروی، ارمنستان، ترکمنستان و پاکستان نیز می­رویند (جم­زاد، 1391).

آویشن دنایی(T. daenensis) در مناطق کوهستانی استان­های زنجان، کردستان، همدان، لرستان، اصفهان، کهگیلویه و بویراحمد، چهارمحال و بختیاری، فارس و مرکزی می­روید. گیاهان این گونه دارای ویژگی­های زیر می­باشند: خشبی، کوتاه قد، بالشتکی، به ارتفاع 15 تا 30 سانتی­متر، راست، بدون انشعاب، تقریبا بدون کرک تا کم و بیش کرکدار. برگ­ها به طول 10 تا 20 و به عرض 2 تا 5 میلی­متر، کم و بیش گسترده، از میان گره کوتاه­تر، خطی تا سرنیزه­ای باریک، بدون دمبرگ، نوک تیز، سطح زیرین برگ با رگبرگ میانی برجسته و 2تا 3 جفت رگبرگ جانبی برجسته، جفت سوم تا نیمه برگ امتداد یافته. با تعداد زیادی غده ترشحی قرمز رنگ در هر دو سطح. گل­آذین کله­ای انتهایی، گاهی کشیده، چرخه های پایینی دور از یک­دیگر و بندرت دارای دمگل­آذین. برگه­ها تقریبا شبیه به برگ­ها، کوتاه­تر و تقریبا پهن تر از آنها، سبز رنگ، به ندرت قرمز مایل به بنفش. کاسه به طول 3 تا 5/4 میلی­متر، لوله­ای یا استکانی، دندانه­ های لبه بالایی به طول 5/0 تا 1 میلی­متر، نزدیک به هم به طرف بیرون برگشته، مشخصاً کوتاه­تر از دندانه­ های لبه پایینی. جام گل به طول 5تا 6 میلی­متر، قرمز رنگ. زمان گل­دهی تابستان (جم­زاد، 1391).

عدد کروموزمی در جنس آویشن بسیار متنوع است. حالت­های پلی­پلوئیدی شامل تترا و هگزا پلوئید گزارش گردیده است. عدد پایه کروموزمی 7=x است. اعدا کروموزمی 24=n2 تا 90=n2 برای گونه­ های Thymus گزارش گردیده است، ولی معمول­ترین اعداد کروموزمی 60، 56، 30 و 28=n2 می­باشند (جم­زاد، 1388).

خواص داروئی و معطر بودن آویشن باعث شده است که این گیاه در زمره گیاهان ارزشمند قرار گیرد. اسانس گل و برگ­های آویشن دارای اثر ضد­اسپاسم، ضد­نفخ، ضد­روماتیسم، ضد­سیاتیک و ضد­عفونی کننده قوی است (Stahl-biskup, 2002). عمده­ترین ترکیبات موجود در اسانس آویشن­ها تیمول و کارواکرول می­باشند. این­ها دو ترپنوئید هستند که تنها در تعداد محدودی از گونه­ های گیاهی از جمله آویشن­ها وجود دارند. وجود غده­های ترشحی در سطح برگ­ها و گل­های گیاه عامل اصلی عطر و بو و خواص دارویی در گیاه است (جم­زاد، 1388).

ساختار­های ترشحی در بیشتر گیاهان آوندی وجود دارند و موقعیت مکانی، ساختار و مواد ترشحی متفاوتی دارند. مواد معمولا از سلول­های ترشحی به بیرون از گیاه رانده می­شوند یا در فضا­های درون سلولی تخصصی شده محدود می­شوند (Fahn, 1988).

ساختار­های ترشحی داخلی شامل: سلول­های ترشح کننده، مجاری و کیسه­های ترشح کننده و سلول­های شیرابه­دار هستند. ساختار­های ترشحی خارجی شامل هیداتود، نوشجای و کرک­های اپیدرمی می­باشند. کرک­های اپیدرمی زوائد تک سلولی و چند سلولی هستند و در دوگروه غیرغده­ای و غده­ای قرار می­گیرند (Fahn, 1990).

کرک­های غیر­غده­ای از لحاظ شکل و آناتومی متنوعند و ممکن است تک سلولی یا چندسلولی باشند و هر دو نوع این­ها می­توانند ساده یا منشعب باشند. کرک­های چند سلولی ممکن است منشعب، یک ردیفه، دو ردیفه یا چند ردیفه باشند. دیواره­ های عرضی بین سلول­ها

 مشخص و یا غیرقابل تشخیص است. ممکن است در طول، اندازه و حالت سلول متقارن و یا غیر متقارن باشند. می­توانند در پهنا متحدالشکل باشند و یا پهنایشان در طول تار تغییر کند و نوک آنها باریک شود و یا کند باشد. ضخامت دیواره می ­تواند متنوع باشد و یا مواد تزریق شده در دیواره آن­ها می ­تواند دیواره­ها را به حالت نرم سینوسی و یا سیخی درآورد. انشعابات در کرک­های چند سلولی منشعب، ممکن است چندسلولی و یا تک سلولی با طول­های مساوی یا متغیر، متناوب و یا متقابل و در یک یا چرخه­های بسیار، با ظاهری منگوله­ای باشند (Werker, 2000). کرک­های فلسی، Tشکل، چندسلولی ستاره­ای و کرک­های یک ردیفی، تک سلولی ساده یا چند­سلولی از انواع غیر­غده­ای هستند (Fahn, 1990).

 کرک های غده­ای بسیار متنوع­اند و در بسیاری از تیره­ها وجود دارند، ولی اغلب در تیره­های Solanaceae، Lamiaceae، Rosaceae و Cannabinaceae یافت می­شوند. براساس موارد زیر رده­بندی می­شوند: ترکیب شیمیایی موادی که ترشح می­ کنند، روش تولید آن­ها، ساختار، موقعیت (غده­هایی مشابه ولی روی اندام­های رویشی و یا زایشی) و وظیفه­ی آن­ها.

در کرک­های غده­ای تک­سلولی بین قسمت رأسی و قاعده­ای، تمایز مورفولوژیک وجود دارد. غده­های چندسلولی تیپیک شامل یک سرِ یک یا چند سلولی ترشحی، یک پایهِ یک تا چند سلولی، یک Base با تعداد کمی سلول و گاهی اوقات یک سلول گردنی (بین سر و پایه). تفاوت­هایی بین سلول­های پایه و سر ترشحی وجود دارد. در سلول­های پایه پایین­ترین سلول می ­تواند بسیار واکوئلی باشد درحالیکه سلول بالاتر ممکن است سیتوپلاسم متراکم داشته باشد، که به طور واضحی با عملکرد و نقش متفاوت آن­ها ارتباط دارد(Fahn, 2000) . کرک­های غده ای شامل کرک­های ترشح کننده نمک، کرک­های ترشحی شهد، غده ترشحی موسیلاژ، غده­های گیاهان گوشتخوار، تار ترشحی، کرک­های گزنده و کرک­های ترشح کننده مواد چربی دوست که روغن­های اسانس را در خانواده نعناعیان ترشح می­ کنند، می­باشند  .(Fahn, 1990)­کرک­های ترشح کننده مواد چربی دوست ممکن است پایه­ کوتاه یا بلند، منشعب یا بدون انشعاب، سر و پایه­ تک سلولی یا چند سلولی، سر سپری (peltate) یا تاجدار (capitate) داشته باشند و در ظرفیت خود برای ذخیره اسانس در فضای بین دیواره و کوتیکول متنوع می­باشند (Fahn, 2000). کرک peltate شامل یک سلول پایه، یک سلول ساقه کوتاه و یک سر گسترده متشکل از تعدادزیادی سلول­های ترشحی که در یک ردیف قرار گرفته­اند می­باشند. کرک­های capitate از یک سلول پایه، ساقه یک تا چند­سلولی و یک سر شامل یک یا دو سلول تشکیل شده اند. ترایکوم­های غده­ای دارای یک لایه کوتیکول می­باشند با بلوغ کرک لایه کوتیکولی از دیواره سلولزی فاصله گرفته و اسانس در فضای زیرکوتیکولی ذخیره می­ شود و در اواخر اندازه بزرگی در کرک­های peltate دارد. برخی از ترکیبات فرار اسانس ممکن است از کوتیکول عبور کنند اما بسیاری از مواد تنها پس از پارگی کوتیکول به بیرون راه پیدا می­ کنند (Fahn, 1988).

2- 1- مطالعات فیتو شیمیایی

ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس آویشن به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته و شناسایی شده ­اند. دو گروه اصلی ترکیبات شیمیایی موجود در این جنس ترپنوئید­ها و فلاونوئید­ها هستند. این ترکیبات نقش اصلی را در اثر­های دارویی این گیاهان ایفا می­ کنند. اسانس ­ها در گیاهان خانواده نعنا در کرک­های غده­دار و یا در غده­های ترشحی چسبیده به سطح برگ آن­ها ذخیره می­گردند (جم­زاد، 1388).

بخش های هوایی گلدارT. daenensis  وT. Kotschyanus   از استان همدان جمع­آوری شد. اسانس آن­ها توسط GC و GC/MS مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. 26ترکیب از اسانسT. daenensis شناسایی شد، ترکیبات اصلی شامل تیمول 7/74%، پاراسیمن 5/6%، بتا­کاریوفیلن 8/3%، و متیل کارواکرول 6/3% می­باشند .(Nickavar et al., 2005)

همچنین سرشاخه­های گلدار T. daenensis، در 4 منطقه استان اصفهان با GC و GC/MS آنالیز شد. در میان 27 ترکیب شناسایی شده، پنج ترکیب تیمول، پاراسیمن، گاما-ترپینن، کارواکرول و بتا­کاریوفیلن بالاترین غلظت را به خود اختصاص می­ دهند (برازنده و باقرزاده، 1386).

ترکیبات موجود در اسانس چهار گونه آویشن جمع­آوری شده از استان لرستان با GC و GC/MS آنالیز و مقایسه شد. ترکیبات اصلی موجود در اسانس T. daenensis سیس­سابینن­هیدرات (2/9%)، الفا­ترپینول (18/13%) و کارواکرول (38/12%) بودند (Safaei-Ghomi et al., 2009).

تنوع اسانس T. daenensis در 11جمعیت جمع­آوری شده از استان­های فارس و کهگیلویه و بویراحمد در مرحله کامل گلدهی مورد بررسی قرار گرفت با بهره گرفتن از GC و GC/MS 22 ترکیب جدا شدند که ترکیبات اصلی کارواکرول (1/80-3/47%)، تیمول (2/72-1/53%)، جرانول (7/75-6/65%)، بتا کاریوفیلن (9-7/1%)، پاراسیمن (9/10-1/0%)، گاما ترپینن (8/7-1/0%) بودند. بر اساس تنوع در ترکیبات اسانس جمعیت­ها به سه کیموتیپ دسته بندی شدند (Bahreininejad et al., 2010).

هاشمی و همکاران ترکیبات فرار از بخش­های هواییT. daenensis  جمع­آوری شده از منطقه الشتر را با روش headspace solvent microextraction و روش hydrodistillation بررسی کردند. ترکیبات اصلی موجود در عصاره ژرانیول (2/37-9/34%)، ژرانیل استات (7/18-3/15%)، ژرانیال (2/11-0/9%)، نرول (3/8-4/6%) و نرال (3/9-1/7%) بودند (Hashemi et al., 2010).

همچنین T. daenensis از ملایر در چهار مرحله نموی جمع­آوری شد. اسانس گیاه با روش hydrodistillation بدست آمد و با GC و GC/MS آنالیز شد. بیشترین اسانس (4/3%) در مرحله گلدهی بدست آمد. اجزاء اصلی اسانس در تمام مراحل رشد، تیمول، آلفا­ترپینن، پارا­سیمن، متیل­کارواکرول و آلفا­توجین بودند. درصد بالای تیمول (8/73%) در مرحله گلدهی، آلفا­ترپینن (59/9%) در مرحله رویشی، پارا­سیمن (0/9%) و متیل­کارواکرول (9/4%) در مرحله خواب دانه و آلفا­توجین (42/1%) در مرحله جوانه زدن بدست آمد (Rustaiee et al., 2010).

در تحقیق دیگری T. daenensis از 22 منطقه از استان­های اصفهان و چهارمحال­و­بختیاری جمع­آوری شد و عصاره توسط دستگاه HPLC آنالیز شد. نتایج نشان داد ارتفاع از سطح دریا بر میزان تیمول اثر معنی دار و مثبت دارد و بر میزان کارواکرول اثر معنی داری ندارد (کریمی و همکاران، 1389).

گل­پرور و همکاران اسانس T. daenensis کشت شده درگل­خانه و مزرعه تحقیقاتی را در دوره رویشی، ظهور آغازه­های گل، ظهور 50% گل­آذین­ها، گل­دهی کامل و زمان تشکیل بذر بررسی و مقایسه کردند. آنالیز اسانس به وسیله کروماتوگراف گازی صورت گرفت. بیشترین درصد اسانس 41/1% از مرحله گل­دهی و بیشترین میزان تیمول 1/84% از مرحله رویشی حاصل شد (گل­پرور و همکاران، 1390).

بخش­های هوایی T. daenensis در مرحله گل­دهی از 5 منطقه از کوه­های زاگرس جمع­آوری شد. ترکیبات شیمیایی اسانس بوسیله GC و GC/MS بررسی شد. همه اسانس ­ها حاوی مقدار زیادی مونوترپنوئید (0/83-4/75%) و مقدار کمی سس­کوئی­ترپن (0/4-7/1%) بودند و تیمول جزء اصلی تمام اسانس ­ها شناخته شد. بر­اساس درصد ترکیبات اسانس و مارکر­مولکولی RAPD این 5 جمعیت به دو دسته اصلی تقسیم شدند. خوشه اول (اراک و ملایر) شامل تیمول به عنوان جزء اصلی اسانس و خوشه دوم (الشتر، همدان، دنا) سرشار از کارواکرول بود (Rustaiee et al., 2011).

قاسمی پیربلوطی و همکاران ارتباط مثبت و خطی بین ارتفاع از سطح دریا و محتوای تیمول به عنوان جزء اصلی ترکیب اسانس T. daenensis جمع­آوری شده از استان­های اصفهان و چهارمحال­و­بختیاری در مرحله گل­دهی را گزارش کردند. بهترین ارتفاع 2400 تا 2800 متر بالاتر از سطح دریا گزارش شد Ghasemi Pirbalouti et al., 2011a)).

اسانس T. daenensis کشت شده در استان اصفهان در مراحل آغاز گل­دهی، 50% گل­دهی، گل­دهی کامل و بذر­دهی بررسی و مقایسه شد. بیشترین عملکرد اسانس در مرحله گل­دهی کامل و بیشترین درصد اسانس در مرحله 50% گل­دهی بدست آمد. تیمول ترکیب غالب در هر چهار مرحله برداشت بود. بیشترین مقدار تیمول (9/85%) در مرحله ابتدای گل­دهی حاصل شد. دومین ترکیب غالب اسانس کارواکرول بود که در مرحله بذردهی به حداکثر مقدار خود رسید. بورنئول نیز در این مرحله به حداکثر مقدار خود رسید. سه ترکیب پارا­سیمن، 1،8­سینئول و گاما­ترپینن در مرحله 50% گل­دهی حداکثر مقدار را دارا بودند (صفائی و همکاران، 1391).

در تحقیق دیگری دانه­ های T. daenensis در 4 منطقه با ارتفاع و آب و هوای متفاوت، در استان­های اصفهان و چهارمحال­و­بختیاری کشت و اسانس توسط GC/MS آنالیز شد. از بین 24 ترکیب شناسایی شده، تیمول (3/70-9/33%)، کارواکرول (8/24-0/4%)، گاما­ترپینن (4/10-9/3%)، پاراسیمن (6/8-8/4%) بیشترین مقدار را داشتند و مشخص شد گیاهان رشد یافته در مناطق نیمه خشک اسانس و تیمول زیادی ندارند (Ghasemi Pirbaloutia et al., 2013).

بذر­های گیاهT. daenensis  در استان اصفهان کشت داده شدند و در مراحل قبل و بعد از گل­دهی برداشت صورت گرفت. اسانس آن­ها توسط GC و GC/MS آنالیز شد.26 ترکیب جدا شد که ترکیبات اصلی شامل تیمول (49/71-62/66%)، پاراسیمن (12/7-52/5)، بتا-کاریوفیلن (09/4-91/3%)، گاما­ترپینن (3/4-22/3%)، کارواکرول (77/2-64/2%) بودند. زمان برداشت تاثیر جزئی در ترکیب اسانس دارد، اما برخی مؤلفه­ ها مانند تیمول و وزن خشک گیاه در مرحله گل­دهی افزایش می­یابند .(Alizadeh et al., 2013)

امروزه با افزایش وسایل نقلیه، جاده ها و انواع سفرها ، جایگاه و لزوم به کارگیری مهندسی ترافیک در بحث های کلان کشوری، بیش از پیش احساس می شود. مدیران و تصمیم گیران حوزه های شهری، به خصوص در شهرهای بزرگ، همواره به دنبال روشی برای بهبود وضعیت ترافیکی شهرها هستند و از این رو سعی بر آن دارند تا با تکیه بر علوم ترافیک و حمل ونقل و بهره گیری از متخصصان این فن به روش هایی کارا و بهینه در زمینه ترافیک دست پیدا کنند.
با توسعه و گسترش شهرها، بحث لزوم دسترسی مناسب به نقاط مختلف شهر مطرح بوده و به همین دلیل است که تقاطع ها بخش عمده ای از شبکه شهری را به خود اختصاص می دهند. تقاطع ها به عنوان گره هایی در شبکه شهری نقش مهمی در ظرفیت شبکه ایفا کرده و می توان عنوان کرد که ظرفیت یک شبکه شهری با ظرفیت تقاطع های آن شبکه رابطه مستقیمی دارد. از مهمترین پارامترهایی که در طراحی و کنترل تقاطع ها مد نظر است می توان به ظرفیت و تاخیر آنها اشاره نمود. بنابراین می توان گفت که با افزایش ظرفیت و کاهش تاخیر در یک تقاطع ، ظرفیت کل شبکه شهری نیز افزایش پیدا خواهد کرد و شاهد ترافیک روان در نقاط مختلف شهر خواهیم بود.
امروزه میدان ها به عنوان نوعی از تقاطع های همسطح شهری به شمار می روند و با توجه به تحقیقات صورت گرفته در کشورهای پیشرفته و صاحب فن جهان می توان بیان کرد که میدان ها از تقاطع های بدون چراغ کاراتر و ایمن تر عمل خواهند نمود ، البته این موضوع تا زمانی صدق می کند که میدان به ظرفیت خود نرسیده باشد و در صورتی که میدان بیش از ظرفیت اصلی خود تقاضا داشته باشد از حالت کارا و ایمن بیرون خواهد آمد.
میدان ها اولین بار توسط امریکایی ها مطرح و اولین میدان نیز توسط ویلیام فلفس انو طراحی گردید که به میدان کلومباس[1] معروف است. از ابتدا حق تقدم در میدان ها با وسایل نقلیه ورودی بوده که این امر باعث آشفتگی میدان ها می شد و همچنین به دلیل طراحی بزرگ میدان ، در آنها حرکت های تداخلی زیادی انجام می گردید و علاوه بر فضای زیاد برای احداث، ایمنی آنها نیز کاهش می یافت که به همین دلیل بعدها میدان از علایق امریکایی های خارج گردید تا زمانی که انگلستان قانون حق تقدم وسایل نقلیه گردشی نسبت به وسایل نقلیه ورودی و دستورالعمل هایی برای طراحی میدان های مدرن را وضع نمود. با این کار علاوه بر اینکه میدان ایمن تر می شد، فضای احداث آن کوچکتر و همچنین کاراتر عمل می کرد. سپس کشورهای دیگر نیز از جمله امریکا، استرالیا و … با توجه به قوانین انگلستان دستورالعمل هایی برای خود وضع نموده که روز به روز با انجام تحقیقات میدانی گسترده به تکمیل کردن آن می پردازند.
میدان ها در کشورهای مختلف تقسیم بندی های گوناگون دارند که اغلب این تقسیم بندی ها براساس نوع وسیله نقلیه طرح و محل احداث میدان می باشند. به عنوان مثال در امریکا میدان ها به سه نوع میدان های کوچک، یک خطه و چند خطه تقسیم می شوند، در ایران نیز میدان های اغلب به دو نوع میدان های تداخلی و تقدمی (مدرن) تقسیم می شوند.
بحث ظرفیت میدان ها نیز همانند سایر تقاطع های شهری از موضوعات مهم در طراحی آنها می باشد. عوامل گوناگونی می توانند بر این ظرفیت اثرگذار باشند که از مهمترین آنها می توان نرخ جریان گردشی و ورودی، نرخ جریان وسایل نقلیه سنگین، حضور عابر پیاده ، رفتار رانندگان در مواجه با میدان و همچنین مشخصات هندسی آن اشاره نمود. از این رو همواره متخصصان سعی براین دارند که با تکیه بر علوم مختلف مهندسی، ریاضی و آمار روش هایی برای ظرفیت میدان ها با توجه به شرایط محلی تعیین نمایند.
1-2- تعریف مسئله و ضرورت آن
ایجاد میدان یکی از روش­های کنترل تقاطع هم‌سطح است. از میدان ها می توان در ورودی شهرها، محله ها و مناطق مسکونی و … برای آرام

 سازی ترافیک استفاده نمود. اصولا میدان تا زمانی می تواند به صورت کارا عمل کند که از مقدار ظرفیت خود تجاوز نکند، در چنین حالتی میدان دچار آشفتگی خواهد گردید و ایمنی آن نیز کاهش خواهد یافت. تعیین ظرفیت و بررسی عوامل مؤثر بر آن در تعیین شرایط و موقعیت­هایی که میدان می ­تواند به‌عنوان کاراترین شیوه کنترل تقاطع های بدون چراغ مطرح باشد، از اهمیت بسیاری برخوردار است. در چند کشور جهان و به‌طور خـاص در ایران و در کلان‌شهر رشت از میدان­های بدون چراغ برای کنترل ترافیک تقاطع ها استفاده می­ شود. تعیین ظرفیت میدان‌ها و عوامل مؤثر بر آن از قبیل نرخ جریان گردشی، رفتار رانندگان در پذیرش و رد فاصله زمانی عبور، زمان دنباله‌روی، تردد عابران پیاده و مشخصات هندسی نظیر شعاع جزیره داخلی، شعاع جزیره بیرونی ، تعداد خط در دور میدان و در هر یک از ورودی­ ها، از اهمیت بسیار برخوردارند.

برآورد عملکردی و ظرفیتی میدان‌ها یکی از مباحث مطـرح درزمینهی مهنـدسی ترافیـک می­باشد. در آنالیز میدان‌ها، به‌عنوان نوعی از تقاطع بدون چراغ باید نکات مهمی را در نظر گرفت. یکی از این نکات مهم استفاده از روش ارزیابی ظرفیتی مناسب برای برآورد پارامترهای عملکردی میدان است. همواره به دلیل تفاوت در شرایط ترافیکی و رفتار رانندگان در کشورهای مختلف جهان نمی توان از روش های سایر کشورها به طور مستقیم در تحلیل تقاطع های میدانی کشور استفاده نمود و لزوما این روشها در صورت استفاده باید کالیبره شوند تا با شرایط محلی منطبق گردند.  اخیراً در کشورهای آمریکا، اروپا و اقیانوسیه توجه ویژه­ای به مطالعات امکان­سنجی میدان و روش­های مختلف طراحی آن شده است. در این پایان‌نامه سعی شده است به بحث در خصوص آنالیز و تعیین ظرفیت میدان‌های بدون چراغ و بررسی عوامل مؤثر بر آن تحت شرایط ترافیکی میدان های کلان شهر رشت پرداخته شود.
1-3- اهداف تحقیق
به طور کلی هدف از این تحقیق تعیین روش هایی برای تحلیل ظرفیت میدان های بدون چراغ کلانشهر رشت تحت تاثیر عوامل گوناگونی نظیر نرخ جریان گردشی، نرخ تردد عابران پیاده و همچنین رفتار رانندگان در پذیرش و یا عدم پذیرش فواصل عبور می باشد.
امروزه برای تجزیه و تحلیل ظرفیت میدان ها از روش های گوناگون خرد نگر و کلان نگر استفاده می شود و با بهره گرفتن از تحلیل های آماری نظیر رگرسیون مدل هایی برای تعیین ظرفیت میدان ها بدست می آورند. در این تحقیق نیز بدلیل فقدان روشی متحد برای تحلیل ظرفیت میدان‌ها بدون چراغ در کشور، با جمع آوری پارامترهای تاثیر گذار بر روی ظرفیت میدان ، از هردو روش خرد نگر و کلان گر برای تعیین مدل ظرفیت میدان استفاده شده است و در نهایت با توجه به ارزشیابی و اعتبار سنجی مدل های بدست آمده بهترین روش برای تعیین ظرفیت میدان های شهر رشت بدست آمد و از این مدل برای طراحی میدان های در حال احداث و یا تغییر در نوع کنترل تقاطع بهره جست.
1-4- فرضیات
در این تحقیق فرض شده است که کلیه رانندگان همگن بوده و در مواجه با میدان رفتاری مشابه از خود بروز می نمایند . همچنین فرض شده است که همواره وسایل نقلیه گردشی نسبت به وسایل نقلیه ورودی حق تقدم دارند و کلیه مدل ها بر اساس این فرض اساسی شکل گرفته اند. همچنین کلیه ورودی ها در میدان های مورد مطالعه یک خطه و کلیه مسیرهای گردشی دو خطه فرض شده اند و به نوعی مدل ظرفیت برای کل مسیر ورودی میدان ها بدست آمده اند.
1-5- محدودیت ها
از مهمترین محدودیت های این تحقیق می توان به عدم طراحی هندسی صحیح میدان های شهر رشت اشاره نمود. در اغلب میدان ها از کل عرض مسیر گردشی و ورودی استفاده نمی گردید و فضای بلا استفاده زیادی وجود داشت به همین دلیل تنها از محدوده ای که وسایل نقلیه بیشتر تمایل به رفت و آمد داشتند استفاده شده است. عدم خط کشی مناسب میدان ها نیز موجب عدم پیروی صحیح وسایل نقلیه از خطوط مجزا می شد که همین امر باعث عدم جمع آوری داده های مجزا به هر خط می گردید. عدم فیلمبرداری به صورت عمود را نیز می توان نوعی محدودیت در جمع آوری داده هایی نظیر فواصل عبور دانست. از سایر محدودیت هندسی میدان ها نیز می توان به عدم وجود انحنای کافی و به عبارتی جزیره جداکننده در ورودی های مورد مطالعه اشاره نمود که باعث عدم رعایت حق تقدم وسایل نقلیه ورودی نسبت به وسایل نقلیه گردشی در برخی مواقع می گردید.
1-6- ساختار پایان نامه
در این پایان نامه در فصل اول کلیاتی در مورد موضوع، ضرورت مسئله، اهداف پژوهش، فرضیات و محدودیت های انجام تحقیق ارائه شد. در فصل دوم مروری بر ادبیات موضوعی و مبانی نظری میدان‌ها و هدف از ایجاد و تاریخچه آن‌ ها اشاره‌ شده است. این مبانی هم در حوزه طراحی و هندسی و هم در حوزه ترافیکی می­باشد. در فصل سوم به بحث در خصوص روش­های تعیین مشخصات عملکردی میدان و عوامل مؤثر بر تحلیل عملکردی ظرفیت تقاطع­ها و میدان‌ها پرداخته می‌شود. فصل چهارم در خصوص مطالعه موردی انجام‌شده بر روی محدوده مطالعاتی (کلان‌شهر رشت) و اطلاعات ترافیکی به دست آمده حاصل از فیلم­برداری از میدان هایی در سطح شهر می­باشد. در فصل پنجم، به تجزیه و تحلیل ظرفیت میدان های مورد مطالعه در شهر رشت و نحوه تاثیر عوامل مورد بحث بر روی آن پرداخته شده است و در آخر، در فصل ششم نتایج حاصل از تحقیق صورت گرفته و ارائه راهکارها و پیشنهادات حول محور مطالعاتی پایان نامه را بیان می­نماید.

         سالها بود که گذشتگان مان با حسرت از جدایی قفقاز از ایران سخن می گفتند که در راس آن ولایات باکو ،گنجه،لنکران، شکی ، شاماخی ، شیروان و نخجوان قرار داشت. با فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی در سال 1371 و استقلال جمهوری آذربایجان، مردم مسلمان و شیعه این منطقه که سالها در حسرت جدایی از موطن اصلی خود بودند ، با شکستن موانع مرزی سیل آسا به سوی شهرهای هم مرز با ایران و زیارت اماکن مقدسه مشهد و قم سرازیر شدند. در این زمان بیشتر خانواده های شهر اردبیل به نوعی میزبان آذریها بودند و نگارنده تحقیق نیز از همان ابتدا مشتاقانه به مطالعه و شناخت فرهنگ و رسوم مردمان این کشور علاقمند شده بود.

         مردم جمهوری آذربایجان اگرچه از نظر درصد جمعیتی دومین کشور شیعه نشین جهان اسلام می باشند اما بدلیل اینکه چندین دهه از آموزه های اسلامی و شیعی دور مانده اند ، برداشتهای درستی از اسلام و جمهوری اسلامی ایران ندارند.نیاز مبرمی به تعلیم و تبلیغ معالم شرع دارند و بدلیل حضور و تاثیر قدرتهای منطقه ای و فرامنطقه ای در سیاست، فرهنگ، اقتصاد، مذهب، مسائل نظامی و امنیتی وخصوصاً قرار داشتن در همسایگی مان، در راهبرد سیاستهای جمهوری اسلامی ایران قرار گرفته اند وما نیز بدلیل شیعه بودن، تعلق داشتن به ایران و خواست مردم این کشور برای پرنمودن خلاء اعتقادی و فرهنگی نمی توانستیم نسبت به این موضوع بی تفاوت باشیم که اولین گام برای این امر بزرگ، مطالعه وشناخت دقیق مسائل مختلف سیاسی، اجتماعی، دینی و فرهنگی این جامعه بود که در یک دهه گذشته تلاش کردیم به این موضوع بپردازیم و نتیجه این مطالعات و تحقیقات خود را در نشریات و رسانه های محلی وکشوری انعکاس دهیم.

         در سال 1386 که برای امتحانات کارشناسی ارشد آماده می گردیدیم، با رشته ای آشنا شدم که می توانست دیدگاه های جامعه شناختی و فعالیتهای مطالعاتی اینجانب را کاربردی تر و علمی تر نماید و با وجود اینکه زمینه های تحصیل در محل سکونت خود یعنی تبریز و همچنین شهر تهران وجود داشت ، اما راهنماییها ، دلسوزیها و توضیحات استاد ادیب ، فرزانه و دوستار علوم تخصصی شیعه موجب گردید تا

 وارد رشته وزین شیعه شناسی با گرایش جامعه شناسی گردم و شیرینی کلاسهای درس که هر جلسه ای از آن پنجره های زیادی را برای نظم دادن به مطالعات و تحقیقات و کاربردی تر کردن دانسته هایم می گشود ، سختی های سفر را آسان می نمود.  دکتر تقی زاده که هم بر علم جامعه شناسی روز مسلط است و هم دستی توانا در تاریخ تشیع و الهیات اجتماعی دارد،درطول 2 سال گذشته ما را آموزش و پرورش بسیار داد. بی طرفی در امور علمی را به عیان نشانه رفت  و نظم در کلاس و ادب در برخورد ما را شیفته این رشته نمود.

         آموختیم که برای بررسی هر موضوع شیعی ابتدا بایستی تاریخ آن را بشناسیم. عوامل مختلف را بررسی و از هیچ سند ریز و درشتی به آسانی رد نشویم. برای شناخت مسائل شیعی باید به زبانهای عربی و انگلیسی و زبان حوزه ای که مطالعه می کنیم ، مسلط باشیم و مسائل جناحی را در مطالعات راه ندهیم. آموختیم که شیعیان در هر نقطه ای از جهان در حال بازنگری در هویت بوده و رشد فزاینده ای در حرکات سیاسی و اجتماعی دارند . آموختیم که بایستی برای پیشبرد فعالیتهای سیاسی – اجتماعی شیعیان اول شناخت لازم است و سپس تعلیمات دینی انجام گیرد تا بتوانند در جریانات اجتماعی – سیاسی و در نهایت قدرت حکومتی وارد شوند.

         بدلیل خلاء موجود در شناخت وضعیت سیاسی ، اجتماعی و دینی جامعه جمهوری آذربایجان ، با ابراز علاقه اینجانب ، استاد از پیشنهاد بنده برای تحقیق و مطالعه شیعیان این کشور استقبال نمود و از همان ابتدا راهنماییهای دلسوزانه خود را برای علمی تر نمودن این تحقیق انجام داد  و ما را دانشجویی پرورش داد که هم باید بـه دنبال مطالب جدید برویم و هم مطالب موجود را نظـم علمی ببخشیم. ایشان کار توصیفی و تحلیلی را کافی نمی دانند و معتقدند دانشجو بایستی راهکارها و کارگشاییهای  عملی و نظری جامعه تحقیق خود را برای ارتقاء وضعیت سیاسی – اجتماعی شیعیان ارائه نماید. 

بیان مسئله

         امروزه بخصوص بعد از پیروزی انقلاب اسلامی ایران، شیعیان در کانون توجهات بین المللی قرار دارندکه نمونه آن حجم کتب، مقالات ، برنامه های رسانه ای و… است که در سطح دنیا روز بروز برتعداد آنها افزوده می شود.

         جمهوری آذربایجان که به لحاظ آماری در زمینه درصد جمعیت بعد از جمهوری اسلامی ایران قرار دارد، بدین معنی که حدود 80٪ از مردم دین خود را مذهب شیعه اعلام می کنند ، متاسفانه اگرچه به لحاظ شیعه گری نمودی نداشته اند ، اما تحولات سیاسی – اجتماعی جهانی بخصوص در جهان اسلام باعث شده است تا شیعیان این کشور روز بروز بر تحرکات سیاسی، اجتماعی خود در مسائل مختلف داخلی و بین المللی بیافزایند که لازم است نسبت به بررسی این موضوع اقدام عملی گردد.

         موقعیت جغرافیای سیاسی و راهبردی این کشور که در همسایگی جمهوری اسلامی ایران قرار دارد، رشد اسلام گرایی و ایران گرایی ، توجه قابل ملاحظه و روبه رشد محافل صهیونیستی و کشورهای استکباری ، رشد فعالیتهای پان ترکیستی و پان آذری و… از دیگر دلائلی می باشند که انجام مطالعات و تحقیقات کاربردی را در این منطقه ضروری می نماید. به عبارت دیگرمطالعه یک حوزه شیعی با قلمرو سیاسی مشخص با روش های جامعه شناسانه می تواند کاربرد زیادی در پژوهشهای دانشگاهی داشته باشد. به همین دلیل شناخت دقیق و واقعی و جامعه شناسانه از جمعیت، تاریخ ، اوضاع؛ سیاسی، فرهنگی، اجتماعی این کشور ضروری و دارای اهمیت بسزایی است. بنابر این شایسته است نسبت به بررسی این موضوع اقدام گردد.

         پژوهش حاضر در عین حال که نگاهی مختصر به تاریخچه تشیع  و وضعیت جغرافیایی و آب و هوایی، این کشور خواهد داشت ، اوضاع جمعیتی ، قومیتی و فرق دینی مورد توجه قرار خواهد داد.  ضمن بررسی ساختار سیاسی کشور و نقش احزاب و گروه های سیاسی ، به تفصیل فعالیت گروه های شیعه اسلام گرا که بعد ازپیروزی انقلاب اسلامی ایران سرعت گرفته است و در سالهای اخیر رشد یافته است، بحث و بررسی خواهد نمود. ساختار اقتصادی و محصولات صنعتی و کشاورزی  در ادامه بررسی می شود و به سازمان روحانیت شیعه و بررسی چالشهای روحانیون با حکومت لائیک این جمهوری ، مطالعه ابعاد مختلف امورات دینی و همچنین نظام آموزش رسمی و دینی نیز توجه کافی خواهد شد. در مبحث فرهنگ به تفصیل ادبیات، پوششها، رسانه ها، اماکن مذهبی،آئینهای مذهبی و… توصیف می شود و درپایان ضمن بررسی روابط این کشور با جمهوری اسلامی ایران و بخصوص حوزه علمیه قم، جمعبندی و نتیجه گیری تحقیق ارائه خواهد شد.

در سال‌های اخیر توسعه روزافزون فعالیت‌های كشاورزی و صنعتی و افزایش قابل توجه حجم فاضلاب‌های شهری موجب آلودگی منابع آب، خصوصا رودخانه‌ها گشته است. ورود پساب‌های صنعتی سبب افزایش دما، مواد آلی و معدنی، و تركیبات خطرناك فلزات سنگین در آب شده و این امر علاوه بر آلودگی محیط‌زیست آبزیان، سبب برهم خوردن تعادل تركیبات موجود در آب نیز می‌گردد. با توجه به مشكلات كمی و كیفی منابع آب كشور و واقع شدن ایران در منطقه خشك و نیمه‌خشك و رویارویی با بحران‌های كم آبی، تدوین برنامه‌های مدیریت كیفی برای كلیه منابع آبی، راهكاری ضروری و غیر قابل اجتناب در جهت حفاظت و بهره‌برداری پایدار از منابع آبی است.
با ظهور فناوری نوین اطلاعات و استفاده از رایانه، شاهد تحولی شگرف در تمامی علوم هستیم. در حقیقت رایانه به همراه سایر فناوری‌های پیشرفته، راه را برای ظهور روش‌های هوشمند فراهم كرده است. از آنجایی كه فرایندها و پدیده‌های موجود در مهندسی به متغیرهای بسیاری وابسته هستند و بین اجزاء هم روابط پیچیده‌ای حاكم است، لذا روش‌های هوشمند به عنوان یک ابزار بسیار قدرتمند در شبیه‌سازی موضوعات مختلف علوم مهندسی از جمله مهندسی معدن می‌توانند راهگشا باشند. با بهره گرفتن از این روش‌ها، داده‌های مربوطه را به شبكه آموزش داده و سپس این روش‌ها كار پیش‌بینی و شبیه‌سازی را با دقت مطلوب انجام خواهند داد[[i]].
در سال‌های اخیر، در کارهای معدنی و علوم زمین شناسی، به علت وجود ابهامات زیاد كوشش زیادی در استفاده از هوش مصنوعی شده است. به عنوان مثال؛ بررسی‌های ژئوشیمیایی به همراه عیار و تناژ آن­ها با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی مصنوعی، طبقه ­بندی مواد ارگانیکی رسوبی، عددی کردن داده‌های ژئوشیمیایی در سنگ‌های آتشفشانی و طبقه‌بندی آن­ها با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی مصنوعی[1]، تعیین ویژگی‌های آکیفر با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی مصنوعی، تعیین ویژگی‌های مواد ناخالص در معدن سنگ آهک با بهره گرفتن از شبکه‌های عصبی پسخور[2]، استفاده از شبکه عصبی مصنوعی برای یافتن موقعیت نهشته‌ها، تخمین عیار و ذخیره و مقایسه نتایج حاصله از کریجینگ و شبکه عصبی مصنوعی و منطق فازی، کارهای پیش بینی در معدن اشاره نمود.
به طور كلی مدل‌سازی یكی از ابزارهای مناسب برای تصمیم‌گیری و پیش‌بینی پدیده‌های محیط زیستی می‌باشد كه اغلب به صورت مدل‌های مفهومی با روابط ریاضی بیان می‌شوند. فرایندها و پدیده‌هایی كه در سیستم‌های محیط‌زیستی وجود دارد و مهندسین محیط‌زیست با آن در ارتباط هستند، اغلب دو خصوصیت عمده دارند: 1- وابسته به متغیرهای زیاد هستند، 2-روابط بسیار پیچیده‌ای بین اجزا وجود دارد كه تحلیل آن را بسیار مشكل می کند. این مشكل همواره باعث خطا در دقت و صحت پیش‌بینی مدل‌های مرسوم می‌شود. هوش مصنوعی از جمله روش‌های پیشرفته و نوین در شبیه‌سازی می‌باشد كه امروزه در تمام علوم مهندسی به عنوان یک ابزار قوی در شبیه‌سازی پدیده‌هایی كه تحلیل مفهومی آن‌ ها با مشكل مواجه است، كاربرد بسیاری پیدا كرده است؛ در این روش داده‌های مشاهده‌ای به مدل آموزش داده می‌شود و پس از آموزش مدل با دقت مناسب كار پیش‌بینی و شبیه‌سازی را انجام می‌دهد.

1-2-تعریف مسأله

پساب­های معدنی که در اثر فعالیت­های معدن‌کاری سولفیدی و زغال سنگ پدید می ­آید از جمله آلاینده­های زیست‌محیطی جبران ناپذیر می­باشد. در این میان پساب­های اسیدی به علت کاهش میزان pH محیط سبب انحلال بیشتر فلزات سنگین شده و با انتقال آب به درون آب­های سطحی و زیرزمینی اطراف معادن، باعث آلودگی آن­ها می­ شود[[ii]، [iii] و [iv]]. آلودگی زیست‌محیطی به این شکل در دراز مدت پس از تعطیلی معدن نیز موثر می­باشد. یکى از مواد مزاحم و مشکل­ساز در امر بازسازی معادن سولفیدی، پیریت موجود در باطله­های فلزی و احیانا غیرفلزی مى‌باشد که در اثر اکسیداسیون و وجود رطوبت و آب کافى تولید اسید سولفوریک نموده و محیط دمپ را اسیدی مى­نماید[[v] و[vi]].

1-2-1-پساب اسیدی معدنی

فعالیت­های استخراجی معادن مهم‌ترین عامل آلودگی آب­های زیرزمینی و سطحی به شمار می­روند. استخراج معادن سبب کاهش کیفیت آب شده و بسیاری از مشکلات زیست­محیطی را سبب می­گردند[[vii]]. از مشکلات مرتبط با عملیات معدنی، پساب­های اسیدی معدن[3] اهمیت اساسی داشته و چنانچه این پساب­های اسیدی که حاوی غلظت­های بالای آهن، سولفات و اسیدیته می­باشند به داخل منابع آب­های سطحی و زیرزمینی راه پیدا کنند سبب آلودگی این آب­ها می­شوند[[viii] و [ix]].
اکسید شدن کانی­های سولفیدی و تولید اسید سولفوریک به عنوان یک اثر منفی و نامطلوب عملیات معدنی شناخته شده است[[x]]. اسید تولید شده حاوی کانی­های محلول[4]و فلزات مختلف به منابع آب­های سطحی و زیرزمینی راه یافته و ضمن آلودگی آن­ها موجب آلودگی خاک­ها نیز می­ شود[[xi] و [xii]].
اگرچه فرایند اکسید شدن پیریت و سایر کانی­های سولفید فلزی در حضور هوا غیر قابل اجتناب است؛ اما مطالعه کانه­ها و کانی­های باطله، جنبه­ های هیدرولوژیکی، و طرح معدن‌کاری[5]می ­تواند در طراحی یک عملیات معدنی که کمترین اثرات زیست­محیطی را به همراه داشته باشد کمک موثری نماید[[xiii] و [xiv]].
اثرات زیست­محیطی مخرب که از پساب­های اسیدی معدن نتیجه می­شوند، به دلیل مدیریت ضعیف در طول طراحی، توسعه، عملیات و بسته شدن کارهای معدنی و همچنین به دلیل فهم ناصحیح از پساب­های اسیدی معدن در گذشته می­باشد[14].
[1] Artificial Neural Network(ANN)
[2]  Feed forward
[3] Acid Mine Drainage(AMD)
[4] Dissolved minerals
[5] Mine plan
[i] Molson J.W., Fala O., Aubertin M., Bussière B.  “Numerical simulations of pyrite oxidation and acid mine drainage in unsaturated waste rock piles,”  Journal of Contaminant Hydrology. 78:343-371. 2005
 
[ii] BLOWES D.W., PTACEK J., JAMBOR J.L., WEISENER C.G., In: HOLLAND H.D. “The geochemistry of acid mine drainage,” Treatise on Geochemistry. Amsterdan vol. 9, :149-204. 2003
 
[iii] Price W.A. “Prediction manual for drainage chemistry from sulphidic geologic materials. Mining and Mineral Sciences Laboratories. Smithers,”  British Columbia V0J 2N0:576. 2009
 
[iv] Lottermoser B.G. “Recycling, Reuse and Rehabilitation of Mine Wastes,” the Mineralogical Society of America. 2011
 
[v] Amezaga J., Rotting T.S., Younger P.L., Nairn R.W. Noles A.J., Oyarzun R., Quintanilla J., A rich vein” Mining and the pursuit of sustainable development,”. Environ. Sci. Technol, vol 45, 21-26. 2011
 
[vi] Mayes W.M., Johnston D., Potter H.A.B., Jarvis A.P., “A national strategy for identification, prioritisation and management of pollution from abandoned noncoal mine sites in England and Wales,” Methodology development and initial results. Sci. Total Environ.,vol 407, 5435-5447, 2009
 
[vii]  Trois C., Marcello A., Pretti S., Trois P., Ross G.I., “The environmental risk posed by small dumps of complex arsenic, antimony, nickel and cobalt sulphides,”. J. Geochem., vol 92, 83–95. 2007
 
[viii] Legge 319 (Merli) del 10.05 ” pubblicata nella Gazzetta Ufficiale,” N. 141 del 29.05.1976
 
[ix] Emenda mento della Legge 319 (Merli) del 10.05. pubblicata nella Gazzetta Ufficiale N. 141 del 29.05., Regione Autonoma della Sardegna., 1983
 
[x] Doulati Ardejani F, Jodeiri Shokri B, Bagheri M, Soleimani E.” Investigation of pyrite oxidation and acid mine drainage characterization associated with Razi active coal mine and coal washing waste dumps in the Azad shahr–Ramian region, northeast Iran,”. Environ Earth Sci;vol 61:1547–60. 2010
 
[xi] Romero A., Gonzalez I., Galan E., Estimation of potential pollution of waste mining dumps at Pena del Hierro (Pyrite Belt, SW Spain) as a base for future mitigation actions. Appl. Geochem., vol 21, 1093–1108. 2006
 
[xii] Walder I.F., Schuster P.P., “Mine Waste Management in Proceedings of Environmental Geochemistry of ore deposits and mining activities,”  Presented by SARB Consulting in Oslo, Norway, May 1997.
 
[xiii]  Plante B., Bussière B., Benzaazoua M. “Lab to field scale effects on contaminated neutral drainage prediction from the Tio mine waste rocks,” Journal of Geochemical Exploration 137:37-47.2013
 
[xiv] دولتی اردجانی، ف.،تنکابنی، ض.، میرحبیبی، ع.، بدیعی، خ.”بیوتکنولوژی زیست محیطی ومدیریت پساب‌ها،” انتشارات پژوهشکده صنایع رنگ ایران، سال 1384