| فهرست اولویت های تحقیقاتی در سال ١٤٠٥ | |||
| ردیف | عنوان پروژه | عنوان مشکل کلیدی قابل حل توسط پروژه | تعریف دقیق مسئله |
| 1 | توسعه مدل هوشمند تشخیص اضافه‌برداشت از چاه‌ها با استفاده از داده‌های دورسنجی و کنتورهای هوشمند | جایگزینی یا کمک به انجام وظایف بخشی از وظایف گروه های گشت و بازرسی با هوش مصنوعی در جهت پایداری خدمات رسانی به کلیه ذینفعان | با بکارگیری داده های موجود از کنتور های هوشمند و سایر داده های موجود از برق و نیز همزمان بکارگیری عکسهای دورسنجی در شناسایی اراضی تحت کشت هر چاه و آنالیز و تحلیل همزمان آن و حتی پیش بینی در میزان مصرف آب و اعلام هشدارهای لازم در مواقع موثر با استفاده از هوش مصنوعی - ۱- گردآوری داده‌های کنتورهای هوشمند (دبی لحظه‌ای، حجم تجمعی)، داده‌های پروانه بهره‌برداری (دبی مجاز، حجم سالانه)، و تصاویر ماهواره‌ای (پوشش گیاهی، دمای سطح زمین) ۲- طراحی مدل هوش مصنوعی (One-Class SVM، Isolation Forest، Autoencoder) برای تشخیص الگوهای غیرعادی مصرف (اضافه برداشت، دستکاری کنتور، برداشت خارج از ساعت مجاز)۳- تلفیق با شاخص‌های دورسنجی (افزایش ناگهانی NDVI در خارج از فصل کشت، کاهش دمای سطح به دلیل آبیاری بی‌رویه)۴- اولویت‌بندی چاه‌های مشکوک برای بازرسی میدانی۵- طراحی داشبورد نظارتی برای مدیران و سامانه هشدار تخلف |
| 2 | تدوین برنامه جامع مدیریت پایدار سفره‌های آب زیرزمینی با رویکرد یکپارچه اقتصادی-اجتماعی-فنی | نقطه ابتدایی توسعه پایدار، تثبیت سطح سفره های آب زیرزمینی دشتهاست و این مهم تنها با تصمیمات و اقدامات وزارت نیرو قابل اصلاح نخواهد بود. با نگاهی از بیرون (پژوهشگر) و درنظر گرفتن جنبه های مختلف موضوع، لیست راهکارها و وابستگی آنها اخذ خواهد . ضمنا این امر در تاب آوری و پایداری خدمات رسانی به صنایع، کشاورزان و سایر ذینفعان برای در خصوص شرایط آبخوان نقش به سزایی دارد. | افت سطح سفره های آب زیرزمینی با تقلیل کیفیت آن همراه است. ادامه این روند باعث از بین رفتن منابع آب و خاک می گردد. همچنین سرمایه گذاری ها در دراز مدت مطمئن نخواهند بود. از طرفی مباحث اجنماعی-اقتصادی اشتغال، توسعه، فرزندآوری و ... با این موضوع گره خورده است و تبیین راهکارها و سناریوهای برون رفت از این مشکل باید برای تصمیم سازان و تصمیم گیران صورت پذیرد.مدل‌سازی آبخوان با MODFLOW و پیش‌بینی روند افت سطح آب در ۱۰، ۲۰ و ۳۰ سال آینده تحت سناریوهای مختلف، تحلیل اقتصادی (ارزش افزوده از دست رفته، هزینه جبران)، تحلیل اجتماعی (مهاجرت، بیکاری، تعارضات)، و سیاسی (قانونی، امنیتی)؛ طراحی بسته‌های اقدام (کوتاه مدت: انسداد چاه‌های غیرمجاز، نصب کنتور هوشمند؛ میان مدت: تغییر الگوی کشت، آبیاری تحت فشار؛ بلند مدت: تغذیه مصنوعی، اصلاح تعرفه‌ها)؛ ارائه برنامه جامع اولویت‌بندی شده با زمان‌بندی و نهاد مسئول |
| 3 | تحلیل تعارض‌های بین‌نهادی در مدیریت منابع آب و تدوین راهکارهای حل تعارض | افزایش تقاضا و محدودیت آب شیرین و ضرورت بررسی پایداری و تاب آوری خدمات رسانی در این معقوله | عواملی چون: (1) چندمنظوره بودن پروژههای آبی؛ (2) حضور تصمیم‌گیرندگان مختلف؛ (3) افزایش تصاعدی تقاضا؛ (4) محدودیت منابع آب شیرین؛ (5)؛ آلودگی روزافزون منابع آب؛ (6) وجود حوزههای آبی مشترک و عوامل متعدد دیگر بهره‌برداری بهینه از منابع آب را به یک چالش جدی تبدیل کرده است که در آن رویارویی با ناسازگاریها و تعارض‌ها بین ذینفعان مختلف بسیار دشوار می‌نماید. بسیاری از تعارض‌های آبی درون کشوری بوده و حتی ممکن است این تعارض‌ها بین چند کشاورز محلی بر سر استفاده از یک آبخوان مشترک نیز به وجود آید. این تعارض‌ها می‌تواند بینالمللی باشد و حتی گستره آن به ناسازگاری و اختلاف بین چند کشور بر سر استفاده از یک حوزه آبی مشترک (مثلاً رودخانه) برسد.شناسایی نهادهای ذیربط (آب منطقه‌ای، آبفا، جهاد کشاورزی، محیط زیست، صنعت و معدن، دادگستری، فرمانداری)، تحلیل تعارضات (بر سر تخصیص، برداشت، کیفیت، حریم، داده، اختیارات قانونی، بودجه) از طریق مصاحبه و بررسی اسناد، سطح‌بندی تعارضات (ساختاری، فرآیندی، رفتاری)، بررسی راهکارهای حل تعارض (میانجیگری، بازطراحی فرآیندها، اصلاح قوانین، ایجاد سامانه هماهنگی)، ارائه مدل حکمرانی یکپارچه و پیش‌نویس اصلاحات قانونی |
| 4 | طراحی، ساخت و اعتبارسنجی دستگاه اندازه‌گیری غلظت بار معلق با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی | ضرورت اندازه گیری رسوب در رودخانه ها و کانالها | تامین دستگاه با قابلیت اندازه گیری و ثبت رسوب بخصوص در مواقع سیلاب با توجه به اهمیت اندازه گیری این پارامتر در گروه آب سطحی مدیریت مطالعاتطراحی اپتیک (لیزر، LED) و آشکارساز (فتودیود) بر اساس روش پراکندگی نور (Nephelometry) یا تضعیف نور (Turbidimetry)، ساخت نمونه اولیه، کالیبراسیون با مواد استاندارد (فرمالدئید، خاک رس، سیلت، ماسه) در غلظت‌های مختلف در آزمایشگاه، کالیبراسیون میدانی با نمونه‌برداری همزمان و آنالیز وزن خشک رسوب (روش استاندارد، فیلتراسیون و خشک کردن)، طراحی محفظه ضدآب و مقاوم برای شرایط سیلابی و اتصال به دیتالاگر یا سامانه تله‌متری |
| 5 | طراحی و ارزیابی عملکرد کنتور هوشمند ترموالکتریکی با قابلیت قطع و وصل جریان | اندازه گیری دبی آب درون لوله با تکنولوژی ترموالکتریک - دارای عمر بالا - بدون قطعه متحرک - با قابلیت قطع جریان در صورت افزایش برداشت آب که با توجه به نیاز مبرم به دریافت داده های دقیق برای کلیه گام های بعدی از تهیه گزارشات تا تصمیم سازی که منجر به پایداری خدمات رسانی به کلیه ذینفعان می گردد نقش مهمی ایفا می کند | مسئله اصلی در این پروژه، طراحی و ساخت یک دستگاه هوشمند است که قادر به اندازه‌گیری دقیق و پیوسته میزان جریان سیالات مختلف، به ویژه آب، باشد. این دستگاه باید بتواند با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، تصمیم‌گیری کرده و اقدامات لازم را انجام دهد. هدف نهایی ساخت ابزاری است که بتواند به طور خودکار مصرف سیالات را مدیریت کرده و در نتیجه به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و منابع طبیعی کمک کند. برای رسیدن به این هدف، استفاده از مدول ترموالکتریک به عنوان سنسور اصلی پیشنهاد میشود. این مدول با ایجاد اختلاف دما در مسیر جریان سیال، ولتاژی تولید می‌کند که مستقیماً با میزان دبی متناسب است. با پردازش این ولتاژ توسط یک میکروکنترلر، می‌توان میزان جریان سیال را با دقت بالا محاسبه کرد. خروجی شامل: ۱- مطالعه مبانی فناوری ترموالکتریک در دبی‌سنجی (Time-of-Flight، Thermal Anemometry) ۲- طراحی سنسور جریان ترموالکتریک (هیتر + دو سنسور دما) و برد الکترونیک (میکروکنترلر، ADC، ارتباطات، رله) ۳- طراحی بدنه مکانیکی (IP68، اتصالات) و شیر قطع کن (برقی یا موتوری) ۴- کالیبراسیون و اعتبارسنجی در آزمایشگاه (فلومتر مرجع، دبی و دمای متغیر) ۵- تست میدانی پایلوت (۱۰-۲۰ چاه کشاورزی به مدت ۳-۶ ماه) ۶- بهینه‌سازی و مستندسازی دانش فنیطراحی سنسور جریان ترموالکتریک (اندازه‌گیری اختلاف دمای دو نقطه سنسور حرارتی، کالیبراسیون با دبی مرجع)، طراحی برد میکروکنترلر (ESP32، STM32) با قابلیت محاسبه دبی و حجم، ذخیره داده، ارتباط (WiFi، LoRa، NB-IoT) و خروجی رله برای قطع جریان، ساخت شیر برقی یا موتوری با قابلیت قطع از راه دور و مکانیزم ضد دستکاری، کدنویسی سیستم عامل سخت‌افزاری و نرم‌افزار مدیریت و مانیتورینگ (وب و موبایل)، ساخت نمونه، تست میدانی در شرایط واقعی |
| 6 | توسعه سامانه پایش هوشمند ارتفاع و دبی لحظه‌ای آب‌های سطحی مبتنی بر هوش مصنوعی | آگاهی از میزان آبدهی رودخانه ها به ویژه در زمان سیلابی شدن از درجه اهمیت بالایی برخوردار است، اندازه گیری میزان آبدهی رودخانه با استفاده از دستگاه های سنتی بسیار سخت و خطرناک می باشد. امروزه در کشورهای پیشرفته با توجه به مخاطرات اندازه گیری دبی رودخانه ها به روش دستی، از دستگاه های نوین الکترونیکی استفاده می شود. دستگاه های نوین سنجش آبدهی، شامل دیتالاگر، دبی سنج غیرتماسی با استفاده از تکنولوژی های متفاوت رادار، امواج اولتراســــونیک و مواد ردیاب (فلورسنت ، نمک و ...) توانایی ثبت ارتفاع آب رودخانه، اندازه گیری سرعت آب و در نهایت آبدهی لحظه ای را دارا می باشند. این دستگاه ها با توجه به شرایط رودخانه از نظر عرض، عمق و سرعت آب از روش های متفاوتی برای اندازه گیری ارتفاع و سرعت آب رودخانه استفاده می کنند و با معرفی مقطع عرضی رودخانه به نرم افزار پشتیبان این دستگاه ها، امکان محاسبه آبدهی لحظه ای نیز فراهم می شود. علاوه بر موارد ذکر شده، در راستای تکامل دستگاههای مذکور، امکان استفاده از تکنیک هوش مصنوعی به منظور تدقیق و تشخیص شرایط خاص از جمله باد و توفان، اجسام مختلف معلق در مواقع سیلابی و ... نیز عنوان شده است.در استان سمنان استفاده از آبسنجی های تماسی و غیر تماسی برای سنجش ارتفاع جریان انجام شده است. | 1 - چند درصد از مجوعه ادوات طراحی شده از تولیدات داخلی است؟ 2- میزان دقت تجهیزات طراحی شده در مقایسه با موارد مشابه خارجی به چه میزان است؟ 3-آیا در این طراحی از تکنولوژی هوش مصنوعی استفاده شده است؟ مواردی که هوش مصنوعی به برآورد دقیق دبی رواناب کمک می کند کدامند؟ 4-ادوات جانبی دستگاه نظیر مودم، باطری ودیتالاگر از چه تکنولوژی استفاده شده است؟ 5-آیا امکان گزارشگیری کارشناسی و داشبورد مدیریتی بصورت برخط برروی سرور مستقل دیده شده است؟ 6-ارسال اطلاعات در مواقع عدم پوشش مخابراتی به چه صورت است؟ - طراحی الگوریتم هوشمند برای تعیین سرعت سطحی (ردیابی الگو از تصاویر دوربین، رادار سطحی، یا فلومتر صوتی) و محاسبه دبی از سطح مقطع و سرعت متوسط با مدل هوش مصنوعی (تخمین پروفیل سرعت و دبی)- ۴- ساخت نمونه و کالیبراسیون در کانال آزمایشگاهی و رودخانه با جریان سنج قابل حمل (ADCP، Price) ۵- اخذ تاییدیه و برنامه‌ریزی نصب در ایستگاه‌های بحرانی و فاقد آمار |
| 7 | ارزیابی میزان و توزیع آلاینده‌های PFAS در آب‌های زیرزمینی دشت‌های استان سمنان | شناسایی و بررسی آلاینده های نوظهور PFASدر منابع آب | آلاینده‌های نوظهور به موادی اطلاق می‌شوند که به تازگی در محیط زیست شناسایی شده‌اند و تأثیرات منفی بر روی سلامت انسانی و اکوسیستم‌ها دارند. این آلاینده‌ها شامل ترکیبات شیمیایی، داروها، مواد شیمیایی صنعتی، و حتی نانومواد می‌شوند که در منابع آبی و خاکی مشاهده می‌شوند.در این پروژه سعی در شناسایی یک نمونه از این آلاینده ها با عنوان PFAS ها( که گروه بزرگی از مواد شییایی فلوردار ساخت دست بشر است) در منابع آب پرداخته میشود.شناسایی منابع بالقوه PFAS در استان (پایگاه‌های هوایی و آتش‌نشانی، کارخانجات نساجی و کاغذسازی، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری و صنعتی)، نمونه‌برداری از چاه‌های آب شرب و کشاورزی در دشت‌های بحرانی (سمنان، گرمسار، دامغان، شاهرود)، آنالیز PFAS با روش کروماتوگرافی مایع-طیف سنجی جرمی پشت سر هم (LC-MS/MS)، پهنه‌بندی آلودگی و مدل‌سازی انتشار با MODFLOW-MT3D، ارائه راهکارهای تصفیه (جاذب کربن فعال، رزین تبادل یونی، نانوفیلتراسیون) و کنترل منابع |
