در باب اهمیت مطالعه مبحث عدم قطعیت و ریسک، که این کتاب مقدمه‌اي بر آن است، همین قدر کافی است خاطرنشان شود که ما هم اکنون در دنیایی زندگی می‌کنیم که در واکنش به تغییر اقلیم، داده‌هاي مربوط به طبیعت از رفتار گذشته تبعیت نمی‌کنند. داده‌هایی که تا پیش از این داده پرت محسوب می‌شدند اکنون به عنوان داده اصلی باید وارد محاسبات شوند. اولین برداشت از این واقعیت آن است که پراکندگی داده‌ها بیشتر شده است که این خود لاجرم به معناي افزایش عدم قطعیت و لذا پذیرش ریسکی بزرگتر در تصمیم گیري، طراحی و اجراي پروژه‌هاي عمرانی مرتبط با زمین، آب و محیط‌زیست است. از طرف دیگر استفاده از کامپیوترهاي پرقدرت منجر به توسعه مدل‌هاي ریاضی شده است که امکان شبیه سازي سیستم‌هاي پیچیده مرتبط با زمین و اتمسفر را بیش از پیش فراهم نموده است. هر اندازه که مدل مورد استفاده تواناتر بوده و پیچیدگی معادلاتش فزون تر، از تعداد پارامترهاي بیشتري براي شبیه سازي استفاده می‌نماید. پرواضح است که هر کدام از پارامترهاي چنین مدلی نیازمند واسنجی و ارزیابی و لاجرم نیازمند صرف وقت و هزینه‌هایی خواهد بود که شاید در بسیاري موارد و بخصوص در کشورهاي در حال توسعه فراهم نباشد. با این مقدمه می‌توان این فرض قرین به یقین را مطرح نمود که به علت استفاده از پارامترهاي متوسط پیشنهادي توسط توسعه دهندگان مدل، عدم قطعیت دیگري به طراحان و تصمیم گیرندگان پروژه‌هاي عمرانی تحمیل می‌شود. به این دو منبع عدم قطعیت، باید امکان بروز خطا در تشخیص استفاده از مدل مناسب براي تحلیل سیستم در دست مطالعه را نیز اضافه نمود. یعنی عدم قطعیتی دیگر بخاطر کمبود دانش کافی بر مجموعه فوق اضافه می شود. این کتاب علاوه بر آنکه براي تدریس به دانشجویان عمران، آب و محیطزیست نگاشته شده است، پاسخی به نیاز مهندسین، محققین و پژوهشگران براي تحلیل سیستمی و ارائه یک طرح و یا دستورالعمل با کمترین ریسک ممکن می‌باشد. با توجه به اینکه مبحث ریسک 2 آشنایی با عدم قطعیت و ریسک در منابع آب و محیط زیست و عدم قطعیت اساساً متکی بر تحلیل متغیرهاي تصادفی می‌باشد، داشتن اندك دانشی از آمار و احتمالات براي درك بهتر مفاهیم مرتبط با آن ضروري است. در نتیجه در این کتاب سعی شده است با زبانی بسیار ساده بخش‌هایی از مباحث آماري و احتمالاتی مورد نیاز آورده شود و با مثال‌هایی متعدد در همه فصول، کتاب را قابل استفاده براي همه مخاطبین کتاب بنماید. براي نگارش این کتاب از تجربه چندین سال تدریس و بازخورد دانشجویان تحصیلات تکمیلی رشته منابع آب و محیط‌زیست استفاده به عمل آمده است و در عین حال از بهترین کتاب‌ها و مقالات منتشر شده در سطح دنیا که برخی از آن‌ها بسیار ارزشمند بوده و در فهرست مراجع این کتاب قابل جستجو می‌باشند، استفاده شده است. این کتاب با توجه به اینکه اولین کتاب در نوع خود بزبان فارسی است بدان امید ارائه می گردد که بتواند باعث افزایش و در نهایت همه گیر شدن استفاده از این مبحث بسیار مهم در مهندسین مشاور و در مطالعات پروژه‌هاي عمرانی کشور گردد.

پیش گفتار  1

مفاهیم پایه  3

مقدمه  3

هیدروسیستم  4

ریسک و اعتماد پذیري  4

ارزیابی و مدیریت ریسک 5

عدم قطعیت  7

تناقض میان پیچیدگی مدل و کاهش عدم قطعیت  10

اهداف تحلیل عدم قطعیت 11

اندازه گیري ریسک و عدم قطعیت  12

تحلیل حساسیت 15

تعاریف مهم در تحلیل حساسیت  16

روش‌هاي تحلیل حساسیت  18

روش‌هاي الک کردن  18

روش‌هاي تک پارامتري  19

روش تحلیل مونت کارلو  20 

روش دیفرانسیلی  21 

تئوري‌هاي احتمالاتی 23

مروري بر تئوري احتمالات  23

اجتماع دو مجموعه  25

اشتراك دو مجموعه  25

تفاضل دو مجموعه  25 

مجموعه‌هاي ناسازگار  25

آزمایش تصادفی 26 

فضاي نمونه‌اي  26 

پیش آمدهاي ناسازگار  26 

پیش آمدهاي مستقل  27 

احتمال شرطی  27 

متغیرهاي تصادفی  30

گشتاور توزیع  31

مفهوم توزیع احتمالاتی توام و کوواریانس 37

توزیع‌هاي احتمالاتی رایج در مهندسی منابع آب ومحیط زیست 40

توزیع احتمالاتی دوجمله‌اي 40 

توزیع احتمالاتی هندسی  44 

توزیع احتمالاتی دوجمله‌اي منفی 45 

توزیع احتمالاتی پوآسون 47 

توزیع احتمالاتی نرمال 49 

توزیع لاجستیک 55 

توزیع نمایی  56 

توزیع گاما  58 

توزیع مقادیر حدي  62 

توزیع گمبل 64

توزیع فرچت 64 

توزیع وایبل  65 

توزیع یکنواخت 66 

عدم قطعیت  67

مفاهیم پایه در عدم قطعیت 67

تحلیل عدم قطعیت  68

 روش تحلیلی  68 

روش تحلیلی استخراج توزیع  69 

روش تحلیلی تبدیل فوریه 71 

روش تحلیلی توابع لاپلاس، نمایی و مولد گشتاور  74 

روش تحلیلی تبدیل ملین  80

تعیین تابع چگالی احتمال و چندکهاي توزیع با استفاده از گشتاورها  85 

روش توزیع آنتروپی بیشینه  88 

روش‌هاي تقریبی براي تحلیل عدم قطعیت 92

 روش تخمین نقطه‌اي روزنبلات یک متغیره  98

روش تخمین نقطه‌اي روزنبلات دو متغیره  103 

شبیه سازي مونت کارلو  107

مقدمه  107

تولید داده‌هاي تصادفی  110

تولید متغیرهاي تصادفی با استفاده از توزیع‌هاي احتمالاتی  115

توزیع نرمال 115 

روش قطبی  116 

انتگرالگیري به کمک مونت کارلو  118

حل انتگرال‌هاي معمولی به روش مونت کارلو  118 

حل انتگرال‌هاي دوگانه به روش مونت کارلو  119 

روش‌هاي نمونه‌گیري  125

ارزیابی کیفی و کمی ریسک  129

ارزیابی کیفی ریسک 129

مقدمه  129 

تکنیک دلفی  129 

مصاحبه 130 

چک لیست  130 

ترسیم رویداد 131 

رتبه‌بندي 131

شاخص ریسک  133 

ارزیابی کیفی ریسک و قابلیت اطمینان  136

مفاهیم پایه 136 

ضریب اطمینان و حاشیه اطمینان 142 

تابع عملکرد  144 

 قابلیت اطمینان  146 

تعریف باند اعتماد براي ضریب اطمینان با استفاده از روش مونت کارلو  151 

تحلیل قابلیت اطمینان در سیستم‌هاي مرکب 154 

درخت رویداد  154 

درخت شکست  156 

قواعد تصمیم گیري در شرایط عدم قطعیت 160