مقدمه و معرفی مدل TUFLOW

TUFLOW یک موتور محاسباتی قدرتمند است که راه حل های یک بعدی و دو بعدی معادلات جریان سطح آزاد را برای شبیه سازی انتشار سیل و انتشار موج جزر و مد فراهم می کند. TUFLOW همچنین راه حل مدل سازی سیل را با اتصال بی نظر حالت یک بعدی و دو بعدی  فراهم می کند. و محاسبات را در شرایطی انعطاف پذیر، مستحکم و در طیف وسیعی از ویژگی هایی که محصول دیگری ارائه نمی دهد، پیش می برد. TUFLOW برای مدل سازی در شرایط زیر مناسب است:

5.4 منطقه بندی هیدروگراف واحد (هیدروگراف واحد مصنوعی)

هیدروگراف واحد حاصل از داده های ثبت شده در بارندگی است و هیدروگراف مربوط به سیل مربوطه فقط برای حوضه ای که داده ها برای آن موجود بود اعمال می شود. هیدروگراف واحد مصنوعی بر اساس داده های ثبت شده در ایستگاه های اندازه گیری محاسبه می شود و ممکن است برای ارزیابی موج سیل در حوضه های آبریز غیرقانونی با تعیین میزان بارندگی موثر بر حوضه استفاده شود.

3.4 هیدروگراف واحد ژئومورفولوژیک

1.3.4 اصول و روشهای تعیین

عملکرد انتقال حوضه آبریز مستقیماً تحت تأثیر مشخصات ژئومورفولوژی قرار دارد که در شکل 16.4 ارائه شده است. این تأثیر عمدتا به دلیل توپولوژی شبکه رودخانه است زیرا توسط طبقه بندی استرالر و نسبت هورتون و شوم توصیف شده است. این نسبت ها یا پارامترهای ژئومورفولوژیکی عبارتند از:

بارش سال زراعی جاری تا روزهای پایانی دی ماه حدود 21 درصد نسبت به دوره مشابه بلندمدت و  38 درصد نسبت به سال گذشته کاهش یافته است. به ترتیب بیشترین کاهش در استان‌های هرمزگان (84%)، سیستان و بلوچستان (84%) و کرمان (45%) و بیشترین افزایش در استان های قم (31%)، یزد (13%) و تهران (7%) رخ داده است.

در نقشه تراز میانی جو بی‌هنجاری مثبت ارتفاع ژئوپتانسیلی بر روی شرق اروپا و خاورمیانه قرار دارد، اما غرب اروپا و مدیترانه در گستره بی‌هنجاری منفی به نسبت ضعیفی قرار دارد.

رییس مرکز ملی خشکسالی و مدیریت بحران سازمان هواشناسی ضمن اشاره به اینکه کم بارشی در ایران نگران کننده است، گفت: تاکنون تنها ۳۰ درصد از بارندگی سالانه برای تامین آب کشور اتفاق افتاده است. احد وظیفه در گفت و گو با ایسنا ضمن اشاره به اینکه جمع‌بندی ایستگاه‌های هواشناسی نشان می‌دهد که درحال حاضر بارش‌ها در کل کشور ۲۵ درصد کمتر از نرمال است، اظهارکرد: به‌طورکلی تاکنون در ایران ۶۸ میلیمتر بارش داشته‌ایم این درحالیست که میزان نرمال بارش در کشور از مهرماه تا اوایل بهمن حدود ۹۱ میلیمتر است. 

2. مدل سازی

CLSM با استفاده از سه متغیر حالت، تغییرات ذخیره آب زیرسطحی ناشی از فعل و انفعالات زمین و جو (بارش و ET) را شبیه سازی می کند: مازاد سطح و مازاد منطقه ریشه، که نشان دهنده رطوبت بیش از حد خاک نسبت به حالت تعادل در لایه سطحی (0-2 سانتی متر است) زیر سطح و منطقه ریشه (0-100 سانتی متر) به ترتیب و کسری حوضه آبریز که نشان دهنده مقدار آب مورد نیاز برای رساندن پروفیل به اشباع است (Koster و همکاران، 2000). CLSM همچنین تغییرات برف فصلی را در سه لایه برفی شبیه سازی می کند. CLSM تغییرات سطح آب را مدل نمی کند. در عوض، ذخیره آب زیرزمینی با کم کردن آب ذخیره شده در منطقه ریشه از آن ذخیره شده در پروفیل (که می تواند از کسری حوضه آبریز و سایر پارامترهای مدل محاسبه شود)، که ظرفیت آن توسط پارامتر عمق بستر CLSM تعیین می شود، حاصل می گردد. عمق بستر به دنیال مطالعات Houborg و همکاران (2012) به طور یکنواخت 2 متر افزایش یافت. که نشان داد با استفاده از عمق سنگ بستر اصلی، TWS شبیه سازی شده CLSM اغلب در جنوب غربی ایالات متحده به یک حد پایین تر نزدیک می شود، به طوری که قادر به نشان دادن شرایط شدید خشکسالی نیست. به غیر از این، مدل برای این مطالعه اصلاح یا کالیبره نشده است. از آنجایی که CLSM از عمق سطح آب واقعی یا ضخامت های آبخوان به عنوان پارامترهای ورودی استفاده نمی کند، ذخیره آب زیرزمینی شبیه سازی شده آن (نه مانند مدل پویا) منعکس کننده پارامترهای مدل (از جمله عمق بستر) است. بنابراین، فقط ناهنجاری های ذخیره آب زیرزمینی، نه مقدار کل ذخیره آب زیرزمینی یا عمق سطح آب، با اندازه گیری های محلی قابل مقایسه است.

کمبود اطلاعات ذخیره آب زیرزمینی در مقیاس جهانی مانع از توانایی ما برای نظارت موثر بر منابع آب زیرزمینی می شود. در این مطالعه، ما یک محصول پیشرفته ذخیره آب زمینی (TWS) مشتق شده از مشاهدات ماهواره ای بازیابی جاذبه و آزمایش آب و هوا (GRACE) را در مدل Catchment land یا (CLSM) ناسا در مقیاس جهانی، هماهنگ سازی می کنیم. تولید سری های زمانی ذخیره آب زیرزمینی برای نظارت بر خشکسالی و سایر کاربردها مفید هستند. ارزیابی با استفاده از داده های محلی از نزدیک به 4000 چاه نشان می دهد که هماهنگ سازی داده های GRACE شبیه سازی آب های زیرزمینی را بهبود می بخشد، با خطاهای تخمین 36 و 10 درصد کاهش می یابد و همبستگی به ترتیب 16 و 22 درصد در مقیاس منطقه ای و نقطه ای بهبود می یابد. بزرگترین پیشرفت در مناطق با تنوع بزرگ در بارندگی سالیانه مشاهده می شود، جایی که آبهای زیرزمینی شبیه سازی شده به تغییرات جبری جو بسیار واکنش نشان می دهند. تأثیرات مثبت هماهنگ سازی GRACE با استفاده از داده های کم جریان مشاهده شده بیشتر نشان داده می شود. عملکرد هماهنگ سازی داده های CLSM و GRACE نیز در بین دسته های مختلف نفوذپذیری مورد بررسی قرار می گیرد. این ارزیابی نشان می دهد که هنگامی که صحبت از شبیه سازی تغییرات واقعی آب زیرزمینی در مناطق با برداشت شدید آب زیرزمینی است، هماهنگ سازی داده های GRACE نمی تواند فقدان یک طرح برداشت آب زیرزمینی را در CLSM جبران کند. آبهای زیرزمینی شبیه سازی شده CLSM با ناهنجاری های بارش 12 ماهه در مناطق کم و عرض جغرافیایی ارتباط زیادی دارد. یک شاخص خشکسالی آب زیرزمینی بر اساس تجزیه و تحلیل داده های GRACE به طور کلی با سایر شاخص های خشکسالی در مقیاس منطقه ای همخوان است، اختلافات عمدتا در شدت خشکسالی برآورد شده آنها است.

3. نتایج و بحث

آ. تأثیر GRACE-DA بر تنوع آبهای زیرزمینی

نسبت انحراف استاندارد، ترجمه تغییرات در دامنه های میانگین GWS که توسط GRACE-DA و OL شبیه سازی شده است، تأثیرات جمع آوری داده ها بر تنوع آب زیرزمینی را نشان می دهد، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. بیشترین تغییرات به دلیل دامنه TWS کمتری است که توسط GRACE مشاهده شده است، نتیجه تفکیک مکانی درشت که تنوع زیاد را در مقیاس دقیق تر صاف می کند. کاهش دامنه ها بیشتر در شرق، جنوب و مناطقی از غرب میانه قابل مشاهده است. دامنه های افزایش یافته در مناطقی از غرب ایالات متحده، تگزاس و دشت های بزرگ مشاهده می شود.

در SMS 13.1 beta، آیا می دانید می توانید دستورات را در منوی شبیه سازی کلیک راست سفارشی کنید؟ سفارشی کردن دستورات کلیک راست می تواند به پاک کردن فهرست کمک کند. برای مدل هایی مانند ADIRC یا SRH-2D، می توان منوی کلیک راست را تنظیم کرد تا دستوراتی را که بیشتر از همه استفاده می کنید، نشان دهد. به عنوان مثال، اگر گردش کار شما خواستار ذخیره پروژه، صادر کردن پرونده های شبیه سازی و اجرای هر بار شبیه سازی است، ممکن است بخواهید دستورات جداگانه ای برای هر یک از آنها نداشته باشید، در عوض فقط یک دستور را نشان دهید که همه آنها را نشان می دهد.