مهندسین ارتش آمریکا (USACE) در حال ساخت قابلیت های جدید شبیه سازی و تجزیه و تحلیل کیفیت آب در برنامه های موجود در رودخانه  مخزن و شبیه سازی رواناب موجود در حوضه ها (HEC-RAS ،HEC-ResSim و HEC-HMS) هستند که مورد استفاده گسترده ای از طرف USACE است. و سازمان های دیگر این قابلیت ها نیاز به بازسازی، مدیریت و ارزیابی اثرات اکوسیستم اقتصادی مبتنی بر علمی را پشتیبانی می کنند. ترمیم اکوسیستم یکی از مأموریت های اصلی USACE است. هدف از فعالیت های مرمت اکوسیستم USACE، بازگرداندن عملکرد، ساختار و فرآیندهای قابل توجه اکوسیستم است که تخریب شده است. تلاش های ترمیم اکوسیستم شامل بررسی مشکلات موجود در تخریب سیستم و توسعه ابزارهای جایگزین برای حل آنها است. هدف از ترمیم این است که تا حدی یا کاملاً مجدداً ویژگی های یک سیستم طبیعی، عملکردی و خودتنظیم را دوباره برقرار کنیم. فرصت های مرمت در ارتباط با تالاب ها، ساحلی و سایر سیستم های دشت و آبزی به احتمال زیاد برای دخالت USACE مناسب است. مقاماتی که از طریق آنها USACE می تواند در مطالعه، طراحی و اجرای پروژه های مرمت اکوسیستم شرکت کند عبارتند از: 1) بخش 206، مرمت اکوسیستم آبی. 2) بخش 1135، اصلاحات پروژه برای بهبود محیط زیست؛ و 3) بند 204، استفاده های مفید از مواد لایروبی. و 4) مطالعاتی که به طور خاص توسط کنگره مجاز است، که تحت تحقیقات انجام شود.

مرکز مهندسی هیدرولوژیک (HEC) دارای سابقه طولانی در تهیه نرم افزار برای حل مشکلات کنترل سیلاب، ناوبری و رسوبات است. ولسوالی های USACE بسیاری از مدل های HEC را بر روی رودخانه ها و آبخیزها در مناطق عملیاتی خود تنظیم کرده، کالیبراسیون کرده و به کار گرفته است. آزمایشگاه محیط زیست مرکز تحقیقات و توسعه مهندس ارتش آمریکا (ERDC-EL) در حال توسعه ماژول های گیاهان دارویی، آلاینده ای و ساحلی است که می توانند با تعداد زیادی از مدل های هیدرولیک و هیدرولوژیک به طور کامل ادغام شوند. همکاری فعلی HEC و EL برای ارتقاء نرم افزار HEC در نظر گرفته شده است که شامل کیفیت آب و قابلیت شبیه سازی اکوسیستم برای پشتیبانی از افزایش روزافزون نیازهای USACE برای ارزیابی شرایط مدیریت اکوسیستم و گزینه های دیگر پروژه است.

هدف

ERDC-EL با HEC برای ساختن قابلیت های جدید مدل سازی کیفیت محیط در HEC-RAS ،HEC-ResSim و HEC-HMS همکاری کردند. HEC و ERDC-EL یک موتور با کیفیت آب ایجاد کرده اند و در حال توسعه اجزای رابط کاربری هستند که داده های کیفیت آب (هواشناسی، رطوبت سنجی، بارگیری کیفیت آب) را کنترل می کنند، هیدرودینامیک را محاسبه می کنند و با هر برنامه HEC و ERDC-EL ارتباط برقرار می کنند. ماژول های با کیفیت افزونه های HEC-WAT برای پشتیبانی از شبیه سازی خودکار مدل کیفیت آب هیدرودینامیکی 2D ،CE-QUAL-W2 و قابلیت های کیفیت آب HEC-RAS توسعه داده شده است. افزونه ها به مدل سازان اجازه می دهد چندین مدل جداگانه را به صورت متوالی اجرا کنند و به طور اختیاری خروجی های یک مدل را با مدل بعدی پیوند دهند تا یک سیستم مدل سازی کیفیت آب حوضه یکپارچه ایجاد کنند. هنگامی که قابلیت های جدید کیفیت آب در HEC-RAS ،HEC-ResSim و HEC-HMS به پایان رسیده اند، این قابلیت ها در HEC-WAT وجود دارد.

 قابلیت های مدل سازی کیفیت محیطی

HEC-RAS هیدرولیک رودخانه و انتقال رسوبات، محاسبه سرعت رودخانه ها، مراحل، پروفایل ها و مناطق فرو رفته را شبیه سازی می کند. قابلیت های یک بعدی (1D) کیفیت آب توسعه یافته اند و برای شبیه سازی کیفیت آب در رودخانه ها توسعه یافته اند. HEC-RAS همچنین با ماژول شبیه سازی پوشش گیاهی Riparian - RVSM در ارتباط است تا توانایی شبیه سازی برهم کنش های هیدرولیک رودخانه و پوشش گیاهی ساحلی را فراهم کند. هزینه کلی برای سهامداران علاقه مند به مدل سازی کیفیت آب و اثر متقابل جریان، مواد مغذی و پوشش گیاهی برای بهبود مدیریت و ترمیم اکوسیستم رودخانه به دلیل اعمال نفوذ این تحلیل ها در برابر تلاش های مدل سازی موجود، بطور چشمگیری کاهش می یابد.

HEC-ResSim عملیات مخزن، انتشار محاسبات و هیدروگراف های پایین دست را شبیه سازی می کند. قابلیت های کیفیت آب برای ایجاد امکان درج اهداف زیست محیطی در فرآیند تصمیم گیری عملیات مخزن و همچنین پشتیبانی از ارزیابی و مدیریت اکوسیستم در مقیاس آبخیز توسعه یافته است. این نرم افزار جدید قابلیت شبیه سازی دما، سمیت زدایی (DO، مواد مغذی، جلبک) و ترکیبات عمومی (محافظه کار و غیر محافظه کار) را در مخازن فراهم می کند، جایی که طبقه بندی یک عامل مهم است.

HEC-HMS فرآیندهای هیدرولوژیکی را شبیه سازی می کند، و محاسبه جریان به رودخانه ها و مخازن را انجام می دهد. قابلیت های کیفیت آب برای محاسبه دمای رواناب و غلظت های سازنده محافظه کار و غیر محافظه کار تعمیم یافته است. کمیت و کیفیت رواناب محاسبه شده توسط HEC-HMS برای حوزه آبخیز کوه مرتفع ورودی های حیاتی را برای HEC-RAS  HEC-ResSim و سایر مدل ها فراهم می کند.

کیفیت جدید آب و پوشش گیاهی ساحلی نقشه برداری و تجزیه و تحلیل توانایی های توسعه یافته در HEC-RAS ،HEC-ResSim و HEC-HMS نیازهای مهندسان را برای ترمیم، مدیریت و ارزیابی اثرات اکوسیستم مبتنی بر علمی مقرون به صرفه پشتیبانی می کند. USACE در حال ساخت یا به روز رسانی مدل های HEC برای 201 حوزه آبخیز برای پشتیبانی از شبیه سازی زمان واقعی در سیستم مدیریت آب (CWMS) است. قابلیت های کیفیت آب این مدل ها را برای ساخت سیستم های یکپارچه شبیه سازی کیفیت آب در مقیاس آبخیز برای انجام عملیات در زمان واقعی به کار می برد. این مدل های CWMS را می توان به سرعت به مدل های HEC-WAT برای استفاده در مطالعات برنامه ریزی و تحلیل حوضه تبدیل کرد. قابلیت های جدید ساده تر کردن تهیه و استفاده از مدل کیفیت آب، افزایش بهره وری و کاهش هزینه ها ضمن تشویق یک رویکرد در مقیاس آبخیزداری برای احیا و مدیریت محیط زیست.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح