نمودار چرخه آب

کلمه هیدرولوژی به معنای واقعی، مطالعه آب است. مطالعه این علم معمولاً با دستیابی به درک سیکل آب، آغاز می شود. حرکت طبیعی آب از طریق فرآیندهای مانند تبخیر، بارش، تعرق و جریان رواناب از طوفان، در نزدیکی سطح زمین. نمودار چرخه آب (در بالا سمت راست) فرایندی را نشان می دهد که توسط آن آب زمین به دور خود حرکت می کند و از یک شکل به فرم دیگر تبدیل می شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد چرخه آب، مقاله "در مورد حرکت آب طبیعی از طریق نمودار چرخه آب" را بیاموزید.

معرفی

هنگامی که طوفان بزرگ یا مجموعه ای از طوفان ها در قسمت بالایی یک حوضه رودخانه اتفاق می افتد، اثرات طوفان (ها) بر سطح رودخانه در بخش آبخیز بالای رودخانه قبل از اثرات طوفان شناخته می شود. تا به قسمت های پایین دست حوضه رودخانه برسد. به عنوان مثال، اگر مجموعه اصلی طوفان های بارانی در مینسوتا وجود داشته باشد، اثرات سطح رودخانه می سی سی پی در سنت پاول از اوایل شناخته می شود. مسیریابی سیل امکان پیش بینی تخلیه قله، سطح اوج رودخانه و زمان رسیدن اوج در نقاط پایین دست رودخانه مانند راک آیلند، سنت لوئیس و حتی نیواورلئان را فراهم می کند. در این مقاله توضیحات کلی در مورد روش های مسیریابی سیلاب با استفاده از هیدروگراف های بالادست و پایین دست ارائه شده است. برخی از جزئیات در مورد معادلات مسیریابی سیل به روش محدب ارائه خواهد شد.

حریم: آن قسمت از اراضی اطراف رودخانه، مسیل، نهر طبیعی یا سنتی، مرداب و برکه‌های طبیعی است که بلافاصله پس از بستر قرار دارد و به‌ عنوان حق ارتفاق برای کمال انتفاع و حفاظت کمی و کیفی آنها لازم است و طبق مقررات این آیین‌نامه توسط وزارت نیرو یا شرکت‌های آب منطقه‌ای تعیین می‌گردد.‌ بیشتر تمدن‌ها در کنار رودخانه‌ها به وجود آمدند. انسان‌های اولیه نیز این را فهمیده بودند که برای استفاده بهینه از منابع رود خانه باید حریم آن را حفظ کرد. به مرور زمان و با دور شدن انسان‌ها از رود خانه‌ها این پیوند تا حدی از بین رفت و با اجرای طرح‌های عمرانی، شهرک سازی در حریم رود خانه باعث از بین رفتن محیط زیست شد. 

پس از ایجاد مش به صورت SMS، ممکن است بخواهید داده ها را در مش به عنوان یک پرونده رستر به اشتراک بگذارید. به عنوان مثال، ممکن است بخواهید ارتفاع آب یا مجموعه داده سرعت را از مدلی که به یک حالت رستری اجرا شده تبدیل کنید. پرونده های شایع توسط بسیاری از برنامه ها باز می شوند و می توانند حاوی اطلاعات مفید زیادی باشند.

در حالی که یک رستر به طور مستقیم از ماژول مش نمی تواند ایجاد شود، می تواند از سایر ماژول ها ایجاد شود، بنابراین داده های مش نیاز به تبدیل دارند. برای انجام این:

MODPATH با MODFLOW برای نمایش اطلاعات ردیابی ذرات کار می کند. هنگامی که یک پروژه MODFLOW را با موفقیت به اتمام رسانید، ممکن است بخواهید که اطلاعات جمع آوری شده از طریق MODPATH را با سایر همکاران خود به اشتراک بگذارید. صادر کردن داده های MODPATH به شما امکان می دهد اطلاعات خاصی را با آنها به اشتراک بگذارید.

به طور معمول از دستور Save As در منوی File و دستور راست کلیک کردن Export در Project Explorer برای خروجی داده های MODPATH از GMS استفاده می شود. هنگام استفاده از این دستورات، نکاتی برای استفاده بیشتر از آنها وجود دارد.

بر اساس اطلاعات مرکز خشکسالی و مدیریت بحران سازمان هواشناسی بارش‌ها در کشور نسبت به میانگین بلند مدت حدود ۳۱ درصد افزایش یافته، همچنین در تمام استان‌ها به جز چهار استان بارش‌ها در محدوده نرمال و بیش از نرمال گزارش شده است.

از ابتدای سال آبی تاکنون ۲۵۴.۵ میلیمتر بارش در کشور داشتیم که این میزان نسبت به میانگین بلند مدت حدود ۳۱ درصد افزایش یافته است همچنین در این میان سه استان گیلان، مازندران و لرستان به عنوان پربارش‌ترین استان‌ها اعلام شده‌اند. از این‌رو بارش‌ها در استان گیلان ۷۴۳.۴ میلیمتر است که نسبت به بلند مدت ۱۵ درصد بیشتر شده است. در استان مازندران نیز بارش‌ها با ۶۱۱ میلیمتر، ۳۳ درصد بیشتر شده است. در استان لرستان نیز بارش‌ها نسبت به میانگین بلند مدت افزایشی ۲۰ درصدی داشته‌اند.

سیل صدساله سیلی است که هرساله ۱ درصد احتمال دارد که رخ دهد. سیل صدساله همچنین به ۱ درصد سیل که هرساله ممکن رخ دهد، اشاره دارد. سیل صدساله بطورکلی به عنوان یک نرخ صدساله بیان شده‌است. براساس نرخ جریان ۱۰۰ساله انتظار می‌رود که در یک نهر، رودخانه یا سیستم اب سطحی که انتظار می‌رود. سطح اب سیل می‌تواند به عنوان منطقه طغیان ترسیم شود. دشت سیلابی به دشت‌های سیلابی ۱۰۰ساله اشاره دارد که ممکن است شکل بگیرد و در نتیجه در دادن مجوزهای ساخت و ساز، مقررات زیست‌محیطی و بیمه سیل بسیار اهمیت دارد. برآورد نرخ جریان ۱۰۰ ساله و امار رودخانه‌های دیگر در ایالات متحده در دسترس است.

سیل 100 ساله چیست؟

اکثر مردم شرایط، سیل 100 ساله، طوفان 50 ساله یا سیل 200 ساله را به عنوان توصیف بزرگی از طوفان یا سیل شنیده اند. ما می دانیم که هر چه قبل از وقوع سیل سال قبل بیشتر باشد، تأثیر آن بر سطح رودخانه و هر چیزی که در جلگه رودخانه وجود دارد، بیشتر خواهد بود. همچنین، ما از کلمات 'سیل 100 ساله' می فهمیم که دوره بازگشت سیل 100 سال دارد یا به عبارت دیگر، فقط باید به طور متوسط ​​در هر 100 سال اتفاق می افتد. اما سؤالات باقیمانده این است که "آیا یک سیل 100 ساله ممکن است برای سال بعد هم رخ دهد؟"و" احتمال وقوع آن در هر دوره زمانی معین چقدر است؟ "

دوره بازگشت به برآورد احتمال روی‌دادن یک پدیده طبیعی مثل سیل یا تغییرات دبی رودخانه گفته می‌شود. معمولاً محاسبه و برآورد دوره بازگشت بر پایه اندازه‌گیری آماری داده‌های تاریخی به منظور دست‌یابی به میانگین زمان تکرار پدیده در یک دوره زمانی است و برای تحلیل خطر بروز یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. شامل تصمیم گیری در مورد اینکه آیا اجازه می دهد پروژه در منطقه ای از ریسک خاص پیش برود یا طراحی ساختارها برای مقاومت در برابر حوادث با یک دوره بازگشت خاص، مجاز است. تجزیه و تحلیل زیر فرض می کند که احتمال وقوع این رویداد به مرور تغییر نمی کند و مستقل از وقایع گذشته است.

مفاهیم و مبانی

دوره بازگشت به برآورد احتمال روی‌دادن یک پدیده طبیعی مثل سیل یا تغییرات دبی رودخانه گفته می‌شود. معمولاً محاسبه و برآورد دوره بازگشت بر پایه اندازه‌گیری آماری داده‌های تاریخی به منظور دست‌یابی به میانگین زمان تکرار پدیده در یک دوره زمانی است و برای تحلیل خطر بروز یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. شامل تصمیم گیری در مورد اینکه آیا اجازه می دهد پروژه در منطقه ای از ریسک خاص پیش برود یا طراحی ساختارها برای مقاومت در برابر حوادث با یک دوره بازگشت خاص، مجاز است. تجزیه و تحلیل زیر فرض می کند که احتمال وقوع این رویداد به مرور تغییر نمی کند و مستقل از وقایع گذشته است.

قوانین مربوط به آب و نحوه بهره‌برداری از منابع آبی، اهمیت بسیار زیادی در استفاده از این منبع مهم زندگی در هر کشوری دارند. اما یافته‌های یک پژوهش داخلی دراین‌باره، نشان می‌دهند که این قوانین در شرایط کنونی کشور ما نیاز به بازنگری و اصلاح دارند.

قانون‌گذاری در ایران پس از رویداد انقلاب مشروطیت و تأسیس مجلس در سال ۱۲۸۵ هجری شمسی با تدوین اولین قانون اساسی ایران آغاز شد. تا پیش از آن لفظ قانون واژه‌ای ناشنیده بود و بر این اساس اندیشه‌ای به نام قانون خواهی نیز وجود نداشت. مباحث مرتبط با قوانین آب برای اولین بار در مذاکرات مجلس شورای ملی در ۲۶ آذر ۱۳۰۴ مطرح شدند. آنگاه در چند ماده از قانون مدنی، مطالبی در مورد آب مصوب شده و سپس قوانین مرتبط با آب به‌تدریج رشد کردند.

Solutions Simulation Solutions خدمات مشاوره مهندسی در زمینه آب را با تمرکز ویژه بر مدل سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی ارائه می دهد.

شرکت سازنده، همچنین چندین محصول نرم افزاری را در این زمینه توسعه داده است، از جمله محصولات پرچمدار CatchmentSIM برای نقشه برداری از زیرشاخه ها و ایجاد مدلهای هیدرولوژیکی است. آنها همچنین طراحی انژکتور طوفان را برای خودکارسازی مدل سازی رواناب بارش باران طوفان را طراحی کرده اند. سرانجام، TRIM، یک مدیر شبیه سازی کامل برای TUFLOW توسعه داده شده است.

TRIM محصولی است که توسط Catchment Simulation Solutions برای کمک به مدیریت مدل TUFLOW با کارآمد بیشتر استفاده می شود. این اجازه می دهد تا شما یک صف بزرگ شبیه سازی با هر تعداد شبیه سازی تعیین شده در حال اجرا به طور همزمان مدیریت کنید. این کار سریعترین اتمام کار و حداکثر استفاده از مجوز را تضمین می کند.

سیستم های پردازش داده و بارندگی جهانی ناسا از راه اندازی TRMM در سال 1997 تا ماموریت GPM در حال انجام، مسیری طولانی را طی کرده اند. درست قبل از نیمه شب زمان نور روز شرق در 15 ژوئن سال 2015، یک آتش بر فراز آسمان آفریقای مرکزی ظاهر شد، در ماداگاسکار پراکنده شد، و اقیانوس جنوبی هند سقوط کرد. این پایان آتشین آژانس اکتشاف هوافضای مشترک ناسا و ژاپن (JAXA) ماموریت اندازه گیری باران گرمسیری (TRMM) بود. بازگشت TRMM پس از گذشت بیش از 17 سال در مدار، همچنین پایان اولین ماموریت بزرگ ماهواره ای را به طور اختصاصی برای گردآوری داده های مربوط به بارش گرمسیری و سهم آن در گردش جهانی مشخص کرد.

جمع آوری داده های آغاز شده توسط TRMM با ماموریت مشترک اندازه گیری بارش جهانی NASA / JAXA - GPM که در فوریه 2014 آغاز شده است، ادامه دارد. از زمان راه اندازی TRMM در 1997 تا ماموریت GPM در حال انجام، داده های هیدروسنجی از راه دور با صورت بسیار دور تکامل یافته اند. این انعکاس نه تنها ابزار دقیق، بلکه درک بهتر از چرخه آب و چگونگی ارتباط این چرخه با انرژی، کربن و چرخه های دیگر در حال تکامل سیاره ما است.

یکی از جدیدترین برنامه های ارائه شده توسط Google،محیط Google Earth Engine، یک پلت فرم پیشرفته پردازش زمین شناسی مبتنی بر فضای ابری است که عمدتاً برای تجزیه و تحلیل داده های زیست محیطی در مقیاس سیاره ای طراحی شده است. این مجموعه ای از کاتالوگ چند پتایی از تصاویر ماهواره ای و مجموعه داده های مکانی را در اختیار کاربران قرار می دهد تا به کاربران امکان تجسم، دستکاری، ویرایش و ایجاد داده های مکانی را به روشی آسان و سریع ارائه دهند. این مجموعه طیف گسترده ای از ابزارهای دستکاری مکانی را در اختیار دانشمندان، محققان و توسعه دهندگان قرار می دهد تا تغییرات، روند نقشه ها و تعیین اختلافات در سطح زمین را تشخیص دهند.

در سال 2018، بانک جهانی ابتکاری را برای تشویق تفکر نوآورانه در استفاده مجدد از پسماند آغاز کرد. گزارش تازه منتشر شده از زباله به منبع: تغییر پارادایم برای مداخلات دقیق تر فاضلاب در آمریکای لاتین و کارائیب، وضعیت ابتکار عمل را خلاصه می کند و نتیجه گیری از گزارش های زمینه فنی، مطالعات موردی و بازخورد دریافت شده از شرکت کنندگان کلیدی این پروژه را برجسته می کند.

این گزارش نتیجه گیری می کند که در جهت بازیابی و استفاده از این منبع با تلاش کافی صورت نگرفته و خواستار مدیریت هوشمندتر فاضلاب برای بهبود سلامت عمومی و تأثیر مثبت بر محیط زیست نیاز است.

پیشگفتار مولفین

بر اساس تجربه تدریس دوره های آموزشی انتقال آلاینده بوسیله آب زیرزمینی متوجه شدیم که مدل ها یک ابزار موثر آموزشی می باشند.بعنوان بخشی از فعالیت دروس آموزشی ما معمولاٌ یکسری تکالیف به دانشجویان ارائه می نماییم که این تکالیف شامل کاربردمدل ها جهت کمک به دانشجویان در تجسم اثر فرایندها بر روی انتقال و فرجام آلاینده در زیر زمین می باشد.مدلهایی که ما استفاده کرده ایم ،معمولاٌ بر روی اینترنت یافت می شوند.بعنوان مثال یک مجموعه از مدلهایی که مبادله اطلاعات میان کامپیوتر وکاربر را میسر می سازد، بوسیله الولوچی وهمکارانش در دانشگاه ایلینویز توسعه داده شده که ابزار کمک آموزشی بسیار عالی می باشند. 

بررسی اجمالی

نمایش پرونده های داده های GPM / TRMM HDF با استفاده از THOR

Orbit Viewer THOR ابزاری برای نمایش پرونده های داده ماهواره ای در بایگانی ماموریت اندازه گیری بارش باران گرمسیری (TRMM) است. THOR مخفف "ابزاری برای بررسی با وضوح بالا" است. این برنامه نقطه ای و کلیک در IDL است که بر روی لینوکس، مک OS X و ویندوز اجرا می شود. این شما را قادر می سازد تا روی نقشه ای از مشاهدات TRMM Earth با وضوح کامل ابزار نمایش داده شود. حتی اگر می خواهید با استفاده از برنامه های IDL خود، خواندن و تجزیه و تحلیل فایل های GPM HDF5 را انجام دهید، می تواند به بیننده داده های THOR نصب شود تا بررسی های سریع روی پرونده های HDF5 شما در حال تجزیه و تحلیل باشد.

شکل 1: به عنوان مثال نتایج جستجوی Mirador برای IMERG.

بررسی اجمالی:

داده های GPM IMERG را با استفاده از پایتون بخوانید.

این دستورالعمل نحوه خواندن داده ها از مجموعه داده IMERG ماموریت جهانی اندازه گیری بارش (GPM) با استفاده از پایتون را نشان می دهد.

بهترین شکل:

کاربر می خواهد داده های GPM IMERG را با استفاده از پایتون بخواند

با استفاده از Giovanny، نمودار یا نقشه ای از باران های باران را برای یک محدوده زمانی و موقعیت مکانی تهیه کنید

1. متغیر مورد علاقه را جستجو و انتخاب کنید

با استفاده از مرورگر وب مورد نظر خود به وب سایت Giovanni بروید:

IMERG را در قسمت Keyword وارد کنید و دکمه جستجو را فشار دهید. در صفحه وب نتیجه باید مانند شکل 1 زیر باشد.