عنوان انگلیسی مقاله:

GSFLOW—a basin-scale model for coupled simulation of ground-water and surface-water flow—part b. concepts for modeling saturated and unsaturated subsurface flow with the u.s. geological survey modular ground-water model

عنوان ترجمه شده مقاله:

    مدل GSFLOW: یک مدل در مقیاس حوضه برای شبیه سازی توأمان آب های زیر زمینی و جریان آب های سطحی. بخش دوم: مفاهیم مدل سازی جریان زیرسطحی اشباع شده و غیر اشباع با ماژول مدل آب های زیرزمینی USGS

چکیده:

    MODFLOW یک مدل جریان آب های زیر زمینی است که می تواند برای ارزیابی مسائل منابع آب های زیر زمینی و جهت اتخاذ تصمیمات مدیریتی در توسعه منابع آب های زیر زمینی در انواع مقیاس ها مورد استفاده قرار بگیرد. این مدل همچنین دارای توانایی بررسی اثر برداشت آب های زیر زمینی در آب های سطحی با استفاده از گزینه های مختلفی که به شبیه سازی فعل و انفعالات آب زیرزمینی با جریان ها و دریاچه ها می پردازد است. فرآیندهای محاسباتی و پروسه های سطحی در MODFLOW بودجه های آب های سطحی و انرژی برای قسمت بندی بارش به تبخیر و تعرق، رواناب، جریان های زیرسطحی، و جریان های غیر اشباع در زیر زون خاک را شامل نمی شود. به طور معمول، رواناب، نفوذ، و جریان غیر اشباع حاصل از سطوح آب زیرزمینی (با فرض تغذیه آب های زیر زمینی) در خارج از حیطه برآورد MODFLOW می باشد. MODFLOW به سیستم مدل بارش-رواناب (PRMS) که توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) ارائه شده است؛ به منظور بهبود برآورد نحوه تغذیه در مطالعات مدل سازی آب های زیر زمینی و جهت ارائه محاسبات کاملی از بودجه های آبی در یک منطقه و یا حوضه متصل گردیده است. این مدل جفت شده به نام GSFLOW شناخته می شود. همچنین کدهای اضافی نیز برای تسهیل اتصال دو مدل به GSFLOW اضافه شده است. ارتباط در MODFLOW از طریق یک پکیج جدید غیر اشباع از منطقه جریان (UZF1) می باشد؛ که برای مسیریابی جریان از زون خاک بکار رفته در PRMS به سمت سطح آب زیرزمینی طراحی شده است.

    مدیریت منابع آب یک تلاش عمده برای دولت ها در سراسر جهان است. رشد روز افزون جمعیت، نیاز به آب برای مصارف خانگی، صنعتی، کشاورزی و... را افزایش می دهد، در حالی که منابع آبی به دلیل استفاده بیش از حد و افزایش آلودگی ها در حال کاهش می باشند. در استرالیا، تقریبا 10 سال امتداد خشکسالی، نیاز به مدیریت بهتری در منابع آب را روشن کرده است. در سال 2004، در شورای دولتی استرالیا، یک توافق نامه بین دولتی در باره طرح ملی آب (NWI) امضا شد. در واقع NWI طرح پایدار استرالیا برای اصلاح مدیریت آب است. با اتخاذ طرح NWI، دولت استرالیا توافق کرده است که برای توسعه یک رویکرد ملی منسجم تر جهت مدیریت منابع آب در سراسر کشور تلاش کند.

بررسی مناطق با پتانسیل آبی

    اولین قدم برای اقدام به حفر چاه بهره برداری آب، شناسایی سازندهای با قابلیت ذخیره سازی و آبدهی مناسب می‌باشد. اصولا منابع تامین آب زیر زمینی به دو دسته تقسیم می‌شود.

الف- منابع آبی مستقر در زمینهای آبرفتی

ب- منابع آبی مستقر در سازندهای آهکی واجد شکستگی و غار

    رسوبات آبرفتی ریز دانه همراه با خاک رس، سازندهای مارنی‌ و یا سنگهای متراکم یکپارچه رسوبی، آذرین و یا دگرگونی بدون شکستگی و درز و شکاف نمی‌توانند برای تأمین آب به حساب آیند. ضمناً بهتر است در سازندهای آهکی مارنی و یا رسوبات تیپ آبرفتی که بوسیله سیمان سیلیسی و یا آهکی بهم جوش خورده‌اند با احتیاط بدنبال آب جستجو کرد.

    آبیاری قطره‌ای (به انگلیسی: Drip irrigation) عبارت است از روشی که در آن آب با فشار کم از روزنه یا وسیله‌ای به نام قطره چکان از شبکه خارج و به صورت قطراتی در پای گیاه ریخته می‌شود. گاهی این نوع آبیاری را آبیاری موضعی نیز می‌نامند. شبکه‌ای که آب را در سراسر مزرعه توزیع می‌نماید به کمک قطره چکان و با فشار کم در روی زمین پاشیده می‌شود. از مشخصات این روش تحویل آب به گیاه با فشار کم در منطقه توسعه ریشه‌ها، در سطح زمین (در زیر خاک) می‌باشد تا مساحت و عمق کوچکی از سطح خاک خیس شود.

    این روش در دهه پنجاه ترویج شد و سطوح بزرگی با این روش آبیاری شدند ولی با مرور زمان مزایا و معایب این روش مشخص شد. هزینه‌های زیاد و تکنیک‌های نسبتاًَ پیشرفته این روش و نمک‌ها و مواد جامد معلق در آبهای ایران (که سبب گرفتگی قطره چکان‌ها می‌شوند) از معایب آبیاری قطره‌ای بوده و باعث شده که کشاورزان با دقت و تحقیقات بیشتری از این روش آبیاری استفاده کنند؛ ولی این موارد دلیل نمی‌شود که روش آبیاری قطره‌ای را مطرود بدانیم و در پی رفع معایب آن باشیم.

    مهمترین تفاوت آبیاری قطره‌ای با سایر روش‌های آبیاری در این است که بین تبخیر-تعرق و مقدار آبی که باید به زمین داده شود، در یک دوره زمانی محدود(۲۴ تا ۷۲ ساعت) توازن برقرار می‌شود. این امر باعث می‌شود با توجه به محدود بودن میزان آب در دسترس، بیشترین بهره‌وری از آب انجام پذیرد. از آنجا که سیستم‌های آبیاری موضعی/قطره‌ای ثابت هستند، خودکار کردن بسیاری از آنها آسان است. این سیستم‌ها برای مدیران آبیاری که قصد اختلاط کود و آب (کود آبیاری) را درون سیستم آبیاری دارند، مناسب هستند.

در لینک ذیل قادر به انجام محاسبه آنلاین عمق نرمال در یک کانال منشوری می باشید.

در این بخش لینک تمامی عناوین محاسبات آنلاین در حیطه علوم آب اضافه خواهد شد.

_____________________________________________

همچنین شما از ایــنجا قادر به انجام محاسبات مکانی به فرم آنلاین در سایت GeoGebra می باشید.

​_____________________________________________

• محاسبه آنلاین عمق نرمال در یک کانال منشوری

(دیگر لینک ها به زودی اضافه می شود)

    نکته مهمی که در مورد سمینار وجود دارد این است که دانشجو باید پروپوزالش را نوشته باشد و کارش مشخص شده باشد تا گزارش سمینار را بنویسد لذا در خیلی از دانشگاه ها تا پروپوزال فرد تصویب نشود اجازه ارائه سمینار داده نمی شود. محتویات سمینار را که در ذیل توضیح دادم بخوانید شما هم تایید خواهید کرد این موضوع را. البته در برخی از واحدهای دانشگاه آزاد یک مقدار تخفیف داده اند.

    در هر حال گزارش سمینار دارای قالب خاصی است که باید آن را رعایت کرد. این گزارش معمولا شامل 3 فصل است که محتوای آن به شکل زیر است: فصل اول تقریبا همان بخش های پروپوزال است که می تواند با یک مقدار توضیحات بیشتر بیاید. بنابراین فصل 1 شامل بیان مسئله، اهمیت و مشکلات- اهداف-فرضیات یا سوالات تحقیق و روش تحقیق بصورت کلی می باشد. سوابق یا پیشینه در فصل دوم آورده می شود.

انواع سفره‌های آبدار

1- سفره آب آزاد

هر گاه لایه‌های نفوذ پذیر مرتبط با سطح زمین بر روی یک لایه غیر قابل نفوذ عمقی قرار گرفته باشد تشکیل سفره آب آزاد را می‌دهد. این نوع سفره آبی از بارشهای جوی بطور مستقیم تغذیه میکند و بعلت آنکه فاقد لایه پوششی غیر قابل نفوذ می‌باشد درمعرض خطر آلودگی‌های سطحی مثل فاضلاب‌ها قرار دارد. سطح آب این قبیل سفره‌ها که با کم و زیاد شدن تغذیه و یا برداشت آب ، بالا و پایین می‌گردد ، بنام سطح آب آزاد یا سطح ایستابی (Water Table) نامیده می‌شود.

گردش آب در طبیعت

    آب موجود در کره زمین از دریاها و اقیانوس‌ها منشاء گرفته است که در اثر تبخیر و صعود به طبقات بالای جو به شکل نزولات آسمانی به خشکی‌ها برگشته و پس از تغییرات مختلفی مجددا به دریاها می‌ریزد و این چرخه همچنان تکرار می‌شود. حجم آبهای موجود در کره زمین 1370 میلیون کیلومترمکعب تخمین زده شده است که 73% سطح کره خاکی را می‌پوشاند و بخش اعظم آن را آبهای شور دریاها و اقیانوس‌ها تشکیل می‌دهد.

    مقدار آبهای شیرین رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و ذخائر زیرزمینی حدود 1 میلیون کیلومتر مکعب برآورد می‌شود. میزان یخ‌های موجود در قطبین زمین معادل 25 میلیون کیلومتر مکعب آب شیرین می‌باشد و بالاخره اتمسفر زمین حدود 50.000 کیلومتر مکعب آب بصورت ابر و رطوبت دارا می‌باشد.

    در اقتصاد ایران، افزایش جمعیت، تقاضا برای آب شرب و مصارف بهداشتی را مستقیما و تقاضای مشتق شده آب را به منظور تولید محصولات غذایی به طور غیر مستقیم بالا برده و رشد فعالیت های اقتصادی اعم از صنعتی، کشاورزی و خدماتی نیز به سهم خود تقاضا برای آب را افزایش داده است. توسعه شهرها نیز در تداوم این امر بی تاثیر نبوده است. از سوی دیگر دولت برای تامین این خدمات با معضل افزایش بدهی روبرو شده است. بدین ترتیب جامعه با یک تعارض روبرو است. از یک طرف تامین آب یک ضرورت است و از طرف دیگر تامین آب و خدمات آبی منجر به افزایش بدهی ها و بزر گتر شدن اندازه دولت و تبعات ناشی از آن می شود.

    کمبود آب در بخش های زیادی از کره زمین، مشکلات زیادی را برای تامین آب شرب سالم، تولید محصولات کشاورزی و در کل روند عمومی زندگی انسان ها به وجود آورده است، به طوری که پیش بینی می شود تا سال 2025 میلادی، 50 تا 60 درصد مردم جهان با تنش آبی و مشکلات ناشی از کم آبی مواجه شوند.

    عده ای از کارشناسان معتقد هستند که در آینده نزدیک، آب به عنوان طلای آبی در جهان شناخته خواهد شد، و لذا جمله نفت را فراموش کنید و به آب بیاندیشید در ادبیات رسانه ای و در میان دولت مردان رایج خواهد شد . در حال حاضر انتقال آب با توجه به حجم زیاد مصرف آن، مشکل تر از نفت است و اصولا هیچ جایگزینی نیز برای آن وجود ندارد. هر چند انتقال مستقیم آب از طریق خطوط لوله همانند نفت و گاز بین کشورها چندان رایج نیست، ولی با مطرح شدن ایده آب مجازی در سال های اخیر، روشن شده است که حجم زیادی از آب به صورت مجازی بین کشورهای مختلف جهان جابجا می شود.

تعریف:

    ضریب قابلیت نفوذ دارسی K  عبارت از حجم  آب آزادی است که در واحد زمان در واحد سطح  مقطع کلی طبقه آبدار  با گرادیان هیدرولیک  واحد ،در 20 درجه سانتیگراد حرارت جریان می یابد با در دست داشتن  ابعاد سرعت  و واحدهای  ارائه  شده  برحسب  متر   و متر مربع  و متر مکعب  و ثانیه  واحد ضریب قابلیت نفوذ بر حسب متر بر ثانیه  خواهد بود . اکثرا" ضریب قابلیت نفوذ  را ساده تر  بیان نمود ه و قابلیت نفوذ می نامند.

     پرداخت از طریق اینترنت:

توضیح مهم: فرآیند خرید اینترنتی با واسط پارس پال انجام می شود. این هیچ تفاوتی یا هزینه اضافی نسبت به روش پرداخت مستقیم در درگاه یک بانک نخواهد داشت و شما در ادامه همین روش به درگاه مستقیمِ یکی از بانک های انتخابی هدایت می شوید... همچنین لازم به ذکر است که به درگاه هر بانک عضو شبکه شتاب، می توان از هر "کارت  یا حساب" عضو شبکه شتاب، وجه را واریز کرد.

(خرید و ارسال سریع لینک دانلود به ایمیل شما):

معرفی نرم افزار

Seep/w یک محصول نرم افزاری با المانهای متناهی است که از آن می‌توان در مدل سازی نحوه جابجایی و توزیع فشار آب منفذی در داخل مواد متخلخل مثل خاک و صخره استفاده کرد. فرمولاسیون جامع و گسترده آن امکان آنالیز مسائل ساده و بسیار پیچیده نشت آب را فراهم می‌آورد. این نرم افزار در آنالیز و طراحی پروژه‌های ژئوتکنیکی، عمرانی، هیدرولوژیکی و معدن کاربرد دارد. Seep/w یک محصول گرافیکی با حافظه 32 bit است که تحت میکروسافت ویندوز کار می‌کند.

کاربردها

Seep/w یک برنامه کلی آنالیز نشت آب است که هم جریان محیطهای اشباع و هم غیر اشباع را مدل سازی می‌کند. خیلی بهتر از دیگر نرم افزارهای مشابه می‌تواند مسائل واقعی را حل کند و محدوده وسیعتری را نیز پوشش می‌دهد. برای اینکه نتایج آنالیز به طور فیزیکی واقعی باشند لازم است که در مدل سازی آب زیرزمینی جریان غیراشباع را نیز در نظر بگیریم. در خاکها، ضریب هدایت هیدرولیکی و میزان گنجایش حجمی آب، یا آب ذخیره شده به صورت تابعی از فشار آب منفذی تغییر می‌کند. نرم افزار seep/w ، این روابط را به صورت تابع پیوسته‌ای مدل سازی میکند. اکثر دیگر نرم افزار‌های مشابه این مسئله را در نظر نمی‌گیرند. که به جای آن از یک سری فرضیات غیر واقعی فیزیکی استفاده می‌کنند که در واقع توابعی مرحله‌ای هستند. به عنوان مثال، درفشار آب منفذی صفر و بزرگتر از آن (یعنی زیر سطح ایستابی آب)، مقدار هدایت هیدرولیکی آب به صورت اشباع فرض می‌شود و یا در فشار آب منفذی کوچکتر از صفر (یعنی بالای سطح ایستابی آب)، مقدار هدایت هیدرولیکی آب صفر است. استفاده از چنین توابع مرحله‌ای غیر واقعی در مدل سازی قابلیت هدایت هیدرولیکی خاک و میزان گنجایش حجمی آب می‌تواند منجر به نتایج نادرست شود. در این مجموعه نمونه‌هایی از گونه‌های مختلف مسائلی را که می‌توان با استفاده از نرم افزار مدل سازی کرد، آورده شده است. در اینجا بر روی مسائلی که دارای آنالیز جریان هم در محیطهای اشباع و هم غیر اشباع هستند بیشتر تاکید شده است چرا که مدلهایی که فقط می‌توانند جریان اشباع را بررسی کنند، کفایت نمی‌کند.

    در این بخش مجموعه ای از کلمات اختصاری مهمی که مخفف ابزارها نهادها سازمان ها و... مرتبط با علوم کارتوگرافی و سیستم اطلاعات جغرافیایی در ارتباط با مباحث منابع آب می باشند، آمده است. این اختصارات بخشی از کتاب ترجمه شده توسط همین مولف، تحت عنوان "کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی در مهندسی منابع آب" می باشد. بخش اول و دوم این کلمات در پستی دیگر در سایت قرار داده شده است.