با انتشار GMS10.5 Beta، چند تغییر در نحوه عملکرد برخی از توابع انتخاب برای سهولت انتخاب اشیا در یک پروژه ایجاد شد. چند ویژگی موجود بهبود یافته و ابزار جدیدی برای انتخاب آن اضافه شده است. در این مقاله برخی از این تغییرات مورد بحث قرار گرفته است.

یادگیری ماشین در آبهای زیرزمینی و مدل کالیبراسیون با MODFLOW ،Flopy ،PySal و Scikit Learn موضوع این پست است. کیفیت کار مدل سازی آب های زیرزمینی به سه عامل متکی است: توزیع مکانی-زمانی داده های مشاهده شده، ساخت و کالیبراسیون مدل و نتیجه گیری های حاصل از شبیه سازی های پیش بینی شده. بر اساس پیچیدگی های ابزارهای عددی، مقدار پارامترهای درگیر، کالیبراسیون آب های زیرزمینی می تواند یک چالش جدی برای مبتدیان، طراحان متوسط ​​یا پیشرفته با بسیاری از موفقیت ها و شکست ها باشد. نتیجه گیری اغلب با استرس روانی همراه است.

برای هر پروژه مدل سازی آب زیرزمینی، داشتن واحدهای صحیح در ایجاد یک پروژه معتبر ضروری است. هنگام کار با GMS، از صحت واحدهای پروژه اطمینان حاصل کنید. برای کمک به شما در داشتن واحدهای صحیح، در اینجا چند نکته برای کار با واحدها در GMS آورده شده است.

آیا شما چندین شبیه سازی MODFLOW دارید که با استفاده از GMS ایجاد کرده اید و می خواهید همه شبیه سازی ها را یک شبه یا آخر هفته اجرا کنید؟ اجرای یک دسته از شبیه سازی های MODFLOW با استفاده از یک فایل دسته ای انجام می شود. یک فایل دسته ای اجازه می دهد تا با استفاده از Command Prompt چندین دستور را در توالی اقدامات انجام دهید. بنابراین، می توان از یک فایل دسته ای برای اجرای چندین شبیه سازی MODFLOW استفاده کرد.

در چند وقت اخیر، به دلیل فعالیت های طبیعی و انسانی در سطح جهان، فشار عظیمی بر منابع آب شیرین وارد شده است. چندین شهر بزرگ ساحلی به طور جدی با بحران آب روبرو هستند، در سال های اخیر، کیپ تاون در آفریقای جنوبی و چنای در هند نمونه بارز این امر است. بنابراین، برای تأمین نیاز به آب آشامیدنی در آینده، فوراً به منابع جایگزین آب شیرین نیاز است. چندین منطقه (به عنوان مثال استرالیا، ایالات متحده آمریکا، آمریکای جنوبی، نیوزیلند، اندونزی، ژاپن، اسرائیل) جهان دارای ذخایر آب شیرین زیرزمینی (OFG) دریایی هستند.

در بسیاری از پروژه های MODFLOW، داشتن محل قرارگیری و تنظیمات صحیح چاه ها برای گرفتن نتایج صحیح مهم است. GMS با اجازه دادن به وارد کردن مستقیم داده های چاه به مدل مفهومی، اجرای چاه ها را تسهیل می کند. این مقاله به طور خلاصه از وارد کردن داده های چاه به طور مستقیم به مدل مفهومی همراه با نکاتی اشاره می کند. واردات مستقیم چاهها به مدل مفهومی ابتدا مستلزم این است که چاهها در یک پرونده با قالب صحیح قرار بگیرند. به طور معمول این یک فایل متنی است. لطفاً برای قالب صحیحی که GMS از آن استفاده می کند به مقاله ویکی مادفلو مراجعه کنید.

توسعه نرم افزار منبع باز ابزارهای شگفت انگیز جدیدی را در همه زمینه ها به ارمغان می آورد. در هیدروژئولوژی و مدل سازی آبهای زیرزمینی تعداد روزافزونی از بسته های نرم افزاری و نرم افزاری خاص منبع باز وجود دارد. ما می خواستیم جدیدترین کتابخانه های مربوط به پایتون مربوط به هیدروژئولوژی را جمع آوری کنیم، از مراجع درخواست کردیم و از طریق وب تحقیق کردیم تا لیست زیر را به شما ارائه دهیم.

آیا برای اجرای مدل MODFLOW یا MODFLOW-USG خود نیاز به استفاده از چندین پردازنده دارید؟ استفاده از چندین پردازنده می تواند زمان پردازش مدل را تسریع کند. به منظور استفاده از پردازنده های متعدد برای MODFLOW در GMS، حل کننده SAMG ابزار لازم برای این کار را فراهم می کند.

حل SAMG توسط موسسه Fraunhofer برای الگوریتم ها و محاسبات علمی (SCAI) ساخته شده است. این شامل یک کتابخانه از زیرروالها برای حل بسیار کارآمد سیستم های خطی بزرگ معادلات با ماتریس های پراکنده است. SAMG از لحاظ مقیاس پذیری از نظر عددی تقریباً بدون قید و شرط دارای یک مزیت است. این بدان معنی است که هزینه محاسباتی با استفاده از SAMG به طور خطی به تعداد ناشناخته ها بستگی دارد.

ابزار GMS یا Groundwater Modeling System نرم افزار بسیار پیچیده و جامعی برای مدل سازی آب های زیرزمینی می باشد. این نرم افزار توسط هزاران نفر در بخش های دولتی، بخش های خصوصی و سایت های بین المللی در بیش از 90 کشور جهان استفاده می شود. این نرم افزار در حقیقت واسط گرافیکی و به عنوان پیش پرداز و پس پرداز برای 10 مدل آب زیرزمینی است که عمدتا به روش های عددی تفاضل محدود و اجزاء محدود به شبیه سازی کمی و کیفی آب های زیرزمینی می پردازند. این مدل توسط آزمایشگاه تحقیقات محیط زیست دانشگاه Brigham Young و با مشارکت بخش مهندسی آب ارتش ایالات متحده توسعه داده شده است.

قالب فایل HDF5 یک قالب باینری کراس پلتفرم برای ذخیره سازی داده های علمی است. HDF5 به شما امکان می دهد با فشرده سازی مقادیر تکرار شده، اندازه داده های پرونده را کاهش دهید. این اجازه می دهد تا داده های شما بسیار سریعتر از آنچه داده ها را به عنوان پرونده های ASCII (متن ساده) ذخیره کرده اید، خوانده و نوشته شوند. GMS می تواند پرونده های HDF5 را بخواند و بنویسد و فایل های HDF5 خود را با سایر پرونده های داده MODFLOW ذخیره می کند.

آیا نیاز به مدل سازی ویژگی ها یا خطاهای موجود در مدل MODFLOW-USG دارید؟ بسته CLN در رابطه با MODFLOW-USG برای مدل سازی ویژگی هایی که در یک مدل جریان آب زیرزمینی سه بعدی به طور قابل توجهی کوچکتر از سلولهای جداگانه هستند، استفاده می شود. این ابزار به شما امکان می دهد تا زمانی که اتصالات جریان جدا از اتصالات آبخوان است، ویژگی های خطی یک بعدی را در یک حوزه شبیه سازی سه بعدی مدل کنید. این باعث می شود آن را برای مدل سازی شکستگی ها و گسل ها ایده آل کنید.

آیا سعی کرده اید با استفاده از MODFLOW-NWT از آب معدنی در مدل آبگیری استفاده کنید؟ ماتریس نتایج نامتقارن است. از آنجا که مین هایی که نیاز به آبگیری دارند در زیر جدول آب قرار می گیرند، به دلیل خارج کردن آب از معدن، سلول هایی که در شبیه سازی قرار دارند، در بعضی مواقع خشک می شوند. MODFLOW-NWT برای چنین شرایطی بسیار عالی است زیرا دسته سلول های چاه خشک دارد.

GMS Premium محصول شرکت کمپانی Aquaveo نرم افزاری با رابط کاربری گرافیکی و کاملاً قابل فهم است که قابلیت‌های فراوانی را در زمینه مدل‌سازی و شبیه‌سازی سه‌بعدی آب‌های زیرزمینی در اختیار کاربرانش قرار می‌دهد. مدل‌های سه‌بعدی ساخته شده توسط این نرم افزار در واقع سیستم واقعی آب‌های زیرزمینی را شبیه‌سازی می‌کند تا کاربر قادر به تجزیه و تحلیل، مدیریت و همچنین بررسی کنش‌ها و واکنش‌ها در یک سیستم هیدرودینامیکی باشد.

مدل آب زیرزمینی در واقع فرم ساده شده ای از یک سیستم واقعی آبهای زیرزمینی است که بطور تقریبی همبستگی بین عمل و عکس العمل هیدرودینامیکی را در یک سیستم ارائه میدهد. یکی از مهمترین مراحل مدلسازی، تهیه مدل مفهومی مناسب با طبیعت سفره می باشدکه تهیه آن، بستگی به اهداف مدلسازی و منابع موجود و آمار و اطلاعات میدانی دارد.

آیا در پروژه GMS خود نیاز به کار با داده های CAD دارید؟ این پست به برخی از راه های واردات، صادرات و تبدیل داده های CAD در GMS می پردازد.

آیا فرصتی برای استفاده از MODFLOW 6 در GMS 10.5 Beta داشتید؟ اگر داشته باشید، شاید متوجه شده باشید که MODFLOW 6 کمی متفاوت از نسخه های دیگر MODFLOW عمل می کند. این کار برای برخی از ابزارها و گزینه های اضافی امکان پذیر است.

هنگام استفاده از MODFLOW 6 در GMS 10.5 Beta، در اینجا چند ترفند برای امتحان کردن وجود دارد.

MODPATH برای کار با MODFLOW طراحی شده است تا اطلاعات ردیابی ذرات را نشان دهد. استفاده از MODPATH می تواند اطلاعات ارزشمندی را به مدل آب زیرزمینی شما ارائه دهد. با توجه به این موضوع، در اینجا چند نکته برای استفاده از MODPATH آورده شده است.

از آنجا که بسیاری از ما در یک محیط مشارکتی کار می کنیم، به اشتراک گذاری پروژه ها ضروری می شود. هنگام به اشتراک گذاشتن یک پروژه GMS، ارسال آن فقط به عنوان فایل گروه پروژه پروژه GMS *.gpr ساده نیست. پروژه های GMS در چندین پرونده جداگانه که با هم کار می کنند ذخیره می شوند. هنگام به اشتراک گذاشتن یک پروژه GMS، مهم است که همه پرونده های لازم را درج کنید.

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.

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. 

خوشحالیم که اعلام کردیم نسخه بتا GMS 10.5 به زودی منتشر می شود! با تشکر از توسعه دهندگان زحمتکش در اینجا در Aquaveo تعدادی از ویژگی های جدید و جالب این نسخه جدید وجود دارد. برای ذکر چند مورد، لیستی از سه ویژگی جدید و بهبود یافته در نسخه بتا GMS 10.5 را جمع آوری کردیم!

ماشین حساب داده در GMS ابزاری قدرتمند است که به شما امکان می دهد مجموعه داده های جدید را از داده های موجود تولید کنید. از ماشین حساب داده می توان برای ایجاد مجموعه داده هایی استفاده کرد که نشان می دهد:

• تفاوت بین مدل اجرا می شود
• حداقل یا حداکثر دو مجموعه داده
• سطح آب سفره آبخوان
• و بسیاری از برنامه های دیگر

برای کمک به شما در استفاده بیشتر از ماشین حساب داده، در اینجا نکاتی برای استفاده از این ابزار آورده شده است.