کد PEST بسته نرم افزاری استاندارد صنعت برای ارزیابی پارامترها و تجزیه و تحلیل عدم قطعیت مدل های پیچیده زیست محیطی و دیگر مدل های کامپیوتری است. کارایی این کد  به این گونه است که همراه با طیف وسیعی از برنامه های کاربردی که از آن در ارتباط با مدل های آب زیرزمینی و آب سطحی استفاده می شود؛

PEST - کتاب

این کتاب یک تئوری را در بر می گیرد که PEST و مجموعه نرم افزار ابزار آن مبتنی بر آن هستند. همچنین مسائل مهمی مانند نحوه استفاده از مدل ها در زمینه تصمیم گیری، تحلیل عدم قطعیت، آزمون فرضیه مبتنی بر مدل و اثرات نقایص مدل در کالیبراسیون، پیش بینی و تحلیل عدم قطعیت را پوشش می دهد. این کتاب یک متن مرجع ضروری برای کسانی است که در مدل سازی محیط زیست مشغول به کار هستند. اینجا درباره این کتاب بیشتر بدانید.

کشاورزی که 70 درصد از مصرف آب را در سراسر جهان به خود اختصاص داده است، نقش مهمی در آلودگی آب دارد. مزارع مقدار زیادی از مواد شیمیایی کشاورزی، مواد ارگانیک، بقایای مواد مضر، رسوبات را در آب شور به منابع آب با عمل زهکشی تخلیه می کنند.

بر اساس یک نشریه جدید که اجدیدا منتشر شده است، تشخیص، پیش بینی و نظارت، الزامات کلیدی برای مدیریت شیوه های کشاورزی است که این تاثیرات مضر را برای منابع آب کاهش می دهد. خلاصه گزارش اجرایی آلودگی آب کشاورزی: ​​بازنگری جهانی، به عنوان یک رویکرد پیشرو در تصویب گزارش کامل سال آتی، نشان می دهد که آلودگی آب یک مشکل جهانی است که موجب آسیب رساندن به رشد اقتصادی و سلامت میلیاردها نفر می شود.

نیترات یکی از رایج ترین آلودگی های زیرزمینی در مناطق روستایی است. به طور عمده در آب آشامیدنی یافت می شود زیرا سطح بیش از حد آن می تواند باعث بیماری متهموگلوبینمی یا بیماری آبی شود. اگر چه سطوح نیتراتی که بر نوزادان تاثیر می گذارد، تهدیدی مستقیم برای کودکان و بزرگسالان بزرگ نیست، اما مطالعات نشان می دهد که احتمال وجود سایر آلوده کننده های مسکونی یا کشاورزی دیگری مانند باکتری ها یا آفت کش ها در آب وجود دارد.

علت وجود نیترات در آب های زیرزمینی عمدتا از کود، سیستم های سپتیک و عملیات ذخیره سازی یا پخش کود است. نیتروژن کود که توسط گیاهان جذب نشده است، با جریان آب سطحی آب به آب های زیرزمینی به شکل نیترات تجزیه می شود. این نه تنها باعث می شود نیتروژن در دسترس محصولات باشد، بلکه می تواند غلظت در آب های زیرزمینی را بالاتر از سطوح قابل قبول برای کیفیت آب آشامیدنی، افزایش دهد. نیتروژن از کود به طور مشابه می تواند از مزارع، باغ ها یا مکان های ذخیره سازی وارد منابع شود. سیستم های سپتیک همچنین می توانند غلظت نیترات آب زیرزمینی را افزایش دهند، زیرا تنها نیمی از نیتروژن را در فاضلاب حذف می کنند و نیمه باقی مانده را به آب های زیرزمینی می رسانند.

در حالی که آشکار است، استفاده از آب بر تخریب زیست محیطی و رشد اقتصادی تاثیر می گذارد، همچنین نوآوری در مورد روش های جدید آبیاری افزایش راندمان را موجب می شود. USDA در سال 2006 پیش بینی کرد که اگر بخش کشاورزی بهبود بهره وری آب را تنها در 10 درصد از مزارع افزایش دهد می تواند سالانه 200 میلیون دلار در سال صرفه جویی کند. بسیاری از اقداماتی که باعث کاهش استفاده از آب می شوند موثر هستند. کشاورزان که از کاه، کمپوست و مالچ در اطراف محصولات خود استفاده می کنند، حدود 75 درصد تبخیر را کاهش می دهد. این همچنین رشد تعداد علف های هرز را کاهش می دهد و کشاورز را از استفاده از علف کش ها نجات می دهد. پوشش های مالچ و یا طبیعی همچنین باعث می شود که در خاک با کاهش تراکم آب بیشتر جذب شود. استفاده از ماسه سفید همین بازدهی را نیز بدست خواهد داد، زیرا که تبخیر را کاهش داده و منعکس کننده نور خورشید و در نتیجه دمای پایین خاک را حفظ می کند.

بررسی اثرات "هارپ" بر آب‌ و هوا. تلاش برای عرضه نرم‌افزار نمایش تلاطمات یکی از پیش‌نشانگرهای زلزله

محققان پارک علم‌وفناوری دانشگاه تهران با بررسی اثرات پروژه هارپ بر روی آب و هوای زمین، با تهیه بانک اطلاعاتی از حوادث و بلایای طبیعی، خشکسالی‌ها و فعالیت آتشفشان‌ها در حال طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزاری برای نمایش تلاطمات لایه یونوسفر هستند.

منابع آب کره زمین از دو بخش ثابت و متحرک تشکیل شده است. آب شور اقیانوس‌ها بخش اعظم ذخایر آبی ثابت کره زمین را تشکیل می‌دهند. بخش عمده منابع آب شیرین نیز به صورت ثابت است که در قطب‌ها یا اعماق زمین قرار دارد که به راحتی در دسترس نیست. با تبخیر آب تجمع‌یافته در سطح کره زمین (اقیانوس‌ها و سایر پیکره‌های آبی) ذخایر متحرک آب کره زمین در گردونه‎ای وارد می‌شود که به آن «چرخه آب» می‌گویند. آب تبخیر شده در این چرخه در جو زمین حرکت می‌کند 

بانک جهانی با اشاره به بحران‌ شدید آب در خاورمیانه به ویژه‌ کشورهای درگیر جنگ اعلام کرد: مهاجمان در سوریه عمداً پمپ‌های آب را خراب و منابع آبی را آلوده می‌کنند ۱۵ میلیون نفر نیاز ضروری به آب سالم دارند که ۶.۴ میلیون کودک هستند.

بانک جهانی در گزارشی درباره بحران آب در خاورمیانه و راهکارهای مقابله با آن نوشت منطقه خاورمیانه و شمال آفریقا سالانه 21 میلیارد دلار به دلیل ناکافی بودن منابع آب و نیز استفاده از آب غیربهداشتی خسارت می‌بیند.

انتقال آب بین حوضه رودخانه - انتقال Interbasin منابع آب شیرین جهان را تهدید می کند

در جهان 1/1 میلیارد نفر دسترسی به آب شیرین ندارند.

انتقال آب - پروژه های مهندسی عظیمی است که آب از رودخانه ها را با مازاد جریان را به سمت مناطق سکونت افرادی که با کمبود مواجه هستند، هدایت می کند.

انتقال Interbasin یا انتقال بین حوضه ای برای توصیف برنامه های انتقال انسان ساختی است که در آن آب را از یک حوضه رودخانه که در آن به قدر کفایت موجود است، به حوضه دیگر که آب کمتری دارد یا می تواند برای توسعه انسانی بهتر باشد، جا به جا می کند. هدف از چنین طرح های طراحی شده ای می تواند کمبود آب در حوضه دریافت کننده، کاهش تولید برق یا هر دو باشد. به ندرت، همانطور که در مورد رودخانه Glory که آب را از رودخانه دجله به رودخانه فرات در عراق مدرن منحرف کرد، انتقالهای بینابینی برای مقاصد سیاسی صورت گرفته است. در حالی که نمونه های عرضه آب باستانی در این همینه زمینه نیز وجود دارد، اولین پیشرفت های مدرن در قرن نوزدهم در استرالیا، هند و ایالات متحده صورت گرفت؛ اگر اجرای طرح های انتقال آب نبود، امروز شهرهای بزرگ مانند دنور و لس آنجلس وجود نداشت. از قرن بیستم بسیاری از پروژه های مشابه دیگر در کشورهای دیگر، از جمله اسرائیل، کانادا و چین پیگیری شده است. به طور متناوب، انقلاب سبز هند و توسعه نیروگاه های آبی در کانادا بدون چنین انتقال های انسان ساختی انجام نمیشد.

تاثیر برهم کنش ها در محیط برای از بین بردن نفت رها شده

تبعات و گستره اثرهای نشت نفت در رودخانه ها و سایر منابع آبی در مقایسه با خشکی ها بیش تر و شدیدتر خواهد بود، چراکه این آلودگی در رودخانه ها به کمک جریان آب به مناطق پایین دست و سواحل منتقل شده و یا با چسبیدن به رسوبات، ته نشین خواهند شد. این انتقال و ته نشینی سبب گسترش مواد نفتی در محدوده وسیعی خواهد شد.

از دیدگاه زیست محیطی مواد نفتی ارگانیسم های موجود در آب را به شدت تحت تاثیر قرار داده و سبب مسمومیت شدید و یا مرگ آن ها خواهند شد. مواد نفتی هم چنین دمای قابل تحمل را برای مایه ها و سایر آبزیان کاهش داده و از طریق ممانعت برای ورود نور و یا چسبیدن به سطح برگ ها، گیاهان آبی را تحت تاثیر قرار م ی دهد. مواد نفتی از طریق ایجاد مسمومیت جلبک های خوراکی و یا پلانکتون های موجود در آب، زنجیره غذایی را مختل کرده و حتی پرندگانی و پستانداران منطقه آلوده شده را نیز تحت تاثیر قرار خواهد داد.

دانشمندان یک منبع آبی بزرگ را در زیر پوسته ی زمین در عمق ۴۱۰ تا ۶۶۰ کیلومتری یافته اند. این منبع آبی بیش از ۲٫۷ میلیارد سال عمر داشته و به لطف وجود ماده ای به نام «ringwoodite» در جبه ی زمین به وجود آمده است. این آب تحت فشار دائم و شدید قرار داشته و به اندازه ی سه برابر حجم آب های اقیانوس های جهان وسعت دارد. این موضوع باعث شده که برخی از دانشمندان اعلام کنند ممکن است اقیانوس ها از یک انفجار اقیانوسی در زیر زمین به وجود آمده باشند.

هواشناسان خشکسالی را بارش کمتر از حد معمول که منجر به تغییر الگوی آب و هوایی می گردد، تعریف کرده اند. بنابراین خشکسالی از نظر هواشناسی اساساً به حالتی از خشکی ناشی از کمبود بارندگی اطلاق میشود.

خشکسالی معمولاً بر اساس درجه خشکی (در مقایسه با مقادیر نرمال یا میانگین) و طول دوره خشکی تعریف می شود. تعاریف خشکسالی هواشناسی بایستی به صورت موردی برای هر منطقه خاص درنظر گرفته شود چرا که شرایط جوی که موجب کمبود بارش می شود، از منطقه ای به منطقه دیگر شدیداً تغییر می کند. تعریف خشکسالی از دیدگاه هواشناسی در کشورهای مختلف ودر زمان های مختلف متفاوت میباشدبه همین دلیل از این دیدگاه به کار بردن یک تعریف از خشکسالی که درقسمتی از جهان متداول میباش برای دیگر جاها مناسب نبوده بطوری که مثلاً:

کلیات

خشکسالی یکی از پدیده‌های هواشناختی و جدایی ناپذیر از شرایط اقلیمی در کشورهای واقع در عرض‌ها ی جنب حاره‌ ای مانند ایران است. در این مناطق که بیشترین بیابان های جهان حضور دارند، خشکسالی امری است عادی و ممکن است در هر محلی رخ داده و پیامدهای نامطلوب به همراه داشته باشد. ویژگی‌ها و اثرات خشکسالی از قبیل شدت، مدت و بزرگی آن از محلی به محل دیگر متفاوت است. در مناطق خشک و نیمه خشک، اثرات کمبود بارندگی بر روی منابع آب به سرعت آشکار می‌شود.به بیان دیگر در مناطقی که به طور طبیعی دارای محدودیت منابع آب هستند، بروز خشکسالی تأثیرات منفی بیشتری به دنبال داشته وحتی می‌تواند به بحران منتهی شود.

شاخص ترنتوایت

مدل بیلان آبی ترنتوایت، اختلاف بین بارش و تبخیر را در نظر گرفته و بیلانی از کمبود یا مازاد آب را ارائه میکند. اولین لازمه مطالعه این مدل، ظرفیت نگهداری آب خاک در رابطه با نوع خاک و کاربری اراضی میباشد. مازاد آب میتواند به راحتی تحت عنوان رواناب محاسبه شود. محاسبه کمبود رطوبت بسیار مشکل است چرا که تبخیر و تعرق واقعی با حجم آب خاک تغییر پیدا میکند، در مدل ترنثوایت، میزان تبخیر و تعرق از بارندگی با توجه به میزان آب قابل دسترس باقی مانده درخاک، محاسبه میگردد. هنگامی که بارش کمتر از تبخیر و تعرق بالقوه باشد، تبخیر و تعرق واقعی با بارش به اضافه هر مقدار  رطوبت خاک که تبخیر یا تعرق پیدا کند، برابر میشود.

خشکسالی هیدرولوژیکی را باید به همراه تاثیرات کاهش دوره بارش (شامل بارش برف) بررسی کرد. این کاهش بارش در میزان آب رودخانه ها، دریاچه ها ، مخازن و سطح آب های زیر زمینی تاثیر گذار خواهد بود. تناوب و شدت خشکسالی هیدرولوژیکی را باید در محدوده حوزه آبخیز بررسی نمود. گرچه مبدا و منشا تمامی خشکسالی ها کمبود بارش میباشد که خارج از اراده و اعمال بشری است اما هیدرولوژیست ها بیشتر توجه خود را صرف نحوه به پایان رساندن این پدیده و این دوره در حوزه آبخیزو سیستم هیدرولوژیکی معطوف میکنند. خشکسالی های هیدرولوژیکی معمولا همزمان با خشکسالی های اقلیمی و کشاورزی نبوده و با تاخیری نسبت به آنها روی میدهد چرا که زمان طولانی تری مورد نیاز است تا اینکه این کاهش بارش بتواند خود را در اجزائ سیستم هیدرولوژیکی 

ساخت یک نقشه از آب های زیرزمینی

آب‌شناسی یا هیدرولوژی (به انگلیسی: Hydrology) از دو کلمه Hydro به معنی آب و Logy به معنی شناسایی تشکیل شده است و به معنای وسیع کلمه، علم آب است. یعنی علمی که در مورد پیدایش، خصوصیات و نحوهٔ توزیع آب در طبیعت بحث می‌کند.

تعریفی از هیدرولوژی که به صورت عام رواج داشته باشد و مورد تأیید انجمن دولتی علوم و فناوری آمریکا نیز قرار گرفته‌است و برگزیده شده‌است، بدین صورت است که: هیدرولوژی علم مطالعهٔ آب بر روی کره زمین است و در مورد پیدایش، چرخش و توزیع آب در طبیعت، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب، واکنش‌های آب در محیط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث می‌کند.

یک مطالعه جدید ناسا نشان می دهد که خشکسالی اخیر که در سال 1998 در منطقه لاوانت شرقی مدیترانه ای در قبرس، اسرائیل، اردن، لبنان، فلسطین، سوریه و ترکیه آغاز شده است، احتمالا بدترین خشکسالی 9 قرن گذشته است.

دانشمندان با مطالعه حلقه های درختی به عنوان بخشی از تلاش برای درک آب و هوای منطقه و تغییر ورود آب به داخل و یا خروج آن از منطقه، تاریخ خشکسالی مدیترانه را بازسازی کردند. حلقه های نازک نشان دهنده سال های خشک است، در حالی که حلقه های ضخیم ترسالی می باشد.

یکی از اهداف کلیدی سازمان ملل متحد این است که داده ها و اطلاعات منسجم و قابل اعتماد در مورد روندهای کلیدی آب و مسائل مربوط به مدیریت ارائه شود. در دهه های گذشته، چندین طرح، مکانیسم و برنامه در داخل و خارج از سازمان ملل متحد ادر مورد اجزای مختلف چرخه آب و جمع آوری اطلاعات ارائه شده است.

برای پاسخگویی به نیازهای دستور کار 2030، UN-Water طرح ابتکاری نظارت جامع برای SDG 6 را راه اندازی کرده و براساس تجربیات و درس هایی که در طول دوره MDG به دست آورده آن را گسترش داده است.

تعداد ماه ها در سال که حجم آب های سطحی و زیرزمینی که برداشته شده و بازگشت نداشته اند.

هدایت هیدرولیکی رسوبات و لایه های زمین شناسی

خصوصیات هیدرودینامیکی لایه ها شامل هدایت آبی، ضریب انتقال، ضریب ذخیره یا آب دهی ویژه می شوند. خصوصیات هیدرودینامیکی لای هها که پارامترهای هیدرولیکی آبخوان نیز نامیده می شوند، بیانگر چگونگی جریان آب زیرزمینی در لایه ها و هم چنین تغییرات سطح ایستابی و سطح پیزومتری به ترتیب در آبخوان های آزاد و محبوس م یباشند. در حقیقت این پارامترها مهم ترین ویژگ یهای آبخوا نها هستند که برآورد دقیق آنها در حل مسایل مختلف هیدروژئولوژیکی بسیار حائز اهمیت می باشد. روش های مختلفی برای برآورد این ضرایب وجود دارد که از جمله می توان به استفاده از فرمول ها، روش های آزمایشگاهی، روش ردیابی، روش چاهک آزمایش، و روش آزمایش پمپاژ می باشد. دقیق ترین و رایج ترین روش تعیین خصوصیات هیدرودینامیکی آبخوان ها استفاده از روش آزمایش پمپاژ است.

برای رسیدن و حفظ پایداری در مدیریت آب و تأمین امنیت آبی در کشورهای مختلف، در ۲۰ سال گذشته نشانگرهای متعددی برای ارزیابی کمی آسیب‌پذیری منابع آب (برای نمونه کمیابی یا تنش آبی) تهیه شده است. هر یک از نشانگرها به نوعی در بازنمایی کامل و دقیق ویژگی تنش آبی ناتوان است. این کاستی‌ها به دلیل جنبه‌های مهم متعددی است که در استفاده، تأمین و کمیابی آب مستتر است و هیچ یک از نشانگرها نمی‌تواند به تنهایی تمامی آنها را بازتاب دهد. بنابراین اظهار می‌شود که تعیین هر معیاری برای ارزیابی وضعیت منابع آب، همان قدر که یک تصمیم علمی محسوب می‌شود، یک تصمیم سیاستی نیز باید به حساب بیاید). نشانگرهای تهیه‌شده در این زمینه به صورت‌های مختلفی قابل طبقه‌بندی است. در یکی از طبقه بندی‌ها، نشانگرها/ شاخص‌ها به چهار گروه:

چگونگی تهیه نقشه هم پتانسیل آب زیرزمینی را با استفاده از ارتفاع سطح آب زیرزمینی در سه پیزومتر

اندازه گیری های مربوط به ارتفاع سطح آب در پیزومترها به عنوان اساس تعیین جهت جریان آب زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرند. برای این منظور باید نقشه های هم پتانسیل یا ایزوپیز تهیه شود. برای تهیه نقشه های هم پتانسیل آب زیرزمینی تعدادی پیزومتر در آبخوان حفر می شود که باید توزیع نسبتا یکنواختی در منطقه مورد نظر داشته باشند. با داشتن حداقل سه پیزومتر در هر منطقه می توان خطوط تراز آب زیرزمینی را ترسیم نمود. به منظور تهیه نقشه هم پتانسیل، محل پیزومترها بر روی نقش های با مقیاس مناسب ترسیم می شود (برای مثال در دشت ها مقیاس مناسب اغلب یک به 50000 می باشد).