معرفی محتوای کتاب

این کتاب، روش هایی برای بررسی اعتبار پیش بینی، از جمله ویژگی ها و جوانب مثبت و منفی هر یک را شرح می دهد. به عبارتی در اینجا روش هایی تشریح می شود که از آمار و نمرات سنتی ساده تا روش های دقیق تر تشخیصی و علمی برای صحت یابی پیش بینی در مدل ها استفاده می کند.

مثال های بکار رفته برای هر روش تماما از حیطه مقادیر آب و هوایی استخراج شده اند، اما روش های تایید می توانند به راحتی در زمینه های دیگر و داده های دیگر کاربرد داشته باشند. این روش ها برای تایید برآوردها و پیش بینی مناسب هستند.

مقدمه

بر اساس قانون دسترسی آزاد به اطلاعات، سازمان ها و نهادهای دولتی موظف به ارائه خدمات روشنی در زمینه در اختیار گذاشتن داده ها و رقوم اطلاعات غیر محرمانه از محتوای تولیدی خود هستند. در این زمینه وزارت نیرو، شرکت مدیریت منابع آب ایران، با راه اندازی یک سامانه جامع، اقدام به ارائه اطلاعات پایه و خام از سنجش منابع آب کشور کرده است.

آنچه قابل دریافت است

آنچه در این سامانه به آدرس زیر قابل دریافت می باشد. شامل داده های جزئی در دو بخش، حوضه ای و یا استانی، برای آمار آب های سطحی (هیدرومتری)، یا زیرزمینی (پیزومتری)، بیلان و آمار سراسری است. همچنین در این سامانه، اطلاعات شبکه های سنجش، نقشه های تصویری و شیپ فایل های پایه قابل دریافت است.

راهنمای دریافت

برای دریافت داده از این سامانه، کافی است تا کاربران بر پایه شخصیت حقیقی و یا حقوقی خود، اقدام به ثبت شناسه با یک حساب کاربری رایگان کنند. به این ترتیب برای هر بار دریافت اطلاعات به صورت آنلاین، می توان از طریق منو درخواست داده، نوع اطلاعات مد نظر را مشخص و همان لحظه به صورت فایل اکسل دریافت نمود.

ورود به سامانه

کادر بسته Package MODFLOW نشان دادن گزینه گزینه.

بسته  MODFLOW Subidence) SUB) ابزاری برای شبیه سازی فرونشست آبخوان و تخریب زمین است. بسته SUB شامل توانایی شبیه سازی تراکم در هر دو شرایط الاستیک (قابل انعطاف) و غیر قابل الاستیک (غی قابل انعطاف) را داراست. این همچنین شامل توانایی شبیه سازی interbeds است که در آن زهکشی از interbed فوری (بدون تأخیر) یا با تأخیر است. بسته MOD MODEFLOW SUB می تواند یک پروژه جابجایی عمودی باینری ایجاد کند که توسط GMS خوانده شده و به عنوان یک مجموعه داده در موتور حل MODFLOW در Project Explorer نمایش داده شود. شرح مفصلی ورودی SUB در وب سایت USGS موجود است.

فرایندهای چرخه آب سطحی و زیرزمینی مربوط به بارش (شکل و شدت) و پویایی رطوبت خاک است. این پویایی رطوبت خاک توسط نوع خاک و منطقه ریشه در یک مقیاس زمانی در هر روز یا حتی ساعتی تعیین می شود. این پدیده ها در کتاب های متنی هیدروژئولوژی متداول مورد توجه و بررسی قرار نگرفته اند، شاید به دلیل استفاده شدید از ابزارهای مدل سازی و مفهوم سازی و اعتبارسنجی پیچیده.

مطالعه آب های زیرزمینی مطالعه عدم قطعیت است. این معضل چیزی است که شما در حال تحصیل نمی بینید و فقط با مشاهدات خاصی در پیزومترها یا جریان پایه درک می کنید. تا زمانی که بعضی از ابزارهای جدیدی ایجاد شود که به ما اجازه می دهد که آب های زیرزمینی را درون صورت های متخلخل ببینیم، یک رزونانس مغناطیسی را خواهیم داشت، باید تلاش های تحلیلی قوی را برای درک منابع آب زیرزمینی انجام دهیم.

مطالعات محققان سازمان زمین‌شناسی نشان می‌دهد که کرمانشاه و ارتفاعات هزار مسجد مناطق امیدبخش آب‌های ژرف هستند، ولی این پژوهشگران اعلام کردند این منابع بحران کمبود آب را حل نمی‌کند و باید به سمت مدیریت مصرف آب حرکت کنیم. دکتر مرسلی، مجری فنی پروژه آب‌های کارستی سازمان زمین شناسی در نشست خبری امروز سازمان زمین‌شناسی، ایران را کشوری پر پتانسیل به لحاظ دارا بودن آب‌های کارستی (ژرف) توصیف کرد و گفت: در همه کشورها، سازمان‌های زمین شناسی متولی شناسایی این منابع آبی است که در این راستا سازمان زمین شناسی مطالعاتی را در این زمینه اجرایی کرده است.

آلودگی‌های صنعتی و سنتی این روزها به کابوسی برای رودخانه‌های مازندران بدل شده است.

«جابر پارسایی» در گفت‌وگو با ایسنا، با اشاره به این‌که شمال کشور با توجه به نوع اقلیم و پر باران بودن آن دارای تعداد زیادی رودخانه است، اظهار کرد: اندازه رودخانه‌ها به جز رودخانه سفیدرود در گیلان که بزرگ است مابقی متوسط، کوچک و یا بسیار کوچک هستند و اکثراً دائمی و کمتر فصلی نیز هستند.

عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد واحد نور با بیان اینکه در شمال کشور کمتر روستایی پیدا می شود که رودخانه نداشته باشد،تصریح کرد: در بسیاری از شهرها حداقل یک رودخانه از وسط شهرعبور می کند که شهرستان نور از این امر مستثنی نیست و روستاهای زیادی درمعرض یا مجاورت رودخانه ها واقع شده اند.

پنج استان شامل استان‌های سیستان و بلوچستان، هرمزگان، کرمان، فارس و بوشهر در سال آبی جاری بیش از 50 درصدی کاهش بارندگی‌ داشته و در پایان شهریور با کسری آب محسوسی وارد سال آبی جدید می‌شوند. در حالی به روزهای پایانی سال آبی جاری نزدیک شده‌ایم که افت بی‌سابقه بارندگی‌های امسال کشور در طی نیم قرن اخیر موجب شده است تا برخی از استان‌‌های جنوبی با کاهش بی‌سابقه نزولات جوی مواجه شوند و تابستان امسال را با تنش آبی ویژه‌ای ‌سپری کنند.

موقعیت جغرافیایی کانال قره قوم و کشاورزی گسترده در مجاورت آن

استان خراسان رضوی و به ویژه شهرستان‌های شمالی آن از دیگر مناطق جغرافیایی ایران است که به واسطه کاهش شدید نزولات جوی و نیز تبخیر شدید آب‌های سطحی، با چالش جدی در حوزه منابع آب رو به رو است؛ استان پرجمعیتی که بررسی‌ها نشان می‌دهد آنچنان که باید و شاید مدیریت منابع آب در آن به خوبی اجرا نمی‌شود و در حوزه مدیریت آب‌های مرزی نیز به شدت ضعیف عمل می‌کند.

سازمان ناسا کمبود آب شیرین در جهان را یکی از مهم‌ترین چالش‌های قرن حاضر دانسته و هشدار داده‌اند مناطق خشک جهان با خطر خشکی حتی بیشتری مواجه هستند. پژوهشگران اداره کل ملی هوانوردی و فضا (ناسا) محل دقیق مناطقی از جهان را که اوضاع آب شیرین به خاطر برداشت بی‌رویه به خطر افتاده مشخص کرده‌اند. به گفته آنان در سال‌های اخیر، شماری از تالاب‌های جهان پرآب‌تر شده‌اند و در مقابل برخی مناطق خشک به خاطر برداشت آب‌های زیرزمینی با وضعیتی نامناسب‌تر از قبل مواجه هستند.

مقدمه

آب‌های زیرزمینی به آب‌هایی گفته می‌شود که در لایه‌های آب‌دار و اشباع زیر زمین تجمع پیدا کرده‌است. این آب‌ها فقط حدود ۴ درصد از مجموعه آب‌هایی را که فعالانه در چرخه آب‌شناختی دخالت دارند، تشکیل می‌دهد. با این وجود حدود ۵۰ درصد جمعیت دنیا از نظر آب شرب متکی به همین آب‌های زیرزمینی هستند.

بخشی از آب‌های سطحی در اثر نیروی جاذبه وارد محیط مخلخل خاک شده و به سمت پایین حرکت می‌کند. لایه‌های مختلف زمین از مواد و ترکیبات مختلف خاک شکل گرفته و در زمان‌های مختلف بوجود آمده‌اند. مجموعه عواملی نظیر جنس و اندازه دانه‌ها، میزان تخلخل، میزان تراکم، میزان ترک‌خوردگی و ... باعث می‌شود بخش‌های مختلف فضای زیرزمین ظرفیت‌های متفاوتی برای جذب، ذخیره و انتقال آب داشته باشد. لایه‌هایی از زمین که به صورت نسبی ظرفیت بالاتری برای جذب، ذخیره و انتقال آب دارند آبخوان نامیده می‌شوند.

یکی از اهداف اصلی سازمان جهانی هواشناسی (WMO) ارتقاء استفاده از بهترین شیوه های هیدرولوژی، سازگاری با نیازهای مختلف کشورهای عضو در طیف گسترده ای از ارائه خدمات عملیاتی است. در نتیجه، فعالیت هایی که خدمات ملی هیدرولوژیکی (NHSs) انجام می دهند، مانند کسب اطلاعات یا تحویل خدمات و محصولات، به بالاترین استانداردها انجام خواهد شد. تلاش برای دستیابی به این هدف هماهنگ و تحت حمایت چارچوب هیدرولوژی مدیریت کیفی (QMF-H) پشتیبانی می شود. راهنمای عملیات هیدرولوژیکی یکی از پایه های مولفه هیدرولوژی QMF-H WMO را نشان می دهد.

Delft3D Mesh انعطاف پذیر (Delft3D FM) با قابلیت شبکه 1D برای مدل سازی رودخانه، جانشین SOBEK

سوئیت SOBEK

در سراسر جهان، نیاز روزافزون به راه حل های جامع کنترل آب وجود دارد. ما برای محافظت از آب اضافی به منظور توسعه ایمنی زندگی در مناطق دلتا و حوضه های رودخانه نیاز داریم. سیستم های آب ما نیز باید مشخص و پایدار باشند. برای حمایت از مقامات آب، شرکت های مشاوره، موسسات تحقیقاتی و دانشگاه ها در سراسر جهان، Deltares یک مجموعه مدل سازی 1D / 2D را به نام SOBEK برای راه حل های جامع آب ارائه می دهد.

SOBEK یک مجموعه مدل سازی قدرتمند برای پیش بینی سیل، بهینه سازی سیستم های زهکشی، کنترل سیستم های آبیاری، طراحی سرریز فاضلاب، مورفولوژی رودخانه، نفوذ نمک و کیفیت آب سطحی است. ماژول های موجود در مجموعه مدل سازی SOBEK شباهت های پیچیده و فرایندهای مرتبط با آب را تقریبا در هر سیستم شبیه سازی می کنند. این ماژول ها پدیده ها و فرایندهای فیزیکی را به صورت دقیق در سیستم های یک بعدی (1D) و شبکه های افقی دو بعدی (2D) نشان می دهد. این ابزار ایده آل برای هدایت طراح در استفاده بهینه از منابع است.

OpenEarth ابتکار منبع آزاد برای تبادل داده ها، مدل ها و ابزارها در پروژه های علمی و مهندسی محیطی است. پروژه های موجود در حال حاضر عمدتا دریایی و ساحلی است. در حال حاضر، پروژه های تحقیقاتی، مشاوره ای و ساختمانی معمولا بخش قابل توجهی از بودجه خود را صرف نصب برخی زیرساخت های اولیه برای مدیریت داده ها و دانش می کنند. پس از پایان پروژه، بیشتر این تلاش ها دوباره ناپدید می شوند. OpenEarth به عنوان یک جایگزین برای این روش های ad-hoc، یک رویکرد مداوم برای مدیریت داده ها و دانش است. این پلتفرم برای ذخیره سازی، میزبانی و انتشار داده های با کیفیت بالا، سیستم های پیشرفته ترین مدل و ابزارهای آزمایش شده برای تجزیه و تحلیل عملی فراهم می کند. 

WHYCOS یک مفهوم جهانی است که شامل تعدادی از اجزای سیستم نظارت بر چرخه هیدرولوژیکی (HYCOS) مستقل منطقه ای یا حوضه ای است. در سطح محلی در داخل کشور، HYCOS با همکاری سازمان های مختلف برای ارائه اطلاعات و محصولات پیشرفته تر مانند تولید و تحویل پیش بینی ها و هشدارهای سیل کار می کند. یک فعالیت مهم مکمل ایجاد روابط نزدیک تر به جوامع و گروه هایی است که وظیفه اصلی آنها دسترسی به داده ها، محصولات و خدمات افزایش یافته است، و در نتیجه افزایش تاثیرات مثبت اجتماعی را به دست می دهد. این به افزایش ظرفیت نهادها و جوامع برای همکاری نزدیکتر کمک می کند. در راستای تجربیات حاصل از اجرای پروژه های HYCOS منطقه ای،

اجرای سیستم مدیریت مشارکتی آب با همکاری فنی "جایکا"ی ژاپن

مدیرکل دفتر نظام‌های بهره برداری و حفاظت آب و آبفای وزارت نیرو نقش کلیدی تشکل آب بران در احیای منابع آبی کشور را تشریح کرد.

" جواد میبدی " مدیر کل دفتر نظام‌های بهره‌برداری و حفاظت آب و آبفا با بیان این مطلب که تشکل آب بران سازمانی برای مدیریت و استفاده بهینه از آب با تأکید بر مشارکت تمامی گروه‌های ذینفع است که وظیفه آن تغییر روش "بالا به پایین " دولتی و سازمانی به رهیافت مدیریت مشارکتی آب است، گفت: درصورتیکه فرآیند تشکیل تشکل‌های آب‌بران و واگذاری مسئولیت‌ها و وظایف مدیریت آبیاری به آن‌ها، به‌طور صحیح و از طریق مطالعات اجتماعی، مشارکتی و میدانی مناسب انجام پذیرد، این تشکل‌ها نقش کلیدی در توسعه پایدار و مدیریت بهینه مصرف آب کشاورزی خواهند داشت.

معرفی

این سند جریان پلاتفرم مدل سازی هیدرولوژیکی توزیع شده را توصیف می کند. wflow بخشی از پروژه OpenStreams Deltares است. Wflow شامل مجموعه ای از برنامه های پایتون می شود که می توانند در خط فرمان اجرا شوند و شبیه سازی های هیدرولوژیکی انجام دهند. این مدل ها بر اساس چارچوب PCRaster پایتون (www.pcraster.eu) است. در wflow این چارچوب گسترش یافته است (کلاس wf_DynamicFramework) به طوری که مدل های ساخته شده با استفاده از این چارچوب را می توان با استفاده از API کنترل کرد. لینک به BMI و OpenDA ایجاد شده است. تمام کد در github در دسترس است و تحت نسخه 3.0 GPL توزیع شده است.

نمودار نشان دهنده دو مدل است که یک سطح پایین API ارائه می دهند.

معرفی

OpenStreams بلوک های ساختمانی را ایجاد می کند که مدل های هیدرولوژیکی یکپارچه را تشکیل می دهند. این بلوک ها می توانند مدل های کامل باشند، که قطعاتی از مدل هایی هستند که می توانند برای ساخت مدل های دیگر استفاده شوند. هدف این است که یک چارچوب کامل برای ساخت و اتصال مدل ها باشد، وظیفه به لایه ها (مانند OpenMI) منتهی می شود که می تواند در بالای جزء یا مجموعه اجزا تشکیل شده باشد.

فرمولاسیون جریان XT3D

فرمول جدید جریان آب زیرزمینی به طور خاص برای مدل GWF در MODFLOW 6 طراحی شده است. این فرمول جدید جریان، گزینه XT3D نامیده می شود. گزینه XT3D توانایی های MODFLOW را گسترش می دهد و امکان شبیه سازی بی نهایت کامل سه بعدی را در شبکه های منظم یا نامنظم فراهم می کند به طوری که به درستی تانسور هدایت هیدرولیکی کامل سه بعدی در نظر گرفته شود. همچنین می تواند دقت شبیه سازی جریان آب زیرزمینی را در مواردی که شبکه مدل نقض الزامات خاص هندسی را نقض می کند، بهبود دهد. بنابراین، گزینه XT3D جایگزینی برای (Packet Correction Ghost-Node Correction (GNC است که برای MODFLOW-USG طراحی شده است.

چرا برای پردازش داده ها یک زبان برنامه نویسی استفاده می شود؟

اکثر دانش پژوهان محاسبات خود را در اکسل انجام می دهند و یا اگر مجوز نداشته باشند، توسط برنامه برنامه نویسی متن باز برنامه Calc از OpenOffice. با این حال، فرض کنید که مجموعه داده های هواشناسی طولانی داشته باشید. در اکسل، حداکثر طول ردیف بسیار سریع اشباع می شود بنابراین شما باید اطلاعات خود را بر روی ورق های مختلف تقسیم کنید. این بسیار ناکارآمد خواهد بود. همچنین برای ساخت یک مدل کامپیوتری در یک برنامه صفحه گسترده، شبیه سازی فرآیندهای مانند جریان آب زیرزمینی، فرسایش و یا انتشار گازهای گلخانه ای پیچیده است.

در این مورد، متخصصان اغلب به نوشتن یک برنامه اختصاصی که می توانند پردازش داده ها را انجام دهند و محاسبات مدل را به صورت خودکار انجام دهند مجددا بازگشت می کنند. رایج ترین زبان ها برای برنامه نویسی عبارتند از زبان برنامه نویسی C و مشتقات آن و Java و Fortran. این زبان ها بسیار قدرتمند هستند، اما دارای ویژگی هایی هستند که از جمله شما باید برنامه را بنویسید و سپس آن را برای کار با آن کامپایل کنید.

نرم افزار یا در شکلی صحیح تر، مدل HYDRUS، یک بسته نرم افزاری برای شبیه سازی حرارتی آب، گرما و انحلال در محیط های اشباع به صورت دوبعدی و سه بعدی با استفاده از یک برنامه کامپیوتری محاسباتی و رابط کاربر مبتنی بر گرافیک تعاملی.

اکنون مدل HYDRUS تحت عنوان نسخه 2 منتشر شده است. این نسخه شامل چهار سطح است که در نسخه 1.x مدل HYDRUS، یعنی 2D-Lite، 2D-Standard، 3D-Lite و 3D-Standard، با یک سطح اضافی 3D-Professional، در دسترس بود. سطح 3D Professinal Level شما را قادر می سازد تا دامنه های حمل و نقل از اشکال 3D را به طور دلخواه تعریف کنید. یکی دیگر از پیشرفت های مهم که باید کارایی کار با HYDRUS را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، گزینه ای است برای تعیین خواص دامنه های مختلف و شرایط اولیه و مرزی بر روی اشیای هندسی، به جای FE-Mesh است. همچنین دو ماژول حمل و نقل جدید (UNSATCHEM و CWM1) برای ارزیابی حمل و نقل یون های عمده و برای شبیه سازی فرآیندهای طبیعی در تالاب های طبیعی یا ساخته شده اند. بعلاوه بسیاری از دیگر پیشرفت های اضافی و گسترش مدل در این نسخه اکنون وجود دارد.