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.

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.

بیشترین بارش در گیلان و کمترین بارش در استان یزد

حجم بارش‌های کشور در سال آبی 96-95 در 18 استان کشور در مقایسه با سال آبی گذشته منفی است. با شروع سال آبی جدید و بر اساس آخرین گزارش به ثبت رسیده در سال آبی گذشته 96-95 که توسط شرکت مدیریت منابع آب ایران ثبت و ارسال شده است، میزان بارش‌ها از اول مهرماه 95 تا 31 شهریور ماه 96 در 18 استان کشور در مقایسه با سال آبی 95-94 منفی است.

بر اساس این گزارش، بیشترین بارش کشور در سال آبی گذشته در استان گیلان با 888 میلی‌متر و کمترین بارش در استان یزد با 76 میلی‌متر بوده است.

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.

نحوه استفاده از فن آوری اسمز معکوس ReFlex Desalitech این توانایی صرفه جویی در زمینه تصفیه آب در سطح زمین را ایجاد می کند. این فن آوری به مزارع در مناطق خشک و در حالت خشکسالی در تبدیل آب شور به یک منبع آب جدید کمک می کند. ویدیوی زیر را در همین باره مشاهده فرمایید.

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 

عملیات صحرایی مطالعات زهکشی زیربنای بررسی و طراحی زهکشی زیر زمینی است. به طور معمول عملیات صحراییِ مطالعات زهکشی می تواند از هفت بخش زیر تشکیل شود:

1- برنامه ریزی اجرای کار؛

2- لایه بندی یا شناخت لایه های خاک؛

3- حفر و تجهیز چاهک های مشاهده ای؛

4- نصب پیزومترهای مرکب؛

5- اندازه گیری هدایت هیدرولیک خاک؛

6- اندازه گیری سرعت نفوذ آب به خاک؛

7- مطالعات شوری زدایی و سدیم زدایی.

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.

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.

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.

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:

نوسانات مقدار بارندگی و تغییرات سطح آب زیرزمینی را در یک دوره طولانی مدت در آبخوانی در کالیفرنیا

سطح آب زیرزمینی و نوسانات آب

سطح آب زیرزمینی اعم از سطح ایستابی در آبخوان های آزاد یا سطح پیزومتری در آبخوان های محبوس بیانگر ارتفاع فشا اتمسفری در آبخوان است. ارتفاع فشار اتمسفری در نقط های معین از آبخوان عبارت است از ارتفاع آبی که در یک لوله عمودی در داخل آبخوان می باشد، چنین لوله ای پیزومتر نامیده می شود. در آبخوان های آزاد، ارتفاع فشار اتمسفری در هر نقطه از آبخوان برابر با فاصله عمودی نقطه تا سطح آب می باشد. در آبخوان های محبوس، ارتفاع فشار اتمسفری در نقطه معینی از آبخوان برابر با فشار عمودی نقطه تا سطح پیزومتری آبخوان است.