1.7 ذخیره آب سطحی

1.1.7 تعریف

ذخیره آب سطحی شامل آب انباشته شده در سطح خاک یا زیر زمین، آب رهگیر، یعنی مقدار بارندگی که توسط پوشش گیاهی حفظ می شود و آب موجود در فرو رفتگی ها (دشت های سیل زده، دریاچه ها، باتلاق ها، استخرها).

استفاده اقتصادی از آب، در حال تغییر از کشاورزی به مصرف شهری، صنعتی و تولید انرژی است. ساخت سدهای جدید و پروژه‌های بزرگ مقیاس انتقال آب، راهکارهایی پرهزینه برای تامین نیازهای در حال رشد و در حال تغییر است. طبق ارزیابی‌ها مساله فعلی کشور کمیابی فیزیکی آب نیست، بلکه ناکامی‌های نهادی و سیاسی در مدیریت آب است. به همین دلیل بازارها می‌توانند به‌عنوان ابزاری با رویکرد تقاضامحور برای مدیریت کمیابی آب به ایفای نقش بپردازند. طبق بررسی‌ها بازارها می‌توانند به سبب نبود شرایط و بسترهای سیاسی و نهادی، به مایه دردسر نیز تبدیل شوند. به همین دلیل است که درباره نقش آنها به‌عنوان یک راه‌حل برای بحران آب ابراز تردید می‌شود. از این رو اتخاذ رویکرد چندرشته‌ای و همیارانه به نقش‌آفرینی بازارهای آب، می‌تواند به ارتقای اثربخشی آن کمک فراوانی کند.

بارندگی یا بارش (به انگلیسی: Precipitation) فرایندی است که طی آن بخار آب تحت شرایط جوی متراکم شده و به صورت مایع یا جامد بر اثر نیروی گرانش زمین بر سطح زمین ببارد. شکل‌های اصلی بارندگی شامل نم نم باران، باران، برف و باران، برف و تگرگ است. بارش زمانی روی می‌دهد که در منطقه‌ای از آسمان بخار آب آن‌قدر اشباع شده باشد که در اثر تراکم زیاد تبدیل به مایع شده و به زمین ببارد. بنابرین مِه و میغ بارش به حساب نمی‌آیند، زیرا در آنها بخار آب آن قدر متراکم نمی‌شود که بتواند ببارد. معمولاً ریزش‌های آسمانی به سطح برخورد می‌کنند، ولی استثنائی هم وجود دارد که میلابی نامیده می‌شود و پیش از رسیدن به سطح دوباره بخار می‌شود.

بارندگی یا بارش (به انگلیسی: Precipitation) فرایندی است که طی آن بخار آب تحت شرایط جوی متراکم شده و به صورت مایع یا جامد بر اثر نیروی گرانش زمین بر سطح زمین ببارد. شکل‌های اصلی بارندگی شامل نم نم باران، باران، برف و باران، برف و تگرگ است. بارش زمانی روی می‌دهد که در منطقه‌ای از آسمان بخار آب آن‌قدر اشباع شده باشد که در اثر تراکم زیاد تبدیل به مایع شده و به زمین ببارد. بنابرین مِه و میغ بارش به حساب نمی‌آیند، زیرا در آنها بخار آب آن قدر متراکم نمی‌شود که بتواند ببارد. معمولاً ریزش‌های آسمانی به سطح برخورد می‌کنند، ولی استثنائی هم وجود دارد که میلابی نامیده می‌شود و پیش از رسیدن به سطح دوباره بخار می‌شود.

6.6 انتقال رسوب

آبرفت ها ذراتی با اشکال و ابعاد مختلف هستند که توسط جریان جریان منتقل می شوند. آنها از لایه های خاک، از دامنه ها و همچنین از زمین نازک آمده اند. آبرفت ها از دامنه ها سنگ ریزه ها و تخته سنگ های کوچکی هستند که با برخورد قطرات باران یا عوامل جوی دیگر متلاشی شده و با جریان زمینی به نهرها منتقل می شوند.

5.6 جریان حاصل از ذوب شدن یخ و برف

جریان حاصل از ذوب شدن یخ و برف به طور کلی در یخچال های طبیعی و مناطق کوهستانی، جایی که آب و هوا سرد است، غالب است. روند ذوب برف لایه آب را بارگیری می کند و همچنین خاک را اشباع می کند. در بعضی موارد می تواند به جریان سطح کمک کند. افزایش جریان سطح به آب معادل برف یا لایه یخ، به رژیم ذوب و در نهایت به ویژگی های برف بستگی خواهد داشت.

3.6 جریان زیر سطحی

بخشی از بارندگی های موثر نفوذ شده به صورت افقی در لایه خاکی برتر به طور کم و بیش گردش می کند و از طریق کانال های تخلیه در سطح ظاهر می شود. این جریان را جریان زیر سطحی می نامند (در گذشته به آن جریان زیرپوستی می گفتند). وجود یک لایه کم عمق نسبتاً نفوذ ناپذیر این جریان را تأمین می کند. جریانهای سطح زیرین در سازندهای دارای آب دارای ظرفیت زهکشی آهسته تر از جریان های سطحی، اما سریعتر از جریان های آب زیرزمینی هستند. شرط اساسی برای ظهور جریانهای سطح زیرین این است: رسانایی جانبی هیدرولیکی محیط باید از رسانایی عمودی برتری داشته باشد. جریان زیر سطحی در رژیم های اشباع نشده می تواند جریان پایه در منطقه با شیب های بزرگ باشد و در مناطق مرطوب با پوشش گیاهی و خاک های زهکشی شده غالب است.

2.6 رواناب (جریان زمینی)

جریان سرزمینی پدیده ای است که وقتی شدت باران از حداکثر ظرفیت خاک برای جذب آب بیشتر شود، ظاهر می شود. این ظرفیت در زمان کاهش می یابد تا زمانی که به یک مقدار ثابت برسد. در خاکهای همگن، با یک لایه عمیق زیرزمینی، این حداکثر ظرفیت برابر با هدایت هیدرولیکی در حالت اشباع است. خاکهای طبیعی با افزایش هدایت هیدرولیکی در آب و هوای معتدل و مرطوب دارای ظرفیت نفوذ کمتر از حداکثر شدت باران هستند.

1.6 رژیم هیدرولوژیکی

1.1.6 تعریف

رژیم هیدرولوژیکی جریان با استفاده از تغییرات جریان تعریف می شود، که معمولاً با میانگین نمودار ماهانه جریان (برای تعداد معینی از سال محاسبه می شود) نشان داده می شود. ضریب جریان ماهانه، گزارش ماهانه بین سالانه است که اجازه می دهد نمایندگی تقسیم مجدد، در صد، از جریان ماهانه در طول سال باشد.

سیستم مدل سازی هیدرولوژیکی HEC-HMS برای شبیه سازی فرآیندهای بارش-رواناب در سیستم حوضه های آبخیز شجری طراحی شده است. این مدل برای کاربرد در محدوده وسیعی از نواحی جغرافیایی جهت حل دامنه وسیعی از مسایل، شامل منابع آب و هیدرولوژی حوضه های بزرگ و رواناب و سیلاب حوضه های آبخیز طبیعی یا شهری کوچک، توسعه یافته است. 

2.5 مدل مورد استفاده برای تخمین نرخ نفوذ

فرایندهای نفوذ را می توان با استفاده از مدل های مختلف تخمین زد:

• مدلهای مبتنی بر روابط تجربی شامل 2، 3 یا 4 پارامتر.
• مدل های مبتنی بر فیزیک

3.4 تخمین تبخیر و تبخیر و تعرق

برای برآورد کمی فرایندهای تبخیر و تبخیر و تعرق، روشهای مستقیم و غیرمستقیمی وجود دارد که فرآیندها را با تجهیزات کافی اندازه گیری می کنند. این مقادیر تبخیر و تبخیر و تعرق را می توان با استفاده از فرمول های تجربی و نیمه تجربی نیز تعیین کرد.

GMS ،SMS و WMS (در مجموع با نام XMS شناخته می شوند) همگی از مدل های عددی برای اجرای نهایی شبیه سازی استفاده می کنند. این مدل های عددی شامل MODFLOW ،ADCIRC ،SRH-2D ،GSSHA ،HEC-RAS و ... هستند. این مدل های عددی توسط Aquaveo ساخته نشده اند، اما نرم افزار XMS رابطی برای استفاده از این مدل ها فراهم می کند. در این مقاله بیشتر در مورد چگونگی ادغام نرم افزار XMS با این مدل های عددی بحث خواهد شد.

2.4 فرآیند تبخیر و تعرق

طبق تعریف، این فرآیند تبخیر مستقیم آب را از سطح خاک و از سطح آبهای آزاد با تعرق گیاهی گروه بندی می کند.

1.4 فرآیند تبخیر

1.1.4 تعریف

تبخیر (E)، از نظر هیدرولوژیکی، فرایندی است که در آن آب از سطح آبهای آزاد (اقیانوس ها، دریاها، دریاچه ها و رودخانه ها)، از خاک بدون پوشش و از سطوح پوشیده شده از برف و یخچال ها در حالت بخار به جو می رود. [Musy, 2001] تعرق فرآیندی است که در آن کسری از آب جذب شده توسط گیاهان در حالت بخار در جو آزاد می شود.

با انتشار SMS 13.1 beta، تعداد قابل توجهی ابزار برای کار با مقاطع اضافه شده است. این ابزارها به شما امکان می دهند کنترل بیشتری بر وارد کردن پایگاه داده های مقطعی و نحوه کار با مقاطع در SMS داشته باشید. نسخه های قبلی SMS به شما امکان می دهد یک پایگاه داده مقطعی وارد کنید و پوشش های مقطعی و خط میانی را ارائه می دهید. با این کار می توانید یک مدل اولیه 1D در SMS ایجاد کنید. SMS 13.1 این قابلیت را گسترش می دهد.

6.3 میزان بارندگی در حوضه های که هیدروگرافی ثبت شده است

میزان بارندگی ثبت شده در حوضه هیدروگرافی نشان دهنده مقادیری است که با در نظر گرفتن فرضیه های مربوط به توزیع فضایی توزیع ناهموار بارش ها بدست آمده است. میزان بارندگی در واحد زمانی حداکثر در مرکز باران است و به روشی غیرخطی به سمت حومه منطقه کاهش می یابد.

5.3 زمان بندی بارندگی

میزان بارندگی در یک بازه زمانی مشخص در ستون میلی متر آب یا لیتر در متر مربع ثبت می شود. دو واحد اندازه گیری معادل هستند:

4.3 اندازه گیری میزان بارندگی

1.4.3 سیستم اندازه گیری بارندگی

میزان بارندگی و سایر اشکال بارش از نظر عمق اندازه گیری می شود و مقادیر آن بر حسب میلی متر بیان می شود. یک میلی متر بارندگی نشان دهنده مقدار آب مورد نیاز برای پوشاندن زمین با یک لایه 1 میلی متر آب است، با توجه به اینکه هیچ چیز از طریق زهکشی، تبخیر یا جذب از بین نمی رود.

اجرای HEC-HMS با Jython - از Jython می توان برای اجرای HMS، یک برنامه جاوا، به روشی "بدون سر" استفاده کرد. حداقل به HEC-HMS نیاز خواهید داشت. همچنین ممکن است اسکریپت خود را از طریق یک فایل دسته ای یا IDE اجرا کنید، در این صورت شما به یک نمونه از Jython نیاز خواهید داشت.