RiverTools 4.0 یک برنامه GIS کاربر پسند برای تجزیه و تحلیل و تجسم زمین دیجیتال، حوزه های آبخیز و شبکه های رودخانه ای است. یکی از قدرتمندترین ویژگی های RiverTools توانایی آن در استخراج سریع الگوهای شبکه زهکشی و تجزیه و تحلیل داده های هیدرولوژیکی از DEM های بسیار بزرگ (مدل های ارتفاعی دیجیتال) است. با استفاده از RiverTools می توانید تجزیه و تحلیل جامع، شروع به پایان کار یک شبکه آبخیزداری، زیر حوضه و شبکه رودخانه را در کسری از زمان مورد نیاز با نرم افزار GIS به صورت تخصصی انجام دهید. RiverTools اندازه گیری دقیق مشخصات رودخانه و حوضه مانند منطقه بالادست، طول کانال، افت ارتفاع، شیب و انحنا با استفاده از مدل بیضوی زمین را انتخاب می کند. RiverTools ترسیم مرزهای حوضه آبریز و محاسبه پارامترهای مختلف حوضه و زیر حوضه را آسان می کند. RiverTools می تواند داده ها را از سایر برنامه های GIS مانند ArcView ESRI (از طریق پشتیبانی از shapefiles، BIL، FLT، GeoTIFF) و با سنجش از دور، سیستم های پردازش تصویر مانند ENVI (محیط برای تجسم تصاویر) وارد و صادر کند.

RiverTools 4.0 یک برنامه GIS کاربر پسند برای تجزیه و تحلیل و تجسم زمین دیجیتال، حوزه های آبخیز و شبکه های رودخانه ای است. یکی از قدرتمندترین ویژگی های RiverTools توانایی آن در استخراج سریع الگوهای شبکه زهکشی و تجزیه و تحلیل داده های هیدرولوژیکی از DEM های بسیار بزرگ (مدل های ارتفاعی دیجیتال) است. با استفاده از RiverTools می توانید تجزیه و تحلیل جامع، شروع به پایان کار یک شبکه آبخیزداری، زیر حوضه و شبکه رودخانه را در کسری از زمان مورد نیاز با نرم افزار GIS به صورت تخصصی انجام دهید. RiverTools اندازه گیری دقیق مشخصات رودخانه و حوضه مانند منطقه بالادست، طول کانال، افت ارتفاع، شیب و انحنا با استفاده از مدل بیضوی زمین را انتخاب می کند. RiverTools ترسیم مرزهای حوضه آبریز و محاسبه پارامترهای مختلف حوضه و زیر حوضه را آسان می کند. RiverTools می تواند داده ها را از سایر برنامه های GIS مانند ArcView ESRI (از طریق پشتیبانی از shapefiles، BIL، FLT، GeoTIFF) و با سنجش از دور، سیستم های پردازش تصویر مانند ENVI (محیط برای تجسم تصاویر) وارد و صادر کند.

شما می دانید که امروزه علوم آب با وجود انبوهی از نرم افزارها به یک علم توانمند در پیش بینی و سناریوسازی مسائل و چالش های مهندسی تبدیل شده است. آنچنان که سطح داده های پایه محدود کننده توانایی یک کارشناس آب است و نه ابزار حسابگری همچون نرم افزارها... ما به دنبال نرم افزارهای رایگان منابع آب مختلف بوده ایم، اسناد آنها را بررسی کرده و مزایا و کمبودهای آنها را برای بدست آوردن این لیست برتر تجزیه و تحلیل کرده ایم. اما باید همواره بیاد داشته باشید که در علوم محیطی، انتخاب یک نرم افزار خوب، کاملا وابسته به اهداف، دسترسی به داده و توانایی های شما نیز می باشد. ممکن است نرم افزارهایی باشند که برای برخی مسائل محلی توانمند بوده و در لیست زیر نباشند.

آچوار یک جامعه بومی منزوی است که در جنگل های بارانی آمازون در نزدیکی مرز شمال پرو و ​​اکوادور زندگی می کند. آنها در 41 جامعه در مجاورت رودخانه های Pastaza ،Tigre و Corrientes زندگی می کنند. از دهه 1970، چندین شرکت مختلف نفتی فعالیت های استخراج نفت را در سرزمین های آچوار آغاز کردند، اما بدون اخذ مجوز مناسب از مردم آچوار، همانطور که طبق قوانین پرو (و بین المللی) لازم است. به عنوان مثال، پرو امضا کنوانسیون ILO 169، یک کنوانسیون بین المللی حقوق بومی است که مقرر می دارد جوامع بومی حق مشاوره قبلی درباره پروژه های زیرساختی را دارند که در اراضی آنها انجام می شود.

TauDEM (تجزیه و تحلیل زمین با استفاده از مدل های ارتفاع دیجیتال) مجموعه ای از ابزارهای مدل ارتفاع دیجیتال (DEM) برای استخراج و تجزیه و تحلیل اطلاعات هیدرولوژیکی از توپوگرافی است که توسط DEM نشان داده شده است. نوت بوک HydroShare TauDEM Raster Processing Jupyter در رایانه با عملکرد بالا ROGER در NCSA میزبانی می شود. می توان آن را از طریق HydroShare Jupyter Python این ابزار را باز کرد. این نوت بوک با استفاده از مجموعه ابزار TauDEM GIS، قابلیت های اساسی پردازش حوزه آبخیز را فراهم می کند.

اهمیت

درذ یک پژوهش موردی، مشخص شده است که آژانس های دولتی در همه سطوح به نقشه های شبکه های کانال جریان برای تلاش های مدیریتی مانند بررسی زیستگاه، برنامه ریزی کلی استفاده از زمین و تعیین بارهای غیر نقطه ای آلاینده ها به خلیج چساپیک اعتماد می کنند. USGS یک شبکه گسترده جریان را در مجموعه داده های هیدروگرافی ملی (NHD) خود ترسیم کرده است که کانال های جریان و نقاط سرچشمه را تعیین می کند که از نقشه های توپوگرافی، عکسبرداری هوایی و در بعضی مکان ها، صحت تعیین می شوند. بخش بزرگی از طول شبکه فاضلاب واقعی، متشکل از کانالهای کوچک سرچشمه است که در NHD شامل نمی شوند زیرا معمولاً از تصاویر هوایی به راحتی مشخص نمی شوند یا برای نشان دادن مشخصات کانال "سنتی" بسیار کوچک هستند (اسمیت و هرمان 2005). جریان های سرچشمه، علی رغم فراوانی در چشم انداز، کمترین نقشه برداری را دارند و می توانند تأثیر قابل توجهی بر کیفیت آب جاری در پایین دست داشته باشند،

ماژول WQ

ماژول کیفیت آب TUFLOW FV را با مدل Aquatic EcoDynamics - AED برای شبیه سازی پویایی های بیوژئوشیمیایی و اکولوژیکی آبزیان زوج می کند. این ماده در پاسخ به کمبودهای شناخته شده در رویکردهای کیفیت آب موجود که در سراسر جهان استفاده می شود، توسعه یافته است و از یک کتابخانه مشترک از "اجزای" بیوژئوشیمیایی و زیست محیطی پشتیبانی می کند.

AED توسط A / Prof Matthew Hipsey و تیمش در دانشگاه استرالیای غربی ساخته شده است. این شامل توانایی شبیه سازی فعل و انفعالات بین متغیرهای بیوشیمیایی از جمله اکسیژن، کربن، مواد مغذی (آلی و غیر آلی)، رسوب، نور، دما و گونه های جلبکی است.

تولید پرونده های مش TUFLOW FV جنبه اساسی فرآیند مدل سازی است و به همین ترتیب نیاز به استفاده از رابط کاربری گرافیکی مناسب است. بسته SMS ارائه شده توسط Aquaveo به طور معمول توسط BMT استفاده می شود و از نظر ما بهترین ابزار پردازش قبل و بعد برای مدل سازی مش انعطاف پذیر است. سایر نرم افزارهایی که در حال حاضر برای سازگاری آنها با تولید مش TUFLOW FV یا مشاهده نتیجه آزمایش شده اند، عبارتند از: WaterRide و AlgoMesh.

یک مدل عددی با المان محدود مش انعطاف پذیر که فرآیندهای هیدرودینامیکی، رسوبات و کیفیت آب را در اقیانوس ها، آب های ساحلی، مصب ها و رودخانه ها شبیه سازی می کند. BMT WBM از اوایل دهه 1990 از مدلهای مش انعطاف پذیر استفاده کرده و به سرعت مزایای روش مش انعطاف پذیر را برای مطالعات پیچیده مدل سازی ساحلی و رودخانه ای شناسایی و استفاده کرده است. در سال 2006 نیاز به ابزاری بهتر از آنچه در حال حاضر در بازار موجود است را تشخیص دادیم. توسعه TUFLOW FV آغاز شد و اکنون ابزار اصلی مدل سازی پروژه های ساحلی و رودخانه ای است.

انیمیشن های مدل TUFLOW

انیمیشن های زیر مربوط به مطالعات انجام شده توسط BMT با استفاده از نرم افزار TUFLOW است. برای رفتن به انیمیشن، روی پیوندها کلیک کنید یا از طریق این صفحه به پایین پیمایش کنید. برای شروع یک انیمیشن، مکان نما را روی تصویر قرار دهید و یک کنترل پخش در گوشه پایین سمت چپ ظاهر می شود.

در این ویدیو اثر بارش بر روی یک حوضه آبریز که منجر به وقوع سیلاب از بین تمامی آبراهه های بزرگ و کوچک آن می شود را به صورت شیه سازی شده می بینید.

انیمیشن های TUFLOW

انیمیشن های زیر مربوط به مطالعات انجام شده توسط BMT با استفاده از نرم افزار TUFLOW است. برای رفتن به انیمیشن، روی پیوندها کلیک کنید یا از طریق این صفحه به پایین پیمایش کنید. برای شروع یک انیمیشن، مکان نما را روی تصویر قرار دهید و یک کنترل پخش در گوشه پایین سمت چپ ظاهر می شود.

Flike یک بسته تجزیه و تحلیل مقدار شدید است که احتمال وقایع سیل را بر اساس سوابق تاریخی محاسبه می کند. این برای تجزیه و تحلیل فرکانس سیل ایجاد شده است ، اما می تواند برای هر تجزیه و تحلیل مقدار شدید استفاده شود. Flike که توسط پروفسور جورج کوچرا از دانشکده مهندسی عمران دانشگاه نیوکاسل استرالیا تهیه شده است، با اصلاح عمده اخیر دستورالعمل های صنعت برای برآورد سیل مطابقت دارد، که در پیش نویس به روزرسانی باران و رواناب استرالیا (ARR) مستند شده است.

با انتشار SMS 13.1 beta، ابزاری جدید اضافه شده است که به شما امکان می دهد حاشیه نویسی های بیشتری را روی اشیا ویژگی داشته باشید. SMS در حال حاضر گزینه های مختلفی برای تنظیم نحوه نمایش اشیا feature ویژگی را فراهم می کند، اما اکنون گزینه های بیشتری به طور خاص برای قوس های ویژگی وجود دارد که به شما کمک می کند کار با قوس های ویژگی آسان تر شود.

در حال حاضر در نسخه های اخیر SMS، می توان حاشیه نویسی را به قوسهای برچسب اضافه کرد. با این کار می توانید نام قوس های خاصی را مشاهده کنید. رنگ و ضخامت قوس های ویژگی نیز قابل تغییر است. همچنین، گزینه های حاشیه نویسی خاص برای پوشش های مدل خاص، مانند پوشش نقشه شرایط مرزی SRH-2D، وجود دارد.

نقشه های اضطراری یا فرار و تخلیه، نقشه هایی هستند که اطلاعات لازم برای رویارویی در هنگام وقوع سیلاب را در اختیار شهروندان قرار می دهند. در این نقشه ها، علاوه بر این که راه های فرار و پناهگاه های امن در هنگام سیلاب باید به طور مناسبی نمایش داده شود، جزییات لازم مانند راه های دسترسی، خیابان ها، کوچه ها، تقاطعات و سایر اطلاعات ترافیکی لازم نیز باید مشخص و گویا باشد.

موقعیت سازه های مهار سیل در تهیه برنامه های کنترل سیلاب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. موقعیت این سازه ها بر روی نقشه های خطرپذیری منطقه جانمایی شده و باید میزان سیلاب ایمن عبوری از مقطع رودخانه با در نظر گرفتن اثر آن ها بر روی نقشه ها مشخص گردد.

در مناطقی که با این نوع از سازه ها از خطر سیلاب محافظت می شوند، باید این نکته را در نظر داشت که سازه ها ی کنترل سیلاب ممکن است در صورت وقوع سیلاب های با مقادیر بیش تر از مقادیر طراحی آسیب ببینند و عملکرد صحیح خود را از دست دهند. در این صورت با توجه به این که با در نظر گرفتن وجود این سازه ها، آمادگی مردم و مسوول ین در برابر سیلاب کاهش یافته است، احتمال بروز خسارت و تلفات در هنگام شکست ناگهانی سازه ها ی حفاظتی نسبت به شرایط طبیعی افزایش می یابد.

داده ها و اطلاعات صحیح از یک منطقه یکی از عوامل تعیین کننده در صحت مدل سازی ها و تهیه نقشه ها ی سیلاب است. از این رو، کمبود اطلاعات لازم که عموما به صورت کمبود اطلاعات پارامترهای مطرح در تعیین خطرپذیر ی، دقت پایین مدل سازی ها و نقشه های موجود، عدم وجود اطلاعات از مناطق ویژه (مناطق نظامی، مرزهای بین المللی و سایر موارد) و دیجیتالی نبودن اطلاعات می باشد، از جمله عواملی است که می تواند تهیه نقشه های خطر سیلاب را با مشکل مواجه کند.

نرم افزار یک ابزار فناوری است و از طریق تاریخ بشر، جدیدترین فناوری باعث شده است که مهارت های شناختی ما تغییر کند و هوش ما رشد کند. متخصصان منابع آب با استفاده گسترده از نرم افزار و رایانه با شبیه سازی عددی جریان سطح، جریان آب زیرزمینی، تعامل با محیط و پیش بینی تأثیرات آینده سروکار دارند. از نظر ما، نیاز به متخصصانی وجود دارد که بتوانند با انواع مختلفی از کدهای نرم افزاری و برنامه نویسی برای توسعه ارزیابی های جامع از شرایط فعلی و آینده منابع آب، مقابله کنند.

مفهوم خطرپذیری

خطرپذیری ترکیبی از احتمال وقوع سیلاب و پتانسیل بروز خسارت می باشد. احتمال وقوع سیل در مفهومی به نام تعریف می شود. در حقیقت خطرپذیر ی « آسیب پذیری » و « در معرض بودن » و پتانسیل بروز خسارت در مفاهیم « خطر » ترکیب سه مفهوم خطر، آسیب پذیری و در معرض خطر بودن می باشد. این سه مفهوم در مثل ث خطرپذیر ی شکل نشان داده شده است.

داشتن منابع آب سالم پیش نیازی ضروری و اساسی برای حفظ کیفیت محیط زیست و رشد و توسـعه اقتصـادی، سیاسـی، اجتماعی و فرهنگی جوامع انسانی است. بسیاری از سکونتگاه های انسان در نزدیکی و کنـار منـابع آب قـرار دارنـد و ایـن منـابع تامینکننده نیازهای آبی انسان و در بسیاری از مواقع دریافتکننده زایدات انسانی (فاضلابها و پسماندها) و روانابهـا بـه شـمار میروند که اثرات سوء بسیاری بر محیط زیست طبیعی و انسانی در پی دارد. در این میان حریم کیفی منابع آب سـطحی یکـی از نیازهای ضروری مدیریت منابع آب و محیط زیست اسـت کـه کارکردهـای متعـددی از جملـه حفاظـت اکوسیسـتم آبـزی و کنارآبزی، جلوگیری از تخریب ساحل و بستر رودخانه، بهبود کیفیت آب (توسط گیاهان کنارآبزی و آبزی)، کـاهش بـار آلـودگی ورودی از منابع غیرنقطه ای، بهبود مدیریت مخاطرات ناشی از حوادث و سوانح آلـودگی دارد. بـا توجـه بـه گسـتردگی عوامـل تاثیرگذار بر منابع آب و لزوم کنترل آن جهت جلوگیری از آلودگی و آسیبهای زیست محیطی وارده و حفاظت و کنتـرل آلودگی منابع آب سطحی تعیین و کنترل نواحی میانگیر یا حریم کیفی در قالب قـوانین و دسـتورالعملی مـدون ضـروری است.

مولفه های جریان مانند پهنه پخش سیلاب، عمق و سرعت جریان به تنهایی تعیین کننده میزان خطرات تهدیدکننده سیلاب در سیلاب دشت نمی باشد، بلکه ترکیبی از پارامترهای جریان، عامل اصلی بروز خسارت ناشی از سیل است. لذا به منظور تعیین میزان تهدید سیل باید حدی از عوامل جریان مانند پهنه سیل گیر، عمق و سرعت جریان، سرعت پخش سیل و یا ترکیبی از آن ها را که می تواند آسیب ایجاد کند، به عنوان معیاری برای میزان خطرات سیل در نظر گرفت و بر آن اساس ناحیه بندی خطر را انجام داد. 

نقشه های سرعت جریان، بیانگر مقدار سرعت جریان در هر نقطه از یک منطقه و در محدوده پخش سیلاب می باشند. ترسیم این نقشه ها زمانی امکان پذیر خواهد بود که اطلاعات سرعت جریان در هر نقطه در اختیار باشد. این مساله باید با انجام مدل سازی های دو بعدی از جریان سیلاب به دست آید. لیکن در برخی موارد سرعت جریان حاصل از مدل های یک بعدی نیز می تواند در تهیه نقشه های خطر سیل به کار رود. با توجه به این که تهیه نقشه سرعت جریان در پهنه سیلابی مستلزم صرف هزینه و زمان می باشد، تهیه این نوع از نقشه ها صرفا برای رودخانه ها ی با اهمیت زیاد توجیه اقتصادی خواهد داشت.