مسیریابی سطح استخر به یکی از روش های مستقیم برای محاسبه جریان خروجی مخزن با توجه به هیدروگراف ورودی (زمان در مقابل جریان) به همراه اطلاعات مربوط به تخلیه حوضه نسبت به ارتفاع اشاره دارد. در اینجا اصطلاح مخزن در زمینه مهندسی فنی مورد استفاده قرار می گیرد و استفاده از این روش برای دریاچه های طبیعی کاربرد ندارد. این روش برای هرکدام از افراد قابل استفاده است که در آن می توانید یک رابطه یک به یک بین تخلیه و ارتفاع فرض کنید.

نمودارهای ورودی و خروجی یک رودخانه در زیر جدول بندی شده است.

روش مسیریابی Muskingum برای سیستم هایی استفاده می شود که دارای روابط Storage - Discharge هستند و هیستریک هستند. یعنی برای سیستمهایی که خروجی برای آنها یک عملکرد منحصر به فرد از ذخیره سازی نیست. رابطه S در مقابل O برای رسیدن به رودخانه مورد نظر در زیر آمده است.

نمودار هیدروگرافی ورودی به یک کانال مستطیل شکل در زیر جدول بندی شده است. این کانال دارای عرض 100 فوت، شیب پایین 0.001 و ضریب مانینگ 0.035 است. طول کانال L = 25000 فوت است. با استفاده از موج Kinematic ، هیدروگراف خروجی را بدست آورید.

امواج سینماتیک هنگامی که نیروهای اینرسی و فشار از اهمیت برخوردار نیستند بر جریان حکم می کنند. بنابراین، در یک موج سینماتیک، گرانش و اصطکاک تعادل دارند، بنابراین جریان به میزان قابل توجهی شتاب نمی یابد. برای این نوع امواج، خط درجه انرژی موازی با ته کانال است.

نمودار چرخه آب

کلمه هیدرولوژی به معنای واقعی، مطالعه آب است. مطالعه این علم معمولاً با دستیابی به درک سیکل آب، آغاز می شود. حرکت طبیعی آب از طریق فرآیندهای مانند تبخیر، بارش، تعرق و جریان رواناب از طوفان، در نزدیکی سطح زمین. نمودار چرخه آب (در بالا سمت راست) فرایندی را نشان می دهد که توسط آن آب زمین به دور خود حرکت می کند و از یک شکل به فرم دیگر تبدیل می شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد چرخه آب، مقاله "در مورد حرکت آب طبیعی از طریق نمودار چرخه آب" را بیاموزید.

معرفی

هنگامی که طوفان بزرگ یا مجموعه ای از طوفان ها در قسمت بالایی یک حوضه رودخانه اتفاق می افتد، اثرات طوفان (ها) بر سطح رودخانه در بخش آبخیز بالای رودخانه قبل از اثرات طوفان شناخته می شود. تا به قسمت های پایین دست حوضه رودخانه برسد. به عنوان مثال، اگر مجموعه اصلی طوفان های بارانی در مینسوتا وجود داشته باشد، اثرات سطح رودخانه می سی سی پی در سنت پاول از اوایل شناخته می شود. مسیریابی سیل امکان پیش بینی تخلیه قله، سطح اوج رودخانه و زمان رسیدن اوج در نقاط پایین دست رودخانه مانند راک آیلند، سنت لوئیس و حتی نیواورلئان را فراهم می کند. در این مقاله توضیحات کلی در مورد روش های مسیریابی سیلاب با استفاده از هیدروگراف های بالادست و پایین دست ارائه شده است. برخی از جزئیات در مورد معادلات مسیریابی سیل به روش محدب ارائه خواهد شد.

پس از ایجاد مش به صورت SMS، ممکن است بخواهید داده ها را در مش به عنوان یک پرونده رستر به اشتراک بگذارید. به عنوان مثال، ممکن است بخواهید ارتفاع آب یا مجموعه داده سرعت را از مدلی که به یک حالت رستری اجرا شده تبدیل کنید. پرونده های شایع توسط بسیاری از برنامه ها باز می شوند و می توانند حاوی اطلاعات مفید زیادی باشند.

در حالی که یک رستر به طور مستقیم از ماژول مش نمی تواند ایجاد شود، می تواند از سایر ماژول ها ایجاد شود، بنابراین داده های مش نیاز به تبدیل دارند. برای انجام این:

سیل صدساله سیلی است که هرساله ۱ درصد احتمال دارد که رخ دهد. سیل صدساله همچنین به ۱ درصد سیل که هرساله ممکن رخ دهد، اشاره دارد. سیل صدساله بطورکلی به عنوان یک نرخ صدساله بیان شده‌است. براساس نرخ جریان ۱۰۰ساله انتظار می‌رود که در یک نهر، رودخانه یا سیستم اب سطحی که انتظار می‌رود. سطح اب سیل می‌تواند به عنوان منطقه طغیان ترسیم شود. دشت سیلابی به دشت‌های سیلابی ۱۰۰ساله اشاره دارد که ممکن است شکل بگیرد و در نتیجه در دادن مجوزهای ساخت و ساز، مقررات زیست‌محیطی و بیمه سیل بسیار اهمیت دارد. برآورد نرخ جریان ۱۰۰ ساله و امار رودخانه‌های دیگر در ایالات متحده در دسترس است.

سیل 100 ساله چیست؟

اکثر مردم شرایط، سیل 100 ساله، طوفان 50 ساله یا سیل 200 ساله را به عنوان توصیف بزرگی از طوفان یا سیل شنیده اند. ما می دانیم که هر چه قبل از وقوع سیل سال قبل بیشتر باشد، تأثیر آن بر سطح رودخانه و هر چیزی که در جلگه رودخانه وجود دارد، بیشتر خواهد بود. همچنین، ما از کلمات 'سیل 100 ساله' می فهمیم که دوره بازگشت سیل 100 سال دارد یا به عبارت دیگر، فقط باید به طور متوسط ​​در هر 100 سال اتفاق می افتد. اما سؤالات باقیمانده این است که "آیا یک سیل 100 ساله ممکن است برای سال بعد هم رخ دهد؟"و" احتمال وقوع آن در هر دوره زمانی معین چقدر است؟ "

دوره بازگشت به برآورد احتمال روی‌دادن یک پدیده طبیعی مثل سیل یا تغییرات دبی رودخانه گفته می‌شود. معمولاً محاسبه و برآورد دوره بازگشت بر پایه اندازه‌گیری آماری داده‌های تاریخی به منظور دست‌یابی به میانگین زمان تکرار پدیده در یک دوره زمانی است و برای تحلیل خطر بروز یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. شامل تصمیم گیری در مورد اینکه آیا اجازه می دهد پروژه در منطقه ای از ریسک خاص پیش برود یا طراحی ساختارها برای مقاومت در برابر حوادث با یک دوره بازگشت خاص، مجاز است. تجزیه و تحلیل زیر فرض می کند که احتمال وقوع این رویداد به مرور تغییر نمی کند و مستقل از وقایع گذشته است.

مفاهیم و مبانی

دوره بازگشت به برآورد احتمال روی‌دادن یک پدیده طبیعی مثل سیل یا تغییرات دبی رودخانه گفته می‌شود. معمولاً محاسبه و برآورد دوره بازگشت بر پایه اندازه‌گیری آماری داده‌های تاریخی به منظور دست‌یابی به میانگین زمان تکرار پدیده در یک دوره زمانی است و برای تحلیل خطر بروز یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. شامل تصمیم گیری در مورد اینکه آیا اجازه می دهد پروژه در منطقه ای از ریسک خاص پیش برود یا طراحی ساختارها برای مقاومت در برابر حوادث با یک دوره بازگشت خاص، مجاز است. تجزیه و تحلیل زیر فرض می کند که احتمال وقوع این رویداد به مرور تغییر نمی کند و مستقل از وقایع گذشته است.

Solutions Simulation Solutions خدمات مشاوره مهندسی در زمینه آب را با تمرکز ویژه بر مدل سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی ارائه می دهد.

شرکت سازنده، همچنین چندین محصول نرم افزاری را در این زمینه توسعه داده است، از جمله محصولات پرچمدار CatchmentSIM برای نقشه برداری از زیرشاخه ها و ایجاد مدلهای هیدرولوژیکی است. آنها همچنین طراحی انژکتور طوفان را برای خودکارسازی مدل سازی رواناب بارش باران طوفان را طراحی کرده اند. سرانجام، TRIM، یک مدیر شبیه سازی کامل برای TUFLOW توسعه داده شده است.

TRIM محصولی است که توسط Catchment Simulation Solutions برای کمک به مدیریت مدل TUFLOW با کارآمد بیشتر استفاده می شود. این اجازه می دهد تا شما یک صف بزرگ شبیه سازی با هر تعداد شبیه سازی تعیین شده در حال اجرا به طور همزمان مدیریت کنید. این کار سریعترین اتمام کار و حداکثر استفاده از مجوز را تضمین می کند.

سیستم های پردازش داده و بارندگی جهانی ناسا از راه اندازی TRMM در سال 1997 تا ماموریت GPM در حال انجام، مسیری طولانی را طی کرده اند. درست قبل از نیمه شب زمان نور روز شرق در 15 ژوئن سال 2015، یک آتش بر فراز آسمان آفریقای مرکزی ظاهر شد، در ماداگاسکار پراکنده شد، و اقیانوس جنوبی هند سقوط کرد. این پایان آتشین آژانس اکتشاف هوافضای مشترک ناسا و ژاپن (JAXA) ماموریت اندازه گیری باران گرمسیری (TRMM) بود. بازگشت TRMM پس از گذشت بیش از 17 سال در مدار، همچنین پایان اولین ماموریت بزرگ ماهواره ای را به طور اختصاصی برای گردآوری داده های مربوط به بارش گرمسیری و سهم آن در گردش جهانی مشخص کرد.

جمع آوری داده های آغاز شده توسط TRMM با ماموریت مشترک اندازه گیری بارش جهانی NASA / JAXA - GPM که در فوریه 2014 آغاز شده است، ادامه دارد. از زمان راه اندازی TRMM در 1997 تا ماموریت GPM در حال انجام، داده های هیدروسنجی از راه دور با صورت بسیار دور تکامل یافته اند. این انعکاس نه تنها ابزار دقیق، بلکه درک بهتر از چرخه آب و چگونگی ارتباط این چرخه با انرژی، کربن و چرخه های دیگر در حال تکامل سیاره ما است.

یکی از جدیدترین برنامه های ارائه شده توسط Google،محیط Google Earth Engine، یک پلت فرم پیشرفته پردازش زمین شناسی مبتنی بر فضای ابری است که عمدتاً برای تجزیه و تحلیل داده های زیست محیطی در مقیاس سیاره ای طراحی شده است. این مجموعه ای از کاتالوگ چند پتایی از تصاویر ماهواره ای و مجموعه داده های مکانی را در اختیار کاربران قرار می دهد تا به کاربران امکان تجسم، دستکاری، ویرایش و ایجاد داده های مکانی را به روشی آسان و سریع ارائه دهند. این مجموعه طیف گسترده ای از ابزارهای دستکاری مکانی را در اختیار دانشمندان، محققان و توسعه دهندگان قرار می دهد تا تغییرات، روند نقشه ها و تعیین اختلافات در سطح زمین را تشخیص دهند.

بررسی اجمالی

نمایش پرونده های داده های GPM / TRMM HDF با استفاده از THOR

Orbit Viewer THOR ابزاری برای نمایش پرونده های داده ماهواره ای در بایگانی ماموریت اندازه گیری بارش باران گرمسیری (TRMM) است. THOR مخفف "ابزاری برای بررسی با وضوح بالا" است. این برنامه نقطه ای و کلیک در IDL است که بر روی لینوکس، مک OS X و ویندوز اجرا می شود. این شما را قادر می سازد تا روی نقشه ای از مشاهدات TRMM Earth با وضوح کامل ابزار نمایش داده شود. حتی اگر می خواهید با استفاده از برنامه های IDL خود، خواندن و تجزیه و تحلیل فایل های GPM HDF5 را انجام دهید، می تواند به بیننده داده های THOR نصب شود تا بررسی های سریع روی پرونده های HDF5 شما در حال تجزیه و تحلیل باشد.

شکل 1: به عنوان مثال نتایج جستجوی Mirador برای IMERG.

بررسی اجمالی:

داده های GPM IMERG را با استفاده از پایتون بخوانید.

این دستورالعمل نحوه خواندن داده ها از مجموعه داده IMERG ماموریت جهانی اندازه گیری بارش (GPM) با استفاده از پایتون را نشان می دهد.

بهترین شکل:

کاربر می خواهد داده های GPM IMERG را با استفاده از پایتون بخواند

با استفاده از Giovanny، نمودار یا نقشه ای از باران های باران را برای یک محدوده زمانی و موقعیت مکانی تهیه کنید

1. متغیر مورد علاقه را جستجو و انتخاب کنید

با استفاده از مرورگر وب مورد نظر خود به وب سایت Giovanni بروید:

IMERG را در قسمت Keyword وارد کنید و دکمه جستجو را فشار دهید. در صفحه وب نتیجه باید مانند شکل 1 زیر باشد.

یکی از چالش های بزرگ بشر در قرن بیست و یکم با آن روبرو است، تهدید تغییرات جهانی آب و هوا به دلیل افزایش سطح دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ای موجود در جو است. آیا تهدید واقعی است؟ مدل های رایانه ای که شرایط آینده را پیش بینی می کنند با برخی از مدل های پیش بینی گرم یا کمی گرم شدن، با بعضی از روش های بسیار مهم تفاوت دارند، در حالی که برخی دیگر افزایش دما را پیش بینی می کنند که به طور قابل توجهی روش زندگی ما را تغییر می دهد. بدون داده های بیشتر و درک بهتر از سیستم فعلی آب و هوا، امید زیادی وجود ندارد که بتوانیم تفاوت های موجود بین مدل های فعلی خود را درک کنیم و هر دو طرف در بحث زیست محیطی همچنان به دنبال نظرات آنها باشند.

ماموریت جهانی اندازه گیری بارش (GPM) یک شبکه بین المللی ماهواره ها است که مشاهدات جهانی نسل بعدی باران و برف را ارائه می دهد. با تکیه بر موفقیت ماموریت اندازه گیری بارش باران گرمسیری (TRMM)، مراکز مفهومی GPM در استقرار ماهواره "هسته" حامل یک سیستم رادار / رادیومتر پیشرفته برای اندازه گیری میزان بارش از فضا و به عنوان یک استاندارد مرجع برای متحد سازی اندازه گیری بارش از مجموعه ماهواره های تحقیقاتی و عملیاتی. از طریق اندازه گیری های مناسب میزان بارش در سطح جهان، ماموریت GPM در پیشبرد درک ما از چرخه آب و انرژی زمین، پیش بینی حوادث شدید که باعث ایجاد خطرات طبیعی و بلایای طبیعی می شوند، بهبود می بخشد و قابلیت های فعلی را در استفاده از اطلاعات دقیق و به موقع بارش باران به طور مستقیم به دست می آورد. جامعه GPM که توسط ناسا و آژانس اکتشاف هوافضا ژاپن (JAXA) به عنوان جانشین جهانی TRMM آغاز شده است، کنسرسیومی از آژانس های فضایی بین المللی، از جمله مرکز National d'Études Spatiales - CNES، سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO) را تشکیل می دهد. اداره ملی اقیانوس و اتمسفر (NOAA)، سازمان اروپایی بهره برداری از ماهواره های هواشناسی (EUMETSAT) و دیگران. رصدخانه هسته GPM در تاریخ 27 فوریه 2014، ساعت 1:37 بعد از ظهر EST از مرکز فضایی Tanegashima، ژاپن آغاز به کار کرد. 

Coronaviruses - CoV خانواده بزرگی از ویروس ها هستند که باعث ایجاد بیماری از سرماخوردگی گرفته تا بیماریهای شدیدتر می شوند. طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی (WHO)، اگرچه پایداری در آب آشامیدنی امکان پذیر است، هیچ مدرک و مدارکی در مورد وجود کرونا ویروس ها در منابع سطحی یا زیرزمینی وجود ندارد یا از طریق آب آشامیدنی آلوده منتقل نمی شود.

با این حال، گسترش ویروس ارتباط نزدیکی با آب و فاضلاب دارد. تمیز کردن دست ها می تواند انتقال را کاهش داده و به سالم ماندن افراد کمک کند اما امروز میلیاردها انسان فاقد آب سالم، بهداشت و شستشوی دست هستند و بودجه کافی هستند.