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.

توسعه نرم افزار منبع باز ابزارهای شگفت انگیز جدیدی را در همه زمینه ها به ارمغان می آورد. در هیدروژئولوژی و مدل سازی آبهای زیرزمینی تعداد روزافزونی از بسته های نرم افزاری و نرم افزاری خاص منبع باز وجود دارد. ما می خواستیم جدیدترین کتابخانه های مربوط به پایتون مربوط به هیدروژئولوژی را جمع آوری کنیم، از مراجع درخواست کردیم و از طریق وب تحقیق کردیم تا لیست زیر را به شما ارائه دهیم.

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.

نقشه های عمق سیلاب (سطح تراز آب) یکی از ابزارهای پرکاربرد در تعیین میزان خطرات سیلاب و بیانگر میزان عمق جریان سیلاب در هر موقعیت از منطقه تحت تاثیر سیلاب است. عمق جریان سیلاب می تواند بر اساس مدل سازی (یک بعدی یا دو بعدی) رودخانه، تحلیل های آماری و یا داده های مشاهداتی پس از وقوع سیلاب در منطقه تعیین گردد. این نقشه ها یکی از اطلاعات پایه به منظور تهیه نقشه های خطر و خطرپذیری سیلاب محسوب می شوند و در مدیریت سیلاب و برنامه ریزی های شهری و برون شهری به کار می روند.

نمونه ای از یک نقشه پهنه سیلابی با دوره بازگشت های مختلف

نقشه پهنه سیل

نقشه های پهنه سیل اولین، ساده ترین و کم هزینه ترین نقشه هایی می باشند که به منظور تعیین میزان خطرات سیل تهیه می شوند. نقشه های پهنه سیل برای سیلاب های با دوره بازگشت های مختلف در یک منطقه ارائه می شوند. این نقشه ها باید گویای این مطلب باشند که چه جاهایی در منطقه از جمله راه ها ، راه آهن، واحدهای مسکونی، صنعتی، اراضی کشاورزی و سایر کاربری ها در هنگام وقوع سیل غرقاب خواهند شد. پهنه سیل گیر سیلاب دشت ها عموما با در نظر گرفتن اثر سازه های کنترل سیلاب مانند خاکریزها، آبشکن ها (اپی ها) و سایر موارد ارائه می شوند ولی می توانند در صورت فرض شکست سازه های سیل بند در نقاط بحرانی نیز تهیه شوند. این نقشه ها یکی از اطلاعات پایه به منظور تهیه نقشه های خطر و خطرپذیری سیلاب محسوب می شوند.

به طورکلی نقشه های سیلاب به دو دسته نقشه های خطر سیلاب و نقشه های خطرپذیری سیلاب طبقه بندی می شوند . نقشه های خطر سیلاب نقشه هایی است که در آن ها مشخصات مربوط به سیل که معرف میزان خطر سیل هستند، ارائه می شوند و ناحیه بندی میزان خطر در سیلاب دشت صرفا بر اساس مشخصات هیدرولیکی سیل تعیین می شود و نقش عواملی مانند کاربری اراضی و شرایط اقتصادی و اجتماعی در آن ها لحاظ نمی گردد. اما در تهیه نقشه ها ی خطرپذیر ی سیلاب تاثیر عوامل کاربری اراضی در سیلاب دشت، شرایط اقتصادی و اجتماعی و میزان آسیب پذیر بودن منطقه در برابر وقوع سیل نیز در نظر گرفته می شود.

آیا برای اجرای مدل MODFLOW یا MODFLOW-USG خود نیاز به استفاده از چندین پردازنده دارید؟ استفاده از چندین پردازنده می تواند زمان پردازش مدل را تسریع کند. به منظور استفاده از پردازنده های متعدد برای MODFLOW در GMS، حل کننده SAMG ابزار لازم برای این کار را فراهم می کند.

حل SAMG توسط موسسه Fraunhofer برای الگوریتم ها و محاسبات علمی (SCAI) ساخته شده است. این شامل یک کتابخانه از زیرروالها برای حل بسیار کارآمد سیستم های خطی بزرگ معادلات با ماتریس های پراکنده است. SAMG از لحاظ مقیاس پذیری از نظر عددی تقریباً بدون قید و شرط دارای یک مزیت است. این بدان معنی است که هزینه محاسباتی با استفاده از SAMG به طور خطی به تعداد ناشناخته ها بستگی دارد.

این ضابطه با عنوان«راهنمای تهیه نقشه‌های خطرپذیری سیلاب»، به بررسی انواع نقشه‌های سیلاب و کاربردهای آن، روش‌ها و متدولوژی تهیه نقشه‌های خطر سیلاب، نقشه‌های خطرپذیری سیلاب و مطالعات مربوط به آن و مراحل تهیه نقشه‌های مذکور، می‌پردازد و در نهایت شرح کلی خدمات‌ مطالعات تهیه نقشه‌های پهنه‌بندی خطر سیل و مطالعات تهیه نقشه‌های خطرپذیری سیل را ارائه می‌دهد.

با توجه به نقش مهم مدیریت سیلاب دشت در کاهش اثـرات مخـرب سـیلاب هـا، تهیـه پهنـه هـای خطرپـذیری سـیل ، مهمترین ابزار مدیریت سیلابدشت میباشد. علاوه بر آن، وجود نقشههای خطرپذیری برای هرگونه اقدامات کنتـرل سـیل، سیستم های پیش بینی و هشدار سیل، بیمه سیل و به طور کلی جهت اقدامات سـازه ای و غیرسـازه ای مهـار سـیل، لازم و ضروری است.