اندازه گیری رودخانه

در حالی که نهرها و رودخانه ها ممکن است در بسیاری از ویژگی ها و پارامترهای آنها با دریاچه ها، حوضچه ها و مخازن در اشتراک باشند، اما در عین حال آنها دارای یک کیفیت دیگر هستند که سبب متمایز شدنشان از بدنه ساختاری دیگر اجزاء آب شیرین است: جنبش. رودخانه یک پارامتر کیستون است که بر روی بسیاری از دیگر جنبه هیدرولوژی و کیفیت آب اثر گذار است. اگر چه این جنبه های دیگر ممکن است فقط مثلا به عنوان سلامت یک رودخانه حیاتی باشند - و یا فقط به عنوان لوازم پروژه های خاص قابل اجرا - اما آنها ممکن است با انواع دیگر ساختار آب شیرین، در بسیاری از جهات و در فصل های دیگر همپوشانی کمی و کیفی داشته باشند. به همین دلیل، این بخش در درجه اول در مرحله ایجاد ایستگاه اندازه گیری تخلیه و دبی رودخانه تمرکز خواهد کرد.

علت اهمیت مانیتورینگ سیل

در حالی که برخی مناطق به جاری شدن سیل از دیگر نواحی در معرض ابتلا بیشتری هستند، استقرار سیستم های هشدار سیل در نزدیکی هر آبراهه بزرگ و یا ساختار آبی، اطلاعات حیاتی که می تواند از اموال محافظت کرده و منجر به نجات جان انسان ها شود را فراهم می کند. البته، روش هشدار سیل به عنوان موثر ترین راه، فراتر از نصب و راه اندازی سنجه ها و تجهیزات اندازه گیری از دور بوده، و در همین مورد شامل گسترش و استخدام کارکنان واجد شرایط، روش های دقیق طراحی شده برای ارائه اولین هشدار شامل مواردی نظیر اینکه آیا یک سیل باید انتظار رود؟ چه هنگامی آن سیل رخ می دهد؟ و شدت آن چگونه خواهد بود؟... است. این راهنما آموزش های مهمی را به افراد، جوامع و سازمان های علاقه مند به ایجاد و راه اندازی سیستم های هشدار سیل ارائه می دهد.

ابزار ArcCN-Runoff توسط دو دانشمند Min-Lang Huang و Xiaoyong Zhan ساخته شده است. با این ابزار شما میتوانید در محیط ArcGIS لایه شماره منحنی رواناب یا CN و نقشه رواناب را محاسبه کنید. و این امر در صورتی ممکن است که شما داده های خاک (HydroGroup) و کاربری اراضی را در اختیار داشته باشید.

توسعه و استفاده از ابزار ArcCN-Runoff، به عنوان بک گسترش نرم افزاری و یا اصطلاحا Extension در ArcGIS  توسط ESRI@ گزارش، شده است. این ابزار می تواند برای تعیین شماره منحنی رواناب، برای محاسبه رواناب و نفوذ در یک رویداد بارش که در حوضه اعمال می شود، بکار رود. اجرای تکنیک های GIS مانند انحلال عوارض، مقطع سازی، و جدول شماره منحنی مرجع می تواند منجر به بهبود بهره وری محاسبات شود. زمان پردازش فنی ممکن است از روز و هفته برای تولید نقشه شماره منحنی رواناب و نقشه های مکانی متنوع، حتی به ساعت کاسته شود. در همین مورد در حدود 22 برنامه کاربردی برای یک حوضه آبریز در لیون کانتی و اوسیجی کانزاس، در ایالات متحده، ارائه شده است.

سفره‌های آب زیرزمینی برای مصون‌ماندن از خشکی نیاز دارند تغذیه شوند تا حجم آب آنها تا حدودی حفظ شوند. سامانه‌های ذخیره - بازیافت آبخوان به‌عنوان ابزاری برای متعادل نگاه‌داشتن سطح آب زیرزمینی و احیای آبخوان‌ها، از مشکلات حجم زیاد پساب جلوگیری و همچنین اُفت زیاد سطح آب زیرزمینی را جبران می‌کند.

امروزه منابع آب زیرزمینی از مهم‌ترین ذخایر آب در دنیا به‌شمار می‌روند و استفاده بی‌رویه از این ذخایر باعث اُفت بیش از حد سطح آب‌های زیرزمینی شده است، تا حدی که دشت‌های زیادی را در معرض نابودی قرار داده است. از سوی دیگر با صنعتی‌شدن جوامع و افزایش جمعیت در کلان‌شهرها سالانه حجم زیادی پساب تولید می‌شود که بسیاری از کلان‌شهرها را با مشکل روبرو کرده است. ذخیره- بازیافت آبخوان (Aquifer Storage and Recovery) یکی از روش‌های ذخیره آب است که امروزه مورد توجه کارشناسان قرار گرفته است. می‌توان از ذخیره پساب تصفیه‌خانه‌ها در آبخوان‌های مناسب با بهره‌گیری از این روش، از یک ‌سو دشت‌ها را نجات داد و از سوی دیگر مشکلاتی را که ممکن است پساب ایجاد کند رفع کرد.

طبقه بندی سیستم های سنجش از دور

طبقه بندی سیستم های سنجش از دور انجام شده در این راهنما در شکل نمایش داده شده است. دو طبقه بندی اول از سمت چپ بر اساس  خواص فیزیکی سنجند هها است که مورد اول با نام طبقه بندی بر اساس ناحیه طیفی و مورد دوم با نام طبقه بندی بر اساس منبع انرژی آورده شده است. در طبق هبندی سوم، ارتفاع سکوها به عنوان  معیار انتخاب شده است. در طبقه بندی چهارم، به ترتیب قدرت تفکیک های مکانی، طیفی و زمانی و رادیومتریکی تحت عنوان طبقه بندی بر اساس قدرت تفکیک مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به هندسه تصویربرداری از سطح زمین، طبقه بندی پنجمی نیز صورت پذیرفته است.

مروری بر فیزیک سنجش از دور

به منظور بررسی نحوه تراکنش بین امواج تابشی واصله از خورشید یا سنجنده های مختلف و جو و نیز طیف های مختلف طول موج الکترومغناطیس و خصوصیات فیزیکی این امواج لازم است مبانی و اصول کاربردی در این تراکنش مشخص شده و از لحاظ فیزیکی و سنجش از دوری بررسی شود.

تابش الکترومغناطیس

در سنجش از دور وجود منبع انرژی برای روشنایی بخشیدن به اشیا مورد نیاز است. این انرژی از نوع تابش الکترومغناطیسی است. تمامی تابشهای الکترومغناطیس دارای خصوصیات اولیه ای می باشند و نیز رفتار قابل پیش بینی براساس نظریه امواج دارند. تابش الکترومغناطیس شامل میدان الکتریکی E که اندازه آن در راستای عمود بر سیر تابش متغیر است و میدان مغناطیسی M است که عمود بر میدان الکتریکی است. هر دوی این میدانها با سرعت نور سیر می کنند (شکل بالا).

ضرورتی که حدود نیم قرن پیش عنوان شده بود و در این مدت به اجرا نرسید، اکنون در حال تبدیل شدن به فاجعه ای زیست محیطی است.

سد دز که نخستین و تنها سدی است که بر روی رودخانه دز احداث شده، در سال 1341 به بهره برداری رسید. در همان زمان، مهندسان مشاور ایتالیایی مشغول به کار در این طرح، از لزوم احداث سدی در بالادست سد دز خبر دادند که بهره وری و مدت بهره برداری از سد دز را افزایش دهد. حدود 10 سال بعد یعنی در دهه 50 شمسی، متخصصان سدسازی امریکایی که در ایران به مطالعات برخی حوضه های آبریز مشغول بودند، بار دیگر بر لزوم احداث سدی در بالادست سد دز تأکید کردند تا در آینده با انباشت رسوبات در این سد مواجه نشویم.

جریان انرژی و اطلاعات در سنجش از دور

به طور کلی طرح های استفاده از منابع آب را می توان در چهار فاز مطالعاتی، برنامه ریزی و طراحی، اجرایی و مدیریتی تقسیم بندی نمود. راهنمای حاضر عمدتا در چهارچوب فاز مطالعاتی جهت تعیین و استخراج پارامترهای موثر بر مطالعات هیدرولوژیکی حوضه های آبریز تدوین گردیده است  مطالعات منابع آب شامل مطالعات هواشناسی/اقلیم شناسی، هیدرولوژیکی (آبهای سطحی) و آبهای زیرزمینی است.

معرفی کلیات و موقعیت منطقه، شبکه سنجش، بررسی و ارزیابی کیفیت داده های آب و هواشناسی، تحلیل بارندگی، دما، نم نسبی، باد، ساعات روشنایی و تشعشع خورشیدی و تبخیر و تعرق، تحلیل وضعیت فیزیوگرافی حوض ههای آبریز،تهیه، تحلیل منحنی های هم ارزش و... از نیازهای اساسی مطالعات هواشناسی و اقلیم است. تهیه اطلاعات پوشش و شاخص های گیاهی، انجام مطالعات زمین آمار، تحلیل مدل های بارش - رواناب، تحلیل فرسایش و سیلاب در محیطهای دوبعدی و سه بعدی و به ویژه در سیلاب دشتها، تهیه و پردازش نقش ههای رقومی و اطلاعات پایه برای مطالعات آب های سطحی و زیرزمینی، تهیه داده های ثانویه برای مطالعات آبهای زیرزمینی و نحوه مد لسازی آب های زیرزمینی و... از مراحل مهم مطالعات هیدرولوژیکی حوضه های آبریز است.

مهندس"رضا راعی" رئیس موسسه گنجینه ملی آب ایران

در سال 1992 میلادی در شهر ریودوژانیرو – برزیل کنفرانسی برگزار شد که موضوع مورد بحث در آن «محیط زیست و توسعه سازمان ملل» بود که در بیست و یکمین دستور جلسه آن برای اولین بار روز جهانی آب مطرح شد. از کلیه کشورها خواسته شد تا در راستای اجرای بیانیه 21 سازمان ملل، روز 22 مارس که مصادف با دوم فروردین است و بنام روز جهانی آب نامگذاری شد. این روز را به عنوان روز ترویج و آگاه‌سازی مردم در مورد آب اختصاص داده و از طریق پخش و اشاعه نشریات و برگزاری کنفرانس‌ها، سمینارها و نمایشگاه‌ها در گرامیداشت آن بکوشند از سال 1994 تاکنون جهت اجرایی کردن این مهم هر ساله شعاری در نظر گرفته شد که در ارتباط با مسائل حیاتی حساس آن زمان بوده است. نامگذاری سال‌ها به شرح زیر بوده است:

ویپ و بررسی اقتصادی سناریو ها 

اگر چه در منابع دیگر در مورد توانایی‌های ویپ توضیحاتی به عمل آمده است، اما در این بخش نیز با توجه به هدف و میزان استفاده ای که از قابلیت‌های ویپ انجام شده به صورت مختصر اشاره می‌گردد. در واقع با استفاده از یک مدل آب زیرزمینی همچون MODFOLOW می‌توان شرایط هیدروژئولوژیکی یک منطقه را مدلسازی کرد. با توجه به برخی از راهبردهای مدیریتی در حد تنظیم سطح آبخوان به صورت کمی از اینگونه مدل ها استفاده کرد. اما نکته حائز اهمیت اینست که "با ارائه این گونه راهبردها که یک جانبه نگری می‌کنند تا چه حد می‌توان اکتفا کرد؟" درصورت اکتفا به یک راهبرد مدیریتی در مدیریت یک منبع آبی نمی‌توان به برخی سوالات و مفروضات همچون موارد اشاره شده زیر پاسخ داد، و کماکان بدون جواب خواهند ماند.

خطرات طبیعی

خطرات طبیعی (Natural Hazards) مانند سیل و خشکسالی، رویدادهایی هستند با منشاء چرخه آب که با نشانه‌هایی چون بارشهای کم یا زیاد، طغیان رودخانه‎ها و سایر پدیده‎ها شناخته میشوند. این مخاطرات قادر است بر زندگی میلیون‌ها نفر تاثیر گذاشته، امنیت انسان‌ها را به خطر انداخته و فعالیت‌های اقتصادی-اجتماعی را مختل کنند.

برای پی بردن به اهمیت این نوع مخاطرات کافی است در نظر گرفته شود که بین سال‌های ۱۹۹۱ تا ۲۰۰۰ میلادی بیش از ۶۶۵ هزار نفر در ۲۵۵۷ سانحه طبیعی جان سپردند که ۹۰ درصد آن‌ها مربوط به چرخه آب بوده است. فقط در سال ۲۰۰۳ بیش از ۲۵۷ میلیون نفر گرفتار خطرات طبیعی شدند. بطور معمول سیل ۵۰ درصد از خطرات طبیعی مرتبط با آب را تشکیل می‌دهد. خشکسالی ۱۱ درصد، امراض عفونی مرتبط با آب ۲۸ درصد، قحطی ۲ درصد را تشکیل می‌دهد. رانش زمین نیز خطر مهم دیگر این گروه است. به عبارت دیگر این موارد، ۵ خطر مهم طبیعی هستند که با چرخه آب ارتباط دارند. سهم قاره‌های مختلف از آسیب و خسارتهای این خطرات نیز مشخص شده است. آسیا ۳۵ درصد ، آفریقا ۲۲درصد، آمریکا ۲۰ درصد، اروپا ۱۳درصد و اقیانوسیه هم ۳۰ درصد. 

در ۱۱ می ۲۰۱۱، زمین‌لرزه ۱/۵ ریشتری جنوب اسپانیا را لرزاند. این زمین‌لرزه سبب مرگ نه نفر شد و خسارت شدیدی به ساختمان‌ها در شهر لورکا وارد کرد. اثر تخریبی این زمین‌لرزه مایه شگفتی بود، چرا که بزرگی آن زیاد نبود. محققان دانشگاه تورنتو با مطالعه گسل همجوار شهر لورکا در جنوب اسپانیا به این نتیجه رسیده‌اند که برداشت آب زیرزمینی، عامل وقوع زمین‌لرزه بوده است.

شهر ۷۳۰۰۰۰ نفری کوماموتو روی آبخوانی به همین نام در مجاورت رودخانه شیراکاوادر جزیره کیوشوی ژاپن قرار دارد. این آبخوان با ساختار زمین‌شناسی منحصر به فرد خود، تنها منبع تامین آب فعالیت‌های مختلف این شهر و حومه آن است. (تصویر شماره 1)

کشت برنج در بخش میانی حوضه آبریزشراکاوا به روش غرقابی و با استفاده از آب رودخانه سابقه ۴۰۰ ساله داشت و همین اقدام، آبخوان کوموموتو را ۵ تا ۱۰ بار بیشتر از سایر اراضی تغذیه می‌کرد. در دهه‌های ۷۹ و ۸۰ به دلیل غیر اقتصادی شدن کشت برنج در این نواحی، اراضی شالیکاری بلا استفاده و خشک شدند. 

جدول 1: تعداد محدوده ها و آبخوان ها به تفکیک حوضه های آبریز درجه 1

شبکه سنجش منابع آب زیرزمینی 

بررسی های انجام شده نشان می دهد که از حدود 1648000 کیلومترمربع وسعت کشور، تنها 260000 کیلومتر مربع آن واجد لایه های آب دار بوده و یا به عبارت دیگر تحت پوشش آبخوان ها می باشد. بنابراین شبکه سنجش سطح آب زیرزمینی در گستره مورد اشاره ودر مناطقی تاسیس شده است که مخزن آب زیرزمینی یا آبخوان وجود داشته است. 

شبکه سنجش منابع آب زیرزمینی به مجموعه چاههایی اطلاق میشود که در نقاط مختلف آبخوان حفاری و تجهیز شده و با اندازه گیری تغییرات سطح آب زیرزمینی در آن ها، وضعیت عمومی تغییرات سطح آب  یک آبخوان را می توان مورد بررسی قرار داد. 

معرفی نرم افزار سنجش از دور ENVI

کلمه Envi کوتاه شده عبارات The Environment For Visualizing Images می باشد و این نام برای سیستم نرم افزاری متحول و پیشرفته ای جهت پردازش تصاویر استفاده شده است. آنچه در ابتدا می بایست بدانید این است که نرم افزار ENVI جهت انجام و اجرای برخی از نیازهای خاص به خصوص استفاده از داده های ماهواره ای طراحی شده است. در این نرم افزار مشاهده اطلاعات بصورت کامل و جامع، همچنین آنالیز و پردازش تصاویر در ابعاد و اندازه های مختلف به نحوی کاملا کاربرپسند ارائه می شود.

این برنامه یکی از محصولات معروف شرکت ESRI آمریکا هست که در زمینه سیستم های اطلاعات مکانی کاربرد دارد.

ARCGIS نرم افزاری است بسیار آسان برای کاربردهای GIS، که به کاربران این امکان را می دهد که به سادگی اطلاعات مکانی و داده های توصیفی را برای ایجاد نقشه ها ، جداول و نمودارها به کارگیرند و به عبارت دیگر ArcGis نرم افزاری است که اجازه ساخت یک سیستم کامل اطلاعات مکانی را فراهم می کند. این نرم افزار شامل ابزارهایی برای برنامه سازی ، ایجاد نقشه ها و مدیریات آنها ، سرور برای پشتیبانی در سطح سازمان و پشتیبانی از سیستمهای موبایل و بیسیم است . این نرم افزار ابزارهای لازم برای جستجو ، تحلیل داده ها و نمایش نتایج را با کیفیت مناسب در اختیار کاربران قرار می دهد . قابلیتهای عمده این نرم افزار عبارتند از:

بررسی تجربیات بین‌المللی به ما می آموزد که نباید راه‌حل‌ها مطرح شده در اصلاح ساختار انگیزه‎های مربوط به حکمرانی منابع آب زیرزمینی را به صورت یکنواخت و بدون توجه به شرایط اجتماعی و اکولوژی کشورها اعمال کرد. بدین منظور در یک بررسی،مطابق شکل یک کشورها را به پنج دسته تقسیم شده است.

گروه اول با رنگ سفید، آن‌هایی هستند که مسئله‌ای در ارتباط با آب زیرزمینی ندارند. آنهایی که با رنگ قهوه‌ای مشخص شده است، کشورهای صنعتی هستند که به شدت به ابزارهای اقتصادی وابسته‌اند و نظام اداری قوی و مقررات خیلی جدی دارند. کشورهایی که با رنگ زرد مشخص شده است، کشورهای خاورمیانه البته به جز ایران، را در بر می‌گیرد. در این کشورها اساساً نظام معیشتی مبتنی بر کشاورزی در آن وجود ندارد. کشورهای با رنگ سبز روشن، کشورهایی با واحدهای بزرگ کشاورزی هستند، که شرایط اکولوژی و اجتماعی متفاوتی دارند. اما کشورهای با رنگ قرمز، شامل جنوب آسیا، چین، ایران، شمال آفریقا و آمریکای مرکزی همگی دارای نظام‌های خرده مالکی و کشاورزی معیشتی هستند.

به عقیده تونی آلن، مدیریت تقاضا همان «مسیر نرمی» است که جامعه صنعتی از دهه ۱۹۷۰ به جای مسیر قبلی خود (مسیر سخت) انتخاب کرده و مهم ترین شاخص آن مدیریت تقاضا است. وی در این مورد چنین توضیح می دهد: 

"منظور از مدیریت تقاضا چیست؟ منظور رویکردی به مدیریت آب است که در جوامع صنعتی متداول است و اصطلاحا به آن «مسیر نرم» گفته می شود. رویکرد مسیر نرم عبارت است تلاش برای تغییر رفتار کاربران با استفاده ترکیبی از مقررات و مشوق ها. این رویکرد در مقابل رویکرد « مسیر سخت» قرار می گیرد که عبارت است از ذخیره سازی، انتقال دادن و پمپ کردن آب اضافی. در واقع، مدیریت به روش مسیر سخت، از دهه ۱۹۷۰ برای دموکراسی های صنعتی از نظر سیاسی در حکم یک تابو بوده است. تنها در شرایط بحرانی(بحران های زیست محیطی، اجتماعی، پزشکی یا نظامی) این احتمال وجود دارد که روش های «مسیرسخت» در این جوامع به اجراگذاشته شود.

پنجره زنجیره مارکف عمودی

پنجره کمکی در تعریف زنجیره مارکف عمودی. این پنجره از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

بخش طرح

بخش زنجیره مارکوف 

بخش صفحات گسترده

هر سه بخش توسعه 1D زنجیره مارکوف در جهت عمودی را میسر می سازد.

بخش پلات شامل آرایه ای از منحنی ها، زمینه ویرایش فاصله بندی تاخیر، دکمه محاسبه، و فاصله تاخیر حدأکثری برای زمینه پلات ویرایش است. تعداد پلات ها در آرایه تولید شده به تعداد مواد استفاده شده در شبیه سازی ارتباط دارد. اگر به تعداد n ماده استفاده می شود، یک رایه N در N پلات احتمالات انتقال برای هر یک از مواد را با توجه به هر ماده دیگر نشان می دهد. هر طرح با یک نام و واحد برچسب شده و می تواند با یک فرمان در منوی تولید شده توسط راست کلیک کردن بر روی منحنی در بخش پرسش به حداکثر اندازه برسد. این منحنی ها به صورت خودکار در هر زمان بازسازی از یک تغییر در بخش های دیگر در پنجره دیالوگ دوباره سازی می شوند.

موقعیت حوضه های آبریز و آبخوان ها در کشور

مقدمه

آب زیرزمینی به عنوان یک منبع مهم واستراتژیک برای تامین مصارف شرب و بهداشت، کشاورزی وصنعت همواره مورد توجه بوده واز دیر باز مورد بهره برداری قرارمی گرفته است. این منبع در مقابل تغییرات اقلیم پایداربوده و با توجه به حجم ذخیره خود می تواند در درازمدت پاسخگوی نیازها باشد و از این دیدگاه نیز دارای اهمیت بسزایی است.

آمار و اطلاعات موجود درطول نیم قرن اخیرنشان می دهد که باتوسعه صنعت وتکنولوژی مرتبط با حفاری و پمپاژ چاهها، بهره برداری از این منبع گسترش یافته و بدلیل افزایش جمعیت ونیاز روز افزون به آب، برداشت ها نسبت به تغذیه بیشتر و بیشتر شده و این روند به تدریج سبب افت سطح  ایستابی  آب زیرزمینی، کاهش حجم مخزن و بهم خوردن تعادل در بیلان منابع آب آبخوان های کشور شده است.

تغییرات در وضعیت کمی آبخوان ها از طریق اندازه گیری سیستماتیک سطح ایستابی آب زیرزمینی در چاههای مشاهده ای و بررسی و تجزیه و تحلیل آنها صورت می گیرد.

ارزیابی اثرات زیست‌محیطی راهسازی در حریم رودخانه‌های استان مازندران در محیط GIS و ارائه راهکارهای مدیریتی

ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان آبرفتی ایذه با استفاده از GIS و مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی

ارزیابی تاثیر قدرت تفکیک‌پذیری (resolution) اطلاعات ماهواره‌ای در تعیین سطح تحت پوشش برف و آب معادل (مطالعه موردی سد لتیان)

ارزیابی رواناب حاصل از ذوب برف در یک حوضه آبریز با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره‌ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی

ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان آبرفتی ایذه با استفاده از GIS و مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی

سه روش برای تولید مدل سازی تصادفی در GMS  با استفاده از MODFLOW در ورژن  2000 یا 2005 وجود دارد. اول، پهنه بندی پارامتر با استفاده از هر یک از روش نمونه گیری تصادفی، نمونه برداری مکعب لاتین، و یا زمینه گاوسی برای تولید نتایج مختلف می باشد. روش دوم استفاده از شبیه سازی شاخص های تولید شده توسط ابزار T-PROGS می باشد. سوم، روش فضایی تهی مونت کارلو (NSMC) است؛ که به تولید مدل های متعدد با مجموعه های مختلف از پارامترها اقدام می کند (در GMS 9.0 و ورژن های بعد از آن).

پس از تولید نتایج شبیه سازی تصادفی، کاربر می تواند این نتایج را با استفاده از جستجوگر پروژه بررسی کرده و ببینید. کاربر همچنین می تواند نتایج را با استفاده از Wizard و یا ابزار تجزیه و تحلیل آماری به منظور بررسی ریسک راه حل های تصادفی اصلاح نماید.