به سبب کاراییِ بی نظیر مدلساز GMS در فراهم آوری فضای تولید و توسعه مدل های آب زیرزمینی در انواع و اقسام متنوع خود؛ بی شک استفاده از ورژن های نهاییِ این نرم افزار برای دانش پژوهانی که قصد فراگیری علوم بروز در این زمینه را دارا هستند ضروری می نماید. در این پست دو روش جهت فعال سازی نرم افزار معرفی شده است. یک روش دریافت لایسنس موقت و روش دوم دریافت سریال فعال سازی دائمی نرم افزار با سفارش آنلاین.

     حفاظت و استفاده بهینه از منابع آب از اصول توسعه پایدار هر کشور می باشد. آب های سطحی جاری یا رودخانه ها از مهم ترین منابع آب هستند که نقش مهمی در تامین آب مورد نیاز فعالیت های مختلف مانند کشاورزی، صنعت، شرب و تولید برق دارند. بسیاری از برنامه ریزی های منابع آب در کشورها بر اساس پتانسیل بالقوه منابع آب سطحی می باشد . آگاهی از کیفیت منابع آب یکی از نیازمندی های مهم در برنامه ریزی و توسعه منابع آب و حفاظت و کنترل آنها می باشد. بدیهی است که برای آگاهی از کیفیت منابع آب و تولید اطلاعات مورد نیاز باید پایش انجام شود. چرا که داشتن اطلاعات جامع، صحیح و قابل اطمینان با دوره های زمانی مناسب می تواند عامل مهمی در تصمیم گیری ها و سیاست گذاری ها باشد.

     نرم افزار SEEP2D توسط مهندسین ارتش آمریکا برای مدل سازی مسائل مختلف آب از جمله شبیه سازی و مدل سازی میزان جریان و جهت نشت از دایک ها و سد های خاکی توسعه یافته است. نرم افزار GMS یا Groundwater Modeling System به عنوان پیش و پس پرداز برای مدل های مختلفی از جمله مدل SEEP2D بکار گرفته می شود.

    مدل سه بعدی انتقال یا Modular Three-Dimensional Transport Model که به صورت خلاصه MT3D نامیده می شود. در سال 1990 توسط زینگ در موسسه پاپادوپولوس و شرکا توسعه داده شده است. در سال های گذشته ویرایش های مختلفی از این مدل در مدل سازی انتقال آلودگی به بکار گرفته شده است. قابلیت ها و مجموعه هایی از جمله واکنش های ژئوشیمی و بیولوژیکی به آن اضافه شده و با مدل MODFLOW نیز تلفیق گردیده و به عنوان MT3DMS و یا Modular Transport 3D Multi Species جهت استفاده کارشناسان عمومیت پیدا کرده است.

معرفی نرم افزار

Seep/w یک محصول نرم افزاری با المانهای متناهی است که از آن می‌توان در مدل سازی نحوه جابجایی و توزیع فشار آب منفذی در داخل مواد متخلخل مثل خاک و صخره استفاده کرد. فرمولاسیون جامع و گسترده آن امکان آنالیز مسائل ساده و بسیار پیچیده نشت آب را فراهم می‌آورد. این نرم افزار در آنالیز و طراحی پروژه‌های ژئوتکنیکی، عمرانی، هیدرولوژیکی و معدن کاربرد دارد. Seep/w یک محصول گرافیکی با حافظه 32 bit است که تحت میکروسافت ویندوز کار می‌کند.

کاربردها

Seep/w یک برنامه کلی آنالیز نشت آب است که هم جریان محیطهای اشباع و هم غیر اشباع را مدل سازی می‌کند. خیلی بهتر از دیگر نرم افزارهای مشابه می‌تواند مسائل واقعی را حل کند و محدوده وسیعتری را نیز پوشش می‌دهد. برای اینکه نتایج آنالیز به طور فیزیکی واقعی باشند لازم است که در مدل سازی آب زیرزمینی جریان غیراشباع را نیز در نظر بگیریم. در خاکها، ضریب هدایت هیدرولیکی و میزان گنجایش حجمی آب، یا آب ذخیره شده به صورت تابعی از فشار آب منفذی تغییر می‌کند. نرم افزار seep/w ، این روابط را به صورت تابع پیوسته‌ای مدل سازی میکند. اکثر دیگر نرم افزار‌های مشابه این مسئله را در نظر نمی‌گیرند. که به جای آن از یک سری فرضیات غیر واقعی فیزیکی استفاده می‌کنند که در واقع توابعی مرحله‌ای هستند. به عنوان مثال، درفشار آب منفذی صفر و بزرگتر از آن (یعنی زیر سطح ایستابی آب)، مقدار هدایت هیدرولیکی آب به صورت اشباع فرض می‌شود و یا در فشار آب منفذی کوچکتر از صفر (یعنی بالای سطح ایستابی آب)، مقدار هدایت هیدرولیکی آب صفر است. استفاده از چنین توابع مرحله‌ای غیر واقعی در مدل سازی قابلیت هدایت هیدرولیکی خاک و میزان گنجایش حجمی آب می‌تواند منجر به نتایج نادرست شود. در این مجموعه نمونه‌هایی از گونه‌های مختلف مسائلی را که می‌توان با استفاده از نرم افزار مدل سازی کرد، آورده شده است. در اینجا بر روی مسائلی که دارای آنالیز جریان هم در محیطهای اشباع و هم غیر اشباع هستند بیشتر تاکید شده است چرا که مدلهایی که فقط می‌توانند جریان اشباع را بررسی کنند، کفایت نمی‌کند.

مقدمه:

     مصارف بی رویه و کنترل نشده منابع آب سطحی و زیرزمینی، کاهش نزولات جوی، تمرکز مصرف در برخی نقاط (عدم تعادل بین تقاضا و پتانسیل تأمین آب)، الگوی کشت نامناسب و عدم آبیاری صحیح، حفر چاه های متعدد و بهره برداری بی برنامه از آنها در چند دهه گذشته باعث بحرانی شدن وضعیت منابع آب زیرزمینی در اکثر دشت های ایران شده است. به نحوی که سطح آب زیرزمینی در برخی آبخوان های مهم کشور به طور مداوم سیر کاهشی داشته و متوسط افت سالانه آن در طول 10 سال گذشته در حد چند متر بوده است.

     کاهش سطح تراز آب زیرزمینی دشت ها اثرات سوء زیادی دارد و باعث افزایش هزینه استحصال آب و افزایش مصرف انرژی، کاهش کیفیت آب و ظهور پدیده فرونشست زمین می گزدد. هر کدام از این عوامل پیامدهای منفی ثانویه دارند. به عنوان نمونه با کاهش حجم آب قابل برداشت و افزایش هزینه استحصال، سطح زیر کشت محصولات کشاورزی کاهش یافته و در مقابل قیمت ها افزایش می یابد. افزایش قیمت ها باعث بی ثباتی اقتصادی در جامعه شده و زمینه ساز بحران های اجتمایی می گردد. از طرف دیگر با کاهش سطح زیر کشت محصولات، عملا به توسعه زمین های لم یزرع و بیابان زایی در منطقه افزوده می شود. بیابان زایی نیز تشدید پدیده شکل گیری ریزگرد ها را در پی دارد و الی آخر...!

    الحاقی HEC-GeoRAS مجموعه ای از روش ها، ابزارها، و خدمات برای پردازش داده های مکانی در ArcGIS با استفاده از یک رابط گرافیکی کاربر (GUI) است. رابط کاربر امکان آماده سازی داده های هندسی برای ورود به HEC-RAS و پردازش نتایج شبیه سازی استخراج شده از HEC-RAS را می دهد. جهت ایجاد فایل ورود، کاربر باید یک مدل موجود از فرم دیجیتال زمین (DTM) سیستم رودخانه را در فرمت ArcInfo TIN داشته باشد.  آنگاه کاربر به ایجاد یک سری از تم های خطی مربوط به توسعه داده های هندسی HEC-RAS می پردازد. تم های ایجاد شده به شکل جریان مرکزی می باشند، جریان مسیر مرکزی (اختیاری)، کناره کانال اصلی (اختیاری)، و برش سطح مقطع خطوط ارجاع شده به عنوان تم RAS می باشند.

    تم های اضافی RAS ممکن است برای استخراج داده های هندسی اضافی جهت وارد شدن به HEC-RAS ایجاد یا مورد استفاده قرار گیرند. این تم ها شامل کاربری اراضی، خاکریز ترازبندی، نقشه جریان بی اثر، و مناطق ذخیره سازی است.

نرم افزار HEC-SSP یک سیستم یکپارچه نرم افزاری است که برای استفاده تعاملی در یک محیط چند tasking طراحی شده است. این سیستم از یک رابط گرافیکی کاربر (GUI)، اجزای تجزیه و تحلیل آماری جداگانه، بخش ذخیره سازی داده ها و قابلیت های مدیریت، نقشه برداری، گرافیک، و ابزارهای گزارش تشکیل شده است.

در طی یک دوره از سال های طولانی، مرکز مهندسی هیدرولوژیک ایالات متحده از انواع بسته های آماری که به انجام تجزیه و تحلیل دوره بازگشت و همچنین دیگر محاسبات آماری پرداخته اند، حمایت کرده است. از لحاظ تاریخی، برنامه هایی که بیشترین استفاده را در مجموعه مهندسان دریافت کرده بودند HEC-FFA (تجزیه و تحلیل دوره بازگشت سیل) و STATS (تجزیه و تحلیل آماری سری زمانی داده) بود. FFA شامل روش بولتن 17B بود که توسط مجموعه مهندسان برای تجزیه و تحلیل دوره بازگشت جریان اتخاذ شده بود. بسته نرم افزاری STATS هم برای تجزیه و تحلیل آماری داده های سری زمانی استفاده می شد.

ام اف لاب یا MFLAB

ام.اف.لب. که مخفف آزمایشگاه MODFLOW میباشد، فضایی کارآمد و به آسانی قابل تغییر برای مدل سازی کار آمد آبهای زیرزمینی میباشد. این برنامه برای استفاده از تعدادی از بسته های برنامه نویسی مدفلو مانند MT3DMS، SEAWAT و غیره طراحی شده است. ام اف لب قابلیت اجرایی در نسخه آتی وجدید این برنامها را هم دارد. این بسته های برنامه نویسی متعدد هستند و هر کدام برای مدل سازی نوع خاص از روند آبهای زیرزمینی یا شرایط مرزی آنها طراحی شده اند (مراجعه کنید به سایت). ارجعیت برنامه هایی مانند برنامه هایی نام برده شده در اینست که بصورت رایگان در دسترس عموم قرار داده شده اند. این برنامه ها روزانه به طور گسترده ای توسط گروه زیادی از مدل سازان آبهای زیرزمینی در سرتاسر جهان مورد استفاده قرار میگیرند. در ام اف لب جریان کار مدل سازی بصورت نوشتن متن میباشد و به همین دلیل قابل ویرایش و باز تولیدی است. برخلاف ام اف لب، دراستفاده از رابطهای گرافیکی کاربرموجود اگر ویرایش و باز تولیدی امری غیر ممکن نباشد بسیار دشوار خواهد بود. ام اف لب ازمحیط تعاملی (قابل کار برای دو طرف( متلب (یا محیط های اکتاو یا اسکی لب که بطور مجانی قابل دسترس هستند.) بهره برداری میکند تا : ١. مدل سازی کند ٢. تا داده های ورودی آنها را بنویسید ٣. تا برون داد های آنها را پردازش کرده به تصویر بکشاند ٤. این در صورتی است که ام اف لب یک فایل اکسل را به عنوان متن چند صفحه ای برای شبیه سازی پارامترها و به عنوان قسمتی از یک دستورالعمل استفاده میکند.

هیدرولوژی یا Hydrology که بعضا به آن آبشناسی هم گفته می شود به معنای وسیع کلمه علم چگونگی آب است. یعنی علمی که در مورد پیدایش، خصوصیات و نحوه نوزیع آب در طبیعت بحث می کند. اما عملا واژه هیدرولوژی به شاخه ای از جغرافیای فیزیکی اطلاق می شود که گردش آب در طبیعت را مورد بررسی قرار می دهد. بر اساس تعریفی که انجمن دولتی علوم و فناوری آمریکا برگزیده است، هیدرولوژی علم مطالعه آب در کره زمین است؛ و در مورد پیدایش، چرخش و توزیع آب در طبیعت، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب، واکنش های آب در محیط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث می کند. اگرچه عموم شناخت کاربران از واژه هیدرولوژی مصور حرکت و توزیع آب در سطح زمین است اما در عین حال بخشی از چرخه آب در طبیعت در زیر سطح زمین صورت می گیرد که منابع آب های زیرزمینی یکی از اجزاء آن محسوب می شود. البته آنچه که به نام آب های زیرزمینی یا Groundwater نامیده می شود نباید با آب زیر سطحی یا Sub-Surface Water یکسان قلمداد شود.