آب زیرزمینی - بزرگترین منبع آب شیرین در جهان- برای کشاورزی آبی و بنابراین امنیت غذا اهمیت حیاتی دارد. با این همه، خالی‌شدن سفره‌های آب زیرزمینی در سطح گسترده، هم در مناطق نیمه‌خشک و هم مرطوب جهان رخ داده است. برداشت بیش از اندازه آب زیرزمینی برای آبیاری در مناطقی که آب زیرزمینی به کُندی تجدید می‌شود، علت اصلی خالی‌شدن آبخوان‌ها به شمار می‌آید و تغییر اقلیم می‌‌تواند این مشکل را در برخی مناطق تشدید نماید. خالی‌شدن سفره‌های آب زیرزمینی، در بالاآمدن تراز دریا تأثیر داشته و به طور محسوسی از میانه قرن بیستم شتاب گرفته است. ولی اثرات برداشت بی‌رویه در مناطق مهم کشاورزی آشکارتر است. تولید غذا در این مناطق تنها در صورتی در بلندمدت پایدار خواهد ماند که ترازهای آب زیرزمینی تثبیت شود. بدین منظور، تغییر اساسی در نحوه‌ای که سیستم‌های آب زیرزمینی

آزمایش های آبخوان (آزمایش های پمپاژ، آزمایش های اسلاگ و آزمون های سطح-ثابت) برای تخمین مقادیر مشخصه مکان برای خواص هیدرولیک آبخوان ها و آکیتاردها انجام می شود. با این حال، در شرایط خاص، اطلاعات مربوط به ویژگی های هیدرولیکی یک مکان ممکن است در صورت لزوم در دسترس نباشد. به عنوان مثال، مطالعات شناسایی یا محاسبات محدوده ممکن است نیاز به ارزش های هیدرولیکی قبل از تحقیق در محل داشته باشد.

در بخش های زیر ارزش های مقادیر موجود ضرایب هیدرولیکی برای هدایت هیدرولیکی افقی و عمودی، ضریب نگهداری، آبدهی ویژه و تخلخل ارائه شده است. اگر این اطلاعات مربوط به مکان مطالعه شما در دسترس نیست یا برای بررسی نتایج آزمایشات آزمایشگاهی به چنین اطلاعاتی نیازمند هستید، به این مقادیر در جداول زیر مراجعه کنید.

برای منشأ آب‌های زیرزمینی تئوری‌های متعددی بیان گردیده است که از همه مهمتر تئوری نفوذ آب در زمین است. قسمت بزرگی از آبی که به صورت برف و باران به زمین می‌رسد در زمین نفوذ کرده و پس از برخورد با سنگ‌ها و طبقات غیرقابل نفوذ مخازن آب‌های زیرزمینی را می‌سازند. این تئوری را نخستین بار فیزیکدانی فرانسوی به نام ماریوت، در قرن ۱۸ میلادی بیان گردید و پس از چندی لومونوسوف آن را تأیید کرد. با این توصیف که ترکیب شیمیایی این آب‌ها پس از نفوذ در زمین ثابت نمی ماند و بر حسب سنگی که در آن جریان یافته است تغییر می‌یابد. تئوری فوق مدتی مورد پذیش بود ولی در مورد آب‌هایی که در مناطق مختلف زیرزمینی محبوس بودند 

Packet Transient Well

حالا ما می توانیم شیء بسته چاه را ایجاد کنیم که از نوع flopy.modflow.ModflowWel است.

این مجموعه آموزشی در سایت بیسین نشان خواهد داد که استفاده از FloPy برای توسعه مدل MODFLOW ساده است. توجه داشته باشید که می توانید این اسکریپت آموزش داده شده در پایتون را از اینجا دریافت کنید.

شروع آموزش: مقدمه و نحوه فعال سازی

اگر FloPy به درستی نصب شده باشد، می توان آن را به صورت زیر وارد کرد:

عنوان: The Full Economic Cost of Groundwater Extraction

عنوان به فارسی: هزینه کل اقتصادی استخراج آب زیرزمینی

شرح مختصر

وقتی شمار بزرگی از زارعان از یک حوضه آب زیرزمینی بهره‌برداری می‌کنند (مستقل از یکدیگر)، زارعان انگیزه چندانی برای به کاربستن شیوه‌های صرفه‌جویانه که عمدتاً به نفع زارعان دیگر خواهد بود ندارند. این وضعیت به برداشت بیش از حد آب زیرزمینی منجر می‌شود. وقتی هزینه برقی که زارعان بابت پمپاژ آب زیرزمینی می‌پردازند، کمتر از هزینه کامل برق باشد، این مشکل می‌تواند تشدید شود؛ در حالی که این مشکل را می‌توان تا اندازه‌ای با تأمین منطقی‌تر برق برطرف ساخت. این نوشتار یک چارچوب تحلیلی را بنا می‌کند که برای توصیف خصوصیات برنامه‌های کارآمد مدیریت آب زیرزمینی از نظر اقتصادی، شناسایی نحوه‌ای که مجموع تصمیمات فردی مصرف آب زارعان، از مصرف کارآمد منبع فاصله می‌گیرد، و بررسی نحوه‌ای که سیاست‌های مرتبط با آب و برق می‌تواند کارآیی را بهبود بخشد به کار می‌آید. نشان داده می‌شود که تدبیر بهینه برای نرخ‌گذاری برق استفاده‌شده برای پمپاژ آب زیرزمینی از دو عنصر اصلی تشکیل می‌شود:

تخلیه سریع منابع آب زیرزمینی در ایران و حرکت شتابان آن به سوی بحرانی جدی در امنیت آبی و غذایی مسئله‌‌‌ای است با اهمیت در ابعاد منطقه‌ای- و شاید حتی جهانی. تنش آبی کنونی ایران، بخشی ناشی از شرایط هیدرولوژیکی و اقلیمی آن سرزمین است. ولی شاید به طور عمده نتیجه ده‌ها سال تحریم گوناگون است که سوء مدیریت سیاسی بر پیچیدگی‌های آن افزوده و نمی‌گذارد گامی در تخفیف این بحران رو به رشد که می‌رود صدمات جبران ناپذیری بر کشور وارد کند، صورت گیرد.

شواهد چندین ساله مشخص کرده است که منابع آب های زیرزمینی در آدامز، فرانکلین، لینکلن و شهرستان گرانت ایالت واشنگتن در حال کاهش است. در برخی موارد به میزان قابل ملاحظه ای. این منابع برای اهداف کشاورزی، صنعتی و شهری مورد استفاده قرار می گیرند و به همین ترتیب یک عنصر حیاتی از اقتصاد منطقه هستند. محدوده آبرسانی زیرزمینی حوضه کلمبیا (GWMA) یک تلاش عام است برای درک بیشتر در مورد وجود، در دسترس بودن و استفاده از منابع آب زیرزمینی در چهار ناحیه که مجموعا بیش از 8،300 مایل مربع را پوشش می دهد. این درک تلاشی است در حال حاضر جهت بهبود مدیریت منابع و قرار است برای حمایت از برنامه های منابع آبی آینده، از جمله پیگیری گزینه های تامین آب مورد بهره برداری باشد.

PEST.cloud سایتی است که شما را قادر می سازد تا مدل خود را بر روی ابر مایکروسافت Azure با استفاده از PEST_HP کالیبره کنید. اجرای PEST در ابر آسان است. شما فقط باید مدل خود را آپلود کنید، تعدادی از عوامل محاسبه را انتخاب کنید و استقرار دهید. برای یک مرور کلی از آنچه انتظار می رود از رابط PEST.cloud، اینجا کلیک کنید.

آنچنان که در ذیل می خوانید، سایت انتشار دهنده کد PEST برای بهبود کارایی و شخصی سازی کد واسنجی خود راهنمای کاربرد و توسعه مدل را برای برنامه نویسان ارائه می دهد. توضیحات زیر می تواند برای علاقه مندان به شبیه سازی های محیطی و بخصوص آب زیرزمینی کارا باشد.

چه ویژگی جدیدی در PEST نسخه 14 است؟ چند رفع اشکال و برخی از بهبود کارایی های جزئی. با این حال، تغییر بزرگ سازگاری با PEST_HP - در نسخه جدید PEST است که طراحی آن برای استفاده در محیط های بسیار موازی مانند حالت ابری بهینه سازی شده است. شما می توانید PEST_HP را از وب سایت PEST.cloud دریافت کنید.

در سطح جهان، حدود ۷۰ درصد آب برداشت‌شده یا منحرف‌شده به مصرف کشاورزی می‌رسد. این سهم در برخی حوضه‌های آب زیرزمینی به ۹۹ درصد هم می‌رسد. مناطق کشاورزی در سطح جهان اُفت ترازهای سطح آب زیرزمینی را تجربه کرده‌اند، و سیاست‌گذاران را به تلاش برای کاهش نرخ برداشت در سطح حوضه از طریق سیاست‌های جدید واداشته‌اند. این سیاست‌ها عموماً با هدف کاهش استفاده مصرفی آب زیرزمینی- یک هدف کلیدی مدیران آب- در پاسخ به پمپاژ آب زیرزمینی برای آبیاری پیاده می‌شوند.

مدیریت چاه های مشاهده ای و پیزومترها عبارت است از سیاست گذاری و ارائه روش های صحیح و اصولی و نیز کنترل صحت انجام اندازه گیری ها و نظارت بر طراحی ، بهره برداری و نگهداری از شبکه چاه های مذکور.

• نظارت بر طراحی و اجرای شبکه.
• نظارت بر جمع آوری آمار و اطلاعات آب زیرزمینی.
• نظارت بر تهیه نقشه موقعیت چاه های مشاهده ای موجود.
• نظارت بر انتخاب چاه های مشاهده ای موجود (چاه های مشاهده ای ممکن است به صورت موقت انتخاب شوند).
• نظارت بر اعمال ضوابط طراحی شبکه چاه های مشاهده ای و پیزومترها.
• نظارت بر اجرای صحیح حفاری چاه های مشاهده ای و پیزومترها.
• نظارت بر ترازیابی چاه های مشاهده ای و پیزومترها و کنترل صحت آن ها.
• نظارت بر تجهیز چاه های مشاهده ای و پیزومترها و کنترل صحت آن ها شامل: لوله جدار، مهار چاه و درپوش مناسب به شکلی که اندازه گیری سطح آب، لایروبی و پمپاژ آن ها ممکن باشد.
• نظارت بر رعایت حریم چاه های مشاهده ای و پیزومترها در ارتباط با حفر چاه های بهره برداری.

قائم ‌مقام وزیر نیرو با بیان اینکه در نیمی از دشت‌های کشور وضعیت ممنوعیت مصرف آب وضع شده و جز دشت‌های ممنوعه هستند، گفت: ذخایر زیرزمینی آب از ۱۳۰ به ۱۰۰ میلیارد متر مکعب کاهش یافته است.

ستار محمودی امروز در نوزدهمین همایش ملی بهداشت محیط و توسعه پایدار با بیان اینکه آمار می‌گوید که تا سال ۲۰۵۰ میلادی حدود ۵۵ درصد نیازهای آبی بشر از منابع آب زیرزمینی استحصال می‌شود، گفت: اگر به همین صورت ادامه یابد، حدود ۷۰ درصد کشورهای جهان به نوعی با تنش آبی مواجه خواهند شد.

قائم مقام وزیر نیرو با اعلام اینکه سازمان ملل متحد در سال ۲۰۰۵ میلادی به عنوان اهداف هزاره سوم با حضور ۱۱۹ کشور جهان مصوباتی داشت تا به بیشترین عارضه‌هایی که گریبانگیر بشر است، بپردازد، تصریح کرد: سازمان ملل مصمم شده تا در برنامه‌های خود سه هدف اصلی شامل ریشه کنی فقر و گرسنگی، کاهش مرگ و میر کودکان و تضمین پایدار محیط زیست را در دستور کار قرار دهد.

ایرانیان از آغاز بهره برداری از منابع آب اعم از چاه، قنات، چشمه و یا رودخانه به فکر رعایت حریم کمی منابع آب بوده اند، چراکه همواره نوعی نگرانی برای صاحبان یک منبع آب وجود داشته که ایجاد منبع آبی جدید اثرات سوء و نامطلوب بر منبع قدیمی آب بگذارد. بنابراین تعیین حریم یک منبع آبی نوعی اطمینان خاطر برای صاحبان آن و از سوی دیگر هشداری بود به افرادی که می خواستند منبع جدیدی در حوالی یک منبع قدیمی آب ایجاد نمایند و آنها را ملزم به رعایت حریم می نمود. امروزه با رشد جمعیت و افزایش تعداد چاه ها و استفاده بی رویه از آب های زیرزمینی جهت مصارف شرب، صنعت و کشاورزی از یک طرف و نفوذ زه آّب ه ای کشاورزی، نفوذ پساب های صنعتی و فاضلاب های شهری به داخل آبخوان ها و هم چنین استقرار کاربری های نامناسب در اطراف منابع آبی از طرف دیگر، تغییرات قابل ملاحظه ای در کیفیت آب های زیرزمینی به وجود آمده است. بنابراین علاوه بر تعیین حریم کمی، لزوم تعیین حریم کیفی براساس معیارهای علمی و کاربردی جهت اعمال مدیریت صحیح بر حفاظت و بهره برداری از منابع آب زیرزمینی و بالاخص حفاظت از کیفیت این منابع آب با ارزش بیش از گذشته احساس می گردد.

به طور کلی قبل از شروع تهیه مدل ریاضی کیفی آب های زیرزمینی، ابتدا باید هدف از تهیه مدل مشخص شود. به خصوص آن که پس از تهیه مدل، چگونه می توان از این مدل جهت مدیریت کیفی آبخوان استفاده کرد. بنابراین اولین گام در فرآیند مدل سازی، تعریف اهداف و در پی آن تهیه مطالعات پایه کیفیت آبخوان مورد نظر می باشد. مهم ترین کمکی که شناخت اهداف می تواند در روند مدل سازی ارائه کند، در نظر گرفتن جزییات و دقت کار بوده و این که با چه درجه از دقت، مدلسازی باید انجام گیرد. مثلا داده های مورد نیاز، شبکه بندی منطقه و انتخاب روش مناسب حل معادلات و یا مدل مناسب برای منطقه، کاملا متاثر از اهداف مدل می باشند.

در گام دوم با توجه به این که پیش نیاز مدل کیفی آبخوان، تهیه مدل کمی و یا مدل ریاضی جریان در آب های زیرزمینی می باشد، لذا در این گام، مدل کمی باید تهیه شود. این مدل به عنوان منبعی از اطلاعات مورد نیاز در مدل کیفی مانند سرعت جریان و داده های بیلان آب در هر یک از گره های مدل عمل می کند. به همین جهت مدل و همچنین گزارش فنی مدل ریاضی جریان باید با دقت کامل تهیه شده و در دسترس باشد تا بتوان از آن به سهولت در روند تهیه مدل کیفی استفاده کرد.

بررسی مناطق با پتانسیل آبی

    اولین قدم برای اقدام به حفر چاه بهره برداری آب، شناسایی سازندهای با قابلیت ذخیره سازی و آبدهی مناسب می‌باشد. اصولا منابع تامین آب زیر زمینی به دو دسته تقسیم می‌شود.

الف- منابع آبی مستقر در زمینهای آبرفتی

ب- منابع آبی مستقر در سازندهای آهکی واجد شکستگی و غار

    رسوبات آبرفتی ریز دانه همراه با خاک رس، سازندهای مارنی‌ و یا سنگهای متراکم یکپارچه رسوبی، آذرین و یا دگرگونی بدون شکستگی و درز و شکاف نمی‌توانند برای تأمین آب به حساب آیند. ضمناً بهتر است در سازندهای آهکی مارنی و یا رسوبات تیپ آبرفتی که بوسیله سیمان سیلیسی و یا آهکی بهم جوش خورده‌اند با احتیاط بدنبال آب جستجو کرد.

     نخستین آزمایش ردیابی ثبت شده در تاریخ به بیش از 1900 سال پیش باز می گردد. در این آزمایش از خرده های کاه برای پی بردن به سرچشمه رودخانه ای در اردن استفاده شد. از آن پس تاکنون روش های گوناگون ردیابی به وسیله بشر به کار گرفته شده است. هم اکنون در مطالعات منابع آب زیرزمینی و همچنین شاخه های دیگر منابع آب مانند آب های سطحی، یخ و برف و دیگر شاخه های مهندسی روش های ردیابی کارایی گسترد های دارند.

     در گذشته کاربرد عمده ردیاب ها در آب های زیرزمینی در پی بردن به مواردی همچون جهت، مسیر، سرعت و زمان عبور آب بوده است. امروزه با توجه به روند رو به افزایش آلودگی منابع آب های سطحی و زیرزمینی  علاوه بر موارد فوق مواردی همچون پخشیدگی و انتقال آلاینده ها نیز مورد توجه می باشد. به منظور شناخت و حفاظت کیفی منابع آب داشتن دانشی دقیق از رفتار مواد آلاینده در درون این سیستم ضروری است که به کمک روش های ردیابی می توان این رفتار را تا حدود زیادی شبیه سازی نمود.