فرونشست زمین، زنگ خطری جدی برای ایران، اکنون با نرخ بحرانی در تمامی استان‌ها در حال گسترش است. طبق گزارش‌ها، ۵ درصد از خاک کشور دچار فرونشست شده و استان‌هایی مانند کرمان و البرز، با فرونشستی تا ۴۰ سانتی‌متر در سال، از بیشترین آسیب‌ها رنج می‌برند. افت شدید سطح آب‌های زیرزمینی و کشاورزی غیراصولی از جمله عوامل اصلی این بحران هستند. درحالی‌که طرح‌های قانونی برای مقابله با این معضل در دستور کار قرار گرفته، کارشناسان تأکید می‌کنند که فقط پنج تا ده سال فرصت برای جلوگیری از مرگ آبخوان‌های کشور باقی مانده است.

نیروگاه‌ها در نواحی ساحلی به دلیل نزدیکی به منابع آب برای فرایندهای خنک ‌کننده و تولید انرژی، یکی از مهم‌ترین زیرساخت‌های حیاتی به ‌شمار می‌روند. در عین حال، به دلیل وجود سطح بالای آب زیرزمینی در این مناطق، مشکلاتی نظیر ورود آب به محل‌های حفاری و سازه‌های زیرزمینی نیروگاه‌ها بروز می‌کنند. به همین دلیل، استفاده از روش‌های زهکشی و Dewatering برای کنترل و مدیریت آب زیرزمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. پروژه حاضر با هدف طراحی و اجرای سیستم Dewatering برای یک نیروگاه در محدوده نوار ساحلی دریای سرخ عربستان انجام شده است. این ناحیه با ویژگی‌های خاص زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی خود، چالش‌هایی در زمینه مدیریت آب زیرزمینی ایجاد می‌کند که نیازمند استفاده از ابزارهای پیشرفته مدلسازی و شبیه‌سازی می‌باشد. در این راستا، نرم‌افزار GMS-MODFLOW به عنوان یکی از ابزارهای معتبر و پرکاربرد در زمینه مدل‌سازی جریان آب زیرزمینی انتخاب شده است. این نرم‌افزار با توانایی شبیه‌سازی دقیق وضعیت آبخوان‌ها، سطح آب زیرزمینی و تأثیرات اعمال روش‌های Dewatering، نقش مهمی در تحلیل و بهینه‌سازی این فرایند داشته است. هدف این گزارش، ارائه نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های انجام شده با GMS-MODFLOW، بررسی وضعیت آب زیرزمینی در محدوده پروژه، و ارائه راهکارهای موثر جهت کنترل و کاهش سطح آب زیرزمینی در محل توسعه سازه نیروگاه است.

پمپاژ شدید آب زیرزمینی که قبلاً به طور کامل شناخته نشده بود، عامل تخریب سفره های زیرزمینی و فرونشست زمین در ایران است. ما از یک بررسی ماهواره ای با وضوح 100 متر از سال 2014 تا 2020 برای ارزیابی پیامدهای اخیر استفاده از آب های زیرزمینی در سراسر کشور استفاده می کنیم. نتایج نشان می دهد که تقریباً 56000 کیلومتر مربع (3.5٪) از مساحت کشور در معرض فرونشست زمین است که عمدتاً به آبیاری مرتبط است. 3000 کیلومتر مربع از این منطقه نرخ فرونشست بیش از 10 سانتی متر در سال را تجربه می کند. حوضه آبریز فلات مرکزی میزبان دو سوم سفره‌های آب‌های رو به کاهش کشور است و مکان‌هایی با نرخ بالاتر از 35 سانتی‌متر در سال فرو می‌روند. نتایج نشان می‌دهد که کاهش سالانه آب زیرزمینی 1.7 میلیارد متر مکعب (BCM) از سفره‌های زیرزمینی محدود و نیمه محدود، با تراکم غیرکشسانی طولانی‌مدت برای اکثر سفره‌ها تقریباً یک مرتبه بزرگ‌تر از پاسخ الاستیک فصلی آنها است. این امر بر از بین رفتن دائمی سفره های زیرزمینی تاکید می کند که پایداری منابع آب در سراسر ایران را به خطر می اندازد.

حتی اگر یک مدل آب زیرزمینی همگرا شود، باز هم ممکن است خطاهایی در آن وجود داشته باشد که منجر به نتایج اشتباه شود. مدل آب زیرزمینی یک نمایش انتزاعی از سیستم آب زیرزمینی است. این یک ابزار است که می توان از آن برای شبیه سازی جریان، توزیع و کیفیت آب زیرزمینی استفاده کرد. مدل های آب زیرزمینی برای طیف وسیعی از اهداف از جمله:

محمد درویش گفت: طبق آخرین آماری که شرکت مدیریت منابع آب ایران و سازمان زمین شناسی منتشر کرده است، بدترین اوضاع را در اصفهان داریم. اصفهان گسترده‌ترین فرونشست‌ها را تجربه می‌کند و فرونشست وارد شهر شده و شبکه فاضلاب را نیز شکسته است. وی در ادامه درباره راهکار عبور از بحران فعلی آب اشاره کرد: ما باید به مدت ده سال طبیعت ایران را از هرنوع بارگزاری جدید محافظت کنیم، منابع آب زیرزمینی و سطحی ما نیز دیگر امکان تحمل بارگزاری جدید را ندارد. ما باید به سرعت هر نوع توسعه‌ای که منجر به استفاده بیشتر از آب در حوزه صنعتی و کشاورزی می‌شود را متوقف کنیم. تنها اولویت باید تامین آب شرب و سپس تامین حقآبه محیط زیستی باشد. دولت باید طرح تعادل بخشی سفره‌های اب زیرزمینی را مذنظر قرار دهد.

اگر دانشجوی هواشناسی نیستید، باید به پیش بینی آب و هوای محلی خود برای پیش بینی آب و هوای خوب اعتماد کنید - و جنوب ویسکانسین دارای پیش بینی های محلی بسیار خوبی است. وظیفه آنها تفسیر مدل های مختلف پیش بینی عددی آب و هوا است. مدل‌های عددی پیش‌بینی آب و هوا، یا NWP، مجموعه پیچیده‌ای از معادلات ریاضی را حل می‌کنند که بر اساس فیزیک است که نحوه حرکت هوا و نحوه تبادل گرما و رطوبت در سراسر جو را هدایت می‌کند.

مقدار قابل توجهی از عدم قطعیت همیشه با یک مدل آب زیرزمینی همراه است. این عدم قطعیت می تواند با مدل مفهومی یا با داده ها و پارامترهای مرتبط با اجزای مختلف مدل مرتبط باشد. برخی از پارامترهای مدل - مانند هدایت هیدرولیکی و شارژ مجدد - به ویژه مستعد عدم قطعیت هستند. کالیبره کردن یک مدل به مجموعه ای غنی از داده های مشاهداتی (چاه های نظارت، جریان و غیره) ممکن است تا حدودی این عدم قطعیت را کاهش دهد. با این حال، داده های کالیبراسیون اغلب کمیاب هستند، و حتی مدل های به خوبی کالیبره شده دارای سطح بالایی از عدم قطعیت هستند.

یک منبع مخزن محلی می‌تواند ورودی‌های ماهانه از پیش تعیین‌شده داشته باشد، رواناب را از حوضه‌های آبریز دریافت کند، سایت تقاضا و تصفیه خانه فاضلاب را بازگرداند، می‌تواند قابلیت ذخیره‌سازی بین ماه‌ها و قابلیت تولید برق آبی داشته باشد. برخلاف گره های مخزن رودخانه، آنها مستقل از هر سیستم رودخانه ای مدیریت می شوند.

هنگام ساخت شبکه ای برای مدل آب زیرزمینی خود، مطمئناً ساخت یک شبکه واقعاً تصفیه شده می تواند وسوسه انگیز باشد. در حالی که این وسوسه قابل درک است، مشکلات خاصی وجود دارد که می تواند ناشی از داشتن شبکه ای باشد که بیش از حد اصلاح شده است. این پست به برخی از دلایل جلوگیری از اصلاح بیش از حد شبکه خود در GMS اشاره می کند. البته دلایل موجهی برای اصلاح بخش هایی از شبکه شما وجود دارد. بخش هایی از شبکه که مناطق کلیدی هستند باید اصلاح شوند. این باید فقط در مناطق اطراف چاه ها یا سایر سازه هایی که برای مدل مهم هستند انجام شود. با اصلاح نواحی کلیدی، مناطق مهم شبکه در طول اجرای مدل مورد توجه بیشتری قرار خواهند گرفت. با این حال، پالایش بیش از حد شبکه شما می تواند باعث ایجاد برخی مشکلات شود، از جمله برخی از موارد زیر که در اینجا ذکر شده است.

عنوان کلاس ها:

1- مطالعات فیزیوگرافی، تحلیل منطقه ای و مدل سازی سیلاب بر اساس پروژه کاربردی.

(نرم افزار GIS مدل های HMS و TUFLOW)

2- مطالعات آب زیرزمینی (مدل سازی کمی و کیفی) بر اساس پروژه کاربردی.

(محوریت مدل MODFLOW)

مدرس:

بهزاد سرهادی - مشاور شرکت مادر تخصصی مدیریت منابع آب ایران (دریافت رزومه)

تلفن تماس برای هماهنگی های بیشتر:

09190622992

ظاهر شدن آب آزاد در سطح خاک که به آن حوضچه می گویند، باعث ایجاد رواناب در جهت شیب محلی می شود (شکل 1). همانطور که در بخش نفوذ منابع هیدرولوژی ذکر شده است، بارش باران می تواند با دو مکانیسم ایجاد حوضچه کند. مکانیسم اول شامل میزان بارندگی است که از نفوذپذیری خاک در سطح زمین فراتر می رود. مکانیسم دوم پر شدن ظرفیت خاک است، زمانی که یک لایه عمیق تر در خاک، جریان رو به پایین را محدود می کند و لایه سطحی تخلخل موجود خود را پر می کند. در مکانیسم اول، هد فشار آب سطحی خاک بیشتر از عمق آب نیست و با عمق کم می شود، در حالی که در مکانیسم دوم، هد فشار آب خاک تا رسیدن به لایه محدود کننده با عمق افزایش می یابد.

برای زمین شناسان، هیدروژئولوژیست ها، زمین آمار، مهندسان نفت و سایر متخصصان مرتبط، انتخاب نرم افزار مدل سازی سه بعدی زمین شناسی مربوط به نرم افزارهای گران قیمت و محدود بود که در واقع یک انتخاب "عملی" در چندین شرکت و موسسه بود. اگرچه انتخاب نرم‌افزاری که هر کسی برای مدل‌سازی واحدهای زمین‌شناسی از آن استفاده می‌کند، انتخاب هر شرکت یا حرفه‌ای است، اما شکاف بزرگی (با استفاده از اصطلاح زمین‌شناسی) در استفاده از این نرم‌افزار گران‌قیمت کاهش می‌یابد. اگر نرم افزار گران است، هزینه آموزش این نرم افزار چقدر است؟ اگر افراد کمی با نرم افزار خاصی مهارت داشته باشند، تغییر آن به نرم افزار دیگری چقدر آسان است؟ اگر افراد توانایی کاملی در مدیریت چندین نرم افزار نداشته باشند چگونه می توانند کیفیت یک نرم افزار را ارزیابی کنند. همانطور که مشاهده کردید، محدودیت در مجوزها منجر به این شکاف های کاهشی، نقص در کیفیت و نفوذ ناآگاهی حرفه ای می شود.

با خرسندی اعلام می کنیم که برنامه کامل مجمع رهبران نوظهور آب (9-11 نوامبر 2021) در حال حاضر موجود است! این نسخه حول یک سوال بسیار مهم متمرکز شده است: چگونه متخصصان جوان صنعت آب را از طریق تغییرات مخرب هدایت می کنند؟ این موضوع از منظر آب و هوا، همه گیری و اقتصادی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. این انجمن در سه جلسه مختلف تشکیل شده است، یعنی پن ، کارگاه و جلسه شبکه. مشاهده برنامه کامل برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد متخصصان بین المللی که جلسات را هدایت می کنند.

WMS محصول قدرتمند شرکت Aquaveo نرم افزاری تخصصی در زمینه مدل‌سازی حوضه‌های آب‌خیز و منابع آب زیر زمینی بوده که توانسته است طیف کاملی از ابزارهای مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل منابع آبی را برای تمامی فازهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی در یک محیط واحد ارائه دهد. این نرم افزار ابزارهای قدرتمندی برای مدل‌سازی فرایندهای خودکار شامل استخراج اتوماتیک حوزه آب‌خیز، محاسبه پارامترهای هندسی، محاسبه همپوشانی لایه‌ها در GIS، استخراج مقطع عرضی از داده‌های عوارض زمین و طراحی سیستم‌های لوله‌کشی مقابله با طوفان به مهندسین ارائه می‌کند.

با انتشار SMS 13.1، ما توانایی تولید نمودارهای مانیتور و نمودارهای ساختاری را از راه حل موفقیت آمیز اجرای مدل SRH-2D اضافه کرده ایم. در این پست خلاصه ای از این ویژگی های جدید و توضیح مختصری در مورد نحوه استفاده از آنها ارائه می شود. SMS اکنون توانایی تولید نمودارهای راه حل در مکانهای نظارت یا مکانهای ساختاری را با استفاده از مجموعه داده های راه حل ایجاد شده در طول اجرای مدل دارد. اگر پس از اجرای SRH-2D اصلاحاتی را در پوشش ایجاد کردید، مطمئن شوید که SRH-2D را با پوشش به روز شده دوباره اجرا کنید تا نمودارها با خروجی های SRH-2D مطابقت داشته باشد.

مدل های آب زیرزمینی اغلب نیاز به مقابله با مقدار نسبتاً عدم قطعیت دارند، به ویژه هنگامی که مدل ها داده های کالیبراسیون محدودی در دسترس دارند. یک رویکرد مدل سازی تصادفی می تواند با استفاده از مجموعه ای از مدل ها برای برآورد احتمال برخی از نتایج خاص، یک گزینه مفید برای مقابله با این عدم اطمینان باشد و GMS چند ابزار و روش برای استفاده از این روش ارائه می دهد. در این پست برخی نکات و نکات در مورد مدل سازی تصادفی در GMS بررسی می شود.

GMS Premium محصول شرکت کمپانی Aquaveo نرم افزاری با رابط کاربری گرافیکی و کاملاً قابل فهم است که قابلیت‌های فراوانی را در زمینه مدل‌سازی و شبیه‌سازی سه‌ بعدی آب‌های زیرزمینی در اختیار کاربرانش قرار می‌دهد. مدل‌های سه‌ بعدی ساخته شده توسط این نرم افزار در واقع سیستم واقعی آب‌های زیرزمینی را شبیه‌سازی می‌کند تا کاربر قادر به تجزیه و تحلیل، مدیریت و همچنین بررسی کنش‌ها و واکنش‌ها در یک سیستم هیدرودینامیکی باشد.

بسیاری از افرادی که مدل های تجربی و محیطی را استفاده کرده اند، تصور می کنند هیچ گاه قادر به استفاده عملی از آنها برای بهره مندی در دنیای واقعی نخواهند بود. درحالی که می دانیم توسعه سازه های عظیم و مدیریت یکپارچه جهانی آب، بدون ابزار کامپیوتری محال است. در این پست قصد دارم برای شما از توانمندی نرم افزار GMS و البته مدل شناخته شده MODFLOW در زیرمجموعه این نرم افزار، با ذکر یک نمونه اجرایی بگویم. در واقع این یکی از مدل سازی هایی است که برای یک محدوده آب زیرزمینی در سایت بیسین انجام دادیم. مجموعه وسیعی از داده ها و مطالعات برای پیش برد این مدل استفاده شد. نتیجه چیزی است که شرح آن خواهد رفت.

MODFLOW یک نرم افزار محبوب مدل منبع آب زیرزمینی محبوب است که توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده تهیه و پشتیبانی و نگهداری می شود. برنامه MODFLOW که اولین بار بیش از 35 سال پیش منتشر شد، به مجموعه نرم افزاری غنی برای شبیه سازی جریان آب زیرزمینی، انتقال املاح و طیف وسیعی از سایر فرآیندهای مربوط به آبهای زیرزمینی تبدیل شده است.

بسیاری از انواع شرایط مرزی MODFLOW (به عنوان مثال، مسیر عمومی، رودخانه ها، نهرها، زهکش ها) دارای یک پارامتر هدایت یا انتقال جریان هستند. MODFLOW از انتقال برای تعیین مقدار آبی که به دلیل تنشهای شرایط مرزی در مدل خارج یا به آن وارد می شود، استفاده می کند. هنگام استفاده از یک مدل مفهومی، نحوه محاسبه و وارد کردن اصطلاح قابلیت انتقال بستگی به این دارد که شی ویژگی چند ضلعی، خط یا نقطه باشد. قبل از توضیح کامل این، یک بررسی کوتاه در مورد تعریف قابلیت انتقال مناسب است.

درباره مباحث این پروژه بدانید

علاوه بر مقدار آب زیرزمینی، جامعه به طور کلی به جنبه های کیفیت نیز علاقه مند است. این علاقه از هدف استفاده از آن نشات می گیرد. در کشاورزی، نمک زدایی مسئله مهمی است که باید پوشش داده شود. این آب زیرزمینی شور می تواند از طریق آبیاری یا اثرات آن در مناطق ساحلی حاصل شود.

استفاده از مدل های جامد می تواند به مدل سازی چینه نگاری پیچیده برای MODFLOW کمک کند. GMS اجازه می دهد تا با استفاده از مدل های جامد، پیچیدگی را به پروژه های MODLOW خود اضافه کنید. ماژول جامد برای مدل سازی جامدات استفاده می شود که پس از آن باید در مدل MODFLOW قرار گیرد تا مواد جامد در اجرای مدل MODFLOW گنجانده شوند.