3.7 طبقه بندی مدلهای ریاضی

در عملکرد معیارها، طبقه بندی زیر از نتایج مدلهای ریاضی در نظر گرفته شده است:

الف) از نظر تکامل سیستم، مدل ها عبارتند از:

• در رژیم ثابت (حالت پایدار در هیدرولیک)؛
• در رژیم پویا (حالت ناپایدار در هیدرولیک).

2.7 مدل های فیزیکی، قیاسی و ریاضی

این مدل ممکن است به عنوان یک تصویر متعارف از یک پدیده یا فرآیند تعریف شود، به گونه ای ساخته شده است که ویژگی های اساسی را برای اهداف تحقیق منعکس می کند. این ویژگی خاص ناشی از محدودیت مدل سازی است. مدل ها نمی توانند واقعیت را با تمام پیچیدگی های خود بازتولید کنند، زیرا در این حالت مدل جایگزین واقعیت خواهد شد (که مطالعه، همانطور که نشان داده شده، دشوار، مهم و حتی گاهی غیرممکن است).

آیا به دنبال راهی برای رسم رسانایی مناطق زهکشی در مدل آب زیرزمینی خود هستید؟ اگر مدل منطقه ای بزرگی دارید که شامل مناطقی با شبکه زهکشی متراکم (خندق، زهکشی کاشی و غیره) است، می توانید این را برای نشان دادن یک سیستم زهکشی پراکنده افزایش دهید. هنگام انجام این کار، نه تنها خندق های مجزا با بسته بندی تخلیه (DRN)، بلکه کل مناطق وجود دارد. با استفاده از GMS می توانید کانتور این مناطق زهکشی را ایجاد کنید.

Shapefile ها حاوی داده های ارزشمندی هستند که می توانند برای مدل سازی در WMS استفاده شوند. اگر یک shapefile موجود دارید که دارای قوس هایی است که جریان هایی را برای منطقه ای که مدلسازی می کنید، مشخص می کند، می توانید از آن shapefile برای تعریف جریان های پروژه WMS خود استفاده کنید. انجام این کار می تواند شما را از داشتن دستی تعریف قوس های جریان نجات دهد.

با انتشار SMS 13.1 beta، ابزاری جدید به جعبه ابزار Dataset اضافه شده است. جعبه ابزار Dataset شامل ابزارهای زیادی برای ایجاد مجموعه داده های جدید از داده های موجود در پروژه شما است. جعبه ابزار Dataset شامل ماشین حساب داده و همچنین ابزارهایی برای مقایسه مجموعه داده ها و تکمیل توابع خاص است.

8.6 اظهارات نهایی

رویکرد هیدرولیکی به عملکرد مسیریابی با پیچیدگی روند انتشار جریان از طریق یک رودخانه یا یک شبکه رودخانه قابل توجیه است.

حتی اگر علاقه هیدرولوژیکی به مسئله مسیریابی را بتوان با برخی از مدل های نوع یکپارچه برآورده کرد، دلایل ایمنی برای هر پروژه رودخانه ای ضرورت محاسبه دقیق تر متغیرهای جریان را ایجاد می کند.

لایه آب معادل برف AMSR2 میزان آبی را که در کیسه برف در نیمکره شمالی و جنوبی وجود دارد، اندازه گیری شده در واحد میلی متر را نشان می دهد. روش دیگر برای بررسی آن این است که اگر تمام برفها فوراً ذوب شوند، این می تواند عمق آن آب باشد. لایه معادل آب برف برای ارزیابی میزان آبی که در کیسه برف وجود دارد مفید است و می تواند برای ارزیابی رواناب سطحی هنگام ذوب برف و ارزیابی آب برای مناطق در ارتفاعات پایین استفاده شود. دستگاه Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) یک دستگاه رادیو متر مایکروویو منفعل است که با تابش مایکروویو در 12 کانال و 6 فرکانس از 6.9 تا 89 گیگاهرتز در ماهواره مأموریت مشاهده تغییرات جهانی - Water 1 (GCOM-W1) سکنو دارد.

بارش شدید باران از 9 ژانویه 2020 منجر به جاری شدن سیل در سراسر استان های هرمزگان، کرمان و سیستان بلوچستان در جنوب ایران شد. سیل باعث ویرانی هزاران خانه، آواره شدن صدها نفر و حداقل سه کشته گردید. جفت تصویر کاذب با رنگ بالا در سه استان قبل (چپ) و بعد از باران باران (راست) باران را نشان می دهد. این تصاویر توسط Spectroradiometer Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) در ماهواره Aqua ناسا (باندهای 7-2-1) در 8 ژانویه 2020 و 13 ژانویه 2020 به دست آمده است. براساس یک گزارش خبری، بیش از 100 میلی متر (4 اینچ) در سه روز در سیستان بلوچستان باران بارید. ای مقدار معمولاً در طول یک سال کامل در منطقه می بارد.

1.5 مسیریابی یا روندیابی رودخانه

در چرخه طبیعی آب می توان سه عامل اصلی هیدرولوژیک را شناسایی کرد (شکل 1.5):

• عملکرد تولید، مورد استفاده برای جداسازی کل بارندگی و بارندگی موثر؛
• عملکرد انتقال، تبدیل بارندگی موثر در تخلیه رودخانه؛
• عملکرد مسیریابی، در مورد تبدیل جریان در امتداد رودخانه ها.

مدل MODFLOW 6 آخرین نسخه MODFLOW است. ما نمی توانیم این نسخه را به عنوان جدید قاب کنیم زیرا در ماه مه سال 2017 منتشر شده است زمانی که QGIS 3 حتی منتشر نشده است یا پایتون 3.6 آخرین نسخه است. از نظر دیدگاه هیدروژئولوژی تغییرات به سرعت انتظار نمی رود و تعداد کاربران MODFLOW 6 در حال افزایش است اما ابزارهای پردازش قبل و بعد از محدودیت محدودیت هایی دارند که می توانند بهترین نرم افزار را برای عموم مردم به کار گیرند.

6.1 طبقه بندی سیستم ها

الف) با توجه به ماهیت سیستم مورد تجزیه و تحلیل:

سیستم های طبیعی (جهان، زمین، حوضه های رودخانه، موجودات زنده و غیره) ؛ سیستم های طبیعی بسته به میزان دانش ساختار داخلی آنها ممکن است به صورت جعبه سیاه، جعبه خاکستری یا حتی جعبه سفید نشان داده شوند. سیستم های مصنوعی توسط انسان ساخته و پرداخته می شوند (سیستم های فنی، اقتصادی، مفهومی، اطلاعاتی، اجتماعی).

سیستم آبخوان صحرای شمال غربی (NWSAS) که توسط الجزایر، لیبی و تونس به اشتراک گذاشته شده است، بزرگترین ذخیره گاه آب زیرزمینی آفریقای شمالی است که از زندگی و معیشت 4.8 میلیون نفر ساکن پشتیبانی می کند. سیستم آبخوان که یک منبع حیاتی آب است و بیش از 1 میلیون کیلومتر مربع در یک محیط بسیار خشک گسترش می یابد، به دلیل کمبود شارژ طبیعی بسیار طبیعی آسیب پذیر است. فشارها بر روی آب طی سه دهه گذشته با ظهور کشاورزی جدید صنعتی در حال افزایش بوده است، در حالی که برداشت آب در حال حاضر 3 برابر میزان شارژ طبیعی آبخوان (1 میلیارد متر مکعب در سال) است. این منجر به فشار بر کیفیت آب و خاک می شود، که منجر به یک چرخه معیوب کاهش بهره وری کشاورزی و افزایش تقاضای انرژی برای پمپاژ از چاه های عمیق می شود. اکوسیستم های شکننده، مانند تالاب ها، در نتیجه تهدید می شوند و جمعیت های محلی در معرض آسیب پذیری قابل توجهی هستند.

سیستم مدل سازی هیدرولوژیکی HEC-HMS برای شبیه سازی فرآیندهای بارش-رواناب در سیستم حوضه های آبخیز شجری طراحی شده است. این مدل برای کاربرد در محدوده وسیعی از نواحی جغرافیایی جهت حل دامنه وسیعی از مسایل، شامل منابع آب و هیدرولوژی حوضه های بزرگ و رواناب و سیلاب حوضه های آبخیز طبیعی یا شهری کوچک، توسعه یافته است. 

GMS ،SMS و WMS (در مجموع با نام XMS شناخته می شوند) همگی از مدل های عددی برای اجرای نهایی شبیه سازی استفاده می کنند. این مدل های عددی شامل MODFLOW ،ADCIRC ،SRH-2D ،GSSHA ،HEC-RAS و ... هستند. این مدل های عددی توسط Aquaveo ساخته نشده اند، اما نرم افزار XMS رابطی برای استفاده از این مدل ها فراهم می کند. در این مقاله بیشتر در مورد چگونگی ادغام نرم افزار XMS با این مدل های عددی بحث خواهد شد.

با انتشار SMS 13.1 beta، تعداد قابل توجهی ابزار برای کار با مقاطع اضافه شده است. این ابزارها به شما امکان می دهند کنترل بیشتری بر وارد کردن پایگاه داده های مقطعی و نحوه کار با مقاطع در SMS داشته باشید. نسخه های قبلی SMS به شما امکان می دهد یک پایگاه داده مقطعی وارد کنید و پوشش های مقطعی و خط میانی را ارائه می دهید. با این کار می توانید یک مدل اولیه 1D در SMS ایجاد کنید. SMS 13.1 این قابلیت را گسترش می دهد.

به طور کلی، گردش کار GIS استفاده از منوی GIS است که از بالای منو شروع می شود و به صورت پی در پی از طریق ابزار از بالا به پایین اجرا می شود. برای شروع ترسیم، ابتدا باید با وارد کردن یک مدل ارتفاع دیجیتال (DEM) یک شی داده زمین ایجاد شود. سپس، باید یک مدل حوضه ایجاد شود و داده های زمین به آن متصل شود. چندین مدل حوضه می تواند از همان شی داده زمین استفاده کند و خطوطی که تولید می شود محصولی از مدل حوضه است (نه داده های زمین). یک شی داده زمین در اصل ظرفی برای یک DEM است.

علم و مهندسی به ما کمک می کند تا دنیا را بفهمیم و آن را به سمت بهتر تغییر دهیم. به عنوان مثال، پیشرفت در مصرف آب آشامیدنی، از تئوری میکروب و شستشوی دست گرفته تا فیلتراسیون و ضد عفونی کننده کلر، باعث کاهش قابل توجه مرگ و بیماری و بهبود سلامت عمومی شده است. نتایج برای بسیاری از ما در شیرهای آشپزخانه آشکار است. با این وجود، علیرغم افزایش اعتماد عمومی به دانشمندان، به نظر می رسد اطلاعات نادرست علمی و حتی حمله به تخصص مشروع نیز وجود دارد. انتقادات آگاهانه، صرف نظر از منشأ آنها، ارزشمند هستند (بررسی همتایان، گرچه می توانند از کیفیت پایینی برخوردار باشند)، اما حمله به موضوعات علمی و بدون شواهد معمولاً نتیجه مثبتی ندارد. در اینجا، من تجربیات خود را با نوع دوم، به ویژه پس از انتشار تحقیقات در یک مجله IWA، به اشتراک می گذارم.

هنگامی که یک سیستم فشار کم در سواحل وجود دارد، وزن هوا را در اقیانوس کاهش می دهد و سطح دریا بالاتر از حد معمول در شرایط جزر و مدی افزایش می یابد. در شدیدترین حوادث فشار کم، اقیانوس می تواند بین یک تا دو متر افزایش یابد و اگر این اتفاق در هنگام جزر و مد اتفاق بیفتد، اقیانوس بیشتر از آنچه دیده می شود به خشکی می رسد. این می تواند باعث جاری شدن سیل جوامع ساحلی کم ارتفاع شود. یک مثال در ژوئن 2007 استرالیا رخ داد که در آن طغیان دریاچه دریاچه تحت تأثیر سیل ساحلی قرار گرفت، همانطور که در عکس بالا نشان داده شده است:

طغیان یک اتفاق طبیعی است که نمی توان جلوی آن را گرفت. انواع مختلف طغیان وجود دارد که ناشی از شرایط مختلف آب و هوایی و بارش است. ممکن است در معرض خطر یک یا چند نوع از این سیل ها باشید. در زیر یک نوع از انواع سیل معرفی شده است. در پست های بعدی انواع دیگر را بیابید.

پرسپترون چند لایه یا به اختصار MLP می توانند برای پیش بینی سری زمانی استفاده شوند. چالشی در استفاده از MLP برای پیش بینی سری زمانی در تهیه داده ها وجود دارد. به طور خاص، مشاهدات تأخیر (لگ) مشاهداتی باید به بردارهای اجزا مسطح شود. در این آموزش، شما می آموزید که چگونه مجموعه ای از مدل های MLP را برای طیف وسیعی از مسائل پیش بینی سری زمانی استاندارد ایجاد کنید. هدف این آموزش ارائه نمونه های مستقل از هر مدل در مورد هر نوع مسئله سری زمانی به عنوان الگویی است که می توانید آن را کپی کرده و برای مشکل پیش بینی سری زمانی خاص خود تطبیق دهید.

WMS با ارائه ویزارد مدل سازی Hydrologic ایجاد مدل های هیدرولوژیک را آسان می کند. این ابزار شما را در روند تولید یک مدل هیدرولوژیکی کمک می کند. هر مرحله یکی از عناصر مورد نیاز برای یک مدل هیدرولوژیک کامل را تکمیل می کند. برای سهولت و بهره وری بیشتر از این ابزار، در اینجا چند نکته برای استفاده از ویزارد مدل سازی Hydrologic در WMS آورده شده است.

در بسیاری از پروژه های MODFLOW، داشتن محل قرارگیری و تنظیمات صحیح چاه ها برای گرفتن نتایج صحیح مهم است. GMS با اجازه دادن به وارد کردن مستقیم داده های چاه به مدل مفهومی، اجرای چاه ها را تسهیل می کند. این مقاله به طور خلاصه از وارد کردن داده های چاه به طور مستقیم به مدل مفهومی همراه با نکاتی اشاره می کند. واردات مستقیم چاهها به مدل مفهومی ابتدا مستلزم این است که چاهها در یک پرونده با قالب صحیح قرار بگیرند. به طور معمول این یک فایل متنی است. لطفاً برای قالب صحیحی که GMS از آن استفاده می کند به مقاله ویکی مادفلو مراجعه کنید.