مدیریت زیرساخت های قدیمی و شبکه های بزرگ سیستم های آب چالش های بزرگی است که شرکت های آب در سراسر جهان با آن روبرو هستند. در سال 2021، تحقیقی به سرپرستی تیمی در دانشگاه ملل متحد، زیرساخت های فرسوده آب را به عنوان یک خطر جهانی در حال ظهور شناسایی کرد. اکثر راه حل های مهندسی برای مدیریت آب که امروزه هنوز مورد استفاده قرار می گیرد، مانند سدها و شبکه های فاضلاب، بین سالهای 1930 تا 1970 ساخته شده است. اینها در حال حاضر خطرات و چالش هایی را برای مدیران زیرساختی که در تلاش برای گسترش خدمات و پذیرش انقلاب دیجیتالی هستند ایجاد می کند.

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.

در بخشهای مختلف بخش آب - از تصفیه خانه های آب گرفته تا نیروگاه های آبی تا پرورش آبزیان - تهیه و انطباق با خطرات به روشی برنامه ریزی شده بسیار کارآمدتر از واکنش در برابر خرابی بزرگ سیستم است. به همین دلیل، داشتن ابزارها و قابلیت پیش بینی و پاسخگویی قبلی به خطرات احتمالی کیفیت آب (و کمیت) می تواند ضمن کاهش هزینه ها، عملکرد محیطی را بهبود بخشد.

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.

معرفی کلی نرم افزار Vensim

Vensim یک نرم افزار شبیه سازی است که توسط Ventana Systems ساخته شده است. این برنامه در درجه اول از قابلیت شبیه سازی مداوم (پویایی سیستم)، با برخی از قابلیت های گسسته و مدل سازی مبتنی بر عامل، پشتیبانی می کند. به صورت تجاری و بصورت رایگان "نسخه یادگیری شخصی" در دسترس است. Vensim یک رابط مدلسازی گرافیکی با نمودارهای stock و flow و causal loop، در بالای یک سیستم معادلات مبتنی بر متن در یک زبان برنامه نویسی اعلانی ارائه می دهد. این شامل یک روش ثبت شده برای ردیابی تعاملی رفتار از طریق پیوند در ساختار مدل، و همچنین یک زبان اضافی برای اتوماسیون آزمایش های کنترل کیفیت در مدل هایی به نام بررسی واقعیت است.

هنگام استفاده از Arc Hydro Groundwater (AHGW) با ArcMaps، می توانید یک خط ایجاد کنید که نشان دهنده سطح آب یا سایر ساختارها در نمودارهای مقطع 2D باشد. در این مقاله برخی از روشهای انجام این کار مورد بحث قرار خواهد گرفت.

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.

آیا پایگاه داده مقطعی دارید که باید در پروژه آبهای سطحی شما گنجانده شود؟ ویژگی جدید در SMS 13.1.1 beta به شما امکان می دهد یک پایگاه داده مقطعی را با استفاده از File Import Wizard وارد کنید. یک پایگاه داده مقطعی می تواند از یک صفحه گسترده یا یک فایل متنی با قالب بندی خاص وارد شود. برای وارد کردن یک پایگاه داده مقطعی از یک صفحه گسترده یا فایل متنی، از مراحل زیر استفاده کنید:

4.7 شناسایی (ساختن) یک مدل ریاضی

ما یادآوری می کنیم که یک مدل ریاضی مجموعه ای از روابط بین متغیرهای فیزیکی سیستم مورد تجزیه و تحلیل را نشان می دهد، که به صورت معادلات جبری، معادلات دیفرانسیل یا معادلات / سیستم معادلات مشتقات جزئی بیان می شود.

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).

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.

1.7 اصول کلی آنالیز سیستم ها با استفاده از مدل سازی ریاضی

از نظر تئوری، دو روش برای تجزیه و تحلیل سیستم وجود دارد:

• روش تحلیلی، شامل تقسیم یک سیستم در اجزای آن است که پس از آن یک به یک تجزیه و تحلیل می شود.
• روش سیستمیک، بررسی پدیده ها و فرآیندهای پیچیده به عنوان یک کل، دارای رفتار و ویژگی هایی که متعلق به اجزای سیستم نیستند بلکه متعلق به تعامل آنها هستند.

آیا هنگام وارد کردن داده های گمانه به GMS با مشکلی روبرو شده اید؟ در اکثر مواقع، هنگام وارد کردن داده های گمانه به GMS هیچ مشکلی وجود ندارد، اما گاهی اوقات چیزی نامناسب می شود. در این مقاله سعی می شود برخی از موارد رایج هنگام وارد کردن داده های گمانه رخ دهد.

در SMS 13.1 beta، آیا می دانید می توانید دستورات را در منوی شبیه سازی کلیک راست سفارشی کنید؟ سفارشی کردن دستورات کلیک راست می تواند به پاک کردن فهرست کمک کند. برای مدل هایی مانند ADIRC یا SRH-2D، می توان منوی کلیک راست را تنظیم کرد تا دستوراتی را که بیشتر از همه استفاده می کنید، نشان دهد. به عنوان مثال، اگر گردش کار شما خواستار ذخیره پروژه، صادر کردن پرونده های شبیه سازی و اجرای هر بار شبیه سازی است، ممکن است بخواهید دستورات جداگانه ای برای هر یک از آنها نداشته باشید، در عوض فقط یک دستور را نشان دهید که همه آنها را نشان می دهد.

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).

4.1. مفهوم جعبه سفید

اگر ساختار داخلی سیستم شناخته شده باشد، می توان روابطی را منعکس کننده تحولات پی در پی متغیرهای ورودی در داخل سیستم ایجاد کرد که درنهایت به متغیرهای خروجی منتهی می شوند. مانند مورد سیستم های جعبه سیاه، متغیرهای ورودی و خروجی با مقادیر عددی مشخص می شوند.

3.1 مفهوم جعبه سیاه

برای توصیف عمومی ترین روش یک سیستم، مهم نیست ماهیت آن چیست، از مفهوم جعبه سیاه استفاده می شود. این روش زمانی اعمال می شود که فقط ورودی و خروجی مشخص باشد. سیستم به عنوان یک کل نشان داده می شود، فرایندهای داخلی آن را نادیده می گیرد. این مفهوم که توسط N. Wiener فرموله شده است، براساس همبستگی بین مقادیر ورودی و خروجی است: در نتیجه استفاده از یک سیگنال شناخته شده در ورودی سیستم، یک سیگنال قابل اندازه گیری (یا یک محاسبه) در خروجی بدست می آید، بدون اینکه لازم باشد ساختار داخلی جعبه سیاه را بدانید.

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.

2.8 رابطه بارندگی - رواناب

بارانی که در زمان و مکان تعریف شده و بر روی حوضه آبریز می بارد، هیدروگراف تولید می کند. در شکل 7.8 عناصر اساسی خاصی از هیدروگراف حاصل از hyetogram تعریف شده است.

1.7 ذخیره آب سطحی

1.1.7 تعریف

ذخیره آب سطحی شامل آب انباشته شده در سطح خاک یا زیر زمین، آب رهگیر، یعنی مقدار بارندگی که توسط پوشش گیاهی حفظ می شود و آب موجود در فرو رفتگی ها (دشت های سیل زده، دریاچه ها، باتلاق ها، استخرها).