3.1 چرخه هیدرولوژیک

مقدار کل آب روی زمین غیرقابل تغییر است. در همان زمان، آب در حالی که بین اقیانوس ها، زمین و جو در گردش است به طور مداوم تجدید می شود. تمام فرایندها مانند تبخیر، میعان، بارش، رهگیری، تعرق، نفوذ، ذخیره سازی، رواناب، جریان آب زیرزمینی که آب را در حرکت نگه می دارند چرخه هیدرولوژیک را تشکیل می دهند. این فرایندها توسط انرژی خورشیدی تحریک می شوند. آنها همزمان و بجز بارندگی به طور مداوم انجام می شوند. شکل 1.3 را در نظر بگیرید.

آب برای همه موجودات زنده روی زمین حیاتی است. برای قرن ها، مردم در حال بررسی این مسئله بودند که آب از کجا می آید و به کجا می رود، چرا برخی از آنها شور است و برخی دیگر تازه است، چرا گاهی اوقات مقدار کافی و گاهی زیاد نیست. تمام س سوالات پاسخ های مربوط به آب در یک رشته طبقه بندی شده اند. نام این رشته هیدرولوژی است و توسط دو کلمه یونانی تشکیل شده است: "hydro" و "logos" به معنی "جریان" و "شناخت". هیدرولوژی (جریان شناسی) علمی است که مربوط به وقوع، توزیع، حرکت و خصوصیات تمام آبهای زمین است.

1.1 تعریف هیدرولوژی

آب برای همه موجودات زنده روی زمین حیاتی است. برای قرن ها، مردم در حال بررسی این مسئله بودند که آب از کجا می آید و به کجا می رود، چرا برخی از آنها شور است و برخی دیگر تازه است، چرا گاهی اوقات مقدار کافی و گاهی زیاد نیست. تمام س سوالات پاسخ های مربوط به آب در یک رشته طبقه بندی شده اند. نام این رشته هیدرولوژی است و توسط دو کلمه یونانی تشکیل شده است: "hydro" و "logos" به معنی "آب" و "علم". هیدرولوژی علمی است که مربوط به وقوع، توزیع، حرکت و خصوصیات تمام آبهای زمین است.

در نرم افزار ویپ، در پنجره تنظیم محدوده منطقه می توانید محدوده جغرافیایی ("مرزهای منطقه") منطقه مورد مطالعه خود را تغییر دهید. مرزهای فعلی به صورت مستطیل سبز نشان داده می شوند. برای تعیین مرزهای جدید ، روی نقشه بزرگ کلیک کرده و بکشید. اگر منطقه شما نسبت به نقشه جهان کوچک است، ممکن است لازم باشد بزرگنمایی کنید تا بتوانید منطقه خود را به طور دقیق انتخاب کنید. هنگام کلیک و کشیدن روی نقشه بزرگ یا نقشه درون صفحه، کلید کنترل را پایین نگه دارید تا ناحیه را برای بزرگنمایی انتخاب کنید. هنگام کلیک و کشیدن برای حرکت دادن نقشه، کلید shift را پایین نگه دارید. چرخاندن چرخ ماوس نیز بزرگنمایی یا کوچکنمایی خواهد کرد.

"ناحیه" در WEAP به عنوان مجموعه ای مستقل از داده ها و فرضیات تعریف می شود. وسعت جغرافیایی آن به طور معمول یک حوضه رودخانه است. داده ها به حساب های جاری و هر تعداد سناریوی جایگزین تفکیک می شوند. گاهی اوقات از یک منطقه به عنوان "مجموعه داده" یاد می شود. تمام پرونده های یک منطقه در یک دایرکتوری زیر فهرست داده های WEAP با هم نگهداری می شوند.

آیا شما چندین شبیه سازی MODFLOW دارید که با استفاده از GMS ایجاد کرده اید و می خواهید همه شبیه سازی ها را یک شبه یا آخر هفته اجرا کنید؟ اجرای یک دسته از شبیه سازی های MODFLOW با استفاده از یک فایل دسته ای انجام می شود. یک فایل دسته ای اجازه می دهد تا با استفاده از Command Prompt چندین دستور را در توالی اقدامات انجام دهید. بنابراین، می توان از یک فایل دسته ای برای اجرای چندین شبیه سازی MODFLOW استفاده کرد.

در چند وقت اخیر، به دلیل فعالیت های طبیعی و انسانی در سطح جهان، فشار عظیمی بر منابع آب شیرین وارد شده است. چندین شهر بزرگ ساحلی به طور جدی با بحران آب روبرو هستند، در سال های اخیر، کیپ تاون در آفریقای جنوبی و چنای در هند نمونه بارز این امر است. بنابراین، برای تأمین نیاز به آب آشامیدنی در آینده، فوراً به منابع جایگزین آب شیرین نیاز است. چندین منطقه (به عنوان مثال استرالیا، ایالات متحده آمریکا، آمریکای جنوبی، نیوزیلند، اندونزی، ژاپن، اسرائیل) جهان دارای ذخایر آب شیرین زیرزمینی (OFG) دریایی هستند.

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.

آژانس بین المللی انرژی هسته ای آموزش و پشتیبانی را به آزمایشگاه هایی که آبهای زیرزمینی را کنترل می کنند ارائه می دهد. تشخیص سن آبهای زیرزمینی مدرن (تا 60 سال) با استفاده از تریتیوم در نقشه برداری از ذخایر سفره های زیرزمینی و آسیب پذیری آنها در برابر آلودگی های سطحی مهم است، اما در حال حاضر تنها نیمی از 78 آزمایشگاه بین المللی که چنین کارهایی را انجام می دهند، معیارهای آزمایش تحلیلی مورد نیاز را دارند.

دانشمندان مرکز پرواز فضایی Goddard ناسا هر هفته شاخص های خشکسالی آب زیرزمینی و رطوبت خاک را تولید می کنند. آنها بر اساس مشاهدات ذخیره آب زمینی حاصل از داده های ماهواره GRACE-FO و با مشاهدات دیگر، با استفاده از یک مدل عددی پیچیده از فرآیندهای آب و سطح زمین، ادغام شده اند. شاخص های خشکسالی شرایط مرطوب یا خشک فعلی را توصیف می کنند، که به صورت صدک نشان داده می شود و احتمال وقوع آن مکان و زمان خاص از سال را نشان می دهد، با مقادیر پایین تر (رنگ های گرم) به معنای خشک تر از حالت عادی و مقادیر بالاتر (آبی) به معنای مرطوب تر از حد نرمال است. اینها هم به صورت فایل و هم به صورت فایل دیتای باینری ارائه می شوند.

ناسا، دانشگاه نبراسکا نقشه های جدید آبهای زیرزمینی جهانی و پیش بینی های خشکسالی ایالات متحده را منتشر کردند. محققان ناسا نقشه های جهانی هفتگی مبتنی بر ماهواره و رطوبت خاک و شرایط رطوبت آب های زیرزمینی و پیش بینی های یک تا سه ماهه ایالات متحده از هر محصول را تهیه کرده اند. در حالی که نقشه های شرایط خشک / مرطوب فعلی ایالات متحده از سال اولیه ارسال ماهواره GRACE در دسترس است، این نقشه ها اولین بار است که در سطح جهان در دسترس قرار گرفته است.

اثر خشکسالی در تابستان 2011 در جنوب ایالات متحده به راحتی قابل تشخیص بود. این امر در محصولات سوخته، پژمرده و مزارع برهنه پیدا بود. در ابرهای گرد و غبار که به آسمان و مخازن در حال انقباض می غلتید. در آتش سوزی هایی که از میان چمنزارهای شکننده و جنگل ها عبور می کردند و خانه ها و بیابان را می بلعیدند. در گرمای طاقت فرسایی که روز به روز بازگشت.

با پرواز بر فراز مناطق کشاورزی، بسیاری از مسافران هواپیمایی با کنجکاوی به حلقه های سبز سطح زمین در پایین نگاه می کنند، و نمی فهمند آنچه را که آنها می بینند منبع غذایی آنها در تولید است. این دایره ها - آبیاری محوری در مرکز یا سنتر پیوت - به رشد غذایی که به آن وابسته هستیم کمک می کند. آنها به کشاورزان اجازه می دهند تا با کسری از نیروی کار مورد نیاز روش های سنتی محصولات را آبیاری کرده و این کار را با کنترل دقیق زمان و میزان آب مصرفی انجام دهند. در نتیجه، محورهای مرکزی می توانند به طور موثر کل یک مزرعه را آبیاری کرده و ضمن استفاده از آب کمتری، نیاز آبیاری محصول را برآورده کنند.

محافظت از چاه به معنای محافظت از منطقه اطراف چاههای تامین آب آشامیدنی عمومی و به نوبه خود محافظت از منابع آب آشامیدنی است. آب های زیرزمینی منبع آب آشامیدنی بسیاری از جوامع است و خواهد بود. حفاظت از این منبع حیاتی مهم است! به عنوان مثال، گسترش توسعه ممکن است منابع احتمالی بیشتری از آلودگی را به همراه داشته باشد. جمعیت های در حال رشد ممکن است مقدار آب موجود را تحت فشار قرار دهند. و اقدامات شدید کشاورزی ممکن است نیاز به استراتژی های مدیریت فعال تر را افزایش دهد. چه با نقص موجود در منبع آب روبرو شوید و چه به دنبال راه هایی برای جلوگیری از آلودگی باشید، حفاظت از چاه از لحاظ اقتصادی و زیست محیطی کاملاً منطقی است.

چرا باید آب چاه خود را آزمایش کنم؟

آزمایش کیفیت آب چاه خصوصی به طور منظم بخش مهمی از حفظ منبع مطمئن و مطمئن است. نتایج آزمایش به شما امکان می دهد تا مشکلات خاص تأمین آب را به درستی برطرف کنید. این امر به شما اطمینان می دهد که منبع آب به درستی در برابر آلودگی احتمالی محافظت شده و تصفیه مناسب انتخاب شده و به درستی کار می کند. مهم است که مناسب بودن کیفیت آب خود را برای استفاده مورد نظر خود آزمایش کنید، اعم از آبیاری دام، سمپاشی شیمیایی یا آب آشامیدنی. این به شما در تصمیم گیری آگاهانه در مورد آب و نحوه استفاده از آن کمک می کند.

اصولاً چاه حفره ای است که برای دسترسی به آب موجود در یک سفره سفره درون زمین سوراخ می شود. از لوله و پمپ برای بیرون آوردن آب از زمین استفاده می شود و یک صفحه ذرات ناخواسته ای را که می توانند لوله را مسدود کنند فیلتر می کند. چاه ها در اشکال و اندازه های مختلف بسته به نوع ماده ای که چاه در آن حفر می شود و میزان آب خارج شده، وجود دارد. بیش از 42 میلیون نفر در ایالات متحده از چاه های شخصی برای تأمین آب خانواده خود استفاده می کنند.

آب بیش از 70٪ سطح زمین را آب پوشانده است. اما از این آب، فقط 1٪ به راحتی برای استفاده انسان در دسترس است و از این 1٪ ، 99٪ آن به عنوان آب زیرزمینی در زیر پاهای ما ذخیره می شود. همه ما به نوعی به آب های زیرزمینی اعتماد می کنیم، بنابراین مهم است که این منبع حیاتی را درک کنیم. در ادامه اصطالاحات مهم آب های زیرزمینی که در علم مهندسی استفاده می شود آمده است:

آب همیشه در حرکت است. از زمان تشکیل زمین، آن بی وقفه در چرخه هیدرولوژیک در گردش است. آبهای زیرزمینی با تبخیر شدن آب، تشکیل ابرها و بازگشت به زمین با بارندگی، قسمت مهمی از این چرخه مداوم است. آبهای سطحی توسط انرژی خورشید تبخیر می شوند. بخار آب سپس ابرها را در آسمان تشکیل می دهد. بخار آب بسته به دما و شرایط آب و هوایی متراکم شده و به عنوان انواع مختلف بارندگی (باران، برف، برف، تگرگ) به زمین می افتد. برخی از بارندگی ها از مناطق مرتفع به مناطق کم سطح زمین و به داخل آبهای سطحی منتقل می شوند. این به عنوان رواناب سطحی شناخته می شود. بارش های دیگر به داخل زمین نفوذ می کند و به عنوان آب زیرزمینی ذخیره می شود.

آب بیش از 70٪ سطح زمین را آب پوشانده است. اما از این آب، فقط 1٪ به راحتی برای استفاده انسان در دسترس است و از این 1٪، 99٪ آن به عنوان آب زیرزمینی در زیر پاهای ما ذخیره می شود. همه ما به نوعی به آب های زیرزمینی اعتماد می کنیم، بنابراین مهم است که این منبع حیاتی را درک کنیم. آب زیرزمینی آبی است که در زیر زمین در شکافها و فضاهای موجود در خاک، شن و سنگ یافت می شود. از طریق سازه های زمین شناسی خاک، شن و ماسه و سنگ هایی به نام سفره های آب ذخیره می شود و به آرامی حرکت می کند.

اپلیکیشن Water1der یک برنامه اهمیت آگاهی از آب زیرزمینی رایگان از بنیاد آب زیرزمینی است. دانش آب زیرزمینی خود را بسنجید و با استفاده از دسته ها و آزمونهای مختلف در مورد این منبع حیاتی بیشتر بیاموزید. می توانید سطح دشواری و دسته خود را انتخاب کنید و از ویژگی گروه ها برای به چالش کشیدن همکلاسی ها و همکاران استفاده کنید. مربیان می توانند گروه های کلاس را برای آزمایش دانش دانش آموزان و پیگیری پیشرفت ایجاد کنند.

سیستم های تصفیه فاضلاب در محل یکی از روش های محبوب دفع فاضلاب در ایالات متحده است، به ویژه در مناطق روستایی که خطوط فاضلاب به راحتی در دسترس نیست. براساس آمار مرکز خدمات ملی محیط زیست، حدود 25٪ از جمعیت ایالات متحده دارای سیستم تصفیه فاضلاب در محل هستند. اگر شما صاحب سیستم تصفیه فاضلاب در محل هستید، باید اقدامات لازم را انجام دهید تا اطمینان حاصل کنید که به اموال خود، خانواده، محیط زیست و اموال و خانواده های اطرافیان خود آسیب نمی رسانید.

آبهای زیرزمینی بزرگترین منبع آب شیرین قابل استفاده در جهان است. در بسیاری از مناطق جهان، به ویژه در مواردی که منابع آب سطحی در دسترس نیست، نیازهای آب خانگی، کشاورزی و صنعتی تنها با استفاده از آب زیر زمین تأمین می شود. سازمان زمین شناسی ایالات متحده آب ذخیره شده در زمین را با پول نگهداری شده در یک حساب بانکی مقایسه می کند. اگر پول با سرعتی بالاتر از واریز پول جدید برداشت شود، در نهایت مشکلات تأمین حساب وجود خواهد داشت. پمپاژ آب از زمین با سرعت بیشتری نسبت به مدت طولانی تری که از آن دوباره پر می شود، مشکلات مشابهی را ایجاد می کند.