در این مثال، ما مدل آموزش های قبلی را به یک مدل جریان غیرقابل کنترل و مداوم با مرزهای زمانی متفاوت تبدیل خواهیم کرد. به جای استفاده از سطح آب های ثابت برای مرزهای چپ و راست (با تنظیم ibound to -1)، ما از مرزهای سطح آب کلی استفاده خواهیم کرد. ما در این مدل باید شرایط زیر را در نظر داشته باشید:

شرایط اولیه - سطح آب 10.0 در همه جا یکسان است.

دوره 1 (1 روز) - حالت پایدار با مرحله چپ و راست GHB = 10.

دوره 2 (100 روز) - GHB سمت چپ با مرحله = 10، راست GHB با مرحله تعیین شده به 0.

اجرای مدل سازی

Flopy همچنین می تواند برای اجرای مدل مورد استفاده قرار گیرد. شی مدل (mf در این مثال) یک روش متصل دارد که مدل را اجرا می کند. برای این کار، برنامه MODFLOW باید در جایی در مسیر سیستم یا در داخل دایرکتوری کار قرار بگیرد. در این مثال، ما مشخص کرده ایم که نام برنامه اجرایی 'mf2005' است. برای اجرای این مدل زیر را امتحان کنید:

بسته پایه

در گام بعد ما می توانیم جسم FloPy را ایجاد کنیم که MODFLOW Basic Pack را نشان می دهد. جزئیات در کلاس BAS فلاپی در: flopy.modflow.mfbas موجود است. برای این مدل ساده، مقادیر سطح پایه 10 و 0 به ترتیب به ستون اول و آخر مدل (در همه لایه ها) اختصاص داده می شود. کد پایتون برای انجام این کار:

ایجاد مدل MODFLOW

یکی از موارد مفید در مورد ایجاد مدل در پایتون این است که فرآیندی بسیار آسان داشته که با تغییر یک یا دو جزء، به طور کلی شبکه برای مدل شما را تغییر می دهد. بنابراین در این مثال، ما اسکریپت پایتون را طراحی می کنیم تا تعداد لایه ها، ستون ها و ردیف ها به راحتی تغییر کند.

ما می توانیم مدل MODFLOW بسیار ساده ای را تهیه کنیم که یک بسته پایه (BAS)، دیسک ورودی دیسکاوری (DIS)، بسته LPF یا package property، کنترل خروجی (OC) و حل کننده موتور گرادیان (PCG) را ایجاد کند. هر یک از این موارد فایل ورودی خود را دارد، که به صورت خودکار بوسیله FloPy ایجاد می شود.

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:

FloPy چیست؟

بسته FloPy شامل مجموعه ای از اسکریپت های پایتون برای اجرای MODFLOW، MT3D، SEAWAT و دیگر برنامه های آب زیرزمینی مرتبط با MODFLOW است. FloPy شما را قادر می سازد تمام این برنامه ها را با اسکریپت های پایتون اجرا کنید. پروژه FloPy در سال 2009 آغاز شده و به یک مجموعه کامل از اسکریپت ها با پایگاه کاربری رو به رشد افزوده است. FloPy3 در دسامبر 2014 با چند پیشرفت عالی که FloPy3 را به مدل سازی پسرو سازگار می کند، منتشر شد. اولین تغییر قابل توجه این است که FloPy3 از همه جا در فهرست صفر استفاده می کند، بدین معنا که تمام لایه ها، ردیف ها، ستون ها و دوره های استرس شروع به صفر شدن می کنند. این تغییر برای سازگاری صورت گرفته بود، چون همه شاخصه های آرایه قبلا صفر بود (همانطور که همه آرایه ها در پایتون) بود. این ممکن است نسبتا به مقدار کمی به کار گرفته شده و استفاده شود، اما امیدوارم از آشفتگی در آتی جلوگیری شود. دومین تقویت قابل توجه در مورد توانایی های این کد، مشخص کردن شرایط مرزی متفاوت و متغیر است

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:

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.

PEST_HP یک نسخه از BEOPEST است که برای استفاده در محیط های بسیار موازی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین دارای تحمل بیشتری برای نقایص مدل است که عملا محاسبه مشتقات مختلفی را در فرآیند واسنجی به خطر می اندازد. دستورالعمل PEST_HP را بخوانید تا چیزهای دیگری را که می بینید بدانید. هنگام استفاده از PEST.cloud شما به طور خودکار از PEST_HP استفاده می نمایید.

مدل GroundWater Desktop) GWD) یک رابط  گرافیکی کاربر 3D برای تجسم و تجزیه و تحلیل آب های زیرزمینی به شرح زیر است:

مدل های آب زیرزمینی و نتایج آنها. در حالی که GWD دارای صورت کلی است و ممکن است برای تجسم هر مدل استفاده شود، توسعه آن تا به امروز بر روی MODFLOW، MODPATH و MT3D متمرکز شده است، از جمله آخرین قابلیت های شبکه بی نظیر موجود در MODFLOW-USG.

مرکز مدل سازی یکپارچه آب های زیرزمینی

مرکز مدل سازی یکپارچه آب های زیرزمینی (IGWMC) مرکز اطلاعات، آموزش و تحقیقات بین المللی بررسی برای مدل سازی آبهای زیرزمینی است. IGWMC تشریح می کند مسائل مربوط به مدل سازی آب های زیرزمینی، نرم افزار مدل سازی زیرزمینی را توزیع کرده و توسعه می دهد، دوره های کوتاه، کارگاه ها و کنفرانس ها را سازماندهی کرده و تحقیقات در زمینه های عملی و کاربردی هیدرولوژی و مدل سازی زیرزمینی را منجر می شود. محققان و همکاران آنها در زمینه مسائل مربوط به مدل سازی آبهای زیرزمینی، به ارائه محتوای فنی در حوضه آبریزش، و آموزش در آب های زیرزمینی در جامعه، کمک فنی می کنند. این مرکز به عنوان نقطه کانونی برای متخصصان آبهای زیرزمینی، مرکز پشتیبانی و پیشرفت در استفاده از مدل های مطمئن کیفیت در حفاظت و مدیریت منابع آب زیرزمینی است.

مقدمه

GMS (سیستم مدل سازی آب های زیرزمینی) یک برنامه کامل برای ساخت و شبیه سازی مدل های آب زیرزمینی است. از ویژگی های آن ساختار 2D و 3D زمین آمار، مدل سازی چینه شناسی و رویکرد مدل مفهومی منحصر به فرد و قدرتمند است. مدل های حال حاضر پشتیبانی شده عبارتند از MODFLOW، MODPATH، MT3DMS، RT3D، FEMWATER، SEEP2D و UTEXAS.

از نسخه 6 معرفی شده به بعد استفاده از فرمت XMDF (گسترش مدل فرمت داده) مقدور شده است، که یک فرمت سازگار از HDF5 می باشد. هدف از این قابلیت این است که اجازه ذخیره سازی داخلی و مدیریت داده ها در یک فایل HDF واحد را می دهد، که در واقع به جای استفاده از بسیاری از فایل های Flat می باشد.

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.

کد PEST بسته نرم افزاری استاندارد صنعت برای ارزیابی پارامترها و تجزیه و تحلیل عدم قطعیت مدل های پیچیده زیست محیطی و دیگر مدل های کامپیوتری است. کارایی این کد  به این گونه است که همراه با طیف وسیعی از برنامه های کاربردی که از آن در ارتباط با مدل های آب زیرزمینی و آب سطحی استفاده می شود؛

PEST - کتاب

این کتاب یک تئوری را در بر می گیرد که PEST و مجموعه نرم افزار ابزار آن مبتنی بر آن هستند. همچنین مسائل مهمی مانند نحوه استفاده از مدل ها در زمینه تصمیم گیری، تحلیل عدم قطعیت، آزمون فرضیه مبتنی بر مدل و اثرات نقایص مدل در کالیبراسیون، پیش بینی و تحلیل عدم قطعیت را پوشش می دهد. این کتاب یک متن مرجع ضروری برای کسانی است که در مدل سازی محیط زیست مشغول به کار هستند. اینجا درباره این کتاب بیشتر بدانید.

کشاورزی که 70 درصد از مصرف آب را در سراسر جهان به خود اختصاص داده است، نقش مهمی در آلودگی آب دارد. مزارع مقدار زیادی از مواد شیمیایی کشاورزی، مواد ارگانیک، بقایای مواد مضر، رسوبات را در آب شور به منابع آب با عمل زهکشی تخلیه می کنند.

بر اساس یک نشریه جدید که اجدیدا منتشر شده است، تشخیص، پیش بینی و نظارت، الزامات کلیدی برای مدیریت شیوه های کشاورزی است که این تاثیرات مضر را برای منابع آب کاهش می دهد. خلاصه گزارش اجرایی آلودگی آب کشاورزی: ​​بازنگری جهانی، به عنوان یک رویکرد پیشرو در تصویب گزارش کامل سال آتی، نشان می دهد که آلودگی آب یک مشکل جهانی است که موجب آسیب رساندن به رشد اقتصادی و سلامت میلیاردها نفر می شود.

نیترات یکی از رایج ترین آلودگی های زیرزمینی در مناطق روستایی است. به طور عمده در آب آشامیدنی یافت می شود زیرا سطح بیش از حد آن می تواند باعث بیماری متهموگلوبینمی یا بیماری آبی شود. اگر چه سطوح نیتراتی که بر نوزادان تاثیر می گذارد، تهدیدی مستقیم برای کودکان و بزرگسالان بزرگ نیست، اما مطالعات نشان می دهد که احتمال وجود سایر آلوده کننده های مسکونی یا کشاورزی دیگری مانند باکتری ها یا آفت کش ها در آب وجود دارد.

علت وجود نیترات در آب های زیرزمینی عمدتا از کود، سیستم های سپتیک و عملیات ذخیره سازی یا پخش کود است. نیتروژن کود که توسط گیاهان جذب نشده است، با جریان آب سطحی آب به آب های زیرزمینی به شکل نیترات تجزیه می شود. این نه تنها باعث می شود نیتروژن در دسترس محصولات باشد، بلکه می تواند غلظت در آب های زیرزمینی را بالاتر از سطوح قابل قبول برای کیفیت آب آشامیدنی، افزایش دهد. نیتروژن از کود به طور مشابه می تواند از مزارع، باغ ها یا مکان های ذخیره سازی وارد منابع شود. سیستم های سپتیک همچنین می توانند غلظت نیترات آب زیرزمینی را افزایش دهند، زیرا تنها نیمی از نیتروژن را در فاضلاب حذف می کنند و نیمه باقی مانده را به آب های زیرزمینی می رسانند.

در حالی که آشکار است، استفاده از آب بر تخریب زیست محیطی و رشد اقتصادی تاثیر می گذارد، همچنین نوآوری در مورد روش های جدید آبیاری افزایش راندمان را موجب می شود. USDA در سال 2006 پیش بینی کرد که اگر بخش کشاورزی بهبود بهره وری آب را تنها در 10 درصد از مزارع افزایش دهد می تواند سالانه 200 میلیون دلار در سال صرفه جویی کند. بسیاری از اقداماتی که باعث کاهش استفاده از آب می شوند موثر هستند. کشاورزان که از کاه، کمپوست و مالچ در اطراف محصولات خود استفاده می کنند، حدود 75 درصد تبخیر را کاهش می دهد. این همچنین رشد تعداد علف های هرز را کاهش می دهد و کشاورز را از استفاده از علف کش ها نجات می دهد. پوشش های مالچ و یا طبیعی همچنین باعث می شود که در خاک با کاهش تراکم آب بیشتر جذب شود. استفاده از ماسه سفید همین بازدهی را نیز بدست خواهد داد، زیرا که تبخیر را کاهش داده و منعکس کننده نور خورشید و در نتیجه دمای پایین خاک را حفظ می کند.

بررسی اثرات "هارپ" بر آب‌ و هوا. تلاش برای عرضه نرم‌افزار نمایش تلاطمات یکی از پیش‌نشانگرهای زلزله

محققان پارک علم‌وفناوری دانشگاه تهران با بررسی اثرات پروژه هارپ بر روی آب و هوای زمین، با تهیه بانک اطلاعاتی از حوادث و بلایای طبیعی، خشکسالی‌ها و فعالیت آتشفشان‌ها در حال طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزاری برای نمایش تلاطمات لایه یونوسفر هستند.

منابع آب کره زمین از دو بخش ثابت و متحرک تشکیل شده است. آب شور اقیانوس‌ها بخش اعظم ذخایر آبی ثابت کره زمین را تشکیل می‌دهند. بخش عمده منابع آب شیرین نیز به صورت ثابت است که در قطب‌ها یا اعماق زمین قرار دارد که به راحتی در دسترس نیست. با تبخیر آب تجمع‌یافته در سطح کره زمین (اقیانوس‌ها و سایر پیکره‌های آبی) ذخایر متحرک آب کره زمین در گردونه‎ای وارد می‌شود که به آن «چرخه آب» می‌گویند. آب تبخیر شده در این چرخه در جو زمین حرکت می‌کند 

بانک جهانی با اشاره به بحران‌ شدید آب در خاورمیانه به ویژه‌ کشورهای درگیر جنگ اعلام کرد: مهاجمان در سوریه عمداً پمپ‌های آب را خراب و منابع آبی را آلوده می‌کنند ۱۵ میلیون نفر نیاز ضروری به آب سالم دارند که ۶.۴ میلیون کودک هستند.

بانک جهانی در گزارشی درباره بحران آب در خاورمیانه و راهکارهای مقابله با آن نوشت منطقه خاورمیانه و شمال آفریقا سالانه 21 میلیارد دلار به دلیل ناکافی بودن منابع آب و نیز استفاده از آب غیربهداشتی خسارت می‌بیند.