درباره این پروژه:

پروژه حاضر شامل تهیه نقشه های پهنه بندی از شاخص های ارزیابی کیفی آب زیرزمینی است. این شاخص های با استفاده از کد اسکریپت زبان پایتون و در محیط GIS محاسبه شد. در نهایت روش محاسبات، گزارش روش و مواد بکار رفته در تحلیل ها، در قالب یک گزارش 49 صفحه ای به همراه تمام داده های محاسباتی آمده است.

تشریح مفاهیم کلی پروژه:

به منظور تحلیل پارامترهای کیفیت آب در آبخوان های ایران (تمام آبخوان ها)، با استفاده از شاخص های شولر، ویلکاکس و GWQI، ابتدا داده های عددی کیفیت آب در محیط صفحات گسترده مورد تدقیق و بازسازی قرار گرفت. دوره آماری داده ها از سال 1353 تا 1394 در دسترس بود؛ که به دلیل عدم پراکندگی مناسب (عدم برداشت) در سال های قبل از 1373 در تمامی سطح کشور، امکان تحلیل یکپارچه و همزمان برای تمامی آبخوان ها مقدور نبود.

این تصویر نمایشی بوده و مرتبط با پروژه نمی باشد

مقدمه

نرم افزار WEAP ابزاری کامپیوتری برای برنامه ریزی یکپارچه منابع آب است. این ابزار چهارچوبی جامع، قابل انعطاف و کاربردوست را برای تحلیل سیاستها فراهم می کند. تعداد متخصصانی که WEAP را به جمع مدل ها، پایگاه های داده، صفحات گسترده و سایر نرم افزارهای خود اضافه می کنند، رو به افزایش است.

بسیاری از مناطق با چالش های قابل توجه در مدیریت آب های شیرین روبرو هستند. تخصیص منابع محدود آب، کیفیت محیط زیست و سیاست های استفاده پایدار از آب، مسائلی هستند که نگرانی در مورد آنها رو به افزایش است. مدل های شبیه سازی منبع-گرا که بسیار متداولند، همواره مناسب نیستند. در طول دهه اخیر، رویکرد یکپارچه نگری در مورد توسعه آب مطرح شده و در نظر گرفتن طرح های تأمین آب را در چهارچوب مسائل مربوط به مدیریت مصرف، کیفیت آب و حفاظت از اکوسیستم ها را ضروری ساخته است.

مقدمه

افزایش روزافزون جمعیت دنیا، نیاز به غذا نیز افزایش پیدا می‌کند و چون قسمت اعظم این غذا، از راه کشاورزی به دست می‌آید، لذا با توسعه کشاورزی و افزایش تولیدات آن، می‌توان از پیدایش و گسترش فقر و گرسنگی تا حدود زیادی جلوگیری نمود. همه خوب می‌دانیم که یکی از مهم‌ترین محدودیت‌ها برای توسعه کشاورزی آب است و چون متاسفانه کشور ما ایران از نظر جغرافیایی در منطقه کم آب قرار گرفته است، باید در استفاده مناسب و بهتر از آب، دقت بیشتری نموده و از بهترین روشهای آبیاری که به وسیله آن بتوان با آب کم، مساحت بیشتری از زمینهای کشاورزی را آبیاری کرد استفاده نمود. متاسفانه شیوه‌های سنتی آبیاری در ایران و مشکلات بسیار زیادی که به همراه دارد، نمی‌تواند پاسخگوی حرکت رو به رشد کشاورزی در کشورمان باشد. بنابراین باید برای پاسخگویی به این حرکت،

درباره این آموزش + پروژه

در این آموزش که بصورت پروژه محور است شما با انجام پروژه ای در شهر آبادان می توانید به طور کامل نرم افزار از نظر جمعیت و اب زیرزمینی و مدیریت مصرف آب با انجام سه سناریو مختلف که به طور کامل همه موضوعات را پوشش می دهد پیش بینی کنید.

در این آموزش که به صورت PDF تهیه شده است تمام نکات با استفاده از تصاویر مرحله به مرحله پیش رفته و به تمام نکات جزئی اشاره شده است. این سناریوها از سال 2010 شروع می شوند و تا سال 2040 ادامه دارند و از نظر چند شاخص به پیش بینی می پردازند. در آخر کار شما می توانید یک کاربر حرفه ای WEAP شوید.

OpenEarth ابتکار منبع آزاد برای تبادل داده ها، مدل ها و ابزارها در پروژه های علمی و مهندسی محیطی است. پروژه های موجود در حال حاضر عمدتا دریایی و ساحلی است. در حال حاضر، پروژه های تحقیقاتی، مشاوره ای و ساختمانی معمولا بخش قابل توجهی از بودجه خود را صرف نصب برخی زیرساخت های اولیه برای مدیریت داده ها و دانش می کنند. پس از پایان پروژه، بیشتر این تلاش ها دوباره ناپدید می شوند. OpenEarth به عنوان یک جایگزین برای این روش های ad-hoc، یک رویکرد مداوم برای مدیریت داده ها و دانش است. این پلتفرم برای ذخیره سازی، میزبانی و انتشار داده های با کیفیت بالا، سیستم های پیشرفته ترین مدل و ابزارهای آزمایش شده برای تجزیه و تحلیل عملی فراهم می کند. 

دیاگرام شولر چیست؟

به منظور بررسی کیفیت آب شرب بر پایه استاندارد شولر، اقدام به استخراج نقشه کلاسه بندی می شود. طبق دیاگرام شولر کیفیت آب به شش کلاس تقسیم می گردد. کلاس های کیفیت آب و همچنین حدود هر یک در شش گروه در جدول زیر آمده است. تمامی واحد ها در جدول زیر بر حسب میلی گرم بر لیتر می باشد.

ارزیابی اثرات زیست‌محیطی راهسازی در حریم رودخانه‌های استان مازندران در محیط GIS و ارائه راهکارهای مدیریتی

ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان آبرفتی ایذه با استفاده از GIS و مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی

ارزیابی تاثیر قدرت تفکیک‌پذیری (resolution) اطلاعات ماهواره‌ای در تعیین سطح تحت پوشش برف و آب معادل (مطالعه موردی سد لتیان)

ارزیابی رواناب حاصل از ذوب برف در یک حوضه آبریز با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره‌ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی

ارزیابی آسیب‌پذیری آبخوان آبرفتی ایذه با استفاده از GIS و مدل‌سازی آب‌های زیرزمینی

اگر با بهره‌گیری از علوم مدیریت منابع آب، استفاده از منابع جنگلی و غیره در دهه‌های گذشته مبتنی بر اصول توسعه پایدار می‌بود، شاهد یک بیابان‌زایی گسترده در کشور نبودیم. در خشکسالی‌های طبیعی که در تاریخ 6 هزار ساله ایران همواره تکرار شده است، معمولا دوره‌های ترسالی و خشکسالی در کنار هم دیده می‌شوند؛ تنوع گونه‌ای ایران مرهون همین دوره‌ها است اما امروز نه تنها ایران، بلکه جهان شاهد رشد پدیده بیابان‌زایی به دلیل عملکرد غلط بشر است.

بخش هایی از این نوشتار در ذیل آماده است:

پدیده رشد جمعیت در کشورهای درحال‌ توسعه و تنوع مواد غذایی و مصرف بالای آن در کشورهای پیشرفته باعث شده است که نیاز تقاضای جهانی به غذا به میزان که در تاریخ سابقه نداشته افزایش یابد. در سال های گذشته افزایش تولید محصولات زراعی اکثراً از طریق افزایش و توسعه سطح زیر کشت انجام می‌گرفته است ولی در سال های اخیر قسمت اعظم افزایش تولید متکی برافزایش تولید محصول در واحد سطح بوده است.یکی از مهم‌ترین محدودیت‌ها برای توسعه بخش کشاورزی آب است و ازجمله برگ خریدهای مهم در بالا بردن تولید در واحد سطح استفاده صحیح از این ماده حیاتی هست. آب کالایی باارزش و غیرقابل جایگزین در توسعه اقتصادی و اجتماعی کشورهاست و نقش محوری آن را در آمایش سرزمین، توسعه زیرساخت‌ها و حفظ تعادل اکوسیستم‌ها و محیط‌ زیست نمی‌توان انکار کرد.  در مناطق خشک و نیمه‌خشک به دلیل محدودیت بیشتر منبع آب، ضروری است برای آبیاری محصولات زراعی از سیستم آبیاری جدید و راندمان بالا استفاده گردد تا ضمن صرفه‌جویی در آب از مزایای دیگر این سیستم‌ها شامل یکنواختی آب و امکان آبیاری اراضی دارای توپوگرافی نامنظم بهره‌مند شد.

شرحی کلی از مدل HEC-HMS 

سیستم مدل سازی هیدرولوژیکی 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، طراحی شده است. هیدروگراف های محاسبه شده توسط این مدل به طور مستقیم یا در تلفیق با نرم افزارهای دیگر برای اهداف مختلف مطالعات نظیر آبرسانی، زهکشی شهری، پیش بینی سیل و دبی جریان، تاثیر تغییر کاربری اراضی، طراحی سرریز سدها، مطالعات کنترل سیلاب و بهره برداری از سیستم مخازن به کار می رود.

مدل HEC-HMS در واقع سیستم یا مجموعه ای از مدل های ریاضی تلفات، تبدیل بارش-رواناب در زیرحوضه ها و روندیابی جریان در رودخانه و مخازن و نیز سازه های آبی است. این بسته نرم افزاری مشتمل بر یک برنامه اصلی و پنج زیر برنامه  می باشد. دو زیر برنامه وظیفه بهینه سازی هیدروگراف واحد، مقدار تلفات آب یا پارامترهای روندیابی جریان سطحی را در مرحله واسنجی اتوماتیک به عهده دارند. سایر زیر برنامه ها محاسبه هیدروگراف واحد، روندیابی و ترکیب هیدروگراف ها را انجام می دهند. در این مدل، شبیه سازی بارش-رواناب به صورت سیستمی از اجزای دارای ارتباطات درونی صورت می گیرد که هر جز یک جنبه از فرآیند بارش-رواناب را در یک زیرحوضه یا زیر ناحیه شبیه سازی می کند. به طور کلی این مدل دارای چهار بخش اصلی می باشد که عبارتند از:

1- بخش شبیه سازی اجزای حوضه

2- بخش تجزیه و تحلیل داده های هواشناسی

3- بخش ویژگی های کنترلی

4- بخش تخمین پارامترها

اندکی درباره شاخص GRI

به منظور مشخص شدن دوره های خشکسالی آب زیرزمینی از شاخص GRI استفاده می شود. استفاده از این شاخص مستلزم طی شدن مراحل متوالی محاسباتی بوده که در ذیل به تشریح این گام ها در ضمن تصاویر مرتبط پرداخته خواهد شد. ابتدا با معرفی فرمول ها و روابط مهم این اندیس، تئوری ریاضی معرفی و سپس در بخش دوم گزارش عملی محاسبه GRI برای داده های موجود ذکر شده است.

به منظور محاسبه نمایه GRI می توان سطوح آب ماهانه یا مجموع (میانگین متحرک) در هر بازه زمانی نظیر سه ماهه و یا شش ماهه و... را با استفاده از یک توزیع مناسب به مانند توزیع گاما یا پیرسون تیپ سه برازش داد. در سال 1999 برای شاخص مشابه SPI، Guttman توزیع پیرسون تیپ سه را مناسب ترین توزیع برای برازش بارندگی ماهانه پیشنهاد کرد؛ اگرچه بسیاری از کارشناسان همچون Mckee توزیع گاما را در این مورد ترجیح داده اند...

مقدمه

منظور این توضیحات، فرآگیری روش جداسازی دبی پایه یک مسیر آبراهه ای، از جریان کل هیدروگراف است. در این آموزش توضیحات بر روی یک هیدروگراف مجزا از یک واقعه بارش تشریح می گردد. فرض بر این است که کاربر در محیط اکسل اطلاعات زمانی و حجمی این هیدروگراف را در اختیار دارد. (نمونه را دانلود کنید).

دستورالعمل

دبی پایه چیست؟

دبی پایه بخشی از رودخانه است که به طور مستقیم از بارش مازاد در طول یک رویداد طوفان تولید شده است. به عبارت دیگر، این مقدار معادل با جریانی است که در جریان همراه رواناب مستقیم بدون داشتن سهمی از بارش وجود دارد. برآورد دبی پایه و رواناب مستقیم برای درک هیدرولوژی یک حوزه آبخیز، از جمله تعاملات آب سطحی و زیر سطحی، نقش شهرنشینی بر رواناب و سلامت زیستگاه آبزیان موجود در مسیر جریان مفید است. روش ارائه شده در اینجا قابل استفاده برای یک هیدروگراف اوج ناشی از وقوع توفانی تک است.

آمایش سرزمین در سیستم حرفه‌ای و دانشگاهی ایران تنها به برنامه ریزی فضایی در مقیاس ملّی و منطقه‌ای اطلاق می‌شود. در واقع و در سیستم حرفه‌ای جهانی، بخشی از مفهوم کلّی برنامه ریزی شهری و منطقه‌ای به حساب می‌آید.

آمایش سرزمین، ارزیابی نظام‌مند عوامل طبیعی، اجتماعی، اقتصادی، فرهنگی و... به منظور یافتن راهی برای تشویق و کمک به جامعه بهره‌برداران در انتخاب گزینه‌هایی مناسب برای افزایش و پایداری توان سرزمینی در جهت برآورد نیازهای جامعه است. به بیانی دیگر توزیع متوازن و هماهنگ جغرافیای کلیه فعالیت‌های اقتصادی-اجتماعی در پهنه سرزمین نسبت به قابلیت‌ها و منابع طبیعی و انسانی را آمایش سرزمین می‌گویند. از مهمترین خصوصیات برنامه آمایش سرزمین جامع نگری-کیفیت و سازماندهی فضایی آن است. پایدارترین آرایشی که به سه مولفه مهم جمعیت-سرمایه-منابع طبیعی و محیطی یک منطقه یا سرزمین ختم میشودبرنامه آمایش سرزمین نامیده می‌شود.

مقدمه

در مناطق خشک و نیمه خشک آب ارزش حیاتی داشته، حفظ و نگهداری منابع آبی اولویت بالایی دارد. احداث بندها، بندسارها، قنوات و کانال‌های آبرسانی در مناطق مختلف ایران نشان دهنده این حقیفت است که مردم این سرزمین کوشش‌های فراوانی برای دسترسی به منابع آب، حفاظت و استفاده بهینه از آن نموده‌اند که آثار و بقایای آن در نقاط مختلف ایران زمین ملاحظه می‌شود.

وجود آثار مکتوبی از دانشمندانی چون کرجی، ابوریحان و... مقررات تنظیم آب، تقسیم نامه‌ها (مانند طومار شیخ بهایی) و واحدهای مختلف تقسیم آب مورد استفاده در جای جای این سرزمین بیانگر فرهنگ غنی این سرزمین در خصوص ارزش آب و دانش کهن نیاکان ما در این زمینه است.

ازدیاد روز افزون جمعیت، افزایش تقاضا در بخش مصارف، محدودیت شدید منابع آبی و ضرورت اجرای پروژه‌های جدید عمرانی، تمهیداتی را برای استفاده بهینه از منابع آب می‌طلبد تا با اجرای آنها جلوی استفاده بی‌رویه و غیر اصولی از منابع آب گرفته شده و توسعه پایدار منابع آب تحقق یابد. با تشکیل بنگاه مستقل آبیاری، بهره‌برداری از منابع آب با جمع‌آوری آمار و اطلاعات از میزان جریان رودخانه‌ها و سایر منابع آبی (چاه، چشمه و قنات) و انجام مطالعات سیستماتیک، اجرای پروژه‌های آبی وارد مرحله جدیدی گردید. به دلیل اینکه این مطالعات به صورت مستقل و پراکنده برای طرح‌های مختلف صورت گرفته است دستیابی به نتایج آنها جهت برنامه‌ریزی کلان و دراز مدت به سادگی مقدور نیست. جهت رفع این نقیصه شرکت مدیریت منابع آب ایران تصمیم گرفت  نتایج مطالعات و اجرای پروژه‌های آبی زیرحوضه‌ها را در قالب پروژه‌های تلفیق مطالعات و تهیه اطلس‌های منابع آب جمع‌آوری نموده و با ارزیابی اثرات آنها در حوضه‌های آبریز و محیط زیست، در طرح‌های ملی و جامع آب مورد استفاده قرار دهد.

معرفی نرم افزار

Seep/w یک محصول نرم افزاری با المانهای متناهی است که از آن می‌توان در مدل سازی نحوه جابجایی و توزیع فشار آب منفذی در داخل مواد متخلخل مثل خاک و صخره استفاده کرد. فرمولاسیون جامع و گسترده آن امکان آنالیز مسائل ساده و بسیار پیچیده نشت آب را فراهم می‌آورد. این نرم افزار در آنالیز و طراحی پروژه‌های ژئوتکنیکی، عمرانی، هیدرولوژیکی و معدن کاربرد دارد. Seep/w یک محصول گرافیکی با حافظه 32 bit است که تحت میکروسافت ویندوز کار می‌کند.

فایل های حاضر متشکل از یک مسأله به فرم ذیل و همچنین راهنمای نرم افزار به کار رفته (TORA) به همراه فایل نصبی و یک اسلاید در همین زمینه است.

مسأله:

با توجه به مخزن آب در ارتفاع 150 متری، می خواهیم آب را به چهار گره موجود در خطوط لوله برسانیم، به این گونه که گره شماره یک برداشت آب ندارد. گره شماره دو دارای برداشت آبی معادل با 350 لیتر بر ثانیه، گره شماره سه دارای برداشت آبی معادل با 50 لیتر بر ثانیه، گره شماره چهار برداشت آبی معادل با 100 لیتر بر ثانیه، و گره شماره پنج دارای برداشت 200 لیتر بر ثانیه باشد. طول خطوط لوله و همچنین محدودیت فشار در لوله ها، بعلاوه محدودیت سرعت و هزینه ها و اقطار در جداول فایل پیوستی آمده است.

کمترین هزینه برای این تاسیسات چه مقدار است؟

هدف اصلی در NLP و یا برنامه ریزی غیرخطی، در شکل کلی آن پیدا کردن مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم گیری با در نظر گرفتن محدودیت‌ها می‌باشد. در فرمول بندی اینگونه مسائل، هدف پیدا کردن یک نقطه تکین مطلق است ولی واقعیت چه از نظر محاسباتی و چه از لحاظ نظری، در بسیاری مواقع رضایت دادن به نقطه تکین نسبی خواهد بود. به عنوان مثال هنگام جستجوی نقطه کمینه با استفاده از یک روش همگرا شونده، مقایسه مقادیر نقاط همجوار تنها راه حل ممکن است.

در ریاضیات برنامه سازی غیر خطی (Nonlinear programming) (NLP) فرایند حل یک سیستم از برابری‌ها و نابرابری‌ها بر روی مجموعه‌ای از متغیرهای ناشناخته حقیقی، در یک تابع هدف که باید کمینه یا بیشینه شود و بخشی از محدودیت‌های آن غیر خطی است، می‌باشد.

توسعه ترینیداد و توباگو یکی از کشورهای صنعتی در منطقه کارائیب نتیجه استفاده از منابع نفت و گاز طبیعی در این کشور بوده است. تولید نفت در سال 1908 آغاز شد و در 1960 آغاز رشد سریع اقتصادی و گسترش آن بین 1974 و 1981 رخ داد. در نتیجه این تولید نفت به اوج خود رسیده، ترینیداد و توباگو به سرعت با گسترش همزمان در صنایع تولیدی و کشاورزی صنعتی روبرو شد. نتیجه این توسعه سریع تقاضای فزاینده ای برای عرضه آب صنعتی و خانگی بود.

سازمان آب و فاضلاب ترینیداد و توباگو (WASA) مسئول ارائه تامین قابل اعتماد آب و جمع آوری موثر فاضلاب و همچنین تصفیه آن برای جمعیت است. WASA از طریق آژانس مدیریت منابع آب طبیعی کشور و از طریق تنظیم انتزاع آب، حفاظت از حوضه و کیفیت آب سطحی/آب های زیرزمینی و ارزیابی هیدرولوژیکی/هیدروژئولوژیکی اقدام می نماید. درون سازمان منابع آب، برنامه ریز آب، مهندس، هیدرولوژیست و متخصص آبهای زیرزمینی مسئول اکتساب داده ها، تجزیه و تحلیل داده ها و تفسیر داده ها است. مدل سازی عددی، تجزیه و تحلیل چند معیاره، الگوریتم ها و فناوری های دیگر برای مدیریت و تجزیه و تحلیل منابع آب ملی استفاده می شود. اما راه حل های چند نرم افزاره ای وجود دارد که برای هر یک از این توابع امکان ترکیب وجود دارد، اما تنها تعداد اندکی از این برنامه های کاربردی هنگامی که مدیریت منابع آب در مقیاس ملی و در بین بیش از دو جزیره مختلف ترکیب شده است قابل استفاده اند.

آبیاری قطره‌ای چیست؟

    در آبیاری قطره‌ای آب از یک شبکه لوله کم فشار به صورت یک الگوی از قبل تعیین شده، پخش می‌گردد. وسیله خروج آب به خاک  قطره‌چکان نام دارد. قطره‌چکان‌ها از طریق یک نازل باریک یا مسیر جریان طویل، فشار موجود در شبکه لوله را کاهش می‌دهند و موجب کاهش دبی تخلیه تا حدود لیتر بر ساعت می‌شوند. آب بعد از خروج از قطره‌چکان‌ها توسط نیروهای کاپیلاری و ثقل درون خاک جریان می‌یابد، بنابراین سطحی که به وسیله قطره‌چکان‌‌ها خیس می‌شود با عوامل محدود کننده جریان افقی آب محدود می‌گردد.