خشکسالی بخشی عادی و قابل قبول از زندگی روزمره در آسیای میانه است، اما تغییرات اقلیمی و افزایش تقاضاهای اقتصادی تهدیدی برای امنیت آب منطقه است و این امر ضروری است که سیاست های مدیریت خشکسالی تسریع شود.

مطالعه شش کشور - قزاقستان، قرقیزستان، تاجیکستان، ترکیه، ترکمنستان و ازبکستان - بخشی از تلاش برای شناسایی موسسات پاسخدهی خشکسالی و فعال کردن سیاستگذاران برای بهبود آنها است.

برای نخستین بار در کشور، کتاب درسی با محوریت آب، انرژی و محیط زیست با عنوان "انسان و محیط زیست" از امسال به صورت رسمی در مدارس کشور تدریس می‌شود.

به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی وزارت نیرو (پاون)، کتاب "انسان و محیط زیست" با هدف افزایش سواد محیط زیستی و آبی دانش آموزان ویژه دانش آموزان پایه یازدهم کلیه رشته ها در مقطع متوسطه، تدوین شده و قرار است از مهرماه سال جاری، به عنوان یک درس مستقل مورد آموزش قرار گیرد.

فاضلاب: منبع آب بی استفاده

راهکار برای تغییر نگاه چیست اگر مقدار زیادی از فاضلاب های خانگی، کشاورزی و صنعتی را هر روز به عنوان یک منبع ارزشمند به جای عامل با هزینه هنگفت که تخلیه می کنیم ببینیم؟ در این راستا چه باید کرد؟ این تغییر پارادایم در گزارش جهانی آب در سازمان ملل متحد، "فاضلاب: منابع بی استفاده" که در تاریخ 22 مارس 2017 به نمایش گذاشته شده به مناسبت روز جهانی آب، مورد حمایت قرار گرفت.

ابزار ArcCN-Runoff توسط دو دانشمند Min-Lang Huang و Xiaoyong Zhan ساخته شده است. با این ابزار شما میتوانید در محیط ArcGIS لایه شماره منحنی رواناب یا CN و نقشه رواناب را محاسبه کنید. و این امر در صورتی ممکن است که شما داده های خاک (HydroGroup) و کاربری اراضی را در اختیار داشته باشید.

توسعه و استفاده از ابزار ArcCN-Runoff، به عنوان بک گسترش نرم افزاری و یا اصطلاحا Extension در ArcGIS  توسط ESRI@ گزارش، شده است. این ابزار می تواند برای تعیین شماره منحنی رواناب، برای محاسبه رواناب و نفوذ در یک رویداد بارش که در حوضه اعمال می شود، بکار رود. اجرای تکنیک های GIS مانند انحلال عوارض، مقطع سازی، و جدول شماره منحنی مرجع می تواند منجر به بهبود بهره وری محاسبات شود. زمان پردازش فنی ممکن است از روز و هفته برای تولید نقشه شماره منحنی رواناب و نقشه های مکانی متنوع، حتی به ساعت کاسته شود. در همین مورد در حدود 22 برنامه کاربردی برای یک حوضه آبریز در لیون کانتی و اوسیجی کانزاس، در ایالات متحده، ارائه شده است.

تعریف سامانه آبرسانی

سامانه آبرسانی عبارت است از کلیه تاسیساتی که آب را از منبع تامین به تصفیه خانه یا مخازن ذخیره ی ا مخازن تامین فشار و سپس به مصرف کننده منتقل می کند. سامانه آبرسانی شامل تاسیسات و اجزای زیر است که یک طرح آبرسانی بسته به نوع و محل منابع آب ممکن است شامل تمامی و یا بخشی از این تاسیسات باشد.

تاسیسات آبگیری از منابع سطحی

این تاسیسات شامل آبگیری از رودخانه، برج آبگیر از دریاچه، تجهیزات هیدرومکانیکال، برقی، کنترلی و تجهیزات آشغالگیری برداشت آب و نیز تجهیزات دانه گیری است. مبنای طراحی این تاسیسات براساس تعیین ظرفیت برداشت در دوره طرح بر مبنای حداکثر نیاز آبی روزانه و یا میزان تخصیص آب است. بنابراین ساختمان کلیه تجهیزات باید براساس این ضابطه و سایر ضوابط مربوط به تجهیزات انتقال و پمپاژ انتخاب شوند ولی تجهیزات می توانند به تدریج و برحسب نیاز نصب شوند. برای آشنایی با مبانی و ضوابط طراحی این تاسیسات به استانداردهای مربوطه مراجعه شود.

شبکه اندازه گیری سطح آب زیرزمینی شامل مجموعه ای از چاه های مشاهده ای و پیزومترها به منظور اندازه گیری تغییرات سطح آب زیرزمینی در آبخوان های آزاد و تحت فشار می باشد. ضوابطی که باید در طراحی این گونه شبکه ها مد نظر قرار گیرد، به طور خلاصه به وسعت آبخوان، وضعیت پیچیدگی هیدروژئولوژیک منطقه، اهداف ایجاد شبکه به همراه نظرات کارشناسی و محدودیت های مالی ارتباط دارد که برخی موارد در زیر شرح داده می شود.

تغییرات در (a) سطح آب های زیر زمینی و (B) ضخامت لایه اشباع در آبخوان High Plains از زمان پیش از توسعه تا سال 1997.

 ( سازمان زمین شناسی ایالات متحده، 1998)

آبخوان High Plains

High Plains یک منطقه 174 مایل مربعی مسطح زمین است که شامل بخش هایی از کلرادو، کانزاس، نبراسکا، نیومکزیکو، اوکلاهما، داکوتای جنوبی، تگزاس، و وایومینگ است. این منطقه توسط بارش متوسط مشخص و گسسته سازی شده است اما به طور کلی دارای یک نرخ تغذیه طبیعی پایین به سمت سیستم آب زیرزمینی است. رسوبات آبرفتی نامستحکم که تشکیل یک سطح آب سفره به نام آبخوان High Plains را می دهد (شامل حد زیادی از آبخوان اوگالالا) در ساختار منطقه است. آب آبیاری پمپ از آبخوان High Plains را به یکی از مناطق مهم کشاورزی کشور تبدیل کرده است.

نمونه هایی واقعی در زمینه چگونگی پاسخ سیستم آبهای زیر زمینی به تغییر در تقاضای پمپاژ

لانگ آیلند از شمال به مناطقی معروف به همان ناحیه آیلند، از شرق و جنوب به اقیانوس اطلس و از غرب به خلیج نیویورک و رودخانه شرق محدود شده است. لانگ آیلند به چهار شهرستان تقسیم شده است. دو شهرستان های غربی، تحت عنوان Kings و Queens، بخشی از شهر نیویورک است.

بارشی که منجر به ارتشاح و نفوذ آب می شود تنها منبع طبیعی لانگ آیلند برای آب شیرین است. زیرا سیستم آب زیرزمینی در قسمت پایین توسط سنگ بستر نسبتا نفوذ ناپذیر و در دو طرف توسط آب شور یا خلیج و اقیانوس (شکل زیر) محدود شده است. حدود نیمی از بارش منجر به تغذیه آب در سیستم آب زیرزمینی می شود. بقیه جریان نیز به عنوان رواناب سطحی به شکل مستقیم به رودخانه ها وارد شده و یا از طریق تبخیر و تعرق از دست داده می شود (کوهن و همکاران، 1968). بسیاری از بارش هایی که به آبخوان در بالاترین بخش محصور نشده  می رید به سمت جانبی حرکت کرده و در نهایت به رودخانه ها و اطراف بخش های آب شور تخلیه می گردد؛ باقی مانده تراوش به سمت پایین سبب تغذیه سفره های آب عمیق تر است.

مثال فرضی از چگونگی پاسخ سیستم آبهای زیر زمینی به تغییرات تقاضای پمپاژ

یک سیستم آب زیرزمینی که در آن تنها منبع طبیعی از جریان تغذیه بارش وجود دارد را در نظر بگیرید. مقدار جریان را نسبتا ثابت شده و پایدار می باشد. همچنین تصور کنید که منبع اصلی هر آب پمپ شده از این سیستم آب زیرزمینی از ذخیره حذف گردیده، کاهش تخلیه به جریان های سطحی وجود دارد، و آب که توسط گیاهان ریشه دار در نزدیکی سطح آب زیرزمینی تعرق می کند کاهش یافته است.

اگر سیستم آب های زیر زمینی شرح داده شده در بالا توانست به تعادل جدید پس از یک دوره از بین بردن آب ذخیره برسد، مقدار آب مصرف شده توسط آب کمتری از جریان اجزاء آب سطحی به تعادل رسیده است؛ و شاید، آب کمتری برای تعرق در دسترس پوشش گیاهی به عنوان عامل کاهش سطح آب خواهد بود. اگر استفاده مصرفی آب آنقدر بزرگ است که یک تعادل جدید نمی تواند حاصل شود، آب همچنان از ذخیره حذف خواهند شد. در هر صورت، آب کمتری برای کاربران آب سطحی در دسترس خواهد بود و منابع زیست محیطی وابسته به رودخانه ها است.

یک سیستم آب زیرزمینی متشکل از توده ای از جریانات آبی است که از طریق منافذ و یا ترک ها در زیر سطح زمین به وجود آمده است. این توده آب دائما در حرکت است. آب به طور مداوم توسط تغذیه از بارش به سیستم اضافه شده، و بعلاوه به طور مداوم به عنوان تخلیه به آب های سطحی و تبخیر و تعرق از آن سامانه خارج می شود. هر یک از سیستم های آب زیرزمینی منحصر به فرد است که در آن منابعی از مقدار جریان آب و از طریقی به مانند نرخ بارش، محل رودخانه ها و سایر نهادهای آب سطحی، و نرخ تبخیر و تعرق وابسته به عوامل خارجی مرتبط با آن وجود دارد. یک عامل مشترک برای تمام سیستم های آب های زیر زمینی با این حال، این است که مقدار کل ورودی آب و خروجی آب، که در سیستم ذخیره می شود باید حفظ شود. بررسی همه جریانات، خروجی، و تغییرات در ذخیره سازی این سامانه را بیلان آبی می نامند.

فعالیت های انسانی، مانند برداشت آبهای زیر زمینی و آبیاری، تغییر الگوی جریان طبیعی، و به طورکلی این تغییرات باید برای محاسبه بیلان آب لحاظ شوند. از آنجا که هر آبی که استفاده می شود باید از جایی آمده باشد، فعالیت های انسانی بر میزان و سرعت حرکت آب در سیستم، ورود به سیستم، و خروج از سیستم تأثیر مشخص خواهد داشت.

شبکه اندازه گیری سطح آب زیرزمینی آبخوان یک منطقه، زمانی کارآمد و مناسب خواهد بود که علاوه بر نشان دادن سطح آب واقعی فعلی آبخوان، نوسانات سطح آب را نیز که ناشی از تاثیر عوامل طبیعی و حتی تنش های مصنوعی می باشد، بتواند نشان دهد. به علاوه، شبکه ای مناسب است که با حداقل تراکم، حداکثر اطلاعات مورد نیاز را در گستره آبخوان ارائه نماید.

دسته بندی کلی انواع عدم قطعیت.

کلیات عدم قطعیت در منابع آب

پیامد ها یا پدیده هایی که پیش بینی دقیق آن ها ممکن نیست، وقایع ریسکی یا وقایع غیر قطعی نامیده می  شوند. عبارت ریسک اغلب برای توصیف شرایطی به کار می  رود که برای تعریف درست نمایی پدیده  ها یا پیامد  های مختلف، مقدار احتمالات در دسترس باشند. اگر احتمالا پدیده ها یا پیامد های مختلف قابل کمی  کردن نباشند یا پدیده  های پیش بینی پذیر نباشند، به آن ها غیر قطعی می  گویند. عدم قطعیت در اطلاعات، امری ذاتی در فعالیت  های برنامه ریزی مربوط به آینده است. این امر از اطلاعات ناکافی و فرضیه  های نادرست و همچنین از تغییر پذیری فرآیند های طبیعی طی زمان و مکان ناشی می  شود. مدیران آب اغلب نیاز دارند عدم قطعیت و تغییرات در مقادیر شاخص کارایی سامانه را به دلیل هر تغییری در داده های ورودی و مقادیر پارامتر های ممکن که پیش بینی شده اند، تعیین کنند. آن ها باید این سطح عدم قطعیت را برای توسعه کاربردی طرح  های مهندسی تعدیل کنند.

با توجه به آنکه کتاب یکی از منابع مهم توسعه علم می باشد، بسیاری از دانشجویان و اساتید محترم دانشگاهی نیازمند در اختیار داشتن آخرین عناوین آنها از سایت های معتبر هستند. متأسفانه در چند سال اخیر دسترسی به کتاب ها و مقالات تا حد زیادی برای کاربران ایرانی محدود شده است. در این پست اقدام به گردآوری و ارائه کتاب های علوم آب با موضوعات مختلف خواهد شد. لازم به ذکر است که به منظور گسترش دامنه این لیست همکاری مخاطبان ضروری بوده و در صورتی که یک کتاب مهم یا پر مخاطب را در اینجا مشاهده نکردید به ایمیل سایت و یا در بخش نظرات اطلاع دهید تا در اولین فرصت در اختیار دیگران قرار گیرد. بنابراین این مجموعه به مرور کامل خواهد شد.

سابقه‌ی مدلسازی

سابقه‌ی مدلسازی بسته به تعریفی که از مدل می‌توان ارائه نمود متفاوت بوده، اما عمده مدلسازی به مفهوم امروزی مربوط به سالهای دهه 1950 به بعد می‌باشد. که از روش‌های عددی خصوصاً تفاضل و المان‌های محدود برای حل معادلات جریان و انتقال به کرات استفاده شده و برنامه‌های کامپیوتری متعددی برای حل این معادلات نوشته شده است. همزمان با توسعه علم کامپیوتر، برنامه‌های مذکور هم از نظر روش‌های حل دستگاه معادلات جبری حاصله، هم از جهت قدرت اعمال شرایط مرزی گوناگون، هم از نظر ساده تر کردن مراحل اعمال ورودی‌ها و دریافت خروجی‌ها وغیره به حد بسیار مناسبی ارتقاء یافته‌اند. 

 مقدمه

پدیده گرمایش زمین از جمله پدیده‌های مهمی است که در یکی دو سال اخیر به شدت توجه افکار عمومی جهانی و سیاستگذاران این حوزه را به خود جلب کرده است. پدیده ای که در صورت تداوم، می‌تواند اقتصاد و حتی موجودیت بسیاری از شهرها و به‌ویژه کلانشهرهای دنیا را به خطر اندازد. براساس مطالعات انجام شده چنانچه مسیر گرمایش فعلی هوا و تغییر اقلیم به صورت کنونی ادامه یابد، 77 درصد کشورهای دنیا در سال 2100 فقیرتر از وضعیت کنونی خواهند شد. همچنین بر اساس تحقیقات انجام شده توسط محققین دانشگاه استنفورد، هزینه اجتماعی انتشار هر تُن گازهای گلخانه ای تا سال 2100، به چیزی حدود 200 تا 400 دلار افزایش پیدا می‌کند، این در حالی است که هزینه کنونی آن حداکثر 100 دلار است. بنابراین سازگاری بخش‌های مختلف با تغییرات اقلیم، از جمله مسائل بسیار حیاتی برای کشورهای امروز دنیا به‌ویژه کلانشهرهاست. کلانشهرهایی که هم بخش اعظمی از جمعیت و اقتصاد دنیا را به خود اختصاص داده‌اند و هم بخش اعظمی از هزینه‌های ناشی از گرمایش هوا و کاهش منابع آب، ناشی از عملکرد کنونی آن‌هاست. با این حال، در سال‌های اخیر کلانشهرهای دنیا نیز ساکت ننشسته و سعی کرده‌اند برای سازگاری خود با تغییرات اقلیم اقدامات اساسی از جمله تجدیدنظر در مصرف آب را در دستور کار اصلی خود قرار دهند. در زیر به بخشی از اقداماتی که کلانشهرهای دنیا برای حفظ منابع آب و سازگاری خود با تغییرات اقلیم انجام داده یا می‌دهند، اشاره شده است:

تاریخچه ارزیابی توان اکولوژیک در ایران

توسعه رو شهای ارزیابی توان و محاسبه تناسب توان با کاربری اراضی در ایران پس از جنگ دوم جهانی آغاز شد. در ایران ارزیابی اراضی تنها براساس ویژگی های خاک شناسی یعنی تیپ خاک و تناسب اراضی برای کشاورزی به عمل می آمد. نقشه های قابلیت اراضی به مقیاس 1:250،000 توسط سازمان خواروبار جهانی با مشارکت وزارت کشاورزی کشور امریکا برای بهره وری اراضی کشاورزی و همین طور جنگل ها و مراتع و حفاظت از خاک ها تهیه شد. از این نقشه ها با وجود مقیاس نامناسب و دیگر مسایل به ناچار در انواع دیگر برنامه ریزی ها نیز استفاده شد.

تعریف شبکه توزیع

شبکه توزیع عبارت است از مجموعه تاسیساتی که در کنار هم امکان توزیع و هدایت آب را از محل ذخیره یا تولید به طرف مصرف کنندگان (مشترکین) به مقدار لازم و با حداقل فشار مورد نیاز فراهم می سازد و آب را به محل مشترکین توزیع می کند. به طور کلی اجزای یک شبکه توزیع شامل خطوط یا خط لوله کلیدی خروجی از مخزن یا مخازن مختلف، لوله ه ای اصلی تشکیل دهنده ساختار اصلی شبکه و نیز خطوط لوله فرعی که آب را به نقاط مصرف توزیع کرده و در انتهای آن انشعابات مشترکین می باشد که آب را از خطوط لوله فرعی در اختیار مصرف کننده قرار می دهد. معمولا با توجه به وسعت و اهمیت شبکه و تراکم جمعیت و تعداد مشترکین، لوله های اصلی و فرعی از هم تفکیک می شوند. در کنار خطوط لوله مختلف، تجهیزات دیگری از جمله: تلمبه ها، شیرآلات مختلف، اتصالات و حوضچه های مختلف زیرزمینی نیز وجود دارند که نقش حفاظت و کنترل فشار و جریان آب را در شبکه توزیع به عهده دارند. این تجهیزات، عملیات راهبری، نگهداری و تعمیرات را به خصوص در زمان بروز حوادث تسهیل می کنند. در این بخش ضوابط طراحی شبکه توزیع و نکات و اصولی که باید مدنظر قرار گیرد به شرح زیر ارائه می شود.

حوادث و سوانح انسان ساخت

انواع حوادث و سوانح غیرطبیعی یا انسان ساخت نیز براساس فعالیت های متنوع انسانی از تنوع بسیاری برخوردار  می باشند. این موارد شامل؛ ریزش ساختمان، انفجارات شیمیایی، ریزش یا نشست معدن، آلودگی جوی، سوانح هوایی، سوانح دریایی، سوانح زمینی، سوانح خانگی، آتش سوزی، انفجارات و آزمایشات اتمی، جنگ، آلودگی نفتی، سوانح تکنولوژی-صنعتی، آلودگی های شیمیایی و پسماندهای خطرناک می باشد.براساس آمار موجود در بانک بین المللی اطلاعات سوانح (www.em-dat.net)، لودگی آب های سطحی و زیرزمینی، آلودگی هوا، فرسایش خاک و بیابان زایی از جمله آسیب هایی است که جامعه صنعتی در محیط زیست وارد می سازد. فعالیت هاى انسانى تاثیر عمیق و عمده اى بر روى منابع آبى دارند. همراه با افزایش جمعیت، اقتصاد نیز توسعه مى یابد، هرچند که رشد اقتصادى مى تواند همراه و همگام با حفاظت و بازسازى محیط زیست باشد اما سبب تغییر دو پارامتر عمده یعنى آب و زمین مى شود. دراین بخش از بین فعالیت های انسانی که منجر به آلودگی منابع آب می شوند، حوادث حمل و نقل مواد، خرابی تاسیسات و تجهیزات و دفن و انتشار مواد زاید خطرناک مورد بررسی قرار می گیرند.

مسایل بهره برداری از منابع آب جهان فقط به مصرف نادرست آن برنمی گردد. گاهی انسان با کارهای نادرستش ماهیت آب را تغییر می دهد که به آن آلودگی آَب می گویند. آلودگی آب، تغییرات فیزیکی، شیمیایی و زیستی (میکروبی) را شامل می شود. آلودگی آب ها یکی از عمده ترین معضلات جوامع بشری امروز محسوب می شود. این مساله علاوه بر این که در سلامت انسان ها تاثیر مستقیم دارد، اکوسیستم محیط های آبی را برهم می زند. برای دستیابی به یک فهرست مشخص از انواع آلاینده های ناشی از حوادث، شناخت یک حادثه دارای اهمیت می باشد.

براساس یک تعریف، از نگاه کلی، حوادث آلودگی محتمل در منابع آب کلا به دو دستۀ سوانح طبیعی و حوادث ناشی از فعالیت های انسانی تقسیم می شوند در جدول زیر فهرست انواع سوانح آلودگی منابع آب آورده شده است:

روش مونت کارلو یک روش مرسوم برای آنالیز عدم قطعیت در مدل های عددی پیچیده است. این روش یک روش استوکستیک است و به کار گیری آن منوط به داشتن اطلاعات کافی در مورد دانش متغیرهای تصادفی و روش استوکستیک می باشد. در این روش فرض می شود که هر پارامتر ورودی در مشاهدات و اندازه گیری ها یک متغیر تصادفی است که دارای یک تابع توزیع احتمال و یک تابع تجمعی احتمال می باشد (شکل را مشاهده کنید) الگوریتم روش مونت کارلو در شکل زیر نشان داده شده است.

لزوم ارزیابی عدم قطعیت

هدف اصلی اجرای مدل های آب های زیرزمینی پیش بینی وضعیت سامانه در آینده می باشد. این پیش بینی معمولا با عدم قطعیت های ذاتی همراه است، زیرا الگوریتمی که برای مدل سازی انتخاب می شود با آنچه در طبیعت اتفاق می افتد دقیقا یکی نیست و به علاوه در تبدیل الگوریتم به یک نرم افزار فرضیاتی وجود دارد. حتی در مدل های خیلی پیچیده با واسنجی خوب، در اطلاعات و ورودی هایی که برای مدل سازی استفاده می شود، عدم قطعی تهایی وجود دارد. به عنوان مثال در شرایط مرزی اعمال شده به مدل و همچنین پیش بینی رژیم آب و هوایی و تغییرات در تناوب آبیاری عدم قطعیت هایی وجود دارد. با توجه به آنچه ذکر شد، ارائه عدم قطعیت در پیش بینی نتایج هر مدل با توجه به اهداف خاص آن الزامی است.