یک آزمایش پمپاژ آبخوان برای ارزیابی یک سفره آبخوان از طریق "تحریک" سفره آب زیرزمینی با پمپاژ مداوم، و مشاهده "واکنش" سفره (سطح آب) در چاه های مشاهده است. آزمایش آبخوان ابزاری رایج است که هیدرولوژیست ها برای توصیف سیستم سفره های زیرزمینی، آبخوان ها و مرزهای سیستم جریان استفاده می کنند. کاربران می توانند برنامه را به دو روش اجرا کنند.

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.

7.3 اندازه گیری مقدار آب زیرزمینی در سفره های زیرزمینی

تغییر در مقدار آب زیرزمینی در سفره های زیرزمینی اطلاعات مهمی برای بسیاری از کشورها است که تا حد زیادی به دسترسی آب زیرزمینی متکی هستند. برای اهداف شاخص 6.6.1 نظارت بر تغییرات سطح آبهای زیرزمینی به خوبی تغییرات در آب ذخیره شده در یک سفره را نشان می دهد. علاوه بر این، فقط سفره های زیرزمینی قابل توجهی از آب های زیرزمینی، که می توانند به عنوان اکوسیستم های آب شیرین منفرد دیده شوند، در گزارش گنجانده می شوند.

درباره مباحث این پروژه بدانید

علاوه بر مقدار آب زیرزمینی، جامعه به طور کلی به جنبه های کیفیت نیز علاقه مند است. این علاقه از هدف استفاده از آن نشات می گیرد. در کشاورزی، نمک زدایی مسئله مهمی است که باید پوشش داده شود. این آب زیرزمینی شور می تواند از طریق آبیاری یا اثرات آن در مناطق ساحلی حاصل شود.

استفاده از مدل های جامد می تواند به مدل سازی چینه نگاری پیچیده برای MODFLOW کمک کند. GMS اجازه می دهد تا با استفاده از مدل های جامد، پیچیدگی را به پروژه های MODLOW خود اضافه کنید. ماژول جامد برای مدل سازی جامدات استفاده می شود که پس از آن باید در مدل MODFLOW قرار گیرد تا مواد جامد در اجرای مدل MODFLOW گنجانده شوند.

در طول تاریخ می‌توان امپراتوری‌هایی را سراغ گرفت که ظهور و سقوط‌شان با آب زیرزمینی پیوند داشته است. این سرگذشت را هیچ کجا بهتر از منطقه خاورمیانه نمی‌توان مشاهده کرد که برخی از کشورهای آن، در زمره خشک‌ترین مناطق کره زمین قرار دارند. امروز نیز از اهمیت آب زیرزمینی کاسته نشده است. با این همه، سنگینی تهدیدهایی که متوجه آب زیرزمینی است همچنان رو به افزایش است.

در طول قرن‌ها و سال‌های متمادی به دلیل فراوانی نسبی آب در قیاس با نیاز انسان‌ها، تعداد کم جمعیت در محدوده تمدن‌ها و نوع فناوری‌های مورد استفاده، دخالت‌های بشر در چرخه آب از جمله بهره‌برداری منابع آب زیرزمینی توسط چاه‌های دستی و قنات و از منابع آب سطحی در مقیاس محدود و با استفاده از فناوری‌های ساده نظیر ایجاد بندهای انحرافی یا سایر تأسیسات آبی که در تاریخ تمدن بشری ثبت و ضبط گردیده و آثار آنها هنوز در نقاط مختلف دنیا قابل مشاهده است، صورت می‌گرفته‌است. با گذشت زمان و افزایش جمعیت، بروز انقلاب صنعتی و افزایش نیازهای بشری برای تأمین مواد غذایی، انرژی و همچنین تأمین نیازهای روزانه، دامنه و ابعاد دخالت‌های بشری در چرخه آب گسترده‌تر و پیچیده‌تر گردید.

طبق مطالعه جدیدی که بر اساس داده های مأموریت GRACE ناسا انجام شده، حوضه رودخانه کلرادو طی 9 سال گذشته تقریبا 53 میلیون جریب آب شیرین از دست داده است. این تقریباً دو برابر حجم بزرگترین مخزن کشور، دریاچه مید نوادا است.

شدت خشکسالی کالیفرنیا در سال 2014 در این تصاویر از دریاچه Folsom، مخزنی در شمال کالیفرنیا نشان داده شده است. ناسا و کالیفرنیا در حال همکاری برای استفاده از ابزارهای مشاهده زمین ناسا برای کمک به این ایالت هستند که بتواند منابع آب خود را بهتر مدیریت کند و خشکسالی جاری را کنترل و پاسخ دهد.

آیا می خواهید GMS، SMS یا WMS را امتحان کنید، اما برای انجام مجوز کاملاً آماده نیستید؟ یا شاید شما مجوز دارید، اما نگهداری شما به پایان رسیده است و شما می خواهید قبل از به روزرسانی، ویژگی های جدید نسخه بتا را بررسی کنید؟ Aquaveo با استفاده از مجوز ارزیابی محصولات خود اجازه می دهد تا به شما اجازه دهد نرم افزار ما را امتحان کنید تا ببینید آیا این نیاز شما را برآورده می کند. مجوزهای ارزیابی کدهای مجوز موقت هستند که به شما امکان می دهند به مدت دو هفته از تمام قابلیت های نرم افزار ما استفاده کنید.

کمبود اطلاعات ذخیره آب زیرزمینی در مقیاس جهانی مانع از توانایی ما برای نظارت موثر بر منابع آب زیرزمینی می شود. در این مطالعه، ما یک محصول پیشرفته ذخیره آب زمینی (TWS) مشتق شده از مشاهدات ماهواره ای بازیابی جاذبه و آزمایش آب و هوا (GRACE) را در مدل Catchment land یا (CLSM) ناسا در مقیاس جهانی، هماهنگ سازی می کنیم. تولید سری های زمانی ذخیره آب زیرزمینی برای نظارت بر خشکسالی و سایر کاربردها مفید هستند. ارزیابی با استفاده از داده های محلی از نزدیک به 4000 چاه نشان می دهد که هماهنگ سازی داده های GRACE شبیه سازی آب های زیرزمینی را بهبود می بخشد، با خطاهای تخمین 36 و 10 درصد کاهش می یابد و همبستگی به ترتیب 16 و 22 درصد در مقیاس منطقه ای و نقطه ای بهبود می یابد. بزرگترین پیشرفت در مناطق با تنوع بزرگ در بارندگی سالیانه مشاهده می شود، جایی که آبهای زیرزمینی شبیه سازی شده به تغییرات جبری جو بسیار واکنش نشان می دهند. تأثیرات مثبت هماهنگ سازی GRACE با استفاده از داده های کم جریان مشاهده شده بیشتر نشان داده می شود. عملکرد هماهنگ سازی داده های CLSM و GRACE نیز در بین دسته های مختلف نفوذپذیری مورد بررسی قرار می گیرد. این ارزیابی نشان می دهد که هنگامی که صحبت از شبیه سازی تغییرات واقعی آب زیرزمینی در مناطق با برداشت شدید آب زیرزمینی است، هماهنگ سازی داده های GRACE نمی تواند فقدان یک طرح برداشت آب زیرزمینی را در CLSM جبران کند. آبهای زیرزمینی شبیه سازی شده CLSM با ناهنجاری های بارش 12 ماهه در مناطق کم و عرض جغرافیایی ارتباط زیادی دارد. یک شاخص خشکسالی آب زیرزمینی بر اساس تجزیه و تحلیل داده های GRACE به طور کلی با سایر شاخص های خشکسالی در مقیاس منطقه ای همخوان است، اختلافات عمدتا در شدت خشکسالی برآورد شده آنها است.

ما تأثیر بازیابی جاذبه و تجزیه و تحلیل داده های ماهواره های آزمایش آب و هوا (GRACE-DA) در مقداردهی اولیه پیش بینی هیدرولوژیکی فصلی ایالات متحده، با تمرکز بر ذخیره آب زیرزمینی را ارزیابی می کنیم. تخمین های ذخیره آب زمینی مبتنی بر GRACE یعنی TWS برای دوره 2003-2016 به یک مدل سطح زمین متصل می شوند. شبیه سازی سه ماهه پیش بینی شده (به عنوان مثال، پیش بینی وقایع گذشته) با استفاده از حالت های مرجع (بدون جذب داده) و GRACE-DA آغاز می شود. تفاوت بین دو شرایط اولیه هیدرولوژیکی (IHC) برای دو روش پیش بینی در 305 چاه که اندازه گیری های عمق به سطح آب در دسترس است، ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد که استفاده از IHC مبتنی بر GRACE-DA عملکرد پیش بینی آبهای زیرزمینی فصلی را از نظر RMSE و همبستگی بهبود می بخشد. در حالی که بیشتر مناطق بهبود را نشان می دهند، تخریب در دشت های مرتفع معمول است، جایی که برداشت برای روش های آبیاری بیشتر از تنوع آب و هوا بر تغییرات آب زیرزمینی تأثیر می گذارد، که این امر نیاز به شبیه سازی چنین فعالیت هایی را نشان می دهد. این یافته ها به تلاش های اخیر در جهت بهبود سیستم نظارت و پیش بینی خشکسالی ایالات متحده کمک می کند.

1.3 مقدمه

شناخت کل بارندگی برای ارزیابی هیدروگراف سیلاب مستقیماً مفید نیست زیرا همه بارندگی های حوضه ای به رواناب تبدیل نمی شوند. در طی یک رویداد بارشی، بخشی از آن در برخی از لایه های خاک و همچنین در اثر "تلفات" ناشی از تبخیر و تعرق تحت تأثیر برخی از احتباس ها قرار می گیرد. بنابراین، اولین مرحله در استخراج هیدروگراف رواناب با شروع از کل بارندگی، تعیین مقدار مقادیر بارشی است که به روند تشکیل رواناب وارد نمی شوند، و سپس با اختلاف برای تخمین مقدار بارندگی که کاملاً به رواناب تبدیل می شود. به طور متعارف، آخرین کسری از بارش به عنوان "بارش موثر" یا "باران خالص" تعریف می شود. اصطلاح "بارندگی موثر" حفظ خواهد شد و مجموعه رویه ها و / یا مدل ها عملکرد تولید نامگذاری می شود. فرآیند تبدیل از هایتوگراف باران به هیدروگراف رواناب بسیار پیچیده است زیرا به بسیاری از خصوصیات حوضه آبشناسی، هواشناسی و فیزیوگرافی بستگی دارد. به همین دلیل است که عملکرد تولید به برخی فرضیات ساده متوسل می شود. با وجود این، روابط با هدف به دست آوردن بارندگی موثر اغلب دقیق است و منجر به راه حل های قابل قبول این مشکل می شود.

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.

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.

هشیارسازی و آگاه‌سازی عمومی و تصمیم‌گیران در حوزه آب، از بدو تأسیس به عنوان مأموریت اصلی اندیشکده تدبیر آب ایران مورد توجه قرار داشته است. این مجموعه همواره در تلاش بوده تا در جایگاه مرجعی برای ارائه و بیان نقطه نظرات کارشناسی در موضوعات کلیدی بخش آب ایفای نقش نماید و با ارائه توصیه‌ها و پیشنهادها، به هدایت تصمیمات و تقویت اثربخشی آنها در حوزه آب کمک نماید. بدین منظور تهیه مجموعه نوشتارهایی کوتاه با عنوان «بینش‌های راهبردی» را در موضوعات مختلف در دستورکار دارد. در این مجموعه، پیام‌ها، بینش‌ها، یافته‌های مطالعات، بررسی‌ها و تجربیات داخلی و بین‌المللی درباره موضوعات مهم بخش آب در سال‌های فعالیت اندیشکده، به صورت گزیده و مختصر، به جامعه مخاطب عرضه خواهد شد. نخستین عنوان از مجموعه «بینشهای راهبردی» بـــه موضوع «بازار آب زیرزمینی» اختصاص یافته است. دیگر عناوین این مجموعه نیز به تدریج تهیه و به جامعه مخاطبان عرضه خواهد شد.

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.

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.

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.

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.