در زمینه مهندسی آب، رساله‌ها و پایان‌نامه‌های معتبری در دانشگاه‌های برتر جهان نگاشته می‌شوند. برخی از این پژوهش‌ها به‌دلیل کیفیت علمی بالا و نتایج کاربردی گسترده در مقیاس جهانی مورد توجه قرار می‌گیرند. در زیر به برخی موضوعات کلیدی و محتوای متداول در این زمینه اشاره می‌شود:

در سال ۲۰۱۵، دقت مدل GFS از مدل‌های پیش‌بینی آب‌وهوای جهانی دیگر عقب افتاده بود. نمونه بارز آن، پیش‌بینی نادرست مسیر طوفان سندی توسط GFS بود که تا چهار روز قبل از رسیدن به خشکی، مسیر آن را به سمت دریا نشان می‌داد، در حالی که مدل مرکز پیش‌بینی‌های میان‌مدت هواشناسی اروپا (ECMWF)  ۷ روز قبل به درستی خشکی‌نشینی طوفان را پیش‌بینی کرده بود. گفته می‌شود دلیل افت دقت GFS، محدودیت منابع محاسباتی در سرویس ملی هواشناسی آمریکا (NWS) بود. در پاسخ به این مشکل، NWS ابررایانه‌های جدیدی را خرید که قدرت پردازش را از ۷۷۶ ترافلاپس به ۵.۷۸ پتافلاپس افزایش داد.

پیش‌بینی آب و هوا فرآیندی علمی برای تخمین شرایط جوی در آینده است. این فرآیند با استفاده از مدل‌های کامپیوتری پیچیده و داده‌های مختلف مانند مشاهدات سطحی و جوّی، داده‌های ماهواره‌ای و مدل‌های اقلیمی انجام می‌شود. پیش‌بینی آب و هوا می‌تواند برای بازه‌های زمانی مختلف از چند ساعت تا چند ماه یا حتی چند سال انجام شود. پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت برای برنامه‌ریزی روزمره و فعالیت‌های کوتاه‌مدت مانند سفر مفید هستند، در حالی که پیش‌بینی‌های بلندمدت برای برنامه‌ریزی‌های بلندمدت مانند کشاورزی و مدیریت منابع آب مفید هستند. در حال حاضر، تعدادی مدل پیش‌بینی آب و هوا در جهان وجود دارند که به دلیل شهرت و دقت بالا شناخته می‌شوند. برخی از مشهورترین و دقیق‌ترین مدل‌ها عبارتند از:

اگر دانشجوی هواشناسی نیستید، باید به پیش بینی آب و هوای محلی خود برای پیش بینی آب و هوای خوب اعتماد کنید - و جنوب ویسکانسین دارای پیش بینی های محلی بسیار خوبی است. وظیفه آنها تفسیر مدل های مختلف پیش بینی عددی آب و هوا است. مدل‌های عددی پیش‌بینی آب و هوا، یا NWP، مجموعه پیچیده‌ای از معادلات ریاضی را حل می‌کنند که بر اساس فیزیک است که نحوه حرکت هوا و نحوه تبادل گرما و رطوبت در سراسر جو را هدایت می‌کند.

مرکز بایگانی فرآیندهای سرزمینی ناسا در دسترس بودن محصولات داده NASADEM با وضوح 1 قوس ثانیه را اعلام کرد. NASADEM میراث مأموریت توپوگرافی رادار شاتل (SRTM) را با بهبود دقت ارتفاع مدل دیجیتال و پوشش داده ها و همچنین ارائه اطلاعات اضافی مربوط به رادار SRTM گسترش داده است. به زبان ساده آن را تدقیق کرده است. این پیشرفت ها با پردازش مجدد داده های سیگنال رادار اصلی SRTM و داده های تله متری با الگوریتم های به روز شده و داده های کمکی که در زمان پردازش SRTM اصلی در دسترس نبود به دست آمد.

در این پست قصد داریم مقایسه ای کنیم بین کاربرد لایه های با دقت بالا در پردازش های مکانی. مدتی است در سایت بیسین لایه DEM نسبتا دقیقی را ارائه دادیم. لایه DEM حاضر دراین سایت، بسته به موقعیت جغرافیایی بر روی محدوده کشور دقت متوسط "چهار و نیم" متری دارد. با توجه به داده های رایگان کنونی که تحت عنوان SRTM و ASTER و... که با دقت حدودا 30 متری در دسترس است (از جمله در سایت بیسین)، می توان داده چهار و نیم متری را بسیار ارزشمند دانست.

بسیاری از افرادی که مدل های تجربی و محیطی را استفاده کرده اند، تصور می کنند هیچ گاه قادر به استفاده عملی از آنها برای بهره مندی در دنیای واقعی نخواهند بود. درحالی که می دانیم توسعه سازه های عظیم و مدیریت یکپارچه جهانی آب، بدون ابزار کامپیوتری محال است. در این پست قصد دارم برای شما از توانمندی نرم افزار GMS و البته مدل شناخته شده MODFLOW در زیرمجموعه این نرم افزار، با ذکر یک نمونه اجرایی بگویم. در واقع این یکی از مدل سازی هایی است که برای یک محدوده آب زیرزمینی در سایت بیسین انجام دادیم. مجموعه وسیعی از داده ها و مطالعات برای پیش برد این مدل استفاده شد. نتیجه چیزی است که شرح آن خواهد رفت.

ما خوشحال می شویم که از شما در کنگره جهانی آب جهانی دیجیتال IWA استقبال کنیم. این واقعه مجازی یک مورد کلاسیک ضروری بودن مادر اختراع بوده است. در نتیجه Covid-19، هیچ یک از ما در سال 2020 نمی توانستیم رو در رو ملاقات کنیم. با این حال، با توجه به اینکه IWA برنامه برجسته فعالیت خود را ایجاد کرده بود، ما همچنان می خواستیم بستر مشترکی برای ایده ها و شبکه برای اعضا و ذینفعان فراهم کنیم.

4.9 مدل های پیش بینی میانگین جریان ماهانه

فاصله جولای-نوامبر به عنوان یک دوره تابستان-پاییز در نظر گرفته می شود که مشخصه آن تغذیه رودخانه ها است که هم از ریزش باران و هم از طریق جریان آب زیرزمینی ناشی می شود. طبق مدل پیشنهادی Stanescu در سال (1984)، میانگین دبی ماهانه  از دو جز تشکیل شده است، یعنی میانگین تخلیه آبهای زیرزمینی رودخانه، Q_s و میانگین تخلیه حاصل از تغذیه باران Q_r (شکل 12.9). بنابراین، رابطه زیر نوشته شده است:

آیا در پروژه SMS خود از ترکیبی از پیش بینی ها یا سیستم های مختصات استفاده می کنید؟ SMS امکان استفاده از داده ها را با انواع سیستم تصویر فراهم می کند. گفته می شود، هنگام استفاده از چندین سیستم تصویر، باید به نحوه وارد کردن داده ها و ادغام آنها در پروژه دقت شود. مشکلات می توانند با مخلوط کردن انواع خاصی از واحدهای فرافکنی، مانند متر و درجه قوس ظاهر شوند. همچنین، محدودیت هایی برای بازتولید هندسه های خاص، مانند شبکه های Quadtrees وجود دارد.

آیا پایگاه داده مقطعی دارید که باید در پروژه آبهای سطحی شما گنجانده شود؟ ویژگی جدید در SMS 13.1.1 beta به شما امکان می دهد یک پایگاه داده مقطعی را با استفاده از File Import Wizard وارد کنید. یک پایگاه داده مقطعی می تواند از یک صفحه گسترده یا یک فایل متنی با قالب بندی خاص وارد شود. برای وارد کردن یک پایگاه داده مقطعی از یک صفحه گسترده یا فایل متنی، از مراحل زیر استفاده کنید:

آیا به دنبال راهی برای رسم رسانایی مناطق زهکشی در مدل آب زیرزمینی خود هستید؟ اگر مدل منطقه ای بزرگی دارید که شامل مناطقی با شبکه زهکشی متراکم (خندق، زهکشی کاشی و غیره) است، می توانید این را برای نشان دادن یک سیستم زهکشی پراکنده افزایش دهید. هنگام انجام این کار، نه تنها خندق های مجزا با بسته بندی تخلیه (DRN)، بلکه کل مناطق وجود دارد. با استفاده از GMS می توانید کانتور این مناطق زهکشی را ایجاد کنید.

هر شکلی از محاسبهٔ بیلان، نهایتاً با عدم‌قطعیت روبروست. منشأ عدم‌قطعیت‌ها در محاسبات بیلان را می‌توان به دو منبع نسبت داد: تغییرات طبیعی در چرخهٔ آب و خطاهای اندازه‌گیری. تمامی مؤلفه‌های بیلان به اشکال مختلف تغییرپذیر هستند. از بارندگی گرفته، تا تبخیرتعرق، رواناب و نفوذ همگی تحت تأثیر پارامترهای مختلف تغییر می‌کنند و در برخی مناطق، میزان تغییرات بسیار شدیدتر است. همین‌طور ارتباط تنگاتنگ و در هم‌پیچیدهٔ پارامترهای مختلف، همچون دما، بارش، تبخیر، پوشش گیاهی و غیره موجب می‌شود تا به راحتی مقدار مؤلفه‌ها دستخوش تغییرات جدی قرار گیرند. خطاهای ناشی از اندازه‌گیری نیز، همان‌طور که گفته شد به دلیل ذات برخی از مؤلفه‌ها و پارامترها، یا حتی محدودیت‌های مالی، تخصصی و غیره ممکن است کم یا زیاد باشد.

Covid-19 ما را به ارتباطات نزدیک بین محیط زیست، اقدامات انسانی و بهداشت عمومی یادآوری کرده است، که غالباً مورد غفلت واقع شده اند. در آغاز کار من در دهه 1970، دیدن تأثیرات بیماری میناماتا، که ناشی از مسمومیت با جیوه است، تأثیر زیادی بر من گذاشت. این تصمیم من را برای تمرکز بر مهندسی محیط زیست به عنوان راهی برای بهبود سلامت عمومی تحریک کرد. اولین روز زمین، ایجاد آژانس حفاظت از محیط زیست در ایالات متحده و اصلاحیه های قانون آب پاک همه لحظاتی هستند که من را بسیار الهام بخشید.

آیا هنگام وارد کردن داده های گمانه به GMS با مشکلی روبرو شده اید؟ در اکثر مواقع، هنگام وارد کردن داده های گمانه به GMS هیچ مشکلی وجود ندارد، اما گاهی اوقات چیزی نامناسب می شود. در این مقاله سعی می شود برخی از موارد رایج هنگام وارد کردن داده های گمانه رخ دهد.

4.6 حل عددی مدلهای مسیریابی توزیع شده

معادلات Saint-Vénant معادلات دیفرانسیل جزئی هستند که به طور کلی باید با روش های عددی حل شوند. این روش ها را می توان روی معادلات اصلی سنت ونانت یا برای حل مجموعه ای از معادلات تبدیل شده ریاضی، که فرم مشخص معادلات سن ونت نامیده می شود، به کار برد. به عنوان مثال، جفت V-h (6.17) معادل فرم مشخص است:

برنامه تجسم EOSDIS Worldview ناسا امکان مرور تعاملی بیش از 900 لایه تصویر ماهواره ای با وضوح کامل و سپس بارگیری داده های اساسی را فراهم می کند. بسیاری از لایه های تصاویر موجود در عرض سه ساعت از مشاهده به روز می شوند، و اساساً کل زمین را همانطور که اکنون به نظر می رسد نشان می دهند. این از مناطق مهم برای برنامه کاربردی مانند مدیریت آتش سوزی، اندازه گیری کیفیت هوا و پایش سیل پشتیبانی می کند. تصاویر در سامانه توسط خدمات مرور تصاویر جهانی ناسا (GIBS) ارائه می شود. این سامانه اکنون شامل نه لایه تصویر زمینی ازGOES-East ، GOES-West و Himawari-8 است که با 30 دقیقه افزایش در 30 روز گذشته موجود است. این لایه ها شامل Red Visible است که می تواند برای تجزیه و تحلیل ابرهای روز، مه، خلوص و باد مورد استفاده قرار گیرد.

2.5 روندیابی مخزن

همانطور که در مورد مسیریابی رودخانه، رابطه اساسی معادله پیوستگی است (شکل 16.5):

4.6 جریان آب زیرزمینی

از آنجا که منطقه هوادهی دارای رطوبت کافی برای نفوذ در آبهای عمیق است ، بخشی از بارندگی به لایه فرات نفوذ می کند. مقدار آب به ساختار زیرزمینی و زمین شناسی و همچنین به حجم آب ناشی از بارندگی بستگی دارد. جریان آب قبل از اینکه به جویبار برگردد با سرعت چند متر در روز از سفره آب عبور می کند. این جریان که از لایه فریتیک ناشی می شود، جریان پایه یا جریان آب زیرزمینی نامیده می شود. جریان های آب زیرزمینی به طور کلی در صورت عدم بارندگی ، تخلیه جریان را حفظ می کنند.

در تاریخ 9 تا 19 نوامبر، قهرمانان سطح بالا برای اقدام جهانی در زمینه آب و هوا، با همکاری نزدیک با مشارکت مراکش مسابقه به صفر را برگزار می کنند. گفتگوهای مسابقه به صفر از 23 نوامبر تا 4 دسامبر به عنوان نقش مهمی در گفتگوهای اقلیمی UNFCCC عمل می کند، که کار را به حاکمیت قوانین توافق نامه پاریس پیش می برد. با هم، هر دو گفتگو زمینه را برای سالگرد توافق پاریس در 12 دسامبر فراهم می کنند، در حالی که جهان در سال 2021 شروع به "مسابقه تا صفر" به سمت COP26 می کند.

طغیان یک اتفاق طبیعی است که نمی توان جلوی آن را گرفت. انواع مختلف طغیان وجود دارد که ناشی از شرایط مختلف آب و هوایی و بارش است. ممکن است در معرض خطر یک یا چند نوع از این سیل ها باشید. در زیر یک نوع از انواع سیل معرفی شده است. در پست های بعدی انواع دیگر را بیابید.

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.