دلایل بسیاری برای شکل‌گیری و استمرار بحران آب و راهکارهای بسیاری برای رفع آن در کشور عنوان می‌شود. روزنامۀ «پیام‌ما» طی یک نظرسنجی از ۳۵ متخصص و کارشناس مرتبط با بخش‌های مختلف مدیریت منابع آب کشور، دلایل وضعیت فعلی و راهکارهای کلان رفع یا کاهش «ابرچالش آب» را به شور گذاشت. عمده پاسخ‌های دریافتی، بر اهمیت کم دلایل اقلیمی و طبیعی نسبت به علل مدیریتی حکایت می‌کند. اما آنچه به نظر دارای اهمیت بسیار زیادی است،

انتخاب بهترین شاخص خشکسالی هیدرولوژیک به نیازهای خاص مطالعه و در دسترس بودن داده ها بستگی دارد. خشکسالی هیدرولوژیکی به کمبود آب در منابع آب سطحی و زیرزمینی مانند رودخانه ها، مخازن، سدها و دریاچه ها اشاره دارد. این نوع خشکسالی به طور مستقیم بر کیفیت و کمیت آب آشامیدنی، کشاورزی، صنعت و سایر مصارف انسانی تأثیر می گذارد. خشکسالی هیدرولوژیکی می تواند ناشی از عوامل مختلفی مانند کمبود بارندگی، افزایش تبخیر و تعرق، و تغییرات اقلیمی باشد. اما خشکسالی هواشناسی به کمبود بارندگی در یک دوره زمانی مشخص اشاره دارد. این نوع خشکسالی اولین مرحله خشکسالی است و می تواند منجر به خشکسالی هیدرولوژیکی و کشاورزی شود. خشکسالی هواشناسی می تواند ناشی از عوامل مختلفی مانند نوسانات اقلیمی، الگوهای جوی و تغییرات آب و هوایی باشد.

بخش 1: وارونگی فضای داده: تطبیق تاریخ، تجزیه و تحلیل عدم قطعیت و ارزیابی ارزش داده برای مدل های پیچیده

خلاصه: وارونگی فضای داده (DSI) مدتی است که وجود داشته است، اما تا حد زیادی نادیده گرفته شده است، به جز برخی در صنعت نفت. درک آن ساده و پیاده سازی آن آسان است. با این وجود، بسیار قدرتمند است.

فرض کنید که یک مدل پیچیده آب زیرزمینی با مدت زمان طولانی ساخته اید. احتمالاً شما این کار را انجام داده اید زیرا به دنبال یکپارچگی نمایش فرآیندهایی هستید که بر آب های زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه خود تأثیر می گذارد. همین ایده‌آل باید شما را وادار کند که به دنبال یکپارچگی نمایش ویژگی‌هایی باشید که بر این فرآیندها تأثیر می‌گذارند. با این حال این ویژگی ها ناهمگن و اغلب بسیار نامشخص هستند. بنابراین آنها باید به صورت تصادفی نمایش داده شوند. نمایش تصادفی خواص هیدرولیک زیرسطحی و سایر ویژگی‌ها از تعیین کمیت عدم قطعیت‌های پیش‌بینی‌های مورد علاقه مدیریت پشتیبانی می‌کند - یک پیش نیاز ضروری برای تصمیم‌گیری آگاهانه است. با این حال، کاهش این عدم قطعیت ها از طریق تطبیق تاریخ، هنگام استفاده از یک مدل پیچیده، با مشکلات عملی شدیدی مواجه است.

خشکسالی یکی از مهمترین مخاطرات جوی است که به‌طور خزنده در سطح جهان شکل گرفته است و به صورت منطقه‌ای عمل می‌کند و پایان آن نامعلوم وچگونگی وقوع و اثرات آن در هر ناحیه با ناحیه دیگر متفاوت است. با توجه به تشدید خشکسالی در ایران و احتمال تداوم به پنج نکته درباره خشکسالی بر اساس اطلاعات مرکز ملی خشکسالی و مدیریت بحران اشاره می‌شود:

WMS محصول قدرتمند شرکت Aquaveo نرم افزاری تخصصی در زمینه مدل‌سازی حوضه‌های آب‌خیز و منابع آب بوده که توانسته است طیف کاملی از ابزارهای مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل منابع آبی را برای تمامی فازهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی در یک محیط واحد ارائه دهد. این نرم افزار ابزارهای قدرتمندی برای مدل‌سازی فرایندهای خودکار شامل استخراج اتوماتیک حوضه آب‌خیز، محاسبه پارامترهای هندسی، محاسبه همپوشانی لایه‌ها در GIS، استخراج مقطع عرضی از داده‌های عوارض زمین و طراحی سیستم‌های لوله‌کشی مقابله با طوفان به مهندسین ارائه می‌کند.

1.10 سازمان داده

برای درک فرآیندهای مداخله در چرخه آب و مطالعه تغییرات مکانی و زمانی آنها، یک پایگاه داده ضروری است. مشاهدات میدانی برای آمارهای آب و هوایی، برای برنامه ریزی و مدیریت منابع آب بسیار مهم است.

اندازه گیری ها با استفاده از طیف وسیعی از روش ها، از نوشتن ساده یک عدد توسط یک مشاهده گر، تا علامت گذاری نامرئی تکانه های الکترونیکی روی نوار مغناطیسی، ثبت می شود. اگرچه پیشرفته ترین تکنیکها در کشورهای پیشرفته استفاده می شود، بسیاری از کشورهای جهان سوم فقط از روش های دستی مستقیم استفاده می کنند [Shaw, 1988].

3.9 اندازه گیری نفوذ

1.3.9 مانیتس انفیلومتر

این روش بر اساس اصل شارژ ثابت است. یک استوانه مدرج درون زمین قرار می گیرد و سطح آب را ثابت نگه می دارد (حدود 30 میلی متر). تغییرات سطح آب در یک بازه زمانی میزان نفوذ را تعیین می کند.

1.8 تجزیه و تحلیل پاسخ هیدرولوژیکی

نحوه واکنش حوضه آبریز در هنگام مواجهه با یک رویداد بارشی، پاسخ هیدرولوژیکی نامیده می شود.

4.3 اندازه گیری میزان بارندگی

1.4.3 سیستم اندازه گیری بارندگی

میزان بارندگی و سایر اشکال بارش از نظر عمق اندازه گیری می شود و مقادیر آن بر حسب میلی متر بیان می شود. یک میلی متر بارندگی نشان دهنده مقدار آب مورد نیاز برای پوشاندن زمین با یک لایه 1 میلی متر آب است، با توجه به اینکه هیچ چیز از طریق زهکشی، تبخیر یا جذب از بین نمی رود.

5.1 تاریخچه مختصر هیدرولوژی

در دوران باستان اصول مختلف هیدرولوژیک در عمل با موفقیت استفاده می شد. کارهای اولیه آبیاری چینی و کنترل سیل و قنات های یونان و روم قابل ذکر است. از طرف دیگر، علم باستان فقط بر اساس منطق و شهود، بدون اندازه گیری و مشاهدات استوار بود و بیشتر اوقات نظریه ها معیوب بودند.

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.

1.1 تعریف هیدرولوژی

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 "آب" و "علم". هیدرولوژی علمی است که مربوط به وقوع، توزیع، حرکت و خصوصیات تمام آبهای زمین است.

این یادداشت ها به عنوان رئوس مطالبی برای درک و مقایسه روشهای مختلف هیدرولوژیکی در نظر گرفته شده اند. اینها در درجه اول برای در نظر گرفتن مفاهیم و فنون مختلف هیدرولوژیکی طراحی شده اند تا تفاوتها (و شباهتها) آنها بهتر درک شود. این یادداشت ها نباید به عنوان تنها پایه برای استفاده از این روش ها استفاده شود. متون زیادی در دسترس است که اطلاعات دقیق در مورد مشخصات هر یک از روش ها را ارائه می دهد. قبل از اقدام به استفاده از هر یک از این روش ها، باید با این منابع مشورت شود.

WMS با ارائه ویزارد مدل سازی Hydrologic ایجاد مدل های هیدرولوژیک را آسان می کند. این ابزار شما را در روند تولید یک مدل هیدرولوژیکی کمک می کند. هر مرحله یکی از عناصر مورد نیاز برای یک مدل هیدرولوژیک کامل را تکمیل می کند. برای سهولت و بهره وری بیشتر از این ابزار، در اینجا چند نکته برای استفاده از ویزارد مدل سازی Hydrologic در WMS آورده شده است.

آب همیشه در حرکت است. از زمان تشکیل زمین، آن بی وقفه در چرخه هیدرولوژیک در گردش است. آبهای زیرزمینی با تبخیر شدن آب، تشکیل ابرها و بازگشت به زمین با بارندگی، قسمت مهمی از این چرخه مداوم است. آبهای سطحی توسط انرژی خورشید تبخیر می شوند. بخار آب سپس ابرها را در آسمان تشکیل می دهد. بخار آب بسته به دما و شرایط آب و هوایی متراکم شده و به عنوان انواع مختلف بارندگی (باران، برف، برف، تگرگ) به زمین می افتد. برخی از بارندگی ها از مناطق مرتفع به مناطق کم سطح زمین و به داخل آبهای سطحی منتقل می شوند. این به عنوان رواناب سطحی شناخته می شود. بارش های دیگر به داخل زمین نفوذ می کند و به عنوان آب زیرزمینی ذخیره می شود.

این نرم افزار به کاربران اجازه می دهد تا تجزیه و تحلیل آماری از داده های هیدرولوژیکی را انجام دهند. نسخه فعلی HEC-SSP می تواند تجزیه و تحلیل فرکانس جریان سیل را بر اساس بولتن 17B (کمیته مشورتی مشورتی بینابینی در مورد داده های آب، 1982) و بولتن 17C انجام دهد، آنالیز فرکانس عمومی در نه تنها داده های جریان بلکه سایر داده های هیدرولوژیکی و همچنین، آنالیز فرکانس حجم جریان بالا یا پایین، تجزیه و تحلیل مدت زمان، آنالیز فرکانس تصادفی، تجزیه و تحلیل ترکیبی منحنی، تجزیه و تحلیل هیدروگرافی متعادل، تجزیه و تحلیل اتصالات توزیع و تجزیه و تحلیل تراکم ترکیبی کاربرد دارد.

مهندسین ارتش آمریکا (USACE) در حال ساخت قابلیت های جدید شبیه سازی و تجزیه و تحلیل کیفیت آب در برنامه های موجود در رودخانه  مخزن و شبیه سازی رواناب موجود در حوضه ها (HEC-RAS ،HEC-ResSim و HEC-HMS) هستند که مورد استفاده گسترده ای از طرف USACE است. و سازمان های دیگر این قابلیت ها نیاز به بازسازی، مدیریت و ارزیابی اثرات اکوسیستم اقتصادی مبتنی بر علمی را پشتیبانی می کنند. ترمیم اکوسیستم یکی از مأموریت های اصلی USACE است. هدف از فعالیت های مرمت اکوسیستم USACE، بازگرداندن عملکرد، ساختار و فرآیندهای قابل توجه اکوسیستم است که تخریب شده است. تلاش های ترمیم اکوسیستم شامل بررسی مشکلات موجود در تخریب سیستم و توسعه ابزارهای جایگزین برای حل آنها است.

مدل های ریاضی آب و هوا جهانی می توانند جنبه های بسیاری از سیستم آب و هوایی فیزیکی را تولید کنند. مدل های گردش عمومی (GCM) فرآیندهای ساختاری را در جو، اقیانوس و سطح زمین شبیه سازی می کنند. سناریوهای پیش بینی شده در مورد تغییرات آب و هوا برای مدل های منتخب GCM اعمال می شود و از خروجی آنها در شبیه سازی های هیدرولوژیکی PRMS استفاده می شود.

حجم بارش‌های فصل پاییز کشور از ابتدای سال آبی 98-97 (اول مهرماه) تاکنون به 127.3 میلی‌متر رسید. بر اساس آمار بارندگی تجمعی حوضه‌های آبریز درجه‌ یک کشور، میزان بارندگی‌ها طی مدت مشابه سال آبی 97-96 در این حوضه‌ها 41 میلی‌متر گزارش شده است.

این میزان بارش، از سال آبی گذشته 86.3 میلی‌متر بیشتر شده و نسبت به میانگین بلندمدت 50 ساله از 105.4 میلی‌متر رشد برخوردار بوده است.

پرداختن به موضوع حکمرانی آب، تخصیص منابع آب و ارزش اقتصادی آب راه رسیدن به راهکارهای عملی حکمرانی خوب و پیاده سازی تمام و کمال مدیریت بهم پیوسته منابع آب را هموار خواهد ساخت.

حکمرانی آب همان رفتار کنترل کننده‌ای است که از طریق اقدامات مدیریتی و یا با وضع مقررات آب در طیف وسیعی از سیستم‌های سیاسی، اجتماعی، زیست محیطی، اقتصادی و اداری به کار گرفته می‌شود و نهایتا منجر به تنظیم «تخصیص» و بهبود شرایط «بهره‌برداری» از آب می‌گردد. حکمرانی آب مشخص می‌کند که چه کسی و در چه شرایطی به آب دسترسی دارد؟ حفاظت کمی و کیفی از آب چگونه است؟ قاعده مدیریت آب چیست؟ نقش مشارکت مصرف کنندگان در تصمیم‌سازی و تصمیم‌گیری تا کجاست؟ سیاست‌های بهره‌وری و صرفه جویی در مصرف آب کدامند و داوری اختلافات و تعارض‌ها به دست کیست؟

نمودار نشان دهنده دو مدل است که یک سطح پایین API ارائه می دهند.

معرفی

OpenStreams بلوک های ساختمانی را ایجاد می کند که مدل های هیدرولوژیکی یکپارچه را تشکیل می دهند. این بلوک ها می توانند مدل های کامل باشند، که قطعاتی از مدل هایی هستند که می توانند برای ساخت مدل های دیگر استفاده شوند. هدف این است که یک چارچوب کامل برای ساخت و اتصال مدل ها باشد، وظیفه به لایه ها (مانند OpenMI) منتهی می شود که می تواند در بالای جزء یا مجموعه اجزا تشکیل شده باشد.