نیروگاه‌ها در نواحی ساحلی به دلیل نزدیکی به منابع آب برای فرایندهای خنک ‌کننده و تولید انرژی، یکی از مهم‌ترین زیرساخت‌های حیاتی به ‌شمار می‌روند. در عین حال، به دلیل وجود سطح بالای آب زیرزمینی در این مناطق، مشکلاتی نظیر ورود آب به محل‌های حفاری و سازه‌های زیرزمینی نیروگاه‌ها بروز می‌کنند. به همین دلیل، استفاده از روش‌های زهکشی و Dewatering برای کنترل و مدیریت آب زیرزمینی از اهمیت بالایی برخوردار است. پروژه حاضر با هدف طراحی و اجرای سیستم Dewatering برای یک نیروگاه در محدوده نوار ساحلی دریای سرخ عربستان انجام شده است. این ناحیه با ویژگی‌های خاص زمین‌شناسی و هیدرولوژیکی خود، چالش‌هایی در زمینه مدیریت آب زیرزمینی ایجاد می‌کند که نیازمند استفاده از ابزارهای پیشرفته مدلسازی و شبیه‌سازی می‌باشد. در این راستا، نرم‌افزار GMS-MODFLOW به عنوان یکی از ابزارهای معتبر و پرکاربرد در زمینه مدل‌سازی جریان آب زیرزمینی انتخاب شده است. این نرم‌افزار با توانایی شبیه‌سازی دقیق وضعیت آبخوان‌ها، سطح آب زیرزمینی و تأثیرات اعمال روش‌های Dewatering، نقش مهمی در تحلیل و بهینه‌سازی این فرایند داشته است. هدف این گزارش، ارائه نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های انجام شده با GMS-MODFLOW، بررسی وضعیت آب زیرزمینی در محدوده پروژه، و ارائه راهکارهای موثر جهت کنترل و کاهش سطح آب زیرزمینی در محل توسعه سازه نیروگاه است.

هزینه مدل‌سازی دقیق آب‌های زیرزمینی توسط شرکت های معتبر جهانی با استفاده از مدل‌هایی مانند MODFLOW به‌طور کلی، می‌تواند از چند هزار دلار برای مدل‌های ساده تا صدها هزار دلار یا بیش از یک میلیون دلار برای مدل‌های پیچیده و جامع متغیر باشد. و به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

حتی اگر یک مدل آب زیرزمینی همگرا شود، باز هم ممکن است خطاهایی در آن وجود داشته باشد که منجر به نتایج اشتباه شود. مدل آب زیرزمینی یک نمایش انتزاعی از سیستم آب زیرزمینی است. این یک ابزار است که می توان از آن برای شبیه سازی جریان، توزیع و کیفیت آب زیرزمینی استفاده کرد. مدل های آب زیرزمینی برای طیف وسیعی از اهداف از جمله:

مدل MODFLOW 6 نسخه جدیدی از مدل جریان زیرزمینی آب MODFLOW است که توسط USGS (سرویس زمین شناسی ایالات متحده) توسعه یافته است. این نسخه شامل تغییرات و پیشرفت های متعددی نسبت به نسخه های قبلی مانند MODFLOW-2005 و MODFLOW-NWT است.

هر زمان که یک سخنرانی در مورد حاکمیت آب شروع می کنم، از مخاطبان می پرسم که آیا می دانند قیمت یک لیتر آب لوله کشی چقدر است؟ معمولاً اتاق ساکت می‌شود، شانه‌هایشان بالا می‌رود و فقط تعداد کمی حدس می‌زنند که معمولاً بیش‌ازحد برآورد می‌شود. سوال بعدی من در مورد قیمت یک لیتر بنزین است. در کسری از ثانیه، پاسخ درست را از مخاطب دریافت می کنم. آب نه تنها برای انسان، بلکه برای همه موجودات زنده ضروری است. با این حال رابطه ما با آب از دسترس خارج شده است. در کشورهای توسعه یافته، آب آشامیدنی به راحتی در همه جا در دسترس است: از شیر آب، سوپرمارکت، و مغازه. بسیاری از ما آب را بدیهی می دانیم. بسیاری نمی دانند که آب واقعا چقدر مهم است و ما از آن برای چه استفاده می کنیم. علاوه بر آب آشامیدنی، آب در فرآیندهای تولید، هم صنعتی و هم در بخش غذا و نوشیدنی استفاده می شود. ما آب را در واقعیت و به صورت مجازی معامله می کنیم، آب را تنظیم می کنیم، آب را منحرف می کنیم، آب را آلوده می کنیم، بر سر آب می جنگیم، برای خنک کردن نیروگاه های حرارتی به آب تکیه می کنیم و مهمتر از همه، آب رسانه ای خواهد بود که از طریق آن تأثیرات تغییر اقلیم را تحت تأثیر قرار می دهد. احساس و تجربه کرد. آب نیز می تواند یک تهدید باشد. سیل و خشکسالی معیشت را به خطر می اندازد و از بین می برد، انسان ها و حیوانات را می کشد و به گسترش بیماری های منتقله از طریق ناقل کمک می کند.

من "بهزاد سرهادی" کارشناس ارشد مهندسی آب، مدت هاست با استفاده از مدل MODFLOW چه در سطح آکادمیک و چه در سطح اجرایی، شبیه سازی هایی در سرتاسر کشور و همچنین کشورهایی از جهان مثل استرالیا، هلند، مالزی و آمریکا رو انجام دادم. تقریبا با چند و چون نرم افزار مشهور GMS که کد MODFLOW رو اجرا میکنه تا حد زیادی آشنایی دارم. بهترین مدلی که ساختم با استفاده از داده هایی به حجم 50 گیگابایت در هزاران فایل برای یک منطقه در ایالات متحده بوده که نتیجه کار مورد تایید کارشناسان همان منطقه هم قرار گرفت. سعی میکنم در این دوره با تمرکز بر داده ها و شرایط کشور ایران، از این پروژه های دقیق هم برای شما توضیحات نکته و پروژه محوری رو بیان کنم. مدل های سه بعدی مفصلی که گاهی بدون نیاز به واسنجی کاربرد خواهند داشت!

آیا برای پروژه مدلسازی آبهای زیرزمینی در GMS نیاز به طراحی دقیق روی پوشش نقشه خود دارید؟ استفاده از گزینه های نمایش Drawing Grid می تواند در این امر کمک کند. این پست به بررسی آنچه اینها هستند و نحوه استفاده آنها در پروژه GMS شما می پردازد. هنگامی که شبکه نقشه کشی روشن می شود، یک شبکه خواهید داشت که می تواند برای مرجع و اندازه گیری موقعیت ها در پروژه استفاده شود.

مدیرعامل شرکت آب منطقه‌ای تهران با اشاره به مشکلات سال‌ گذشته در موضوع آب، گفت: در حالی به فصل پاییز و شروع سال آبی جدید وارد شدیم که متأسفانه با ۵۰۳ میلیون متر مکعب ذخیره آبی و کسری ۳۱۴ میلیون مترمکعبی نسبت به سال گذشته مواجه هستیم. یوسف رضاپور اظهار کرد: کارنامه سال آبی ۱۴۰۰-۱۳۹۹ را درحالی می‌بندیم که میزان بارش‌های کشور در مقایسه با متوسط بلند مدت با کاهش ۳۷ درصدی مواجه بوده و همین امر در حوزه عملکرد استان تهران و حوضه آبریز سدهای پنجگانه تهران نیز مشهود بوده و ورودی آب به مخازن سدهای تهران را نیز تحت تأثیر قرار داده است.

آب، مهم و جدی‌ترین چالش بسیاری از جوامع جهان محسوب می‌شود و ایران شاید بیش از بسیاری کشورها، این چالش را پیش روی دارد. چالشی که به لحاظ ایجاد، شیوه مواجهه و البته مدیریت، نیازمند نگاهی آگاهانه، کارشناسانه و بسیار دقیق به علل موجده و رفتاری عملی و تاثیرگذار در مسیر ارائه راهکارهایی بر پایه عقلانیت و به دور از سوگیری‌های معمول غیرعلمی و بدون منطقه است.

Visual MODFLOW Flex محصول شرکت Waterloo Hydrogeologic و Schlumberger یکی از تخصصی‌ترین نرم افزارهای شبیه‌سازی و آنالیز آب‌های زیرزمینی و انتقال پسماند است. این نرم افزار با ارائه ابزار آنالیز و کالیبراسیون به همراه مصورسازی سه‌بعدی، مهندسان حوزه‌ی آب‌زمین‌شناسی را قادر می‌سازد تا به مطالعه پراکندگی و حرکت آب‌های زیرزمینی در خاک و سنگ‌های پوسته زمین به‌ویژه در سفره‌های آب زیرزمینی بپردازند. پروژه‌های تعریف شده در این نرم افزار قابلیت خروجی Surfer ASCII داشته که امکان ویرایش در محیط‌های دیگر نظیر Surfer و ArcMap و QGIS را فراهم می‌آورد.

GMS Premium محصول شرکت کمپانی Aquaveo نرم افزاری با رابط کاربری گرافیکی و کاملاً قابل فهم است که قابلیت‌های فراوانی را در زمینه مدل‌سازی و شبیه‌سازی سه‌ بعدی آب‌های زیرزمینی در اختیار کاربرانش قرار می‌دهد. مدل‌های سه‌ بعدی ساخته شده توسط این نرم افزار در واقع سیستم واقعی آب‌های زیرزمینی را شبیه‌سازی می‌کند تا کاربر قادر به تجزیه و تحلیل، مدیریت و همچنین بررسی کنش‌ها و واکنش‌ها در یک سیستم هیدرودینامیکی باشد.

مدل های آب زیرزمینی اغلب نیاز به مقابله با مقدار نسبتاً عدم قطعیت دارند، به ویژه هنگامی که مدل ها داده های کالیبراسیون محدودی در دسترس دارند. یک رویکرد مدل سازی تصادفی می تواند با استفاده از مجموعه ای از مدل ها برای برآورد احتمال برخی از نتایج خاص، یک گزینه مفید برای مقابله با این عدم اطمینان باشد و GMS چند ابزار و روش برای استفاده از این روش ارائه می دهد. در این پست برخی نکات و نکات در مورد مدل سازی تصادفی در GMS بررسی می شود.

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.

معمولاً لازم است بخشی از شبکه را در پروژه GMS خود اصلاح کنید. به همین دلیل، GMS چند ابزار و روش برای تصفیه قسمتهای شبکه فراهم می کند. در این پست برخی از گزینه های اصلاح شبکه های سه بعدی در GMS بررسی می شود. به طور کلی، هنگام ساخت شبکه در GMS، نمی خواهید شبکه ای بیش از حد تصفیه شده باشد، زیرا این امر باعث ایجاد مشکلاتی در اجرای مدل می شود. شما همچنین شبکه ای نمی خواهید که دارای سلول های بسیار بزرگ باشد تا بتواند اطلاعات حیاتی را از مکان های اصلی بدست آورد. برای حل این مسئله می توانید شبکه را در مکان های کلیدی اصلاح کنید.

آیا پروژه GMS قدیمی تری دارید که باید در نسخه فعلی GMS آن را باز کنید؟ شاید شما بخواهید یک پروژه قدیمی را وارد نسخه جدیدتر GMS کنید تا بتوانید از ویژگی های جدیدی که به GMS اضافه شده اند استفاده کنید. کار با پروژه های قدیمی گاهی اوقات ممکن است مشکل باشد. نسخه های قدیمی GMS دیگر پشتیبانی نمی شوند و با گذشت زمان خراب می شوند. در این مقاله توضیحات بیشتری در مورد چرایی این اتفاق و آنچه می توان برای وارد کردن پروژه های قدیمی خود به نسخه فعلی GMS توضیح داد.

MODFLOW یک نرم افزار محبوب مدل منبع آب زیرزمینی محبوب است که توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده تهیه و پشتیبانی و نگهداری می شود. برنامه MODFLOW که اولین بار بیش از 35 سال پیش منتشر شد، به مجموعه نرم افزاری غنی برای شبیه سازی جریان آب زیرزمینی، انتقال املاح و طیف وسیعی از سایر فرآیندهای مربوط به آبهای زیرزمینی تبدیل شده است.

آیا داده های تخلیه را در یک فرم شکل دارید که بخواهید آن را به GMS وارد کنید تا از آن برای بسته تخلیه در پروژه MODFLOW خود استفاده کنید؟ Shapefile ها توانایی نگهداری اطلاعات مختلفی از جمله داده های تخلیه و سایر داده های استفاده شده توسط MODFLOW را دارند. و بسیاری از نرم افزارها قادر به تبدیل قسمتهای یک پروژه MODFLOW به یک شکل فایل هستند.

بسیاری از انواع شرایط مرزی MODFLOW (به عنوان مثال، مسیر عمومی، رودخانه ها، نهرها، زهکش ها) دارای یک پارامتر هدایت یا انتقال جریان هستند. MODFLOW از انتقال برای تعیین مقدار آبی که به دلیل تنشهای شرایط مرزی در مدل خارج یا به آن وارد می شود، استفاده می کند. هنگام استفاده از یک مدل مفهومی، نحوه محاسبه و وارد کردن اصطلاح قابلیت انتقال بستگی به این دارد که شی ویژگی چند ضلعی، خط یا نقطه باشد. قبل از توضیح کامل این، یک بررسی کوتاه در مورد تعریف قابلیت انتقال مناسب است.

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.

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.

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.

با انتشار GMS10.5 Beta، چند تغییر در نحوه عملکرد برخی از توابع انتخاب برای سهولت انتخاب اشیا در یک پروژه ایجاد شد. چند ویژگی موجود بهبود یافته و ابزار جدیدی برای انتخاب آن اضافه شده است. در این مقاله برخی از این تغییرات مورد بحث قرار گرفته است.