مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

3. پس زمینه مدل
3.1 مدل مفهومی
تصویر شماره دو قواعد کاری اولیه و اجزای این مدل پژوهشی را نشان میدهد.این مدل متشکل از دو جز است: مدل بهره برداری از مخزن و مدل تخصیص آب مدل بارش –رواناب hec-hms برای تخمین ورودی آب در نقاط مختلف رودخانه ابداع شده است.که با تایید آن یک الگوریتم استاندارد بهره برداری مخازن با استفاده از مدل بصری بوجود امد.این الگوریتم شامل مشخصه های فیزیکی مخزن است که و جریان مخزن بعنوان ورودی و نهایت مقدار آب موجود خروجی که به نوبه خود بعنوان ورودی مدل تخصیص آب عمل میکند.

مدل تخصیص آب طبق هدف مورد مطالعه آب را بین واحدهای مختلف متقاضی آب تقسیم میکند.این پژوهش دو تابع یک منظوره و یک تابع چند منظوره را مورد بررسی قرار میدهد.تابع تک منظوره اول سطح رضایتمندی بین واحدهای مختلف متقاصی را بهینه سازی میکند.تابع تک منظوره دوم آب را در جهت بهینه سازی بازده خالص اقتصادی تخصیص میدهد. تقاضای نرمال به میزان آب واقعی مورد نیاز واحد متقاضی است که با توجه به میزان آب در دسترس میت.اند پذیرفته شود یا انجام نپذیرد.در طرف مقابل تقاضای کمینه میزان آبی است که حتما میبایست به متقاضی تخصیص داده شود.
مدل تخصیص آب بر اساس نیزان آب در دسترس و در جهت بهینه سازی است. اگر آب موجود بیشتر از تقاضای نرمال باشد در این صورت تمامی آب مورد نیاز متقاضی اختصاص داده میشود و نیازی به بهینه سازی نیست.ولی اگر میزان کل آب موجود بین تقاضای نرمال و کمینه باشد ، در ایت صورت تخصیص آب میتواند براساس تقدم،مضایقه یا حتی فشار باشد.زمانیکه از توابع تک منظوره استفاده میشود تخصیص آب بر اساس برنامه ریزی خطی صورت میپذیرد و در هنگام اجرای تابع چندمنظوره تکنیک های محدودیت مساوی و وزن دهی برای بهینه سازی استفاده میشوند.

3.2 روش های بهینه سازی
الگوریتم اساسی برای تخصیص بهینه منابع آب به متقاضیان مختلف بر اساس برنامه نویسی خطی جبری صورت میگیرد.دو روش بهینه سازی مانند روش وزن دهی و روش محدودیت مساوی برای تبدیل دو تابع تک منظوره به تابع چند منظوره بکار میروند.

3.2.1 تکنیک وزن دهی (WT)
روش وزن دهی : در این وزنهای مختلف بر اساس اهمیت، به تابع هدف تخصیص داده میشوند.و تابع های مجز ا در یک تابع تک منظوره دسته بندی میشوند .از این رو مشکلات تصمیم گیری تابع چند منظوره به مشکلات تصمیم گیری تابع تکی تبدیل میشوند
طبق معادله شماره یک z بیانگر مقدار تخصیص بهینه ، g بیانگر تابع بیشینه یاکمینه و n تعداد توابع و z تابع هدف منفرد است.

3.2.2 روش محدودیت مساوی همزمان
این روش بر اساس رویکرد محدودیت مساوی است.برای پیدا کردن راه حل مطلوب بین دو تابع محدودیت مساوی را به مسِئله می افزاییم.محدودیت مساوی بالاجبار تابع ها را از طریق راه حل مطلوب هم وزن میکند.محدودیت مساوی برای هر ترکیبی از توابع با دو متغیر انحرافی اضافی ادغام میشود.این متغیرها بیانگر انحراف مثبت یا منفی از مقدار صفر فرضی هستند که هر یک از محدودیت مساوی را به شکل استاندارد در می آورند.__ مساله ی هدفمند که شامل عملکردهای هدفمند اصلی می باشد ، از مجموع اهداف عینی برای محدودیت توافقی و عملکرد اصلی ، قابل حل است. محدودیت های توافقی برای ادغام یک هدف با دو متغیر متفاوت اضافی هماهنگی می یابند.این متغیرها اختلافات مثبت و منفی را از مقادیر ایده ال یا مقادیری که به صفر رسیده اند ، نشان می دهند.
متغیرهای به ترتیب انحرافات مثبت و منفی را از مقدار به صفر رسانده شده (راه حل ایده ال) در محدودیت های توافقی بین اهداف منحصر به فرد و را نشان می دهند.وقتی مقدار مثبت است متغیر صفر نمی باشد. زمانی که دو و صفر باشند استفاده ازراه حل ایده ال صدق خواهد کرد. بنابراین متغیرهای انحرافی باید کمینه سازی شوند ، که منجربه محدودیت متقابل می شود.شکل 3 اصل اساسی روش محدودیت توافقی را برای دو عملکرد هدفمند را نشان می دهد.
همانطور که در شکل 3 امده است ، بخش مشترک دو عملکرد هدفمند و شامل منطقه ی موجه (R) نمی شود؛همچنین دو هدف باید تا زمان رسیدن به نقطه ای با منطقه ی مشترک ، در کنار R حرکت کنند. به عبارتی دیگر ، برای انجام محدودیت توافقی روی سطح یا خط X** در شکل 3 قرار می گیرند.

3.3. عملکردهای هدفمند
مدل تقسیم آب ، دو هدف یک منظوره و یک عملکرد چند منظوره را ادغام می کند.این اهداف بطور مختصر در اینجا توصیف شده اند.

3.3.1 سطح رضایتمندی بهینه سازی
سطح رضایتمندی یک بخش ضریب مقدار آب تامین شده ، برای تقاضای معمولی ان بخش می باشد.بنابراین ،رضایتمندی کلی را به روش زیر بهینه سازی می کند در این معادله، B0W1 اولین هدف است (بیشینه سازی سطح رضایتمندی) ؛ n تعداد بخش های متقاضی است ؛Si آب تامین شده برای بخش i(m3) است ؛ و Dnor i تقاضای بخش i(m3) را نشان می دهد.

3.3.2 بهینه سازی مزایای خالص صرفه جویی
بهینه سازی مزایای صرفه جویی درشبکه (NEB) به عنوان ضریب مزایای کلی صرفه جویی (که با مجموع تولید آب تامین شده و NEB تقاضای هر بخش است) برای بدست اوردن مقدار کلی اقتصاد به کار می رود. این مقدار اینگونه تعریف می شود: در این معادله ، B0W1 دومین هدف است (بهینه سازی مزایای صرفه جویی در شبکه) ؛ NEBi مزایای صرفه جویی شبکه را از هر درجه ی واحد تامین آب از بخشi را نشان میدهد ؛ AW به آب کلی موجود اطلاق می شود (m3) ؛ NEBmax میزان بیشینه ی NEB بین بخش های متقاضی است .

3.3.3.بهینه سازی سطح رضایتمندی و مزایای صرفه جویی
این عملکرد هدفمند ، بهینه سازی ترکیب شده از اهدافیک منظوره را نشان می دهد که برای روش SICCON ، مجموع دو هدف چند منظوره وبا رعایت ترتیب قرار گرفتن ان ها ،منهای مجموع متغیرهای انحرافی تعریف می شود.عملکرد چند منظوره در زیر نشان داده شده است.

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
1-مقدمه
2- وضعیت کنونی
2.1 برنامه ریزی مدیریت حوزه رودخانه
2-2ارزیابی وضعیت
2-3 ارزیابی خطر مدیریت
2-4 ارزیابی خدمات اکوسیستم
3- اهداف و معماری پروژه MARS
4- مدل MARS
5.روش ها و برنامه کاری MARS
6- نتیجه کیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1- مقدمه
منابع آب و اکوسیستم آبی تحت تاثیر محرک های تنش زای متعددی قرار می گیرند که بر وضعیت شیمیایی و بوم شناسی – کمیت آب و عملکرد اکوسیستم و خدمات تاثیر می گذارد.ارتباط میان این محرک ها با توجه به هر منطقه متفاوت می باشد.در مناطق شمالی بلند و آلپ ، تاسیسات انرژی بادی تاثیر زیادی بر آب شناسی رودخانه ها و دریاچه – ساختار و انتقال رسوب و ارتباطات آنها می کذارند در حالی که در مناطق کم ارتفاع و مرکزی اروپا کشاورزی گسترده و پیشکیری از سیلاب از محرک های مهمی برای کاهش آب هستند.این در حالی است که در مناطق مدیترانه ای کمبود آب و انتقال آب های ساحلی تحت تاثیر آلودگی محیط ، تغییرات ساختاری و استفاده از منابع مختلف قرار می گیرند.به علاوه ، تغییر آب و هوا سبب افزایش سیلاب – فرسایش و آلودکی در مناطق مرطوب و خشکسالی در مناطق کم آب می شود.(EFA.2012B ).
با توجه به برنامه های اولیه اروپا در مورد مدیریت حوزه های رودخانه ای (RBMP ) ، 56% از رودخانه های اروپا – 44% از دریاچه ها – 25% از اب های زیر زمینی و 70% از اب های عبوری نمی توانند در قانون WFD به وضعیت مناسب برسند.به هر حال ، اختلافات منطقه ای زیادی در اروپای شمالی و برخی از مناطق شرقی اروپا و کشورهای مدیترانه ای وجود دارد و بیش از 40 % از مناطق حوزه رودخانه در وضعیت خوبی هستند. در حالی که کشورهای اروپای مرکزی مثل بلژیک – هلند و آلمان در رسیدن به اهداف کیفیت بیش از 80 درصد موفق نبوده اند. دلایل مربوطه چند مورد می باشند .در گزارشات اخیر مهم ترین محرک های تاثیرگذار بر دسته بندی های آب لیست شده اند.: فقط 19 % از منابع آبی تحت تاثیر جدی قرار نگرفته اند در حالی که 2 درصد شایع بوده اند و پخش آلودگی ( رودخانه 45% – دریاچه ها بیش از 30 درصد ) و .تجزیه هیدورو ساختاری ( رودخانه ها بیش از 40 %و دریاچه ها بیش از 30 درصد )وبا بررسی کاملتر این دو عامل می توان بیان کرد که عوامل متعدد با تعاملات پیچیده وجود دارد.انتشار الودگی عمدتا اشاره به افزایش مقدار مواد غذایی و تاثیرات اطراف رودخانه دارد که با رسوبات ریز – آفت کش ها و سایر مواد سمی در ارتباط هستند .تجزیه ساختار آب .یک اتفاق جدی تر است که شامل محرک های هیدرولوژیکی از جریان های کم و کیفیت آب – سیلاب های پرفشار و فشار ساختاری حاصل از موانع – صاف کردن – تثبیت حاشیه رودخانه- حذف پوشش اطراف رودخانه و افزایش دمای اب می شود.
با توجه به این شواهد ، بدیهی است که دلایل کاهش .آب های اروپا پیچیده هستند . در حالیکه محرک های منفرد مثل آلودگی ارگانیک و اسیدی شدن ابهای شیرین کاهش یافته اند و 10 و 14 درصد از حجم اب های رودخانه ای را تحت تاثیر قرار می دهند .در حال حاضر ترکیب پیچیده ای از محرک های حاصل از کاربری اراضی روستایی و کشاورزی – تولید انرژی آبی و تغییر هوا وحود دارد.
اگرچه برنامه های شاخص در پروژه RBMP باید میزان تنش ها را کم کنند و وضعیت آبی را بهبود بخشند ، پتانسیل آنها برای بیان مسائل پیچیده در حال افزایش است و موقعیت های وجود چند محرک با توجه به دانش موجود محدود هستند.یک آرشیو از RBMP در آلمان ، نشان دهنده تاکید قوی بر شاخص های بیان کننده نحرک های منفرد مثل آلودگی منبع و مناطق اطراف رودخانه است.به هر حال ، در شرایط وجود چند محرک اقدامات بازیابی .نیز می تواند آغازگر زنجیره های پیچیده علت – معلول باشند که به خوبی درک نشده اند.
در نهایت ، اولین پروژه RBMP چند مشکل دارد.
– برنامه های اندازه گیری معمولا از ارزیابی بوم شناسی ترکیب زدا هستند.
– اگرچه اکثر منابع آب اروپا تجت تاثیر بیش از یک محرک قرار می گیرند ، اما اطلاعات کمی در مورد تاثیرات مرکب انها وجود دارد.
– در موقعیت های چند محرکی هم روابط ساده حجم – واکنش بین شدت فشار و تاثیرات زیست شناسی با توجه به اطلاعات کاربردی برای توسعه درک ما از فرآیند کافی نیستند .نیاز به افزایش درک از چگونگی تاثیر محرک های متعدد بر اساس اطلاعات کاربردی وجود دارد که زیرا دانش کنونی برای کسترش شاخص های مدیریتی کافی نیست.
– علاوه بر ابزار موجود برای ارزیابی وضعیت کنونی منابع آب ، تبزاری هم برای اولویت دهی شاخص ها و پیش بینی وضعیت بوم شناسی نیاز است.
– استفاده از شاخص ها نیازمند متقاعد سازی مباحث فراتر از مفهوم وضعیت بوم شناسی است که به درک ارزش آن برای سیاستمداران و افراد عامه کار دشواری است.شاخص های مکمل مرتبط با عملکزد اکوسیستم – خدمات اکوسیستم و مزایای انسانی مورد نیاز است.
– این موارد از جمله موانع موجود در استفاده موفق WFD در یک مجموعه زمانی هستند .تولید نسخه دوم از RMP در سال 2015 – نسخه سوم در سال 2011 و دست یابی به اهداف نهایی WFD تا سال 2027. یک محرک جدید با عنوان تغییر آب و هوا در نسخه دوم در نظر گرفته می شود.نسخه برنامه ریزی از WFD در سال 2019 فرقی برای پیشرفت در مبنای مفهومی به همراه می آورد که اکنون حدود 20 سال از قدمت آن می گذرد و اطلاعات کنونی در بیان نیازهای WFD در نظر گرفته می شود.
چالش های اصلی مدیریت منابع آب هم از سال 2000 مطرح شده اند .ترکیبات جدید محرک ها از جمله تغییرات آب و هوا – آلاینده های جدید – وجود پاتوژن و شکل های جایگزین انرژی – استفاده زیاد از اراضی به دلیل افزایش قیمت غذا و تقاضا برای سوخت های زیستی و افزایش اهداف مختلف تولید غذا – تولید انرژی – حفظ منابع اب و حفظ تنوع زیستی از سایر موارد هستند.
WFD در مرکزیت سیاست آب اروپا قرار دارد اما چند راهنمای دیگر با روش ها و اهداف متعدد وجود دارد که شامل قانون آزمایش آب های پسماندهای شهری (91/271/EEC )- قانون نیترات (91/676/EEC ) – قانون آب باتینگ (2006/7/EC )- قانون اقامتگاه ها ( 92/43/EEC )- قانون مدیریت خطر سیلاب ( 2007/60 /EC ) .استراتژی مرتبط با کمبود آب و خشکسالی و اصلاحات تغییرات آب و هوایی می شوند.استفاده از این سیاست ها برای محافظت از منابع آب اروپا در تعامل قوی با سایر حوزه ها مثل قانون انرژی تجدیدپذیر (2009/28/EC ) و سیاست کشاورزی می باشد.کنترل تناسب سیاست اب های شیرین اتحادیه اروپا به نقاط قوت چارچوب قانونی موجود می پردازد و چالش های مرتبط با سایر سیاست های اتحادیه اروپا و نقاط ضعف اجرای انها را بیان می کند..مشکلات شناسایی شده شامل مطرح کردن مسائل مربوط به کمیت آب در RBMP و تعریف جریان های بوم شناسی است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

Europe’s water resources and aquatic ecosystems are impacted by multiple stressors, which affect ecological and chemical status, water quantity and ecosystem functions and services. The relevance of multiple stressors differs regionally (EEA, 2012a): in Alpine and upland northern regions hydropower plants have fundamentally changed river and lake hydrology, morphology, sediment transport and connectivity, in lowland areas of Northern and Central Europe intensive agriculture and flood protection are important drivers of degradation, whilst Mediterranean catchments are impaired by riparian degradation and water scarcity and transitional and coastal waters are affected by eutrophication, pollution, morphological changes and different resource exploitation. In addition, climate change increases the risk of floods, erosion and pollution in wet regions and of droughts in water scarce regions (EEA, 2012b). According to Europe’s first River Basin Management Plans (RBMPs), 56% of European rivers, 44% of lakes, 25% of groundwater bodies and 70% of transitional waters failed to achieve the good status targets of the Water Framework Directive (WFD) (EEA, 2012a; ETC-ICM, 2012a). There are, however, strong regional differences: in Northern Europe and in some Eastern European and Mediterranean countries more than 40% of river water bodies are in high or good status, whilst in Central European countries, such as Belgium, the Netherlands and Germany, more than 80% failed to achieve the WFD quality targets. The reasons are manifold. Recent reports (EEA, 2012a; ETC-ICM, 2012a) list the most important pressures impacting individual water categories: only 19% of water bodies was not significantly impacted, whilst two pressures prevail: diffuse pollution (rivers: 45%, lakes: N30%) and hydromorphological degradation (rivers: N40%, lakes: N30%). Viewed in more detail, both diffuse pollution and hydromorphological degradation are composed of several individual components with complex interactions. Diffuse pollution mainly refers to increased nutrient loads and associated eutrophication effects, often in conjunction with fine sediment, pesticides and other toxic substances. Hydromorphological degradation is an even more vague term, including hydrological stress from low flows and water abstraction, flash floods, and morphological stress from barriers, straightening, bank fixation, removal of riparian vegetation and subsequent increase of water temperatures (ETC-ICM, 2012b). From this evidence, it is apparent that the causes of degradation of Europe’s waters are manifold and complex. Whilst single stressors such as strong organic pollution and acidification of freshwaters are declining and nowadays affecting just 14% and 10% of river water bodies, respectively (EEA, 2012a), Europe’s water bodies and water resources are now affected by a complex mixture of stressors resulting from urban and agricultural land use, hydropower generation and climate change (e.g. Stelzenmüller et al., 2010; Schinegger et al., 2012). Although the Programmes of Measures included in the RBMPs should reduce stressors and improve water body status, their potential to address increasingly complex, multiple stress situations is limited by current knowledge. A recent inventory of RBMPs for Germany revealed a strong focus on measures targeting single pressures such as point-source pollution and river continuity (Kail and Wolter, 2011). Under conditions of multiple stress, however, restoration actions may also initiate complex cause-effect chains of recovery, which are poorly understood (Feld et al., 2011). Overall, the first RBMPs have several problems: • Programmes of Measures are often decoupled from ecological assessment. • Although the majority of European water bodies are affected by more than one stressor, little is known about their combined effects. • For multiple-stress situations, simple dose–response relationships between stress intensity and biological effects based on empirical data are not sufficient for developing appropriate management measures. There is a need for improved process understanding of how multiple stressors affect degradation and restoration. • Besides the existing tools to assess water body status, tools are needed to prioritise measures and to predict ecological status following restoration. • The implementation of measures requires convincing arguments beyond the concept of ecological status, whose value is difficult for the public and policy makers to understand. Supplementary indicators targeting ecosystem functions, ecosystem services and human benefits are required. These are obstacles for the successful implementation of the WFD within the following set timeline: production of a 2nd version of the RBMPs in 2015, a 3rd version in 2021, and achievement of the overall WFD targets by 2027. A new stressor, climate change, is to be taken into account in the 2nd version. The planned revision of the WFD in 2019 offers an opportunity to advance its conceptual basis which is now almost 20 years old, and to consider the recent knowledge in addressing the WFD requirements (Hering et al., 2010). Major challenges for water resource management have emerged since the ratification of the WFD in 2000: New stressor combinations, including not least climate change, new pollutants, emerging pathogens and exploitation of the sub-surface for alternative forms of energy; more intense land use due to increased food prices and demand for biofuel; and increasingly diverging targets for food production, energy generation, water resource protection and biodiversity protection. The WFD is the core of Europe’s water policy, but there are several other relevant directives with manifold (and sometimes contrasting) approaches and targets. These include the Urban Waste Water Treatment Directive (91/271/EEC), the Nitrates Directive (91/676/EEC), the Bathing Water Directive (2006/7/EC), the Marine Strategy Framework Directive (2008/56/EC), the Habitats Directive (92/43/EEC), the Flood Risk Management Directive (2007/60/EC), the Strategy on Water Scarcity and Drought and the White Paper on Adaptation to Climate Change. The implementation of these policies to protect Europe’s water resources strongly interacts with other policy domains, such as the Renewable Energy Directive (2009/28/EC) and in particular with the Common Agricultural Policy. The Fitness Check of EU Freshwater Policy (http://ec.europa. eu/environment/water/blueprint/fitness_en.htm) outlines the strength of the current legislative framework, and also exposes conflicts with other EU policies and the weaknesses in its implementation. Problems identified include the incorporation of water quantity issues into RBMPs, including the definition of ecological flows (cf. environmental flows, Postel and Richter, 2003; Poff et al., 2010), land use impacts in particular from agriculture, climate change impacts, translation of the ecosystem services concept into practice, and insufficient dissemination and sharing of data. Implicit in all these issues is the need to address multiple stressors. The ecosystem services approach offers a powerful option to harness the efforts of all relevant partners (Ormerod, 2014). The Blueprint to Safeguard Europe’s Water Resources (http://ec. europa.eu/environment/water/blueprint/index_en.htm) describes 39 actions to strengthen the implementation of Europe’s water policies. Key amongst them are land use and ecological status, chemical status and pollution of EU waters, water efficiency, vulnerability of EU waters, and the need for cross-cutting problem solving and global aspects. Overall, the Blueprint provides a realistic assessment of achievements and problems of European water management, and embeds Europe’s water policy into a wider political context. As with the Fitness Check, it identifies complex stressors resulting from intense land-use and over-abstraction as key problems, and outlines solutions possible through other policy fields such as the Common Agricultural Policy. According to the Blueprint, the Common Implementation Strategy (CIS) of theWFD ensures its prominent role for European water policies. The EU-funded project MARS (Managing Aquatic ecosystems and water Resources under multiple Stress, www.mars-project.eu) addresses these challenges and is closely linked to the policy framework outlined above. This paper describes context, approaches and objectives of MARS and aims in particular to outline the conceptual model on which MARS is based and to describe the project’s approaches acting at three different scales.

ارایه یک برنامه راهبردی برای مدیریت یکپارچه منابع آب با استفاده از SWOT در استان بوشهر

Presenting a Strategic Plan of Integrated Water Resources Management by using SWOT in Bushehr Province

Arid and semi-arid lands are faced with water stress. In turn of the millennium, many semi-arid and arid regions of the world, including Iran are facing water problems. Shortage of water resources and the mismatch between needs and available resources, the global management of water systems has encountered serious challenges. One of the successful solutions to problems in many parts of the world, experience, participation of water users and other stakeholders in water resource management, which has become imperative. Strategies require a realistic understanding of the surrounding environment. Outside, joined the opportunities available to companies and organizations, and also in the direction they make threats. In this study, in order to derive strategies for in management of water resources, SWOT strategy formulation technique which is used by internal and external factors affecting watershed groups, mining strategy and quantitative Strategic Planning Matrix using the group selects strategies. For this reason, the weaknesses, strengths, opportunities and threats of the use of experts and experts in the field of water and a review of studies in the field and brainstorming and group decision-making and the extraction rate and rank the importance of each of the factors in evaluation matrix were determined. According to the results, the strengths and overcome their weaknesses and water resources with more threats than opportunities facing. The Strategies Group WT (defensive strategy) selected in this way were identified as strategies to implement them, possibility of achieving the goals and vision of providing water.

1 Introduction

Occurrence of water management may be time to start living humans and agriculture is linked by the river. Bushehr province has a warm and dry climate, structure of the Achaemenid and Sassanid blue traces represent the people and government of the water. So that available resources are not only supplying the needs of the present generation, but also for the future generations will not remain. One of the requirements of today’s water sector, in close coordination between the different sectors of water use such as agriculture, industry, etc. optimize the use of available water resources. Water is one of the biggest challenges of this century that could be the source of many of the developments. Reducing the supply and the demand in the world has undoubtedly led to vacuum creating crisis. This imbalance in the local, regional, national or global dimension is inhibited only by the set of management guidelines. The human need to create a series of coordinated measures to develop sustainable admitted to create a balance between sources and uses of water (Khan, Voss, Yu, & Michael, 2014). Complex decisions multilateral coordination, interaction and balance between costs and resources to create components and the corresponding changes of direction, makes clear the need for management and planning. However, evidence suggests that 98% of waste water through human resources and mismanagement of water resources and the correct pattern of consumption is caused according to the normal position Bushehr province management of water resources is very important (Comair et al., 2014). Strategic approach in the management of water resources, based on the total views, policies, structures and systems are effective in this context, the possibilities of sudden occurrence of a crisis and prevent future and contributes to the sustainable development of resources. Strategic management is the strategic approach put forward step. A strategic approach to its meaning, is to build on positive factors in order to be able to confront and eliminate the negative factors are (Davari, 2004). One of the important steps in the implementation of strategies for water resources, it is set and setting, methods and models are there for this purpose, each of these models Havb concept of special insights and techniques and follow specific instructions. Among them, the matrix SWOT strengths, weaknesses, opportunities and threats assessment system, it is more common and more popular (Setbrok Hill, 1997). This is a new tool for performance analysis and strategy formulation, design and evaluation strategies are used (Nelson, 2001). Berneroidr (2002) believes that strategic planning is necessary to develop a final strategy, all agents as part of a strategic planning process to be considered in the context of a SWOT analysis. SWOT method to check all internal and external factors affecting the basin strategies tailored to the region and contribute to the sustainable development of water resources in the region will extract. Among the applications of this technique in the field of water resources management can be done by Galkv – Ayala et al (2011) noted which utilizes the SWOT method to derive strategies in integrated management of water resources in Mozambique has the results of this study indicate the need for strategic management by a combination of factors is involved in the opportunities and threats SWOT group (Rehana & Mujumdar, 2014). Due to the application of SWOT strategy formulation in water resources management can provide acceptable results, in this research the strategic management of water resources Bushehr province that always faces a shortage of water resources, using this method to derive strategies is proportional to the area. In this regard, the method of brainstorming is a group decision-making procedure and to achieve the vision of the area has been derived factors SWOT matrix and then index and rank the importance of these factors. Quantitative Strategic Planning Matrix strategies using the best-known group and strategies will be extracted (Koch, Vögele, Kaltofen, Grossmann, & Grünewald, 2014).

تاثیر استخراج جبهه کار بلند بر روی آبهای زیرزمینی بالای پانل جبهه کار بلند در لایه های کم عمق زغال سنگ

Impact of longwall mining on groundwater above the longwall panel in shallow coal seams

Abstract

Since longwall mining causes subsidence through the overlying strata to the ground surface, the surface water and groundwater above the longwall panels may be affected and drained into the lower levels. Therefore, loss or interruption of streams and overburden aquifers is a common concern in coal industry. This paper analyzed the potential effects of longwall mining on subsurface water system in shallow coal seam. In order to monitor different water level fluctuations throughout the mining period, three water wells were drilled down to the proposed deformation zone above the longwall panel. A GGU-SS-FLOW3D model was used to predict water table contours for the periods of pre- and post-mining conditions. The field data from the three water wells were utilized to calibrate the model. The field test and numerical model can help to better understand the dewatering of shallow aquifers and surface waters related to ground subsidence from longwall mining in shallow coal seam.

1 Introduction

Longwall mining method is a highly productive underground mining method in which a panel or a block of coal is completely extracted (Peng, 2006, 2008; Qian and Shi, 2003; Wang, 2009). When a longwall panel with sufficient width and length is excavated, the overburden roof strata are disturbed in order of severity from the immediate roof toward the surface, or even the aquifers, which can lead to serious mine-flooding accidents and increasing damages to ecological environments (Miao and Qian, 1995; Qian and Miao, 1995; Qian et al., 1996). Thus it is absolutely essential to determine the degree of dewatering for prevention of water inrush and protection of groundwater resources (Li, 2011; Li and Qiu, 2012). In this paper, three water wells drilled in site and a GGU-SS-FLOW3D model are used to monitor different water level fluctuations throughout the mining period. The potential effects of longwall mining on subsurface water system are analyzed in shallow coal seam with the field data measured from the three water wells and the numerical model.

2. Geology and mining conditions of study area

The geology of the study area includes sedimentary rocks of Pennsylvanian and Permian ages (Paleozoic). Alluvial deposits of Quaternary age occupy the valley bottom of the dissected topography. The boundary between the Pennsylvanian and Permian systems is indistinct, but it is generally defined by the sequence of rocks extending from the base of the Waynesburg coal bed to the present topographic surface.

The Dunkard Group consists of the Greene Washington and Waynesburg formations. The lower section of the Dunkard Group resembles that of the Monongahela Group which contains laterally persistent Pittsburgh coal. The top bedrock unit is the Dunkard Group, which belongs to the Permian age.

The longwall panels B5 and B6 studied in this paper are located in the Appalachia Coalfield, United States (Fig. 1). The overburden depth varied from 600 ft to 900 ft (1 ft ¼ 0.3048 m). The average mining height was 7 ft. The length of panels B5 and B6 was 12,000 ft and 5700 ft, respectively. The width of the both panels was 1433 ft. The width of headgate and tailgate entries was 16 ft. The chain pillar system between panels B5 and B6 was 200 ft wide. The average longwall face retreat rate was 30e50 ft/d during the longwall face mining in the study area.

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی:

چکیده
چین به شدت در حال گذار و تغییر از اقتصاد روستا محور به اقتصاد شهر محور است. اقتصاد در حال شکوفا شدن بوده، ساختار های اجتماعی در حال تغییر بوده، اکوسیستم ها تحت فشار بوده و پایداری به چالش کشیده شده است. ما اقدام به تجزیه تحلیل آسیب پذیری اجتماعی اقتصادی و زیست محیطی سیستم های رودخانه ای کردیم که به طور کلی و یا جزیی در بخش قاره ای چین واقع شده است. یک سوم منطقه مناطق مسکونی در این مطالعه پوشش داده شده است. شش فاکتور تنش( نظارت، اقتصاد، مسائل اجتماعی، محیط زیست، خطرات و تنش های آبی) به طور جداگانه و ترکیبی به صورت آسیب پذیری کل تجزیه تحلیل شدند. آسیب پذیر ترین بخش های چین در حوزه های پایینی رودخانه زرد و های، با تراکم جمعیت بالا، قابلیت دسترسی پایین به آب و ردپای انسانی بالا می باشند. دیگر مناطق تحت فشار آب در شمال غرب، آسیب پذیری بالایی نشان دادند و از این رو مناطق ساحلی غنی از آب ناشی از تراکن جمعیتی بالا، خطرات طبیعی و رد پای انسانی بالا نیز این آسیب پذیری را داشتند. در ابتدا، دیدگاه ما به شدت چند بعدی بوده و از این روی برای حل چالش های آبی به صورت واقع گرایانه و چند وجهی کار می کنیم. دوما ما اقدام به ترکیب مقیاس های مدیریتی و حوزه رودخانه کرده و از تفکیک پذیری مکانی بالاتر استفاده کردیم. سوما، ما از بعد فرامرزی استفاده کردیم که زیاد عرف نیست. این بسیار مهم است، زیرا یک میلیارد از همسایه های چین در حوزه های مربوط به آن زندگی می کنند.
بحث
آسیب پذیری سیستم رودخانه: ویژگی های جغرافیایی چین
چین یکی از پهناورترین کشور ها از نظر مساحت بوده و بزرگ ترین کشور از نظر جمعیت است . از این روی، زیاد تعجب بر انگیز نیست چین سطوح بالایی از ناهمگنی مکانی با توجه به همه ابعاد لحاظ شده در تحلیل آسیب پذیری ما دارد. این ناهمگنی برای درک و شناسایی آسیب پذیری های سیستم رودخانه به روش سیستماتیک مهم و حیاتی است.
حوزه های بسته رودخانه ای، یک سوم مساحت چین را شامل می شوند(جدول1). بر عکس، مناطق وسیعی در بخش های شرقی و جنوبی کشور، رواناب مازاد خود را به داخل اقیانوس ها وارد می کنند. سطح درآمد اقتصادی، تراکم جمعیت، در معرض خطر بودن و شرایط محیطی همگی دارای تفاوت های مکانی بزرک در چین هستند.
می توان انتظار داشت که حوزه های بسته و مناطق خشک از حیث منابع آبی، آسیب پذیر ترین مناطق هستند. در چین این مسئله صدق نمی کند: نتایج ما نشان می دهد که مناطقی با بیشترین اسیب پذیری سیستم رودخانه ای نه در مناطق خشک بلکه در مناطق مرطوب قرار کرفته اند. دلیل اصلی توزیع مکانی جمعیت است: اگرچه حدود یک سوم چین خشک است، تنها 2.1 درصد جمعیت در حوزه های بسته زندگی می کنند. به علاوه حوزه های بسته کم تر در معرض خطرات بوده و از این روی دارای ردپای انسانی کم تری از بیشتر مناطق مرطوب می باشند. از این روی، مناطق خشک بزرگ و بسته از نظر هیدرولوژیکی نظیرحوزه های بسته زیان جیانگ، مغولستان و گینگای در زمره آسیب پذیر ترین مناطق علی رغم تنش آبی زیاد قرار نگرفتند.
در بسیاری از مناطق، جدی ترین چالش های مربوط به آب چین در دشت شمال چین گزارش شده است که دارای نزولات کم تری بوده ولی غالبا مرطوب است و دارای جمعیت بسیار زیاد می باشد. حوزه معروف به 3 H((Hai, Huang(Yellow) و Huai), مترادف با همین دشت شمال چین است و از حیث منابع آبی دارای بیشترین چالش است. مطالعه ما با این دیدگاه هم خوانی ندارد. مهم ترین دلیل برای این عدم عم خوانی این است که ما تنش یا فشار آبی را بر اساس مصرف آب نسبت به قابلیت دسترسی به آن محاسبه کردیم و نه بر اساس میزان برداشت آب و یا قابلیت دسترسی سرانه آب. دو رویکرد اخیر، رویکرد های 3H را به صورت بحرانی از نظر کمبود آب نسبت به مورد اول نشان می دهند. در نتیجه، بختر است تا مصرف آب از برداشت آب جدا شود. ر ویکرد ما تنش آب را به مصرف آب و نه به برداشت آب ارتباط می دهد زیرا بر اساس تعریف، بخشی از آب برداشت شده به حوزه بر می گردد در حالی که تمام مصرف آب از حوزه دور می شود. نگرانی اصلی هنگام انتخاب یک معیار و متریک به عنوان شاخص کمبود آب است زیرا معیار دسترسی سرانه آب، تقاضای آب را در نادیده می گیردو اگر یک منطقه دارای صنعت و یا کشاورزی متقاضی آب زیاد نباشد، به طور کامل می تواند نیاز هایش را با منابع آب موجود تامین کند. در عوض، کمبود آب از این جهت، باید از طریق رابطه عرضه و تقاضای آب اندازه گیری شود.
لازم به ذکر است که مناطق بزرک با منابع آبی فراوان به خصوص در حوزه یانگتز میانی و بالایی نظیر شیکوان، چونپیک .و هوبای دارای تنش یا فشار آبی متوسط هستند. دلیل این ناشی از تراکم جمعیتی بالاست. به علاوه آن ها در معرض خطر بوده و دارای ردپای انسانی بالایی هستند. از این روی،آن ها زیانجانک و مغولستان درونی را در این مطالعه به طور برابر و یا آسیب پذیر تر طبقه بندی کردند. در خصوص آسیب پذیری آن ها شواهد زیادی نظیر سیل ها و زلزله ها وجود دارد که آسیب های اجتماعی و مالی زیادی را طی سال های گذشته به آن ها تحمیل کرده اند. این سطوح بالای آسیب پذیری در بخشی از حوزه یانگتز بسیار مهم است چرا که در برنامه انتقال آب جنوب به شمال آب را از حوزه یانگتز به طرف شمال به خصوص حوزه 3 H انتقال می دهد.
به طور کلی، نقشه آسیب پذیری تفاوت های مکانی کم تری را در بخش های مختلف چین نسبت به مطالعات فعلی نشان می دهند و بر همیین اساس سطح آسیب پذیری چین نیز در بیشتر بخش های کشور نسبتا بالاست. دلیل این است که در بسیاری از مناطق شش مولفه آسیب پذیری تعادل یک دیگر را بر هم زده اند برای مثال در مناطق ساحلی به شدت در معرض خطر در جنوب شرق، تنش آب به شدت پایین بوده و از این روی آسیب پذیری اجتماعی بالاست.
حوزه های اصلی فرامرزی
چین چندین حوزه رودخانه ای در مقیاس قاره ای را با همسایه های خود مشترک است. در این مطالعه، ما اقدام به آنالیز آسیب پذیری آت ها در بخش های داخل چین پرداختیم. در مطالعات قبلی، 9 مورد از 11 حوزه فرامرزی با روش RBVI به صورت یک نهاد جغرافیایی تحلیل شده اند. مقایسه سیستم های رودخانه ای درون مرز های چین و 9 حوزه فرامرزی نشان می دهد که اگرچه سطح و دامنه آسیب پذیری حوزه های موجود در چین زیاد است، ولی حوزه هایی وجود دارند که آسیب پذیر تر هستند. این حوزه ها شامل ایندوس و جی بی ام می باشند. این دو حوزه دارای جمعیت 900 میلیون نفری می باشند. از این روی، هنگام بیان وضعیت و آسیب پذیری سیستم های آبی چین، باید این چالش ها را به چالش های موجود در برخی از حوزه های رودخانه ای مجاور نسبت داد که برخی از آن ها با کشور چین به عنوان حوزه بالادست مشترک است.
به طور کلی، حوزه های فرامرزی هنکام صحبت در مورد آب های چین اهمیت زیادی دارند اگرچه اغلب در آنالیز هایی نظیر تحلیل های ذکر شده در بخش های فوق نادیده گرفته می شوند. چالش های قانونی و سازمانی در همکاری های فرامرزی و فراملی در حوزه های مشترک چین و همسایه ها وجود دارد وضعیتی که از نظر زمانی بسیار پویا و متغیر است و در جهت پذیرش اصول و قوانین بین المللی است. اگرچه اندازه جمعیت و سطح آسیب پذیری بخش های حوزه های فرامرزی زیاد بالا نیست، اما چین به شدت بر بسیاری از این حوزه ها تاثیر کذاشته و موجب شده تا کشور های پایین دست متاثر شوند. تاسیسات تولید برق آبی در لاکانک –مکونک را می توان یک نمونه از این موارد دانست و فشار روز افزون فعالیت های اقتصادی رودخانه های بالادست برهماپودرا و سالون نمونه های دیکر هستند. علی رغم این اثرات اصلی بر همسایه های چین و عدم توجه به توصیه چند ساله با اسناد مختلف سیاسی، سیاست آبی چین در آب های فرامرزی یا بین مرزی با ضعف روبروست. در نتیجه هنکام حل مسائل آبی و چالش های از این قبیل در چین، می توان گفت که آب های مرزی باید بیشتر از آب های داخلی مد نظر قرار گیرد.
رویکرد تحلیل آسیب پذیری
ما اقدام به تهیه نقشه های آسیب پذیری شش بعد و جنبه آسیب پذیری و آسیب پذیری کلی یا ترکیبی کردیم. قبلا برای چین هیچ نقشه و تحلیلی مثل این وجود نداشته است. علاوه بر داشتن تفکیک پذیری و یا جزییات ریز سیستم های رودخانه ای، ما مرز های حوزه ها را با مرز های سیاسی و مدیریتی در طرج سییستم رودخانه ای CARU روی هم قرار دادیم. این بعد در مطالعات منابع آبی چین دیده نمی شود در حالی که اهمیت زیادی برای سیاست گذاری و تحلیل های سیاسی دارد زیر بسیاری از سیاست ها از طریق حوزه های اختیاراتی اجرا می شوند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

abstract China is undergoing a rapid transition from rural to urban dominated economy. Economy is booming, social structures are changing, ecosystems are stressed, and sustainability is challenged. We analysed the socioeconomic and environmental vulnerability of river systems that are entirely or partly located in the continental part of China. One-third of the mankind inhabit the area covered by this study. Six stress factors (governance, economy, social issues, environment, hazards and water stress) were analysed separately and in combination as an overall vulnerability. China’s most vulnerable parts were found to be situated in the lower Hai and Yellow River basins, with their high population density, low water availability and high human footprint. The other water-stressed areas in the northwest showed high vulnerability, too, and so did the water-rich coastal areas due to high population density, natural hazards and high human footprint. We went beyond existing water stress and vulnerability studies in three dimensions. First, our perspective was highly multidimensional and thus very relevant in addressing China’s water challenges in a realistic and multifaceted way. Second, we combined administrative and river basin scales and used an essentially higher spatial resolution than done so far. Third, we included the transboundary dimension, which is not customary. This is highly important since one billion people China’s neighbouring countries, in basins that are partly in China. © 2014 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/). Discussion River system vulnerability: China’s geographic features China is one of the planet’s largest countries in land area, and the largest one in population. Therefore, it is not surprising that China represents a high level of spatial heterogeneity with regard to all the aspects that were included in our vulnerability analysis. This heterogeneity is important, we argue, to understand and to identify river system vulnerabilities in a systematic and pragmatic way. Closed river basins cover one-third of China’s surface area (Table 1). In contrast, large areas in the eastern and southern parts of the country produce excessive discharge to the oceans. Economic income level, population density, proneness to hazards and environmental situation all have large spatial differences inside China. One could expect that closed basins and arid areas would be most vulnerable in terms of water resources. In China’s case this appears not be true; our results indicate that the areas with highest river system vulnerability are not in dry but humid areas. The reason is partly in the spatial distribution of population; whereas around onethird of China’s territory is arid, only 2.1% of the population live in closed basins (Table 1). In addition, closed basins are less prone to hazards and they have a lower human footprint than most of the humid areas. Therefore, large dry, hydrologically closed areas such as Xinjiang, Inner Mongolia and Qinghai’s closed basins have not been included in most vulnerable areas in our results, despite of high water stress. In many studies (Varis & Vakkilainen, 2001; Xia et al., 2012) China’s most serious water related challenges have been addressed to the North China Plain, which has low precipitation but is still mostly humid, but has a high population density. Our study is in accordance to this. Yet, often the so-called 3H basins (Hai, Huang (Yellow) and Huai), have been used somewhat synonymously to North China Plain and attributed to be most challenged areas in terms of water resources (Berkoff, 2003; Jiang, 2009; Xia et al., 2012). Our study does not fully accord with this view. The most important reason to this disagreement is that we calculated the water stress on the basis of water use in relation to its availability, and not on basis of water withdrawals or water availability per capita as is often done (see e.g. Jiang, 2009). The two latter approaches show the 3H basins as more critical in terms of water scarcity than the former (cf. the data provided by Wada et al., 2011, 2013). Consequently, it is crucial to distinguish water use fromwater withdrawals in this context, as well as in more general terms when addressing water related challenges. Our approach relates water 111 stress to water use and not to water withdrawals since per definition part of the withdrawn water returns to the basin, whereas all wateruse is away from the basin. We propose concern when selecting the metric as an indicator of water scarcity since for instance the wateravailability-per-capita metric ignores the demand of water e if an area does not have much water demanding industry or agriculture, it can survive quite well with water resources that would be quite short for an area with intensive, irrigated agriculture. Instead, the water scarcity should in our view be measured through the relation of supply and demand of water as done here (for more discussion, see Falkenmark, 2013; Vor€ osmarty, Green, Salisbury, € & Lammers, 2000; Wada et al., 2011, 2013; Wu et al., 2013). It is interesting to note, that large areas with ample water resources, particularly in the upper-middle Yangtze basin, such as Sichuan, Chongqing and Hubei, are modestly water-stressed. This is because of their high population density. In addition, they are hazardprone and have a high human footprint. Therefore, they classify equally or even more vulnerable than for instance Xinjiang and Inner Mongolia in our study. There is plenty of evidence in history on their vulnerability as for instance several serious floods and earthquakes have caused massive societal and property damage in these areas even in past several years. This fairly high level of vulnerability of that part of the Yangtze basin is important to note when discussing the SoutheNorth water transfer scheme which draws water mainly from the Yangtze basin towards the north, particularly to the 3H basins (Berkoff, 2003; Jiang, 2009; Xu et al. 2010). After all, our vulnerability map shows less spatial differences in different parts of China than the studies that we refer to in the introduction would suggest, and accordingly China’s vulnerability level is relatively even in most parts of the country. This is because in many areas the six components of vulnerability balance out one another; for instance in very hazard-prone coastal areas in southeast water stress is low and so is the social vulnerability.

تجزیه و تحلیل مکانی استفاده بالقوه از آب، تنش آب، و تاثیرات انباشت آب ناشی از تولیدات لبنی آمریکا

Geospatial analysis of potential water use, water stress, and eutrophication impacts from US dairy production

Abstract

Water resource impacts from US dairy production include water use (scarcity impacts) and water quality (eutrophication impacts). These impacts are location-specific, depending upon characteristics of the region and watershed where on-farm dairy and feed production occurs. The objectives of this analysis were to evaluate the impact of US on-farm dairy production on water scarcity across the US, and evaluate dairy production’s impact on eutrophication processes within watersheds as well as on the Gulf of Mexico hypoxic zone. The primary water-utilization challenge for dairy producers is irrigation for growing feed rather than on-farm use. Most dairy production in the US does not occur in water stressed areas with the exception of production in some western states. The potential impacts on local (P pollution) and regional (N pollution to the Gulf of Mexico) watershed eutrophication are more likely to occur from feed production than from on-farm dairy activities.

1.1. Water resources management

Water resource demand in a region is generally characterized by the drainage area (Gleick, 1996). Water resources include surface water (streams, rivers, lakes, and reservoirs) and groundwater (riparian and geologic). Most hydrologic characteristics (timing and magnitude of water availability) that define water resources are contained geographically within a drainage area; the exception is geologic groundwater. Geologic groundwater includes water from geologic strata that are not directly connected to a water body. Riparian groundwater resources are those that are directly connected to a stream, river, or lake through a saturated subsurface conveyance.

Management from the watershed level allows the manager and ecological engineer to consider factors beyond chemical pollution in protecting water quality, including habitat destruction, geomorphologic changes, and changes in land use (Ludwig, Matlock, Haggard, Matlock, & Cummings, 2008; Matlock et al., 1994). For programmatic proposes and uniformity, watersheds are often delimited by government agencies. In the United States, the Natural Resources Conservation Service and the United States Geological Survey (USGS) delineate watersheds in a hierarchical scheme with sub-watersheds nested inside watersheds inside larger drainage basins. These delineations are referred to as hydrologic units, and each is identified by a hydrologic unit code (HUC). Data are available from many government databases describing HUC areas (www.nationalatlas.gov). In the US, there are six levels of delineation, with smaller HUCs nested within larger units (Watermolen, 2006). In order of descending area, the HUCs divide the country into 21 hydrologic regions, 222 sub-regions, 352 accounting units, and 2150 cataloging units. Parts of the country are further delineated into watersheds and sub-watersheds.

A hydrologic region is defined by a two-digit HUC and may be the drainage basin of a major river, like the Upper Mississippi, or the combined drainage area of several rivers, such as New England. Hydrologic sub-regions divide regions and include the area drained by a river system, a section of a river and its tributaries in that reach, a closed basin or basins, or a group of streams forming a coastal drainage area (Watermolen, 2006). Sub-regions are defined by a four-digit HUC. The first two digits are the same as the larger regional HUC, and the last two define the sub-region. Accounting units, or basins, subdivide the sub-regions. They are used by the USGS for managing national water data (Watermolen, 2006). Accounting regions are defined by a six-digit HUC. The last two digits of the HUC are the accounting unit; the preceding digits describe the region and sub-region. The most common scale for water resource analysis, and the scale used in this project, is the hydrologic accounting region (HAR, or six-digit HUC).

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
مقدمه
منطقه مورد مطالعه
روش شناسی
نتایج و بحث
ویژگی های زهکشی حوزه لیدر با توجه به موارد زیر بررسی شده است
رتبه بندی ابراهه
تعداد ابراهه
طول ابراهه
نسبت انشعاب
نتیجه گیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

مقدمه
مورفومتری، اندازه گیری و نحلیل ریاضی پیکر بندی سطح زمین و یک بعد از لندفرم های آن است( اگکراوال 1998ف ابی ردی و همکاران 2002). یک تاکید اصلی در ژئومورفولژی در طی دهه هایاخیر، بر روی توسعه روش های کمی فیزیوگرافی برای توصیف تکامل و رفتار شبکه های زهکشی سطحی بوده است( هورتون 1945، لئوپولد و مادوک 1995، ابراهام 1984).بیشتر تحلیل های مورفومتریک قبلی بر اساس مناطق دلخواه یا مقاطع کانال فردی بوده است. استفاده از ابخیز به عنوان واحد اساسی تحلیل مورفومتری، منطقی ترین گزینه است.
یک حوزه آبخیز منطقه ای است که توسط یک یا چند ابراهه زهکشی شده و می تواند یک عنصر چشم انداز فرسایشی باشد که در آن منابع آب و خاک با یک دیکر تعامل دارند. در حقیقت، آن ها واحد اساسی چشم انداز ابرفتی هستند و طیف وسیعی از تحقیقات بر روی ویژگی های ژئومتریک و هندسی آن ها انجام شده است از جمله توپولوژی شبکه های ابراهه ها و توصیف کمی بافت، الگو و شکل حوزه( ابراهامز 1984).
ویژگی های مورفومتریک در مقیاس حوزه شامل اطلاعات مهمی در خصوص تشکیل و توسعه آن هستند زیرا همه فرایند های هیدرولوژیک و ژئومورفیک در درون حوزه رخ می دهند( سینگ 1992).
تحلیل کمی پارامتر های مورفومتریک از اهمیت زیادی در ارزیابی حوزه های رودخانه ای، اولویت بندی ابخیز برای حفاظت اب و خاک و مدیریت منابع طبیعی در سطح حوزه برخوردار است. تحلیل مورفومتریک حوزه ابخیز، یک توصیف کمی از سیستم حوزه را ارایه می کند که یک بعد مهم از مطالعه حوزه است( ستراهلر 1964). اثر مورفومتری حوزه در درک فرایند های لندفرم ، خواص فیزیکی خاک و نیز ویژگی های فرسایشی بسیار قابل توجه است. ویژگیهای زهکشی و شاخه های ابراهه ها در بسیاری از حوزه ها و یر حوزه ها در بخش های مختلف دنیا بار وش های سنتی مطالعه شده است( هورتون 1945) روش های سیستم های اطلاعات جغرافیایی امروزه برایارزیابی پارامتر های مختلف حوزه استفاده می شود زیرا ابزار قوی و انعطاف پذیر را برای تحلیل اطلاعات مکانی ارایه می کند. در این مطالعه تعداد ابراهه، رتبه، فراوانی، تراکم و نسبت اتشعاب مشتق شده و به صورت جدولی بر اساس ویژگی های خطی و مساحت کانال ها با استفاده از جی ای اس بر اساس خطوط زهکشی در نقشه های توپوکرافیکی با مقیاس 1:50000 تنظیم می شود.

نتیجه گیری
حوزه زهکشی یا ابخیز به عنوان یک واحد عالی برای مطالعات ژئومورفیک در نظر کرفته شده است. حوزه آبخیز یک واحد مهم تحلیل بوده است که به دلیل این که ویژگی های هیدرولوژیک و توپوگرافی را دارد اهمیت زیادی دارد. فنون جی ای اس دارای صحت بالایی برای تهیه نقشه هستند و از این روی اندازه گیری یک ابزار مهم در تحلیل مورفومتریک می باشد. تراکم زهکشی و فراوانس ابراهه ها مهم ترین معیار برای طبقه بندی مورفومتریک حوزه های زهکشی است که کنترل کننده الگوی رواناب، تولید رسوب و سایر پارامتر های هیدرولوژیک حوزه زهکشی است. تراکم زهکشی در 1E7B3 و 1E7B2 بسیار بالا بوده و این نشان دهنده وجود سنگ های نفوذ ناپذیر و ناهمواری بالا است. کاهش در فراوانی ابراهه با افزایش رتبه ابراهه دیده می شود. هر چه مرتبه پایین تر باشد تعداد ابراهه بیشتر است در کل ابراهه صدق می کند. طو.ل کل قطعات ابراهه در ابراهه های مرتبه ااول ماکزیمم است و با افزایش مرتبه ابراهه کاهش می یابد. این مطالعه نشان داده است که حوزه ابخیز قانون تعداد ابراهه ها و قانون طول ابراهه هورتون را رعایت کرده است. توسعه لیتولوژیکی و زمین شناسی حوزه ابخیز منجر به نسبت انشعاب کم تر بین مرتبه های مختلف در حوزه لیدر شده است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Introduction

Morphometry is the measurement and mathematical analysis of the configuration of the earth’s surface, shape and dimension of its landforms (Agarwal, 1998; Obi Reddy et al., 2002). A major emphasis in geomorphology over the past several decades has been on the development of quantitative physiographic methods to describe the evolution and behavior of surface drainage networks (Horton, 1945; Leopold & Maddock, 1953; Abrahams, 1984). Most previous morphometric analyses were based on arbitrary areas or individual channel segments. Using watershed as a basic unit in morphometric analysis is the most logical choice. A watershed is the surface area drained by a part or the totality of one or several given water courses and can be taken as a basic erosional landscape element where land and water resources interact in a perceptible manner. In fact, they are the fundamental units of the fluvial landscape and a great amount of research has focused on their geometric characteristics, including the topology of the stream networks and quantitative description of drainage texture, pattern and shape (Abrahams, 1984). The morphometric characteristics at the watershed scale may contain important information regarding its formation and development because all hydrologic and geomorphic processes occur within the watershed (Singh, 1992). The quantitative analysis of morphometric parameters is found to be of immense utility in river basin evaluation, watershed prioritization for soil and water conservation and natural resources management at watershed level. Morphometric analysis of a watershed provides a quantitative description of the drainage system which is an important aspect of the characterization of watersheds (Strahler, 1964). The influence of drainage morphometry is very significant in understanding the landform processes, soil physical properties and erosional characteristics. Drainage characteristics of many river basins and sub basins in different parts of the globe have been studied using conventional methods (Horton, 1945; Strahler, 1957, 1964; Krishnamurthy et al., 1996). Geographical Information System (GIS) techniques are now a days used for assessing various terrain and morphometric parameters of the drainage basins and watersheds, as they provide a flexible environment and a powerful tool for the manipulation and analysis of spatial information. In the present study stream number, order, frequency, density and bifurcation ratio are derived and tabulated on the basis of areal and linear properties of drainage channels using GIS based on drainage lines as represented over the topographical maps (scale 1:50,000).

Conclusion

The drainage basin is being frequently selected as an ideal geomorphological unit. Watershed as a basic unit of morphometric analysis has gained importance because of its topographic and hydrological unity. GIS techniques characterized by very high accuracy of mapping and measurement prove to be a competent tool in morphometric analysis. Drainage density and stream frequency are the most useful criterion for the morphometric classification of drainage basins which certainly control the runoff pattern, sediment yield and other hydrological parameters of the drainage basin. The Drainage density appears significantly higher in 1E7B3 and 1E7B2 watershed implying the existence of impermeable rocks and high relief. It is observed that there is a decrease in stream frequency as the stream order increases. The law of lower the order higher the number of streams is implied throughout the catchment. The total length of stream segments is maximum in first order streams and decreases as the stream order increases. The study has shown that the catchment is in conformity with the Hoton’s law of stream numbers and law of stream lengths. The same geological and lithological development of the catchment has resulted into more or less constant bifurcation ratio between different successive orders in Lidder catchment.

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

2.2. اهمیت نسبی فرایندهای حذفی متفاوت BMP
در حال حاظر اطلاعات میدانی محدودی درباره‌ی تفاوت توانایی‌های حذف آلودگی توسط BMPها وجود دارد. به دلیل کمبود نتایج تجربی، منطقی به نظر می‌رسد که روشی تئوریک را به عنوان جایگزینی کاربردی برای این فقدان آگاهی قرار دهیم. این امر می‌تواند به وسیله‌ی استفاده از دانش موجود در سطح UOP برای پیشبینی فرایند‌های حذفی در هر نوع از سیستم تصفیه، مورد استفاده قرار گیرد. در نتیجه‌ی آن میتوان قضاوت‌های آگاهانه‌ای درباره‌ی اهمیت هر فرایند حذفی در درون یا برون سیستم BMP انجام داد. چنین روش اولویت‌بندی غالبا به عنوان بخشی از فرایندهای مدیریت خطر به کار برده می‌شود و در این مقاله به صورت اهمیت نسبیِ هر فرایند حذفی درون BMP مشخص، به این گونه انجام می‌شود:
• اهمیت بالا: فرایند حذفی غالب و اصلی در BMP
• اهمیت متوسط: فرایندی که به صورت قابل ملاحضه‌ای در توان حذف آلودگی BMP مشارکت دارد
• اهمیت کم: فرایندی که فقط تاثیر کمی در حذف آلودگی دارد
• نامربوط (NA): فرایندی که به BMP خاص نامربوط است
در شرایط مناسب، این دسته بندی های پایه ایT به زیرگروه های متوسط/زیاد و کم/متوسط تقسیم میشوند ولی اضافه کردن این زیر گروه های اضافی توجیه پذیر نیست. به وجود آوردن اینچنین رویکرد منظمی (برای کمک به تصمیم گیری در نبود اطلاعات موجود)، به ارزیابی و نظر یک متخصص به عنوان پایه و شالوده برای مشخص کردن درجه بندی ها نیاز دارد و به این ترتیب، یک فرآیند ذهنی می‌باشد؛ همچنین تجربه ی به دست آمده در زمینه ی مهندسی فاضلاب، یک شالوده ی منطقی و مناسب را برای تعیین مشخصات و ویژگی های UOP فراهم می‌کند. حوزه های عملکردی تخصصی زیادی نیز وجود دارند؛ برای مثال مدیریت خطر زیستگاهی(سکونتی)، که در آن یک رویکرد داده/نظر تخصصی (داده به همراه نظر تخصص) برای تصمیم گیری (با توجه به الزامات عملیاتی) مورد نیاز است. در استفاده از این رویکرد، این موضوع اهمییت دارد که در جایی که ارزیابی متخصص ، بخش مهمی از فرآیند را تشکیل می دهد، بهتر است مشارکت گسترده تری در نظر گرفته شود((CERM, risk ranking, 1997. درجه بندی مرتبط با فرآیندهای پاکسازی متفاوتی که در این مقاله آمده است، هم نظرات نویسنده و گروه مشارکت کننده و هم نظرات مصرف کننده و کاربر نهایی مرتبط با پروژه ی کامل شده‌ی Daywater را دربر می گیرد(Daywater,2002). پیش فرض ها و قضایای مربوط به این درجه بندی، به طور واضح و مشخص ذکر شده است تا بحث ها و پژوهش های بعدی را تسهیل کرده و به ایجاد یک چهارچوب بهبود یافته و روشن تر در موقع نیاز کمک کند.

2.3. تعاریف فرآیندهای مشخص عمل کردی دستگاه
2.3.1. رونشین شدن بر سوبسترا
رونشین شدن بر سوبسترا، به اتصال فیزیکی- شیمیایی آلاینده ها به سوبستراهای مصنوعی(مثل ماتریکس سنگریزه در راه آبهای فیلتری)، سوبستراهای طبیعی (مثل گیاهان درون یک باتلاق) و سوبستراهای تعبیه شده (مثل ته نشین شدن رسوبات بنتال درون یک آبگیر نگهداری) اشاره دارد و تحت تاثیر عواملی که سابقاً برای رونشین شدن جامدات معلق ذکر شد، می باشد. در راه آب فیلتری، روکش منفذ دار(به همراه مخزن آب زیر زمینی) (legert and colandini , 1999)، جریان زیر سطحی تالاب های احداث شده، حوضه های آبگیر پالاینده و خندق های غرقه سازی، یک توانایی پاکسازی مهم وجود دارد که به واسطه ی برخورد نزدیک آب بارندگی و سطح سوبسترا حین صاف کردن یک نهر آب به وسیله ی یک ماده ی تراوای مشخص به وجود آمده است(جدول 2). مسیرهای هیدرولیکی که آب طوفان از درون باتلاق ها، نوارهای فیلتری، جریان سطحی تالاب های احداث شده، گودال های نگه داری آب و گودال های نگه داری آب وسیع، طی می کند، منجر به کاهش دفعات برخورد مستقیم با سوبسترای موجود و در نتیجه، کاهش توانایی برای رونشینی می شود. تخلیه ی مرتب گودال های نگه داری آب بعد از یک طوفان در مقایسه با آبگیرهای نگه داری و تالاب ها که در آنها یک مقدار آب دایمی و ماندگار وجود دارد، فرآیند رونشینی را تقویت می کند

2.3.2. ته نشینی
ته نشینی، حرکت عمودی رسوبات معلق به هم چسبیده و یا مجزا به سمت کف ستون آب می باشد (Ellis et al., 2004) و به شدت وابسته به نگهداری و ماندن حجمی از آب ساکن درون BMP است. اصولا دو نوع فرآیند ته نشینی I و II در نظر گرفته می شود که در مخازن اولیه‌ی ته نشینی فاضلاب سنتی رخ می دهد (Tchobanoglous et al., 2003). بنابراین این موضوع، مکانیسم غالب و مهم در آبگیرهای نگهداری (Pettersson et al., 1999)، آبگیرهای پالاینده و آبگیرهای پالاینده وسیع(Revitt, 2004) می باشد ولی در آبگیرهای بازداری(زمان نگهداری کمتر) و تالاب ها و مخازن رسوب گذاری(حجم و سطح نسبتا کمتر) اهمییت کمتری پیدا می کند(جدول 2). اگرچه حضور ماکروفیت ها در هر دو نوع تالاب های ساخته شده در ایجاد شرایط سکون دخالت می کند، وجود نقاط متراکم گیاهی به طور موثری حجم ستون آب ساکن را (که از طریق آن رسوب گذاری می تواند رخ دهد) کاهش می دهد و منجر به کاهش نسبی توانایی ته نشینی در این سیستم ها می شود. به توانایی پاک کنندگی انواع دیگر BMP در فرآیند های رسوب‌گذاری، به دلیل نبود آب ساکن و پایدار که ته نشینی ذرات را تسهیل می کند، درجه‌ی کم/متوسط یا کم نسبت داده می‌شود.
2.3.3. تخریب میکروبی
تخریب میکروبی با در دسترس بودن سایت‌های اتصال و مواد مغذی درون BMP تسهیل می شود و هردو فرآیند هوازی و بی هوازی با وقوع تعداد برخوردهای زیاد بین آب طوفان و سوبسترا تقویت می شوند؛ در نتیجه تخریب میکروبی به شدت درون جریان های زیر سطحی تالاب های احداث شده (Ellis et al., 2003) و گودال های پالاینده تقویت می شود(جدول 2). راه آب های فیلتری ، روکش های منفذدار، خندق‌های غرقه سازی، مجاری صاف کننده، گودال های نگه داری وسیع و جریان های سطحی تالاب های احداث شده به طور معمول تنوع سایت های اتصال میکروبی مشابهی را فراهم نمی کنند و نتیجتاً اهمییت متوسطی در این فرآیند دارند. در گودال های نگه داری(حجم آب غیرپایدار)، نوارهای فیلتری و باتلاقها (زمان نگه داری کم)، تماس طولانی مدت آب بارندگی با یک جمعیت میکروبی پایدار نامحتمل است که این امر منجر به اختصاص دادن پتانسیل های پاک کنندگی کم/متوسط به این BMPها می شود. بقیه‌ی سیستم های پردازش(مثل آسفالت منفذدار، مخازن رسوب گذاری و تالابها) کمترین اهمییت را در این فرآیند پاک کنندگی دارند زیرا احتمال برخورد آب بارندگی و سوبستراهایی که به عنوان میزبان جمعیت های متفاوت میکروبی عمل می کنند، پایین تر است.

2.3.4 . فیلتراسیون
این UOP در BMPها با همان مکانیسمی اتفاق می افتد که در پردازش های آبی معمولی با واحدهای صافی گیاهی-شنی رخ می دهد؛ به این صورت که با غربال کردن فیزیکی، ذرات آلاینده را هنگامی که از منافذ سوبسترا و یا سدهای آبی می گذرند، حذف می کند(Ellis et al., 2004). بنابراین با توجه به فیلتراسیون سطحی، روکش‌ها و آسفالت های منفذدار بیشترین پتانسیل برای فیلتراسیون را دارند؛ بخصوص در آسفالت منفذدار که حفرات موجود در مواد فشرده‌ی سازنده‌ی آن، اندازه ی کوچکی دارند(جدول 3). مجاری صاف کننده، گودال های پالاینده، خندق های غرقه سازی و جریان های سطحی تالاب های احداث شده مسیرهایی برای آب بارندگی در سوبسترای زیر سطحی را فراهم میکنند ولی فیلتراسیون کم بازده و بی اثرتری دارند؛ زیرا منافذ سنگ ریزه ها که عمدتا به عنوان سوبسترا به کار می روند، بزرگتر است. راه آبهای فیلتری سوبسترای سازنده ی مشابهی دارند ولی فرصت نفوذ به داخل زمین را فراهم نمی کنند. پتانسیل پاک کنندگی متوسط اختصاص یافته، برای جریان های سطحی تالابهای احداث شده10 و باتلاقها نیز به کار می رود که در آنها فعالیت فیلتراسیون پوشش گیاهی سطح، با امکان نفوذ خاک ترکیب می شود. ممکن است فرآیندهای مشابهی در نوارهای فیلتری رخ دهد ولی دفعات کمتر برخورد آب بارندگی و سطح گیاهی در آن ها، منجر به کم شدن توانایی فیلتراسیون می شود. بقیه‌ی BMPها به دلیل برخورد محدود بین آب طوفان و لایه‌های پایه ای، پتانسیل فیلتراسیون کم دارند.

 جذب گیاهی
وجود پوشش گیاهان آبزی یا خشکی زی، پتانسیلی را برای جذب گیاهی فراهم می‌کند و بنابراین این فرآیند را نمی‌توان در BMPهای بدون پوشش گیاهی مثل آسفالت منفذ دار و مخزن رسوب گذاری اعمال کرد. آبگیر های نگهداری با وجود ماکروفیت‌های آبسنگی، به عنوان “کم” برای جذب گیاهی درجه بندی می‌شوند زیرا برخورد بین پوشش گیاهان آبزی و بخش عمده‌ای از آلاینده ها، محدود می‌باشد(جدول 3).به طور مشابه در گودال‌های نگهداری و گودال‌های نگهداری وسیع، پوشش چمن سطحی می‌تواند در پاکسازی آلاینده ها زمانی که آب بارندگی وجود داشته باشد، مشارکت کند. در روکش‌های منفذ دار، راه آب‌های فیلتری، خندق‌های غرقه سازی ومجاری صاف کننده، (به دلیل رشد جلبک روی سطح زیرین سنگریزه‌ها و یا هر ماده پرکننده‌ی دیگر) امکان جمع شدن آلاینده به صورت ماده شیمیایی مضر در سلول‌های بافت‌ها وجود دارد. به دلیل ترکیب سطح پوشیده شده از چمن و یک سوبسترای سنگریزه‌ای پوشیده شده با جلبک، انتظار می‌رود که در گودال‌های پالاینده، جذب گیاهی کمی افزایش داشته باشد. باتلاق‌ها و نوارهای فیلتری، ساختار‌هایی با سطوح پایدار پوشیده شده از چمن هستند که به دلیل نسبت(ضریب) برخورد موثر بین آب بارندگی و پوشش گیاهی، به عنوان پتانسیل متوسط پاکسازی شناخته می‌شوند. برای جریان های سطحی تالاب‌های احداث شده، برخورد مشابهی بین آب باران و پوشش گیاهی انتظار می‌رود؛ هرچند به دلیل برخورد‌های بیشتر آب بارندگی و سیستم ریشه‌های درهم پیچیده‌ی ماکروفیت‌های آبزی، توانایی جذب گیاهی جریان‌های زیر سطحی تالاب‌های احداث شده، بیشتر است.

2.3.6. تبخیر شدن و نورکافت
هر دو فرآیند به شدت به در معرض قرار گرفتن سطح (سطح آزاد) وابسته هستند ولی در حالی که نور کافت به قرار گرفتن در معرض نور مستقیم آفتاب نیاز دارد، تبخیر شدن می‌تواند در فضا‌های باز درون ساختمان BMP رخ‌ دهد. در راه‌آب‌های فیلتری، روکش‌های منفذ دار، خندق‌های غرقه سازی و مجاری صاف کننده، به دلیل ادغام سریع آب طوفان و ساختار BMP، تخریب نورکافتی اهمیت بسیار ناچیزی پیدا می‌کند. در مخازن ذخیره سازی و تالاب ها (به طور معمول، مساحت سطح و زمان نگه داری مربوطه‌ی کمتر)، در هر دو نوع تالاب‌های احداث شده (قرار گرفتن محدود آب بارندگی در معرض نور خورشید به دلیل پوشش گیاهی متراکم) و در آسفالت‌های منفذدار (نفوذ سریع به درون مواد پوشاننده، محلی که برخورد با پرتو های UV و مرئی هنوز ممکن است)، کارایی و اثر بخشی کمی پیش‌بینی شده است. در نوار‌های صافی، باتلاق ها، گودال‌های پالاینده، آبگیر‌های نگهداری، گودال‌های نگهداری و گودال‌های نگهداری وسیع، به دلیل ترکیب مساحت‌های سطحی افزایش یافته و زمان بیشتر در معرض نور بودن، نورکافت بالاترین درجه (کم/متوسط) را خواهد داشت (جدول3).
در گودال‌های نگهداری وسیع، گودال‌های نگهداری، آبگیر‌های نگهداری، گودال‌های پالاینده، جریان‌های سطحی تالاب‌های احداث شده و باتلاق ها، چون که دیفرانسیل زمان و مساحت سطحی از آب بارندگی که در معرض اختلاف فشار باد/محیط قرار گرفته است، نسبت به جریان‌های زیر سطحی تالاب‌های احداث شده ، تالاب‌ها و نوار‌های صافی (پتانسیل کم/متوسط)، بهینه و مساعد شده، تبخیر شدن بالاترین درجه (پتانسیل پاکسازی متوسط) را دارد. مخازن رسوب گذاری، مجاری صاف کننده، خندق‌های غرقه سازی، روکش‌های منفذ دار، آسفالت منفذ دار و راه‌آب‌های فیلتری، به دلیل سطوح در معرض قرار گرفته‌ی کمتر مرتبط با این سیستم ها، همگی به پتانسیل‌های پاکسازی کم منسوب شده‌اند.

2.4. حساسیت TSS، BOD، COD، نیترات ها، فسفات ها و باکتری کلیفرم‌های مدفوعی به فرآیند‌های پاکسازی BMPهای مشخص
در جدول 4، توانایی هر یک از مکانیسم های مشخص برای حذف شاخص‌های کلی کیفیت آب (TSS، BOD، COD، نیترات ها، فسفات ها و کلیفرم@های مدفوعی) شرح داده شده است. این دسته بندی ها برای پتانسیل پاکسازی آلاینده، از در نظر گرفتن داده‌های فیزیکی-شیمیایی مرتبط (در صورت موجود بودن) و همین‌طور دانش علمی موجود در زمینه‌ی رفتارها و کنش‌های محیطی آلاینده‌ها منشأ گرفته است. بنابراین، ماده‌های مغذی (نیترات ها و فسفات ها) هر دو به عنوان پتانسیل پاکسازی بالا برای جذب گیاهی شناخته می‌شوند ولی به شدت در رونشینی، ته نشینی و فیلتراسیون تفاوت دارند زیرا حلالیت آن ها در آب بسیار متفاوت است. هردو ماده‌ی مغذی در برابر تجزیه‌ی زیستی هوازی مقاوم هستند ولی به عنوان پتانسیل‌های کم و کم/متوسط در حذف تحت شرایط بی هوازی در نظر گرفته می‌شوند. طبقه بندی‌های ذکر شده در جدول 4، اثرات ترکیبی هر دو فرآیند تخریب زیستی را نمایان می‌کند. BOD و
COD حسایت‌های مشابهی را در طبقه بندی فرآیند های پاکسازی نشان می‌دهند و بیشتر بودن ناچیز ترکیبات آلی سخت درCOD، باعث می‌شود که تمایل آن به رونشین شدن، جذب گیاهی و تخریب میکروبی، اندکی کاهش یابد. در فرآیند بعدی به نظر می‌رسد که تخریب بی هوازی، یک پتانسیل کم را برای پاکسازی در هر دو شاخص‌های اکسیژن خواه فراهم می‌کند ولی فرآیند هوازی متناظر، می‌تواند پاکسازی‌های زیاد و متوسط را به ترتیب برای BOD و COD ایجاد کند که منجر به طبقه بندی ترکیبی نشان داده شده در جدول 4 می‌شود. انتظار می‌رود که کلیفرم های مدفوعی و TSS، ظرفیت‌های پاکسازی مشابهی را نشان دهند با این استثنا که کلیفرم های مدفوعی به نورکافت حساسیت دارند. van der Steen et al., 2000)) پتانسیل‌های آلاینده‌های منتخب برای ته نشین شدن و فیلتراسیون بر توانایی آن‌ها برای جذب و رونشین شدن به جامدات معلق و رسوب کردن استوار است که به عنوان فرآیند‌های غیر مستقیم مرتبط شناخته می‌شوند. با این که فیلتراسیون و ته نشینی به مکانیسم‌های اولیه ی مشابهی وابسته هستند، مشخصا فرآیند‌های پاکسازی جداگانه‌ای در BMP ساختاری می‌باشند.

رویکرد تلفیقی برای پایش کیفیت آب در مخازن، سیستم های آبرسانی و شبکه های توزیعی سیستم های آبرسانی

AN Integrated approach to water quality monitoring in reservoirs, aqueducts and distrubition networks of water supply systems

چکیده
1-مقدمه
2- مروری بر سیستم
3- سیستم پایش مخزن(سد)
5- سیستم های پایش برای شبکه های انتقال آب

چکیده
 استفاده از فناوری پیشرفته امکان پایش پیوسته، خودکار و از راه دور پارامتر های فیزیکی و شیمیایی مختلف موثر بر کیفیت خاک در سیستم های آبرسانی ( مخازن و سیستم های آبرسانی) همراه با پایش هم زمان جریان های آبی ناشی از نیروهای خارجی موثر بر گردش آبی مخازن از جمله باد، انتقال حرارتی ناشی از تابش جوی و خورشیدی، دبی های ورودی رودخانه، برداشت و استحصال آب و غیره در اختیار می گذارد. این کار با ترکیب و تلفیق حسگر های اتومات میدانی نصب شده در مخازن، ورودی رودخانه ها و در نقاط انتخابی در امتداد سیستم های آبرسانی و آبراه ها از مخزن به یک ایستگاه تصفیه که در زمان واقعی شبیه سازی می شود، هیدرودینامیک های مخزن، هیدرولیک های سیستم های آبرسانی و کیفیت آب مخازن کل و سیستم سیستم های آبرسانی با استفاده از سری های زمانی پارامتر های پایش شده از طریق طرح ترکیب و ادغام داده ها امکان پذیر است. این مقاله به توصیف توانمندی های احتمالی فناوری های موجود برای پایش تلفیقی کیفیت آب در مخازن، سیستم های آبرسانی باز و شبکه های توزیعی سیستم های آبرسانی بزرگ می پردازد..
1. مقدمه
اتحادیه اروپا بر لزوم توسعه برنامه های پایش آب سطحی در هر یک از حوزه های آبخیز( بند 8 مصوب اتحادیه اروپا 2000/60، 23 اکتبر 2000) و استفاده از روش های پیش گیری از آلودگی برای حفاظت از منابع سطحی به خصوص در مناطقی که آلاینده های مختلف سلامتی انسان را به خطر انداخته است تاکید دارد. روش های پیش گیری از آلودگی ناشی از این آلاینده ها باید با هدف کاهش تدریجی و ریشه کن سازی نهایی خطرناک ترین آن ها به کار گرفته شوند.
از سال ها پیش پی برده شده است که پایش منظم پارامتر های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کیفیت آب در دریاچه ها، رودخانه ها و مخازن مورد استفاده برای عرضه آب برای حفاظت از سلامتی عمومی و اطمینان از پایداری بلند مدت این منابع ضروری است. داده های جمع آوری شده از چنین پایش هایی 1- امکان شناسایی زود هنگام تغییرات و روند های کیفیت آب را داده، 2- اساس واسنجی و کالیبراسیون مدل های پیش بینی کیفیت آب و مدل های اکولوژیکی بوده 3- امکان ارزیابی راهبرد های احیایی جایگزین را داده و 4- در بهبود درک اساسی از رفتار این ذخایر آبی اهمیت دارد.به علاوه، یک فشار افزایشی در جهت افرایش قابلیت سیستم های هشدار در هنگام آلودگی تصادفی و هدفمند در هر یک از اجزای اصلی سیستم آبرسانی یعنی مخزن، سیستم های آبرسانی و شبکه توزیعی وجود دارد. مثالی از تلاش برای توسعه چنین سیستمی توسط کلارک و همکاران (1) ارایه شده است. سیستم های شناسایی چنین احتمال پایینی با اثرات زیاد می توانند هشدار اولیه مناسب برای پیش گیری از حساسیت و در معرض قرار گیری افراد در برابر آلاینده ها در اختیار گذاشته و قادر به شناسایی محل منبع آلودگی می باشند. آن ها باید صحیح، قابل اطمینان و قابل استطاعت، با نمونه برداری منطقی بالا می باشد که همه تهدیدات آلودگی بالقوه را پوشش داده و دارای عملیات از راه دور می باشد(2).پایش پیوسته کیفیت آب در سیستم های آبرسانی، به دلایل دیگر نیز برای تنظیم کاربری ارضی حول مخازن و برای انتخاب عملیات تصفیه مناسب آب خام بسته به کیفیت آب انتقال یافته از مخزن از طریق لوله های آبرسانی به کارخانه های تصفیه ضروری است.
فناوری های پایشی جدید که از دستگاه های روبات و حسگر ها و سنجنده های پیشرفته بهره می برند افق های روشن و جدیدی را در حفاظت از کیفیت آب باز کرده اند. هم چنین، دو دهه اخیر افزایش قابل توجهی را در استفاده از مدل های شبیه سازی رقومی در طیف وسیعی از مخازن آبی بزرگ تجربه کرده است. این مدل ها اغلب بر پیش بینی حفاظت، انتقال، تبدیلات شیمیایی و بیولوژیکی آلاینده های مختلف علاوه بر اثرات خود بر محیط آبی تاکید دارند. مدل های هیدرودینامیکی و اکولوژیکی و کیفیت آب به طور مستقل برای پیش بینی اثرات حضور و استفاده از مواد مغذی و دیگر آلاینده ها به یک سیستم آبی استفاده می شوند. نقطه ضعف اصلی بیشتر مدل های شبیه سازی، نبود ارزیابی های کافی از داده های میدانی به خصوص طی دوره های زمانی کوتاه مدت است که موجب شده است تا بسیاری از شبیه سازی های رقومی صرفا به شکل عملیات آکادمیک در بیایند.
معایب روش های پایش سنتی مورد استفاده در دریاچه و رودخانه ها شامل موارد ذیل هستند الف: تعداد کم نمونه های جمع آوری شده، پوشش محدودی از توزیع مکانی( افقی و عمودی) را از پارامتر های اندازه گیری شده در اختیار می گذارد، ب: فرکانس پایین و گاهی اوقات ماهیت غیره دوره ای اندازه گیری ها ج- در بسیاری از موارد، نبود پایش هم زمان پارامتر های تاثیر گذار خارجی ( باد، تابش خورشیدی، جریان های ورودی و خروجی) و غیره و میدان جریانی که آن ها ایجاد می کنند که بر کیفیت آب تاثیر می گذارد و د- هزینه بالا.
ماهیت پویای مخازن آبی بزرگ یکی از دلایل اصلی تغییرات در فرایند های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ( و پارامتر ها می باشد) که معرف کیفیت آب درون آن هاست. با استفاده از روش ها و مفاهیم پایشی جدید اخیرا ایجاد شده نظیر مفاهیم و روش هایی که در مطالعات هواشناسی و اقیانوس شناشی استفاده شده و بسیاری از مفاهیم پایش زمان واقعی را تلفیق کرده و آن را با مدل سازی ترکیب می کنند، می توان بر این محدودیت ها غلبه کرد. سیستم های تلفیقی پایش کیفیت آب امروزه از نظر تجاری قابل دسترس بوده و امروزه در اقیانوس، دریاچه ها و رودخانه ها مورد استفاده قرار گرفته است( 3-4-5-7-8-9). سیستم پایش مشابه توسط نخستین محقق برای استفاده کاربردی در شبکه های توزیع آب برای براورده سازی نیاز های شهر های کوچک و بزرگ پیشنهاد شده است(10). پیشنهاد مشابه برای توسعه و استفاده از یک سیستم پایش کیفیت آب آنلاین و میدانی از راه دور برای شبکه آب آشامیدنی شهر دریاچه نمک ارایه شده توسط باهپور و همکاران(11 و 12) دیده می شود. هم چنین، سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده مدلی را ارایه کرده است که انتشار آلاینده ها را در شبکه پیش بینی کرده و در تحقیقات بر روی سیستم های حسگر و پایش برای اندازه گیری آلاینده ها در سیستم های توزیع (13) مشارکت کرده اند.
این مقاله به توصیف سیستم پایشی پیشنهادی برای سیستم آبرسانی بزرگ نظیر سیستمی که بتواند به کلان شهر آتن در یونان آبرسانی کند پرداخته شده است.چنین سیستمی می تواند متشکل از یک یا چند مخزن بوده و دارای شبکه های انتقال آب طولانی می باشد. برای مثال سیستم آبرسانی آتن شامل چهار مخزن، اوینو با حجم مخزن 113 میلیون متر مکعب، مونوس با 670 میلییون متر مکعب، یلکی با 580 میلییون متر مکعب، و ماراتون با 34 میلییون متر مکعب می باشد. این مخازن و سد ها با حدود 177 کیلومتر کانال و 110 کیلومتر تونل به هم ارتباط دارند. سیستم انتقال آب مورنوس که مخزن مورنوس را به کارخانه تصفیه آب آهارنون اتصال می دهد، بزرگ ترین سیستم انتقال آب با طول تونل 67.5 کیلومتر ، با طول کانال 113.5 کیلومتر و 7.5 کیلومتر سیفون معکوس می باشد.کل سیستم دارای چهار کارخانه تصفیه آب با ظرفیت تصفیه کل حدود 1.8 ملیون متر مکعب به چهار میلیون نفر آب رسانی می کند.. این شبکه تقریبا دارای طول 7500 کیلومتر بوده و دارای طول 1800 کیلومتر بوده و قطر آن 400 تا 1800 میلی متر بوده و لوله های توزیع آب به طول 5700 کیلومتر با قطر بیش از 300 میلی متر می باشد.

Abstract

The use of state-of-the-art technology allows the continuous, automated and telemetric monitoring of different physical and chemical parameters that characterize water quality in water supply systems (reservoirs and aqueducts), with simultaneous monitoring of water flows driven by the external forces affecting reservoir circulation, including wind, heat transfer due to solar and atmospheric radiation, incoming river discharges, water withdrawal, etc. This can be achieved by combining in situ automated sensors installed in the reservoir, the incoming river(s), and at selected locations along the aqueduct from the reservoir to the respective treatment facility, with software that simulates in real time, the reservoir hydrodynamics, aqueduct hydraulics and water quality of the entire reservoir and aqueduct system, utilizing time series of the monitored parameters through a data assimilation scheme. This paper describes the possibilities offered by currently available technology for integrated water quality monitoring in reservoirs, open aqueducts and the distribution network of large water supply systems..

رویکرد تلفیقی برای پایش کیفیت آب در مخازن، سیستم های آبرسانی و شبکه های توزیعی سیستم های آبرسانی

AN Integrated approach to water quality monitoring in reservoirs, aqueducts and distrubition networks of water supply systems

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

غرقابی
خاک با ساختار خوب دارای فضای هوا و آب بوده و هر دو برای رشد و بقای گیاه لازم هستند. خاک در ظرفیت زراعی دارای تعداد زیادی از خلل و فرج می باشد . در یک خاک غرقاب شده، فضای بین ذرات خاک با آب پر شده و ریشه های گیاهان دسترسی به اکسیژن ندارند.
گیاهان مختلف به این به روش های مختلف واکنش می دهند. بیشتر گیاهان کشاورزی به جز برنج از کمبود اکسیژن رنج می برند جذب مواد غذایی از طریق ریشه را کند می کند جگن رشد مناسب داشته و
و از رقابت مطلوب تر گونه بهره مند هستند. علاوه بر این، میکروب های مفید خاک از بین می روند، بوته و بیماری های حیوانی گسترش یافته ، و ماشین آلات و دام آسیب ساختمان خاک را ضعیف می کنند.
تحقیقات نشان می دهند که رشد چراگاه تابستانه بعد از شش ساعت رکود آب کاهش می یابد و این که آب راکد یا غرقاب به مدت 24 تا 48 ساعت موجب کاهش رشد تا بیش از 25 درصد در فصل آبیاری می شود و مقدار تولید و رشد شبدر را کاهش می دهند. برنج یک استثنا است و طبیعتا یک گیاه آبزی است و غرقابی را تحمل می کند.
اثرات غرقابی
• جذب عناصر مغذی متوقف شده و ریشه ها می میرند.
• گیاهان انرژی برای رشد ندارند
• میکروب های مفید خاک می میرند.
• دام و ماشین آلات بر ساختمان خاک صدمه می زنند.
• کاهش تعداد گیاهان و جانوران
• رشد گیاهان آب دوست مثل جگن
• از بین رفتن چراگاه ها و علف ها به دلیل نبود اکسیژن
• برخی عناصر مغذی به خصوص نیتروژن از زیر ریشه ها آب شویی می شوند و قابل استفاده نمی باشند.
خاک تا زمانی غرقاب می ماند که آب مازاد توسط گیاه، تبخیر یا زهکشی خارج شود. در صورتی که آب راکد بر روی سطح خاک باقی بماند، مقداری به خاک زهکشی می شود .و به آب زیر زمینی ملحق می شود. این ذخیره تراوشی موجب بالا آمدن سفره آب و شوری شده و منجر به کاهش تولید و آسیب های زیست محیطی می گردد.
غرقابی در مناطقی یک مشکل بزرگ محسوب می شود که سفره های آب سطحی و بالا وجود دارند. خاک هایی که بعد از بارش و آبیاری غرقاب می شوند، تا مدت ها اشباع می مانند زیرا فرصتی برای نفوذ و تراوش به پایین نیست و لذا سطح خاک شور می شود.
باران عامل اصلی غرقابی در ماه های سرد سال است در حالی که آبیاری ضعیف عامل اصلی در بهار، تابستان و پاییز است.
برای اجتناب از این مسائل چه می توان کرد؟
کلید بهبود کارایی آبیاری و کاهش غرقابی، بهبود زهکشی سطحی است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Waterlogging

A well structured soil has spaces containing water and air—both necessary for plant survival and growth (refer to Irrigation Salinity Facts: Principles of Surface Irrigation). A soil at field capacity still contains a significant number of air-filled voids. In a waterlogged soil the spaces in between the soil particles are filled with water, so plant roots have no access to oxygen. Different plants react to this in different ways. Most agricultural plants (except rice) suffer as oxygen and nutrient uptake through the roots slows. Rushes, docks and sedges thrive and will out-compete more desirable species. In addition, beneficial soil microbes are destroyed, plant and animal diseases spread, and machinery and livestock damage the weakened soil structure. Research has shown that summer pasture growth is reduced after only six hours of water ponding, and that water regularly lying on perennial pastures (white clover and ryegrass or paspalum) for 24–48 hours will reduce growth by 25% over an irrigation season, and lower the clover content. Rice is the exception, as it is naturally an aquatic plant, so it tolerates waterlogging. Soil will remain waterlogged until the excess water is removed by plant use, evaporation or drainage. If ponded water remains on the soil surface.

Effects of waterlogging • nutrient uptake stops and the roots die • plants have no energy for growth • beneficial soil microbes die • machinery and livestock can damage soil structure • plant and animal diseases occur • water-loving weeds like rushes, dock and sedge thrive • pastures can be scalded by standing water heating up on a hot day • some nutrients (especially nitrogen) are leached down through the profile below the roots, where they are not used some will drain down through the soil profile, adding to the local watertable. This seepage can cause rising watertables and soil salinity, leading to environmental damage and production losses. Waterlogging becomes an even greater problem in areas with shallow watertables. Soils that become waterlogged following rainfall or irrigation will stay saturated for longer periods because there is less opportunity for downward seepage and flushing of salts. Rainfall is the major cause of waterlogging in the cooler months of the year, while poor irrigation is the major contributor to waterlogging in spring, summer and autumn.