پیش نیاز ها
- حدنصاب برگزاری دوره 10 نفر
- نرم افزار WEAP
- کامپیوتر شخصی
- آشنایی با سیستم آب
ویژه ها
- دوره در بالاترین کیفیت ممکن برگزار خواهد شد.
- مجازی یا حضوری
- مجازی در بستر ادوبی کانکت
مخاطبین هدف
- مهندسان آب، انرژی، مکانیک و ...
- مدیران تعمیرات نگهداشت، تولید و بهره برداری کارخانجات
- مدیران آب و انرژی ساختمان ها و تأسیسات
- برنامه ریزان و سیاستگزاران
کلیات WEAP
نرم افزار WEAP (سیستم برنامه ریزی و ارزیابی آب) نرم افزاری کاربر پسندی می باشد که با رویکردی یکپارچه به برنامه ریزی منابع و زنجیره تولید، عرضه و تقاضای آب در منطقه ای معین می پردازد. چالش های مدیریت آب شیرین به طور فزاینده ای همه گیر شده است. تخصیص منابع آب محدود بین تقاضای کشاورزی، نیاز شهری، و نیاز زیست محیطی، نیاز به جامع نگری در فرضیات منابع آب موجود، نیازها، کیفیت آب، و اکولوژی دارد. سیستم ارزیابی و برنامه ریزی آب یا به اختصار “ویپ”، کمک می کند تا این مسایل را در یک ابزار عملی و قوی جمع آوری کرده و از آن برای مدیریت یکپارچه منابع آب استفاده کرد. سازمان توسعه دهنده نرم افزار مذکور موسسه Stockholm Environment Institute’s U.S. Center می باشد. برخی از معهمترین ویژگی های WEAP در آدامه آورده شده است.
جدول(1)- ویژگی های اصلی WEAP
ویژگی | شرح جزئیات ویژگی |
رویکرد جامع | رویکرد منحصر به فرد برای انجام ارزیابی های برنامه ریزی یکپارچه منابع آب |
فرآیندهای ذینفعان | ساختار شفاف این برنامه زمینه را برای ورود آسان تر ذینفعان کاربری ها مختلف در فرآیندی باز و آزادانه فراهم کرده است. |
بیلان آب | یک پایگاه داده شامل اطلاعاتی در خصوص میزان تقاضا و عرضه آب می باشد که به وسیله آن می توان مدل بیلان کلی را بر اساس معماری پیوند-گره ایجاد نمود |
شبیه ساز محور | نیاز آبی، تامین، رواناب، نفوذ، نیاز آبی گیاه، جریان رودخانه و حجم ذخیره مخازن، بار آلودگی، تصفیه فاضلاب، کیفیت آب رودخانه را در شرایط مختلف هیدرولوژیکی و سناریوهای مدیریتی محاسبه می کند. |
سناریوهای سیاسی | با توجه به استفاده های مختلف و رقابتی از سیستمهای آب، طیف گسترده ای از حالت های توسعه آب و گزینه های مدیریتی را ارزیابی می کند |
محیط کاربردوست | رابطه گرافیکی “کشیدن و رها کردن” مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی با خروجی مدل انعطاف پذیر مانند نقشه، نمودار و جداول |
یکپارچه کردن مدل ها | لینک های پویا یه مدل ها و نرم افزارهای دیگر مانند، QUAL2K، MODFLOW، MODPATH، PEST، Excel و GAMS |
بنابراین، ويپ یک ابزار نرم افزاری برای برنامه ریزی یکپارچه منابع آب و ابزاری برای برنامه ریزان ماهر است. یک چارچوب جامع، انعطاف پذیر، و کاربر پسند برای برنامه ریزی و آنالیز سیاست ها فراهم می کند. تعداد متخصصینی که هر روزه ویپ را به عنوان ابزاری کاربردی به مجموعه مدل ها، پایگاه داده ها و صفحات گستره خود اضافه می کنند رو به رشد است. جزئیات بیشتری از توصیفات و کاربردهای لیپ در راهنمای فارسی و انگلیسی آن قابل دسترسی است.
سابقه توسعه WEAP
بسیاری از مناطق در معرض چالش های سنگین مدیریت آب شیرین هستند. تخصیص منابع محدود آب، نگرانی هایي را در مورد کیفیت محیط زیست، برنامه ریزی تحت تنوع آب و هوا و عدم قطعیت، بوجود آورده است و نیاز به توسعه و پیاده سازی استراتژی های پایدار استفاده از آب به طور فزاینده ای فشار بر روي برنامه ریزان منابع را افزون نموده است. مدل های شبیه سازی متعارف عرضه گرا همواره برای بررسی طیف گسترده ای از گزینه های مدیریت كافي نبوده اند. بنابراین بریا غلبه بر مجموعه ضعیف های ابزارهای موجود، این ابزار توسعه داده شده است. طي دهه گذشته رویکرد یکپارچه به توسعه آب پدید آمده است و مدل ساز ويپ اين ارزش ها را در قالب يك ابزار براي آناليز سياست ها و برنامه ريزي منابع آب به صورت يكپارچه در آورده است. گره تقاضا در ويپ به مسائلی مانند الگوهای مصرف آب، راندمان تجهیزات، استراتژی استفاده مجدد، هزینه ها ، و طرح های تخصیص آب می پردازد. در شرایطی برابر با طرف عرضه از جمله موضوعاتی مانند جریان جریان، منابع آبهای زیرزمینی، مخازن ، و انتقال آب است. همچنين ويپ بوسيله رويكردي جامع از شبيه سازي طبيعي (براي مثال، نياز تبخير و تعرق، رواناب ، جريان پايه) و مولفه هاي مهندسي (براي مثال، مخازن، پمپاژ از آبهاي زير زميني) سيستم آب متمايز شده است. اين به طراح اجازه دسترسي به ديدگاه جامع تر از طيف گسترده اي از عوامل كه که باید در مدیریت منابع آب برای استفاده در حال و آینده در نظر گرفته شود را مي دهد. نتایج بدست آمده یک ابزار کاملا مفید برای بررسی گزینه های مخلتف مدیریت و توسعه آب می باشد. ازجمله ظرفیت های کاربردی ویپ می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- پایگاه داده بیلان آب: ویپ سیستمی برای نگهداری اطلاعات میزان تقاضا و ذخیره آب فراهم می کند
- ابزار تولید سناریو: ویپ نیاز آبی، تامین، رواناب، جریان رودخانه، ذخیره مخزن، تولید بار آلودگی، تصفیه و بار وارده به رودخانه و کیفیت آب آن را شبیه سازی می کند.
- ابزار تجزیه و تحلیل سیاست:ويپ دامنه كاملي از گزینه های توسعه آب، گزينه هاي مديريتی، تفسير كردن و محاسبه بيشمار سناریوهای توسعه آب را فراهم مي كند.
رویکرد WEAP
ويپ بر اساس معادلات پايه بيلان آبي عمل كرده و آن را مي توان در سيستم هاي شهري و كشاورزي، حوضه هاي مستقل يا سيستم هاي رودخانه اي مرزي پيچيده بكار برد. علاوه بر این، ويپ می تواند طیف گسترده ای از مولفه های طبیعی و مهندسی این سیستم ها، از جمله بارش رواناب، جريان پايه، و تغذيه آبهای زیرزمینی از بارش را شبیه سازی كند. تجزیه و تحلیل تقاضاي منطقه اي، حفاظت از آب، حقابه ها و اولویت تخصیص، بهره برداري از مخزن، توليد انرژي برق آبی، روند يابي آلودگی وكيفيت آب، ارزیابی آسیب پذیری و الزامات زیست محیطی است. ماژول تجزیه و تحلیل مالی نیز اجازه می دهد تا کاربر به بررسی و مقایسه مبحث هزینه – منافع پروژه ها بپردازد.
این سیستم در شرایط مختلف منابع تامین (به عنوان مثال، رودخانه ها، انهار، آبهای زیرزمینی، مخازن، و تأسيسات آب شیرین کن)، برداشت، انتقال و فاضلاب، امکانات تصفيه خانه فاضلاب، نياز آب، توليد آلودگی و الزامات زیست محیطی را شبیه سازی و ارزیابی می کند. ساختار داده ها و سطح جزئیات را می توان متناسب با هدف پژوهش ویژه سازی کرد تا بتوان چارچوب های واقعی طرح را پوشش داده و شرایط آن را منعکس نمود. مدل های کاربردی ویپ از چندین مرحله تشکیل شده اند:
الف- تعریف مدل: چارچوب زماني، مرزهای مکانی، اجزای سیستم و پيكر بندي مسله را در بر می گیرد.
ب- شرایط موجود: یک تصویر کلی از تقاضای واقعی آب، ميزان آلودگي، منابع و عرضه مورد نیاز برای سیستم توسعه یافته است. این بخش از مدل می تواند به عنوان یک گام کالیبراسیون در توسعه مدل نرم افزاری باشد.
ج- سناریوها: مجموعه ای از فرضيات مختلف (سناريو) در مورد اثرات آینده سیاست های اتخاذ شده، هزینه ها، و آب و هوا. به عنوان مثال ارزیابی تأثیر تغییرات الگوی کشت و تغییرات بارش باران بر تأمین تقاضا و تولید برق نیروگاه های برق آبی سدها.
د- ارزیابی: سناریوهای با توجه به کفایت آب، هزینه ها و منافع ، سازگاری با اهداف زیست محیطی، و حساسیت به عدم قطعیت در متغیرهای کلیدی ارزیابی می شوند.
تجزیه تحلیل سناریوها هسته ی اصلی ویپ است. سناریو ها برای بررسی طیف وسیعی از سوالات با عنوان “چه می شود اگر” مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه نمونه هایی از سناریوهای مطرح قابل مدل سازی و پاسخگویی توسط ابزار WEAP آورده شده است:
- اگر رشد جمعیت و الگوهای توسعه اقتصادی، تغییر کند چه می شود؟
- اگر منحنی فرمان مخزن تغییر کرد، چه می شود؟
- اگر بهره برداری از آبهای زیرزمینی افزایش یابد چه می شود؟
- اگر صرفه جویی از آب انجام شود، چه می شود؟
- اگر الزامات و قوانین زیست محیطی سخت تر شوند، چه می شود؟
- چه خواهد شد اگ برنامه بازچرخانی آب اجرا شود؟
- چه خواهد شد اگر تکنیک آبیاری با بازدهی بیشتر استفاده شود؟
- اگر ترکیب محصولات کشاورزی تغییر کرد، چه می شود؟
- اگر تغییر اقلیم میزان تقاضا و عرضه را تغییر دهد، چه می شود؟
- آلودگی های بالادست چگونه در کیفیت آب پایین دست تاثیر می گذارد؟
- تغییر کاربری اراضی چگونه رواناب را تحت تاثیر قرار می دهد؟
يك لايه بصری مبتنی بر رابط گرافیکی سیستم اطلاعات جغرافیایی ساده و در عین حال قدرتمند، برای ساخت، مشاهده، و اصلاح پیکربندی فراهم می کند. كاربر شماتيك منطقه طرح خود را با “كشيدن و رها كردن” اجزا به داخل سيستم ، طراحي مي كند. این عناصر می توانند توسط ArcGIS و یا دیگر فایل های استاندارد GIS همپوشانی شوند.
داده ها در تمامی قسمت ها را میتوان با کلیک بر روی نماد مورد نظر در قسمت شماتیک ویرایش نمود. كاربر مي تواند در هر جايي از ويپ با كليك كردن روي تب راهنما از مدل مشورت و توضيح بگيرد. در سراسر برنامه پيغام هايي و اعلان هايي به شما در كاربرد صحيح مدل مشاوره مي دهند. با سیستم گزارش دهی بسیار انعطاف پذیر و جامع ويپ، کاربر می تواند به عنوان خروجی گرافیکی، جدولی یا نقشه بر اساس گزارش سفارشی ارايه دهد.
ویپ متشکل از پنج نمای اصلی به شرح زیر می باشد:
نمای شماتیک – ابزارهای GIS مانند کشیدن و رها کردن (“drag and drop”) اجزای سیستم در محل مناسب خود به شما این امکان را می دهد که به راحتی شماتیک سیستم خود را طراحی کنید. فایل های ArcGIS و رستری و برداری استاندار GIS را به عنوان لایه های پس زمینه اضافه کنید. دسترسی سریع به داده ها و نتایج برای هر جز از سیستم.
نمای داده ها – ابزار مدل سازي (منوی داده ها) اين امكان را فراهم مي كند كه شما متغيرها و روابط را ايجاد كرده، فرضيات و برنامه هاي طرح را با استفاده از عبارات رياضي وارد كنيد و آن را به صورت پويا با اكسل مرتبط كنيد.
نمای نتایج – با بهره گیری از صفحه نمایش دقیق و انعطاف پذیر تمام خروجی مدل را می توان در نمودار ها، جداول و بر روی نقشه مشاهده نمود. فرمت های گراف و نقشه امکان مشاهده انیمیشن از نتایج در طول زمان را فراهم می نماید.
نمای جستجوگر سناریو – طراحی تعدادی نمودار جهت برجسته کردن شاخص های کلیدی سیستم برای بررسی سریع. در این قسمت ضمن انجام تحلیل حساسیت، می توانید چگونگی تغییر نتایج در صورت تغییر داده ها را کاوش کنید.
نمای یاداشت ها – داده ها و مفروضات خود را مرتب و منظم نزد خود نگاه دارید.
تئوری مدل WEAP
WEAP یک مدل یکپارچه بر اساس موازنه جرم آب در گره و اتصالات در سیستم طی گام های زمانی می باشد. توزیع آب برای تأمین نیازهای مصرف کنندگان و نیازهای پایین دستی بر اساس اولویت نیازهای برتری منابع، معادل تعادل جرم و سایر محدودیت ها انجام می پذیرد. بازه های زمانی مدل سازی می توان از مقادیر روزانه تا سالانه را پوشش دهد. این دوره از گام اول زمانی سال پایه مدل سازی (مثلا اول ژانویه) تا آخرین گام زمانی افق مدل سازی تعریف شده ادامه پیدا می کند. در گام های زمانی ماهانه، هر ماه از ماه قبلی مستقل است. بجز برای مخازن و آب زیرزمینی، تراز رطوبت خاک حوضه، از آنجا که مقیاس زمانی ماهانه نسبتاً طولانی می باشد، فرض می شود که تمامی جریان یکدفعه رخ می دهد. بدین صورت، یک نیاز تأمین شده می تواند آب را از رودخانه برداشت کرده و بخشی از آن را به مصرف رسانده و باقی را به یک تصفیه خانه بفرستد. آب بازگشتی از تصفیه خانه نیز در همان ماه به رودخانه برگشته و دوباره استفاده شود.
در این دوره آموزشی، نخست مبانی سیستم آب تشریح خواهد شد در ادامه داده ها و وضعیت موجود عرضه و تقاضای آب بررسی خواهد شد. سپس مبانی نرم افزار ویپ (WEAP) تشریح شده و اجزای مختلف آن مرور خواهد شد. در ادامه روش مدل سازی تقاضای آب در بخش های مختلف خانگی، خدماتی، صنعتی و کشاورزی ارائه خواهد گردید. در ادامه روش مدل سازی سمت عرضه و منابع سیستم آب بررسی شده و نقشه های GIS، روش بارگذاری، جانمایی جریان سطحی و منابع و تأسیسات آب و مدل سازی آن ها بین خواهد شد. تحلیل، مدل سازی و مدیریت سناریوها در بخش های بعدی بررسی شده و در ادامه نیز مبحث تحلیل هزینه-فایده و حساسیت سناریوها مرور خواهند شد. در ادامه نیز تمرینات مقتضی حل خواهند شد.
ویژگی های دوره
- درس 25
- آزمونها 0
- مدت زمان 30 ساعت
- سطح مهارت همه مراحل
- زبان فارسی
- دانشجویان 0
- ارزیابی خود
- شناخت مبانی سیستم آب و نمودار مرجع سیستم
- بررسی و ارائه روندهای عرضه و تقاضای آب در بخش های مختلف اقتصادی کشور
- بررسی و ارائه مراجع اطلاعات و داده های سیستم آب و موردنیاز مدل سازی
- مبانی مدل سازی سیستم آب با نرم افزار WEAP
- معرفی اجزای مختلف WEAP
- مدل سازی سمت تقاضای سیستم آب در weap و انجام تنظیمات مربوطه
- مدل سازی زنجیره منابع، تولید و عرضه آب
- طرح و مدل سازی سناریوهای بهبود سیستم آب
- انجام تحلیل هزینه فایده سناریوهای محتمل بهبود و توسعه سیستم آب
- تحلیل حساسیت سناریوها نسبت به عوامل کلیدی
- گزارش گیری و تحلیل نتایج
- آزمون و پرسش-پاسخ
- صدور گواهینامه