Бештар

13.6: Хулоса - Илмҳои гео

13.6: Хулоса - Илмҳои гео


Мавзӯъҳои дар ин боб овардашударо ба тариқи зайл ҷамъбаст кардан мумкин аст:

ҶудокунӣХулоса
13.1 Давраи гидрологӣОб дар уқёнусҳо, яхи пиряхҳо, замин, кӯлҳо, дарёҳо ва атмосфера нигоҳ дошта мешавад. Ҳаракати он аз ҷониби офтоб ва вазнинӣ қувват мегирад.
13.2 Ҳавзаҳои дренажӣҲамаи боришоте, ки дар дохили ҳавзаи дренажӣ меафтад, ба ҷӯйе мерезад, ки ин минтақаро холӣ мекунад. Намунаҳои дренажии ҷараён аз рӯи намуди ҷинсҳои дохили ҳавза муайян карда мешаванд. Бо гузашти вақтҳои геологӣ, ҷараёнҳо ландшафтро, ки дар дохили он ҷорӣ ҳастанд, тағир медиҳанд ва дар ниҳоят онҳо дараҷа мегиранд, яъне профили онҳо каҷии ҳамвор аст. Ҷараён метавонад дараҷаи онро аз даст диҳад, агар болоравии нав барқарор карда шавад ё сатҳи пойгоҳи онҳо бо ягон сабаб тағир ёбад.
13.3 Эрозия ва тунукшавии ҷараёнЭрозия ва ҷойгиршавии зарраҳо дар дохили ҷараёнҳо, пеш аз ҳама, бо суръати об муайян карда мешавад. Эрозия ва ғарқшавии зарраҳои андозаашон гуногун метавонанд ҳамзамон рух диҳанд. Баъзе зарраҳо дар қаъри дарё ҳаракат мекунанд ва баъзеи онҳо дар об боздошта мешаванд. Барои резонидани зарра аз банди ҷараён, суръати об бештар аз он аст, ки онро дар овезон нигоҳ дорад. Ионҳо низ дар маҳлул интиқол дода мешаванд. Вақте ки наҳр баланд шуда, пас аз он дашти обхези худро ишғол мекунад, суръат суст шуда, дар канори канал левҳои табиӣ ба вуҷуд меоянд.
13.4 Намудҳои ҷараёнҶараёнҳои ҷавонон дар минтақаҳои нишеб босуръат эрозия мешаванд ва онҳо одатан каналҳои нишеб, санглох ва нисбатан рост доранд. Дар ҷое ки ҷараёнҳои аз таҳшинҳо бой ба градиентҳои поёнӣ холӣ мешаванд, ҷараёнҳои бофташуда метавонанд пайдо шаванд. Дар минтақаҳое, ки градиентҳои ҳатто пасттар доранд ва дар он ҷое, ки лой ва рег таҳшинҳои бартаридошта мебошанд, meanders маъмуланд. Делтаҳо ба вуҷуд меоянд, ки ҷараёнҳо ба оби доимӣ ҷорӣ мешаванд.
13.5 ОбхезӣАксари ҷараёнҳои Канада сатҳи баландтаринро дар баҳор ва аввали тобистон доранд, гарчанде ки бисёре аз ҷараёнҳои соҳилии Б.С. дар зимистон баландтаранд. Обхезиҳо вақте рух медиҳанд, ки наҳр ба ҳадде баланд шуд, ки ба болои соҳилҳояш резад ва дар дашти обхези он паҳн шавад. Баъзе аз обхезиҳои назаррас дар Канада обхезии дарёи Фрейзер дар соли 1948, обхезии дарёи Сагуенай дар соли 1996, обхезии дарёи Сурх дар соли 1997 ва обхезиҳои Алберта дар соли 2013 мебошанд. Мо метавонем эҳтимолияти сатҳи обхезии мушаххасро дар асоси сабти обхезиҳои гузашта, ва мо метавонем барои кам кардани таъсири обхезӣ чораҳо андешем.

Саволҳо барои баррасӣ

  1. Ҳиссаи моеъ чист (ях накарда) тару тозаоб дар Замин ба фоизи фоизи тамоми обҳои Замин ифода ёфтааст?
  2. Чанд фоизи он оби тоза оби зеризаминист?
  3. Кадом намуди ҷинс ва кадом равандҳо метавонанд ба пайдоиши шакли дренажии поя оварда расонанд?
  4. Чаро бисёр ҷараёнҳо дар қисмати ҷанубу ғарбии ҷазираи Ванкувер ҳамчун шаршара ба уқёнус равон мешаванд?
  5. Шумо дар куҷо интизор будед, ки ҷараёни босуръати обро дар қитъаи рости дарё дарёфт кунед?
  6. Донаҳои регро тавассути кашиш ва намаккунӣ ҳаракат кардан мумкин аст. Барои интиқол додани донаҳои қум 1 миллиметр кадом суръати ҳадди ақали ҷараёнро талаб карда метавонад?
  7. Агар суръати ҷараёни ҷараён 1 см дар як сония бошад, кадом андозаи зарраҳоро эрозия кардан мумкин аст, агар онҳо аллакай дар боздошта бошанд, кадом андозаҳоро интиқол додан мумкин аст ва кадом андозаи зарраҳоро умуман ҳаракат кардан мумкин нест?
  8. Дар кадом ҳолатҳо ҷараёни бофта инкишоф ёфта метавонад?
  9. Агар бурида шудани меандр ба градиенти ҷараён чӣ гуна таъсир расонад?
  10. Баландии дарёи Фрейзер дар Умед 41 метрро ташкил медиҳад. Аз он ҷо он ба баҳр тақрибан 147 километр равон аст. Градиенти миёнаи дарё ба ин масофа чӣ қадар аст (метр дар як километр)?
  11. Ҷараёнҳои наздисоҳилавии милод аз аксари ҷараёнҳои Канада аз нигоҳи шакли ҷараёни солонаи худ чӣ фарқ доранд? Чаро?
  12. Чаро обхезиҳои ҷиддитарин дар Канада дар охири моҳи май, июн ё аввали июл рух медиҳанд?
  13. Як сабти 65-солаи ҳадди аксар партобҳои солона дар дарёи Ашнола дар наздикии Принстон, пеш аз милод сабт шудааст. Дар ин муддат разряди дуввум 175 м буд3/ с. Дар асоси ин маълумот, фосилаи такрори (Ri) барои он сатҳи разряд чӣ гуна аст ва эҳтимолияти дар соли оянда ба амал омадани чунин разряд чӣ қадар аст?

Ҷавобҳоро ба саволҳои баррасӣ пайдо кардан мумкин аст Замимаи 2.


Татбиқи ҷараёни кории муваққатӣ барои версияи PEST 13.6 дар компютерҳои баландсифат барои версияи WRF-Hydro 5.0: омӯзиши парвандаҳо дар ғарби Иёлоти Муттаҳида

Системаи Тадқиқот ва пешгӯии обуҳавошиносии гидрологӣ (WRF-Hydro) як модели рақамии муосир мебошад, ки тамоми сикли гидрологиро дар асоси принсипҳои физикӣ таҳия мекунад. Мисли дигар моделҳои гидрологӣ, WRF-Hydro бисёр равандҳои физикиро параметр мекунад. Аз ин рӯ, WRF-Hydro бояд калибровка карда шавад, то натиҷаи он нисбат ба мушоҳидаҳо барои минтақаи барнома оптимизатсия карда шавад. Ҳангоми татбиқ ба домени нисбатан калон, ҳам симулятсияҳои WRF-Hydro ва ҳам калибровкакунӣ манбаъҳои компютерии пуршиддатро талаб мекунанд ва беҳтарин дар системаҳои бисёрмодели, бисёркораи баландсифати компютерӣ (HPC) иҷро карда мешаванд. Одатан, ҳар як модели ба физика асосёфта раванди калибрченкуниро талаб мекунад, ки махсус бо он модел кор мекунад ва ба раванд ё модели дигар гузаронида намешавад. Воситаи баҳодиҳии параметрҳо (PEST) як воситаи калибрченкунӣ фасеҳ ва умумӣ мебошад, ки дар принсип барои истифода аз ҳар кадоме аз ин моделҳо истифода мешавад. Аммо, дар конфигуратсияи мавҷуда, PEST барои кор дар насли ҳозираи кластерҳои азими параллелии HPC пешбинӣ нашудааст. Барои ҳалли ин масъала, мо PEST-и мувозиро ба HPC интиқол дода, онро барои кор бо WRF-Hydro мутобиқ кардем. Интиқол навиштани скриптҳоро барои тағир додани ҷараёни кор барои менеҷерҳои гуногуни сарборӣ ва банақшагирии корҳо, инчунин пайваст кардани PEST-и параллелӣ ба WRF-Hydro дар бар мегирад. Барои санҷидани имконпазирии амалиётӣ ва фоидаҳои ҳисоббаробаркунии PEST-и параллелии навъи аввалини HPC, ки мо бо истифода аз обхезӣ дар ғарби Иёлоти Муттаҳида дар соли 2013 як мисол таҳия кардем. Натиҷаҳои мушкилот бо калибрченкунии 22 параметр нишон диҳед, ки дар ҳамон манбаъҳои компютерӣ, ки барои параллели WRF-Hydro истифода мешаванд, PEST-и муваққатии HPC метавонад раванди калибрченкуниро то 15 маротиба дар муқоиса бо PEST, ки одатан дар режими пайдарпай истифода мешавад, суръат бахшад. Интизор меравад, ки омили суръатбахшӣ бо мушкилоти калибрченкунӣ калонтар бошад (масалан, параметрҳои бештар барои калибровка ё андозаи калонтари майдони омӯзиш).

Моделҳои гидрологии аз ҷиҳати физикӣ асосёфта механизмҳои муфассали физикии моделсозии сикли гидрологиро дар бар мегиранд, аммо бисёр равандҳои физикии мураккаб дар ин моделҳо параметр карда шудаанд. Масалан, системаи муосири моделсозии тадқиқот ва пешгӯии обу ҳаво (WRF-Hydro) (Gochis et al., 2018) даҳҳо параметр дорад, ки метавонанд ба намуди замин ва дарёҳо вобаста бошанд ва одатан дар ҷустуҷӯ муайян карда мешаванд ҷадвалҳо. Аз ин рӯ, ин моделҳои гидрологӣ бояд пеш аз истифода дар минтақаҳои мухталиф барои тадқиқот истифода шаванд. Дар ин замина, калибрченкунӣ ба тасҳеҳи арзишҳои параметрҳои модел ишора мекунад, то модел бо рафтори системаи воқеии намояндагӣ мувофиқат кунад. Дар баъзе ҳолатҳо, арзиши мувофиқ барои параметрҳои моделиро тавассути ченкуниҳои мустақиме, ки дар системаи воқеӣ гузаронида мешаванд, муайян кардан мумкин аст. Аммо, дар бисёр ҳолатҳо, параметрҳои намунавӣ нишондиҳандаҳои консептуалии хусусиятҳои ҳавзавии абстрактианд ва бояд тавассути калибровка муайян карда шаванд. Дар асл, калибровкаи моделӣ на танҳо барои моделҳои гидрологӣ, балки инчунин барои таҳияи модели системаи Замин қадами аз ҳама серталабтарин мебошад, зеро ҳам баҳогузории параметрӣ ва ҳам таҳлили номуайянии параметри садҳо моделиронӣ талаб мекунанд, агар на ҳазорҳо - моделиронӣ барои фаҳмидани он ки чӣ гуна изтироб дар параметрҳои моделӣ ба симулятсияҳои равандҳои ҷисмонии бартаридошта таъсир мерасонанд ва арзиши оптималии як параметрро пайдо мекунанд.

WRF-Hydro як модели рақамӣ мебошад, ки метавонад бо истифода аз маълумоти пешрафтаи баландсифат, аз қабили маҳсулоти моҳвораӣ ва радарӣ, тамоми гардиши гидрологиро симулятсия кунад. Дар муқоиса бо модели анъанавии сатҳи заминӣ (LSM), ки онро WRF истифода мебарад, WRF-Hydro барои муаррифии бисёрсоҳаи ҷараёни сатҳи замин, ҷараёни зеризаминӣ, масири канал ва ҷараёни замин, инчунин нақшаи оддии масири кӯли обанборро фароҳам меорад. Ҳамчун модели физикӣ, WRF-Hydro бисёр равандҳои физикии мураккабро дар бар мегирад, ки ғайрихаттӣ ҳастанд ва бояд параметр карда шаванд. Параметрҳои пешфарзии WRF-Hydro метавонанд барои як минтақа эътибор дошта бошанд, аммо барои минтақаи дигар. Аз ин рӯ, калибровкакунии параметрҳои модели марбута аксар вақт барои истифодаи домен дар домени нав талаб карда мешавад. Аз ҷумла, барои як домени калони фазоӣ, ба монанди тамоми Иёлоти Муттаҳидаи ҳамҷавор, бо мақсади таҳияи маҷмӯи параметрҳои оптималӣ дар муддати мувофиқ, калибрченкунӣ бояд дар системаҳои ҳисоббаробаркунӣ (HPC) дар параллел ба ҷои дар гузаронида шавад режими пайдарпай. То имрӯз ҳеҷ як чунин василаи калибрченкунӣ наметавонад WRF-Hydro-ро дар захираҳои HPC самаранок калибр кунад. Одатан, ҳар як модели ба физика асосёфта ба коди калибрченкунӣ ниёз дорад, ки одатан барои кор бо ин модели ададӣ ва маҷмӯи параметрҳои физикаи он, меъмории нармафзор ва ҳалкунандагон сохта шудааст. Ин рамзҳои калибрченкунӣ, ки аз ҷониби фармоишӣ сохта шудаанд, хеле душворанд ва чандириро пешниҳод намекунанд. Аз ин рӯ, як василаи калибрченкунӣ чандиртар ва умумӣ лозим аст, ки метавонад ҳамаи рамзҳоеро истифода барад, ки барои истифодаи параллелизатсия дар системаҳои HPC ҳарфҳои паёмнависӣ - Мулти коркарди кушод (MPI – OpenMP) -ро истифода баранд.

Яке аз василаҳои калибрченкуни умумӣ ва мустақил васеъ истифодашаванда воситаи баҳодиҳии параметрҳо (PEST) мебошад. PEST (Doherty, 2016) калибрченкуниро ба таври худкор дар асоси усулҳои математикӣ мегузаронад ва аз ин рӯ барои оптимизатсияи параметрҳои ғайрихаттӣ татбиқ карда мешавад. Дар муқоиса бо калибрченкунии дастӣ, калибрченкунии автоматӣ самараноктар ва самарабахштар аст, зеро он халалро ба омилҳои инсонӣ пешгирӣ мекунад (Madsen, 2000 Getirana, 2010). Хусусияти PEST дар он аст, ки он мустақилона аз моделҳо фаъолият мекунад: ба таҳияи барномаҳои иловагӣ барои модели мушаххас, ба ҷуз омода кардани файлҳои барои PEST зарурӣ, (тавре, ки дар боби 3.2 тасвир шудааст) лозим нест. PEST дорои чор намуди фаъолият аст (Doherty, 2016). Яке аз ин режимҳо режими регулятсия мебошад, ки истифодаи регуляризатсияи Тихоновро дастгирӣ мекунад ва барои хидмат ба моделҳои экологӣ беҳтар дониста мешавад, зеро, агар дуруст иҷро карда шавад, он пешгӯиҳои модели ихтилофи ҳадди ақали хаторо дастгирӣ мекунад, аз ҷиҳати миқдор устувор аст ва ба ҷои он, якхела набудани системаҳои табиӣ. Тақсимоти сингулярӣ (SVD) метавонад ҳамчун дастгоҳи регулятсия барои кафолати устувории ададии мушкилоти калибрченкунӣ истифода шавад. Параллелии PEST қодир аст, ки бо истифода аз барномарезии параллелии усто ва коргар қитъаҳои зиёдеро дар бисёр гиреҳи компютерӣ тақсим кунад. Бо вуҷуди ин, аз рӯи маълумоти беҳтарини мо, ҳеҷ гуна равише мавҷуд нест, ки ба корбарон имкон диҳад ҷойҳои кориро бо параллелизатсияи PEST ба иншооти маъмулии суперкомпютерӣ, ки банақшагирии кор ва идоракунии сарбориро истифода мекунад, ба монанди Utility Simple Linux for Resource Management (SLURM), Portable Batch System (PBS) , ва Кобалт. Тадқиқоти қаблӣ (Senatore et al., 2015) PEST -ро барои калибровкакунии WRF-Hydro бар ҳавзаи дарёи Кратӣ дар ҷануби Италия истифода мебурд. Азбаски минтақаи таҳқиқот нисбатан хурд буд, муаллифон тавонистанд калибрченкуниро бо истифодаи PEST дар ҳолати пайдарпай гузаронанд (Alfonso Senatore, алоқаи шахсӣ, 2018).

Мақсади ин тадқиқот иборат аз он аст, ки (1) интиқоли PEST ба кластерҳои HPC, ки онро Вазорати энергетикаи ИМА (DOE) идора мекунад ва онро барои кор бо WRF-Hydro мутобиқ созад, (2) баҳо додан ба иҷрои PEST-и муваққатии HPC бо WRF-Hydro бо роҳи калибровккунии як ҳодисаи обхезӣ пайваст карда шудааст ва (3) қобилияти миқёс ва афзалиятҳои ҳисоббаробаркунии PEST-и муваққатии HPC-ро тавассути додани захираҳои гуногуни компютерӣ ба тамоми раванди калибрченкунӣ омӯхтааст.


13.6: Хулоса - Илмҳои гео

Агар таҳлили квазистатикӣ дар миқёси вақти табиии худ гузаронида шавад, ҳалли он бояд қариб ба ҳалли воқеан статикӣ монанд бошад.

Бисёр вақт зарур аст, ки миқёси миқёси сарборӣ ё миқёси оммавиро барои ба даст овардани ҳалли квазиматикӣ бо истифода аз вақти камтари CPU истифода баред.

Меъёри боркунӣ аксар вақт метавонад каме афзоиш ёбад, ба шарте ки ҳалли масъала маҳаллӣ набошад. Агар суръати боркунӣ хеле зиёд карда шавад, қувваҳои инерциалӣ ба маҳлул таъсири манфӣ мерасонанд.

Масштабкунии оммавӣ алтернатива барои баланд бардоштани суръати боркунӣ мебошад. Ҳангоми истифодаи масолеҳи вобаста ба меъёр миқёси оммавӣ афзалтар аст, зеро баланд бардоштани суръати боркунӣ ба таври сунъӣ хусусиятҳои моддиро тағйир медиҳад.

Дар таҳлили статикӣ, режимҳои пасттарини сохтор дар посух бартарӣ доранд. Донистани пасттарин басомади табиӣ ва мувофиқан, давраи режими пасттарин, шумо метавонед вақти заруриро барои ба даст овардани посухи дурусти статикӣ ҳисоб кунед.

Шояд барои муайян кардани сатҳи қобили қабул ба боркунӣ як қатор таҳлилҳоро бо суръати гуногуни боркунӣ гузаронидан лозим ояд.

Энергияи кинетикии маводи деформатсия набояд аз як фраксияи хурд (одатан аз 5% то 10%) -и энергияи дохилӣ дар тамоми қисми моделиронӣ зиёд бошад.

Истифодаи каҷи амплитудаи қадами ҳамвор роҳи муассиртарини таъини ҷойивазкуниҳо дар таҳлили квазистатикӣ мебошад.

Моделро аз ABAQUS / Explicit ба ABAQUS / Standard ворид кунед, то таҳлили самарабахши дубора баргардед.


Ёдрасии муҳим!

Барои ҳар як истиноди матнӣ, боварӣ ҳосил кунед, ки дар саҳифаи Works Cited навиштаҷоти мувофиқ мавҷуд аст! Инчунин фаромӯш накунед, ки маълумотро аз манбаъҳо танҳо барои дастгирии далели худ истифода баред. Таносуби солим одатан на бештар аз 10 то 20% мавод аз манбаъҳо то 80% ғояҳои аслии худ, далел, тафсир, таҳлил ва шарҳи шумост. Ин як қоида ҳамчун ёдоварӣ барои танқидӣ фикр кардан дар бораи он ки навиштаҳои шумо то чӣ андоза ба идеяҳои дигарон такя мекунад, нест: агар супориш хулоса ё баррасии адабиёт набошад, бояд диққат ба ғояҳои шумо бошад!