توسعه یک سیستم اطلاعات ساحلی برای مدیریت آب های ساحلی جده در عربستان سعودی

چکیده

کلمات کلیدی

1. مقدمه

2. آب های ساحلی جده و دریای سرخ

3. ماده و روش ها

1-3. سنسورهای عملیاتی

2-3. سیستم مدلسازی عملیاتی

3-3. سیستم مدیریت پایگاه داده

4-3. رابط کاربری برای مشاهده وانتشار اطلاعات

4. نتایج و عملکرد سیستم

5. نتیجه گیری

این مقاله نتایج توسعه و کاربرد یک سیستم اطلاعات مبتنی بر وب به نام Jeddah CIS را برای ارزیابی تصمیم گیران در مدیریت آب های ساحلی جده در عربستان سعودی را ارائه می دهد. این سیستم از برنامه ریزی ساحلی، مدیریت ناوبری و غلبه بر آلودگی ناشی از حوادث پشتیبانی خواهد کرد. این سیستم در ابتدا برای پیش بینی هوای ساعت های آینده در زمانه شبه واقعی برای تحویل پیش بینی کوتاه مدت سطح آب دریا، سرعت جریان و امواج با کیفیت زمانی و مکانی بالا برای مناطق نزدیک جده توسعه یافت. بنابراین، در زمان وقوع شرایط آب و هوایی نامساعد، پاسخ سریع را تحویل می دهد. Jeddah CIS انتقال سنسورها در زمان واقعی، پارامترهای کیفیت آب، هواشناسی و اقیانوس شناسی و مدل های عملیاتی برای جریان ها و امواج را یکپارچه می سازد. این سیستم همچنین ابزارهای تعاملی استفاده کننده از روش های پیشرفته نظارتی را فراهم می آورد تا انتشار اطلاعات تسهیل شود. این سیستم به نرم افزار منبع باز تکیه دارد و برای تسهیل یکپارچه سازی اجزای اضافی برای بهبود پردازش اطلاعات، ارزیابی داده و تولید سطح آب، سرعت کنونی و موج برای آحاد مردم طراحی شده است. Jeddah-CIS از سال 2013 عملیاتی شده است. تعمیم این سیستم برای عملیات های سریع و بهبود دقت پیش بینی ها برای عموم در حال حاضر در دست انجام است.

بسیاری از نواحی ساحلی در اطراف جهان با تهدیدات ناشی از استفاده کنترل نشده از منابع در نتیجه تقاضای ناشی از رشد جمعیت و شکل های مختلفی از مداخله های انسانی قرار داشته اند. در نتیجه تغییر آب و هوا، خسارت بیشتر پیش بینی می شود و احتمالاً مشکلات کنونی را بدتر خواهد کرد. افزایش سطح آب دریا، افزایش بالقوه شدت و فرکانس طوفان ها، فرسایش خط ساحل و طغیان ساخلی بر نواحی ساحلی و اکوسیستم های ساحلی به شدت اثر خواهند گذاشت. احیای زمین، ساخت بنادر، استخراج منابع طبیعی و آلودگی های محیطی می توانند به قابلیت بقای نواحی ساحلی در غیاب مدیریت و برنامه ریزی بادقت منجر شوند. برای بهبود توانایی ما برای مدیریت نواحی ساحلی با در نظر گرفتن قابلیت بقا، نیاز ضروری برای ابزارهایی است که قادر به پیش بینی اثرات پراکنده به منظور اتخاذ عمل است. در گذشته،مدیریت و برنامه ریزی ساحلی اساساً بر مشاهدات منطقه ای و داده های تاریخی تکیه داشته است. با توسعه سریع کامپیوترها، روش های عددی و فناوریهای بررسی، مدل های عددی توانایی ما برای درک تعامل پیچیده فرآیندهای ساحلی و مدیریت کارآمدتر مناطق ساحلی را دگرگون کرده اند. در نتیجه پیشرفت در روش های نظارت، اندازه گیری و اقیانوس شناسی، مدلسازی عددی، فناوری اطلاعات و سنجش از راه دور، توسعه و کاربرد سریع مدل های عملیاتی را شاهد بوده ایم. سازمان ها و موسسات ملی در اطراف جهان مدل های عملیاتی جهانی و اقیانوسی را برای پیش بینی کوتاه مدت و بلند مدت از فرآیندهای هیدرودینامیکی و هواشناسی را توسعه داده اند ( Brasseur و همکاران 2005؛ Daniel و همکاران 2005؛ Dick و Kleine 2007؛ Müller-Navarra و Knüpper 2010؛ Müller-Navarra و Knüpffer2011 ). علیرغم توسعه بسیا در مدل های جهانی، مدل های عملیاتی برای نواحی آب کم عمق ساحلی نیازمند جایگزین های بیشتر هستند. اخیراً، تلاش های بسیاری در رابطه با مدل های عملیاتی استفاده شده برای نواحی ساحلی انجام شده است (Schiff و همکاران 2002؛ Doong و همکاران 2007؛ Fernandez و Mayerle 2008؛ Wu و همکاارن، 2012؛ Stanev و همکاران 2011). بخش اعظم این کارها برای پیش بینی سطح آب و موج ها انجام شدند. برخی کارهای انجام شده نتایج مدل را در سیستم های مدیریت و اطلاعات جامع ادغام کردند (Werner و همکاران، 2009؛ De Kleermaeker و همکاران 2012). سیستم های مدیریت اطلاعات به سادگی می توانند به صورت مجموعه داده ها و نقشه های دیجیتالی همراه با نمودارها و جداول مکمل باشند که به صورت سیستماتیکی محیط ساحلی را نشان دهند، که اغلب همراه با ابزارهای پشتیبان از تصمیم گیری و کارتوگرافیک است (O’Dea 2007). اکثر سیستم های اطلاعات مفید و قوی به صورت آنلاین قابل دسترسی هستند. نسل جدید سیستم های اطلاعات، چندین سرور داده و مدل های عملیاتی را یکپارچه می کند و ابزارهای تعاملی برای استفاده از آخرین فناوریهای مشاهداتی را فراهم می آورند. این فناوریها استفاده می شوند تا از تصمیم گیرندگان در پیش بینی اثرات طبیعی و انسانی بر روی محیط ها و در انتخاب مناسب ترین اقدامات پشتیبانی کنند. این سیستم های اطلاعات معمولاً برای نطارت بر اجرا و اثرات عملیات ا، برای فراهم آوردن استراتژیهای تطبیقی، برای دستیابی به راه حل های مقرون به صرفه برای مسائل مختلف و برای انتشار اطلاعات استفاده می شوند. برای بهبود مدیریت ساحلی، نیاز به توسعه ابزارهایی برای بهبود درک سیستم فیزیکی وجود دارد. علاوه براین، این سیستم ها علاوه بر هیدرودینامیک ها، بایستی تعمیم داده شوند تا انتقال رسوب و مورفودینامیک ها را پیش بینی کنند. این به طور خاص به امنیت دریایی و ناوبری و همچنین مربوط به فرآوری مواد معدنی، نفت و گاز نیروی باد دریایی است. توانایی پیش بینی های تغییرات سطح بستر در زمان شبه واقعی به یک امر مهم تبدیل شده است و می تواند بازده را افزایش و هزینه های نگهداری عملیات های مقیاس بزرگ را کاهش دهد. در این مقاله، راه انداز و اجزای یک سیستم اطلاعاتی توسعه یافته برای آب های ساحلی عربستان سعودی توضیح داده شده اند و نتایج کاربرد آن ارائه شده اند. این مقاله بر روی اطلات هواشناسی گذشته، هواشناسی چند ساعت آینده و پیش بینی سطح آب، سرعت ها و موج های کنونی با کیفیت های بالای مکانی و زمانی در مجاورت جده متمرکز است. این سیستم در وهله اول برای فراهم آوردن یک درک علمی از دینامیک های جریان و فرآیندهای انتقال ناشی از جریان در دریای سرخ و کمک به مدیریان برای اداره کردن تهدیدات اصلی در نواحی ساحلی شامل هیدرودینامیک ها استفاده شده است.