مهندسی معکوس محیطی در شبیه‌سازی سامانه‌های دینامیک نمونۀ موردی: بازسازی محیط دیرینۀ دریاچۀ جازموریان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم جغرافیایی وبرنامه ریزی دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 استاد ژئومورفولوژی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه‌ریزی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشیارگروه مدیریت، دانشکده علوم اداری و اقتصاد، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

4 استاد گروه علوم خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

مهندسی معکوس محیطی از روش‌های جدید است که می‌توان به اتکای آن تصویری از دیرینۀ محیط به دست آورد. این روش می‌تواند این پیام را برای محققان داشته باشد که با چه شرایطی امکان تجدید حیات محیط‌های گذشته وجود دارد. سیستم‌های دینامیک که متکی به داده‌های محیطی زمان حال است با طبقه‌بندی متغیرها و براساس نظریۀ «کیاس»5 درنرم‌افزار  Vensimاین امکان را فراهم می‌آورد تا الگوریتم دینامیک روابط بین متغیرها و نحوۀ وابستگی آن‌ها با استفاده از مدل‌سازی «سیستم‌های پویا» امکان‌پذیر و با محدویت‌های سیستم‌های استاتیک مواجه نباشد. در این پژوهش با استفاده از داده‌های Dem 10 متری، تحلیل اسناد مکتوب و داده‌های میدانی، به بازسازی فضای محیط گذشتۀ چالۀ جازموریان مبادرت شد. نتایج نشان داد: 1- سطح دریاچۀ جازموریان، در کنترل عوامل محیطی نقش مؤثری دارد؛ 2- در صورت به‌کارگیری سناریوی احیای دریاچه مطابق با تراس 390 متری به‌عنوان کارآمدترین سیاست در راستای کنترل گرد و غبارها می‌تواند متوسط سالیانۀ DSI را به یک کاهش دهد؛ 3- با احیای دریاچه، اثر منفی گرد و غبار از طریق افزایش رطوبت نسبی هوا، افزایش درصد پوشش گیاهی و رطوبت سطحی خاک تا 75 درصد خنثی خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Environmental Reverse Engineering in Simulation of Dynamic Systems Case study: Reconstructing the Ancient Environment of Lake Jazmourian

نویسندگان [English]

  • Mousa Kordavani 1
  • Mohammad Hossain Ramesht 2
  • Saeed Jahanyan 3
  • Alireza Karimi 4
1 Department of Physical Geography, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Isfahan, Iran
2 Professor, Department of Physical Geography, Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan, Isfahan, Iran
3 Department of Management, Faculty of Administrative Sciences and Economics, University of Isfahan, Isfahan, Iran
4 Professor of Soil Science, Agriculture Faculty Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Environmental reverse engineering is a new approach that can be used to obtain a visual representation of the ancient environment. This method can convey the message to researchers about the conditions under which it is possible to revive past environments. Dynamic systems that rely on current environmental data can be classified based on variable classification and Chaos Theory in Vensim software. This allows for the dynamic algorithm of the relationships between variables and their dependencies to be modeled using "Dynamic Systems" modeling, without facing the limitations of static systems. In this study, using Dem10m data, analysis of written documents, and field data, an initiative was taken to reconstruct the past environment of Jazmourian Lake. The results of the study show that: i) the water level of Jazmourian Lake has a significant role in controlling environmental factors. ii) If the lake restoration scenario is implemented according to the 390-meter terrace as the most effective policy for controlling dust, it can reduce the annual average DSI (Dust Storm Index) by 1. iii) By restoring the lake, the negative effects of dust will be neutralized to a significant extent through increased relative humidity, increased vegetation cover percentage, and surface soil moisture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Environmental reverse engineering
  • Ancient environment
  • Jazmourian
  • System dynamics
  • Vensim simulator
ابراهیم‌قزوینی، زهرا.؛ علی محمد احمدوند (1398). مدل‌سازی دینامیکی میزان پایداری پوشش فضای سبز شهری مطالعه موردی باغ گیاه شناسی، کنفرانس ملی پژوهش­های کاربردی در مدیریت و مهندسی صنایع. ایران. تهران.
https://civilica.com/doc/903545
رامشت، محمدحسین (1385). نمادها و تصاویر در ژئومورفولوژی، ویرایش هفتم. سازمان مطالعه و تالیف کتب درسی دانشگاهی در علوم انسانی. انتشارات سمت. صفحه 200.
شعبانی‌عراقی، عارفه.؛ مجتبی یمانی؛ ابوالقاسم گورابی؛ راضیه لک (1400). بازیابی سکانس‌ها و گسترۀ دریاچۀ ‌دیرینه در پلایای جازموریان براساس پادگانه‌های دریاچه‌ای در کواترنری، مجله پژوهش‌های فرسایش محیطی. جلد 11. شماره 2. صفحات 46-27.
علیزاده، شهمراد؛ حسین محمدی؛ پرویز کردوانی (1396)  مدل‌سازی پراکندگی خشکسالی های ناشی از تغییر اقلیم در ایران با به کارگیری سیستم دینامیک، آمایش سرزمین. دورة نهم. شمارة اول. بهار و تابستان. صفحات 188-169.
کریمی، ابراهیم؛ امیر سعدالدین؛ ناصر طهماسبی‌پور؛ حسین رضایی (1395). معرفی رویکرد پویایی سیستم در مدلسازی مشارکتی مدیریت جامع منابع آب و خاک برای استفاده در مقیاس آبخیز، یازدهمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران.  توسعه مشارکتی در مدیریت حوزه های آبخیز. دانشگاه یاسوج. صفحات 62-54.
محمدی، علی (1389). رسوب‌شناسی و ژئوشیمی نهشته های پلایای جازموریان. دو فصلنامه علمی پژوهشی خشک‌بوم. دوره 1. شماره 1. صفحات  78-68.
محمودی، فرج‌اله (1367). تحول ناهمواری‌های ایران در کواترنر، پژوهش های جغرافیایی. شهریور 1367.  شماره 23.  صفحات 43-5. 
 https://www.noormags.ir/view/en/citation/ris/336881
Ahmadi, H., Esmaeilpour, Y., Moradi, A. and Gholami, H (2019). Assessment of land Sensitivity to Desertification Hazard Using System Dynamics Approach in the Jazmurian Watershed.
Bala, B.K., Arshad, F.M. and Noh, K.M (2017). System dynamics.pour from the atmosphere for irrigation in
Bastan, M., Abdollahi, F. and Shokoufi, K (2013). Analysis of Iran from the atmosphere for irrigation in Bahrain.Hazard Using System Dynamics Approach in the Jazmurian Watershed. hstan, M.f Wa
Brooks, C.E.P (1950). Climate in everyday life (p. 26). London: Benn.
Campbell, G. S., J. M. Norman (1997). An Introduction to Environmental Biophysics, 2nd ed., 286 pp., Springer, New York.
https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1626-1
Chikofsky, E.J. and Cross, J.H (1990). Reverse engineering and design recovery: A taxonomy. IEEE software, 7(1), 13-17.
Clifford Holmes, J.K., Slinger, J.H., Musango, J.K., Brent, A.C. and Palmer, C.G (2014). Using system dynamics to explore the water supply and demand dilemmas of a small South African municipality. Inlinger, J.H., Musango, J.K., Brent, A.C. and Palmer, C.G (2014). Using system dynamics to explore the water supply and demand dilemmas of a small
Ewers, M (2005), July. Combining hydrology and economics in a system dynamics approach: modeling water resources for the San Juan Basin. In of applied researches in management and industrial engineering, Tehran.., Musango, J.K
Ford, D.N (1999). A behavioral approach to feedback loop dominance analysis.s approach: modeling water resources for the San Juan Basin. In of applied researches
Forrester, JW (1961). [2013 reprint]. Industrial Dynamics. Mansfield Centre, CN: Martino Fine Books.
Forrester, J.W (1969). Urban Dynamics. Cambridge, Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology Press.
Forrester JW (1971). World Dynamics. (2nd edn 1973). Pegasus Communications: Waltham, MA.
Gameros, A., De Chiffre, L., Siller, H.R., Hiller, J. and Genta, G (2015). A reverse engineering methodology for nickel alloy turbine blades with internal features. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 9, 116-124.
Guo, H.C., Liu, L., Huang, G.H., Fuller, G.A., Zou, R. and Yin, Y.Y (2001). A system dynamics approach for regional environmental planning and management: a study for the Lake Erhai Basin. Journal of environmental management, 61(1), 93-111.
https://doi.org/10.1006/jema.2000.0400
Harrison, J.V (1943). The Jazmurian depression, Persian Baluchistan.2015). A reverse engineering methodology for nick.
https://doi.org/10.2307/1789627
Huckride, R (1971). The forth geological period and the Late Mesolithic Age in Kerman Province (Persian translation by Kardavani, P.). Geographical Reports, 7: 126-134. (In Persian)
Karamouz, M., Nazif, S. and Falahi, M (2012). Hydrology and hydroclimatology: principles and applications. CRC Press.
https://doi.org/10.1201/b13771
Karlsson, R., Nasir, J and Dandekar, P. P (2000). Sustainable Business Development, in the 18th International Conference of the System of the System Dynamics Society, Bergen, Norway.
Koushali, H.P., Moshtagh, R. and Mastoori, R (2015). Water resources modelling using system dynamic in Vensim. Conference of the System of the System Dynamics.
Luo, Y., Khan, S., Cui, Y. and Peng, S (2009). Application of system dynamics approach for time varying water balance in aerobic paddy fields. Paddy and Water Environment, 7(1), 1-9.
McTainsh, G.H., Tews, E.K.n (2007). Soil erosion by wind- Dust Storm Index (DSI): National Monitoring and Evaluation Framework. Australian Government National Land and Water Resources Audit, 28.
Meadows, D. H., Meadows, D. L., & Randers, J. WWB III (1972). The limits to growth: a report for the Club of Rome''s project on the predicament of mankind.
Monod, Th (1971). A brief survey of the physical features of the Lut. (Persian translation by Mahmudi, F.). Geographical Reports, 7: 54-100. (In Persian)
Monteith, J. L., Unsworth, M. H (1990). Radiation environment. Principles of environmental physics, 2nd ed., Edward Arnold, London, 36-57.
Muscolino, G (1996). Dynamically modified linear structures: deterministic and stochastic response. Journal of engineering mechanics, 122(11), 1044-1051.
Newton.P (1999). An Introduction to System Dynamics, Presented Paper in Sustainable Green Bay Confrence.
Rashki, A., M. Arjmand, and D. G. Kaskaoutis (2017). Assessment of dust activity and dust-plume pathways over Jazmurian Basin, southeast Iran. Aeolian Research 24:145d Wat
Ravi, S., D''Odorico, P., Over, T.M. and Zobeck, T.M (2004). On the effect of air humidity on soil susceptibility to wind erosion: The case of air‐dry soils. Geophysical Research Letters, 31(9).
Richardson, G.P., (1981). Pugh III: Introduction to system dynamics modeling. Productivity, Cambridge.
Roberts, E.B (1981). Managerial applications of system dynamics. Cambridge, Massachusetts: Productivity Press. (No. 04; HD31, R6.).
Rong, L (2004). "Using System Dynamics in Decision Support for Sustainable Waste Management," Master of Engineering, Department of Civil Engineering, National University of Singapore, Singapore.
Saieedifar, Z., Rahimi, M., Khosroshahi, M. and Yazdani, M (2021). Identification of areas susceptible to high dust concentrations and their relationship with synoptic factors in Jazmourian basin..ience and Technology, 9, pp.11eange Protection Research, 18(2), 254-273.
Shaw, E.M., Beven, K.J., Chappell, N.A., Lamb, R (2010). Hydrology in practice, CRC press: London, ISBN 0203030230.
Simonovic, S. P., & Rajasekaram, V (2004). Integrated analyses of Canada''s water resources: a system dynamics approach.ncentrations and their relationship with synoptic factors in Jazmourian basin..ience and Tec
https://doi.org/10.4296/cwrj223
Sokovic, M. and Kopac, J (2006). RE (reverse engineering) as necessary phase by rapid product development.cs approach.ncentrations and their relationship with synoptic facto
Sterman, J (2002). System Dynamics: systems thinking and modeling for a complex world. http://hdl.handle.net/1721.1/102741
Wang, Y.C., Lin, Y.P., Huang, C.W., Chiang, L.C., Chu, H.J. and Ou, W.S (2012). A system dynamic model and sensitivity analysis for simulating domestic pollution removal in a free-water surface constructed wetland.ogy,er, Air, & Soil Pollution, 223(5), 2719-2742.
Winz, I., Brierley, G. and Trowsdale, S (2009). The use of system dynamics simulation in water resources management.ty analysis for simulating domestic pollution remo
Xi, X. and Poh, K.L (2013).  Using system dynamics for sustainable water resources management in Singapore.anagement.ty analysis for simulating domestic