Создание постоянно действующих моделей подземных вод в системе «Аквасофт»
- ISBN
- 978-5-9729-2571-1
- Кол-во страниц
- 180
- Формат
- 165х235
- Переплет
- Твердый; Полноцвет
- Год
- 2025
- Вес
- 0,410
Библиографическая запись:
Полшкова, И. Н.
П49 Создание постоянно действующих моделей подземных вод в системе «Аквасофт» : учебное пособие / И. Н. Полшкова. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. – 180 с. : ил., табл.
Приводится подробное описание математического аппарата, обоснование используемых приближений, а также их практическая реализация в составе исходных данных и расчетов для моделирования. Значительную часть текста занимает подробное описание программной системы, которая условно разделяется на две части: информационную и вычислительную. Практическая реализация процесса создания моделей описана на примере нескольких моделей, отображающих естественные и техногенные процессы: расчет ущерба речному стоку при интенсивной эксплуатации подземных вод, моделирование снижения напора сопутствующих подземных вод при отработке газового месторождения, а также модели оценки запасов подземных вод для территорий Заилийского Алатау (Р. Казахстан), Гераклейского полуострова (Крым) и др. Завершающей частью является изложение особенностей моделирования неоднородных подземных вод глубоких водоносных горизонтов на примере региона Пермского Предуралья. Для студентов геологического и экологического специалитета при обосновании прогнозных расчетов по гидрогеологическим и инженерно-геологическим изысканиям с применением информационных технологий.
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. Обоснование методики математического моделирования гидрогеологических процессов 8
1.1. Математическое моделирование в гидрогеологии 8
1.2. Методика создания математической модели гидродинамического потока подземных вод 11
Глава 2. Постановка и конечно-разностная аппроксимация краевых задач геофильтрации 15
2.1. Общие представления о решении задач геофильтрации 15
2.2. Фильтрация однородных подземных вод в сложно-слоистой системе 16
2.2.1. Конечно-разностная аппроксимация уравнения геофильтрации 18
2.3. Методика численного решения уравнения динамики подземных вод 19
2.3.1. Схематизация моделируемой области 19
2.3.2. Дискретизация расчетного периода времени 21
2.3.3. Конечно-разностная схема уравнения геофильтрации 21
2.3.4. Вычисление коэффициентов конечно-разностной схемы 22
2.4. Методика численного решения уравнения геофильтрации 27
Глава 3. Алгоритмическое обеспечение гидродинамических моделей 33
3.1. Особенности реализации методики моделирования в системе «Аквасофт» 33
3.2. Особенности реализации плановой дискретизации сеточной области 34
3.3. Пространственная дискретизация сеточной области 37
3.4. Адекватность модели исследуемому процессу 38
3.4.1. Отображение структуры водовмещающей толщи 38
3.4.2. Параметры источников возмущения 39
3.4.3. Критерии адекватности модели исследуемому процессу 41
3.5. Алгоритм расчета продвижения фронта загрязнения в процессе массопереноса 43
Глава 4. Программное обеспечение ССПО «Аквасофт» 48
4.1. Общая структура 48
4.2. Описание структуры информации в цифровой базе 50
4.2.1. Состав исходных данных на этапе генерации базы данных конкретной модели 53
4.2.2. Содержание и формы представления исходных данных 57
4.2.3. Способы управления цифровой базой системы моделей (модуль INFORS) 59
4.2.4. Шаблоны операций управления базой данных 61
4.3. Вычислительные программы 75
4.3.1. Общая схема организации вычислительной подсистемы 75
4.3.2. Управление вычислительным процессом (модуль STRAZ) 76
4.3.3. Группа программ расчета баланса подземных вод (модуль BALANS) 86
4.4. Вывод и визуализация данных (модуль ARFA) 95
Глава 5. Практическое решение задач гидродинамики на математических моделях 105
5.1. Создание баз данных (модуль GIDRO) 105
5.2. Расчет ущерба речному стоку в результате водоотбора на примере западной части Московского артезианского бассейна 108
5.2.1. Описание расчетной схемы модели 108
5.2.2. Модель естественного режима фильтрации 110
5.2.3. Модель нарушенного режима фильтрации в условиях регионального водоотбора 114
5.3. Методика оценки совместного использования подземных вод трансграничных водоносных горизонтов на математических моделях 119
5.3.1. Общие понятия 119
5.3.2. Примеры моделей 121
5.4. К проблеме водообеспечения Крыма 125
5.4.1. Исследование состояния подземных вод Гераклейского полуострова за период эксплуатации 1950–2020 гг. 125
5.4.2. Математические модели отдельных территорий по архивным материалам изученности территории Крыма 125
5.4.3. Особенности моделирования ненарушенных условий фильтрации 128
5.4.4. Нестационарная модель геофильтрации 133
5.4.5. Модель геомиграции 136
5.5. Cоздание региональной постоянно действующей модели для переоценки запасов Алма-атинского месторождения подземных вод 138
5.5.1. Общая постановка задачи 138
5.5.2. Описание расчетной схемы модели 139
5.5.3. Стационарная модель ненарушенных условий геофильтрации 142
5.5.4. Нестационарная модель геофильтрации 145
5.5.5. Результаты и обсуждение 146
5.5.6. Модель миграции 149
5.6. Моделирование динамики процесса внедрения подземных вод при отработке газового месторождения. 151
5.6.1. Расчетная схема, общие представления. 151
5.6.2. Описание математической модели 152
Глава 6. Исследование геофильтрации неоднородной жидкости с учетом минерализации, концентрации, температуры 160
6.1. Общая постановка задачи 160
6.2. Математическое описание стационарного процесса фильтрации неоднородной жидкости 161
6.3. Особенности геологического строения. Расчетная схема модели. 163
6.3.1. Воспроизведение состояния гидродинамического потока 165
6.4. Анализ результатов моделирования территории Пермского Предуралья. 168
6.4.1. Модель состояния неоднородных подземных вод в глубоких горизонтах (искомая функция – давление, уравнения 6.2, 6.4) 168
6.4.2. Модель стационарной фильтрации неоднородных подземных вод в классической постановке: искомая функция – напор 172
ВЫВОДЫ 175
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 176
