title-icon
Яндекс.Метрика
» » Моделирование

Моделирование

Под моделированием понимают воспроизведение гидрогеологических условий и ситуаций и решение поставленных задач на специально изготовленных или мысленно построенных моделях природных объектов и инженерных сооружений. В современных гидрогеологических работах моделирование стало обязательным элементом решения любой сложной инженерной задачи, для которой не представляется возможным выполнить полное аналитическое исследование. Моделирование часто позволяет контролировать получаемые другими методами результаты, а иногда и лучше разобраться в физической сущности изучаемых явлений. Моделированием мы можем воспроизводить не только существующие, но и придуманные (возможные, экстремальные) ситуации, перебирать варианты, выбирать из их множества оптимальные решения, разумеется, при условии правильных принятых представлений о подобии (эквивалентности) природных и модельных объектов.
Наиболее распространено в гидрогеологии моделирование фильтрации подземных вод. В его основе лежит математическая аналогия между движением воды в пористых и трещиноватых средах и другими физическими процессами, например динамикой электрического, теплового, магнитного и других полей. Такое моделирование называют аналоговым. При моделировании фильтрации наибольшим распространением пользуются гидравлические и электрические модели.
Гидравлические модели представляют собой емкости, заполненные исследуемой горной породой, через которую пропускается вода, снабженные устройствами для создания различных граничных условий и измерения напоров.
Электрические модели основаны на математической аналогии между законами Дарси и Ома. При замене горной породы средой с различным электрическим сопротивлением и пропускании через нее электрического тока моделируются условия движения подземных вод в различных гидрогеологических условиях и инженерных ситуациях.
Аналоговое моделирование в гидрогеологии постепенно вытесняется численным, выполняемым на ЭВМ, при котором измерение физических параметров заменяется вычислением. Широкие возможности быстрого производства вычислений, перебора множества схем с различными значениями параметров, возможности диалога исследователя с моделью делают численное моделирование наиболее современным методом исследования процессов движения подземных вод.
Моделирование завоевывает все более прочные позиции и в других разделах гидрогеологии, в частности в гидрогеохимии. Здесь широко применяется физико-химическое моделирование, при котором в лаборатории воссоздаются физико-химические условия, близкие к природным, и ведутся наблюдения за протекающими физико-химическими процессами. На результатах этих работ основывается прогноз изменения физико-химической обстановки в водоносных горизонтах (например, изменения качества подземных вод при проникновении в водоносный горизонт загрязняющих веществ). Постепенно внедряется в гидрогеохимию и численное моделирование, сводящееся к прогнозу или эпигнозу на ЭВМ физико-химических процессов, протекающих (протекавших) в различных термодинамических условиях, к изучению форм миграции веществ в природных водах.

title-icon Подобные новости