Математическое моделирование гидрогеологических процессов

Каждый гидротехнический проект походит через несколько стадий разработки. Прежде всего, выполняются инженерные изыскания, позволяющие получить максимум данных о местности, на которой будет проходить возведение объекта, после этого проходят проектные работы, в ходе которых разрабатывается конструкция сооружения, создаются основные рекомендации по подбору материалов и методов строительства. Однако для разработки проекта в сложных условиях необходимо обоснование проекта, одним из основных методов которого является гидрологическое моделирование. Любой проект – проект набережной, берегоукрепления, дренажи или водоотведение с участка проходят через стадию моделирования.

Моделирование может быть двух видов – практическое и математическое, в первом случае на специальном полигоне возводится модель гидротехнического сооружения, в уменьшенном масштабе на котором проводятся все необходимые замеры и расчеты. Такой метод достаточно трудоемок и затратен, и применяется в основном в крупных проектных институтах и при разработке конструктивно новых гидротехнических объектов, поведение которых на практике необходимо основательно изучить.

Другим методом является построение математической модели процессов, происходящих в гидрологическом объекте, и определение основных параметров системы с помощью соответствующего алгоритма решений. Этот метод позволяет абстрагироваться от практического воплощения объекта и свести все расчеты к компьютерному решению. Если раньше решение сложных систем уравнений было технически сложно и порой вовсе невыполнимо, то на сегодняшний день развитие компьютерной техники позволяет находить решения достаточно сложных систем уравнений со многими параметрами. Специалисты Союзводпроект применяют для гидрологического моделирования самое современное программное обеспечение, позволяющее получать решения с большой степенью достоверности.

Геофильтрационное моделирование выполняется для оценки изменения гидрогеологических условий и реализуется с использованием различных программных комплексов, что позволяет получить наиболее точные и достоверные результаты.

Так, например, для моделирования расходов планового потока в районе строительства Багаевского гидроузла, входящих в модельную область и выходящих из нее на границах, было задано граничное условие III-рода, реализованное при помощи расчетного модуля MODFLOW “GHB” (General Head Boundary).

Для создания модели был использован гигантский массив информации. Для его консолидации, унификации использовался программный ГИС комплекс qGIS. Практически безграничные возможности комплекса позволили без существенных временных затрат собрать воедино для последующего анализа всю имеющуюся информацию: десятки растровых картографических слоев, точечные результаты проводимых гидрогеологических исследований, данные из геологических фондов и т.д., на основе которых осуществляется моделирование.