Monday, July 16, 2012

Моделирование в понижениях

Коллега в телефонной беседе напомнил про один очень полезный и неочевидный трюк. Как известно, нестационарные модели очень чувствительны к начальному распределению напоров. Получить это распределение можно двумя путями: интерполяцией фактически наблюденных напоров в наблюдательных точках (скважинах); либо с помощью откалиброванной стационарной модели. Очевидны недостатки обоих подходов: для первого не всегда хватает исходных данных, а второй чреват ошибками (все упирается в качество решения обратной задачи).
Однако, существует массивный пласт задач, для которых совершенно не обязательно знание о распределении напоров. К примеру: определение водопритока к котловану. Нам совершенно неважно какой там напор, в качестве результата нас устроит достигнутое понижение и расход.
В этом случае допустим такой приём: заменяем в нашем расчете термин «напор» на термин «понижение». Таким образом, «начальный напор» становится «начальным понижением», которое, очевидно, равно нулю. Все модельные слои должны быть напорными (Confined), даже если они не являются таковыми. Важно помнить: изолинии и массивы результатов, получаемые при таком расчете, будут показывать не напоры, а понижения. Расходы будут такими же, как и при расчете в термине «напор».
Совершенно ясно, что и этот подход не лишен недостатков и ограничений. Так, без дополнительных ухищрений невозможно учесть эффект осушения пластов, а величины расходов могут оказаться существенно завышенными для безнапорных горизонтов, как это всегда бывает, если их задать напорными.

4 comments:

  1. А реальна ли ситуация когда в смежных слоях (водоносном и относительном водоупоре) устанавливаются разные напоры (выявленно изысканиями). Или это косяк изыскателей и они просто не дождались установления напора при измерении в относительном водоупоре?

    И как такую ситуацию моделировать в стационаре?
    кажется такое может получиться только при задании слабопроницаемой "мембраны" между этими слоями. Но тогда в не стационаре это работать не будет никак.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Замер уровня в водоупоре - это вообще та еще задачка.
      Если у нас имеет место классическая ситуация с двумя водоносными пластами и разделяющим слоем, то пьезометрический уровень в водоупоре будет изменятся от подошвы к кровле. Ведь для водоупора не действует закон о равности напора по вертикали, как у водоносного пласта. В нем как-раз напор по вертикали и меняется (часто даже с большим градиентом, чем по-горизонтали).
      И да, такая ситуация отлично моделируется в стационаре.
      Но если речь идет о первом от поверхности водоносном горизонте и суглинистом "колпаке" над ним, то тут да - косяк изыскателей скорее всего (но не бейте их сильно, ждать пока в суглинках уровень устаканится - никакого терпения не хватит).

      Delete
    2. Большое спасибо за ответ. Я понял мысль, о переменном напоре в водоупоре, согласен. Но тогда какая разница первый слой или не первый? У меня водоносный слой не первый (есть еще безнапорная вода в техногенке), а напоры в песках на глубине 12 м, на три метра выше поверхности.

      Я только учусь считать такие вещи, постоянно консультируюсь с гидрогеологами, у нас есть с ними некоторые разногласия по поводу моделирования. Может быть подскажете еще такой момент. Есть неограниченный пласт зажатый между водоупорами, есть ли существенная разница, для расчета водопритока в котлован между нестационарными схемами:
      1. с обеспеченным питанием (заданные напоры) на границах (расстояние от котлована 500м)
      2. водоупором на границах (растояние от котлована >5км).

      И в первом и во втором случае влияние на понижение уровня на расстоянии в 500 м отсутствует.

      Delete
    3. Если слой первый, то если пренебречь капиллярным поднятием, то уровень в "покрышке" в стационарных условиях должен быть таким-же, как и в нижележащем горизонте.

      На второй вопрос: проще проверить, т.к. результат довольно сильно зависит от параметров горизонта: проводимости и упругой емкости. Но с точки зрения самой задачи лучше использовать расчет с обеспеченным питанием, т.к. он по определению даст чуть завышенный приток в котлован, т.е. расчет будет "с запасом". К тому же маленькую модель проще делать.

      Delete