О консультациях

Коллеги, кто со мной общался, знают, что обычно я не отказываю в добром совете. Иногда мне пишут студенты — им я особенно люблю помогать. Сегодня объяснял магистранту РУДН из Йемена, как сделать тестовую задачку по QGIS (оказывается, в РУДН есть спецкурс по этой программе). Задачка была простая, но с небольшой закавыкой: надо было совместить на карте две таблицы со скважинами с координатами в разных проекциях и выполнить некоторые простейшие манипуляции. На решение этой задачи у меня ушло примерно 5 минут (в том или ином виде я похожие задачки решаю регулярно), еще 2 часа ушло на объяснение студенту, как он может это сделать самостоятельно (у него небольшие проблемы с русским языком, поэтому некоторые вещи приходилось объяснять дважды, но другими фразами).
Времени конечно немного жалко, но я поставил себя на место преподавателя — мне было бы досадно, если бы мои домашние задания за учеников делал кто-то другой. Поэтому 2 часа, а не 5 минут. Можно сказать, это моя принципиальная позиция в подобных вопросах, имейте её в своем виду, когда просите у меня помощи.

Описание калибровки модели в отчете

Не знаю как у вас, а у меня глава отчета, посвященная калибровке модели (т.е. процессу уточнения фильтрационных параметров и граничных условий), выглядит довольно бедненько: пара общепонятийных абзацев, график сопоставления напоров, табличка с результатами и, пожалуй, всё.

Недавно в беседе с экспертом ГГЭ получил такое замечание: что ж вы сами себя не уважаете и свой труд, ведь калибровка — это самое сложное и одновременно самое интересное в работе, так покажите как калибровали, как меняли те или иные параметры и какие при этом были результаты и диагональные графики.

Формально, это конечно придирка, тем более, что при использовании того же PEST в идеале ты видишь только один диагональный график — финальный, но там все-равно есть о чем писать в соответствующей главе.

А вообще, эта идея уже давно витает вокруг: еще когда я работал в институте «ВОДГЕО», мне старшие коллеги говорили, что неплохо бы главу калибровки расширить за счет более подробного описания процесса, благо он занимает львиную часть времени. Однако, как-то тогда не сложилось, а вот эксперт напомнил.

Какой наглядный опыт

В студенческие годы темой одной из моих курсовых работ было численное моделирование опыта в таком вот фильтрационном лотке. Помню, большая часть пьезометров точно совпадали с моделью, но пара-тройка штук показывали совсем странные значения — причем без какой-либо очевидной закономерности.

СП 446.1325800.2019 ИГИ для строительства

Возможно я ошибаюсь и где-то проявил невнимательность, но в процессе ознакомления с новыми СП на изыскания обнаружил интересную штуку: по всей видимости из СП исключили одиночные откачки как самостоятельный метод опробования. Только как дополнительный к кустовым откачкам.

5.9.6.2 Для каждого водоносного горизонта следует выполнять не менее двух опытных кустовых откачек (наливов) при линейных размерах участка строительства более 100 м. При меньших размерах участка оборудуют один куст с проведением двух откачек (наливов) из разных скважин.
В дополнение к кустовому опробованию неоднородных горизонтов допускается проводить одиночные откачки (наливы).

Очень мне теперь любопытно, как изыскатели будут «рисовать» кустовые откачки. У них с одиночными то не всегда получалось. Впрочем, на данный момент этот документ пока не числится в списке обязательных.

Заголовки писем

Недавно обратил внимание на один примечательный факт: почти все мои контрагенты принципиально не используют поле «Тема письма» (Subject) при написании электронных писем. Если бы они знали, как это бесит, но напрямую сказать не могу — обидятся еще чего доброго.
Очень вас прошу, если будете мне писать на почту — обязательно заполняйте поле «Тема письма». А так то я всегда очень рад письмам (будущих) коллег.

Малодебитные откачки

Иногда у изыскателей возникает необходимость в проведении опытно-фильтрационных работ (откачек) в слабопроницаемых грунтах. В суглинках с прослоями песков, к примеру. Дебиты таких откачек могут измеряться буквально литрами в сутки. Насколько я знаю, промышленность не выпускает скважинных насосов столь малой производительности. Однако, этого и не требуется. Дарю «ноу-хау» от моего хорошего знакомого и коллеги: для регулирования расхода до сколь угодно малых значений достаточно на выходе из водоподъемного шланга поставить банальный сантехнический тройник, а один из выходов с тройника направить обратно в скважину. Регулируя расход на выходах с помощью кранов можно качать 50-кубовыми ЭЦВ-шками с дебитом хоть поллитра в сутки.

Кризис

Не знаю как у вас, а у меня наметился совершенно отчетливый кризис неплатежей. Годовые (и более) задержки по оплате выполненных и прошедших экспертизу работ числятся даже за старыми и проверенными клиентами. Начался этот кризис сильно до всего этого ковидобесия. Это очень неприятная тенденция, однако. Пора переходить на 100% предоплату. По сети, кстати, ходит довольно забавная байка на эту тему: БЕЗ ПАНИКИ! ДЕНЬГИ НЕ КОНЧИЛИСЬ!, но я не спец в таких вопросах — достоверность подтвердить не могу.

Дайджест ссылок

The Simple Online Groundwater Model. Простая Онлайновая Геофильтрационная Модель. В общем-то и добавить нечего. Для простых прикидочных расчетов очень даже удобно.

The Simple Online Groundwater Model (SOGWaM) is built for budding hydrogeology enthusiasts. It allows you to simulate and visualize groundwater flow, and to understand how system changes affect the flow field by developing and testing hypotheses.

Cadmapper. Онлайновый транслятор открытых данных OpenStreetMap, NASA и USGS в формат Autocad.

Architects and urban planners use Cadmapper to save hours of routine drawing. It transforms data from public sources such as OpenStreetMap, NASA, and USGS into neatly organized CAD files.

FloPyArcade. На базе MODFLOW уже игры пишут. Дожили до светлого дня.

FloPyArcade is a MODFLOW-powered groundwater arcade-type game. It builds on functionality of the library FloPy, which is a wrapper adding pre- and postprocessing options around MODFLOW as well as its related software.

Groundwater Learning Free of Charge. Очень полезное начинание от канадских коллег. Фактически, это онлайн-библиотека с бесплатными книгами и учебными пособиями по гидрогеологии. Насколько я знаю, к проекту уже присоединились русскоязычные авторы и переводчики. Искренне желаю им всяческих успехов.

The Groundwater Project, a non-profit organization, registered in Canada, is committed to contribute to advancement in education by creating and making available online free high-quality groundwater educational material for all. The Groundwater Project is led by Dr. John Cherry, recipient of the 2020 Stockholm Water Prize, and managed by a 11-member international Steering Committee and a larger and globally diverse Advisory Committee.

HatariChem. Онлайн утилита для рисования диаграмм химического состава воды.

We present our own webapp for the representation of the Piper Diagram, Stiff Diagram and Scholler Diagram. The webapp was developed in Python Django and it is entirely free for everyone. The main objective behind this webapp was to develop a user friendly and minimum requirement tool to create these water quality / hidrogeochemical diagrams.

Graphical Construction of Groundwater Flow Nets. Когда я учился в МГУ, нас тоже учили рисовать сетку потока подземных вод. Не думал, что этой теме можно аж целую книгу посвятить.

A groundwater flow net consists of two families of intersecting lines: equipotential lines, which connect locations of equal hydraulic head, and flow lines, which show paths of groundwater flow. Together, these two sets of lines provide a visual, two-dimensional representation of the groundwater conditions under steady state (that is, neither set of lines change with time).

Managing Interference Between Geothermal Installations. Расчет эффекта интерференции между геотермальными системами отопления/охлаждения.

There is an increasing interest in utilizing shallow ground and groundwater as a source for geothermal heating and cooling. Either open- or closed-loop systems can be used for heat exchange with the subsurface to supply heat pumps of buildings.

Environmental Modeling Solutions - Webinars. Серия вебинаров по актуальным гидрогеологическим темам.

How agriculture software for nutrient optimization can help to protect groundwater
According to a new report by the European Environment Agency (EEA), only 40% of the continent’s water bodies are compliant with the agency’s environmental standards set by the European directive on water, which was adopted in 2000. The directive offers a framework for the evaluation, management and improvement of water resources throughout Europe.

А сейчас дядя покажет как не надо обрабатывать откачки

Изыскатели прислали на днях троды своих плудов (картинка кликабельна):

Для невнимательных и/или ленивых поясню юмор

Еще одна отличная мысль

"The less you know about modelling, the more you trust it." 

 John Doherty's Darcy Lecture on groundwater modelling for decision support.

Для плохо знакомых с языком вероятного противника: «Чем меньше вы знаете о моделировании, тем больше вы ему доверяете».

Сроки выполнения гидрогеологического прогноза

Дошел слух, что в МГЭ опять стали усиленно требовать от изыскателей гидрогеологические прогнозы влияния проектируемого строительства. Причем отписки со ссылкой на СП 250.1325800.2016 не всегда «канают». Зато состав отчета этому СП соответствовать как-раз должен.
В связи с этим хочу заранее предупредить, что за два дня такой прогноз сделать невозможно. Закладывать надо не менее двух недель. Когда-то давно я делал такие отчеты за два дня, но те времена давно прошли. Впрочем, оно и к лучшему.

И о погоде

Попался мне на днях один любопытный объект. Сел анализировать данные изысканий и все никак не мог понять, как так получается: участок строительства находится на водоразделе, градиенты потока подземных вод по архивным картам и архивным материалам в целом очень небольшие, геология изотропная и т.п., но по изыскательским скважинам перепады напоров в скважинах — по 2-3 м на 20 м. Начал уже было искать поблизости строящиеся ветки метро или здания с подземными автостоянками — тоже мимо, нет там ничего подобного.
На третьи сутки мучительных размышлений о сущности бытия индеец Зоркий Глаз обнаружил, что бурились скважины с середины апреля до середины июня сего года. Если кто не в курсе, то поясню: в этом году апрель был довольно засушливым, а май и июнь побили все рекорды по осадкам. Отсюда и все эти дикие перепады в наблюденных уровнях.

Стена в грунте без подпора грунтовых вод

Столкнулся на днях с одной необычной ситуацией. Проектируется очередной торговый центр рядом с метро. Если быть совсем точным, то не рядом, а прямо таки непосредственно над станцией мелкого заложения. Метрополитен настоял на том, чтоб котлован был отделен от станции стеной в грунте. Поскольку котлован планируется как-бы с обеих сторон от станции, то и стен должно быть соответственно две, но они не замкнуты, т.к. это в буквальном смысле просто две стены по 40 метров в обводненных песках. Получаем от эксперта логичное замечание: горизонт вы перегородили, а где прогноз влияния? Начинаю смотреть внимательно на данные изысканий и архивы и понимаю, что поток подземных вод на участке строительства направлен строго параллельно проектируемым стенам. Получается, что хоть стены преграждают поток, т.к. основанием достигают водоупора, но ширина преграды по оси перпендикулярной направлению потока соответствует толщине стен в грунте, т.е. от силы метра 2, а скорее и того меньше. 

Написал коротенькую записку с этими выкладками и картами гидроизогипс, даже оценил возможный подпор по формуле Монахова-Пашковского (S=BJ/1.78, где: S — подпор, J - градиент, B - ширина преграды) — посмотрим, что на это эксперт скажет. К сожалению, формально по нормативам прогноз моделировать надо, но здравый смысл подсказывает, что считать там просто нечего. Жаль, что нормативная база и здравый смысл зачастую существуют в параллельных реальностях.

Прореживатель данных с логгеров

В последнее время при осуществлении опытно-фильтрационных работ для замера уровней (или еще каких параметров — минерализации, к примеру) в скважинах все чаще используются т.н. логгеры. Производят их много кто, вроде бы даже есть отечественные производители, но у меня есть опыт работы только с устройствами от фирмы Solinst. Не буду цитировать рекламные буклеты, просто скажу, что штука это невероятно удобная, настоятельно рекомендую попробовать — потом за уши не оттащишь. Стоят они однако весьма негуманных денег.

Однако у этих устройств кроме цены есть еще один недостаток, хотя и весьма условный: по-умолчанию замеры там сохраняются с постоянным шагом по времени, который хоть и задается в настройках, но при ОФР, очевидно, специалистами выставляется не очень большим. Как следствие на выходе мы получаем огромный CSV файл с кучей замеров с шагом в 5-10 секунд на протяжении 2-3-10 суток. Очевидно, что уже к концу первого часа такая частота замеров становится избыточной, особенно если возникнет необходимость в оформлении журнала откачки. 

Хочу поделиться своим инструментом для прореживания данных с логгера. Надеюсь, никому не потребуется инструкция к применению — там все предельно просто: вставляем исходные данные во вкладку Input, выставляем настройки во вкладке Options, копируем прореженный результат из вкладки Output.

Убедительная просьба: не надо присылать мне запросы на разрешение редактирования документа — все-равно не дам. Либо сделайте копию на свой Drive, либо сохраните в виде XLS на локальный диск. Все это можно сделать через меню File.

И опять об экспертизе

Недавно получил замечание от внештатного эксперта Мосгосэкспертизы на отчет о прогнозе влияния строительства канализации на грунтовые воды (8 существительных подряд - кошмар какой!). Кто в теме, тот знает, что это за филькина грамота (отчет, не замечание). Коллега углядела в отчете ошибку в главе «Математическая постановка численного решения геофильтрационной задачи». Эта глава кочует у меня из отчета в отчет методом copy-paste уже лет 15, если не больше, а подрезал я её в свое время у моего тогдашнего руководителя в «Водгео». Указания в чем конкретно была ошибка эксперт не предоставил. Пришлось внимательно всматриваться самому, что, не скрою, иногда весьма полезно.

В общем, ошибка была в самой-самой первой формуле:

\frac{\partial }{\partial x}\left ( k_{x} \frac{\partial h}{\partial x}\right )+\frac{\partial }{\partial y}\left ( k_{y} \frac{\partial h}{\partial y}\right )+\frac{\partial }{\partial z}\left ( k_{z} \frac{\partial h}{\partial z}\right )=0
Тогда как на самом деле эта формула должна выглядеть так:
\frac{\partial }{\partial x}\left ( k_{x} \frac{\partial h}{\partial x}\right )+\frac{\partial }{\partial y}\left ( k_{y} \frac{\partial h}{\partial y}\right )+\frac{\partial }{\partial z}\left ( k_{z} \frac{\partial h}{\partial z}\right )+W=0

Милый такой косячок, не находите?
Насколько я знаю, шаблон моего отчета (а особенно главы с мат. постановкой) давно уже разошелся по рукам. Если вы его используете, то не забудьте подправить там у себя.

Хорошая цитата

Британский ученый Джордж Бокс:

«Все модели неверны, но некоторые полезны».

На ту же тему: сложность модели не делает её автоматически более точной.

Геоподоснова

Иногда очень хочется найти того человека, который додумался создавать геоподосновы в формате Autocad, и заставить его разбирать файл с двумя сотнями слоёв, носящими названия 1-пс-пд-пж-23, содержащими разнотипные объекты, и, ко всему прочему, напрочь перепутанными. Ну так, чтоб часть отметок рельефа (без координаты Z, конечно) лежало в одном слое , часть в другом. И чтоб стена здания начиналась в одном слое и была линией красного цвета, а заканчивалась в другом и уже в виде миллиона мелких отрезков зеленого цвета.

Тампонаж разведочных скважин

Знаю, что меня читают высокопоставленные коллеги из области инженерно-геологических изысканий. Обращаюсь к ним: пожалуйста, внимательнее относитесь к вопросу ликвидации геолого-разведочных скважин. Уже не первый раз ко мне обращаются за консультацией с вопросом что делать, когда вода по стволу незатампонированной скважины поступает из нижележащего напорного горизонта в котлован. Все это превращается в большой геморрой для строителей и финансовые и репутационные издержки для изыскателей.

Дайджест ссылок

Hydrogeology, groundwater modelling and related geoscience online resources. Подборка ссылок на интересные гидрогеологические ресурсы. В основном там руководства по моделированию с помощью различных инструментов. На языке вероятного противника, разумеется.

Guidelines for Evaluating Ground-Water Flow Models. Руководство по оценке качества геофильтрационных моделей.

Ground-water flow modeling is an important tool frequently used in studies of ground-water systems. Reviewers and users of these studies have a need to evaluate the accuracy or reasonableness of the ground-water flow model. This report provides some guidelines and discussion on how to evaluate complex ground-water flow models used in the investigation of ground-water systems. A consistent thread throughout these guidelines is that the objectives of the study must be specified to allow the adequacy of the model to be evaluated.

BGS Groundhog Desktop. Программа для рисования геологических разрезов. Бесплатная.

We believe that you should have access to geological software which is powerful, without it being complicated or expensive. Our software is available in both no-cost "Community" and low-cost "Professional" editions. With Groundhog, our mission is to provide you with a simple, effective way of visualising and interpreting site data as well as developing conceptual and 3D digital geological models.

iMOD. Еще один бесплатный препроцессор для MODFLOW.

iMOD is an easy to use Graphical User Interface + an accelerated Deltares-version of MODFLOW with fast, flexible and consistent sub-domain modeling techniques. iMOD facilitates very large, high resolution MODFLOW groundwater modeling and also geo-editing of the subsurface.

Simple-Yet-Effective SRTM DEM Improvement Scheme for Dense Urban Cities Using ANN and Remote Sensing Data: Application to Flood Modeling. Если вам доводилось вычищать крыши домов или верхушки деревьев из модели рельефа, скачанной с сайта NASA, то вот тут этот процесс вроде как попытались автоматизировать.

Digital elevation models (DEMs) are crucial in flood modeling as DEM data reflects the actual topographic characteristics where water can flow in the model. However, a high-quality DEM is very difficult to acquire as it is very time consuming, costly, and, often restricted.

Global groundwater modeling platform. А вот самую «вкусную» ссылку я приберег напоследок. Вдумайтесь только в масштаб: бесплатная, браузерная, всемирная платформа для создания геофильтрационных моделей. Очевидно, что по гибкости и удобству такая платформа не способна тягаться с десктопными решениями, но тем не менее.

The MAGNET global modeling platform is built directly on Google or Microsoft Bing Map web applications. Either may be used to develop MAGNET models.

Эмпирическая формула для определения коэффициента фильтрации при откачке

Постоянно её забываю, поэтому решил тут записать, чтоб потом проще было искать, когда очередной раз забуду:

К=130*q/m
где:
q - удельный дебит скважины, л/с
m - мощность напорного горизонта, м
К - коэффициент фильтрации, м/сут

Б.В. Боревский, Б.Г. Самсонов, Л.С. Язвин "Методика определения параметров водоносных горизонтов по данным откачек". 1979