Получение карты гидроизогипс по архивным данным инженерных изысканий

В ряду бредовых «хотелок» некоторых экспертов МГЭ достойное место занимает карта гидроизогипс, построенная по архивным скважинам. Желают они её видеть, не отдавая себе отчет в том, что смысла такая карта несет ровно 0 целых, 0 десятых. И вот почему. Во-первых, не секрет, что инженеры-геологи не особенно стараются при гидрогеологическом обследовании скважин — пошел мокрый песочек на шнеке, значит типа водоносный горизонт. Точность такого определения — плюс-минус полтора метра, если не хуже. А во-вторых, архивные данные обладают таким неприятным свойством, как разновременностью замеров. Какие-то изыскания делались в период зимней межени, а какие-то в период весеннего паводка. Все это приводит к тому, что попытка нарисовать по таким точкам гидроизогипсы или гидроизопьезы — бестолковое, а главное — методологически вредное занятие.
Особенно веселые картинки получаются, если не мудрствовать и запихнуть всё в какой-нибудь автоматический интерполятор типа Golden Software Surfer. Мало кто утруждает себя глубокими настройками параметров интерполяции, а в результате получаются «гидроизогипсы», говорящие о наличии источников/стоков в самих наблюдательных скважинах, что в свою очередь является свидетельством вопиющей безграмотности специалиста (но экспертов такие картинки радуют, что характерно).
Справедливости ради стоит заметить, что есть способ сделать всё методологически чисто: нужно снормировать архивные показатели с учетом колебаний уровня в ближайшей режимной скважине. Довольно кропотливая работа, даже при наличии этой самой режимной скважины, в которой к тому же имеются замеры на весь период, охваченный архивными данными. В противном случае, когда архивы у вас имеются, к примеру, с 1956 по 2002 гг, а режим есть только с 1980 по 1993, то задачка становится еще более нетривиальной. Анализ среднегодовых и среднемноголетних колебаний — это, поверьте, то еще развлечение. И вот только по таким нормированным показаниям можно строить вожделенную карту гидроизогипс. Смысла от которой все-равно немного — разве что показать плохому специалисту, куда и откуда вода течет, но ему она все-равно не поможет, а хорошему не нужна.
Однако, существует один частный случай, когда такая карта имеет хоть какой-то смысл — это когда одна или несколько внешних границ модели задаются I-родом с постоянным напором, полученным на основе интерполяции уровней воды в этих самых архивных скважинах. Но об этом грязном приемчике как-нибудь в другой раз.
И да, забыл уточнить: все вышесказанное имеет отношение к задачкам типа расчета барражного эффекта при освоении подземного пространства и прочих т.н. инженерно-гидрогеологических расчетах. Допустим, при поиске и разведке подземных вод такая карта строится обязательно и разумеется с применением множества методологических приемов и хитростей.

Распиллиада

До недавнего времени я считал, что из 5 знакомых мне организаций, связанных с изысканиями под строительство олимпийских объектов в Сочи, хоть какие-то деньги получила только одна. Оказалось, что получить деньги — это только полдела. Еще надо сделать так, чтоб у тебя их по-суду не отобрали. Ведь как получается: до конечного исполнителя доходило не больше 10% финансирования (если вовсе доходило), остальные 90% — оседали по карманам чинуш, фирм-прокладок и, разумеется, «смотрящих» из органов. Чем ближе к часу «Х», тем больше шапка на голове этих товарищей становится похожа на олимпийский факел. В смысле — горит. Поскольку расследовать «расспилы» поручено как-раз тем, кто больше всех отпилил, то крайним автоматически назначается конечный исполнитель. В этом вопросе очень помогает наше законодательство, устроенное так, что честно работать и получать прибыль абсолютно невозможно.
Мне вот что интересно: ну отберут они эти 10%, но как они объяснят пропажу остальных 90?

О некоторых эмпирических формулах

Столкнулся тут намедни с одним неприятным обстоятельством. Есть известная формула Дюпуи для расчета водопритока в котлован:

Q = \frac{2.73\cdot k\cdot m\cdot S}{lg\frac{R}{r_{k}}}, где:

k — коэффициент фильтрации водовмещающих отложений;
m — мощность горизонта;
S — снижение уровня подземных вод;
r_k — приведенный радиус водопонизительного контура (определяемый по формуле Гиринского);
R — радиус влияния водопонизительной системы, рассчитанный по формуле Зихардта:
R = r_{k}+10\cdot S\cdot \sqrt{k}

Так вот, посчитанный по ней водоприток не совпал модельным, причем очень так хорошо не совпал: почти в 4 раза больше оказался.
Очевидно, что все дело в величине радиуса влияния водопонизительной системы R, по-сути означающий наличие на этом расстоянии от котлована границы I-рода с заданным напором. Что характерно: когда я задал в модель эту границу, то водоприток у меня довольно точно совпал с посчитанным аналитически. Кстати, обратите внимание, что в западной литературе формула Зихардта выглядит немного иначе:

R = 3000\cdot S\cdot \sqrt{k}

Я сперва обрадовался, что нашел объяснение, но коллега поправил: заморская формула предполагает, что коэффициент фильтрации k изменяется не в м/сут, а в м/сек — отсюда и разные коэффициенты.
Еще в Сети встречается диссертация Сологаева В.И. «Прогнозы и моделирование подтопления и дренирования в городском строительстве», в которой приведена довольно громоздкая формула расчета радиуса влияния для нестационарного случая. Я не поленился проверить — посчитанный по этой формуле радиус дает решение довольно близкое к моим модельным.

О бытовых расходомерах

На прошлой неделе имел удовольствие проводить опытную откачку в центре Москвы. Руководство фирмы, с которой я сотрудничаю, решило подойти к этой задаче со всей серьезностью. В частности, был приобретен очень интересный насос: Grundfos SQE2-55 с дистанционно изменяемой скоростью вращения крыльчатки. Для измерения дебита откачки на выходе был установлен расходомер того же типа, что ставят в домах для учета потребляемой воды. Хорошо, что мы решили продублировать замеры расхода классическим объемным методом — оказалось, что опломбированный, сертифицированный и прочая и прочая расходомер врал в показаниях ровно в три раза. В сторону завышения, что характерно.
Подозреваю, что все дело в очень маленьком дебите (1 л/мин) — труба работала неполным сечением, что и привело к такой неточности, но я не большой знаток устройства таких расходомеров — могу и ошибаться. Если я прав, то наливая воду тоненькой струйкой, вы переплачиваете за воду в несколько раз.

Территориальная комиссия по запасам и консультации, часть вторая

Состоялось заседание комиссии по моему отчету. Запасы я не защитил, даже несмотря на ярое заступничество одного из экспертов и в целом нейтрального отношения председателя.
Ситуация сложилась такая: я постарался исправить большую часть замечаний экспертов и принес на защиту исправленный вариант отчета. К сожалению, исправленный отчет видел только один эксперт (второй сперва не хотел со мной общаться, а потом и вовсе пропал) — это первая моя ошибка. И я не оплатил «консультации», о которых я писал майской записи. Если быть совсем точным, то я их оплатил в последний момент, и уведомление об этом пока не дошло до фирмы «прокладки». Это и объяснило крайне предвзятое отношение ко мне со стороны оставшихся членов комиссии. Тут важно понимать, что сработал принцип «своим все, чужим — по закону», т.е. «предвзятость» в данном случае — это отсутствие благосклонности.
Все, кто меня консультировал в процессе составления отчета, утверждали, что это общепринятая практика, когда по замечаниям экспертов исправляется и дополняется отчет и приносится на защиту, где и выкладывается на стол. В моем же случае комиссия упорно разглядывала первоначальный вариант и не желала принимать во внимание исправленный. Вполне допускаю, что по закону они действовали правильно.
Справедливости ради, надо отметить, что отчет действительно не блещет: практически пустой раздел «изученность» и как следствие не очень убедительная схематизация. Остальные замечания касались в основном оформительской части, которую я постарался исправить, но смотреть мои исправления никто не пожелал.
P.S.: Должен заметить, что назначить сотрудникам ТКЗ зарплату в 6 т.р. — это крайне «дальновидный» шаг со стороны нашего государства. Практически как в анекдоте: держи фуражку и полосатую палочку, а дальше крутись, как хочешь.
P.P.S.: Это гарантированно первый и последний отчет по запасам, в котором я являюсь единственным исполнителем и ответственным лицом.

О надежности некоторых инженерных решений

У меня на столе сейчас лежит отчет о проекте устранения протечек в «стене в грунте». Статусный объект в центре Москвы течёт отчаянно: до ста кубов в сутки из двух водоносных горизонтов собирается. Вот так прекраснодушные предположения гидрогеологов и проектировщиков об абсолютной гидронепроницаемости «стен в грунте» разбиваются о качество выполнения строительных работ: а всего-то класс бетона оказался B15 при проектном B35.

Гидрогеологический дайджест

Интерактивный атлас водных рисков. Толку никакого, но как пример грамотной визуализации геоданных — очень даже.

The landslide blog. Целый блог об оползнях.

Generating Robust Polygonal Grids for MODFLOW-USG using Visual MODFLOW Flex. Я никогда не был большим поклонником Visual Modflow (дорогой он и довольно сложен в освоении), но возможности новой его инкарнации — Visual MODFLOW Flex, просто таки поражают. Интересно, а когда конкуренты доберутся до таких вот произвольных модельных сеток. Перспективы то заманчивее некуда — можно будет каждое граничное условие, каждую скважину детализировать до упора.

In MODFLOW, things can go wrong: the PCG solver. О проблемах, которые могут возникнуть при использовании популярного «солвера» PCG (метод сопряженных градиентов).

Ground water manual. Название говорит само за себя: руководство по подземным водам от U.S. Department of the Interior Bureau of Reclamation (не знаю как правильно перевести, т.к. дословно получается что-то странное: Отдел Внутренних Дел США, Бюро Мелиорации).

Drainage manual. Руководство по дренажам от того-же издательства. Бегло пролистал эту pdf-ку и сходу нашел несколько любопытных моментов: график на странице 27, к примеру.

Groundwater publications. Еще одна подборка публикаций о подземных водах, но уже от другого ведомства.

Simcore Processing Modflow v8

Небольшой, но очень приятный праздник на нашей улице. Популярная программа для геофильтрационного моделирования Simcore Processing Modflow в последних релизах избавилась от нескольких назойливых ошибок, благодаря которым ею совершенно было невозможно пользоваться. В первую очередь, речь идет об ошибке в диалоге редактирования полилиний.
Скачать пробную версию программы можно с сайта разработчика: simcore.com/download.