Сколько метров в градусе

У моего блога небольшой юбилей — 100-я запись. Чуть более назад, когда я начинал это дело, мне и в голову не могло придти, что рубеж в сотню постов вообще будет преодолен. В голове тогда было идей на пару десятков записей, а вот поди ж ты. А поделиться в этот «зднаменательный» пост я хотел небольшим “know how”, которое будет очень полезно тем, кто столкнулся с реальными задачами, а не тестовыми примерами из обучающих наборов.
Большая часть программ для гидрогеологического моделирования с географическими координатами, выраженными в градусах, работать либо не умеют, либо умеют, но так, что лучше бы не умели вовсе. В то же время, общедоступные подборки векторных карт от сообщества OpenStreetMap, которые очень удобно использовать в качестве подложек для моделей, на беду представлены именно в градусной координатной сетке (Longitude/Latitude WGS84, если «выражаться» в терминах MapInfo). Так что же делать? Надо поменять градусную координатную сетку на метровую. В том же MapInfo это делается путем пересохранения нужного слоя в проекции Universal Transverse Mercator WGS84. Главное тут — не ошибиться сильно с зоной (Москва, в частности, находится в 37-й зоне), но в этом вопросе поможет разграфка зон UTM (via: Часто задаваемые вопросы по координатам, проекциям, системам координат).

Коллегам на заметку

Местная система координат города Железнодорожный отличается от Московской местной системы координат сдвигом точки отсчета ровно на 28 км на восток и на 6 км на север.

Мальчик, девочка — да какая разница

«Непосвященные» и даже некоторые специалисты смежных специальностей часто путают две науки: гидрогеологию и гидрологию. Так вот, это разные науки. Взаимосвязанные, но разные. Причем в МГУ их вообще на разных факультетах преподают. Гидрогеологию — на геологическом, а гидрологию — на географическом. Вот, две цитаты из Википедии:

1. Гидрогеоло́гия (от др.-греч. ὕδωρ «водность» + геология) — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой.

2. Гидроло́гия (греч. Yδρoλoγια, от др.-греч. Yδωρ — вода + λoγoς — слово, учение) — наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие (испарение, замерзание и т. п.).

Что характерно, в этой же статье указано, что:

Предмет изучения
Все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озёрах, водохранилищах, болотах, почвенные и подземные воды.

Так вот, гидрология в отечественном понимании этого термина подземными водами не занимается, за исключением особенностей их взаимосвязи с поверхностными водами — основным предметом изучения этой науки. А вот на Западе часто гидрологию и гидрогеологию объединяют в одну дисциплину, отсюда и такие неточности в Вики. С моей точки зрения, кстати, правильно делают, что объединяют: круговорот воды на планете пока никто не отменял и «выкусывать» из него отдельные куски для отдельного изучения не очень то хорошая идея. Да и не получается, на самом деле.

Пара ссылок

Interactive Ground Water. И такая есть программа для гидрогеологического моделирования. Установил я её и если честно — так и не понял, как с ней работать.
Explain it to me: Fracking. Подборка видеоклипов, в которых наглядно объясняется, что такое гидроразрыв и с чем его кушать. На английском, но язык не сложный.

Развенчивая мифы

Среди начинающих гидрогеологов бытует мнение, что для обучения гидрогеологическому моделированию достаточно в подробностях изучить какой-либо из имеющихся инструментов и всё — специалист-модельер готов. К сожалению, это не так. Владение инструментом — необходимое, но недостаточное условие. Более того, доскональное знание всех особенностей программы, приводящее к зацикливанию на технической стороне решения проблемы, зачастую даже мешает. Как я уже говорил, модель — это некая визуализация представлений о реальности, возникших в голове специалиста. Очевидно, что если этих представлений в голове специалиста не возникает, то и модель ничего общего с реальностью иметь не будет. Еще чаще случается так, что представления хоть и есть, но неверные.

Ключ к решению — только опыт. Опять же, представляется очевидным, что на начальном этапе карьеры, когда опыта нет и быть не может, его придется позаимствовать. Словом, ищите наставника. Причем вовсе не обязательно, чтоб он сам занимался моделированием — просто опытный гидрогеолог подойдет не хуже.

p.s.: А мне повезло, я учился у лучших.

Ссылки

Groundwater Science Textbook. Еще один вариант обработки откачек с помощью Excel.
EPA on-line tools for deliniating plumes and site assessment. Замечательная подборка онлайновых (даже так!) модулей с миграционными расчетами:

Formulas:

• Hydraulic Gradient
• Vertical Gradient
• Moisture Content
• Solubility, Vapor Pressure, Henry’s Constants for petroleum hydrocarbons estimated from the SPARC Performs Automated Reasoning in Chemistry
• Henry’s Law Constants for a variety of chemical types
• Retardation Factor
• Estimated Longitudinal Dispersivity
• Estimated Diffusion Coefficients
• Darcy’s Law 
• Seepage Velocity
• Effective Solubilities 
• Temperature-Dependent Effective Solubility
• Mass Distribution 

Models

• Plume Diving
• Borehole Concentration Averaging
• Steady State Plume Length
• One-Dimensional Transport from a Continuing or Pulse Source
• Concentration Uncertainty Calculator
• Domenico Steady-State, Centerline Model
• Domenico Unsteady Three-dimensional Model

Задание геометрии слоев

Не знаю как для вас, но для меня самая, если можно так выразиться, нелюбимая часть моделирования — это процесс задания рельефа кровель и подошв водоносных и водоупорных слоев. Основные сложности возникают с выклиниванием (MODFLOW как известно не поддерживает разрывов слоев по простиранию и слоев нулевой мощности) и экстраполяцией (ну, т.е. когда имеющиеся скважины пробурены не на всю площадь моделирования — приходится иногда фантазировать).
Однако, с опытом набирается некий запас хитростей и know-how по решению таких задач. Выклинивающийся слой можно сделать околонулевой мощности — слой как-бы останется, но на решение уже влиять не будет. Другой вариант: в выклинившемся слое задать параметры аналогичные подстилающему или надстилающему слою — это сложнее, но с методологической точки зрения более грамотно. Важно помнить, что логичное казалось бы действие: сделать слой неактивным за границей выклинивания, приведет к образованию глухой непроницаемой границы для вертикального перетока. Само собой, это актуально для моделирования многослойной толщи и когда выклинивающийся слой находится посередине. Окажись он сверху или снизу — этот метод вполне применим. С экстраполяцией сложнее: приходится внимательно изучать геологические карты района, смотреть разрезы, выискивать архивные скважины. Творческая задача, одним словом.
У тех, кто работает с горно-складчатыми областями свои погремушки: bedrock folding, when not to use interpolation.

Немного юмора

Эх, а в старые добрые времена геологи работали в поле.

Скачать программы для гидрогеологического моделирования

У меня очень часто спрашивают, где можно скачать (или хотя бы посмотреть) программы для гидрогеологического моделирования. Добавил соответствующий раздел в FAQ и для надежности продублирую тут.

• Бесплатная версия PMWIN 5.3 — http://www.simcore.com/pm53
• Пробные версии PMWIN 7 и 8 — http://www.simcore.com/download
• Разные варианты Visual Modflow — http://www.swstechnology.com/groundwater-software/groundwater-modeling
• Aquaveo GMS — http://www.aquaveo.com/gms
• ModelMuse — http://water.usgs.gov/nrp/gwsoftware/ModelMuse/ModelMuse.html
• mflab — http://code.google.com/p/mflab/
• Interactive Ground Water — http://www.egr.msu.edu/igw/igw_download.html
• Geolink ModTech — http://www.geolink-consulting.ru/products/modtech/download.html
• AnAqSim — http://www.fittsgeosolutions.com/index.html
• Groundwater Vistas — http://www.groundwater-vistas.com/gwv/product_info.php?products_id=43
• Leapfrog Hydro — http://www.leapfrog3d.com/products/leapfrog-hydro

Поля в Саудовской Аравии и пара ссылок

Процитирую оригинальную запись со странички журнала «Популярная механика» в социальной сети Google Plus:

Эта зеленая мозаика - ложно-цветное изображение полей в Саудовской Аравии с системой кругового полива, полученное со спутника. Каждый круг около километра в диаметре. Для орошения используется "ископаемая" вода, скрытая на глубине со времен последнего ледникового периода. Водоносные горизонты залегают в километре под песками пустыни. Гидрогеологи (испр. мое) полагают, что этих запасов хватит на полвека. (Изображение в высоком разрешении: http://goo.gl/4DkG2, NASA Earth Observatory)

Кстати сказать, соседи СА, сидящие на том-же артезианском бассейне, крайне ими недовольны. По большому счету, орошаемое земледелие для СА, при их то финансах, — просто блажь, а вот горизонт осушается очень быстро и соседям уже скоро пить будет нечего. Кое где и сейчас уже проблемы: уровень воды понизился и имеющиеся скважины пересохли.

И чтоб два раза не вставать, еще пара интересных ссылок:
Large dams should go underground say scientists. Масштабная затея с захоронением запасов подземных вод вместо строительства поверхностных водоемов. Удобно и практично: нет потерь от испарения (а для Австралии это ого-го проблема) и дополнительный фильтр для загрязненной воды. Интересно, как там по деньгам выходит. Дамбу то — один раз построил и все, а тут постоянно воду закачивать придется.

Managed aquifer recharge – the injection or infiltration of excess surface water into underground aquifers – could help secure the nation’s water supplies for an uncertain future, say researchers from the National Centre for Groundwater Research and Training (NCGRT).

Groundwater pumping leads to sea level rise, cancels out effect of dams: study. Еще со школы все помнят о круговороте воды в природе. Так вот оказывается, что выкачивая подземную воду, мы нарушаем естественный ход событий: не вся выкачанная подземная вода просачивается обратно в почву, но еще и испаряется и стекает в реки. А в результате: повышение уровня мирового океана.

As people pump groundwater for irrigation, drinking water, and industrial uses, the water doesn't just seep back into the ground – it also evaporates into the atmosphere, or runs off into rivers and canals, eventually emptying into the world's oceans. This water adds up, and a new study calculates that by 2050, groundwater pumping will cause a global sea level rise of about 0.8 millimeters per year.

Комплексное гидрогеолого-гидравлическое моделирование

Я как-то уже упоминал свою диссертацию. По вине собственной лени (в большей степени) и страха выступлений перед большим скоплением народа (в меньшей), я так и не защитил её. Хотя сделано было немало: разработана методика, реализовано несколько проектов (коммерческих, кстати), написано несколько статей. По большому счету, там оставалось самое муторное — скомпоновать имеющиеся материалы в единое целое, переплести и защитить. Подозреваю, что 90% всех заброшенных диссертаций и докторских были заброшены именно на этом этапе.
На днях получил электронное письмо от Александра Владилиновича Расторгуева, под чьим руководством в стенах тогда еще ФГУП «НИИ Водгео» я можно сказать сформировался как специалист в гидрогеологическом моделировании. И он мне посоветовал сделать рубрику в блоге, посвященную теме моей диссертации. Идея здравая, как мне кажется. В конце-концов, может хоть так у меня самого в голове утрамбуется весь тот сумбур, что в ней образовался. Тут, как говорится, надо просто начать. Будем считать эту запись анонсом новой рубрики.

Дабы соответствовать заголовку, попробую в двух словах описать суть моей диссертации. Надеюсь, смогу сделать это, что называется, «на пальцах». Полное название моей диссертации звучит так: «Комплексные расчеты водозаборов подземных вод в сложных гидрогеологических условиях», а суть ее достаточно проста: скважины крупного водозабора, объединенные общим водоводом (или даже более сложной сетью водоводов), взаимно влияют друг на друга не только под землей, но и над. Причем традиционно расчет работы водозабора происходит в два этапа: на первом специалисты гидрогеологи считают подземную часть задачи, а на втором полученные распределения напоров и расходов используются как заданные специалистами гидравликами.
Однако такой подход не позволяет учесть тот факт, что водозаборы подземных вод представляют собой комплекс водозаборных сооружений и сооружений системы подачи воды от скважин, все элементы которого гидравлически взаимосвязаны. Эта связь проявляется в том, что производительность водоподъемного оборудования зависит от положения динамических уровней воды в скважинах, а те, в свою очередь, определяются количеством отбираемой воды из скважин. Иными словами, уровень воды в скважинах зависит от их дебита, а дебит — от уровня. Q~H и H~Q, причем как в гидравлической, так и в гидрогеологической постановке.
Созданная нами комплексная гидравлико-гидрогеологическая модель позволяет в достаточной мере учесть интерференцию скважин, как в подземном пространстве, так и по трубам на поверхности.
Вот, как-то примерно так.

GeoSolid3D

Кажется, в полку бесплатных препроцессоров к MODFLOW прибыло: GeoSolid3D — блог разработчика, результаты трудов которого можно скачать с сайта geosolid3d.sourceforge.net. Будем следить за развитием проекта, надеюсь у автора хватит сил и терпения довести программу до рабочего состояния.

Правильная засыпка дрены

Наиболее применяемая конструкция дренажа (кликабельно)

Любой специалист по водопонижению вам подтвердит, в дренаже самое главное — его реализация. Даже идеально рассчитанный и спроектированный дренаж может быть реализован на месте так, что перестанет работать через месяц после начала начала эксплуатации.

Тем более удивительно, что некоторые т.н. специалисты умудряются публиковать в интернете советы по засыпке дренажа, прямо противоречащие всем нормам и здравому смыслу. В первую очередь это касается вопроса обмотки дренажной трубы геотекстилем (у нас его еще называют дорнит или дарнит). Так вот, никаких фильтрующих обмоток трубы быть не должно. Это безграмотно! Труба с фильтрующей обмоткой применяется только для осушения сельхозугодий, т.к. фильтровых обсыпок там не применяют и труба лежит в коренном грунте. Эти системы работают короткое время (1-3 года, не более). Геотектиль обматывается вокруг призмы из щебня, предотвращая таким образом её заиливание.

За помощь в создании этой заметки хочу поблагодарить специалистов проектного отдела ЗАО «ДАР/ВОДГЕО».

Запасы подземной воды в Африке

Оригинальная статья: Quantitative maps of groundwater resources in Africa. Все конечно не столь радужно, как поспешили расписать в СМИ.

ООПТ в Москве

Ставлю себе памятку на будущее, авось еще кому-нибудь пригодится: если считаете гидрогеологический прогноз влияния подземной части сооружения, дренажа или строительного водопонижения на подземные воды, обращайте внимание на ближайшие парки и рекреационные зоны. Дело в том, что они вполне могут оказаться т.н. Особо Охраняемыми Природными Территориями (ООПТ) и в итоговом отчете нужно отдельно о них упомянуть. В частности, надо оценить последствия проектируемых мероприятий на растительный и животный мир, а так же на водный режим территории.

Мосводоканал — молодцы

Качество московской воды теперь можно проверить онлайн. У меня был небольшой опыт сотрудничества с Мосводоканалом, достаточно давно, правда. Не скажу, что особо успешный, но впечатление осталось в целом положительное — специалисты там работают заинтересованные и компетентные.

Мосводоканал запустил на своем сайте новый сервис — онлайн-проверку качества воды. Фактически это интерактивная карта Москвы. В специальной графе нужно указать адрес — под картой появится таблица, где описаны состав воды, цвет, pH, мутность, содержание вредных веществ, наличие железа и микробов. В следующем столбце прописаны требования СанПиН к качеству воды. Кроме того, указан источник воды и станция водоподготовки.

Экспертиза при строительстве жилья станет необязательной

В.Путин: Экспертиза при строительстве жилья станет необязательной. Ну, а что я говорил? Это, правда, строительная экспертиза, а не экспертиза инженерно-геологических изысканий, но они там рука об руку ходят.

В будущем Россия может отказаться от обязательной экспертизы при строительстве жилья, заявил сегодня премьер-министр Владимир Путин на открытии совещания по жилищному строительству в подмосковном городе Истра.

Русско-английский гидрогеоэкологический словарь

Тут у меня недавно спрашивали, где достать упомянутый мною гидргеологический англо-русский словарь. Я в ответ написал, что про существование такого не слышал. Однако, добрые люди указали мне на оплошность и прислали таки русско-английский гидрогеоэкологический словарь. Не англо-русский, конечно, но всяко лучше, чем ничего. Он немного неудобен в использовании — там все внутренние ссылки ведут на внешний сервер, который сейчас недоступен, я в ближайшее время это исправлю, а пока качайте как есть.

Негосударственная экспертиза проектной документации и результатовинженерных изысканий

Процитирую новость с Портала проектировщиков:

С 1 апреля 2012 года вступили в силу изменения, внесенные Федеральным Законом РФ от 28.11.2011 N 337-ФЗ.

Данные изменения касаются введения негосударственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий как альтернативы государственной экспертизе. При этом предусмотрено, что только государственной экспертизе подлежит проектная документация объектов:

• строительство, реконструкцию, капитальный ремонт которых предполагается осуществлять на территориях посольств, консульств и представительств Российской Федерации за рубежом, в исключительной экономической зоне Российской Федерации, на континентальном шельфе Российской Федерации, во внутренних морских водах, в территориальном море Российской Федерации, объектов обороны и безопасности, иных объектов, сведения о которых составляют государственную тайну, автомобильных дорог федерального значения, объектов культурного наследия (памятников истории и культуры) федерального значения (при проведении капитального ремонта в целях их сохранения), особо опасных, технически сложных и уникальных объектов, объектов, связанных с размещением отходов I-IV классов опасности;
• строительство, реконструкцию, капитальный ремонт которых планируется осуществлять на особо охраняемых природных территориях;
• финансируемых за счет бюджетных средств.

Вводится запрет для органов государственной власти и подведомственных им учреждений, проводящих государственную экспертизу, на проектирование. Также запрещается проводить негосударственную экспертизу тем же органам, которые разрабатывали проектную документацию, представленную на негосударственную экспертизу. Нарушение данного запрета влечет за собой аннулирование аккредитации на право проведения негосударственной экспертизы.

Негосударственные эксперты подлежат аттестации.

Установлен срок для обжалования заключения экспертизы - 3 года в комиссию при Минрегионе РФ. Также возможно судебное обжалование решения данной комиссии.

Устанавливается требование к организации, проводящей негосударственную экспертизу, о наличии аккредитации и не менее 8 работников по основному месту работы, аттестованных на право проведения экспертизы проектной документации и (или) результатов инженерных изысканий. Аттестация экспертов осуществляется экспертно-квалификационной комиссией в порядке, установленном Министерством регионального развития Российской Федерации.

Введена норма о создании государственных реестров физических и юридических лиц, осуществляющих экспертизу. Срок действия квалификационного аттестата составляет 5 лет. Минрегион ведет реестр экспертов. Он общедоступен, должен размещаться в Интернете.

В перечень документов для выдачи разрешения на строительство внесен пункт, касающийся предоставления копии свидетельства об аккредитации юридического лица, проводившего негосударственную экспертизу.

Ну что тут можно сказать. С одной стороны, новость конечно замечательная, негосударственная экспертиза — первый шаг к добровольной экспертизе и ответственному бизнесу, а с другой, страшно представить какая вакханалия может начаться пока все это устаканится.

И еще разок о граничных условиях

Наткнулся на замечательную статью на сайте USGS (это уже становится традицией, не находите) о граничных условиях в геофильтрационном моделировании: System and Boundary Conceptualization in Ground-Water Flow Simulation — там внизу найдете ссылку на 3-меговую pdf-ку. С удивлением узнал, что разделение граничных условий по родам имеет место и в англоязычной литературе. Раньше мне это как-то в глаза не бросалось.

Как ускорить работу MapInfo

Думаю, для тех, кто много работает с этой программой, мой следующий совет новостью не станет, хотя лично я о этой функции частенько забываю. Так вот, если вы заметили, что MapInfo начал ни с того ни с сего заметно подтормаживать в процессе отрисовки карты при зуммировании или перетаскивании, то вам поможет функция Table\Maintenance\Pack Table, «натравленная» на самые большие открытые таблицы. Скорость работы возрастает на порядки. Не забудьте предварительно сохранить все таблицы и рабочее пространство (особенно его, т.к. в процессе «упаковки» таблицы будут закрыты).

Сертификат соответствия для Modflow

Есть у наших доблестных экспертов и представителей СРО такой пунктик: требовать от гидрогеологов сертификат соответствия и лицензию на расчетные программы. Вообще, согласно нашему законодательству, сертификация программных средств является добровольной и экспертам рекомендовано интересоваться наличием этих самых сертификатов соответствия. Насколько я помню, из всей массы программ для геофильтрационного моделирования сертификат есть только у Geolink ModTech, да и то не факт, что он до сих пор действителен. Modflow, являясь некоммерческой разработкой Геологической Службы США, такой сертификации не проходил. Кроме того, почему-то сертифицируют у нас не сам расчетный модуль (что было бы логично), а т.н. пре- и постпроцессоры. Вот, две полезные ссылки по теме:

1. http://csert.ru/doc/r3.htm
2. http://csert.ru/doc/letter.htm

Так что же делать, если эксперт требует этот несчастный сертификат. Первым делом — насторожиться, поскольку по моему личному опыту такой вопрос чаще всего возникает в случаях, когда эксперту поручено «зарезать» отчет. В качестве отписки могу лишь посоветовать отправить эксперту нижеследующий текст — иногда срабатывает. А вот что делать, если в уставе СРО прописано обязательное использование исключительно сертифицированных программных средств, я не знаю.

Справка об используемых программных средствах

В настоящее время наиболее разработанными и широко используемыми во всем мире для решения задач связанных с моделированием движения подземных вод являются программа MODFLOW и связанные с ней программы MODPATH, MT3DMS,PEST и некоторые другие. Начало разработки этого пакета программ положено более 20 лет и в настоящее время он является наиболее оттестированным и надежным. MODFLOW и связанные с ней программы фактически являются мировым стандартом для решения задач фильтрации и массопереноса. Большая часть задач, связанных с поземной гидросферой, решается на основе использования этих моделей. При порождении международных экспертиз часто требованием экспертов является именно использование этих программ.
В США MT3D и MODFLOW рекомендуются к использованию Агентством окружающей среды и Геологической службой. На сайтах этих организаций представлены тестовые примеры, подтверждающие правильность результатов расчетов, выполненных с помощью MODFLOW и связанных с ней программ.
Согласно Федеральному закону от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании»: сертификация делится на обязательную и добровольную. Программные средства для гидрогеологических расчетов не включены «Перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации». Таким образом, сертификация таких программ является добровольной.
В России MODFLOW и связанные с ней программы широко применяются в таких уважаемых организациях как: ГИДЭК, МГУ, СПГУ, НИИ ВОДГЕО, Гидропроект и многих других. Для подготовки данных и визуализации результатов расчетов при использовании MODFLOW и связанных с ней программ в нашей организации используется следующее программное обеспечение:

• PMWIN 5.1 — распространяется бесплатно.
• ModelMuse 2.13.0.0 — распространяется бесплатно.

Что же касается лицензий на дорогостоящие программные комплексы типа PMWIN 8.0, Visual MODFLOW, GMS и т.п., то все что я могу посоветовать — это купить их. Других вариантов у меня нет.

Важное дополнение! На сайте сертификационного центра выложен список сертифицированных программ: http://csert.ru/list.php. Вот цитата из него:

Обозначение программной продукции	Название программной продукции	№ сертификата соответствия и срок его действия.	Нормативные документы, на соответствие которым выдан сертификат соответствия
Подкласс 2.41. Защита от опасных геофизических воздействий.
Программа PMWIN. Версия 5.3	Геофильтрационные и геомиграционные расчеты на основе численных методов конечных элементов.	РОСС RU.СП15.Н00551 (28.11.2012 – 27.11.2014)	СНиП 2.04.02-84*, СНиП 22-02-2003, СП 116.13330.2012 (СНиП 22-02-2003), СНиП 2.06.15-85

Таким образом, у одной из версий PMWIN (древней, но к счастью бесплатной) таки есть сертификат. Осталось раздобыть где-нибудь его копию, дабы от экспертов отвязаться раз и навсегда.

Расчет самозатопления карьера

Решил поделиться одной своей наработкой из области горной гидрогеологии. Заранее оговорюсь: этот подход совершенно неуниверсален и крайне маловероятно, что получится его применить еще где-нибудь.

Постановка задачи:

Есть карьер, расположенный склоне небольшой горы (высотой примерно 800 метров). Глубина карьера составляет 550 м (абсолютная отметка дна карьера равна 410 м). Под горой протекает река с абсолютной отметкой уреза — 450 м. Расстояние от карьера до реки в среднем составляет 80 м. Периметр подгорной части карьера равен 100 м. Особенности рельефа нагорной части позволяют утверждать, что все атмосферные осадки в пределах области водосбора за вычетом испарения будут поступать только в карьер при любом уровне воды в нем. Области подземного и поверхностного водосбора совпадают. Водоупор находится на глубине 550 м и что важно — рельеф его кровли полностью повторяет рельеф поверхности.

Задача:

Надо посчитать за какой срок после окончания разработки и процедур осушения карьер наполнится водой и до какой отметки.

Решение:

Ну, с водопритоком с нагорной части все понятно:

Q_n=\left (\omega -\varphi \right )\cdot S...(1)
где:

• ω – среднегодовые атмосферные осадки;
• φ – испарение;
• S – площадь водосбора.

Воде на склоне некуда деваться и она либо поверхностным, либо подземным стоком неминуемо притечет в карьер. Чтоб увязать Q_n и q₁ из рисунка — надо разделить Q_n на периметр нагорной части карьера, но для расчета это не нужно.

Водоприток с подгорной части происходит за счет фильтрации подземных вод в/из реки. Приток (отток) подземных вод связан с уровнем воды в реке следующим выражением (при отсутствии поверхностнго стока, см. рисунок):

q_2=k\frac{h_{0}+h_{L}}{2}\cdot\frac{H_0-H_L}{L}-\frac{b(\omega -\varphi )}{2}L...(2)
где:

• q₂ – удельный расход потока;
• k – коэффициент фильтрации;
• h₀ – мощность потока вблизи карьера;
• h_L – мощность потока вблизи ручья;
• H₀ – уровень воды в карьере;
• H_L – уровень воды в ручье;
• L – расстояние между карьером и ручьем;
• b – коэффициент стока.

В данном выражении я увязал вместе две известных зависимости для фильтрации между двумя разноуровенными водоемами: при наклонном водоупоре и при наличии инфильтрации.

Формула приведена для расчета удельного расхода потока, для получения величины водопритока (Q_p) в карьер удельный расход должен быть умножен на периметр подгорной части карьера (P):

Q_p=q \cdot P...(3)

Дальше, казалось бы, задача превращается в очевидную: приравнять выражения (1) и (2) с учетом (3), но увы, тут нас ждет подвох. Дело в том, что выражении (2) присутствует величина H₀ (уровень воды в карьере), которая вообще-то зависит от объема притекшей на заданный момент времени воды в карьер, т.е. эта величина динамически изменяется в зависимости от текущего соотношения Q_p и Q_n. К тому же h₀ ( мощность потока вблизи карьера) равна в нашем безнапорном случае:

h_0 = H_0 - H_v...(4)
где:

• H_v – абсолютная отметка кровли водоупора на краю карьера, обращенном к реке;

Таким образом, мы приходим к классической ситуации: расход зависит от напора, а напор от расхода. Решение я опущу в силу его громоздкости, но поясню суть (если кому интересно, xls-ку можно скачать по ссылке: drive.google.com..., только не просите меня объяснить, как оно работает). Основные положения:

1. Зависимость уровня от объема поступившей воды — ступенчатая, в силу ступенчатости бортов карьера (на рисунке этого не видно, я поленился рисовать уступы).
2. Между «ступеньками» эта зависимость — линейная. Ну, тоже понятно, борта уступов почти линейны и имеют небольшой наклон. Тут я просто вытряс из проектировщиков объемы карьера на заданных отметках (кромках уступов) — предложил было аппроксимировать борт карьера усеченным конусом, но получил по рогам.
3. Выбираем шаг по времени Δt.
4. По формулам (1) и (2,3) считаем объем воды (Q_n + Q_p), поступивший в карьер к моменту времени Δt.
5. По выявленной ранее зависимости уровня воды в карьере от объема поступившей в него воды получаем новый уровень H₀.
6. Считаем водоприток, подставляя в выражение (2) уже новое значение H₀. Объем поступившей воды в карьер соответствует моменту времени 2Δt.
7. Повторяем последние два пункта пока не достигнем «стационара», т.е. до того момента, пока водоприток в нагорной части не уравняется с оттоком в сторону реки. Получаем искомую равновесную отметку воды в карьере и момент времени nΔt, когда произошло это радостное событие.
8. Попутно отмечаем момент, когда q₂ в выражении (2) меняет знак, т.е. подземный приток от реки сменяется на отток.

Краткий итог:

• Насколько я знаю, такая схема называется явной. Очевидно, она чувствительна к выбору шага по времени Δt.
• Важно помнить, что равновесный уровень воды в карьере теоретически может оказаться выше нижней кромки карьера, т.е. вода просто начнет переливаться через край и уйдет в реку поверхностным стоком (у меня на одном из карьеров так и случилось), и тут возникает большая неприятность с величиной ω-φ, но учитывать еще и это мне показалось совсем уж крохоборством.
• А еще там периметр P зависит от H₀ (при подъеме уровня в образующемся озере, очевидно, растет и его периметр) — это я тоже не стал учитывать, а вообще следовало бы т.к. результат оказался очень чувствителен к этому параметру.
• Этот нехитрый расчет вроде бы не очень сложно запихнуть в тот же MODFLOW, но я пока не обдумывал детали — наверняка всплывет какая-нибудь заковыка.

Вот и все. Если что непонятно — спрашивайте. Заметили ошибки — ругайте.

О языках

Уважаемые начинающие гидрогеологи-моделисты и им сочувствующие, всеми святыми заклинаю вас — учите английский язык. Без него вы гарантированно не состоитесь, как специалисты. К величайшему сожалению, отечественная школа геогидродинамики (одним из маленьких разделов которой и является фильтрационное моделирование) умерла вместе с Мироненко и Шестаковым. Но, как говорили классики, «заграница нам поможет»! Вы не представляете, сколько интересных статей публикуется в англоязычной научной периодике — у нас даже в лучшие годы не было и 10% от этого объема. А ныне и говорить даже не хочется. А как невообразимо прекрасны гидрогеологические группы в LinkedIn — но этом я уже говорил. Они закрыты, поэтому ссылку давать бестолку: ищите в поиске по запросу "MODFLOW","Groundwater Modeling", "Hydrogeology" и т.п.
Так что не надо спрашивать у меня ссылку на русское руководство к Modflow — даже если бы знал, не сказал. Учите язык. К счастью, гидрогеологический англо-русский словарь весьма прост в освоении.

Wanted: горные гидрогеологи

Уважаемые читатели моего блога, если среди вас присутствуют горные гидрогеологи или вы, паче чаяния знакомы с такими специалистами, убедительная просьба: свяжитесь со мной в комментариях к этой записи или по емейлу: water+blog@alick.ru. Есть несколько вопросов и возможно предложение о сотрудничестве.

С Днем Геолога!

Поздравляю всех коллег и сопричастных с профессиональным праздником!

Обожаю СНиП-ы

Перечитываю на досуге наш основной документ, дающий хлеб немалому количеству моих коллег — СП 11-105-97 Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Цитата:

8.4.18. Прогноз изменения гидрогеологических и инженерно-геологических условий на территориях развития подтопления при разработке проектной документации должен составляться в соответствии с требованиями пп. 6.7 и 6.20 СНиП 11-02-96, пп. 5.13 и 7.19 СП 11-105-97 (часть I) ), а также пп. 8.1.6, 8.2.12, 8.3.6, 8.3.7 и 8.3.15 настоящего свода правил.

Начинаем просматривать указанные ссылки, доходим до последней и вот что видим:

8.3.15. Прогнозы изменений гидрогеологических условий при изысканиях для разработки предпроектной документации на территориях развития подтопления должны выполняться в соответствии с пп. 8.1.6, 8.2.12, 8.3.6, 8.3.7 и приложением Л.

Замечательно. При всем уважении, всегда считал людей, пишущих СНиП-ы, обладателями весьма странного склада ума. Впрочем, еще более странным складом ума обладают писатели т.н. «пособий к СНиП-ам». Ведь предполагается, что они разобрались в содержании того документа, к которому пишут пособие. Это вообще за гранью добра и зла.

Откачки при ИГ-изысканиях

Иногда так случается, что у изыскателя внезапно возникает необходимость в проведении опытно-фильтрационных работ на площадке будущего строительства. Если в штате фирмы нет гидрогеолога, то проблема рискует превратиться в серьезную. Особенно в свете того факта, что нынче в составе МГЭ завелась неведомая туча экспертов, перешедших туда из почившего «Гидропроекта». Уж в чем в чем, а в откачках они разбираются очень хорошо.
Итак, что же делать. Проще всего найти знакомого гидрогеолога, который поможет вам провести откачку и напишет соответствующую главу в отчет об изысканиях. В принципе, ничего сложного в этом нет, если знаешь «как». И если работать в частном порядке, то это совсем недорого получится. Специализированные предприятия конечно же цену заломят (особенно любят ломить цены фирмочки, связанные с вышеупомянутыми экспертами).
А так, все конечно зависит от ситуации, но в общем случае надо выполнить следующие пункты:

1. На основе имеющихся данных о гидрогеологических условиях надо составить программу откачек — сколько качать, где качать, с какой глубины качать и как долго.
2. Пробурить в отмеченных местах гидрогеологические скважины. Скорее всего придется их обсадить.
3. Провести откачки согласно программе. Потребуется насос и уровнемер (уровнемеры, если откачка кустовая). Рекомендую разориться на электроуровнемер — они удобнее особенно при замере уровня в скважине, оборудованной насосом. Есть еще ультразвуковые, но они стоят как самолет.
4. Обработать результаты откачек. Сложного тут ничего нет — всего пяток формул, но только опытный специалист знает — которую из них нужно применить.
5. Написать главу в отчет. Там буквально одна страница обычно получается, если не считать обязательного приложения в виде журнала откачки и графиков обработки.

P.S.: я не отношу себя к гуру опытно-фильтрационных работ, поэтому вполне мог что-то забыть или перепутать, поэтому если у вас есть дополнения — буду рад увидеть их в комментариях.

Обо мне

Добавил самую важную страницу в любом блоге — страничку о себе. Если вы относите себя к постоянным читателям этого блога, то буду рад, если вы представитесь там в комментариях. Разумеется, я не настаиваю, если не хотите, то можете сохранить инкогнито.

Потрясающий пример 3D-визуализации

Хотелось бы научиться делать что-то подобное. Вообще, у меня был небольшой опыт создания таких роликов. Но меня больше чем на 30 секунд никогда не хватало — уж очень кропотливое это занятие. Особенно, когда надо сделать ролик понятным стороннему зрителю, а не только тем, кто работал по этому же объекту.

Excel для гидрогеологов

Наткнулся на еще одну очень интересную подборку полезных для гидрогеолога табличек в Excel. Что характерно: опять американцы и опять USGS. А остальным должно быть стыдно, да.
Кстати, вот еще одна интересная программа (это даже не программа, а большой такой макрос для MS Office Access), предназначенная для оптимизации расположения наблюдательных скважин при мониторинге распространения загрязнения — MAROS. Бесплатная, если не врут.

The Monitoring and Remediation Optimization System (MAROS) software has been developed by GSI and UH for the Air Force Center for Environmental Excellence (AFCEE) in accordance with the AFCEE Long-Term Monitoring Optimization guide. The software provides site managers with a strategy for formulating appropriate long-term groundwater monitoring programs that can be implemented at lower costs. MAROS is a decision support tool based on statistical methods applied to site-specific data that accounts for relevant current and historical site data as well as hydrogeologic factors (e.g. seepage velocity) and the location of potential receptors (e.g., wells, discharge points, or property boundaries). Based on this site-specific information the software suggests an optimization plan for the current monitoring system in order to efficiently achieve the termination of the monitoring program. This public domain software was developed for the Air Force Center for Environmental Excellence through a Broad Agency Announcement (BAA) contract with GSI Environmental Inc. Inc. of Houston, TX and the University of Houston. MAROS is programmed in Microsoft Access.

О дискретизации модели

Во всех учебниках по моделированию настоятельно рекомендуется дробить модельную сетку вблизи геофильтрационных границ — для минимизации краевых эффектов. Все про это помнят при плановой дискретизации, но часто забывают при вертикальной. Да, зачастую бывает достаточно вертикальной дискретизации, обусловленной лишь фильтрационными свойствами, но не всегда: рассмотрим классическую задачу со скважинным дренажом внутри несовершенной «стены в грунте».

4-слойная дискретизация.

9-слойная дискретизация.

Ну ладно картинки различаются, там еще и расходы скважин не бьются почти в два раза. Вот так вот.

Импорт WMF в MapInfo

Возникла у меня не совсем типичная задачка: прислали мне векторную карту, сохраненную в формате WMF (Windows Media File). Мне для работы желательно загнать эту карту в MapInfo. Решение «в лоб»: привязать wmf, как растровую подложку. Не сработало. MapInfo в принципе это умеет делать, но с большими файлами (а у меня он весит почти 5 мегабайт) не дружит — показывает от силы половину карты, а то и того меньше. К тому же, как-то некомильфо получается — векторный исходник подкладывать растром в векторную же программу.
Пришлось идти по длинному пути: сначала открываем наш WMF в AutoCAD-е с помощью команды _wmfin, не меняя масштаба по осям, потом командой _explode разбиваем блок (на всякий случай, т.к. у MapInfo случаются затыки с импортом блоков), сохраняем файл в виде DXF. Транслируем этот DXF в MapInfo. С помощью MapBasic-утилиты Register Vector перемещаем и масштабируем карту. Увы, если у вас был на карте текст, то он скорее всего потеряется. Особенно, если он написан на кириллице. Для решения этой проблемы, по всей видимости, придется перемещать и масштабировать карту сразу в AutoCAD-е, еще до импорта ее в MapInfo.

Обучение гидрогеологическому моделированию

Небольшое пополнение в FAQ:

Вопрос 5:
Есть ли в Москве курсы по гидрогеологическому моделированию?

Ответ:
Да, такие курсы есть. Их не очень много. Лично мне достоверно известно только о двух организациях, предлагающих такого рода обучение. В первую очередь, это ЗАО «ДАР/ВОДГЕО». Там вас научат азам геофильтрационного моделирования с помощью программных комплексов Processing MODFLOW и/или Visual MODFLOW. Вторая организация, про которую я слышал, что там проводятся курсы по моделированию — ЗАО «Геолинк Консалтинг», где вас обучат работе с их собственным программным продуктом для моделирования процессов геофильтрации и массопереноса в подземной гидросфере ModTech. Как выяснилось, на данный момент Геолинк не проводит таких курсов.
Однозначно советовать одно из этих предложений я не решусь — у каждого есть свои плюсы и минусы. Единственное, сразу скажу — эти курсы скорее всего окажутся слишком дорогими для частного лица. Куда податься бедному частнику — я не знаю. Могу разве что посоветовать обратиться ко мне (в панели справа есть вся необходимая контактная информация). У меня есть некоторый опыт преподавания на такого рода курсах — попробуем что-нибудь придумать. Разумеется, это предложение действительно и для юридических лиц.

Так сколько же стоит геофильтрационная модель

The cost of building a groundwater model. Должен заметить, что в наших палестинах цены на моделирование не так уж сильно отличаются от заморских. Я бы даже сказал, что совсем не отличаются. Большая работа для коллектива на три-четыре года с полевыми исследованиями, многовариантным моделированием и пухлым отчетом ровно столько же и стоит, как в приведенных по ссылке примерах. В работах на 3 млн. рублей мне доводилось принимать участие.

From 2009-2011, HydroMetrics Water Resources, Inc. performed modeling for the Seaside Groundwater Basin Watermaster in Moterey, CA to study the impacts of pumping in the Laguna Sea subarea. Various pumping rates were tested under the first modeling effort, Scenario 1. They spent $50,000 setting up the model an running the first scenario. They then used the model to run a second scenario for which they also budgeted $50,000. This scenario applied the same model but modified the pumping regime. Thus, total modeling costs were $100,000 over three years.

Однако, такие большие проекты достаточно редки. А вот какой-нибудь прогноз влияния многоуровневой подземной автостоянки на грунтовые воды в центре Москвы обычно выполняется в рамках комплекса инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий и редко обходится заказчику дороже 0,5 млн. рублей (а вот стоимость всего комплекса изысканий может достигать 3-4 миллионов). Оценка запасов подземных вод на небольшом (одиночном) водозаборе выходит тоже не дороже миллиона.
Прошу не воспринимать эту заметку как мой прайс-лист — в зависимости от формы сотрудничества мои услуги могут быть как существенно дешевле, так и немного дороже.

Отзыв на статью «Оценка запасов подземных вод в Москве и Московской области»

Уважаемый коллега поделился мыслями насчет сложностей оценки запасов подземных вод в Москве и Московской области. В статье кроме всего прочего озвучена следующая идея, с которой я хотел бы подискутировать:

Опыт гидрогеологических работ в трещиноватых породах Урала и Забайкалья показывает, что фильтрационные свойства в пределах локальных линейных зон тектонических нарушений может на порядок превосходить проницаемость вмещающего скального массива. Это означает, что, например, при откачке из скважины, пробуренной в слаботрещиноватом массиве понижение уровня в стволе скважины составит 50 м, в то время как в скважине, заложенной в пределах проницаемой зоны тектонического разлома понижение при том же дебите откачки составит только 5 м.

Таким образом, одним из возможных путей решения проблемы при заложении отдельной водозаборной скважины в районе интенсивной эксплуатации подземных горизонтов может стать целенаправленный поиск тектонических нарушений и заложение скважины в пределах тектонического разлома. С одной стороны, выполнение таких поисковых работ, безусловно, может сказаться на увеличении стоимости водозаборной скважины. С другой стороны при удачном размещении скважины в пределах проницаемой зоны тектонического разлома будут существенно увеличить объемы допустимой добычи подземных вод.

Идея в целом здравая, но есть одна проблема: толща карбоновых отложений на территории Москвы и области практически монолитна. Есть только одно более или менее крупное разрывное нарушение (идет оно от Зеленограда до Красногорска, потом огибает Москву по МКАДу с юга и уходит в Люберцы) и несколько второстепенных: в Одинцово, Подольске и Щелково.
Я не большой специалист в поиске и разведке месторождений подземных вод, и тем не менее, я уверен, что тектонический фактор не является определяющим на рассматриваемой территории. Хорошо, если повезет и ваше месторождение окажется вблизи одного из этих разломов, но рассчитывать на это — слишком смело, как мне кажется. Куда полезнее искать зоны повышенного карстообразования. Хотя и тут есть свои нюансы — эти зоны как правило приурочены к областям активного водообмена между карбоновыми водоносными горизонтами и грунтовыми водами, а следовательно возникает проблема качества воды.

Единая государственная картографическая основа г. Москвы, предоставляемая ГУП "Мосгоргеотрест".

Ух-ты, смотрите что на торрентах выложили. Там на первом этапе возникнет необходимость всосать файлы в формате mif в MapInfo. Если это делать в лоб, то можно сильно утомиться. Для решения этой проблемы существует удобный набор скриптов: BatchTools.

Формат: MapInfo, Access, Oracle, DWG, DGN, DXF
Описание: Единая государственная картографическая основа г. Москвы, предоставляемая ГУП "Мосгоргеотрест".
"В соответствии с пунктом 1.1 Постановления Правительства Москвы от 19.01.1999г. №24 "О внедрении Единой государственной картографической основы г.Москвы для решения задач управления городским хозяйством с использованием автоматизированных технологий" Мосгоргеотрест Москомархитектуры является единственной уполномоченной Правительством Москвы организацией по созданию и ведению Единой государственной картографической основы г. Москвы на базе данных цифровых топографических планов, карт и схем масштабного ряда 1:2000 - 1:25000, формируемой в Мосгоргеотресте в рамках Геофонда г. Москвы, и несет ответственность за достоверность и юридическую чистоту информации, содержащейся в Единой государственной картографической основе г. Москвы."

WEAP. Могучая штука. Кто-нибудь с ней работал? Как оно?

WEAP является компьютерной системой для интегрированного планирования водных ресурсов с оказания помощи квалифицированным специалистам. WEAP обладает выразительной, гибкой и дружественной средой управления водными ресурсами и анализа результатов. Все возрастающее число профессионалов находит WEAP полезным дополнением к их набору моделей, баз данных, электронных таблиц и другого компьютерных программного обеспечения. Этот обзор посвящен описанию: целей WEAP, подходов и структуре.

Премьера двух новых рубрик

Во-первых, это давно обещанный FAQ. Если честно, то я был приятно удивлен количеством фидбэка к моей писанине в этом блоге. Со мной спорят, мне советуют, но чаще спрашивают. В какой-то момент я понял, что некоторые вопросы от разных вопрошающих начинают повторяться. Дабы впредь не писать одно и то же по два раза, я решил собрать ответы на одной странице.
Во-вторых, сборник ссылок на всякие полезные штуки, которыми я делюсь в блоге. Просто для удобства — дабы все в одном месте лежало.

Обе рубрики доступны в панели навигации справа. Разумеется, со временем их содержание будет пополняться. Надеюсь — регулярно.

Обработка откачки-восстановления из одиночной скважины по схеме Тейса-Джейкоба

Вот, как и обещал, добавил обработку данных откачки-восстановления с использованием схемы Тейса-Джейкоба (однородный изолированный неограниченный пласт).
Скачать можно тут: pump_Theis_Jacob.7z

Мой метод не лишен недостатков, основным из которых является, что он дает большую ошибку, если среди исходных данных присутствуют сильно выпадающие из общего ряда значения. Их следует предварительно убрать из рассмотрения. Этот недостаток является прямым следствием достоинства этого метода — он почти полностью автоматический — от специалиста требуется только внести исходные данные и явно задать начало и конец линейного участка на графике S(lg t). Заодно мне удалось избежать классической ошибки, когда расчет углового коэффициента делается по фактическим данным из журнала откачки, а не из уравнения прямой, аппроксимирующей линейный участок графика.

О дружбе гидрогеологов и нефтяников

What can groundwater modelers learn from the oil industry? Начало серии заметок в блоге GroundwaterGo о расчетах многофазной фильтрации. Так сложилось, что наибольшим опытом в такого рода расчетах обладают нефтяники, поэтому гидрогеологу если уж и идти к кому-нибудь за помощью, так только к ним.

The real question that I want to ask is, what can hydrogeologists learn from the oil and gas industry? The energy industry has enviable financial resources and scientific energy. Over the next couple of blog posts I will explore the major trends that are emerging in hydrocarbon reservoir modeling.

Шаблон журнала откачки

Вот, решил поделиться «наработкой». Простая табличка в формате MS Excel. Без каких-либо расчетов (есть мыслишка адаптировать мериканские таблицы обработки откачек для наших реалий), а пока только шаблон для заполнения «в полях». Вроде удобно, сам проверял. pumping.7z

Продолжение истории про откачку

В общем, наблюдение за откачкой оказалось в большой степени пустой тратой времени. Однако, оставалась надежда, что получится хотя бы из восстановления выудить какую-нибудь информацию.
Надеждам не суждено было сбыться. Первые десять минут после отключения насоса уровень воды в скважине бодро рос, настолько бодро, что вырос выше  замера статического уровня до начала откачки. А затем взял и начал снижаться. Уверенно так, минут 30 падал, не меньше. Потом я плюнул на это дело и свернул удочку, т.е. уровнемер.
Насчет причин такого маразма. Очень жаль, что немногочисленные читатели блога не решились поделиться гипотезами. Расскажу тогда о своих и о настоящей причине. Пока шла откачка у меня было предположение, что я столкнулся с достаточно известным явлением, связанным с возникновением колебаний столба воды в стволе скважины. Я не помню точно в чем там суть, но однажды я с таким уже сталкивался — уровень при замерах гулял по синусоиде и если «повезет» замерить его на пиках, то можно умом двинуться, глядя на результаты. Потом на этом материале сын моего тогдашнего начальника диссер защитил (я не в обиде нисколько, просто факт констатирую — у меня была своя тема).
Однако, при восстановлении таких колебаний быть не может.
Опытные полевые гидрогеологи наверняка сразу догадались о причинах проблемы еще с первых строк моей прошлой публикации. Конечно же, дело в том, что водозабор действующий и слегка тугодумная операторша насосной станции периодически включала и отключала соседние скважины, когда у нее слегка падал уровень в накопителях. Хотя их объема  заведомо хватило бы на бесперебойное питание городской водопроводной сети в течении 4 часов вообще при полностью отключенных скважинах.
Хорошо, что сохранился журнал работы скважин, поэтому даже такой бестолковый опыт можно будет смоделировать численно.

О мистике

Волею судеб решил на какое-то время переквалифицироваться в управдомы полевые гидрогеологи. Нахожусь сейчас на границе тверской и новгородской областей и провожу откачки на довольно крупном действующем водозаборе. Две откачки из пяти пошли в целом без эксцессов, а вот сегодняшняя третья одарила сюрпризами. Первые 8 минут все было нормально — понижение на 4 метра, а к 10й минуте уровень поднялся на 10 см, в следующие два часа у меня было стойкое ощущение, что я слежу не за откачкой, а за восстановлением — уровень вместо понижения демонстрировал устойчивое поднятие. На третьем часу уровень снова «сходил» к понижению 4 м, но на четвертом и пятом опять поднялся примерно на 30 см. Завтра напишу продолжение истории: как прошло наблюдение за восстановлением, а так же расскажу почему был запорот опыт и какие у меня были гипотезы. А пока приглашаю читателей в комментарии — какие у вас мысли на этот счет.

Таблички для обработки и анализа откачек

Spreadsheets for the Analysis of Aquifer-Test and Slug-Test Data. И как я их раньше не замечал. Настоятельно рекомендую почитать сперва FAQ — сразу отвалится куча глупых вопросов.

И еще раз об осушенных блоках модели

Возвращаясь к напечатанному. Довольно типичная ситуация: «стена в грунте», внутри стены задан скважинный дренаж. Откачивающие скважины заданы как граничное условие второго рода. Запускаем расчет и получаем вот такую картину:

Такое впечатление, что из шести скважин работают только верхние две. Самое забавное, что так оно и есть, но в чем же дело?
Вот как вся эта ситуация это выглядит при итеративном расчете:

1. Работает скважина, снижается уровень воды.
2. Вдруг уровень стал ниже подошвы слоя — отключили ячейку со скважиной.
3. О, скважина исчезла (ячейка то с ней отключена) — уровень воды начинается повышаться.

А проблема в том, что отключенная из-за осушения ячейка не включится, а следовательно и скважина не заработает.
Как бороться с такой напастью. Да очень просто, почти все рецепты я уже описал в своей предыдущей записи на эту тему, к которым можно добавить еще один, а именно: задать скважины не расходом, а напором (понижением) — кстати, вовсе не обязательно использовать для этого первый род, можно попытаться учесть сопротивление прискважинной зоны и задать скважины третьим родом (пакетами General Head или даже лучше Drain). А расход скважин можно получить уже из Water Budget.

Новая работа

Немного неожиданно, в большой степени формально (впрочем, не без перспектив), но у меня теперь новая строчка в резюме: Ведущий гидрогеолог-эксперт в ФГУП «Геолэкпертиза».

Где искать гидрогеологов

Если вам нужен хороший гидрогеолог и вы готовы принять в штат человека с небольшим опытом, то основным критерием выбора сотрудника после личных качеств становится ВУЗ, который заканчивал соискатель. Я не могу говорить за все университеты, но про столичные ВУЗы у меня скопилась приличная статистика. В Москве более или менее приличных гидрогеологов есть шанс выпустить только у двух заведений: МГУ им М.В.Ломоносова и МГРИ. Из прочих геологических заведений столицы нынче выпускают студентов, верующих в «лозоходство». Буквально.
Если говорить за всю страну, то я слышал о хороших гидрогеологических школах в университетах Санкт-Петербурга и Новосибирска (аберрация памяти — не слышал я ничего про гидрогеологов из Новосибирска, а мой научный руководитель, хоть и заканчивал НГУ, но во-первых он не гидрогеолог, а во-вторых, то был математический факультет), но лично со специалистами недавних выпусков оттуда не знаком, к сожалению.
P.S.: Простите, если кого обидел - ничего личного. Более того, буду рад ошибаться. Кстати, эту заметку вполне можно считать моей рекомендацией - куда стоит идти учиться на гидрогеолога в столице.

How Rivers Work - The Role of Groundwater. Отличное общеобразовательное видео, в котором, что называется, на пальцах показана роль подземных вод в круговороте воды.

This video, produced by the UK Groundwater Forum, helps explain the important role that groundwater plays in the environment. The video shows the contribution groundwater makes to the flow in Britain’s rivers and in doing so provides some basic information on groundwater, subsurface dynamics and the hydrological cycle as a whole.