Вакансия полевого гидрогеолога

В последнее время все чаще возникает необходимость в проведении серьезных гидрогеологических работ в различных отдаленных краях страны. К сожалению, в настоящий момент (и в ближайшем будущем) у меня нет возможности уезжать от цивилизации на длительное время. Та же ситуация у большинства знакомых коллег — дети, работа и вот это всё здорово приклеивают к месту.

Обращаюсь к уважаемым читателям блога, если у вас есть желание, возможность и достаточно квалификации для работы в качестве полевого гидрогеолога, то напишите мне на water+blog@alick.ru.

Работа предстоит тяжелая, но интересная в суровых, но красивых местах: Чукотка, Норильск, Приморье, Камчатка и др. Задачи обычно довольно стандартные: проведение опытно-фильтрационных работ с целью оценки водопритоков в подземные выработки и поиска месторождений подземных вод.

Жду ваши резюме на почте.

ОФР и моделирование

Даже среди умудренных сединами гидрогеологов довольно популярно мнение, что все эти ваши откачки совершенно не нужны при создании модели. Типа все подберем при калибровке. Накидаем «от фонаря» граничных условий (особенно тех, которые 4 рода, т.е. границ с разными фильтрационными характеристиками) и получим идеальный «диагональный график».
Должен заметить, этот подход возник не сам собой и не от хорошей жизни. Когда изыскатели 90% откачек просто рисуют (о художественной ценности этих «произведений» поговорим как-нибудь потом) — тут уж действительно, уж лучше бы их действительно и вовсе не было. Более того, из оставшихся 10%: 5 — проведены или обработаны неграмотно, а 4 — просто неудачные в силу разных обстоятельств. Так и остается 1% нормально проведенных удачных откачек с правильной обработкой. Маловато, прямо скажем. А еще бы с лупой присмотреться на эти откачки, так и вовсе окажется, что они такие удачные потому, что их «рисовал» не инженер-камеральщик, а более или менее грамотный гидрогеолог.
Вот так и получается, что не нужны откачки при моделировании — только проблем лишних создают, т.к. вынуждают потом отдельно объяснять почему принятые при моделировании параметры не совпадают с данными ОФР. И ведь не скажешь, что «ввиду очевидной фиктивности исходных данных, внимание мы на них обращать не будем», как бы этого ни хотелось.
Совсем другое дело, когда и ОФР и моделирование делает один и тот же специалист-гидрогеолог. Тут даже неудачный опыт может дать толику информации. Правда, далеко не все моделисты хорошо разбираются в откачках (чего греха таить, я и сам такой), но уж хотя бы пусть посмотрят. Поэтому я никогда не отказываюсь от приглашения поприсутствовать на реально проводимых заказчиком ОФР.

Уже ничего не стесняются

Совсем народ стыд и совесть потерял. Ребята вообще не палятся.

Крупнейший оползень в Боливии

Учитесь программировать

На днях привалило мне «счастье» - 100 с гаком гигабайтов базы данных. Очень важных и очень интересных. Однако сразу всплыло несколько "но":

1. База создана в Borland Interbase 7.5.
2. Сами важные данные хранятся в виде BLOB-записей в графическом формате.

Сначала пришлось изрядно повозиться только для того, чтоб просто открыть базу, т.к. общедоступный Firebird этого формата не понимает. Потом выяснилось, что ни одна из популярных программ для работы с базами Interbase не умеет в пакетном режиме выуживать из оттуда BLOB-записи и сохранять их в виде файлов. Задача еще усложнялась тем, что мало выудить файл, надо еще его сохранить под правильным именем, которое хранится в отдельном столбце в таблице.
Делать нечего, пришлось экспортировать базу в формат SQLite. В принципе, на этом можно было бы и остановиться, SQLite вполне себе общеупотребимый и удобный формат, но опять проблемы:

1. BLOB-записи из Interbase почему-то сконвертировались в HEX-строки SQLite (хотя тоже в формате BLOB). Т.е. из бинарного вида они превратились в ASCII: "04В458A4C1...". Т.е. напрямую с этими данными работать не получится — придется извлекать, конвертировать в бинарный вид и уже после этого открывать в графическом редакторе. Либо, как вариант, можно пройтись по базе и перекодировать данные.
2. Сама идея хранить файлы в базе данных мне кажется сугубо порочной. Для файлов уже создана отличная база данных и называется она — файловая система.
3. Программы, которые я подобрал для извлечения BLOB-записей из SQLite, отлично работают на маленьких базах, но на больших либо денег просят, либо падают от недостатка памяти при экспорте >1000-й строки (а всего там их около 80 тысяч), а часто и то и другое.

Помог скрипт sqlite-blob-dumper.py. Пришлось его немного модифицировать (о слава тем далеким годам, когда я занимался программированием), чтобы имена экспортируемых файлов брались из базы, а не генерировались на основе номера строки, названия базы и столбца с данными и все заработало. Причем довольно быстро и без проблем с памятью.
Скрипт уже выгрузил 80% базы, когда я понял, что могу сэкономить еще одну итерацию: ведь файлы сохранялись все в том же HEX-виде и для перекодирования в бинарный вид я собирался использовать отдельную программу xxd.exe — хорошую, но медленную под Windows. Тормознул скрипт, модифицировал, добавив в него функцию перекодирования. Теперь файлы сразу сохраняются в нужном бинарном виде — существенная экономия времени и дискового пространства.

P.S.: Для особо прозорливых, кто догадался, что это за база: извините, не моё — не дам.

Халтурщики

Есть у меня один «любимый» заказчик, который из серии — «за копейку канарейку, чтоб басом пела». Ну очень любят на всем экономить. Сначала сэкономили на выборе участка строительства — строят в пойме реки. Потом сэкономили на изысканиях — выбрали таких изыскателей, что не особо утруждаясь нарисовали все без бурения «как попросили» проектировщики. На проект, думаю, тоже денег не много ушло — изыскания то были рисованы под самые простые проектные решения. Насчет строительства я не особо в курсе, но думаю, что и в этом они были верны себе.
Что в результате:

1. Дороги, отсыпанные местным грунтом, не держат строительную технику — грузовики уходят под грунт по самую крышу.
2. Уже построенные корпуса покосились через полгода после окончания строительства.
3. Строят рядом два новых здания: одно с осушением котлована иглофильтрами, другое со «стеной в грунте» из бетона. И тут беда: почему-то бетона на заливку буросекущих свай «стены в грунте» уходит на треть больше. Причем они скорее поверят в барабашку, который ворует под землей бетон, чем в суффозию.

И это они еще через экватор строительства не перевалили. А кто-то еще потом в этих домах квартиры купит. Бр-р.

Зоны подтопления

В последнее время ко мне в почту часто приходят вопросы по поводу федеральной программы по определению зон затопления и подтопления. В крайне невнятном ТЗ от государственного заказчика часто прямым текстом бывает указано, что зоны подтопления определяются на основе архивных данных изысканий. Исполнитель несет отчет в экспертизу и получает логичное замечание о необходимости проведения режимных наблюдений. В особо тяжелых случаях требуют годовой ряд наблюдений, хотя формально можно ограничиться периодом проявления процесса (СП 11-105-97).
В принципе, зоны подтопления можно нарисовать и вовсе без режимных наблюдений — основываясь на параметрах, полученных при откачках. Для этого есть формулы Каменского и Форхгеймера, а можно и вовсе модель сделать. Однако, именно режимные наблюдения есть прямой метод по изучению процесса подтопления и поэтому крайне желательно применять именно их.

Дайджест ссылок

Geology of Britain. Интерактивная геологическая карта Британии. Круто сделано. У нас, кстати, тоже есть нечто подобное, но масштаб помельче.

What is the relevance of confined / unconfined aquifer type on groundwater flow? Любопытная статья о напорных и безнапорных горизонтах и как их моделировать.

Maybe confined or unconfined aquifer are terms that would sound familiar from your first hydrogeology class, however it´s a simple definition about the location of the hydraulic head over the vertical limits of your aquifer. It might be that you have employed those terms in different reports, or maybe you have seen this aquifer classification on some environmental impact assessments or geological reports, but which is the relevance of this classification on the groundwater flow? This article talks about the comparison of the the confined / unconfined aquifer condition based on numerical modeling with some discussion about the convertible character of the aquifer.

The limits of modelling: knowing we don’t know. Коротенькая, но очень правильная статья о том, как ошибки в концептуальной модели приводят к неверным прогнозным решениям. Там очень занятная мысль есть: попытка восстановить на модели реальную (гидро)геологическую среду по данным бурения — это все-равно, что нарисовать человека, видя только его палец.

Modelling the impact of mine developments on groundwater is critical for protecting ecosystems and agriculture, but it can go astray if we don’t recognise that all models lack certainty.

Australian groundwater modelling guidelines. В статье выше нашел эту ссылку (там еще несколько есть, кстати). Молодцы австралийцы — заботятся о коллегах-гидрогеологах. Такие шикарные руководства по моделированию пишут.

This paper is part of a series of works commissioned by the National Water Commission on key water issues. This work has been undertaken by Sinclair Knight Merz and the National Centre for Groundwater Research and Training on behalf of the National Water Commission.

Хозяйке на заметку

Когда заказчик зовет вас в экспертизу снимать замечания эксперта к вашему отчету — сперва убедитесь, что эксперт ваш отчет вообще видел. Иначе рискуете попасть в не самую приятную ситуацию.

Главгосэкспертиза

Решил рассказать о случившемся со мной недавно очередном разочаровании в людях.
Довелось мне считать прогноз влияния расширяющейся свалки на подземные воды. Глянул я на геологическую карту и ахнул: в 200 м ниже по потоку зияет конкретная такая дыра в водоупоре, а ниже залегает ни много ни мало — основной водоносный горизонт, эксплуатируемый для водоснабжения в не самом маленьком регионе нашей страны. Я как честный специалист все это дело задал на модели и получил закономерный результат: как вы свалку ни изолируйте, но загрязнение в горизонт через 10 лет попадет — к гадалке не ходи. Хорошо изоляцию сделаете (кто в теме, тем уже смешно) — меньше придет, да и только. Соответственно и выводы сделал: свалку не расширять надо, а убирать отсюда подобру-поздорову, и автограф свой честный поставил.
Что самое удивительное: именно в таком виде и с такими выводами мой отчет пошел в «Главгосэкспертизу». Честно скажу: не ожидал такой смелости от заказчика.
А вот от экспертизы я получил совершенно убийственные замечания. Дословно не помню, но смысл примерно такой: наличие окна водоупоре не подтверждено данными бурения (ну правильно, оно далеко за пределами площадки изысканий), а карты ваши — филькина грамота и никакого к ним доверия. Поэтому либо бурите там скважину (ага, кто нам разрешит), либо убирайте окно из расчетов и пишите положительные выводы.

Как бороться с осушенными ячейками

Я уже писал когда-то на эту тему. Пришло время немного обновить советы.
Модельные ячейки осушаются в том случае, когда уровень воды в безнапорной ячейке на каком-то из этапов расчета оказывается ниже её подошвы. В ряде случаев, это абсолютно нормальное явление, хотя по-возможности лучше этого избегать, но в большинстве ситуаций — такое поведение модели является результатом ошибки. Если площадные размеры модельной ячейки сильно превышают ее мощность, а градиент фильтрационного потока очень большой — с большой степени вероятности ячейка осушится. Когда подошва слоя активно «ныряет» вниз и «взлетает» вверх — тоже жди неприятностей.
Несколько способов борьбы с этим явлением:

1. Смириться. В ряде случаев, как я уже говорил, осушение — это вполне ожидаемая модельная картина, но сразу предупрежу: делать потом на такой модели прогнозные расчеты будет очень сложно, если вообще возможно. 
2. Дополнительно дискретизировать модельную сетку на проблемных участках. Способ очевидный, однако он не всегда помогает, а если и помогает, то увеличивает время счета, что критично при многовариантных расчетах или при использовании модулей автоматического подбора параметров типа PEST. 
3. Использовать опцию повторного обводнения (rewetting). Такая опция стала доступна в MODFLOW-2000/2005, однако будьте готовы к проблемам со сходимостью. Кроме того, скорость расчета после включения этого режима падает чуть ли не на порядок. 
4. Воспользоваться MODFLOW-NWT. Этот алгоритм был специально разработан для борьбы с нежелательным осушением ячеек. Работает в целом хорошо, стабильно и сравнительно быстро, но иногда излишне «сопротивляется» этому самому осушению, как-бы «размазывая» УГВ тонким слоем по подошве слоя.

MT3DMS и испарение

Удивительная штука: оказывается, MT3DMS (геомиграционная модель) «испаряет» воду вместе с растворенными солями. Неприятное открытие, надо иметь в виду.

Модуль для моделирования MODFLOW для qGIS

Благодаря записи An overview of Freewat, the new MODFLOW interfase in QGIS в гидрогеологическом блоге Hatari labs узнал о существовании такой замечательной штуке, как Freewat, а это ни много ни мало — целый препроцессор для создания и визуализации моделей MODFLOW-2005, MODFLOW-NWT, MODFLOW-OWHM, MODPATH, MT3DMS, MT3D-USGS, MODPATH, SEAWAT, UCODE-2014 в мощнейшем ГИС-комплексе qGIS.
И что самое главное: что qGIS, что Freewat — свободное программное обеспечение, распространяемое бесплатно.
Кстати о qGIS, я буквально недавно практически пинками заставил себя изучить базовую функциональность этого комплекса и остался весьма впечатлен. Он немного глючный (но не более, чем тот-же MapInfo, впрочем), но возможности у него просто безграничны. После перевода своего workflow под этот ГИС я уменьшил сроки подготовки графического материала для отчетов примерно в два раза. И это с учетом того, что я и 10% возможностей не изучил и процесс подготовки карт для отчета сопровождался отладкой этого workflow (т.е. последующие проекты будут готовиться еще процентов на 30 быстрее). В общем, рекомендую всеми руками и ногами.

Предварительные расчеты

Хочу дать очень полезный совет, а скорее сделать самому зарубку на память. Всеми силами избегайте выдачи заказчику любых предварительных результатов расчетов. Особенно в виде полноценного отчета. Особенно при отсутствии соответствующего пункта в ТЗ (разумеется, вставлять его в ТЗ — ошибка). Особенно, если расчеты основываются на слабом факт-мате.

Материалы для моделирования

Вопрос, который часто задают заказчики: какие материалы необходимы для создания модели по оценке воздействия здания на подземные воды и определения величины водопритоков в котлован?
Отвечаю:

1. Проектные решения, связанные с воздействием на подземные воды
2. Топоснова
3. Разрезы
4. Данные опытно-фильтрационных работ
5. Данные изысканий на сопредельных территориях (фондовые, как правило)
6. Отчет по инженерно-геологическим изысканиям
7. Колонки скважин

Наличие первых трех пунктов — критично. Остальные пункты указаны в порядке уменьшения важности.

Признание

Попал мне в руки один отчет, написанный коллегой, посвященный борьбе с распространением загрязнения от одной из многочисленных подмосковных свалок ТБО. Отчет в целом неплохой, хотя есть корявые моменты в схематизации и проблемы с четкость формулировок, но вот что бросилось в глаза: структура отчета и текст почти всех глав очень похожи на мои «творения». Одна глава так и вовсе слово в слово списана с моей.
Подозреваю, что кто-то где-то использует мои отчеты в качестве примера. Скорее всего при обучении специалистов, либо в экспертизе показывают «как надо».
Приятно, черт возьми. И да, хоть я и не против такого использования своих наработок, но не уверен, что со мной согласятся мои заказчики, являющиеся фактическими владельцам всех прав (кроме авторских, разумеется) на эти, с позволения сказать, произведения.

Гидрогеологический дайджест

• Нормативные документы: откачка воды из скважины. Шикарная библиотека. Практически, все что нужно.
• 10 reasons why a hydrogeologist should know MODFLOW. Если вы гидрогеолог и все еще сомневаетесь: стоит ли изучать MODFLOW, то вот вам 10 причин это сделать.
• Guidelines for Groundwater Modelling to Assess Impacts of Proposed Natural Resource DevelopmentActivities. Внушительное руководство по моделированию в горной гидрогеологии. 
• On model complexity in Geotechnical Engineering. Статья об избыточном усложнении геотехнических моделей. Вполне актуальна и для гидрогеологических расчетов.
• FieldMove Clino. Любопытное приложение для Android — что-то типа усовершенствованного геологического компаса. Довольно удобная штука, должно быть. Вот только сенсоры ориентации не у всех смартфонов работают на достаточном уровне.
• Законное использование водозаборных скважин. Часть I. Как и у кого получить разрешение. Часть II. Согласование с Роспотребнадзором. Часть III. Получение лицензии на скважину. Наворотили бюрократии наши законотворцы, продыху нет.

Расчет-недорасчет

Заметка уже не актуальна.
Бывает так, что нормативная база входит в противоречие со здравым смыслом. Скажем больше, в отдельных областях хозяйственной деятельности такое положение вещей является скорее нормой, чем исключением. В нашем случае такое тоже случается. К примеру, по московским нормативам, если подземная часть проектируемого здания будет заглублена более чем на 10 метров от поверхности земли, то для такого здания надо делать расчет влияния на грунтовые воды. Даже если вода залегает на 25 метрах и даже в страшном сне не поднимается до отметок, сопоставимых с дном котлована. А «гидропрогноз» делать надо, никуда не денешься, иначе экспертизу не пройдешь. Что делать?
Что делать, что делать. Выкручиваться. Естественный уровень грунтовых вод в течение года «гуляет» вверх-вниз с амплитудой примерно в 1-2 метра. Соответственно, если от дна котлована до УГВ меньше метра, то можно посчитать прогноз для повышенных (паводковых) уровней подземных вод, задав повышенную инфильтрацию, к примеру. Котлован естественно затопит, с чем мы доблестно будем бороться методами открытого водоотлива и даже будем знать примерную величину водопритока. Ерунда, конечно, но формально требования законодательства мы выполнили.
Однако бывает так, что никакими сезонными колебаниями не заставишь подземные воды затопить котлован. В этом случае я даю прогнозную картинку с «паводковыми» уровнями, показываю на ней, что даже в случае ужасного паводка котлован останется сухим. Далее для наукообразия делаю простой расчет: Δω=ω∙S, где: ω — величина инфильтрации, а S — площадь здания, ну а Δω, соответственно, — величина дефицита инфильтрации, возникающего в результате строительства. Халтура, но опять же, формально влияние здания на подземные воды учтено.

Основание для «стены в грунте»

Как я уже писал ранее, т.н. «стена в грунте» — далеко не всегда оказывается надежной преградой для фильтрации грунтовых вод в котлован. Тогда я отмечал качество строительных работ. Однако, это не единственная проблема при использовании этого метода защиты от подтопления.
Бывает так, что не только строители оказываются виноваты в возникновении бассейна на том месте, где ожидается подземный гараж. Весьма распространенная ошибка гидрогеолога-модельера заключается в неправильном выборе грунта основания для проектируемой «стены в грунте». Стена, заглубленная на метр-полтора в суглинки или супеси, не защитит котлован от подземных вод. Поток «ныряет» под стену и благополучно разгружается восходящей фильтрацией внутри периметра. В то же время, инженерную задачу укрепления стен котлована такая стена решает в полной мере.
Особенно коварны в этом плане широко распространенные в Москве отложения волжского яруса верхней юры (J₃v), представленные суглинками и глинами с частыми прослоями водонасыщенных песков. Практически всегда эти отложения подстилаются глинами оксфордского яруса (J₃ox). Коллеги часто допускают ошибку, задавая в качестве нижней (непроницаемой) границы модели волжские суглинки. При калибровке модели эта ошибка практически никогда не всплывает, т.к. вклад этого «горизонта» в плановую фильтрацию практически незаметен. Затем гидрогеолог без тени сомнения задает на модели стену в грунте до кровли волжских отложений, постулируя их непроницаемость. Но суглинки может и были непроницаемые при типичных градиентах плановой фильтрации в 0,005, но когда градиент достигает величины 5 и более, тут кто угодно «зафильтрует». Если мы хотим с помощью «стены в грунте» защититься от подземных вод, то «ставить» её надо только на мощные водоупорные отложения (региональный водоупор из оксфордских глин - хороший кандидат), заглубляясь туда на несколько метров, увеличивая путь обходной фильтрации.
Последнее слово всегда остается за проектировщиками и строителями, но уже на этапе изысканий (а гидрогеологические прогнозы делаются именно на этом этапе) должно быть четко отмечено: «стена в грунте» на суглинках - плохая преграда для подземных вод. И если проектировщик выбирает именно такую конструкцию, то он сразу должен проектировать и дренаж (кольцевой, а лучше пластовый), если не хочет бассейна на месте котлована. Я в своих отчетах этот момент всегда подчеркиваю, чтоб потом ни у кого не возникало желания повесить на меня всех собак — типа не предупредил, не сказал, что стена не стена и т.п.

Гидрогеологические исследования в местах развития ММП

Волею судеб занесло меня на месяц на Чукотку. Собственно говоря, я пока отсюда не уехал — пишу практически «из горящего танка». Занимаюсь оценкой гидрогеологических условий на будущем большом карьере (точнее не скажу, т.к. «коммерческая тайна»). Основных сложностей две:

1. За работу взялись очень поздно — предварительная программа работ была готова только в апреле, когда зимник, по которому сюда можно привезти серьезное оборудование, уже растаял.
2. Рудоносный массив пород, по всей видимости, характеризуется крайне низкой водопроницаемостью — простейшая прокачка желонированием привела к полному осушению скважины, а восстановление уровня по предварительным прикидкам займет больше месяца.

Ежедневно приходится придумывать новые способы оптимизации процесса изысканий, чтоб и опыт представительный сделать, и буровиков поскорее на следующую скважину перевести, дабы простоев не было. Очевидно, что в условиях отсутствия должного оборудования (в частности, лебедки и компрессора для эрлифта), такая оптимизация становится весьма творческой задачей.
Но не подумайте, что я жалуюсь. О таком поле я давно мечтал и знал на что иду.

О разделении труда

На днях пришло письмо от проектировщика ВК (водоснабжение и канализация) с просьбой помочь в расчете водопритока к дренажу с «верховодки». У человека явно серьезные проблемы с понятийным аппаратом (не потому что дурак, а потому что не учат у нас проектировщиков гидрогеологии, и правильно делают), но надо формулу найти и надо как-то ее применить. Нашли формулу, но из формулы стало ясно, что ничего не ясно — водоприток то с «верховодки» целиком и полностью определяется формой и размерами линзы водоупора, на котором образовалась эта «верховодка». Отсюда возникает необходимость в дополнительных инженерно-геологических изысканиях. В общем, все грустно.
И вот так оно везде. Для меня навсегда останется загадкой: почему проектировщиков регулярно заставляют заниматься гидрогеологическими расчетами, тогда как гидрогеологов довольно редко просят что-то проектировать. Хотя и такое случается, особенно в области лицензирования месторождений подземных вод. С довольно закономерным результатом, надо заметить. Уверен, что любой настоящий проектировщик будет со слезами от смеха смотреть на все эти «писульки», что называются у нас «проектом» водозабора или разработки месторождения.

Обновления FAQ

Вопрос #14:
Для моделирования работы деталей элементов мелиоративных систем мне понадобится существенно сгущать сетку и тут есть ограничения на на размеры соседних ячеек. В текстах про Visual MODFLOW вычитал, что не более чем 1,5 раза и соотношение сторон ячейки не более чем 1:10. В некоторых примерах сетки видел нарушения этих ограничений, может не такое строгое оно?

Ответ:
Это ограничение не строгое. Это рекомендованное соотношение, которое можно нарушать (если честно, у меня нет ни одной реальной модели, где бы оно не было нарушено). Важно понимать, что в этих зонах часто не очень правдоподобно рисуются гидроизогипсы и могут быть ошибки при определении уровня в ячейках или скважинах. Т.е. в тех зонах, где для нас критична точность решения и рядом с существенными границами (особенно, где предполагаются существенные градиенты потока), сетку желательно дробить плавно.

Вопрос #15:
Где можно раздобыть примеры решения задач на Modflow для самостоятельного обучения моделированию?

Ответ:
В составе программного комплекса Processing Modflow (где скачать — см. выше) есть примеры и пошаговое руководство по созданию модели. Что насчет моих собственных примеров, то тут все довольно сложно. Специального набора примеров у меня нет, а «рабочие» модели либо слишком сложны, либо являются коммерческой тайной моих заказчиков, а часто и то и другое.

Граничное условие I-рода

Что такое граничное условие I-рода применительно к геофильтрационной схематизации — это граница с заданной на ней функцией изменения напора во времени H(t). В частном случае, когда напор постоянен и неизменен H(t)=const (если расчет ведется «в понижениях», то на такой границе понижение dH(t) = 0).
В природе границ I-рода не бывает. Вообще никогда. II-рода, кстати, тоже. Есть только III-род (т.е. граница с заданной на ней зависимостью расхода от напора Q=(Hг-H)/С), а все остальные граничные условия — это лишь частные случаи и упрощения. Ноги у этих упрощений растут из тех времен, когда расчеты велись с помощью аналитических формул. Конечно, третий род тоже считался аналитически, но вспомните как усложняются расчеты, когда возникает сопротивление на границе, а если оно нелинейно, то тогда вообще «тушите свет». Для академических упражнений в математике это может и семечки, но когда дело доходит до практики — не до изысков.
С появлением численных методов дело существенно упростилось, но все-равно исследователи продолжали по-возможности упрощать третий род до второго или первого, поскольку это позволяло иногда довольно существенно ускорить расчет.
Современный инструментарий гидрогеолога-модельера позволяет вовсе не использовать границы первого рода (со вторым чуть сложнее) — General Head Boundary с высоким значением проницаемости (Conductance) в принципе ничем не отличается от границы с заданным напором, а в случае чего — эту Conductance можно и скорректировать (только не забудьте это обосновать).

Гидрогеологический дайджест

Depletion of Central Valley's groundwater may be causing earthquakes. Снижение уровня подземных вод может служить причиной землетрясений. И наоборот, кстати.

For years, scientists have wondered about the forces that keep pushing up California's mighty Sierra Nevada and Coast Ranges, causing an increase in the number of earthquakes in one part of Central California.

Можно ли использовать воду из скважины в коттеджном поселке для питья? Добротная порция «страшилок» от уважаемого коллеги из Питера. Жаль, что в статье не приведена статистика о том, сколько коттеджных поселков водоснабжаются из нелегальных скважин. Подозреваю, что эта цифирь должна вселять железобетонную уверенность в завтрашнем дне у специалистов, занимающихся оценкой запасов подземных вод — без работы они точно не останутся. Разумеется, если у нас вдруг законодательство не изменится.

В соответствии с действующим законодательством, эксплуатирующая организация должна самостоятельно подавать отчетность об объемах добычи подземных вод, положении уровней в питьевом водоносном горизонте и качестве подземных вод в контролирующие органы. Однако, если управляющая организация не получила лицензию на право добычи подземных вод, надзорные органы могут не подозревать о существовании водозаборной скважины в том или ином коттеджном поселке.
То есть, подобного рода скважины используются нелегально, без лицензии, что при проведении плановой проверки сотрудниками Роспотребнадзора или Росприроднадзора может повлечь за собой штраф до 1 миллиона рублей (статья 7.3 КОАП РФ) или полный запрет на эксплуатацию скважины и требование об ее ликвидации.

MOD16 for actual evapotranspiration measurement. Карта величины эвапотранспирации, полученных со спутниковых датчиков. Карты лежат на ftp-сервере в форматах GeoTIFF и hdf (т.е. легко подгружается в любой более или менее современных GIS-пакет).

This project is part of NASA/EOS project to estimate global terrestrial evapotranspiration from earth land surface by using satellite remote sensing data. MOD16 global evapotranspiration product can be used to calculate regional water and energy balance, soil water status; hence, it provides key information for water resource management.

Australian groundwater modelling guidelines. Кратенькое (всего-то 200 страниц) руководство по гидрогеологическому моделированию из далекой Австралии. Очень толковое, должен заметить: мне особенно понравились советы по построению диаграммы сопоставления наблюденных и расчетных значений — узнал несколько полезных приемов.

Groundwater models are computational methods that simulate the profile of an underground water system. They have proven to be useful tools to provide insight into complex water system behaviour; to address a range of groundwater problems; and to support decision-making processes.

Решение обратных задач с помощью Visual Modflow

На днях со мной связался автор одной очень любопытной программы, предназначенной для автоматизации решения обратной задачи геофильтрации с помощью Visual Modflow. С любезного согласия автора я выложил саму программу и её описание у себя на соответствующей странице (она всегда доступна в меню справа).

От себя добавлю, что лично мне кажется такой подход к решению ОЗ не отличается «физичностью» результата. Да, в результате получается очень похожая на фактическую модельная карта гидроизогипс, но это крайне редко бывает самоцелью. Считать какие-либо прогнозы на такой модели следует крайне осторожно. Тем не менее, в качестве первого приближения к решению обратной задачи такой подход имеет все права на существование.

Гидрогеологический дайджест

Прошу прощения за долгое молчание. Дел навалилось — не почать и край.

Уникальные геологические объекты России. Интересный ресурс для любителей побродить по геологическим достопримечательностям родного края.

Здесь представлена информация о геологических достопримечательностях России: сейчас в системе более 2600 уникальных геологических объектов (геологических памятников природы) и около 3800 стратиграфических объектов, т.е. стратотипов (типовых разрезов) и опорных стратиграфических разрезов.

Хочу представить интересный гидрогеологический блог: Gidahatari. Насколько я понял, это корпоративный блог перуанской фирмы, занимающейся гидрогеологическими работами. Вот, примеры последних записей:

• How to do a groundwater flow model with your company logo. Как сделать геофильтрационную модель с логотипом вашей фирмы. Не бином Ньютона, но результат вполне симпатичный — сойдет для украшения презентации.
• Feflow or Modflow? A recurrent question. А вот это уже более серьезная тема. Кстати, а в нашей стране есть гидрогеологи, активно использующие Feflow?

О том, почему у нас аквапарки разваливаются

Вот такое письмо пришлось некогда писать после участия в совещании на объекте строительства, для которого я имел удовольствие считать гидрогеологический прогноз.
Само письмо под катом, а кому лень читать и разбираться, опишу в двух словах фабулу.
Был проект большого комплекса зданий с многоуровневой подземной автостоянкой. Подземная часть этой огромины благополучно перекрывала поток двух водоносных горизонтов - надморенного (безнапорного, грунтового) и напорного межморенного. Был выполнен вполне качественный проект, предусматривающий сооружение «стены в грунте» в качестве ограждения котлована и защиты фундамента от подтопления.
По финансовым соображениям застройщик отказался от многоуровневой автостоянки, оставив только один подземный этаж. Проекта водопонижения с учетом изменений, разумеется, никто не составлял — понадеялись на строителей. Последние оказались редкостными халтурщиками: решили ограничиться открытым водоотливом (это в песках, с водоносным горизонтом с уровнем воды на 4 м выше дна котлована), отказались от стены в грунте (ну, это ладно, вполне логично), но не сделали даже шпунтового ограждения котлована. Разумеется, как это и бывает при открытом водоотливе в дисперсных грунтах, имеет место жуткая суффозия. И что характерно — в трех метрах от котлована проходит городская теплотрасса и если суффозию не остановить, то строители рискуют получить фонтан горячей воды в котловане. Но строители оказались смелыми ребятами — на совершенно разумные замечания о необходимости нормального строительного (и желательно эксплуатационного) водопонижения, они ответили, что им все пох..й (пардон, прямая речь) и им ничего не страшно.
Кажется, теперь я понимаю, почему в нашей стране такая фигня во всем творится. Конечно, все халтурят по мере сил: и изыскатели, и проектировщики, и даже эксперты, но все надеятся на добросовестность строителя — уж он то на месте разберется и сделает по-уму. Не сделает, увы. И будет упорствовать в своем нежелании сделать работу хорошо. Нет,  даже не хорошо — просто нормально, чтоб дом не рухнул через 5 лет после сдачи. Куда там. После нас — хоть потоп.

P.S.: Справедливости ради стоит отметить, что по результатам состоявшегося совещания и написанных гневных писем (не только и не столько моих), строители таки сделали шпунтовую завесу и нормальное водопонижение.

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.

Оценка запасов подземных вод: особенности отечественного наебизнеса

Вот такая история приключилась со мной пару лет назад:

1. Есть Недропользователь с небольшим групповым водозабором, расположенным аккурат между двух столиц.
2. Росприроднадзор штрафует недропользователя за отсутствие оценки запасов подземных вод — обязательного требования лицензии на недропользование.
3. Есть некая фирма - «М.-Н.», связанная с областным руководством Росприроднадзора, которую те настоятельно (весьма настоятельно) навязывают Недропользователю в качестве исполнителя оценки запасов.
4. Договор между Недропользователем и фирмой заключен, аванс оплачен.
5. За месяц до окончания сроков по договору «М.-Н.» внезапно начинает искать фактического исполнителя для оценки запасов. С трудом, но находит.
6. Худо-бедно, но конечным исполнителем работа исполняется (проведены откачки, обследования водозабора, написан и оформлен отчет).
7. Работу осталось просто донести до комиссии по оценке запасов и защитить.
8. Руководство фирмы «М.-Н.», основательно переругавшись с заказчиками и Роспотребнадзором, исчезает и лишь периодически отвечает на телефонные звонки.
9. Недропользователь начинает сильно нервничать и искать хоть кого-нибудь, кто согласится донести отчет до экспертизы. Фактический исполнитель и рад бы помочь, да не хочет оказаться крайним в споре между «М.-Н.», заказчиком, Роспотребнадзором и прочими влиятельными лицами, поэтому ждет официального расторжения старого договора.
10. Оказывается, разорвать договор со скрывающимся исполнителем по нашему законодательству — невозможно. Даже в судебном порядке.
11. Недропользователь с ужасом ждет очередной комиссии Роспотребнадзора и очередного штрафа за
    невыполнение условий лицензии.
12. На свой страх и риск, фактический исполнитель относит отчет в ТКЗ, где выясняется, что фирма «М.-Н.» умудрилась так «окучить» не менее десятка доверчивых клиентов.

ТКЗ и «консультации» экспертов

В контексте обсуждения с представителем ТКЗ моего отчета о подсчете запасов услышал любопытное предложение: «отчет у вас плохой, поэтому мы назначим вам консультантов (платных разумеется), которые помогут довести отчет до ума». «По счастливому стечению обстоятельств», консультантами являются — эксперты, которые будут непосредственно экспертировать мой отчет.
Любопытно, это они так пытаются за деньги продать бесплатную ранее услугу, когда эксперт заранее сообщает автору возникшие у него замечания? А эксперты об этом знают? Я с одним общался — он ни сном, ни духом (к вопросу о консультациях, кстати, — мне в общем-то есть у кого получить дельные советы). Если же это была завуалированная взятка, то смущает полное отсутствие каких-либо гарантий — типа консультации консультациями, но отчет мы можем и завернуть.
Теперь дилемма: платить или не платить.

О сметах на гидрогеологическое моделирование и метро

В Москве гидрогеологические прогнозы, выполняемые по госзаказу, должны осмечиваться на основе «Методики определения стоимости работ по экологическому сопровождению проектно-инвестиционнй деятельности, осуществляемых с привлечением средств бюджета города Москвы. МРР-3.2.43.03-09» (раздел 2.8 «Прогноз изменения гидрогеологического режима территории»). Замечательная методика, должен заменить. «Замечательность» эта заключается в том, сумму по смете можно получить абсолютно любую. Сравните три сметы по одному и тому же объекту: на 150, 300 и 600 т.р.. Здорово, правда? Единственным значимым параметром является размер расчетной ячейки, который можно задать практически любым. В разумных пределах, конечно, — ячейку размером в 0,1 мм не сделаешь, но сетки с шагом 1 м или 3 м чисто интуитивно выглядят одинаково логично. А вот сумма по смете получается совсем разная.
Недавно одна фирма (какая, мне не известно) согласно этой методике посчитала смету на гидрогеологический прогноз влияния тоннеля метро на подземные воды на сумму что-то около 15 млн. рублей. Заказчику от города такой расклад очень не понравился, посему (выдам небольшую «военную тайну») было решено методику немного скорректировать.
В одном из вариантов предлагается оставить старую методику практически без изменений, добавив сноску о том, что количество блоков должно быть обосновано специалистом-гидрогеологом. Еще есть предложение считать смету по трудозатратам. Первый вариант лично мне нравится больше (хотя мне не совсем понятно, как обосновать размер ячейки так, чтоб другой специалист-гидрогеолог при желании не смог докопаться), но какой в итоге будет утвержден — пока не известно.

Новости нашего городка

Уже несколько знакомых организаций, осуществляющих инженерно-геологические изыскания, получили замечания из МГЭ на отчеты по теплотрассам, в которых отмечалось отсутствие гидрогеологического прогноза влияния на подземные воды прокладки теплотрассы открытым способом. Т.е. раз у вас УГВ на 1 м выше дна траншеи, то вы будете вынуждены откачивать из нее воду, а значит ваша траншея — не что иное, как дренажная канава. Пусть и временная. Надо считать прогноз влияния и оценивать водопритоки. Напомню, еще пару лет назад под теплотрассы даже изысканий не делали — обходились «справками о геологическом строении» из МОСГОРГЕОТРЕСТа весьма характерного качества.
Вот такие пироги. «Совсем озверел Черный Абдулла — ни своих, ни чужих не жалеет»!
Впрочем оно понятно, откуда ветер дует. С тех пор, как город Батуринск был переименован в Собянинск, в нем практически прекратилось масштабное строительство жилых домов и офисных зданий с подземными автостоянками, а это был большой такой ломоть пирога для изыскателей. Поскольку в экспертизе сидят они же (причем вовсе не рядовые сотрудники, а как минимум главные геологи или даже владельцы фирм), то они спешно нашли другую дойную корову — и ею оказались теплотрассы и прочие подземные коммуникации. Постепенно их выжимают досуха. Еще немало работы приносит строительство метро, но это отдельная песня — о ней как-нибудь потом расскажу.
Так что, господа коллеги-гидрогеологи, пора учиться понимать продольные профили подземных коммуникаций — то еще веселье, скажу я вам. Со всеми ихними колодцами и пикетами.

Откачки в рамках инженерно-геологических изысканий

Эксперт из одной негосударственной экспертизы результатов инженерно-геологических изысканий написал интересное замечание: оказывается, при проведении опытно-фильтрационных работ при инженерно-геологических изысканиях необходимо многократно отобрать пробы воды на химический анализ (3 пробы на каждую откачку).
В существующих СНиПах я такой нормы не встречал (может плохо смотрел), но идея мне нравится. Однако, что делать изыскателям, которые эти пробы взять не догадались — я не представляю.

P.S.: Вот что гласит СНиП 11-02-96 (СП 47.13330.2012):

6.3.18 Гидрогеологические исследования следует выполнять в комплексе с другими видами инженерно-геологических работ. При планировании и выполнении гидрогеологических исследований следует учитывать требования СП 22.13330 в части состава необходимой гидрогеологической информации.
...
В процессе проведения откачек выполняют гидрохимическое опробование скважин. Число отбираемых проб в ходе откачек определяется задачами исследований и продолжительностью откачки. В простых инженерно-геологических и гидрохимических условиях следует отбирать не менее трех проб воды на стандартный химический анализ. Число отбираемых проб в сложных гидрохимических условиях определяется в программе выполнения инженерно-геологических изысканий с их корректировкой в процессе выполнения полевых работ.

Из написанного не совсем очевидно — три пробы всего или на каждую откачку, но с некоторой натяжкой можно признать, что эксперт таки прав.
У государственных экспертов были помягче требования — им было достаточно трех проб на каждый горизонт.

Новости законодательства: СП ХХ.13330.2012

Готовится актуализация СНиП 22-02-2003 — СП ХХ.13330.2012: Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов.
Весьма любопытно, как этот документ согласуется с недавно утвежденным СП 116.13330.2012 — из того, что я заметил, документы разумееется похожие, но различия есть. Под катом та часть документа, которая относится к защите от подтопления подземными водами.

Список документов для экспертизы в ТКЗ отчета по оценке запасов подземных вод

На сайте соответствующего департамента я этой информации не нашел — пришлось звонить и только через третий звонок удалось выйти на человека, который знает.

1. Отчет — 3 экз.
2. Авторская справка — 6 экз (можно принести потом).
3. Регистрационная карта — 3 экз.
4. Платежное поручение — копия.
5. Сопроводительное письмо — 2 экз.

Кошмар

.
Говорят, это МГРИ-РГГРУ висит. Пропал калабуховский дом.

Сертификат для Modflow дубль два

К моей давнишней записи появилось существенное дополнение.
На сайте сертификационного центра выложен список сертифицированных программ: 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. Хотя бы по этому вопросу.

Гидрогеологический дайджест

• Water Pollution. Сборник статей на тему загрязнения воды.
• GB3D — 3D geological model for Great Britain. Британцы просто монстры какие-то. Обратите внимание на общедоступную базу колонок разведочных скважин. Жутко завидую.

Москва-река - карта фарватера, глубин, портов, шлюзов

Очень полезную для нашего брата карту выложили на сайте etomesto.ru: Москва-река - карта фарватера, глубин, портов, шлюзов.

Гидрогеологический форум

Внимательные читатели блога наверное заметили, что я открыл новую рубрику: гидрогеологический форум. Прошу всех, присоединяйтесь и давайте решать наши проблемы и вопросы вместе. Я знаю, среди моих читателей есть замечательные специалисты в самых разных областях гидрогеологии и смежных наук. Уверен, нам есть что обсудить.
Форум работает на движке Google Groups, так что если кому удобнее — присоединяйтесь там: Google группа Гидрогеология

Диагональный график

При калибровке модели основным критерием качества решения обратной задачи является степень совпадения модельных и натурных уровней в скважинах. В графическом виде это сравнение принято показывать в виде т.н. диагонального графика.
По оси ординат обычно откладываются расчетные значения, а по оси абсцисс - наблюденные. Можно и наоборот, принципиальной разницы нет, но тому, кто привык «читать» этот график каким-либо одним образом, порою бывает сложно переключиться на другой. Умение бегло читать этот график, т.е. с одного взгляда на него, увидеть чего не хватает в модели — важнейший навык гидрогеолога-модельера. Попробую объяснить азы этой премудрости с помощью наглядных примеров (картинки все кликабельны).

Очевидно, что чем ближе точки к диагонали, тем меньше разница между наблюденными и расчетными значениями и тем качественнее решена обратная задача. На рисунке показана практически идеально решенная задача. Скажу по секрету — ее пришлось придумывать, в реальности такого почти никогда не бывает и если вы, паче чаяния, являетесь экспертом, то знайте, что такой график — повод заподозрить модель в фиктивности. Впрочем, тут не все так просто — крайне важно не забывать про масштаб графика. С виду идеальный диагональный график может на поверку таить в себе невязку в десятки метров.

Два типичных графика: расчетные значения все дружно оказались выше или ниже наблюденных. В первом случае вы затопили, а во втором — пересушили модель. Если вы думаете, что я подскажу, как с этим бороться, то вы ошибаетесь. Увы, универсального рецепта не существует — все слишком сильно зависит от схематизации модели. Где-то надо поиграться с расходами на питающих границах, где-то менять фильтрационные параметры (характерно для многослойных толщ, в которых активно развито вертикальное перетекание — они бывают очень чувствительны к проницаемости разделяющих слоев), а где-то и вовсе придется пересматривать всю схематизацию. Ну, это если у вас вдруг настолько полные исходные данные, что ни фильтрационных свойств не изменишь, ни расходных характеристик, но это тоже больше из области ненаучной фантастики.

Самый неприятный вид диагонального графика, в худшем случае (первый кадр, очевидно) говорящий нам о том, что мы очень фиговые гидрогеологи и умудрились полностью перепутать направление движения подземных вод, а в более благоприятном (последний кадр) — о том, что нам не мешало бы увеличить градиенты потока. Но лично мне больше всего не нравится средний кадр, т.к. из него очевидно, что мы где-то накосячили, но непонятно — где. Из него видно, что градиент потока у нас получился недостаточный, но в каком направлении — не ясно.

Еще один типичный вид диагонального графика — диагональ проходит через «облако» точек. Его особенность заключается в том, что в зависимости от характера исходных данных, он может как подтверждать достаточное качество решения обратной задачи, так и говорить об обратном. Удивительно, но объясняется просто. Если вы имеете дело с большим набором разновременных замеров уровня подземных вод (типичная ситуация при работе фондовыми данными), то совершенно невозможно «уложить все точки на диагональ» — просто потому, что для каждого замера характерны свои отличные от остальных граничные условия. Грубо говоря, часть замеров может быть сделано в зимнюю межень и характеризоваться уровнем заметно ниже среднегодичного, а часть - в весенний паводок, с уровнем выше среднегодичного. Пытаясь угодить и тем и этим вы получите либо страшно ошибочную модель, либо вообще ничего не добьетесь, только нервы потратите. Поэтому в данном случае обратную задачу можно считать решенной удовлетворительно, важно лишь следить за тем, чтоб разница между наблюденными и расчетными значениями не вылетала за амплитуду колебаний уровня подземных вод. А если делать все совсем по-уму, то надо на графике «меженные» и «паводковые» скважины рисовать разным цветом и следить, чтоб нужный цвет был с нужной стороны от диагонали.
Теперь совершенно очевидно, когда такой график будет говорить нам, что что-то мы напортачили в схематизации: когда вся масса замеров была проведена за относительно короткий промежуток времени, в течение которого не случалось резких изменений климатической обстановки. Кстати, из этого графика тоже понятно, что мы накосячили, но не совсем понятно — в чем.

Численным критерием качества решения обратной задачи традиционно является средний квадрат ошибки (Mean squared error, в PMWin он почему-то назван Variance), о котором я расскажу в следующий раз.

Subsurface and groundwater hydrology: Basic theory and application of computational methods

Коллега поделился замечательной книгой под авторством Tuomo Karvonen, профессора Helsinki University of Technology Department of Civil and Environmental Engineering: Subsurface and groundwater hydrology: Basic theory and application of computational methods. Книга представляет собой несколько упрощенную версию известной монографии Wolfgang Kinzelbach “Groundwater modelling”.
Раньше книга была выложена на личной странице автора, которая уже давно недоступна, да и сам автор пропал с экранов радаров. Думаю, я никому не наврежу, если выложу её в публичный доступ — не пропадать же такому добру.

How the Aquifer Works