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.