Компьютерное моделирование фильтрации подземных вод ключевые слова

З. Виды моделирования геофильтрации
Понятие «моделирование» в современной науке — эт очень широкое понягие. Но, для практических целей, можно использовать его применительно к магериальньм моделям, которые обладщот физическими свойствами и могут быть сформулированы математическим языком. Моделирование играет огромную роль при исследовании гидрогеологических процессов. Построение модели того или иного процесса позволяет наглядно представить, что происхощп в недрах земли и учесть всю сложность природной обстановки.
Методы моделирования фильтращи подземных вод, в основном, основаны на математическом подобии меж фильтрацией и другими физически- ми процессами.
При исследованиях методов моделирования гидрогеологических процес сов, в том числе фильтрации подземных вод, в естественных и искусствен ных условиях можно выделить следую щие классы задач: прогнозные (прямые), эпигнозные (обратные) и оптимшационные [3].
Прогнозное моделирование предполагает решение определенных гидрогеодогических задач при помощи долгосрочного прогноза развития фильтра ции. Полученные модели являются детерминированными и представляют собой систему дифференциальных уравнений с соответствующими начальньши и граничными условиями. Прогнозное моделирование каждый раз решает, по сути, уникальную теофиль трационную задачу. Поэтому возникает необходимость каждый раз выпол нять сложные математические расчеТЫ
Эптнозное моделирование применяется для проверки и уточнения полученных детерминированных моделей гидрогеологических процессов на ос нове дополнитегљкпмх данных. Практически оно представляет собой сопоставление модельных ре»,' штатов и даннь1х режимных наблюдений. В процессе такого моделирования производится камбровка модели, представляющая собой целенаправленный подбор ее элементов, Обычно для проведения калибровки решают обратные стацио нарные и нестащюнарные задачи и провощгся факторно-диапозонная оценка параметров модели [3]. Обратными УТляются задачи восстановления неизвестных параметров объекта по уже ш вестньм, Они служат для определения гидрогеологических параметров, гра ничных условий и математических уравнений, которые описывают исследуемый процесс. Такие задачи являются математически некорректными. Другими словами, они могут иметь не единственное решение, а могут не иметь его вообще. Прирешении таких задач необходимо очень внимательно относиться к вхощњш данньш, постљ ку даже небольшое изменение исходных данных может повлечь за собой произвольно большие, выходящие за допустимые пределы изменения решения [4].
Оптимизационное моделирование направлено на оптимальное решение геофильтрационных задач. Геофильтраионная математическая модель, в этом случае, выступает как исходньй элемент и служит для оценки технических решений по технико-этномическим показателям оппмизации. Результаты оптимшащюнного моделирования позволяют облегчить принятие оптимального решения по изучаемому объекту. Но, для того, чтобы получить это решение, необходимо просчитать большое количество альтернативных решеш.й [5]. Это также влечет за собой увеличение объема математических вычислений.
В решешш опттпвационных задач большую роль играет имитационное моделирование, которое представляет собой воспроизведение процессов, происходжций в системе с многовариантной ушитащей количественных показателей, от которых зависит эта система [5]. Оно применяется для исследовашш сложных систем с неопределенной структурой путем многовариантных экспериментов с последовательно конструируемой моделью системы, при построении которой используются как входные данные, таки результаты провощшых эксперрментов. Применение имитационного моделирования позволяет выявить вероятностную структуру системы, описать ее возможное поведение и оценить условия ее оптимального функционирования.
При решении геофильтрационных задач также особо выделяют разведочное моделирование [5]. Оно представляет собой модельный анализ чувствительности результатов решения прогнозных задач к возможньш вариациям гидрогеологических параметров. Обычно оно проводится для обоснования целенаправленности полевых гидрогеологических работ, особенно опытно-фигљтрационных.
В связи с тем, что в последнее время возрос дефицит питьевой воды, выросли требования к ее рациональному использованию. Эго привело к возникновеншо в гидрогеологии нового класса задач, которые представляют собой моделирование эксплуатации техногенных объектов в нарушенных природных условиях. Такие модели объединяют в себе методы прогнозного, эпигнозного и оптимизационного моделирования. Они называются постоянно действующими математическими моделями. Их главная цель заключается в эф фективном управлении нарушенными природньши условиями.