Задачи моделирования гидрогеологических условий

Моделирование – это метод изучения объекта или процесса, в ходе которого исследуется не сам объект, а некоторая вспомогательная, созданная нами система, называемая моделью. Модель должна обладать свойством адекватности и адаптированности исследуемым процессам в отношении некоторых заданных критериев.

С научно-технических позиций моделирование можно определить как воспроизведение на специальных моделях различных процессов и явлений. При моделировании изучение исследуемого процесса часто заменяется изучением другого, который в лабораторной обстановке воспроизводится более просто и наглядно.

Все гидрогеологические процессы и явления протекают в кон­кретной геологической обстановке, связаны с определенными водо­носными горизонтами или комплексами, характеризуются опреде­ленными гидрогеологическими параметрами. В связи с этим целе­сообразно воспользоваться понятием гидрогеологический объект, полагая под ним гидрогеологический бассейн, водоносный комплекс, водоносный горизонт или части их и свойственные им процессы и явления. Тогда применительно к гидрогеологии моделирование представляет собой воспроизведение на специальных моделях гид­рогеологических объектов с целью изучения присущих им закономерностей. Такое изучение может осуществляться как на моделях, созданных в лабораторных условиях, так и на специально выбран­ных в природной обстановке «моделях-аналогах».

При моделировании процессов фильтрации подземных вод в ка­честве основных получили распространение математические мо­дели. Они используют математическую аналогию, т. е. тождествен­ность уравнений, описывающих гидрогеологический и заменяющий его другой процессы. Математические модели представлены в ос­новном электрическими и гидравлическими аналоговыми и цифро­выми устройствами. Другие типы аналогий, такие как оптическая, тепловая, мембранная, используются в гидрогеологии мало. Фи­зическое моделирование, сохраняя физическое подобие исследуе­мого и моделируемого процессов, приводит к необходимости строить весьма громоздкие модели. К тому же они отличаются недостаточно высокой точностью измерения исследуемого процесса и приме­няются редко. Натурное моделирование как количественный метод исследований только начинает развиваться.

Моделирование базируется на теории подобия и аналогий, так как именно теория подобия отвечает на вопросы:

— как следует строить модель, каким требованиям она должна удовлетворять, чтобы процессы, протекающие в ней, были подобны или аналогичны процессам, изучаемым в натуре;

— какие величины следует измерять в опытах, как обрабаты­вать их результаты;

— как следует переходить от натуры к модели и наоборот;

— каким путем данные единичного опыта обобщить на целый класс подобных или аналогичных процессов.

Применение математических моделей приводит к широкому ис­пользованию при моделировании математического аппарата, в ча­стности вычислительной математики, а также многих разделов теории информации, оптимального управления процессами. Мате­риальная реализация моделей на вычислительных машинах и при­борах требует от гидрогеологов хорошего знания многих разделов электротехники, электроники и других технических аспектов. Та­ким образом, моделирование оказывается тесно связанным с различными научными и техническими дисциплинами, развивается на стыке многих наук и является перспективным методом научных прикладных исследований в гидрогеологии.

Поиск по сайту: