1. Схематизация гидрогеологических условий | |
2. Калибровка модели | |
3. Постановка прогнозных задач |
Математическая модель гидрогеологических условий Восточного Приаралья создавалась в начале 90-х годов сначала на ЭВМ серии ЕС, затем на персональном компьютере с использованием программы АМИГО ПК. В настоящее время она адаптируется в системе моделирования GMS 3.1 . Цель моделирования - повышение обоснованности решений по управлению водохозяйственной деятельностью в регионе. Основные задачи - оценка эксплуатационных запасов подземных вод, а также прогнозирование изменения гидрогеологических условий для различных объемов отбора подземных вод (прогнозирование изменения уровней подземных вод, расчет балансовых составляющих потоков подземных вод, оценка взаимосвязи подземных вод и Аральского моря).
Границами региональной модели Приаралья служат: на юго-востоке - Каратауское поднятие, на востоке - предгорья хребта Каратау и большой Каратауский разлом, на северо-востоке - водораздел между Тургайским и Чу-Сарысуйским бассейнами. Северная граница определена расчетным путем - по радиусу влияния краевых водозаборов моделируемой территории. Западная граница модели проходит по Архангельскому валу, пересекающему Аральское море, и далее, по его продолжению - Арало-Кызылкумскому валу. За южную границу модели приняты горы Букантау и Нуратау (рисунок 21).
|
 |
Рисунок 21. Трехмерная модель стратиграфии Восточного Приаралья
В результате проведенной схематизации в исследуемом регионе в разрезе были выделены четыре водоносных горизонта: палеоген-неоген-четвертичный, верхнетурон-сенонский, верхнеальб-сеноманский и нижне-среднеальб-юрский, взаимодействующие между собой через три разделяющих слоя (рисунок 22).
 |
Рисунок 22. Схема сеточной аппроксимации моделируемой области
В гидрогеологическом отношении их границы были схематизированы следующим образом. Юго-восточная, северная, северо-восточная, западная и южная для палеоген-неоген-четвертичного (P-N-Q) водоносного комплекса , а также р.Сырдарья задавались в виде граничных условий I рода (H = const). Восточная, западная, южная, северная и северо-восточная для P-N-Q комплекса, а также области отсутствия водоносных комплексов, тектонические нарушения моделировались в виде границ II рода (Q = const либо Q = 0). Граница по контуру Аральского моря задавалась в соответствии с положением его береговой линии. Разгрузка подземных вод путем испарения, работа водозаборов и самоизливающихся скважин, инфильтрация атмосферных осадков схематизировалась в виде отрицательного или положительного площадного питания. При решении обратной нестационарной и прогнозных задач испарение подземных вод, работа самоизливающихся скважин и разгрузка подземных вод в Аральское море через его дно задавались на модели как граничные условия III рода. Моделируемая область аппроксимировалась неравномерной ортогональной сеткой. Шаг сети изменялся от 5 - 10 км в центральной части области и в местах расположения основных водозаборов до 40 км по периферии. Размерность области M * N составляла 89 * 53 узла.
В процессе решения обратной стационарной задачи был осуществлен подбор фильтрационных параметров водоносных и разделяющих слоев, а также уточнялись величины питания и разгрузки подземных вод по внешним и внутренним границам модели. Для первого от поверхности регионального водоупора коэффициенты фильтрации лежат в пределах от 10-3 до 10-4 м/сут в предгорных частях бассейна до 10-5 - 10-7 в центральной, Приаральской и Восточной частях бассейна. Значения коэффициентов фильтрации второго регионального водоупора изменяются в основном от 10-4 до 10-5 м/сут, для третьего водоупора от 10-5 до 10-6 м/сут.
При решении обратной нестационарной (эпигнозной) задачи на модели воспроизводилась работа водозаборных и самоизливающихся скважин за период с 1961 по 1989 год, подбирались значения коэффициентов упругой и гравитационной водоотдачи.
Адекватность модели природным условиям оценивалась по степени совпадения натурных и модельных напоров подземных вод, а также анализа балансовых составляющих потока подземных вод, полученных в результате решения задачи на модели и определенных в ходе натурных экспериментов на исследуемой территории (см. раздел Отображение и описание результатов математического моделирования).
В соответствии с целями моделирования предусматривалось решение на модели двух вариантов прогнозных задач. Первый вариант предполагал сохранение производительности водозаборных скважин на уровне 1989г., т.е. 4.2 м3/с (в том числе из палеоген-четвертичного комплекса 1.4 м3/с, из верхнетурон-сенонского 2.8 м3/с). Второй предусматривал водоотбор в рамках утвержденных запасов (по сумме категорий), а также работу водозаборных сооружений по состоянию на 1989г. на неутвержденных запасах, т.е 32.2 м3/с (9.5 м3/с - из палеоген-четвертичного и 22.7 м3/с - из верхнетурон-сенонского комплекса). Прогноз изменения гидрогеологических условий в пределах моделируемой территории производился сроком на 50 лет. При этом сохранялись подобранные значения инфильтрационного питания подземных вод и притоков по внешним границам II рода. В разделе Результаты решения прогнозных задач приводится их описание.
 |
|
 |
|||||||||
Предыдущая глава |
Следующая глава |