МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІКИ ПІДЗЕМНИХ ВОД В ПРИКЛАДНИХ ЗАДАЧАХ

Автор(и)

  • О. Л. Тютькін Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський інститут інфраструктури і транспорту», Україна
  • О. А. Бубнова Інститут геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України, Україна
  • Р. В. Маркуль Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський інститут інфраструктури і транспорту», Україна
  • В. А. Мірошник Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський інститут інфраструктури і транспорту», Україна
  • П. Б. Машихіна Український державний університет науки і технологій, ННІ «Дніпровський інститут інфраструктури і транспорту», Україна

DOI:

https://doi.org/10.30838/UJCEA.2312.270425.165.1185

Ключові слова:

динаміка підземних вод, дренаж, підземна утилізація відходів, водопостачання з підземного джерела, математичне моделювання

Анотація

Постановка проблеми. Актуальною проблемою е прогнозування та аналіз динаміки підземних вод при антропогенному впливу на водоносні горизонти. Дана задача виникає при проектуванні систем дренажу підтоплених територій, проектуванні водозаборів з підземних джерел, впливу полігонів відходів на режим руху підземних вод, витоку води с систем водопостачання та каналізації. Антропогенне навантаження може бути як на ґрунтові водо (безнапірний водоносний горизонт) так і на напірні водоносні горизонти. Техногенний вплив може здійснюватися крізь систему свердловин, витоку стоків з полігонів, інфільтрації опадів, нераціонального зрошування. Рішення такого класу задач потребує використання багатофакторних моделей фільтрації. Мета роботи. провести комплексний аналіз математичних моделей в задачах динаміки підземних вод та визначити їх переваги та недоліки. Висновки. Проведений аналіз показав, що сучасним підходом при рішенні задач динаміки підземних вод є використання багатовимірних рівнянь фільтрації, що враховують зміну рівня ґрунтових вод (або гідродинамічного напору в напірному водоносному горизонті) з часом. Дані моделюючи рівняння враховують інфільтрацію води в підземні горизонти. Розглянуто крайові умови моделюючих рівнянь фільтрації, що забезпечують коректну постановку крайової задачі. Показано, що формулювання конкретних задач динаміки підземних вод (дренаж, робота свердловин системи водозабору тощо) реалізуються в моделях шляхом задання «внутрішніх» граничних умов. Проаналізовані прикладні задачі, де можуть бути використані моделі руху безнапірного та напірного підземного потоку.

Посилання

Koshlyakov O.Ye. and Mokiyenko V.I. Praktykum z dynamiky pidzemnykh vod [Practicum on groundwater dynamics]. Kyiv : Taras Shevchenko National University of Kyiv, 2006, 77 p. (in Ukrainian).

Abdollah Taheri Tizro, Behzad Sarhadi and Mohamad Mohamadi. MODFLOW/MT3DMS based modeling of leachate pollution transfer in solid waste disposal of Bahar plain deep aquifer. Iranian Journal of Health Sciences. 2018, vol. 6 (2), pp. 11–30.

Ger M., Baran O.U. and Irfanog Lu B. Numerical simulation of groundwater contamination. Joint Conference on Water Resources Engineering and Water Resources Planning and Management. 2000, pp. 1–10.

Gregorauskas M., Klimas A. and Sleinius. S.A. Computer analysis of groundwater quality and its prediction under complicated boundary conditions. Lithuania Environment Modeling Technologies. 1997, pp. 38–49.

Nasrin Koohestani, Mehdi Meftah Halaghi and Amir Ahmad Dehghani. Numerical Simulation of Groundwater Level Using MODFLOW Software (a Case Study: Narmab Watershed, Golestan Province). International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 2013, no. 8, pp. 858–873.

Sharifa Said Shinoon Al Hashmi. Numerical simulation of groundwater flow and nitrate transport in Wadi Samail catchment : PhD Thesis. Oman : Sultan Qaboos University, 2020, 116 p.

Solnik W. and Zajda Z. Computer simulation in design and operation of pit drain systems. Environment modelling. 1995, pp. 125–132.

Zio S., Lamien В., Beidari M. and Inoussa T. Numerical simulation of pollutant transport in groundwater using deep neural networks informed by physics. Gulf Journal of Mathematics. 2024, vol. 16, iss. 2, pp. 315–323.

U.S. Geological Survey. MODFLOW-2005, The U.S. Geological Survey Modular Ground-Water Model − the Ground-Water Flow Process. U.S. Geological Survey, 2005, 253 p.

Saadu W., Kabiru U. and Garba A.I. Modeling Flow And Fate of Contaminants In Groundwater Using a Version of the Five Steady-State Pollutant Transport Models : a status-review. Journal of Electronics, Computer Networking and Applied Mathematics. 2021, no. 1, vol. 1, pp. 1–30.

Zehraa B. Masood and Ziad Tark Abd Ali. Numerical modeling of two-dimensional simulation of groundwater protection from lead using different sorbents in permeable barriers. Environ. Eng. Res. 2020, vol. 25 (4), pp. 605–613.

Zuzevicius A. Models in the hydrosphere monitoring system of the Karst region in Lithuania. Environment Modeling Technologies. Boundary field problems and computers. 1997, no. 40, pp. 28–37.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-30