Pasos para el cálculo numérico del volumen de agua

El cálculo formal del volumen de agua por método numérico se lleva a cabo después de que se completa el trabajo de campo del estudio hidrogeológico. Todos los datos originales necesarios para el cálculo se han clasificado, analizado y calculado de acuerdo con los requisitos de agua. cálculo del volumen por método numérico Simplemente espere la llamada; faltan datos necesarios para el cálculo, lo que provocará que falle el cálculo del volumen de agua.

En términos generales, el cálculo numérico del volumen de agua requiere los siguientes pasos importantes.

1. Modelo hidrogeológico generalizado

Incluyendo la delimitación del área de cálculo, determinación de la forma del límite y las propiedades del dominio de cálculo, división de acuíferos, determinación de conexiones hidráulicas superiores e inferiores, y parámetros Partición, etc.

Entre ellos, la delimitación del área de cálculo considera principalmente las necesidades de la tarea de cálculo y también tiene en cuenta la conveniencia del procesamiento de las condiciones de contorno. Para áreas grandes de cientos, miles, decenas de miles o incluso cientos de miles de kilómetros cuadrados, es suficiente seleccionar el límite del área de cálculo en secciones cercanas al límite del área de la encuesta para facilitar el procesamiento de generalización del límite del área de cálculo y la encuesta. Los límites del área son ambos. Generalmente no hay una gran diferencia entre ellos. Sin embargo, para fuentes de suministro de agua con un área de sólo unos pocos kilómetros cuadrados, o como máximo decenas de kilómetros cuadrados, la delimitación del límite del área de cálculo suele ser muy diferente del alcance de la fuente de agua y debe ser mayor que el alcance de la fuente de agua. Dependiendo de la situación, esto se suele hacer:

(1) Cuando no hay una fuente de agua adyacente que se haya construido dentro de una distancia corta, la delimitación del área de cálculo considera principalmente la conveniencia y los límites del Plan de minería de fuentes de agua. Conveniencia de la generalización condicional.

(2) Cuando existen fuentes de agua adyacentes que se han construido a corta distancia, o la extracción de nuevas fuentes de agua puede afectar las fuentes de agua adyacentes, la delimitación del área de cálculo no solo debe considerar la Diseño del plan de extracción de fuentes de agua Además de la conveniencia y la generalización de las condiciones límite, las fuentes de agua adyacentes establecidas también deben incluirse en el dominio de cálculo. Al calcular el plan de extracción establecido en esta fuente de agua, el plan de extracción actual de la. Las fuentes de agua adyacentes también deben incluirse en el cálculo. Demostrar y calcular el impacto de los diferentes planes mineros establecidos en esta fuente de agua en las fuentes de agua adyacentes.

(3) Cuando un lado del área de cálculo se extiende infinitamente, es decir, cuando los cambios en el campo de flujo causados ​​por el plan minero están lejos de alcanzar el límite natural de este lado, si no hay Cuando se conoce la ley del cambio de cabeza de agua y se conoce el "límite de cabeza variable conocida", el límite del modelo en este lado se puede empujar hacia afuera a varios kilómetros de distancia donde el plan de minería no causará cambios en el campo de flujo, y tratarse. como un límite de cabeza constante conocido.

2. Elija un modelo matemático apropiado para describir

Si se trata de agua sumergida o presurizada o agua presurizada a no presurizada, o ambos o los tres; flujo isotrópico o anisotrópico; flujo bidimensional o flujo cuasi tridimensional o flujo estable o flujo inestable y descripción matemática de las condiciones iniciales y de contorno;

3. Subdivisión de unidades

La subdivisión de unidades se lleva a cabo sobre la base de la partición de parámetros. Cuando se realiza la subdivisión de unidades, se debe prestar atención a: ① Una unidad no puede estar entre dos unidades. área de parámetros; ② Los orificios de observación utilizados como orificios de ajuste y orificios de predicción deben dividirse en nodos.

4. Programación

Programe su propio programa de cálculo o compre el software de cálculo adecuado. Si compila el programa de cálculo usted mismo, debe depurarlo y verificarlo para confirmar que sea correcto antes de ponerlo en uso formal. Si compra un software informático adecuado, deberá recibir formación para aprender y utilizar el software.

5. Desglose del período de cálculo

Primero determine la fecha y hora de inicio y la fecha y hora de finalización involucradas en la identificación y prueba del modelo, y luego realice los cálculos de acuerdo con una determinada relación recursiva. de períodos de tiempo.

6. Simulación del campo de flujo inicial y campo de flujo final

A partir de la medición unificada de los niveles de agua para dibujar el campo de flujo inicial y el campo de flujo final de cada acuífero, se calcula la simulación. el perfil El valor del nivel de agua inicial y el valor del nivel de agua final de todos los nodos de cada acuífero en el subgráfico se utilizan como el campo de flujo inicial utilizado por el programa de cálculo numérico del volumen de agua, y el campo de flujo medido se compara con el calculado campo de flujo en el momento final.

7. Identificación del modelo

Sustituya los datos de los elementos de origen y sumidero entre la fecha de inicio determinada y la fecha de finalización de la identificación del modelo en el programa de cálculo por período de tiempo, y utilice los valores de los parámetros iniciales. ​​de cada área como Sustituya los valores iniciales de los parámetros del modelo en el programa de cálculo, ejecute el programa y ajuste la curva de duración calculada del orificio ajustado obtenido al depurar continuamente los parámetros del modelo con la curva de duración medida y depurar un conjunto de parámetros del modelo con el mayor grado de simulación.

8. Prueba del modelo

Sustituya los datos de origen y receptor entre la fecha de inicio y finalización de la prueba del modelo determinada en el programa de cálculo de acuerdo con los períodos de tiempo, e identifique y depure el modelo. Cuando los parámetros se sustituyen en el programa de cálculo, depende principalmente del grado de concordancia entre la curva de duración calculada del orificio instalado después de la fecha final de la identificación del modelo y la curva de duración medida para probar si los parámetros del modelo se depuraron durante la identificación del modelo. la etapa puede resistir la prueba de "extrapolación" Si el error de la curva de ajuste en la sección "extrapolación" es demasiado grande, los parámetros del modelo en la etapa de identificación deben anularse y la identificación y prueba del modelo deben realizarse nuevamente hasta que se complete la prueba; Se cumplen los requisitos de error.

9. Predicción del modelo

Después de la identificación y prueba del modelo, se determinan los parámetros del modelo, es decir, finalmente se determina el modelo numérico y se puede utilizar para la predicción del modelo. Al hacer predicciones de modelos, generalmente se diseñan múltiples planes mineros alternativos de acuerdo con las necesidades de suministro de agua, y cada uno se sustituye en un modelo numérico para predecir el campo de flujo en las próximas décadas (las fuentes de suministro de agua urbana generalmente no son inferiores a 30 años). Luego, a través de la comparación, analice y seleccione el plan minero más razonable como base hidrogeológica para la construcción de fuentes de agua y el diseño de la construcción.

Las siguientes secciones de este capítulo presentan varios problemas de cálculo del volumen de agua con elementos finitos de flujo bidimensional en diferentes condiciones hidrogeológicas.