Математическое моделирование для проведения прогнозов и обоснования прогнозных решений

ЗАО «ДАР/ВОДГЕО» обладает высококвалифицированными кадрами и самым современным программным обеспечением, предназначенным для решения задач математического моделирования гидрогеологических процессов. Большое число мощных рабочих станций и производительных устройств ввода и вывода графической информации позволяют быстро и эффективно разрешать самые сложные и трудоемкие проблемы, возникающие при строительстве жилых и промышленных объектов, прогнозировании поведения сложных гидрогеологических природных и искусcтвенных систем, оптимизации работы систем водоснабжения и т.д.

В ЗАО «ДАР/ВОДГЕО» разработаны уникальные программные комплексы для: анализа устойчивости склонов, анализа систем подачи и распределения воды, расчета границ 2-го и 3-го поясов зон санитарной охраны водозаборных скважин и т.д. Эти программные комплексы были успешно применены для анализа реальных ситуаций в ряде регионов России и ближнего зарубежья. Используя полученные данные, специалисты ЗАО «ДАР/ВОДГЕО» рекомендовали проведение конкретных мероприятий и принимали непосредственное участие в сооружении необходимых инженерных сооружений.

Для проектных и исследовательских организаций, занимающихся сложными гидрогеологическими расчетами, ЗАО «ДАР/ВОДГЕО» предлагает профессиональную программную систему для решения задач фильтрации и массопереноса Visual Modflow 4.2. (включая MT3DMS, RT3D и WinPEST).

Программный пакет Visual MODFLOWявляется общепризнанным стандартом для решения задач пространственной фильтрации и массопереноса, включает в себя ряд мощных программных кодов и имеет легкий в использовании и индуктивно понятный интерфейс

ЗАО «ДАР/ВОДГЕО» является официальным дистрибьютором Visual Modflow 4.2 в России.

ЗАО «ДАР/ВОДГЕО» также предлагает собственные программные продукты, проводит обучение специалистов и обеспечивает техническую консультацию по всем вопросам, связанным с поставляемыми программами.

Математическое моделирование миграции легких нефтепродуктов (LNAPL) и обоснование проектных решений по локализации и ликвидации нефтяных загрязнений.

Для решения задач прогноза распространения углеводородов, расположенных в виде линзы на поверхности грунтовых вод, и разработки оптимальных систем реабилитации загрязненных территорий, специалистами ЗАО «ДАР/ВОДГЕО» разработана численная модель OILFEM реализующая уравнения плановой двухфазной фильтрации воды и углеводородов. Уравнения плановой безнапорной фильтрации воды и нефтепродуктов, с учетом защемления последних, могут быть получены интегрированием уравнений пространственной трехфазной фильтрации, основываясь на предположении о гидростатическом распределении давлений нефтяной и водной фазы и атмосферном давлении воздушной фазы.

где – плотность нефтепродукта относительно воды;  – плотность воды;  – напор воды; – вертикальная координата точки от общей плоскости сравнения.

В результате плановая фильтрация воды и нефтепродуктов в безнапорной зоне определяется системой уравнений:

;

где  – плановые координаты ( = 1, 2); –время;– объем воды на единицу площади; и – водопроводимости для воды и нефтепродуктов; и – удельные расходы воды и нефтепродуктов; – объем нефтепродуктов на единицу площади, определяемый как:

где– удельный объем свободных нефтепродуктов,– удельный объем нефтепродуктов, защемленных в насыщенной зоне при подъеме границы раздела вода/нефтепродукты и– удельный объем нефтепродуктов, защемленных в ненасыщенной зоне при опускании уровня нефтепродуктов.

В модели OILFEM уравнения плановой фильтрации решаются на основе балансового метода конечных элементов c использованием неортогональных сеток.

Пример прогнозной карты мощности линзы при различной конфигурации системы отбора свободных нефтепродуктов

Для корректного обоснования расчетных параметров н акоплен значительный банк данных гидрофизических характеристик грунта (параметров Ван Генухтена), кроме того, для более точного определения параметров вмещающих отложений на конкретном объекте возможно проведение лабораторных исследований.

При решении задач реабилитации нефтезагрязненных территорий проводится: определение объемов нефтепродуктов в подземной гидросфере в свободном и связном состоянии; на основе фильтрационных расчетов определяется направление и скорость распространения загрязненных растворенными нефтепродуктами подземных вод; на основе расчетов на двухфазной модели оценивается характер миграции свободных нефтепродуктов, эффективность существующих мероприятий и/или определение оптимальной конфигурации и режима работы системы локализации и ликвидации углеводородных загрязнений.

График изменения объемов нефтепродуктов при работе системы откачки

VISUAL MODFLOW 4.2

«ДАР/ВОДГЕО» является дистрибьютором самой популярной программной системы для решения задач фильтрации и массопереноса VISUAL MODFLOW 4.2 для семейства Windows

Свойства VISUAL MODFLOW:

• Автоматическая калибровка модели с использованием WINPEST
• Расчет естественного затухания с использованием RT3D или MT3D99
• Расчет переноса многокомпонентного раствора с использованием MT3DMS
• Усовершенствованный дизайн интерфейса
• Редактор высотных отметок ячеек сетки
• Усовершенствованный вывод калибровочных графиков и результатов зонного бюджета для фильтрационых и миграционных моделей
• Экспорт результатов расчета в файлы поверхности ESRI
• Многоуровневые наблюдательные скважины

Visual MODFLOW – наиболее полная и легкая в использовании интегрированная среда моделирования подземных вод для MODFLOW, MODPATH и MT3D, RT3D, MT3DMS и WinPEST. Логическая структура меню, удобные графические инструменты, мощные возможности визуализации и не имеющая аналогов техническая поддержка делают Visual MODFLOW лучшим программным продуктом для профессионального моделирования грунтового потока во всем мире.

Полная среда моделирования позволяет пользователю:

• Графически присваивать все необходимые фильтрационные и миграционные параметры;
• Проводить фильтрационные и миграционные расчеты;
• Калибровать модель с использованием ручного и автоматического метода калибровки;
• Выводить на экран и на печать результаты расчетов в плане и в разрезе.

Интерфейс Visual MODFLOW

Интерфейс Visual MODFLOW был специально разработан таким образом, чтобы увеличить производительность моделирования и уменьшить сложность, обычно возникающую при построении моделей трехмерного потока подземных вод и переноса загрязнения. Он имеет логически построенное меню и интуитивно понятные графические инструменты, которые позволяют создавать и калибровать модели подземного потока значительно быстрее, проще и лучше, чем когда-либо ранее.

MT3DMS, RT3D и MT3D99

Visual MODFLOW включает в себя последние версии USGS MODFLOW, MODPATH и Zone Budget, а также последние версии программ расчета переноса загрязнения MT3DMS и RT3D.

Калибровка модели:

• Групповая обработка входных файлов модели для проведения анализа чувствительности
• Калибровочные графики и статистика
• Автоматическая калибровка модели с использованием встроенной программы WinPEST
• Групповая обработка входных файлов модели для проведения анализа чувствительности

Вывод результатов:

• Изолинии напоров, понижений, концентраций, положения УГВ, поверхностей слоев и их мощности, невязки результатов калибровки, потока между слоями и разницы напоров между слоями.
• Векторы скоростей потока.
• Графический вывод результатов зонного бюджета для фильтрационных и миграционных моделей.
• Экспорт данных в двух- и трехмерные файлы данных.
• Трехмерная визуализация и анимация результатов моделирования с использованием Visual Groundwater.

Пакет программ для анализа устойчивости склонов

Для анализа устойчивости склонов в условиях изменяющейся обводненности территории используется следующий алгоритм. На основе метода конечных элементов (МКЭ) строится модель склона, на которой моделируется режим подземных вод и напряженное состояние склона при различных степенях его обводненности. По определенным таким образом напряжениям в каждой точке модели (склона) восстанавливается коэффициент запаса (устойчивости). Затем определяются зоны, в которых напряжения превышают предельные, допускаемые прочностными критериями. Конфигурация ослабленных зон дает представление о возможных поверхностях разрыва сплошности склона, что является основой для инженерных расчетов мероприятий, предотвращающих негативные последствия изменяющейся обводненности склона. Тот же метод может использоваться при изменении внешней нагрузки на границу (или другие элементы) склона.

Программа «Zone»

Во всем мире вокруг водозаборных скважин организуют зона санитарной охраны (ЗСО) подземных вод. Границы второго и третьего поясов устанавливаются расчетами. Разработанная программа «Zone» позволяет рассчитывать границы 2 и 3 поясов для различных гидрогеологических условий.

Внешний вид программы «Zone»

Программа «Zone» позволяет:

• Выбрать расчетную схему;
• Задать направление и уклон фильтрационного потока;
• Время движения подземных вод от границы зоны до скважины;
• Количество водозаборных скважин;
• Задавать фильтрационные и миграционные параметры;
• Задавать произвольное положение водозаборных скважи;
• Проводить расчеты интерактивно;
• Импортировать графические файлы в формате DXF и экспортировать результаты расчетов в формат DXF для последующей обработки с помощью ГИС систем

Моделирование фильтрации подземных вод и массопереноса для обоснования проектов защиты окружающей среды

От регионального и среднего масштабов до детальных исследований.

Проведение моделирования, разработка программного обеспечения и обучение специалистов для:

• Обоснования проектов инженерной защиты застроенных и осваемых территорий;
• Обоснования проектов реабилитации территорий, зон санитораной охраны подземных вод;
• Оценкивоздействия на окружающую геологическую среду техногенных объектов: полигонов ТБО (свалки), накопителей промышленных отходов и т.п.

 

Комплекс программ гидравлического анализа систем подачи и распределения воды

Комплекс предназначен для многовариантного анализа крупных многозонных систем подачи и распределения воды.

 

Система подачи и распределения воды в г. Одинцово

Комплекс программ позволяет:

1. Готовить исходные данные и анализировать результаты многовариантных расчетов отдельно для каждой из зон, образующих систему (Компоновка многозонной расчетной схемы производится автоматически).
2. Совместить в процессе гидравлического расчета обычную гидравлическую увязку с определением параметров регулирующих устройств, обеспечивающих требуемый режим работы системы.
3. Автоматически строить гидравлические характеристики системы при варьировании параметров подающих станций или узлов регулирования в заданном диапазоне.
4. Оптимизировать по затратам энергии распределение заданной суммарной водоподачи по режимам водопотребления при наличии в системе регулирующих емкостей.
5. Использовать расчетные характеристики для калибровки расчетных схем.

Комплекс был использован для анализа работы СПРВ гг. Ташкента, Магнитогорска, ряда городов Подмосковья и Поволжья.