Моделирование фильтрации подземных вод в многослойных пористых средах.

Автор: Равшанов Нормахмад, Абдуллаев Зафар Сайфутдинович, Хафизов Отабек Яшинович

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 7 (92), 2020 года.

Бесплатный доступ

Взаимодействие между поверхностными и подземными водами часто представляет интерес в мелиорации земель, инженерной гидрологии и гидрогеологии. Таким образом, статья посвящена моделированию процесса нестационарной фильтрации жидкости в пластовой системе сэндвич-типа. Подобное исследование очень актуально для Узбекистана, где подобные грунтовые конструкции довольно распространены. Математическая модель фильтрации жидкости разработана на основе уравнений в частных производных параболического типа с граничными условиями. Аналитическое решение проблемы было найдено с помощью преобразования Лапласа. Вычислительные эксперименты проводились для определения изменения давления по длине фильтрационных слоев без учета упругого режима. Было обнаружено, что давление в обоих слоях растет экспоненциально. Поток воды через границу раздела фильтрующих слоев существенно зависит от коэффициента пьезопроводности хорошо проницаемого слоя, а также от коэффициента фильтрации слабопроницаемого слоя. Получено аналитическое решение задачи фильтрации жидкости в система резервуаров сэндвич-типа. Найдено решение задачи определения давления в слабопроницаемом фильтрующем слое. Получена новая обобщенная формула управления штольней скважин, разработанный математический аппарат, позволяющий составить схемы расположения и пропускной способности скважин вертикального дренажа для защиты орошаемых и неорошаемых территорий от затопления, а также защиты грунтовых вод от источников загрязнения. как изолировать уже загрязненные участки.

Еще

Математическая модель, аналитическое решение, фильтрация пласта, пористая среда, массоперенос, интегральное преобразование Лапласа

Короткий адрес: https://readera.org/143172557

IDR: 143172557   |   DOI: 10.18720/CUBS.92.6

Список литературы Моделирование фильтрации подземных вод в многослойных пористых средах.

  • Hantush, M.S. Modification of the theory of leaky aquifers. Journal of Geophysical Research. 1960. 65(11). Pp. 3713-3725.
  • Huang, M., Tian, Y. Prediction of Groundwater Level for Sustainable Water Management in an Arid Basin Using Data-driven Models. 2015. DOI: 10.2991/seee-15.2015.33
  • Bulavatskii, V.M. Mathematical modeling of filtration consolidation with salt transfer in a double- relaxation system. Cybernetics and Systems Analysis. 2008. 44(1). Pp. 91-99. DOI: 10.1007/s10559-008-0008-7
  • Vlasyuk, A., Tsvetkova, T., Falat, P., Klos-Witkowska, A., Warwas, K. Mathematical modelling of infiltration effect on process of salts transfer in layered saturated-non-saturated soils. Proceedings of the 2017 IEEE 9th International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications, IDAACS 2017. 2017. DOI: 10.1109/IDAACS.2017.8095100
  • Abutaliev, F.B. Methods of mathematical modeling of hydrogeological processes. Moscow, 1972. 138 p.
  • Anderson, E.I. An analytical solution representing groundwater-surface water interaction. Water Resources Research. 2003. 39(3).
  • DOI: 10.1029/2002WR001536
  • Tolpaev, V.A. Matematicheskie modeli dvukhmernoĭ filʹtra͡tsii v anizotropnykh, neodnorodnykh i v mnogosloĭnykh sredakh: dis. … d-ra. fiz-mat. nauk. Stavropolʹ, 2004.
  • Kuzne͡tsov, D. Modelirovanie struktury potokov podzemnykh vod v mnogosloĭnykh vodonosnykh sistemakh: avtoref. dis. … kand. fiz-mat. nauk. Moskva, 2004.
  • Kakushev, Ė. Chislennoe reshenie sv͡iazannykh trekhmernykh kraevykh zadach uprugoĭ poristoĭ sredy: avtoref. dis. … kand. fiz-mat. nauk. Moskva, 2013.
  • Elan͡tseva, L.A., Zaĭ͡tsev, D.A., Fomenko, S.V. Gidrogeologicheskie prognozy v ͡tsel͡iakh osusheni͡ia mestorozhdeni͡ia almazov. Izvesti͡ia Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2019. 330(7). Pp. 53-61.
  • Guo, Q., Huang, J., Zhou, Z., Wang, J. Experiment and numerical simulation of seawater intrusion under the influences of tidal fluctuation and groundwater exploitation in coastal multilayered aquifers. Geofluids. 2019.
  • DOI: 10.1155/2019/2316271
  • Das, P., Begam, S., Singh, M.K. Mathematical modeling of groundwater contamination with varying velocity field. Journal of Hydrology and Hydromechanics. 2017.
  • DOI: 10.1515/johh-2017-0013
  • Singh, M.K., Singh, V.P., Das, P. Mathematical modeling for solute transport in aquifer. Journal of Hydroinformatics. 2016.
  • DOI: 10.2166/hydro.2015.034
  • Zhao, M. Finite element numerical simulation for 2-D ground water groundwater movement in confined aquifer. Communications in Computer and Information Science. 2011. 10.1007/978- 3-642-22418-8_79.
  • DOI: 10.1007/978-3-642-22418-8_79
  • Banerjee, P., Prasad, R.K., Singh, V.S. Forecasting of groundwater level in hard rock region using artificial neural network. Environmental Geology. 2009.
  • DOI: 10.1007/s00254-008-1619-z
  • Yoon, H., Jun, S.C., Hyun, Y., Bae, G.O., Lee, K.K. A comparative study of artificial neural networks and support vector machines for predicting groundwater levels in a coastal aquifer. Journal of Hydrology. 2011.
  • DOI: 10.1016/j.jhydrol.2010.11.002
  • Mustafa, S., Darwish, M., Bahar, A., Aziz, Z.A. Analytical Modeling of Well Design in Riverbank Filtration Systems. Groundwater. 2019.
  • DOI: 10.1111/gwat.12868
  • Lin, P.L., Hsu, K.C., Lin, C.W., Hwung, H.H. Modeling compaction of multi-layer-aquifer system due to groundwater withdrawal. Engineering Geology. 2015.
  • DOI: 10.1016/j.enggeo.2015.01.002
  • Alvarez, A.C., Hime, G., Marchesin, D., Bedrikovetsky, P.G. The inverse problem of determining the filtration function and permeability reduction in flow of water with particles in porous media. Transport in Porous Media. 2007.
  • DOI: 10.1007/s11242-006-9082-3
  • Gromyko, G., Chuiko, M., Smychnik, A., Hrechka, A., Zlebava, A. Mathematical Modeling of Geofiltration and Geomigration Processes in Multilayer Systems. Computational Methods in Applied Mathematics. 2007.
  • DOI: 10.2478/cmam-2007-0009
  • Suresh Kumar, G. Mathematical modeling of groundwater flow and solute transport in saturated fractured rock using a dual-porosity approach. Journal of Hydrologic Engineering. 2014.
  • DOI: 10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000986
  • Baklushin, M.B., Kodirov, K.R. Sposob upravleni͡ia naporom galereĭ skvazhin pri nakhozhdeniĭ urovn͡ia podzemnykh vod so svobodnoĭ poverkhnostʹ͡iu. Uzbekskiĭ zhurnal problemy informatiki i ėnergetiki. 2009. (1). Pp. 31-35.
  • Ravshanov, N., Daliev, S. Non-linear mathematical model to predict the changes in underground water level and salt concentration. Journal of Physics: Conference Series. 2020.
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1441/1/012163
  • Ravshanov, N., Daliev, S., Abdullaev, Z., Khafizov, O. Ground and confined underground waters and their salt content. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020.
  • DOI: 10.1088/1757-899x/896/1/012047
  • Daliev, S., Abdullaeva, B., Kubyasev, K., Abdullaev, O. Numerical study of filtration process of ground and pressure waters in multilayer porous media. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020.
  • DOI: 10.1088/1757-899x/896/1/012069
  • Ravshanov, N., Khurramov, I., Aminov, S.M. Mathematical modeling of the process of water-soline transport in soils. Journal of Physics: Conference Series. 2019. 10.1088/1742- 6596/1210/1/012118.
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1210/1/012118
Еще
Статья научная