КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИМИТАТОР МИГРАЦИИ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

Рылин А.В., Носков М.Д.

Северский технологический институт Томского политехнического университета


Проблема чистой воды является одной из наиболее важных для устойчивого развития как человечества в целом, так и отдельных регионов. В результате деятельности человека загрязняются имеющиеся источники чистой воды, усиливается нагрузка на еще сохранившиеся ее запасы и увеличивается риск их загрязнения. Математическое моделирование загрязнения подземных вод позволяет прогнозировать качество воды поступающей в системы водозаборов из артезианских источников, оценивать антропогенную нагрузку на природные комплексы.

Для прогноза загрязнения подземных вод разработан компьютерный имитатор, описывающий процесс конвенктивно-диффузионного переноса нейтрального мигранта в системе состоящей из двух гидравлически связанных двумерных водоносных пластов переменной мощности. Режим фильтрации принимается безнапорным в верхнем водоносном пласте и напорным в нижележащем. Миграция загрязняющих веществ в подземных горизонтах описывается с помощью метода блуждающих точек маркирующих определенные количества загрязняющих примесей. Движение точек определяется градиентом напора, параметрами среды и свойствами примесей. На первом временном полушаге определяется изменение концентрации в блоках за счет конвекции. На втором временном полушаге по известным из независимого решения гидродинамической задачи значениям поля скоростей фильтрации рассчитывается гидродинамическая дисперсия. Имитатор может быть использован для определения области распространения токсичных загрязняющих веществ; прогнозирования движения загрязнения в подземных водоносных горизонтах; сбора, компьютерной обработки, анализа и хранения (в виде файлов формата ASCI) гидродинамических характеристик подземных водоносных комплексов.