RLE Banner Network

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МАССОПЕРЕНОСА
ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В
УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕНЕЗА

Стародубцев В.С., Махортов С.Д.
Воронежский государственный университет

Задача учета гидрохимической обстановки в районе водозаборов подземных вод становится все более актуальной в связи с продолжающимся загрязнением окружающей среды. Для решения этих проблем и получения качественного прогноза развития процессов в изучаемых природных системах применяется математическое моделирование. Моделирование процессов массопереноса загрязняющих компонентов подземных вод базируется на использовании детерминированных моделей в основе которых дифференциальное уравнение конвективно-диффузионного переноса нейтрального мигранта в двумерном потоке
, ( 1 )
где: x1 = x, a x2 = y, с - концентрация вещества, D - коэффициент гидродинамической дисперсии; n - массоемкость пласта. При этом не учитываются многочисленные внешние факторы такие, как температура воздуха, водоотбор подземных вод, окисляемость, содержание изучаемого загрязнителя в поверхностных водах и т.д. Этого позволяет избежать использование параметрический моделей, полное описание которых включает уравнение (1) и набор внешних независимых параметров нарушенных природных систем. Оптимальная модель ищется методом группового учета аргументов в пространстве внешних критериев селекции. В соответствии с этим полное описание такой модели может быть представлено в виде

z1*TT-3+z2*QQ-+z3*OS-3+z4*TP-3+OO = 0,
где с - значение искомой функции концентрации загрязняющего компонента подземных вод (прогнозируемая переменная); A (H), B (H), C (H), D (H), E (H),G(H) - соответствующие коэффициенты при производных; t, x, y - координаты; TT , QQ, OS, TP - внешние независимые параметры нарушенной природной системы; z1 , z2 , z3, z4 - соответствующие коэффициенты при TT, QQ, OS, TP; OO - свободный член. Индекс [-3] указывает максимальное число запаздываний по времени независимых параметров, учитываемых при селекции моделей.
Использование моделей, определенных с использованием настоящей методики, позволяет получать представительные долгосрочные прогнозы развития процессов массопереноса загрязняющих компонентов подземных вод. Причем может быть использован очень короткий ряд наблюдений за интересующим загрязняющим компонентом ( минимальный временной ряд составляет четыре замера). Это задает высокую начальную "зашумленность" исходных данных, однако, даже при 50% погрешности фактических данных, методика моделирования позволяет получать долгосрочные прогнозы с погрешность до 10%.