Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
Широко известен пакет автоматизированного проектирования Автокад (AutoCAD) фирмы Autodesk, который от версии к версии постоянно совершенствуется. Этот пакет программ может с успехом использоваться и в системе АИС мониторинга геологической среды для создания ПДМ. Особенно он полезен для создания графических и картографических ПДМ. В версии 11 Автокада ( (AutoCAD 11) имеются возможности работы в пространстве листа и твердотельное моделирование, которое можно использовать для ПДМ геодинамических процессов и решения различных прогнозных задач геомеханики. Имеются и другие прикладные системы программной поддержки ориентированные на картографирование, решение геологических задач и
моделирование, которые могут также использоваться для разработки и создания IIДМ в системе мониторинга геологической среды.
Для разработки имитационных ПДМ детального уровня полезным может оказаться пакет "LabView for Windows" — программа для персональных компьютеров типа IBM, Sun или Macintosh, работающая в операционной среде Windows 3.1 или более поздней версии, позволяющая из программных модулей быстро создать модель процесса, а при необходимости заменить целую исследовательскую лабораторию (например, гидрохимическую). В частности, пакет LabView for Windows поддерживает протокол динамического обмена данными (DDE), который является особо ценным для системы АИПС мониторинга геологической среды и представляет собой эффективнейшее средство передачи лабораторных или натурных результатов наблюдений для дальнейшей обработки программ электронных таблиц, баз данных, а также текстовым редакторам и утилитам генерации отчетов. В пакете предусмотрены самые разнообразные библиотеки для обработки и анализа полученных данных, в дополнительную библиотеку Advanced Analysis входят алгоритмы статистики, линейной алгебры, матричных и численных операций, средства анализа сигналов, электронные фильтры и многие другие средства, необходимые при разработке ш реализации ПДМ,
Для ПДМ в системе мониторинга обычно выбираются "узловые", главные объекты IIТС или геологической среды. Именно эти объекты должны отражать основные изменения, происходящие в
геологической среде при техногенном воздействии на нее. По существу ПДМ должна быть имитационной моделью ПТС, геологической среды или ее элементов, показывающей наиболее существенные связи между интересующими нас объектами и работающая в диалоговом режиме. В более сложном варианте для каждого блока модели разрабатывается своя схема причинно-следственных цепей, или диаграмма потока, входы и выходы которой соединяются системой прямых и обратных связей с другими блоками. ПДМ. в идеальном варианте должна решать проблему прогнозного моделирования не отдельных геологических процессов (что в настоящее время стало обычным делом), а их парагенетических совокупностей или, вернее, цепей, звенья которых состоят как из процессов трансформации, так и из процессов переноса вещества и энергии. Именно эти процессы и наблюдаются в реальных как природных, так и прирсдао-техвдческих системах — объектах мониторинга.
Несмотря на исключительную сложность построения имитащюнных ПДМ, концепция их как систем достоян до совершенствующиеся позволяет организационно преодолевать эту сложность путем ВЛИЯНИЕ не только на постановку и проведение массовых натурных наблюдений
и инженерных изысканий, но и на постановку и проведение научных исследований по разработке моделей. Причем приоритетность осуществления тех или иных исследований определяется конкретными особенностями объекта прогнозирования, принадлежащего к той или иной территории, а также интересами развития ее хозяйственного комплекса.
В зависимости от уровня мониторинга (ранга организации) ПДМ могут иметь различную сложность: от достаточно простых постоянно действующих моделей (например, оползневого склона или водозабора) до весьма сложных комплексных моделей (например, ги дрогео л огичес к их условий города, области и др.). Примером последней является постоянно действующая модель гидрогеологических условий территории Москвы, реализованная в ПГО "Центргеология" в рамках гидрогеологического мониторинга Москвы. Модель была построена на основе ретроспективного анализа геологической среды всего Московского столичного региона и в ней учтены различные функциональные связи между всевозможными процессами и формирующими их факторами как внутренними, так и внешними по отношению к выделенным на территории Москвы бассейново-речным литосистемам. В модели, согласно И.В. Батуринской и Ю.О. Зеегоферу, реализована серия взаимосвязанных блоков:
"инфильтрационный" — характеризующий граничные условия на поверхности земли (источники);
"карбонатное равновесие" — описывающий состояние карбонатной системы в подземных водах с позиций термодинамики и характеризующий равновесие процессов растворения и кристаллизации;
"кинетический" — характеризующий кинетику этих процессов;
"тепломассоперенос" — описывающий неравновесные процессы в зонах активного водообмена;
"гидродинамический" — характеризующий геофильтрационные процессы;
