Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
412
рых пока невозможно разработать адекватную модель. Иными словами с помощью метода экспертных оценок дают порядковые оценки процессов и явлений, не поддающихся пока измерению. К формализованным методам относят: а) методы экстраполяции и интерполяции, основанные на статистическом изучении гидрогеохимических явлений и б) методы моделирования, .основанные на построении и изучении вспомогательных созданных нами искусственных систем, называемых моделями. В гидрогеохимии используют все эти методы, но наиболее эффективными являются методы моделирования гидрогеохимических явлений, поскольку физические и химические процессы, составляющие основу этих явлений, уже относительно хорошо изучены и сами эти явления могут быть формализованы и выражены с помощью различных физических и химических моделей, математически реализуемых с помощью ЭВМ.
15.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О МОДЕЛИРОВАНИИ И МОДЕЛЯХ В ГИДРОГЕОХИМИИ
?
Моделирование — это метод изучения объекта или процесса, в ходе которого исследуется не сам объект, а некоторая вспомогательная, созданная нами система, называемая моделью.
В настоящее время в гидрогеохимии существует увлечение использованием понятия «модель». Но далеко не каждая «модель» может быть использована при количественном моделировании гидрогеохимических явлений и их прогнозировании. В гидрогеохимии существуют различные виды моделей. К первым из них относятся так называемые портретные — или фотографические модели, фиксирующие какие-то определенные гидрогеохимические качества гидрогеологической структуры. К таким моделям относятся гидрогеохимические карты, гидрогеохимические разрезы и т. д. Эти модели могут быть использованы только для качественного прогноза гидрогеохимических явлений. Количественных решений на основе таких моделей получить нельзя..
Второй тип моделей — генетические, которые дают возможность рассчитывать гидрогеохимические явления и прогнозировать их. Такие модели выражаются различными количественными зависимостями и формулами. В основе этих моделей лежат принципы точных фундаментальных наук (физики, химии, математики). Примерами являются модель комплексообразования элементов в подземных водах, основанная на принципа'х химической термодинамики; модель конвективного и молеку-лярно-диффузионногр переноса веществ и др. Эти количественные модели включают в себя возможность таких явлений, которые мы еще не наблюдали, но при определенных граничных геохимических, термобарических или гидродинамических уеловиях можем наблюдать. Используя такие модели, и, варьируя граничными условиями, можно определять и вычислять результат различных процессов, происходящих в гидрогеологических структурах. Именно в этом заключается прогностическая сила и смысл генетических моделей.
Исходя из общей теории моделирования и управления, сформулируем общие требования к прогностическим моделям:
— модель должна соответствовать современному научному уровню знаний о процессах, происходящих в гидрогеохимических системах; '
— модель должна находиться в определенном соответствии с самим познаваемым объектом в отношении некоторых заданных критериев, т. е. должна обладать свойством адекватности;
— в ходе познания и прогнозирования модель должна быть способной замещать по определенным критериям сам объект и реакции модели на внешние возмущения должны быть подобны реальным природным реакциям, т. е. модель должна обладать свойством адаптивности.
Важно знать, что модель следует рассматривать только как средство для решения определенных конкретных задач. Она должна иметь определенную цель и быть нацеленной на ее решение. Не может быть модели вообще, в безотносительном пони-мавии. Больше того, даже при 'наличии уже определенных универсальных моделей и математических компьютерных программ их реализации, при решении определенных гнд-рогеохимических задач обычно выполняется модификация этих универсальных моделей и программ специально для решения этих конкретных задач с учетом геологических гидрогеологических и геохимических свойств природного объекта.
Важнейшим вопросом является оптимальный предел факторов, учитываемых в модели, обеспечивающий ее максимальную адекватность реальности. Малое число учитываемых факторов делает модель несовершенной, а слишком большое их число усложняет модель и увеличивает ее погрешность, так как суммируются погрешности каждого из многочисленных факторов. Поэтому в тех случаях, когда мы имеем дело с необходимостью моделирования процессов в сложных гидрогеохимических системах, используют прием расчленения таких сложных систем на менее сложные, простые подсистемы ограниченные или одним каким-либо процессом или совокупностью однотипных по своей геохимической направленности процессов. И, таким образом, сложные гидрогеохимические модели с большим числом факторов в ходе моделирования обычно разбиваются на определенную последовательность менее сложных моделей, соответствующих последовательности протекающих в системе процессов и сохраняющих адекватность реальности при минимальных погрешностях в описании этих процессов.
