Численный алгоритм решения задачи нелинейной трехмерной математической модели прогнозирования изменения уровня грунтовых вод
Боковая панель статьи
Основное содержимое статьи
Аннотация
В статье рассматривается проблема прогнозирования изменения уровня грунтовых вод с использованием численных методов на основе трехмерной нелинейной математической модели. Модель учитывает факторы, влияющие на динамику водоносного горизонта - водозаборные скважины, испарение и другие внешние источники. Модель, основанная на дифференциальных уравнениях, описывает движение грунтовых вод, и предложен алгоритм ее решения с использованием метода переменного направления. При выполнении численных расчетов модель изначально выражается через безразмерные величины, что является одним из способов повышения удобства получения результатов вычислений. Результаты расчетов позволяют оценивать и прогнозировать изменения уровней воды в различных условиях. Такой подход можно использовать для эффективного управления водными ресурсами и разработки систем мониторинга окружающей среды.
Информация о статье
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Библиографические ссылки
Huang, C.‐S., Wang, Z., Lin, Y.‐C., Yeh,H.‐D., & Yang, T. (2020). New analytical models for flow induced by pumping in a stream‐aquifer system: A new Robin boundary condition reflecting joint effect of streambed width and storage. Water Resources Research, 56, e2019WR026352. https://doi.org/10.1029/2019WR026352.
Абуталиев Ф.Б. Решение задач неустановившейся фильтрации. -Ташкент: фан, 1972.-207 с.
Lin LIN, Jin-Zhong YANG, Bin ZHANG, Yan ZHU, A simplified numerical model of 3-D groundwater and solute transport at large scale area, Journal of Hydrodynamics, Ser. B, Volume 22, Issue 3, 2010, Pages 319-328, ISSN 1001-6058, https://doi.org/10.1016/S1001-6058(09)60061-5.
Xu-Sheng Wang, Hongbin Zhan, A new solution of transient confined–unconfined flow driven by a pumping well, Advances in Water Resources, Volume 32, Issue 8, 2009, Pages 1213-1222, https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2009.04.004.
Hantush, M. S. (1967). Depletion of flow in right-angle stream bends by steady wells. Water Re-sources Research, 3(1), 235–240. doi:10.1029/wr003i001p00235.
Xiong, M., Tong, C., & Huang, C.-S. (2021). A new approach to three-dimensional flow in a pumped confined aquifer connected to a shallow stream: Near-stream and far-from-stream groundwater ex-tractions. Water Resources Research, 57, e2020WR028780. https://doi.org/10.1029/2020WR028780.
Daliev Sh., Sirojiddinov F., Khaitov O., Developing Mathematical Models to Study Changes in Groundwater Levels and Salt Concentration E3S Web Conf. 589 03011 (2024) DOI: 10.1051/e3sconf/202458903011.
Ravshanov N., Daliev S., Abdullaev Z., Khafizov O. Ground and confined underground waters and their salt content // IEEE International Conference on Information Science and Communications Technologies. – 2020. – P. 1-12.
Ravshanov N., Daliev S. Non-linear mathematical model to predict the changes in underground wa-ter level and salt concentration // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1441. – Art. 012163.
Ravshanov N., Zagrebina S.A., Daliev Sh.K. Numerical simulation of unsteady underground water filtration in a porous medium // Problems of computational and applied mathematics. – 2019. – No. 4. – P. 12-30.
Khabibullaev I., Murodullaev B.T., Haqnazarova D.O. Numerical modeling of groundwater filtra-tion processes in irrigation areas // Problems of computational and applied mathematics. – 2023. – No. 3(49). – P. 21-32.
Khabibullaev I., Murodullaev B.T., Haqnazarova D.O. 2023. Three-demensional mathematical model of groundwater level changes in irrigated land // Problems of computational and applied mathematics. – 2023. – No. 5. – P. 44-55.
Guo W., Langevin C.D. User’s guide to SEAWAT: a computer program for simulation of three-dimensional variable-density ground-water flow // US Geological Survey. – 2002. –Vol. 1, No. 434.
Hornberger G.M., Boyer E.W. Recent advances in watershed modelling // Reviews of Geophysics. – 1995. – No. 33(S2). – P. 949-957.
Dassargues A. Hydrogeology: groundwater science and engineering. – CRC Press, 2018.
McDonald M.G., Harbaugh A.W. A modular three-dimensional finite-difference groundwater flow model // US Geological Survey. – 1988.
Pinder G.F., Gray W.G. Finite element simulation in surface and subsurface hydrology. –Elsevier, 2013.
Reilly T.E., Harbaugh A.W. Guidelines for evaluating ground-water flow models. – DIANE Publish-ing, 2004.
Simunek J. et al. HYDRUS-1D. Simulating the one-dimensional movement of water, heat, and mul-tiple solutes in variably-saturated media, version, 2. – 1998.
Anderson M.P., Woessner W.W., Hunt R.J. Applied groundwater modeling: simulation of flow and advective transport. – Academic press, 2015.
Самарский А.А., Итерационные методы для сеточных уравнений. Математические структуры. Вычислительная математика. Математическое моделирование. Труды, посвященные 60-летию ак. Илиева, София, 1975, с.153-164.
Яненко Н.Н., Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. издательство «Наука»- Сибирское отделение Новосибирск-1967 г. стр. 197.