CHƯƠNG 4 MÔ HÌNH TOÁN NƯỚC NGẦM
11. Hiệu chỉnh mô hình ổn định, có khai thác
Trong phần này chúng ta sẽ xem xét ảnh hưởng của hệ số thấm và lượng bổ cập dưới điều kiện trạng thái ổn định có bơm khai thác.
Bước 1: Nhập lỗ khoan xử lý
Trong bước này chúng ta giả sử rằng lỗ khoan xử lý ban đầu là một lỗ khoan cấp nước đã hoạt động liên tục trong 5 năm trong quá khứ với lưu lượng là 35 gpm (2l/s). Mực nước quan trắc (có tính đến ảnh hưởng của lỗ khoan cấp nước này) nêu trong bảng 4.6.
Bảng 4.6. Mực nước quan trắc, trạng thái ổn định, có khai thác Lỗ khoan X Y Cao trình ống lọc Thời gian
quan trắc Mực nước
OW-1 2116 2485 150 7300 184.64
OW-2 2162 2453 175 7300 182.3
OW-3 2134 2433 182 7300 183.4
OW-4 2186 2434 178 7300 183.82
OW-5 2148 2511 174 7300 185.21
OW-6 2217 2684 178 7300 186.09
OW-7 2443 2750 171 7300 184.29
OW-8 1919 2624 169 7300 189.12
OW-9 1799 2626 184 7300 190.85
OW-10 2087 2637 182 7300 187.03
OW-11 2523 2534 181 7300 183.89
OW-12 1147 3662 187 7300 196.2
OW-13 1138 2150 191 7300 196.4
OW-14 2876 2737 170 7300 180.37
OW-15 2737 2550 176 7300 181.18
OW-16 2530 2330 181 7300 183.29
OW-17 3237 2141 170 7300 175.84
OW-18 3213 2625 173 7300 175.19
Wells
Pumping wells [F5-Zoom In]
[Edit well]
Di chuyển chuột tới lỗ khoan xử lý hiện hữu (dòng 26, cột 16) và ấn chuột trái.
Một cửa số Edit Well sẽ xuất hiện. Thay đổi các thông tin thành như sau : Stop Time (days): 7300 ⇔
Pumping Rate (US gpm) : -35 (2,2 l/s)
Tiếp theo bạn sẽ nhập các lỗ khoan quan sát với mực nước như trong Bảng 4.6.
Wells
Head Observation Wells
[Yes] (để lưu số liệu lỗ khoan cấp nước) [Import Obs]
sun_obs2.txt [Open]
Bạn sẽ được nhắc là xác nhận việc thay thế các lỗ khoan quan trắc
All
[F3-Save]
[F10-Main Menu]
Run
[OK]
Run
[Translate&Run]
Khi mô hình đã chạy xong, ấn Exit để trở về Main Menu.
Output
Một bản đồ đẳng mực nước sẽ hiện ra như trong Hình 4.49.
Hình 4.48. Đồ thị mực nước tính toán và mực nước quan trắc.
Hình 4.49. Đường đẳng mực nước, trạng thái ổn định, có bơm khai thác.
[Graph]
Khi hộp hội thoại Calibration Plots hiện ra.
All well groups
[Apply]
Một đồ thị mực nước tính toán và mực nước quan trắc sẽ hiện ra như Hình 4.50.
File
Exit để trở lại màn hình Output Bước 2: Hiệu chỉnh mô hình có bơm khai thác
Bây giờ chúng ta điều chỉnh giá trị hệ số thấm và lượng bổ cập để xem các thông số này ảnh hưởng thế nào đến kết quả.
[F10- Main Menu]
Input
Properties Conductivity [Database]
Thay các giá trị K như sau (giảm K của mô hình) Kx (ft/day) : 5 ⇔
Ky (ft/day) : 5 ⇔ Kz (ft/day) : 0.5 ⇔
Bằng trực giác, giảm K sẽ tạo ra hạ thấp lớn gần lỗ khoan vì cần có một gradien thủy lực dốc hơn để nhận cùng một lượng nước.
Giảm K sẽ hạ thấp mực nước, vì vậy mực nước tính toán sẽ thấp hơn mực nước quan trắc và mô hình sẽ không có sự trùng khớp giữa mực nước tính toán và mực nước quan trắc. Bạn cần hiệu chỉnh cho mực nước quan trắc và tính toán phù hợp với nhau.
Ví dụ trong trường hợp này bạn phải tăng lượng bổ cập lên.
Boundaries
Recharge
[Edit Property]
Kích chuột vào hộp Recharge [in/year] và vào giá trị sau : Recharge [inch/year] : 20
[OK]
Bây giờ chạy lại mô hình với các thông số mới.
[F10-Main Menu]
[Yes]
Run
[OK]
Run
[Translate &Run] (để chạy MODFLOW và MODPATH) Khi chạy xong ấn [Exit] để trở về Main Menu.
Output
Mô hình sẽ thể hiện các đường đẳng mực nước như Hình 4.51.
[Graph]
Khi hội hội thoại Calibration Plots xuất hiện:
All well groups
Apply
Hình 4.50. Đồ thị mực nước tính toán và mực nước quan trắc, trạng thái ổn định, có khai thác.
Hình 4.51. Đường đẳng mực nước, trạng thái ổn định, có khai thác.
So sánh đồ thị mực nước tính toán từ mô hình và mực nước quan trắc trong lần chạy này với lần chạy trước. Có thể nhận thấy rằng đa số mực nước do mô hình tính toán cao hơn mực nước quan trắc, chỉ có một vài điểm là trùng khít (Hình 4.52).
Visual MODFLOW cũng cho phép bạn chọn các lỗ khoan quan sát cụ thể để vẽ đồ thị mực nước tính toán và mực nước quan trắc. Để xem số liệu hiệu chỉnh đối với các lỗ khoan quan trắc gần lỗ khoan khai thác, bạn thực hiện các bước sau :
File
Exit
Để trở lại màn hình Output của Visual Modflow. Sau đó phóng to vùng xung quanh lỗ khoan khai thác
[Select]
[Box]
Dùng chuột vẽ một hộp xung quanh các lỗ khoan quan sát (kích chuột trái để neo điểm ban đầu của hộp, sau đó kéo hộp ra xung quanh các lỗ khoan quan trắc và kích chuột lần nữa để đóng hộp). Các lỗ khoan quan sát bên trong hộp sẽ chuyển sang màu xanh dương, chỉ ra rằng chúng đã được chọn.
[Graph]
Khi hội hội thoại Calibration Plots xuất hiện, đồ thị mực nước do mô hình tính toán và mực nước quan trắc sẽ tự động hiện ra như trên Hình 4.53.
Ví dụ này trình bày một cách rõ ràng là mô hình trạng thái ổn định không cho kết quả duy nhất. Bài tập đến đây cũng kết thúc. Để thoát Visual MODFLOW :
File Exit.
Hình 4.52. Đồ thị mực nước tính toán và mực nước quan trắc, trạng thái ổn định, có bơm khai thác với các thông số mới.
Hình 4.53. Đồ thị mực nước tính toán và mực nước quan trắc của các lỗ khoan quan trắc được chọn, trạng thái ổn định, có bơm
khai thác với các thông số mới.
CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG
1. Hãy nêu các bước thiết kế lưới mô hình tính toán các bài toán về dòng chảy ngầm? Vấn đề gán giá trị cho các thông số, điều kiên ban đầu và điều kiện biên?
2. Trình bày ngắn gọn các vấn đề liên quan đến việc lựa chọn mô hình, chạy và hiệu chỉnh mô hình tính toán dòng chảy ngầm?
3. Các vấn đề cần lưu ý khi sử dụng mô hình lan truyền chất để nghiên cứu các bài toán về chất lượng nước ngầm?