Wykorzystanie modułu strumienia w ocenie wzajemnego oddziaływania wód podziemnych i powierzchniowych

• Autorzy: Szczepiński J.

Warianty tytułu

EN

Use of stream package to simulate stream-aquifer interaction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces wzajemnego oddziaływania wód podziemnych i powierzchniowych może być realizowany w programie MODFLOW między innymi poprzez wykorzystanie modułu obliczeniowego Stream, przedstawiającego warunek brzegowy III rodzaju. Jego zastosowanie umożliwia w każdym z bloków reprezentujących ciek na modelu obliczenie: przepływu strumienia wód powierzchniowych, wielkości przeciekania pomiędzy ciekiem a warstwą wodonośną oraz poziomu zwierciadła wody w cieku. Ponadto daje możliwość „osuszenia” cieku oraz uwzględnienia dodatkowego dopływu lub odpływu wód powierzchniowych z cieku. Opcji tych nie zawiera moduł River stosowany powszechnie w modelach matematycznych. Wykorzystanie modułu Stream jest szczególnie przydatne w warunkach silnej antropopresji, na przykład w rejonach będących pod wpływem odwodnień górniczych oraz zrzutu wód kopalnianych. Na takich obszarach niektóre odcinki cieków wysychają, a zrzuty wód z odwadniania zwiększają przepływ wód powierzchniowych. Do otrzymania wiarygodnego rozwiązania przy zastosowaniu modułu Stream niezbędne jest jednak pozyskanie dodatkowych informacji o parametrach koryta rzecznego, takich jak: szerokość, współczynnik szorstkości, nachylenie koryta i głębokość wody w cieku, a także dane o położeniu zwierciadła wód podziemnych w pierwszym poziomie wodonośnym, zasadniczym z punktu widzenia zasilania cieków powierzchniowych. Moduł Stream został przetestowany w badaniach modelowych, realizowanych w związku z projektowanym odwodnieniem jednej z odkrywek węgla brunatnego.

EN

In MODFLOW, to simulate interaction between surface streams and groundwater, the Stream Package can be used, representing the mixed boundary condition. In each reach representing the surface stream: streamflow, leakage between stream and aquifer as well as stream stage can be computed. Additionally, the package permits rivers to go dry during a given period of simulation as well as to simulate subtraction or additional inflow to surface water, what is not included in the River Package. The Stream Package is particularly useful in areas under the influence of mine drainage and mine water discharge. In these areas some parts of rivers are drying up, but discharged mine water increases the streamflow. However, to get a feasible solution it is necessary to acquire additional data: stream parameters (width of stream, roughness coefficient, slope of stream channel), stream stage and the groundwater level in the upper aquifer, the essential for the stream-aquifer relations. Stream Package has been tested in the modelling studies carried out in connection with the proposed lignite open pit dewatering.

Słowa kluczowe

PL

MODFLOW; odwodnienie górnicze; modelowanie matematyczne; wody powierzchniowe; wody podziemne

EN

MODFLOW; mine dewatering; mathematical model; surface water; groundwater

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 451 Hydrogeologia z. 13
• Strony: 211--217
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Szczepiński J.

• Poltegor-projekt Sp. z o.o., ul. Wyścigowa 56f, 53-012 Wrocław

Bibliografia

• [1] DĄBROWSKI S., KAPUŚCIŃSKI J., NOWICKI K., PRZYBYŁEK J., SZCZEPAŃSKI A., 2011 — Metodyka modelowania matematycznego w badaniach i obliczeniach hydrogeologicznych. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań.
• [2] GAŁDECKA M., 2009 — Dynamika wód podziemnych na międzyrzeczu Warta-Powa-Czarna Struga ze szczególnym uwzględnieniem pierwszego poziomu wodonośnego. [Pr. magister.]. UAM, Instytut Geologii, Poznań.
• [3] HydroGeoLogic, Inc, 1998 — MODFLOW-SURFACT v. 3.0, A Comprehensive MODFLOW-Based Flow and Transport Simulator. Code Documentation Report. HydroGeoLogic, Reston VA.
• [4] KSIĄŻYŃSKI K., JEŻ P., GRĘPLOWSKA Z., 2002 — Tablice do obliczeń hydraulicznych. Wyd. PK, Kraków.
• [5] KULMA R., ZDECHLIK R., 2009 — Modelowanie procesów filtracji. Uczelniane Wyd. Nauk.-Dydakt. AGH, Kraków.
• [6] McDONALD M.G., HARBAUGH A.W., 1988 — A modular three-dimensional finite difference ground-water flow model. USGS Techniques of Water-Resources Investigations Book 6. Chapter A 1.
• [7] NISWONGER R.G., PRUDIC D.E., 2006 — Documentation of the Streamflow-Routing (SFR2) Package to Include Unsaturated Flow Benath Streams - a modification to SRFI. USGS, Techniq. Meth.: 6-A13.
• [8] OZBILGIN M.M., DICKERMAN D.C., 1984 — A modification of the finite difference model for simulation of two dimensional ground-water flow to include surface-ground water relationships. USGS Water-Resources Investigations Report: 83-4251.
• [9] PRUDIC D.E., 1989 — Documentation of a computer program to simulate stream-aquifer relations using a modular, finite-difference, ground-water flow model. USGS, Open-File Report: 88-729.
• [10] PRUDIC D.E., KONIKOW L.F., BANTA E.R., 2004 — A new Streamflow-Routing (SFRl) Package to Simulate Stream-Aquifer Interaction with Modflow 2000. USGS, Open-File Report: 2004-1042.
• [11] WOJCIECHOWSKA R.,2008 — Objaśnienia do Mapy hydrogeologicznej. Pierwszy poziom wodonośny. Występowanie i hydrodynamika, ark. Rychwał. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• [12] WHITE F.M. (red.), 1979 — Fluid mechanics. New York, McGwaw-Hill.