Numeryczne modelowanie w polskiej hydrogeologii – krótki przegląd dokonań z lat 2004–2017

• Autorzy: Staśko S.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.4932

Warianty tytułu

EN

Numerical modelling in Polish hydrogeology – short review of results in 2004–2017 years

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przegląd ponad 200 publikacji z zakresu numerycznego modelowania w hydrogeologii stanowi podstawę do zaprezentowania postępu i rozwoju tej szeroko stosowanej metody, szczególnie w latach 2004–2017. Wskazano trzy etapy rozwoju badań metodami modelowania. Omówiono główne trendy w zakresie modelowania przepływu wód podziemnych, migracji mas i zanieczyszczeń, zastosowań praktycznych, badania procesów i doskonalenia warsztatu badawczego. Podkreślając wiele zalet tej metody, podano wybrane przykłady, jak również wskazano na jej ograniczenia i wady. Na zakończenie przedstawiono przegląd najczęściej używanych słów kluczowych. Z natury rzeczy tego typu przegląd jest subiektywnym opisem opartym na doświadczeniu autora i doniesieniach literaturowych.

EN

Review of more than 200 publications on numerical modelling in hydrogeology has been presented as a base for the presentation the progress and development of this widely used method, especially during the years 2004–2017. Three stages in the research methods of modelling has been noticed. The main trends in the field of modelling groundwater flow, the mass transport and pollutants migration, practical applications, research processes and improvement of the research method has been discussed. Highlighting the many benefits of this method are given some examples as well as indicated on the constraints and disadvantages during the groundwater modelling. At the end provides an overview of the most frequently used keywords. The nature of things the review is subjective descriptions based on the experience of the author and of literature review.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; modele zasobowe; transport mas; ograniczenia i wady modelowania

EN

numerical modelling; resources model; mas transport; limitation and deficiency of groundwater modelling

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 471, Hydrogeologia, z. 15
• Strony: 171--178
• Opis fizyczny: Bibliogr. 58 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Staśko S.

• Uniwersytet Wrocławski, Wydział Nauk o Ziemi i Kształtowania Środowiska, ul. Cybulskiego 32, 50-205 Wrocław

Bibliografia

• [1] AN R., JIANG X.-W., WANG J.-Z., WAN L., WANG X.-S., LI H., 2015 – A theoretical analysis of basin-scale groundwater temperature distribution. Hydrogeol. J., 23: 397–404.
• [2] ANDERSON M.P., 2005 – Heat as a groundwater tracer. Ground Water, 43, 6: 951–968.
• [3] BAR-MICHALCZYK D., MICHALCZYK T., ŻUREK A., WITCZAK S., 2016 – Możliwości wykorzystania modelu HYPE do oceny wielkości zasilania wód podziemnych w obszarach bilansowych opartych o zlewnie rzek. W: Praktyczne metody modelownia przepływu wód podziemnych (red. S. Witczak, A. Żurek): 213–223. Wydaw. AGH, Kraków.
• [4] BIENIEWSKI J., 1968 – Opracowanie prognoz hydrogeologicznych procesów poboru wód podziemnych za pomocą analogów elektrycznych. Węgiel Brunatny, 4.
• [5] CZEKAJ J., WITKOWSKI A.J., 2012 – Model budowy czwartorzędowego piętra wodonośnego w rejonie zbiornika Goczałkowice. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 27–34.
• [6] CZOP M., DEMBSKA P., RAJCHEL L., 2014 – Modelowanie warunków formowania się składu chemicznego wód podziemnych w obrębie Karpat i brzeżnej części zapadliska przedkarpackiego. W: Modele matematyczne w hydrogeologii (red. A. Krawiec, I. Jamorska): 161–169. Wydaw. Nauk. UMK, Toruń.
• [7] DĄBROWSKI S., PRZYBYŁEK J., 2012 – Ocena prognoz zasobów eksploatacyjnych poprzez porównanie szacunków zasobowych z wynikami długotrwałej eksploatacji ujęć wód podziemnych (studium metodyczne). Bogucki Wyd. Nauk., Poznań.
• [8] DĄBROWSKI S., RYNARZEWSKI W., PAWLAK A.,HERCKA A., JANISZEWSKA B., 2006 – Identyfikacja modelowa zmienności zasilania ujęcia wody podziemnej Zduny dla miasta Krotoszyna w czasie jego 50-leteniej eksploatacji. Geologos, 10: 19–33.
• [9] DĄBROWSKI S., KAPUŚCIŃSKI J., NOWICKI K., PRZYBYŁEK J., SZCZEPAŃSKI A. (red.), 2011 – Metodyka modelowania matematycznego w badaniach i obliczeniach hydrogeologicznych. Poradnik metodyczny. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań.
• [10] DOBRZYŃSKI D., 2006 – Modelowanie geochemiczne narzędziem poznania geochemii systemów wód podziemnych. Przykłady zastosowań, aktualny stan w Polsce. Prz. Geol., 54, 11: 976–981.
• [11] DOMENICO P.A., PALCIAUSKAS V.V., 1973 – Theoretical analysis of forced convective heat transfer in regional groundwater flow. Geol. Soc. Am. Bull., 84: 3803–3814.
• [12] DUDA R., WINID B., ZDECHLIK R., STĘPIEŃ M., 2013 – Metodyka wyboru optymalnej metody wyznaczania zasięgu stref ochronnych ujęć zwykłych wód podziemnych z uwzględnieniem warunków hydrogeologicznych obszaru RZGW w Krakowie. AGH, Kraków.
• [13] EL-ZEHAIRY A.A., LUBCZYŃSKI M.W., GURWIN J., 2018 – Interactions of artificial lakes with groundwater applying an integrated MODFLOW solution. Hydrogeol. J., 26: 109–132.
• [14] FELKEL B., KASZTELAN D., 2006 – Przegląd wykorzystania metod modelowania numerycznego do badań hydrogeologicznych w Polsce. Geologos, 10: 57–63.
• [15] FLISOWSKI J., WIECZYSTY A., 1979 – Analogowe dyskretne modelowanie ujęć wody podziemnej. Wydaw. Geol., Warszawa.
• [16] GRODZKA M., PAZIO-URBANOWICZ K., 2012 – Oprogramowanie do interpolacji i wizualizacji przestrzennej budowy systemu wodonośnego. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 35–44.
• [17] GRUSZCZYŃSKI T., MAŁECKI J., 2006 – Numeryczny model filtracji nieustalonej dla fragmentu doliny Wisły w rejonie ujścia rzeki Świder. Geologos, 10: 65–73.
• [18] GRUSZCZYŃSKI T., MAŁECKI J., 2010 – Identyfikacja systemu krążenia wód w artezyjskim poziomie wodonośnym na obszarze zlewni Krynki (Wysoczyzna Białostocka) na podstawie regionalnego modelu pola filtracji. Biul. Państw. Inst. Geol., 442: 49–61.
• [19] GURWIN J., KRAWIEC A., 2012 – Identyfikacja systemu krążenia wód podziemnych na wyspie Wolin. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 53–61.
• [20] JAKÓBCZYK-KARPIERZ S., KOWALCZYK A., 2012 – Możliwości i ograniczenia zastosowania SF6 do oceny czasu przebywania wód w ośrodkach węglanowych na przykładzie GZWP Gliwice. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 91–99.
• [21] JAWORSKA-SZULC B., 2009 – Groundwater flow modelling of multi-aquifer systems for regional resources evaluation: the Gdansk hydrogeological system, Poland. Hydrogeol. J., 17: 1521–1542.
• [22] KAJEWSKI I., 2004 – Ocena elementów bilansu wodnego zlewni przy zastosowaniu modelu WetSpass. Acta Univ. Wratisl., 2729: 69–80.
• [23] KANIA J., HAŁADUS A., SZCZEPAŃSKI A., ZDECHLIK R., WOJTAL G., 2012 – Model migracji jonu wskaźnikowego w poziomie wodonośnym czwartorzędu w widłach Dunajca i Białej. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 137–144.
• [24] KNEZ J., 2006 – Weryfikacja i walidacja modelu na podstawie znaczników środowiskowych sześciofluorku siarki SF6 i trytu. Geologos, 10: 141–152.
• [25] KRAWIEC A., SADURSKI A., BURZYŃSKI K., 2012 – Systemy krążenia wód podziemnych w rejonie Zalewu Kamieńskiego, Pomorze Zachodnie. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 153–160.
• [26] KROGULEC E., 2004 – Zasilanie wód podziemnych w dolinie rzecznej – wyniki badań modelowych. Acta Univ. Wratisl., 2729, Hydrogeol.: 121–128.
• [27] KROGULEC E., ZABŁOCKI S., 2015 – Relationship between the environmental and hydrogeological elements characterizing groundwater-dependent ecosystems in central Poland. Hydrogeol. J., 23: 1587–1602.
• [28] MALINA G., SZCZEPAŃSKI A., 1993 – Badania zmienności pola temperatur w ocenie krążenia wód podziemnych w warunkach naturalnych i zmienionych eksploatacją. W: Współczesne Problemy Hydrogeologii: 387–397. Oficyna Wydaw. Sudety, Wrocław.
• [29] MALINOWSKI B., 1987 – Argonauci zachodniego Pacyfiku. Wydaw. Nauk. PWN.
• [30] MARSZAŁEK H., WĄSIK M., 2004 – Ocena zasilania wód podziemnych w wybranych zlewniach rzek Polski Zachodniej. Acta Univ. Wratisl., 2729, Hydrogeol.: 175–184.
• [31] MATUSIAK M., PRZYBYŁEK J., 2017 – Wykorzystanie niestacjonarnego modelu przepływu do oceny rzeczywistej wielkości eksploatacji wód podziemnych z piętra jurajsko-kredowego na obszarze intensywnych nawodnień rolniczych w rejonie Kalisza. Prz. Geol., 65, 11/2: 1218–1224.
• [32] MŁYŃCZAK A., MALINA G., 1988 – Rozkład temperatur wód gruntowych pierwszego poziomu wodonośnego o swobodnym zwierciadle wody na przykładzie ujęcia infiltracyjnego Reda III. Tech. Poszuk. Geol., Geosynoptyka i Geotermia, 5/6: 53–59.
• [33] NAWALANY M., 2008 – Modelowanie transportu substancji podlegających procesom fizykochemicznym i reakcji chemicznych w strumieniu wód podziemnych. Biul. Państw. Inst. Geol., 431: 169–179.
• [34] OLICHWER T., WCISŁO M., 2014 – Kształtowanie się zasobów wód podziemnych w odmiennych ośrodkach hydrogeologicznych Sudetów na podstawie badań modelowych. W: Modele matematyczne w hydrogeologii (red. A. Krawiec, I. Jamorska): 97–105. Wydaw. Nauk. UMK, Toruń.
• [35] PIECHOTA A.M., SITEK S., IGNATIUK D., PIOTROWSKI J.A., 2012 – Rekonstrukcja drenażu subglacjalnego lodowca Werenskiolda (SW Spitsbergen) na podstawie modelowania numerycznego. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 191–202.
• [36] POLAŃSKA K., PIEKAREK-JANKOWSKA H., 2006 – Analiza kontaktu wód podziemnych i powierzchniowych w modelu obiegu wód w strefie brzegowej Zatoki Gdańskiej. Geologos, 10: 205–214.
• [37] PRZYBYŁEK J., HERMANOWSKI P., 2016 – Metodyczne i interpretacyjne wady modeli numerycznych – czyli nie taki model dobry, jak go malują. W: Praktyczne metody modelowania przepływu wód podziemnych (red. S. Witczak, A. Żurek): 263–270. Wydaw. AGH, Kraków.
• [38] PRZYBYŁEK J., KASZTELAN D., 2017 – Badania zmienności i zależności temperatury wód podziemnych od wód rzecznych na ujęciach infiltracyjnych. Prz. Geol., 65, 11/2: 1356–1362.
• [39] PLECZYŃSKI J., 1985 – Temperatura jako wskaźnik badania związków wód powierzchniowych i podziemnych. W: Aktualne problemy hydrogeologii: 513–520. Wydaw. AGH, Kraków.
• [40] SAAR M.O., 2011 – Geothermal heat as a tracer of large-scale groundwater flow and as a means to determine permeability fields. Hydrogeol J., 19: 31–52.
• [41] SADURSKI A., KRAWIEC A., 2014 – Wprowadzenie. Modele matematyczne w hydrogeologii: 9–10. Wydaw. Nauk. UMK, Toruń.
• [42] SITEK S., 2017 – Modelowanie wód podziemnych na terenach górniczych z wykorzystaniem oprogramowania FEFLOW. Prz. Geol., 65, 11/3: 1451–1459.
• [43] SITEK S., ORZECHOWSKI R., 2016 – Zastosowanie HydroGeoAnalyst w zarządzaniu danymi hydrogeologicznymi na przykładzie zbiornika GZWP nr 330 Gliwice. W: Praktyczne metody modelowania przepływu wód podziemnych (red. S. Witczak, A. Żurek). Wydaw. AGH, Kraków: 187–195.
• [44] STAŚKO S., 2017 – Zasilanie wód podziemnych na obszarze Polski – przegląd metod badań i wybranych wyników. Hydrogeol., 1: 68–77.
• [45] STAŚKO S., GURWIN J., WCISŁO M., MODELSKA M., KRYZA H., KRYZA J., OLICHWER T., BUCZYŃSKI S., TARKA R., WĄSIK M., BECKER R., 2012 – Model koncepcyjny systemu hydrogeologicznego obszaru oddziaływania Lubińsko Głogowskiego Obszaru Miedzionośnego (LGOM). Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 203–211.
• [46] SZKLARCZYK T., WITCZAK S., NAŁĘCKI P., 2004 – Model hydrogeologiczny subniecki kędzierzyńsko-głubczyckiej (GZWP 332) jako przykład odwzorowania złożonego systemu krążenia wód podziemnych. Acta Univ. Wratisl., 2729: 253–269.
• [47] SZYMANKO J., 1980 – Koncepcje systemu wodonośnego i metod jego modelowania. Wydaw. Geol., Warszawa.
• [48] SZYMANKO J., KRECZMAR A., POLISZOT W., NOWICKI K., DĄBROWSKI S., PRZYBYŁEK J., 1980 – Budowa modeli matematycznych w hydrogeologii na przykładzie biblioteki systemowej HYDRYLIB. Matematyczne modelowanie ujęć wody podziemnej. Studia z zakresu inżynierii, 19. Warszawa–Kraków.
• [49] SZCZEPAŃSKI A., 1974 – Prognozowanie wydajności i warunków eksploatacji wód podziemnych metodą analogii hydraulicznych. Pr. Geol., 81.
• [50] SZCZEPIŃSKI J., 2012 – Wykorzystanie modułu strumienia w ocenie wzajemnego oddziaływania wód podziemnych i powierzchniowych. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 203–210.
• [51] ŚMIETAŃSKI L., 2012 – Zastosowanie przekształcenia stałoobjętościowego do oceny odnawialności zasobów wód podziemnych wschodniej części Pojezierza Pomorskiego. Biul. Państw. Inst. Geol., 451: 227–234.
• [52] WIKTOROWICZ B., 2014 – Formowanie się składu chemicznego wód termalnych niecki łódzkiej w świetle badań modelowani hydrogeochemicznego. W: Modele matematyczne w hydrogeologii (red. A. Krawiec, I. Jamorska): 169–175. Wydaw. Nauk.UMK, Toruń.
• [53] ZABŁOCKI S., 2014 – Prognozowanie zmian zagrożenia azotanami wód podziemnych poziomów użytkowych na obszarach użytkowanych rolniczo. W: Modele matematyczne w hydrogeologii (red. A. Krawiec, I. Jamorska): 151–161. Wydaw. Nauk. UMK, Toruń.
• [54] ZDECHLIK R., HAŁADUS A., BUKOWSKI P, 2008 – Porównanie metod prognoz zatapiania kopalń węgla kamiennego. Biul. Państw. Inst. Geol., 431: 287–296.
• [55] ŻUREK A., 2008 – Możliwości wykorzystania w warunkach polskich wybranych modeli bilansowych z projektu EUROHARP do oceny poziomu wymycia azotanów. Biul. Państw. Inst. Geol., 431: 305–318.
• [56] ŻUREK A., CZOP M., 2010 – Modelowanie warunków przepływu i przekształceń składu chemicznego wód opadowych w takcie procesu infiltracji na przykładzie doświadczenia lizymetrycznego. Biul. Państw. Inst. Geol., 442: 181–188.
• [57] VOSS C.I., 2011a – Edittor’s Message: Groundwater modeling fantasies – part 1, adrift in the details. Hydrogeol. J., 19: 1281–1284.
• [58] VOSS C.I., 2011b – Edittor’s Message: Groundwater modeling fantasies – part 2, down to earth. Hydrogeol. J., 19: 1455–1458.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).