Obrazowanie 3D w modelowaniu przepływu wód podziemnych – przykłady dla złoża „Złoczew” i zlewni Biebrzy

Abstract

W artykule poruszono zagadnienie zastosowania trójwymiarowego obrazowania dynamiki wód podziemnych w modelowaniu numerycznym na przykładzie odwodnienia złoża „Złoczew” i przepływu wód podziemnych w zlewni Biebrzy. Autorzy koncentrują swoją uwagę na modelowaniu symulatorem MODFLOW, najczęściej stosowanym w hydrogeologii. W pierwszym przykładzie modelowano przepływ wód podziemnych w celu określenia lokalizacji barier studni odwadniających, umożliwiających eksploatację złoża węgla brunatnego „Złoczew”. Po wykonaniu obliczeń modelowych wygenerowano obraz 3D uzyskanego zwierciadła wód podziemnych wraz ze stropem i spągiem złoża. Położenie w przestrzeni 3D tych powierzchni względem siebie ilustruje skuteczność symulowanych barier odwadniających. W drugim przykładzie modelowano przepływ wód podziemnych, który został wykorzystany do oceny zasobów dyspozycyjnych wód podziemnych w zlewni Biebrzy. Zbudowano 7-warstwowy model koncepcyjny (4 warstwy reprezentujące utwory przepuszczalne oraz 3 rozdzielające je warstwy utworów słabo przepuszczalnych), który następnie został przekształcony w 4-warstwowy model numeryczny z 3. warstwami słabo przepuszczalnymi odwzorowanymi poprzez parametr międzywarstwowego przesączania pionowego. Wynik symulacji w postaci obliczonych czterech powierzchni piezometrycznych, reprezentujących rozkład wysokości hydraulicznej w poszczególnych warstwach modelowych nie pokazuje relacji przestrzennej pomiędzy nimi. Aby pokazać tę zależność, autorzy przekształcili dane wyjściowe modelu do formatu, który można zwizualizować w 3D. Umożliwiło to zobrazowanie 3D wszystkich powierzchni piezometrycznych oraz relacji przestrzennej między nimi. Analiza tej zależności ukazuje szczegółowo złożoność systemu przepływu wód podziemnych zlewni Biebrzy i umożliwia identyfikację obszarów zasilania i drenażu.