Ανάπτυξη και Εφαρμογή μαθηματικών μοντέλων προσομοίωσης υπόγειων υδροφορέων
Creators: name: Μπέλλιου, Δήμητρα Ευαγγέλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Εννοιολογικό μοντέλο
Αντίστροφο πρόβλημα
Προσομοίωση υπόγειου υδροφορέα
Conceptual model
Modflow Pest
Simulation of underground aquifer

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τους υπόγειους υδατικούς πόρους και ειδικότερα έχει ως αντικείμενο τη μελέτη της λειτουργίας των υδροφόρων συστημάτων με την ανάπτυξη και την εφαρμογή μαθηματικών μοντέλων προσομοίωσης. Η ανάπτυξη της μεθόδου και η τελική εξαγωγή αποτελεσμάτων βασίστηκε στη χρήση του λογισμικού GMS. Ειδικότερα επιτεύχθηκε με την αξιοποίηση του εργαλείου MODFLOW- Automated Parameter Estimation. Η χρήση των εργαλείων MODFLOW-Conceptual Model Approach και MODFLOW-Model Calibration υποβοήθησαν τη σύνθεση των αρχικών μοντέλων.Η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας πραγματοποιήθηκε στον υπό μελέτη υδροφόρο ορίζοντα των Νέων Μουδανιών, Χαλκιδικής. Η περιοχή αυτή όπως διαπιστώνεται κατά τη λιθολογική μελέτη, εμφανίζει έντονη ετερογένεια στα υλικά της τόσο σε κατακόρυφο όσο και σε οριζόντιο επίπεδο. Αν ληφθεί υπόψη η εντατικοποιημένη αγροτική δραστηριότητα στην περιοχή, ο υδροφορέας παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Αρχικά, κατά την εφαρμογή του μαθηματικού μοντέλου, διαμορφώνεται το εννοιολογικό μοντέλο του υδροφορέα που παρουσιάζει την υπόγεια ροή του νερού στο σύστημα (MODFLOW-Conceptual Model Approach). Στη συνέχεια το εγχειρίδιο MODFLOW-Model Calibration συγκρίνει και τις προσαρμόζει τις τιμές του μοντέλου μεταξύ τους, με τα βασικά εργαλεία βαθμονόμησης του λογισμικού GMS. Τέλος με το εγχειρίδιο MODFLOW-Automated Parameter Estimation η βαθμονόμηση πραγματοποιείται πιο γρήγορα με τη χρήση του αντίστροφου προβλήματος. Από αδυναμία εξαγωγής αποτελεσμάτων μέσω της διαδικασίας που περιγράφτηκε αναζητήθηκαν άλλες μέθοδοι. Η δημιουργία πινάκων σε ένα αρχείο υπολογιστικών φύλλων έδωσε τη δυνατότητα προσδιορισμού των αποτελεσμάτων και του σφάλματος από τα αρχικά δεδομένα. Βασιζόμενη στις παραμέτρους που εισέρχονται από το χρήστη στο πρόγραμμα, υπολογίζει την ελάχιστη διαφορά μεταξύ των υπολογισμένων και των παρατηρούμενων τιμών και τις προσαρμόζει. Η προσαρμογή γίνεται μετά από μία σειρά δοκιμών προσεγγιστικών λύσεων, βασιζόμενη στη μελέτη της λιθολογίας. Έχοντας υπολογίσει τις τιμές, ο στόχος είναι η επαλήθευση της εγκυρότητας τους σε σχέση με τους γεωλογικούς σχηματισμούς της περιοχής και την στρωματογραφία. Η διαδικασία αυτή οδηγεί στην αντιστοιχία κάθε ομάδας γεωλογικών σχηματισμών με την τιμή της υδραυλικής αγωγιμότητας που την αντιπροσωπεύει. Τελικά επιτυγχάνεται η σύνδεση των υπολογιζόμενων εργαστηριακών αποτελεσμάτων με την γεωλογική πραγματικότητα του υδροφόρου συστήματος Ν.Μουδανιών Χαλκιδικής
description: This master’s thesis, refers to underground water resources and it specifically has subject of study the function of water systems.The use of this method and the results, succeeded with the exploitation of GMS software. Especially with the “ MODFLOW – Automated Parameters Estimation”, “MODFLOW – Conceptual Model Approach” and “MODFLOW – Model Calibration” tools, this abetted the composition of early models.The application of the suggested methodology, held at the aquifer of Nea Moudania, Chalkidiki. At this case study, it is obvious that the location displays intense heterogeneity in lithology, in both vertical and horizontal level. For this reason, there is a major interest in the ground behavior, because of the intense rural activity of the specific location. In situations like this, the result is the reduction of the hydraulic load of the aquifer.First the conceptual model of the aquifer is formed, and it presents the system’s underground water flow (MODFLOW -Conceptual Model Approach).Then the “MODFLOW – Model Calibration” manual with the basic calibration tools of the GMS software, compares the model’s value and it adjusts them in order to be correct. Finally, using the reverse problem of the “MODFLOW – Automated Parameter Estimation” manual, calibration is done faster. Because of the inability to export results through the process described, other methods were sought.Creating tables in a file has made it possible to determine the results and the error from the original data. Based on the parameters of the program, it calculates the minimum difference between the calculated and the real values and it adjusts them. Adaptation takes place after a series of approximate solutions tests.Having calculated the values, the aim is to verify their validity in relation to the geological formations of the area and stratigraphy. This process leads to the correspondence of each group of geological formations with the value of the hydraulic conductivity representing it. Finally, the calculated laboratory results are linked to the geological reality of aquifer N.Moudania Halkidiki