Моделювання нестаціонарного процесу масопереносу в підземних водах
| dc.contributor.author | Біляєв, Микола Миколайович | uk_UA |
| dc.contributor.author | Козачина, Віталій Анатолійович | uk_UA |
| dc.date.accessioned | 2024-08-08T07:09:49Z | |
| dc.date.available | 2024-08-08T07:09:49Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | М. Біляєв: ORCID 0000-0002-1531-7882; В. Козачина: ORCID 0000-0002-6894-5532 | uk_UA |
| dc.description.abstract | UKR: Мета. Інфільтрація забруднених вод, аварійні розливи хімічно небезпечних речовин у ґрунтові води призводять до формування у водоносних шарах значних за розмірами зон техногенного забруднення. Тому важливою є розробка систем захисту від забруднення підземних вод. Для аналізу ефективності роботи таких систем захисту на етапі проєктування потрібно мати науково обґрунтовану інформацію про динаміку зміни зон забруднення у підземних водах. Така інформація може бути отримана за допомогою методу математичного моделювання. Робота спрямована на створення чисельної моделі для розрахунку нестаціонарного процесу геоміграції за умови застосування хімічного захисту підземних вод від забруднення. Методика. Для опису динаміки підземних потоків розглянуто два рівняння фільтрації, що дозволяють проводити математичне моделювання процесу фільтрації як під час розв’язання планових задач, так і для розв’язання задач профільної фільтрації. Для аналізу зміни якості підземних вод використано двовимірне рівняння геоміграції. Це рівняння враховує конвективний перенос домішки у фільтраційному потоці, дисперсію, інтенсивність інфільтрації домішки в підземний потік. Також це рівняння використано для розрахунку руху нейтралізатора у ґрунтових водах. Чисельне інтегрування рівняння фільтрації проведено за допомогою скінченнорізницевих методів. Для чисельного інтегрування рівняння геоміграції використано неявну схему розщеплення. Результати. Побудовано швидкозастосовну чисельну модель розрахунку динаміки ґрунтових вод. Модель є також платформою для розв’язання іншої важливої задачі – розрахунку процесів геоміграції. Запропоновано чисельну модель розрахунку нестаціонарного процесу геоміграції, що дає можливість оцінювати не тільки процес формування зон забруднення в потоці ґрунтових вод, але і визначати ефективність методу нейтралізації домішки в підземному потоці. Наукова новизна. Побудовано ефективні чисельні моделі для експрес-оцінювання зміни динаміки ґрунтових вод та їх якості під дією техногенного джерела. Ці моделі враховують комплекс важливих фізичних факторів, що впливають на процес геоміграції та процес нейтралізації домішки в підземному потоці. Практична значимість. Розроблено комп’ютерну програму, що дозволяє методом обчислювального експерименту визначати ефективність процесу нейтралізації агресивної домішки в ґрунтових водах з метою їх захисту від техногенного забруднення. | uk_UA |
| dc.description.abstract | ENG: Purpose. Infiltration of contaminated water and accidental spills of chemically hazardous substances into ground-water lead to the formation of large zones of man-made pollution in aquifers. Therefore, it is important to develop protection systems against groundwater pollution. To analyze the effectiveness of such protection systems at the de-sign stage, it is necessary to have scientifically based information on the dynamics of changes in groundwater contamination zones. Such information can be obtained using the method of mathematical modeling. The study aims to create a numerical model for calculating the non-stationary process of geomigration when using chemical protection of groundwater from pollution. Methodology. To describe the dynamics of groundwater flows, two filtration equations are considered, which allow mathematical modeling of the filtration process both for solving planned problems and for solving problems of specialized filtration. A two-dimensional geomigration equation was used to analyze changes in groundwater quality. This equation takes into account the convective transfer of impurities in the filtration flow, dispersion, and the intensity of impurity infiltration into the groundwater flow. This equation is also used to calculate the movement of the neutralizer in groundwater. The numerical integration of the filtration equation was performed using finite difference methods. An implicit splitting scheme was used to numerically integrate the geomigration equation. Findings. A fast-applicable numerical model for calculating groundwater dynamics has been built. The model is also a platform for solving another important task – the calculation of geomigration processes. A nu-merical model for calculating the unsteady-state geomigration process is proposed, which makes it possible to assess not only the process of formation of contamination zones in the groundwater flow, but also to determine the effective-ness of the method of neutralizing the impurities in the groundwater flow. Originality. Effective numerical models for rapid assessment of changes in groundwater dynamics and quality under the influence of anthropogenic sources have been developed. These models take into account a set of important physical factors that affect the process of geomigration and the process of neutralizing the impurity in the groundwater flow. Practical value. A computer program has been developed that allows determining the effectiveness of the process of neutralizing an aggressive impurity in groundwater by a computational experiment to protect it from anthropogenic pollution. | en |
| dc.identifier | DOI: 10.15802/stp2024/305701 | en |
| dc.identifier.citation | Біляєв, М. М., Козачина В. В. Моделювання нестаціонарного процесу масопереносу в підземних водах. Наука та прогрес транспорту. 2024. № 2 (106). С. 18–25. DOI: 10.15802/stp2024/305701. | uk_UA |
| dc.identifier.issn | 2307–3489 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2307–6666 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/18914 | |
| dc.identifier.uri | https://stp.ust.edu.ua/ | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.15802/stp2024/305701 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | Український державний університет науки і технологій, Дніпро | uk_UA |
| dc.subject | динаміка підземних вод | uk_UA |
| dc.subject | ґрунтові води | uk_UA |
| dc.subject | масоперенос | uk_UA |
| dc.subject | математичне моделювання | uk_UA |
| dc.subject | техногенне забруднення | uk_UA |
| dc.subject | groundwater dynamics | en |
| dc.subject | groundwater | en |
| dc.subject | mass transfer | en |
| dc.subject | mathematical modeling | en |
| dc.subject | anthropogenic pollution | en |
| dc.subject | КГВФ | uk_UA |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY | en |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY::Other technology | en |
| dc.subject.classification | TECHNOLOGY::Other technology::Environmental engineering | en |
| dc.title | Моделювання нестаціонарного процесу масопереносу в підземних водах | uk_UA |
| dc.title.alternative | Modeling of Non-Stationary Mass Transfer Process in Groundwater | en |
| dc.type | Article | en |