CC BY
6INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
ДАМХУЖА СУВ ОЛИШ ИНШОАТИ ^УДУДИНИНГ ГЕОФИЛЬТРАЦИЯ ЖАРАЁНЛАРИНИ МОДЕЛЛАШ ДАСТУРИЙ МАЖМУИ Хабибуллаев Иброхим
Тошкент Молия Институти "Статистика ва эконометрика" кафедраси профессори, т.ф.д.
Юсупов Рустам Абдимуродович
Тошкент ахборот технологиялари университети, "Компьютер тизимлари" кафедраси катта ук;итувчиси https://doi.org/10.5281/zenodo.7392167 Аннотация. Мацолада сув олиш %удудини геофильтрация жараёнларини моделлаш, сонли ечиш алгоритмларини цуриш ва дастурий воситалар асосида а%олисини сифатли ичимлик суви билан таъминлаш масаласи урганилган ва тадциц цилинган. Гидрогеологик шарт-шароитлари узгариши, ер ости ва ер усти сувлари билан узаро богланишларини %исобга олган %олда дарё суви сат%и, сув ресурсларидаги узгаришларни аницлаш яратилган дастурий восита асосида куп сонли ва самарали уисоблаш эксперименти ёрдамида амалга оширилган булиб, ер ости суви конининг за%ираларини янада купайтириш, камайиб кетишни олдини олиш масалалари му%окама цилинган.
Калит сузлар: Ер ости сувлари, геофильтрация модели, дастурий мажмуа, %исоблаш эксперименти.
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗОНЫ ХОЗЯЙСТВЕННОГО
ВОДОСБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ Аннотация. В статье изучена и исследована задача моделирования геофильтрационных процессов района водозабора, построения алгоритмов численного решения и обеспечения населения качественной питьевой водой на основе программных средств. Определение изменений уровня речной воды, водных ресурсов с учетом изменения гидрогеологических условий, подземных и поверхностных вод осуществлялось с помощью большого количества эффективных вычислительных экспериментов на основе созданного программного средства, обсуждались вопросы увеличение запасы и предотвращения истощения месторождения подземных вод.
Ключевые слова: Подземные воды, геофильтрационная модель, программный комплекс, вычислительный эксперимент.
SOFTWARE COMPLEX FOR MODELING GEOFILTRATION PROCESSES OF THE DOMESTIC WATER ABSTRACTION FACILITY AREA Abstract. In the article, the problem of modeling geofiltration processes in the water intake area, constructing numerical solution algorithms and providing the population with high-quality drinking water based on software has been studied and investigated. The determination of changes in the level of river water, water resources, taking into account changes in hydrogeological conditions, groundwater and surface water, was carried out using a large number of effective computational experiments based on the created software, issues of increasing reserves and preventing depletion of groundwater deposits were discussed.
Keywords: Groundwater, geofiltration model, software package, computational experiment.
КИРИШ
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Жахонда куплаб илмий тадкикотлар ва хисоблаш-экспериментлари геофильтрация жараёнларини хар томонлама тадбики асосида ахолининг ичимлик сувига булган талабларини кондириш, гидротехник иншоотлар куриш, ер ости сувлари захираларини бахолаш, атроф-мухитни мухофаза килиш, худудларни сув тошкинидан химоялаш хамда мавжуд гидрогеологик шароитларни тугри аниклаш зарурлигини курсатмокда. Шу сабабли сув олиш иншоатлари асосида ичимлик суви манбаининг чучук сув ресурслари турли хил шарт шароитлари узгариши, ер ости гидросфераси холатини урганишга ва ер ости сувларидан самарали фойдаланишда геофильтрация жараёнларини математик моделлаш, дастлабки ахборот массиви, маълумотлар базаларини тузиш хамда улардан фойдаланиш, автоматлаштирилган улчов мониторингини юритиш усулларини такомиллаштириш жуда хам долзарб масалалардан хисобланади.
Ер ости сувларининг геофильтрация жараёнлари тавфсилотлари ва хусусиятларини моделлаш асосида урганиш буйича Ч.Тейс, Ч.Джейкоба, Л.Лукнер, В.А.Мироненко, В.М.Шестаков, А.А.Самарский, Н.Н.Веригин, Л.С.Язвин, Б.В.Боревский, И.К.Гавич каби чет эл олимлари, шунингдек, Ф.Б.Абуталиев, У.У.Умаров, Р.Н.Усмонов, Ж.Х.Джуманов, И.Н.Грачева, П.П.Нагеевич каби ватандош олимлар ер ости суви олиш худудида геофильтрацион моделлаш тадкикотлар олиб борган [2, 4].
Республикамиз мустакиликка эришганидан сунг урганилаётган худуд буйича сув хужалиги фаолиятининг узгариши туфайли ишлатилаётган Зарафшон вохаси хозирги ер ости суви конида геофильтрация жараёнлари ва фаолиятидаги Дамхужа сув олиш иншоати худудида геология-кидирув хамда кушимча фильтрация тажриба-синаш, математик моделлаш ишлари асосида "Дамхужа сув олиш иншоатининг мукаммал сув олиш кобилиятини модель буйича бахолаш" - каби фикр, гоявий масалалар максадга кура объектив вокеликка мослик муносабатлари ифодаланди [1, 3].
Ушбу тадкикотда сув окимининг гидрогеодинамик номукаммаллиги параметреларини асосланиши, урганилаётган худудни гидрогеологик шароитларини геофильтрацион схемалаштириштирилиши ва математик моделнинг сонли ечимлари [2, 8] тадкикотларда келтирилган булиб, мазкур ишда Дамхужа сув олиш иншоати худудидаги геофильтрация жараёнларини моделлаштиришнинг дастурий мажмуи хакида фикр юритилади.
АСОСИЙ ЦИСМ
Яратилган дастурий восита MS Windows операцион тизимида Delphi мухитида амалга оширилган. Дастурни ишга туширишда майдоннинг табиий гидродинамик шароитларини тавсифловчи ракамли моделни тузиш учун Зарафшон гидрогеологик станцияси маълумотлари асосида тадкикот объектини гидрогеологик схемалаштириш амалга оширилди ва турли йилларда сув олиш иншоати худуди буйича ости сув сатхи амплетудаси хамда харакатланиш йуналиши, оким тезлиги узгаришини аниклашида бир катор хисоблаш тажрибалари утказилди.
Дастлаб, сув баланси буйича кирувчи ва чикувчи кийматлар, режага кура таксимланган. Ушбу жараёнда, киркимда ва текислик буйлаб ер ости сувлари сатхининг катта кияликлари булган турли калинликдаги куп каватли говак мухитлардаги катлам билан ифодаланганлиги сабабли, аэрация худуди ва куйи оким буйича моделга кабул
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
килинган, натижада катлам босимсиз булиб, эркин сув сатхи устки катламни ифодалаган [7,9]
Режалаштирилган сув олиш иншоатининг эксплуация жарёнидаги имкониятларини аниклаш асосан туртда тоифада куйидаги схемалардаги каби моделларда амалга оширлди.
Геология-кидирув тоифали якка тартибдаги кудукдан сув олиш жараёни;
Тажриба-синов сифатида сув олиш жараёнлари;
Тудали (куст) гурух кудуклардан сув олиш жараёнлари;
Голереяли кудуклардан сув олиш жараёнлари;
Дастурий мажмуи сув тутувчи катламларда режалаштирилган фильтрлаш схемасига нисбатан ишлаб чикилган ва ушбу схема куйидаги иккита гидрогеологик шарт-шартларга асосланади [3, 4]:
- утказувчан катламларда вертикал сув сатхининг доимийлиги тугрисида Дюпюи буйича;
-сув ажратувчи катламларда фильтрлашнинг вертикал табиати хакида Мятиев-Гиринский буйича.
Бу шартларда алгебраик тенгламалар тизимини ечиш алгоритмларидан фойдаланади [5, 6], шунингдек, бу дифференциал тенгламалар геофильтрация жараёнларини чекли айирмалар схемаси ва тенгламалари билан якинлаштириш натижасидир.
Олинган ечимни алгоритми тузилиб, дастурда фойдаланиш учун кулай шаклда хамда сув олиш иншоатлари худудида куйидаги сув сатхини пасайиши ифодалари кулланилди [4, 5]:
S = ^[W(u) + 2^(r,I,a,ß)];
бунда, Т = к1т1 + г = Т/тг ; Ï = 1/тх ; а = ; ß = т2/т1.
Белгиланган вазифаларни хал килиш учун биринчи боскичда амалга оширилган тадкикотлар доирасида маълум узунликдаги умумий тизимнинг бир кисми сифатида ишлаганда галереянинг хар 100 м да сув сатхи холатини бахолаш учун моделлаштириш амалга оширилди. Шу асосда, яъни математик моделлаштириш оркали дарёнинг юкори окимида галереянинг 200 м кушимча кисмини куришнинг галереянинг мавжуд булагига 100 м ча булган таъсири бахоланди.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
1-расм. Гидрогеологик киркимда ер усити ва ер ости сувлари мунособатларининг гидрогеодинамик схемаси
Моделда дастур асосида тескари масалаларни ечиш жараёнида кузатув кудуккларидаги хдкиккий сув сатх,лари (1-расм) ва назорат пунктларидаги улчов сатх,ларнинг х,олатини солиштириб, модел калибрланди, галерея фрагментининг модели ва х,ак;ик;ий сув сарфлари урганилди.
Башорат килиш версияда галереянинг дарёдан 200 м юкорига "узайиши" полати имитация килинган. 300 метрли галереянинг 3 йиллик даврини моделлаштириш галереянинг 200 метр узунликдаги кисмини башоратлаш килинган кисми томонидан ер ости окимининг бир кисмини "тушиб кетиши" туфайли пасайган галереянинг мавжуд булагининг ишлашини бах,олашга имкон берди. Галереянинг тавсия этилган аллювиал тог жинсларидан иборат давоми буйлаб тадкикот ишлари билан конларнинг юкори кисмини батафсил синовдан утказгандан сунг, 100 минг м3/кун хджмдаги эксплуатация зах,ираларини кайта бах,олаш максадида иккинчи боскичда моделлаштириш амалга оширилди (2-расм).
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
2-расм. Урганилаётган сох,анинг ашёвий маълумотлари харитаси
Бу холда ер ости сувларининг эксплуатацион захираларини кайта бахолаш динамик сатх маълум бир чукурликда 6,5-7,0 м гача пасайтириш шарти билан галереянинг окизишини хисоблашгача кискартирилди.
Фильтрация коэффициенти Кф, м/сут гарбий ксимда 17-25, шаркий кисмида 75-110 хамда марказий кисмида 325-350 гача узгаради.
Бундай умумий моделда галереянинг аллювиал катламларининг калинлиги кушилди, улар фильтрларнинг лойкаланишини ва унинг силликлашини олдини олиш учун такдим этилди. Ушбу катламларнинг фильтрлаш параметрлари фрагментни экспериментал синовдан утказишда бахоланди.
Ер ости сувлари ва дарё уртасидаги богликлик характерини урганиш ва дарё тубининг фильтрация каршилигини дастлабки бахолаш. Моделлаштириш 3000 м * 500 м майдонга эга булган сув тошкини ва текислик устидаги терас I худудини ордината уки буйлаб 300 та катакчалар ва абссисса уки буйлаб 50 та устунлар билан камраб олди. Моделлаштириш учун минимал тур панжара оралиги галерея фрагменти жойлаштирилган майдонда 5 * 5 м, моделнинг ён томонларида максимал 10 * 10 м.
Модел дастлабки асос сифатида олинди, унинг шаркий ва шимолий контурлари буйлаб ер ости сувлари сатхининг пасайишига мос келадиган туйинтириш шароитлари белгиланди; марказда - маълум параметрларга эга булган ёпик дренаж (трубадаги фильтрлар ва тешикларнинг утказувчанлигини тавсифловчи утказувчанлик коэффициенти) ва уз навбатида сув йигиш трубанинг мос келадиган нишаби; жанубий чегара буйлаб - ^орадарёнинг инфильтрацион йукотишлари, ундаги сатхининг мавсумий узгаришини хисобга олган холда бахоланди.
Дастур ВогеНо1е деб номланиб, унин ёрдамида галереяли ер ости сувларини олиш иншоатларида параболик типдаги масалаларни моделлаштириш асосида ечишда, яъни
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
геофильтрация жараёнларининг амалий масалаларини ечишда, шунингдек гидрогеология сохасида ракамли тадкикотлар утказиш учун мулжалланган. BoreHole _D кисм дастури MxN улчамли икки улчовли ахборот массивларни (InforDate) фильтрлаш майдонига мос келадиган шаклда укийди, аник натижани олганлигини аниклаш учун, сонли айирма майдони схемасига мос чоп этади, бу эса сатх узгариши тахлилининг равшанлиги ва тезлигини оширади.
BoreHole _B кисм дастури (Water balance) сув балансни хисоблашни амалга оширади ва нотургун масалаларини хал килиш натижаларига чегара худудида, дарё ва каналлар хамда скважинларни сув олиш дебитига кура махаллий балансни хисоблайди. Бундан ташкари, сигимли сув захиралардан ташкари баланснинг барча таркибий кисмларини хисоблаш учун нотургун масалани хал килишда мувозанат ва номувофикликни аниклашда фойдаланиш мумкин. BoreHole _K ксим дастури чизикли булмаган масалани хал килишда сув (coefficient filtering) сизилувчанлиги ва бу асосда сув утказувчанлигини кайта хисоблаш хамда сув тутувчи катлам калинлигини аниклашда, худудлар буйича сизилиш коеффицентини аниклашда фойдаланилади.
BoreHole _P ксим дастури нотургун ва тургун булмаган тескари масалаларни хал килишда юкори горизонтнинг сув утказувчанлиги, инфильтрацияси ва сув йукотилиши кийматларини тузатади. Дастурларни ишга тушириш ва трансляция килиш учун дастур модуллари кутубхонаси (BoreHole _Lab) яратилади. Ушбу кутубхонада дастур (модул) хакидаги маълумотлар, яъни унинг номи, манзили сакланадиган таркиб мавжуд. Мундарижанинг мавжудлиги керакли модулни кидиришга сарфланган вактни кискартиради.
Ушбу дастурий мажмуа асосида сув ресурсларини ва сув балансини аниклашда мухим параметрлардан бири булган сув бериш коэффициенти (дала тадкикотларига кура 0,20 - 0,38 гача узгаради) модел асносида бир катор нотургун фильтрация жараёнлари танланма усуллар вазифаларни хал килиш натижасида сув бериш коэффициентини энг мукаммал киймати танланди (3-расм).
Сув бериш коэффициентини 0.32, 0.35, 0.38 кийматларида сув сатхи манфий курсатгичларни курсатмокда. ^иймати 0.30 булганда сув сатхларнинг минимал огишларини ва вакт фарки буйича сатхнинг баркарор тебранишини курсатди, шунинг учун моделда 0.30 кабул килинди.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
и
Сув бериш коэффициентини сатх узгаришига таъсирини киёсий
таккослаш
1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -0,2
m=0,25 m=0,27 m=0,29 m=0,30 •m=0,38 m=0,35 m=0,32
0000000000000000000000000 Г010ШГМ1Л00*-1^-|^ОГ010СТ>ГМ1Л00*-1^-|^ОГ010СТ>ГМ
111222333344455566667
Вак,т , кун
3-расм. Сув бериш коэффициентини сатх, узгаришига таъсири графиги ХУЛОСА
Ушбу кластерли, галереяли ва ярусли сув олиш худудидан сув насослари асосида сув олинганда, гидрогеологик режим маълумотларни кайта ишлашда фильтрация ва сув утказувчанлик коэффициентлари, шунингдек, дарё тубининг фильтрлаш каршилиги моделда хисоб-тажриба ишлари амалга оширилди, захираларнинг дастлабки хисоб-китоби ушбу галереяли усул билан окланди, улар хам захираларни якуний хисоблаш схемасига киритилади.
Модел хисоб-китоб ишларининг дастлабки натижаларини тахлил килганда маълум булдики, факат сиртдан замонавий аллювиал тошлардан иборат биринчи нозик сувли катлам ичимлик ва саноат суви ахамиятига эга.
^орадарё ер ости сувлари конини урганиш натижасида дарёлар зонасининг хозирги туртламчи ёткизикларидаги сувли катлам атрофлича урганилди. У куйидагилар билан тавсифланади: ер ости сувлари сатхи 0,8-1,0 м чукурликда жойлашган; катлам куввати ер юзасидан 6,7-13,5 м, ер ости суви амплитудаси 1,5 м дан ошмайдиган; фильтрлаш коэффициенти уртача 200 м/кун; кудукнинг оким тезлиги 19-45 л/с; хужалик ичимлик сув сифати ГОСТ "Ичимлик суви" талабларига жавоб берди (хужалик ичимлик сувнинг умумий минераллашуви 550 мг/л дан ошмайди).
REFERENCES
1. Ш. Мирзиёев. 2017 — 2021 йилларда ер ости сувлари захираларидан окилона фойдаланишни назорат килиш ва хисобга олишни тартибга солиш чора-тадбирлари тугрисида. Узбекистон Республикаси Президентининг карори, 04.05.2017 йилдаги Щ-2954-сон.
2. Джуманов Ж.Х., Юсупов Р.А., Ахролов Ш.С., Эгамбердиев Х.С., Исроилов У.Б. Сув хужалик фаолияти узгарган шароитларда ер ости сувлари харакатини математик
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
моделлаш (Зарафшон вохасининг Дамхужа сув олиш иншоати мисолида). Мухаммад ал-Хоразмий авлодлари. Илмий-амалий ва ахборот-тахлилий журнал. 2019. №4(10). -Б.132-136.
3. Айтматов Р., Мирюсупов Ф.М. Проведение доразведки эксплуатируемого месторождения Современной долина р. Зарафшана участкие действующего водозабора "Дамходжа" в связи с изменением водохозяйственных условий (II Дамходжинская ГГП на 2001-2003), Ташкент, 2001, Отчет ГГП "Узбекгидрогеология".
4. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. - М.: Наука, 1977, 410 с.
5. Абуталиев Ф.Б. Численные решения системы дифференциальных уравнений в частных производных, ФАН.-Т 1972. 208 с.
6. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. 2-е изд., испр.-М.: Физматлит, 2005. 320 с.
7. Юсупов Р.А., Эгамбердиев Х.С., Ахролов Ш.С., Ишанходжаев О.А Ер ости сувлари геофильтрация жараёнларини моделлашнинг дастурий таъминотини ишлаб чикиш. TATU xabarlari ilmiy-texnika va axborot-tahliliy jurnali. 2020. №3(55). - Б.34-45.
8. R.A. Yusupov, S.S. Akhralov, Kh.Egamberdiev, J.J. Jumanov. Geoinformation technologies and methods of mathematical modeling in hydrogeological research. InterCarto, InterGISVolume 26, 2020, Pages 240-2522020 International Conference on GI Support of Sustainable Development of Territories; Moscow; Russian Federation; 28 September 2020 до 29 September 2020.
9. Юсупов Р.А., Айтметов Б., Ахролов Ш. Геоинформационные технологии и методы математического моделирования в гидрогеологических исследованиях. УзМУ хабарлари. Мирзо Улугбек номидаги Узбекистон миллий университети илмий журнали.2021 3/1 Табиий Фанлар. - Б. 144-149.
10. Sobir Kodirov, Jamoljon Djumanov Intra-annual surface runoff distribution of The Chatkal River in different watery years// Journal EDP Sciences. E3S Web of Conferences. 2021. Volume 264. Pages 01035.
11. J. Х. Djumanov, H.N. Zaynidinov, X. S. Egamberdiev, D.E. Eshmuradov. Mathematical Modeling of the Processes Formations of Stocks in Low Water Period (on the example of the Kitab-Shahrisabz aquifer). International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE) ISSN: 2278-3075, Volume-9 Issue-8, June 2020.
