سطح طبقة المياه الجوفية وقاعدتها

يطلب ارتفاع سطح الطبقة وقاعدتها إذا أراد المستخدم من البرنامج حساب الناقلية المائية للطبقة المائية (الطبقة)، والارتشاح الشاقولي، ومعامل التخزين المضغوط.

يقرأ Modflow ارتفاع السطح العلوي فقط من أجل الطبقات من النوع 2 و3، وارتفاع السطح السفلي (القاعدة) من أجل الطبقات من النوع 1 و3، حيث أن Modflow في هذه الحالة يحسب الناقلية المائية بضربها بالسماكة المشبعة.

وفي الحالات الأخرى، يحدد المستخدم الناقلية المائية ومعامل التخزين (من أجل النمذجة الزمنية) وهذا مناسب عندما تكون السماكة الفعلية للطبقة غير معلومة، وشكل الطبقة معقد جداً.

يوجد في النسخ الحديثة من Modflow(Modflow 1996 وModflow 2000) خيار لتعيين الارتفاع الحقيقي للسطحين العلوي والسفلي للطبقة افتراضياً ويستخدم النموذج السماكة الفعلية للطبقة والموصلية الشاقولية لحساب الارتشاح بين الطبقات.

من المفضل إدخال السطوح العلوية والسفلية للطبقات كلها (إذا كان ممكناً)، لأنه من المهم أن يتعلق الضاغط الهيدروليكي في الطبقات المختلفة بشكلها الهندسي الخاص وهذا مفيد خصوصاً عند تحليل الاتصال الهيدروليكي الممكن وهجرة الملوثات بين الطبقات المائية.

عند إعداد الشكل الهندسي للطبقات، من الضروري تذكر أن سطح الطبقة المائية الحرة هو سطح المياه وليس سطح الأرض (الطبوغرافي) ومن المهم أيضاً التأكد من أن قاعدة أية طبقة ليست أخفض من سطح الطبقة التي تحتها، الأمر الذي قد يحدث أحياناً عند استيراد السطوح المستوفاة بوساطة برنامج خارجي فإذا حصلت هذه الحالة فإن النموذج، أي بعض GUIs سيقدم تقريراً عن الأخطاء ولن يعمل النموذج.

من المسائل الشائعة عند تعيين سطح الطبقة وقاعدتها هو السؤال عن طريقة الاستيفاء وتتطلب النماذج العددية للمياه الجوفية أن تعين بارامترات النموذج الموزعة مساحياً لكل خلية.

وبما أن البيانات المتوافرة محددة دوماً في المواقع المبعثرة وغير النظامية في مجال النموذج، فمن الضروري استيفاء قيم البارامترات لكل خلية إن الصعوبة التي تواجه كل منمذج باستخدام Modflow هو الإدخال اليدوي لبارامترات النموذج من أجل النماذج الضخمة المتعددة الطبقات ذات طبقات حاملة متباينة بشكل كبير.

حالياً، تقدم معظم GUIs Modflow، خيارات ملائمة لإدخال البيانات متضمنة وسائل استيفاء متنوعة، تولد بيانات لكل خلية ويمكن أن تحدد مصفوفات البارامترات أيضاً باستخدام استيفاء خارجي بوساطة سوبر ومن ثم يستورد إلى النموذج، ما يقلل بشكل كبير زمن النمذجة ويزيد الدقة.

إحدى الحالات الواقعية الشائعة هي أن الطبقات الجيولوجية الحقيقية ضمن مجال النموذج غير مستمرة، ويمكن أن تنمذج الطبقة غير المستمرة (في المنطقة التي تغيب فيها) بتعديل سماكتها والناقلية الهيدروليكية.

ويحاكى الاتصال الهيدروليكي الواقعي بين الطبقتين الحاملتين في منطقة النافذة بتعيين البارامترات الهيدروجيولوجية (الناقلية الهيدروليكية الأفقية والشاقولية، معامل التخزين، المسامية الفعالة) للطبقة الواقعة أعلى وأسفل الطبقة غير النفوذة. ويمكن أن يعطى اختيارياً هذا الجزء من الطبقة 2 (غير النفوذة) قيماً متوسطة للبارامترات في الطبقة 1 و3.

الناقلية الهيدروليكية الأفقية والناقلية المائية

إن الناقلية الهيدروليكية في كثير من الحالات أكثر بارامترات النمذجة حرجاً وحساسية، ويجب أن تجرى كل محاولة لتصميم النموذج باستخدام القيم الحقيقية للناقلية الهيدروليكية التي تم الحصول عليها من تجارب الضخ في الحقل، بتغيير التوزع الفراغي للناقلية الهيدروليكية اعتباطياً.

ويمكن للمنمذج الخبير في معظم الأحيان أن يقدم باستخدام النمذجة نتائج تشبه إلى حد بعيد مجموعة البيانات الحقلية المستخدمة للمعايرة. السؤال الآخر هو هل هذا التوزيع مبرر؟.

وبعد كل وسائل المعايرة مثل تنظيم الحدود، والشروط الحدية، والإجهادات المؤثرة في النظام، تجعل المستخدم ينهمك في تغيير توزيع الناقلية الهيدروليكية، وتوجد الآن نماذج كافية بحيث أن مستطيلات الناقلية الهيدروليكية مصممة بشكل غريب مبعثرة ضمن حقل الجريان دون شرح هيدروجيولوجي، رغم أن بعضها يبدو جميلاً.