Живущее в прибрежной зоне население часто сталкивается с уникальными проблемами, связанными с доступом к пресной воде.
Существуют новые, более эффективные, неинтрузивные способы разведки запасов и защиты подземных вод, от которых зависят жители таких районов. Один из этих способов использован в исследовании Университета Барселоны и сочетает томографию удельного электрического сопротивления (ERT), Leapfrog Geo и AGS Res2DInv.
Ресурсы поверхностных вод в прибрежных районах скудны, и управление подземными водами для обеспечения надежного снабжения пресной водой сталкивается с мозаикой взаимосвязанных проблем. Вторжение морской воды является обычным явлением и только усугубляется развитием городов, туризмом и сельским хозяйством. Что приводит к активизации добычи подземных вод, дальнейшей инфильтрации соленой воды и так далее. Это самовоспроизводящаяся проблема, и небольшие водоносные горизонты особенно уязвимы.
Просачивание воды через инфильтрационные бассейны является одним из возможных и привлекательных способов поддержки повторного использования сточных вод в качестве дополнительного нетрадиционного источника воды.
Но гидрогеологические условия и вовлеченные процессы означают, что успешная реализация этого потенциала требует очень подробного понимания всех тонкостей внутри системы.
Раскрытие возможностей очистки грунтовых водоносных горизонтов
Порт-де-ла-Сельва на северо-восточном побережье Пиренейского полуострова принял новаторский подход к применению технологии очистки подземных водоносных горизонтов (SAT) для повторного использования сточных вод в целях пополнения водоносных горизонтов, вода из которых предназначена для потребления людьми — что отчасти вызвано резким скачком населения в этом районе от 1000 человек зимой до 10 000 в месяцы отпусков.
Чтобы продемонстрировать надежность использования естественной очищающей способности почвы и водоносного горизонта (без необходимости озонирования или обратного осмоса), требовалось глубокое понимание гидрогеологических условий. В исследовании Университета Барселоны в качестве неинтрузивной технологии для получения подробной информации о недрах, необходимой для точного моделирования подземных вод, была выбрана томография электрического сопротивления (ERT).
Междисциплинарная группа, состоящая из ученых, специалистов и студентов, собрала более 6300 точек данных, полученных в ходе двух кампаний по замерам удельного электрического сопротивления, и для обработки и интерпретации этого массива информации исследовательская группа обратилась к партнерству программных решений Leapfrog Geo и AGS Res2DInv.
Скорость понимания
«Если бы у нас не было возможности легко интегрировать геофизические и литологические данные из скважин в программное обеспечение Leapfrog Geo, мы бы не смогли разработать модель водоносного горизонта и морской воды так быстро и с высокой степенью достоверности», — говорит Алекс Сендрос (Alex Sendrós), кандидат наук, научный сотрудник университета.
Рабочая группа Алекса использовала AGS Res2DInv для инвертирования данных удельного электрического сопротивления, а Leapfrog Geo — для обеспечения интуитивно понятных рабочих процессов, быстрой обработки данных и инструментов визуализации. Вместе они создали всеобъемлющую базу данных геофизической и литологической информации по всему участку.
Предыдущие исследования по моделированию изучали только реакцию водоносного горизонта на дождевые осадки и откачку. Определение границ вторжения соленой воды требует сложного и трудоемкого многократного отбора проб с глубины в различных контрольных точках.
Тем не менее, при помощи Leapfrog Geo керн из скважин, используемый для определения литологического состава, и данные удельного сопротивления можно постепенно и быстро включать в трехмерную геометрию водоносного горизонта и моделей проникновения соленой воды с использованием инструментов условного моделирования. Исследования по технологии томографии удельного электрического сопротивления (ERT) быстро выявили препятствия для реализации замысла проекта в городе Порт-де-ла-Сельва. Например, соленость неглубокого водоносного горизонта вблизи береговой линии и аномалия низкого удельного сопротивления, вызванная откачкой воды. Результаты помогли городскому совету принять решение о принятии эффективных мер, в том числе об использовании переносной опреснительной установки в одном месте и подпитке неглубокого водоносного горизонта очищенной водой, чтобы гарантировать водоснабжение, используя только местные водные запасы.
Результаты замеров удельного сопротивления, интерполированные в трехмерной проекции, по данным в разрезе.
Примеры результатов замеров томографии удельного электрического сопротивления (ERT) в разрезе, где B = коренная порода (водоупорный блок), SZ = насыщенный неглубокий водоносный горизонт, а черная пунктирная линия = предполагаемый гидрогеологический контакт.
Управление временем как ресурсом, надежные процедуры и завоевание доверия заинтересованных сторон
В ходе процедуры разработки модели исследовательская группа должна была выполнить быстрое и надежное моделирование с использованием различных пороговых параметров. Чем меньше времени уходило на ввод данных, компиляцию и визуализацию результатов, тем больше времени у них было на построение более надежных моделей с использованием предложенной методологии на других площадках и в более крупных масштабах.
«Все дело в распределении времени и работе с применением надежных процедур, особенно в области исследований, где мы работаем с большим объемом данных», — объясняет Алекс. «Мы должны предоставить результаты высочайшего качества, чтобы убедить заинтересованные стороны и ученых принять этот подход».
На этапе анализа геофизических данных один геолог может провести инверсию собранных данных об удельном сопротивлении грунта (этап 1) и включить их в рабочий процесс Leapfrog (этап 2). Менее чем за неделю другие члены рабочей группы научились проходить двухэтапную процедуру с использованием AGS Res2DInv и Leapfrog Geo.
«Возможность создавать и изменять параметры и пороги инверсии имеет решающее значение для построения точных и надежных моделей», — говорит Алекс. «Инструменты трехмерного моделирования улучшают их использование в качестве инструмента принятия решений для менеджеров по рациональному использованию подземных вод в целом и менеджеров проектов очистки грунтовых водоносных горизонтов (SAT) в частности».
Исследовательская группа продолжит свою работу, используя рабочий процесс AGS Res2DInv и Leapfrog Geo для разработки процедур экологически ответственного управления водными ресурсами, одновременно повышая приверженность заинтересованных сторон преимуществам SAT и тому повышению безопасности водоснабжения, которое он может обеспечить для прибрежных сообществ.
Почему Seequent?
Интуитивно понятное, поддерживающее совместную работу, интегрированное ПО; программное обеспечение Seequent обеспечивает ясность при работе со сложными геологическими данными и принятии решений.
Мы позволяем геологическим данным рассказать их историю с помощью программного обеспечения, которое сочетает в себе углубленный анализ, двухмерную и трехмерную визуализацию и управление данными. Доступные на настольных компьютерах и в облаке, решения Seequent объединяют в себе заслужившую доверие мощь программного обеспечения Leapfrog 3D, Geosoft и GeoStudio. Наши решения интегрируются с ведущими отраслевыми инструментами, а их открытый API позволяет учитывать все данные и рабочие процессы.
