Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный Исследовательский

Томский Политехнический Университет»

Институт природных ресурсов

Направление 280100 «Природообустройство и водопользование»

Кафедра Гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии

Дисциплина Математическое моделирование

Лабораторная работа №2

« ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС HYDROGEO «ИНЖЕНЕРНЫЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ, МОДЕЛИРОВАНИЕ»: ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И ОПЦИИ ПРОГРАММЫ»

Выполнил:

студент гр.2ВМ21

Ахмед-Оглы К..

Проверил:

К.г.-м.н., доцент кафедры ГИГЭ

Токаренко О.Г.

Томск 2013

Цель работы: Освоить основные принципы работы и использования программного комплекса (ПК) HydroGeo. Закрепление знаний по использованию методов моделирования при решении гидрогеохимических задач.

Исходные данные: ПК HydroGeo (версия 2008 г.)

Задание к работе: Ознакомиться и освоить основные принципы, методы и алгоритмы, применяемые в ПК HydroGeo. Освоить принципы настройки гидрогеохимической модели для решения гидрогеохимических задач моделирования.

Ход работы:

1. Запустили файл HydroGeo.exe, находящийся в папке программы;

2. Изучили основные сведения о программе, применяемые методы и алгоритмы программы, приводимые в разделе «Описание»;

3. В подразделе «Использование ПК HG» изучили информацию о предлагаемых опциях. Подробно изучили опции «Настройка модели» и «Пересчеты состава раствора» раздела «Гидрогеохимия»;

4. Произвели пробную настройку гидрогеохимической модели для дальнейшего моделирования гидрогеохимических процессов, происходящих при взаимодействии системы вода-порода. Из списка базовых ионов в систему модели включить основные компоненты макросостава природных вод: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3–, Cl–, SO42–, а также SiO2, Al3+, Fe2+. Данные по ионам, входящим в систему модели, сохранили под уникальным именем, например «Скважина 110С.ion», для возможности их использования в случае перенастройки модели;

5. Подобным образом в систему настраиваемой модели включили весь список предлагаемых ассоциатов. Набор ассоциатов в программе составляется на основе ранее включенного в модель списка ионов. Данные сохранили под уникальным именем, например «Скважина 110С.ass»;

6. Включили в модель следующие минералы: амакинит, сидерит, сидерит аморфный, гиббсит, каолинит, монтмориллонит, пирофиллит, монтмориллонит (Са), анортит, ломонтит, маргарит, арагонит, кальцит, доломит, мусковит, магнезит, анальцим, альбит, SiO2 аморфный;

7. Кратко охарактеризовали данные минералы: химическая формула, свойства, условия образования, распространенность в природе.

Амакинит

Амакинит - Fe2 + (OH)2

Физические свойства. Цвет минерала - бледно- зеленый переходящий в желто-зеленый; быстро переходит переходящий в коричневый на открытом воздухе, за счет образования Fe(OH)3

Прозрачность - полупрозрачный

Спайность - весьма несовершенная

Твердость (шкала Мооса) - 3.5 - 4

Излом - неровный

Плотность (измеренная) - 2.925 - 2.98 g/cm3

Плотность (расчетная) - 2.74 g/cm3

Сидерит

Сидерит - минерал, карбонат железа FeCO3 из группы кальцита.

Химический состав: закись железа (FeO) - 62,1% (Fe 48,3%), двуокись углерода (CO2) - 37,9%, часто присутствуют примеси МnСО3, СаСО3 и MgCO3.

Свойства. Цвет колеблется от бледно-желтого до коричневого и почти черного у сильно марганцевистых разностей; желтовато-белый, светло-желтый, серый, желтовато-коричневый, синевато-черный, черный из-за примеси угля, иногда с металлической пестрой побежалостью. Блеск стеклянный, иногда почти перламутровый до жемчужного. Непрозрачен или просвечивает в тонких краях до полупрозрачного. Черта белая, у выветренного минерала - бурая. Излом ступенчато-неровный, реже раковистый или неясный. Спайность совершенная по основному ромбоэдру (1011). Плотность 3,7-3,9. Вскипает при действии горячей соляной кислоты, растворяется в соляной кислоте при нагревании с активным вскипанием. Это позволяет отличить его от бурого кальцита, который легко растворим в разбавленных кислотах и на холоде. Под п.тр. не плавится, становится трещиноватым, буреет и чернеет (вследствие окисления железа).

Происхождение. Распространенный минерал, встречается в разнообразных геологических условиях. Может формировать значительные скопления, пригодные для промышленной отработки. Сидерит можно встретить в низко- и среднетемпературных гидротермальных рудных жилах, а также в разных метаморфических и магматических породах. Мономинеральные сидеритовые жилы имеют гидротермальное происхождение. В осадочных карбонатных толщах сидерит образуется всегда при условиях без доступа кислорода; образует пластовые залежи, иногда с примесью угля и глины. Легко выветривается, окисляясь до лимонита (псевдоморфозылимонита по сидериту).

Месторождения. Месторождения промышленного значения в основном уже отработаны. Красивые кристаллы поступают из рудников Броссо и Траверселла, в Канавесе (провинция Турин), из рудника Фрижидо (провинция Масса-Каррара) и из ряда сардинских рудников, в особенности Нурра (провинция Сассари). Наиболее знамениты месторождения сидерита Панашкейра (Португалия); Айзенэрц в Штирии и Хюттенберг в земле Каринтии (Австрия); Пршибрам в Богемии (Чехия); Мюзен вблизи города Зиген, Вестфалия (Германия); Тевисток в Девоншире, Камборн-Редрут на полуострове Корнуолл (Великобритания). Знамениты также красивые шпатовидные массы в криолитовом месторождении Ивигтутв Гренландии и прекрасные кристаллы из Монт-Сент-Илер, провинция Квебек (Канада). Зигерланд (Северный Рейн-Вестфалия, Германия) - жилы железного шпата в Рейнских Сланцевых горах с пластами толщиной до 30 м. Комковатые осадочные сидериты известны в Англии (Уэльс), Вестфалии и Тюрингии (Германия), во Франции. В Эйзенерц (Австрия), а также в Англии, США. В России - Бакальское месторождение на Урале, м-ния Курской магнитной аномалии и мн. др.