Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Groundwater modeling
Course of study:
2015/2016
Code:
BGG-2-108-HG-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Hydrogeology and Engineering Geology
Field of study:
Mining and Geology
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Zdechlik Robert (zdechlik@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Zdechlik Robert (zdechlik@agh.edu.pl)
Module summary

Modelowanie złożonych warunków hydrogeologicznych. Zaawansowane funkcje tworzenia modeli. Kompleksowa realizacja modeli przepływu wód podziemnych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Potrafi współorganizować i realizować zadania w zespole GG2A_K01 Report,
Activity during classes
Skills
M_U001 Potrafi przygotować tablice danych wejściowych z wykorzystaniem digitalizacji, interpolacji i operacji matematycznych GG2A_U01, GG2A_U09 Report
M_U002 Potrafi przeprowadzić obliczenia modelowe z wykorzystaniem różnych procedur obliczeniowych oraz dokonać zaawansowanej wizualizacji wyników GG2A_U09, GG2A_U14 Report
M_U003 W skonstruowanym modelu potrafi uwzględniać dodatkowe aspekty (ograniczanie przepływu wód, strefy ochronne) GG2A_U09 Report
M_U004 Potrafi realizować alternatywne scenariusze obliczeń prognostycznych GG2A_U01, GG2A_U10 Report
M_U005 Potrafi analizować otrzymane wyniki, sprawdzając możliwości ich uzyskania w warunkach rzeczywistych GG2A_U01, GG2A_U16 Report
M_U006 Potrafi opracować dokumentację hydrogeologicznych badań modelowych GG2A_U03 Report
Knowledge
M_W001 Rozumie zasady schematyzacji warunków hydrogeologicznych GG2A_W01, GG2A_W02 Examination,
Report
M_W002 Potrafi skonstruować model numeryczny złożonych warunków hydrogeologicznych GG2A_W03, GG2A_W11, GG2A_W02 Report
M_W003 Potrafi przewidzieć wpływ symulowanych wymuszeń na układ pola hydrodynamicznego GG2A_W05, GG2A_W02, GG2A_K02 Examination,
Report
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Potrafi współorganizować i realizować zadania w zespole - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi przygotować tablice danych wejściowych z wykorzystaniem digitalizacji, interpolacji i operacji matematycznych - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi przeprowadzić obliczenia modelowe z wykorzystaniem różnych procedur obliczeniowych oraz dokonać zaawansowanej wizualizacji wyników - - + - - - - - - - -
M_U003 W skonstruowanym modelu potrafi uwzględniać dodatkowe aspekty (ograniczanie przepływu wód, strefy ochronne) - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi realizować alternatywne scenariusze obliczeń prognostycznych - - + - - - - - - - -
M_U005 Potrafi analizować otrzymane wyniki, sprawdzając możliwości ich uzyskania w warunkach rzeczywistych - - + - - - - - - - -
M_U006 Potrafi opracować dokumentację hydrogeologicznych badań modelowych - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Rozumie zasady schematyzacji warunków hydrogeologicznych + - + - - - - - - - -
M_W002 Potrafi skonstruować model numeryczny złożonych warunków hydrogeologicznych - - + - - - - - - - -
M_W003 Potrafi przewidzieć wpływ symulowanych wymuszeń na układ pola hydrodynamicznego + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Schematyzacja złożonych warunków hydrogeologicznych. Odwzorowanie wielowarstwowych struktur wodonośnych. Pionowa wymiana wody. Dodatkowe tablice stosowane w modelach wielowarstwowych. Przygotowanie tablic danych wejściowych z wykorzystaniem digitalizacji, interpolacji i operacji matematycznych. Wykorzystanie danych przygotowanych w oprogramowaniu zewnętrznym. Kontrola poprawności numerycznej tablic danych. Symulatory i procedury obliczeniowe. Zasady kalibracji modelu przepływu wód podziemnych. Kryteria poprawności kalibracji. Weryfikacja modelu. Filtracja nieustalona. Scenariusze obliczeń prognostycznych. Bilanse przepływu wód podziemnych dla układów wielowarstwowych. Analiza otrzymanych wyników. Graficzne przedstawianie wyników modelowania. Ocena wpływu zastosowanych wymuszeń na pole hydrodynamiczne. Zasady określania stref ochronnych ujęć wód podziemnych, z wykorzystaniem badań modelowych. Modelowanie konceptualne. Przegląd wykorzystywanego oprogramowania zaawansowanego. Przygotowanie i edycja danych w najczęściej stosowanych pakietach do modelowania.

Laboratory classes:

Program Processing Modflow – zaawansowane funkcje edycji danych. Konstrukcja modelu dla skomplikowanych warunków hydrogeologicznych. Wykorzystanie digitalizacji i interpolacji. Importowanie danych. Wykonywanie operacji matematycznych na tablicach. Kontrolowanie prawidłowości przygotowania tablic. Obliczenia numeryczne z wykorzystaniem różnych procedur obliczeniowych. Realizacja zróżnicowanych scenariuszy prognostycznych. Weryfikacja możliwości rzeczywistego osiągnięcia modelowanych wydatków studni. Wyznaczanie stref ochronnych ujęć wód podziemnych. Sporządzanie rozbudowanych bilansów wodnych. Wizualizacja wyników obliczeń modelowych. Eksportowanie wyników. Możliwości wizualizacji w oprogramowaniu zewnętrznym (tworzenie map, nakładanie warstw informacyjnych). Tworzenie modelu numerycznego z wykorzystaniem modelowania koncepcyjnego. Konwersja z modelu koncepcyjnego na model dyskretny. Konstrukcja przykładowego modelu z wykorzystaniem oprogramowania Visual Modflow i/lub GMS. Praktyczne aspekty kalibracji modelu dla prostych warunków hydrogeologicznych. Kontrola poprawności kalibracji.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 114 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 14 h
Participation in laboratory classes 42 h
Realization of independently performed tasks 14 h
Preparation for classes 14 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 28 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa jest średnią ocen z ćwiczeń i z egzaminu

Prerequisites and additional requirements:

Zaliczenie na pierwszym stopniu studiów przedmiotu związanego z podstawami modelowania filtracji wód podziemnych.

Recommended literature and teaching resources:

Kulma R., Zdechlik R., 2009 – Modelowanie procesów filtracji. Uczelniane Wyd. Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.

Chiang W.-H., Kinzelbach W., 2001 – 3D-Groundwater Modeling with PMWIN. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York (2005 – Second Edition).

Dąbrowski S., Kapuściński J., Nowicki K., Przybyłek J., Szczepański A., 2011 – Metodyka modelowania matematycznego w badaniach i obliczeniach hydrogeologicznych: poradnik metodyczny. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.

Duda R., Winid B., Zdechlik R., Stępień M., 2013 – Metodyka wyboru optymalnej metody wyznaczania zasięgu stref ochronnych ujęć zwykłych wód podziemnych z uwzględnieniem warunków hydrogeologicznych obszaru RZGW w Krakowie. Kraków: AGH WGGiOŚ.

Anderson M.P., Woessner W.W., 1991 – Applied Groundwater Modeling: Simulation of Flow and Advective Transport. Academic Press, San Diego New York Boston London Sydney Tokyo Toronto

Anderson M.P., Woessner W.W., Hunt R.J., 2015 – Applied Groundwater Modeling:
Simulation of Flow and Advective Transport. Second Edition. Elsevier

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Kulma R., Zdechlik R., 2009 – Modelowanie procesów filtracji. Uczelniane Wyd. Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków

Zdechlik R., 2003 – Konstrukcja numerycznego modelu lokalnego w oparciu o regionalny w rejonie złoża Bełchatów. Współczesne Problemy Hydrogeologii, Piekarek-Jankowska H., Jaworska-Szulc B. [red.], t. XI, cz. 1, Gdańsk

Zdechlik R., Szczepański A., 2004 – Dwuskalowe modelowanie procesów filtracji w rejonie złoża Bełchatów. [W:] Gurwin J., Staśko S. (red.), Hydrogeologia. Modelowanie przepływu wód podziemnych. Acta Universitatis Wratislaviensis No 2729, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław

Haładus A., Zdechlik R., Bukowski P., Świstak M., 2006 – Badania modelowe prognozowania procesu zatapiania kopalni na przykładzie ZG „Janina”. Przegląd Górniczy 2006, Vol. 62, No. 7-8

Duda R., Zdechlik R., Paszkiewicz M., 2006 – Kilka uwag o modelowaniu matematycznym zlewni Raby. [W:] Dragon K., Okońska M., Marciniak M., Przybyłek J. (red.), Modelowanie przepływu wód podziemnych. Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Instytut Geologii, Geologos, 10 (2006), Bogucki Wydawnictwo Naukowe

Haładus A., Zdechlik R., Bukowski P., 2007 – Modelowanie przebiegu zatapiania Ruchu II ZG Janina. [W:]
Szczepański A., Kmiecik E., Żurek A. (red.), XIII Sympozjum Współczesne problemy hydrogeologii. Kraków-Krynica 21-23 czerwca 2007. Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Zdechlik R., Haładus A., Bukowski P., 2008 – Porównanie metod prognozowania zatapiania kopalń węgla kamiennego. [W:] Nawalany M. (red.), Modelowanie przepływu wód podziemnych. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, nr 431, Hydrogeologia, Warszawa

Zdechlik R., Kulma R., 2009 – Kilka uwag o modelowaniu filtracji wód podziemnych. [W:] Kowalczyk A., Sadurski A. (red.), Współczesne problemy hydrogeologii. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, nr 436, Hydrogeologia, z. IX/2, Warszawa

Haładus A., Kania J., Szczepański A., Zdechlik R., Wojtal G., 2012 – Prognozowanie warunków eksploatacji ujęć zaopatrujących w wodę aglomerację tarnowską. [W:] Witkowski A.J., Sadurski A. (red. nauk.), Modelowanie przepływu wód podziemnych. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego nr 451, Hydrogeologia, z. XIII, Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2012

Duda R., Winid B., Zdechlik R., Stępień M., 2013 – Metodyka wyboru optymalnej metody wyznaczania zasięgu stref ochronnych ujęć zwykłych wód podziemnych z uwzględnieniem warunków hydrogeologicznych obszaru RZGW w Krakowie. Kraków: AGH WGGiOŚ.

Additional information:

Materiały do zajęć laboratoryjnych (dane, instrukcje i wskazówki) udostępniane w formie elektronicznej, sukcesywnie w miarę postępów w realizacji programu.
Terminy zaliczenia: jeden podstawowy i dwa poprawkowe.
Wiedza i umiejętności zdobyte w ramach modułu zapewniają studentowi przygotowanie do prowadzenia badań naukowych w dziedzinie nauk technicznych w zakresie związanym z kierunkiem kształcenia Górnictwo i Geologia.