Pohjavesitutkimusopas - käytännön ohjeita

ta ja kertoimia tarkennetaan kunnes mallilla lasketuttulokset vastaavat havaittuja arvoja. Tässävaiheessa lähtötietoja joudutaan usein ongelmakohdissaarvioimaan uudelleen ja tarkentamaanaikaisempaa näkemystä ja konseptuaalista mallia.Yleensä kalibrointi aloitetaan tekemällä nykytilaatai luonnontilaa kuvaavien tilanteen simulointeja.Lisäksi simuloidaan erilaisia maastokokeita,esimerkiksi koepumppauksia ja -imeytyksiä.Mallin tulee mahdollisimman hyvin vastatakoetoimintaa ennen kuin laitosmittakaavanennusteita laaditaan.Kalibrointi voidaan tehdä joko perinteiselläyritys-erehdys-tekniikalla, joka on subjektiivinenja hidas, tai tietokoneohjelmalla automaattisesti,mikä vaatii sopivan tietokoneohjelman.Yritys-erehdys-tekniikkaa voidaan käyttää, kunpohjavesiolosuhteet ovat yksinkertaiset tai kunvirtausmallissa on voitu tehdä runsaasti yleistyksiä.Estimointiohjelmia on syytä käyttää mm.silloin, kun halutaan testata erilaisia hypoteesejatai kun halutaan tietää, korreloivatko eri parametritkeskenään. Estimointiohjelmista on suurtahyötyä myös herkkyysanalyysien teossa.7.8 AutomaattikalibrointiPohjaveden virtaussysteemejä kuvaavia numeerisiamalleja voidaan kalibroida yritys-erehdys -tekniikan lisäksi muuttujien (parametrien) estimointiohjelmienavulla. Konseptuaalisen mallinsisältämä tulkinta tutkittavan alueen geologiastaon erityisasemassa mallin automaattisenkalibroinnin kannalta, koska kalibrointiohjelmaantulee kuvata ne geologiset yksiköt, joidensisällä malliin syötettyjä parametrejä arvioidaan.Esimerkiksi MODFLOWP -nimisessä ohjelmassakalibrointi tapahtuu epälineaarisen regressionavulla, jolloin itse mallia käytetään määrittämäänmuutokset muuttujien arvoissa. Ohjelmallisestitapahtuvaa kalibrointia kutsutaan myös käänteiseksimallintamiseksi. Yleisimmin käytettyjä parametrienestimointiohjelmia ovat UCODE ja PESTjo mainitun MODFLOWP -ohjelman lisäksi.7.9 EnnusteajotKalibroinnin jälkeen mallilla tehdään varsinaisetennusteajot, joiden avulla arvioidaan esimerkiksilisääntyvän vedenoton vaikutusta pohjavesiesiintymänvirtauskenttään, lika-aineidenkulkeutumista pohjavedessä tai tarvittavia suoja-alueita.Mallinnuksen tulosten tarkasteluunliitetään aina arvio tulosten luotettavuudesta.Luotettavuutta voidaan tarkastella esimerkiksivertailemalla mallin herkkyyttä eri parametrienmuutoksille. Mallin luotettavuuden arvioinninkannalta ohjelmallisesti kalibroidun mallin edutperinteiseen yritys-erehdys -tekniikkaan perustuvaanmalliin verrattuna ovat ilmeiset.7.10 Lika-aineen kulkeutumismalliKulkeutumismallilla ennustetaan vesiliukoistenaineiden liikkumista ja pitoisuuksia. Lähtötietonatarvitaan virtausmallista saatu pohjavedenkorkeuksien jakauma. Huomioimalla hydrodynaaminendispersio eli liuenneiden aineidenleviäminen virtausta vastaan kohtisuorassa suunnassa,voidaan pohjaveden virtausnopeudenperusteella laskea aineen kulkeutuminen. Mallissavoi olla mukana myös kemiallisia reaktioita.Lika-aineen kulkeutumiseen liittyvien yhtälöidenratkaisuun on olemassa useita eri koodeja,kuten MT3D, MOC3D, MOC, MT3DMS jaHST3D. Kulkeutumismallin laatiminen on erittäinvaativaa ja sen antamiin tuloksiin kannattaasuhtautua kriittisesti.7.11 Mallinnuksessa käytettäviä ohjelmiaMODFLOWMODFLOW- koodi on tunnetuin ja käytetyinpohjaveden virtausyhtälöiden ratkaisukoodi,joka perustuu vuonna 1975 U. S. GeologicalSurvey’ssä kehitettyyn 2- ja 3- ulotteiseen finiitti-differenssi-malliin.Koodia on myöhemminpäivitetty vastaamaan nykyajan vaatimuksia,vaikka perusyhtälöt ovatkin pysyneet muuttumattomina(kuva 7.11a).MODFLOW- ohjelma on kirjoitettu FORT-RAN77-ohjelmointikielellä. Ohjelma koostuupääohjelmasta ja joukosta itsenäisiä moduule-137137137