Метод аналитических элементов в гидрогеологии (AEM)

Метод аналитических элементов (AEM) был разработан Отто Д. Л. Страком и его студентами в Университете Миннесоты: Strack [1, 2], Haitjema [3].

AEM – это математический подход к решению уравнений потока грунтовых вод, который приводит к точным результатам. Отсутствие сеточной разбивки области моделирования дает методу AEM преимущества над классическими конечно-разностными или конечно-элементными численными моделями. В частности, в любой точке пространства можно получить точное значение напора или скорости, а не ее осредненную характеристику по объему блока. Также модель AEM позволяет эффективно включать в задачи регионального масштаба локальные объекты, например, отдельные трещины или скважины.

AEM модели учитывают сложную геометрию границ (рек, барьеров и т.д.), плановую фильтрационную неоднородность и области инфильтрационного питания. В отличие от численных моделей, внешний периметр AEM модели не является границей II рода (Q = 0). Это также можно отнести к преимуществам метода аналитических элементов. Однако, при решении задач с инфильтрационным питанием, зона инфильтрации должна задаваться на модели внутри замкнутой области, ограниченной естественными границами потока подземных вод (река – водораздел).

[1] Strack O. D. L. Groundwater mechanics, Prentice-Hall: Englewood Cliffs, 1989. [2] Strack O. D. L. Analytical groundwater mechanics. Cambridge University Press, 2017. [3] Haitjema H. M. Analytic element modeling of groundwater flow. San Diego: Academic Press, 1995. .