I BOB. GIDROGEOLOGIK TIZIMLARDA GEOFILTRATSIYA JARAYONLARINI GEOAXBOROT-MATEMATIK MODELLASHNING O’RGANILISH HOLATI

1.1 Gidrogeologik tizimlarda geofiltratsiya jarayonlarini modellashtirish bo’yicha adabiyotlar sharhi

Dastlab, XVIII-asrda suyuqlik qisilmaydigan bir jinsli, faqat massa va energiya saqlanishi qonuniga bo‘ysunadigan modda ("ideal qisilmaydigan suyuqlik") deb olingan. Shularga asoslanib qurilgan matematik modelda suyuqlik harakati maxsus differensial tenglamalar bilan ifodalangan. Matematik modelning klassik namunalaridan biri suyuqlikni yer osti suv tutuvchi qatlamlarda harakatini o‘rganishdir. Keyinchalik bu matematik model takomillashtirilib, suyuqlikning qisiluvchanligi, yopishqoqligi, molekulyar tuzilishi, uyurma hosil bo‘lishi, issiqlik, elektr va boshqa ta’sirlar hisobiga olingan differensial tenglamalari tuzilgan. Matematik model fizika, axborot texnologiyalari, astronomiya, biologiya, iqtisodiyot, tibbiyot va boshqa sohalarda asosiy tadqiqot usuli hisoblanadi.
Yer osti suvlarining geofiltratsiya jarayonlari tavfsilotlari va xususiyatlarini modellash asosida o‘rganish Ch.Teys, Ch.Djeykoba, L.Lukner, V.A.Mironenko, V.M.Shestakov, A.A.Samarskiy, N.N.Verigin, L.S.Yazvin, B.V.Borevskiy, I.K.Gavich kabi chet el olimlari, shuningdek, F.B.Abutaliev, U.U.Umarov, I.X.Xabibullaev, R.N.Usmonov, J.X.Djumanov, I.N.Gracheva, P.P.Nageevich kabi vatandosh olimlar tadqiqotlar olib borgan.
Geofiltratsiya jarayonlari bilan bog‘liq salbiy hodisalarning oldini olish uchun tuproq tuzilishi va gidrologik tarmoqning mahalliy xususiyatlarini hisobga olgan holda yer osti suvlari sathlaridagi o‘zgarishlarni matematik modellash asosida tadqiq qilish zarurati mavzuning dolzarbligini aniqlaydi.
Umuman jarayonlarni avtomatlashtirish esa imkon beruvchi model, asbob va qurilmalar asosida quyidagi vazifalarni amalga oshirish hisoblanadi:
a) texnologik jarayonidagi parametrlarning o‘zgarishi haqida nazorat signallarini, axborotni qabul qilish;
b) axborotni ishlov berish, qayta ishlash va uzatish;
v) axborotni o‘zgartirish va saqlash, uni dasturdagi axborot bilan taqqoslash va buyruq axborotini tuzish (axborotni ishlab chiqish);
g) buyruq axborotini texnologik jarayonga tatbiq qilish.
Texnologiya esa, bu- 1) ishlab chiqarish jarayonida xom ashyo, material yoki yarim fabrikatlar holati, xossasi shaklini o‘zgartirish, ularga ishlov berish, tayyorlash usullarining majmui; 2) resurslar va xom ashyolar, materiallar yoki yarim fabrikatlarga tegishli ishlab chiqarish qurollari yordamida ta’sir etish usullari haqidagi tushinchalardir.
Adabiyotlar sharhi tahlili natijalarida modellashtirishni chet eldagi qo’llanilish xolati va taraqqiyotidan quyidagi fikrlarni keltirilamiz.
Chet mamlakatlari maxsus matematik modellarni ishlab chiqarishga 1990 yilgacha bo’lgan davrga katta kapital mablag‘ ajratishgan edi. Xozirgi kunda rivojlangan mamlakatlarda maxsus matematik modellarni ishlab chiqish va tayyorlash bilan ikki mingga yaqin korxona va firmalar shug‘ullanib kelmoqda, jumladan Garbiy Evropadagi 290 ga yaqin firmada 170 mingga yaqin maxsus matematik modellashtirish usul va dasturiy vositalar ishlab chiqilgan. Masalan, AQSH va Yaponiya 1981 - 1986 yilda 0,5 va 1 milliard kapital mablag’ ajratgan bo’lsa, 1986 -1990 yilda har bir mamlakat 2 milliardga yaqin dollar pul ajratgan. Maxsus matematik modellarni ishlab chiqarish va bunyod etish bo’yicha Yaponiya dastlabki o‘rinlarni birini egallab kelmoqda. Hozirgi vaqtda bitta matematik modelning tannarxi 4 ming dollardan 200 ming dollargacha. Dunyodagi mavjud maxsus matematik modellarning 38 foizi Yаponiyaga, 25 foizi AQSHga, 22 foizi Fransiya, Daniya, Koreya kabi mamlakatlarga tog’ri keladi.
Rossiya, Germaniya, Italiya, AQSH, Yaponiya, Fransiya, Angliya, Gollandiya, Xitoy va boshqa mamlakatlarda tabiiy jarayonlarni yani tabiiy boylik, mineral va suv resurslarini modellash hamda sanoatda qo‘llaniladigan maxsus matematik modellarni ishlab chiqarish usullsri rivojlanib bormoqda.
Sanoatda maxsus matematik modellarni yoki avtomatlashgan robotlarini ishlab chiqarish bo’yicha dunyoda Yaponiya dastlabki o’rinni egallashining asosiy sababi sanoat robotlari bilan shug’ullanuvchi firmalarga katta kapital mablag’lar ajritilganligidadir. Agar bu soxaga 1969 yilda 0,4 milliard yen ajratilgan bo’lsa, 1976 yilda 15 milliard, 1987 yilda 18-20 milliard yen ajratilgan. Sanoat robotlarining bozor narxi 2017 yilda 100 milliard yenni tashkil etgan bulsa, 2020 yilda 260 milliard yenni tashkil etgan.
AQSH, Italiya, Fransiya, Koreya, Xitoy va Germaniyada ham modellash jarayonlari va sanoat avtomatlashgan robotlarini ishlab chiqarish uchun katta kapital mablag’lar ajratilmoqda. Sanoat robotlarining bozor narxi AQSHda 1977 yilda 50 million dollarni tashkil etgan bulsa, 2020 yilda 1.400 million dollarni tashkil etgan.
Yaponiyadagi modellash jarayonini o’rganishda asosiy va yordamchi operatsiyalarni mexanizatsiyalash hamda avtomatlashtirishga oid vositalarni uch gruppaga bo‘lish mumkin:
- operator yordamida boshqariladigan manipulyatorlar;
- oldindan belgilangan apparat-programma kompleksi asosida ishlaydigan va qayta sozlanmaydigan avtomatik qurilmalar;
- programma bilan boshqariladigan va avtomatik tarzda qayta sozlanadigan sanoat robotlaridir.
Bunday misollar o‘z navbatida, siklli va raqamli programma bilan boshqariladigan intellektual ya’ni qurilma –dasturiy tizimllarga bo‘linadi.
Yapon mutaxassislari modellashtrish va sanoat modellarini maxsus texnologik maqsad bo’yicha ishlab chiqaradilar. Xatto universal sanoat modellari buyurtmani talab etgan qo‘shimcha qismlar bilan jihozlangandir.
Modellash jarayoni va sanoat modellari ya’ni birinchi sanoat roboti g’arbiy Evropa mamlakatlari 1963 yilda Shvetsiyada tayyorlangan. 1973 yilda Shvetsiyada 200 dan ortiq sanoat robotlari ekspluatatsiya qilingan. Shvetsiyada hammasi bo‘lib sanoat modellarini ishlab chiqarish bilan sakkizta firma band bo‘lib, 900 taga yaqin sanoat modellari ishlab chiqarildi, ularning 300 ta dan ortig’i Shvetsiya zavodlarida ishlatilmokda. Shvetsiya bir million axoli jon boshiga tog‘ri keladigan modellar soni bo’yicha birinchi o‘rinda turadi. Bu ko’rsatkich Yaponiyada 19 ga, AQSHda 7 ga tengdir. 1980 yil ning oxirnda Fratsiyada 500 ga yakin, Italiyada 400 dan ortik, Angliyada 371 ta, Germaniya da esa 1133 ta sanoat modellari va roboti ekspluatatsiya kilinmoqda.
Angliyada 180 ga yakin firma sanoat modellaridan foydalanadi. Sanoat modellining urtacha baxosi 25000- 50000 funt sterlingdir.
Shvetsiya sanoat modellari mayda seriyada ishlab chiqarishda yuqori unumdorlikni ta’min etish uchun ko’pincha EXM bilan jixozlangan bo‘ladi. Model kompyuter bilan aloqada bo‘lib, raqamli programma bilan boshqariladigan stanok o‘rtasiga joylashtiriladi va undan detallarni yuklash tushirishda, bir stanokdan ikkinchi stanokka uzatishda foydalaniladi.
Avstraliyalik mutaxassislar qo‘y yungini olish jarayonini modellarga xavola etdilar. Elastik tutqichlar qo‘yni osoyishta ko’tarib, elektr qaychili manipulyator tagiga qo‘yadi.
Xozircha modellar insonga nisbatan to’rt marta sekin ishlasalar ham, biroq kun bo‘yi to’xtamay ishlash qobiliyatiga egadirlar. Ayrim kuzatuv va ko’plab hisoblash ishlarida aniqlik va tezkorlik masalasida dasturiy komplekslar va modellar jadal sur’atlarda qo’llanilmoqda.
Ilmiy texnika revolyutsiyasi kapitalistik dunyoda juda ko’p muammolarni keltirib chiqarmoqda, shulardan eng asosiysi sotsial masalalardir. Ishlab chiqarishda yangi modellar, texnika va texnologiyalar qo‘llanmoqda, natijada AQSH, Yaponiya, Germaniya va G’arbiy Yevropaning boshqa mamlakatlari korxonalarida model-robotlar odamlar o‘rnini egallamoqda. Odamlarchi? Odamlar ko‘pchilik hollarda ikkinchi darajali ishchilar ko‘chada ishsiz qolib ketmoqda. Ilmiy texinka taraqqiyoti mexnatga layoqatli aholining AQSHda 8,5 protsenti va G’arbiy Evropada 11 foizi ishsiz bo‘lib qolishiga sabab bo‘lmoqda. Faylasuf sotsiologlari nuqtai nazaricha, kapitalistlar ortiqcha odamlar sonining oshib borishidan qattiq, bezovtalanmoqdalar.
Keyingi vaqtlarda g‘arb matbuotida ilmiy texnika taraqqiyotining sotsial oqibatlari bilan kurashishning yangi yo‘li zo‘r berib tashviqot qilinayapti. Sanoatda yo‘q qilinayotgan ishchi o‘rinlariga maishiy xizmat ko‘rsatish soxasida joylar tayyorlanayapti. Ammo tashkilotlar ommaviy informatsiya vositalari yangi ish joylarida sanoatda qisqartirilgan ish joylariga qaraganda ham xaq to‘lanishi haqida lom mim demaydilar.
Yaponiya sanoat kampaniyalari korandalikni ko‘p qo‘llab kelmoqdalar. Ya’ni, ikkinchi darajali ishchilardan vaqtinchalik ishlarda foydalanmoqdalar.
G‘arbiy Yevropa kapitalistlari xam ilmiy texnika revolyutsiyasi sharoitida mehnatkashlarni ekspluatatsiya etishning «epchil» usullarini qidirib topmoqdalar. Ishlab chiqarishni rekonstrukiiyalash, modernizatsiyalash sharoitida ishchilarni ishdan bo‘shatish pupisasi soyasida o‘z shartlarini o‘tkazishga urinmoqdalar.
Matematika modellash (Yunoncha "μάθημα" - bilim, "μαθηματικός" - bilimni o`rganish) - sonlar, strukturalar, fazolar hamda o‘zgarishlarni tadqiq etuvchi fan. Avval boshda matematik modellash - hisoblash, o‘lchash, shuningdek fizik jismlar tabiatini deduktiv o‘rganish uchun qo‘llaniladigan vositadir.
Bundan tashqari matematik modellash, matematik bilimlarning samarali uzatilishi uchun rasmiy til taklif etadi. Shuning uchun matematik modellash tabiiy va texnikaviy fanlar, fizika, kimyo, qurilish, me’morlik va chizmachilik, iqtisodiyot, melioratsiya, geologiya va astronomiya kabi fan sohalarida modellashtirishda eng muhim vositalardan biridir.
Matematik modellash, uslublarning absolyut aniqligi va natijalarning xatosizligi kabi o‘ziga xos xususiyatlarga ega. Uning shu xususiyatlari boshqa barcha fanlardan ustunligi bilan yaqqol ajratib turadi.
Eng qadimgi matematik modellashaga oid qo‘lyozmalar miloddan avvalgi VI-asrda Yunonistonda Evklid tomonidan yozib qoldirilgan. Qadimgi Misr va Bobilda matemtik modellar amaliy ehtiyojlar: maydonlar yuzini o‘lchash, navigatsiya, astronomiya, me’morlik masalalarini hal qilish uchun vujudga kelgan bo‘lsa, Yunonistonda matematik modellar san’at sifatida ham rivojlanib, yuksak natijalarga erishdi. Xususan, sirkul va chizg‘ich yordamida shakllar yasash rivoj topdi. Yunonlarning bu sohada erishgan darajasi shundan ham ko‘rinadiki, ular qo‘ygan muntazam ko‘pburchaklar yasash masalasi 1796 y. (K.F. Gauss), doyra kvadraturasi masalasi esa 1882 yildagina (F.Lindemann) hal qilindi. Yunonlar doira va boshqa ayrim egri chiziqli shakllar yuzlari, piramida, konus va shar hajmlarini hisoblashda integral hisob elementlarini qo‘llaganlar (Arximed va b.). Pergalik Apolloniyga mansub konus kesimlari nazariyasini esa shubhasiz Yunon matemtikning gultojisi deyish mumkin.
VII-VIII asrlar davomida Hindistonda matematik modellashdaga oid ayrim yutuqlar qo‘lga kiritilgan bo‘lsa ham (aylanaga ichki chizilgan to‘rtburchak yuzi uchun Brahmagupta formulasi), fan tarixidagi uyg‘onish IX-asrdan arab tilida ijod qilgan Yaqin va O‘rta Sharq, xususan, o‘rta osiyolik olimlar faoliyati bilan bog‘liq. Ahmad al-Farg‘oniy stereografik proeksiyaga oid Ptolemey va Beruniy qoldirgan teoremalarning isbotini berdi, tekislik trigonometriyasi va sferik trigonometriya yaratildi (Battoniy, Koshiy, Beruniy, Nasriddin Tusiy, Abul-Vafo va b.). Matematik modellashda algebra, geometriyaga va geografiyaga algebragaik tenglamalar tizimi va differensial hisob tatbiq qilina boshladi. Bu g‘oyalar XVIII-asrdan Yevropa olimlari tomonidan rivojlantirilib, analitik geometriyaga asos solindi, (P. Ferma, R.Dekart). Shu davrdan boshlab me’morlik va yo’l qurilishi va regional hududlarni modellash yuksalishi munosabati bilan perspektiv akslantirish xossalari o‘rganildi va proektiv geometriya vujudga keldi. XVIII-asrda differensial va integral hisob ixtiro qilingach, matemtaik moellash masalalarini yechishning standart usullari ishlab chiqildi va silliq chiziqlar hamda sirtlarni o‘rganuvchi differensial geometriya, topologiya va geoaxborot tizimlari rivojlandi.
O‘zbekistonda ham matematik modellash tarixiga oid tadqiqotlar olib boriladi (A.Ahmedov, Q.Niyoziy, G.P.Matvievskaya va b.)- O‘zMU, SamDU matematiklari tomonidan matematik modellash rivojlantirilmoqda.
Abduvali Begmatov, Abdulla A’zamov, Mirsaid Aripov, Abdug‘affor Narimonovlar modellashtirishda topologiya – matematikani differensial modelnining istalgan tabiatli ob’ektlar shakli bilan bog‘liq eng umumiy xossalarni o‘rganuvchi sohasi hamda shu sohaning suyuqlik va suv resurslarining eng muhim xususiyatlarini tadqiq qilishgan.
Vizualizatsiya jarayonida geometriyaning bir necha ming yillik tarixiy rivojlanishi davomida ko‘plab tayin chiziklar va sirtlar xossalari o‘rganib kelingan bo‘lsa, XIX-asrning so‘nggi choragida, bir tomondan, B. Riman, S. Li kabi matematiklar chiziq va sirt tushunchalarini umumlashtirish natijasida ancha keng geometrik obraz - qurama (ko‘pxillik ham deyiladi) tushunchasini kiritdilar; ikkinchi tomondan, funksiyalarning turli sinflarini o‘rganish natijasida fransuz matematiklari A.Lebeg (1875- 1941), E. Borel (1871-1956) va boshqa ishlarida analisis situs (o‘rinjoy tahlili) deb nomlangan yo‘nalish shakllana boshladi. Xuddi shu davrda italiyalik matematik E.Betti ko‘pyoqlar haqidagi Eyler teoremasini umumlashtirib, ko‘p o‘lchovli ko‘pyoqsimon (hozirgi atamaga ko‘ra, chiziqli bo‘lakli) quramalarning murakkablik darajasini kiritdi. Bir oz keyin J.A.Puankare yana ham umumiyroq gomologik va fundamental gruppa, kompleks sonlar tushunchalarini qo‘llash natijasida geoaxborot texnologiyalar matematik modelning keyingi taraqqiyotida muhim ro’l o‘ynashini bashorat qildi. XX-asr boshlarida nemis matematigi F.Xausdorf (1942) topologik fazo tushunchasiga ta’rif berdi. Shundan so‘ng geografik modellashning jadal sur’atlar bilan rivojlanish davri boshlandi.
Topologik fazolar, ularning akslantirishlari va invariantlarining xilmaxilligi tufayli XX-asrning 2 yarmidan geoaxborot tizimlari tarmoqlanib rivojlana boshlagan. Umumiy (nazariy abstrakt) vizuallashda topologik fazolar qo‘shimcha aksiomalar bilan o‘rganiladi.
Algebraik modellarda tasvirlash va ko‘rish masalalarni geometrik topologiya masalasiga keltirishga asoslangan usullar rivojlantiriladi. Differensial tenglamalarda differensial geometriya va sonli yechish chegarasidagi masalalar, maxsusliklar nazariyasida silliq akslantirishlarning xususiyatlari, differensial operatorlarga tatbiqi o‘rganiladi, shuningdek, nazariy va kvant mexanikasi, nisbiylik nazariyasi kabi sohalarda muhim tadbiqlarga ega.
Sirt - asosiy topologik va geometrik tushunchalardan biri, ma’lum fazofiy shartlarni qanoatlantiruvchi nuqtalar to‘plami. Masalan, shar sirti (sfera) - shar markazidan bir xil masofada tarqalgan nuqtalar to‘plami.
Matematik analiz - matematika sohalaridan biri. Matematik analiz takomillashib va rivojlanib boruvchi apparatga ega bo‘lib, bu apparat asosini differensial va integral hisob tashkil qiladi.
Mintaqaviy gidrogeologik tizimlarning geofiltratsiya jarayonlarini matematik modellash, yer osti suvlari hosil bo‘lishining turli murakkab sharoitlaridagi, bir va ko‘p qavatli qatlamlarini zamonaviy geoaxborot texnologiyalari asosida kompleks tahlili, yer osti gidrosferasi avtomatlashgan monitoringni yuritish usullarini ishlab chiqishga yo‘naltirilgan ilmiy tadqiqotlar jahonning yetakchi ilmiy markazlari, jumladan: United States Geology Survey, ESRI inc., (AQSH), Geological Survey of Denmark and Greenland, Danish Hydraulic Institute (Daniya), Federal Institute for Geosciences and Natural Resources, German Research Centre for Geosciences (Germaniya), Advanced Industrial Science and Technology (YAponiya), Chinese Academy of Geological Sciences (Xitoy), SchlumbergyerWatyerServices, GIS and Geomatics Resources (Kanada), Institute of Environmental Engineering System (Polsha), Institute of Geology and Mineral Exploration (Gretsiya), Indian Institute of Remote Sensing (Xindiston), Geological Survey of the Netherlands- (Niderlandiya), Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (Janubiy Koreya), General Directorate of Minerals Research and Exploration Institute Turkey (Turkiya), Butunrossiya gidrogeologiya va injenerlik geologiyasi instituti (Rossiya), Toshkent axborot texnologiyalari universiteti, Gidrogeologiya va injenerlik geologiyasi institutida (O‘zbekiston) keng qamrovli ilmiy tadqiqot ishlari olib borilmoqda [7].
Yer osti suvlari holatini aniqlovchi avtomatlashgan monitoring olib borish va ularning shakllanishi jarayonlarini matematik modellash usullari yordamida baholash, geoaxborot texnologiyalar yordamida ma’lumotlar bazasini yaratishga oid jahonda olib borilgan tadqiqotlar natijasida qator, jumladan, quyidagi ilmiy natijalar olingan: yer osti suvlari geofiltratsiya jarayonlarini modellash usullari ishlab chiqilgan (Brigham Young University, AQSH); suv resurslarni boshqarish jarayonlarini modellash dasturlar majmui ishlab chiqilgan (Danish Hydrologycal Institute, Daniya); raqamli haritalash, ya’ni geoaxborot resurslari bazasini yaratish, qayta ishlash, ularni aks ettirish usullari va dasturiy majmuasi yaratilgan (GIS & Geomatics, SchlumbergyerWatyerServices, Kanada); yer osti gidrosfera-sining avtomatlashgan monitoringini yuritish usullari va dasturiy ta’minoti ishlab chiqilgan (Eijkelkamp agrisearch equipment, Niderlandiya); geofiltratsiya va geomigratsiya jarayonlarini modellashda differensial tenglamalarni echishning chekli ayirmalar va sonli usullari dasturiy ta’minoti ishlab chiqilgan (VSEGINGEO, Geolink Konsalting, Rossiya) [8].
Dunyoda yer osti suvlarining geofiltratsiya jarayonlarini ifodalovchi tenglamalarni yechishning chekli ayirmalar va matematik modellash usullarini takomillashtirish bo‘yicha qator, ustuvor yo‘nalishlarda tadqiqotlar olib borilmoqda: jumladan, parabolik turdagi differensial tenglamalarni sonli yechish asosida geofiltratsiya va geomigratsiya jarayonlarini modellash usullarini takomillashtirish; gidrogeologik hududlarni matematik modellashda integratsiyalash imkoniyatini beruvchi yagona hisoblash tizimlarini rivojlantirish; gidrogeologik sharoiti murakkab hududlarni, yer osti suvi hosil bo‘lishi harakati va sizilib chiqib sarflanish hududlari o‘rtasidagi o‘zaro aloqa jarayonlarini modellash usullarini ishlab chiqish; yer osti suvi konlarning chegarasida filtratsiya jarayonlari bir qavatli qatlamdan tuzilishi bo‘yicha ko‘p qavatli qatlamlariga o‘tishi va suv oqimi tik yo‘nalishi chizmasi bo‘yicha hududlar o‘rtasidagi o‘zaro aloqa jarayonlarini matematik modellash va h [9].
Gidrogeologik tadqiqotlarning hozirgi holati uchun geofiltratsiya jarayonlarni matematik modellashtirish rolini oshirish xarakterlidir. Gidrogeologik tadqiqotlar umumiy majmuasida matematik modellashtirishning bunday ahamiyati yer osti suvlari resurslaridan oqilona foydalanish maqsadida gidrogeologik hisob-kitoblarning ishonchliligi va aniqligiga talabni oldindan belgilab berdi. Yer osti suvlari miqdorini hisoblash, yer osti suvlarini ifloslanishdan himoya qilish, yer osti suvlarini ifloslanishdan muhofaza qilish, chuqur issiqlikdan foydalanish, sanoat chiqindilarini utilizatsiya qilish - geofiltratsiya matematik modellashtirishni qo'llash majburiy bo'lgan asosiy gidrologik tadqiqotlardir.
Keltirib o'tilgan geofiltratsiya va yer osti suvlari geomegratsiyasini sonli modellash bo'yicha so'nggi yillarda olib borilgan ilmiy tadqiqotlarda gidrogeologiyada yer osti suvlarini filtrlash atamasi gravitatsiya yoki bosim gradyani ta'sirida yuzaga keladigan erkin gravitatsiyaviy suvning harakatini anglatadi (erkin bo'shliq butunlay suv bilan to'ldirilgan bo'lishi sharti bilan). Ko'pgina hollarda geofiltratsiyasi sayyoradagi yer osti gidrosferasida mavjud bo'lgan boshqa suv oqimlaridan ajralib turolmaydi. Shunga muvofiq, yaqinda geofiltratsiya (geologik muhitda filtrlash) atamasi jinslardagi barcha suv harakatini birlashtiruvchi atamasi keng tarqalgan bo'lib qo'llanilgan (V.M.Shestakov, F.Abutaliev, I.Xabibullaev, R.Usmanov, J.Djumanov [8, 12]). ‘Geomigratsiya’ atamasi konveksiya, diffuziya va yer osti suvlarining tog' jinslari bilan o'zaro ta'sirlashuvining fizikokimyoviy jarayonlaridan kelib chiqadigan moddalar va issiqliklarni yer osti suvlari bilan almashtirish jarayonlarini belgilaydi.
Antropogen ta’sir qilingan va tabiiy sharoitlarda gidrogeologik sharoitlarni simulyatsiya qilish bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar quyidagi muammolarni ajratish mumkin: imitatsiya va optimallash. O'z navbatida, taqlid vazifalarini prognostik (to'g'ridan-to'g'ri) va epignozik (teskari) ga bo'lish mumkin [10].
Sug‘orish va meliorativ qarorlarni asoslash, yer osti suvlari zahirasi va resurslarini baholash kabi masalalarni echishda gidrogeologik jarayonlarni matematik modellash uslubini yaratish va takomillashtirish, shuningdek, yer osti suvlarini himoyalash masalalari bir qator olimlar: N.N.Verigin, A.A.Samarskiy, F.B.Abutaliev, YA.Ber, I.K.Gavich, J.Frid, S.F.Averyanov, I.I.Krashin, L.Lukner, V.M.Shestakov, V.M.Mironenko, P.YA.Polubarinova-Kochina, N.S.Ognyanik, U.U.Umarov, J.C.Refsgaard, D.Vista, L.M.Milne-Thomson, V.V.Veselov, V.M.Godberg, I.N.Tixonov, W.Kinzelbach, I.Xabibullaev, R.N.Usmanov, M.B.Baklushin, P.P.Nagevich, I.N.Gracheva va boshqalarning ilmiy ishlarida ko‘rib chiqilgan [14].
Ilmiy tadqiqotlarda yer osti gidrosferasida filtratsiya jarayonlari bilan birgalikda tuzlar migratsiyasi, bosimsiz va bosimli, ikki va ko‘p qavatli yer osti suvlari hamda boshlang‘ich va chegaraviy shartlarida yer osti suvi qatlamlarining holati, bashoratlash va baholash kabi masalalarga qaralgan. Hozirgi paytda gidrogeologik jarayonlarni hududlar bo‘yicha taqsimlanganlik xususiyatlarini va yer osti suvlari holatini o‘lchash tartibi elementlarini hisobga olinishi bilan gidrogeologik jarayonlarni matematik modellash, hamda geoaxborot texnologiyalari asosida har tomonlama tahlil qilish, yer osti gidrosferasini avtomatlashgan monitoringini yuritish va modellash usullarini integratsiyasi uslublarida muammolar namoyon bo‘lmoqda.
Gidrogeologik tadqiqotlarda suv ob’ektlarini o‘rganishning eng muhim xususiyatlarini, ya’ni yer osti suvidan ichimlik suvi ta’minotida, sanoatda va sug‘orishda foydalanishning va boshqa ko‘pgina sohalarda muayyan darajada qo‘llanilishini keltirish mumkin. akademik A.P.Karpinskiyni fikricha, birinchidan, "Yer osti suvlari - eng qimmatli mineraldir" va bu minerallardan foydalanish juda keng: ichimlik, uy va boshqa suv ta’minoti uchun yer osti suvlari, mineral suv (shifobaxsh) va sanoat suvi uchun - moddalari, issiqlik - elektr va issiqlik ta’minotida, kimyo va neft-gaz sanoati uchun. Ikkinchidan, yer osti suvlarini geofiltratsiya jarayonlarini o‘rganish irrigatsiya va melioratsiya ishlarida eng muhim vazifalardan biri bo‘lib, uning maqsadi qishloq xo‘jaligi erlarida optimal sug‘orish va suv rejimini yaratishdir. Uchinchidan, yer osti suvlarini o‘rganish foydali qazilmalarning ayrim turlarini, jumladan, energetika, neft va gaz resurslarini qidirish, umuman qidirish (razvedka) aniqlash va ekspluatatsiya qilishda gidrogeologik tadqiqotlarning ajralmas qismi hisoblanadi. To‘rtinchidan, yer osti suvlari jarayonlarini o‘rganish turli xil qurilish, birinchi navbatda gidravlik, sanoat, shaharsozlik va hokazolarni gidrogeologik asoslash uchun talab qilinadi. Beshinchisi (hozirgi kunda ushbu soha eng muhimlardan biri bo‘lib, geoekologiya - kelajakda uning qiymati yanada oshadi) gidrogeologik tadqiqotlar asosida tabiatni muhofaza qilish, yer osti suvlarining tabiiy ob’ektlarining va landshaftni muhofaza qilish, yer usti suvlari bilan o‘zaro munosobatlarini o‘rganish kabi muammolarni hal qilishda eng muhim vazifadir.
Shu munosabat bilan yetuk olimlar, N.I.Plotnikov (1976), E.V.Pinnekkyer(1983), F.B.Abutaliev, V.M.Shestakov (1983) va boshqa mualliflar gidrogeologiyaning quyidagi nazariy bo‘limlarini ajratib ko‘rsatganligini aytish mumkin: 1) mintaqaviy gidrogeologiya – yer qa’ridagi va katta hududlardagi yer osti suvlarining taqsimlanish shakli, gidrogeologik tuzilmalarni turlari, yer osti suvlarining turli xil shart-sharoitlarida shakllanishi; 2) gidrogeodinamika - yer osti suvlari harakatining qonuniyatlarini, ularning gidrodinamik rejimini va resurslarini shakllantirishni tartibga soluvchi qonunlarni o‘rganish; 3) gidrogexemiya - yer osti gidrosferasida kimyoviy elementlarning migratsiyasi qonuniyatlarini va yer osti suvlarining kimyoviy tarkibini shakllantirish jarayonlarini o‘rganish; 4) gidrogeotermiya - yer osti suvlari bilan issiqlik va issiqlik uzatish jarayonlarini o‘rganish; 5) paleogidrogeologiya - yer osti gidrosferasining rivojlanish tarixi va bosqichlari, tabbiy-geologik jarayonlarda yer osti suvlarining roli [].
Matematikaning tadbiqi va matematik modelashtirish usullarini qo‘llash asosida gidrogeologiyaning quyidagi amaliy masalalarini echishni o‘z ichiga olishi mumkin: 1) yer osti suvlari resurslarini baholash usullarida - yer osti suvlari zahiralarining turlari va yer osti suvlari tarkibini baholashning har xil shartlari asosida o‘rganishda; 2) foydali qazilma konlarining gidrogeologiyasida - foydali qazilma konlarini qidirishning gidrogeologik usullarida, ma’dan koni resurslari, qurilish va turli xil konlar uchun ish sharoitlarini amaliy gidrogeologik asoslashda; 3) meliorativ gidrogeologiyasida - melioratsiya tizimlarini loyihalashda gidrogeologik tadqiqotlar, qayta tiklangan erlarning suv va tuz rejimini optimallashtirish; 4) muhandislik gidrogeologiyasida - turli xil muhandislik inshootlarini loyihalash va qurishda gidrogeologik tadqiqotlarda; 5) ekologik gidrogeologiyada - yer osti suvlarini muhofaza qilish, tabiiy (geoekologik) muhitni muhofaza qilishning gidrogeologik jihatlari; 6) yer osti suvlari rejim tashkil etuvchi xususiyatlarining monitoringida – umumiy holatini va rejimdagi o‘zgarishlarni va yer osti suvlarining balansini, tarkibi va sifatini tizimli (uzoq muddatli) monitoringini amalga oshirish tadqiqotlarida va h.
Yer osti suvlarining geofiltratsiya jarayonlarini birinchi bo‘lib, matematik ifodalar asosida tasvirlash (geofiltratsiya qonuni) laboratoriya sharoitlarida suvning sizilishini tajriba natijalari asosida fransuz muxandis-gidravligi A.Darsi tomonidan 1856 yillari amlga oshirilgandir. Mazkur qonuniyatlarni asoslash borasidagi ilmiy tadqiqotlar yer osti suvlari harakatining nazariy asoslari va geofiltratsiya jarayonlarining hisob-kitoblari kabi ilmiy izlanishlarni boshlab berdi. J.Dyupyui, A.Tim, Ch.Slixter, Ch.Teys, G.P.Gelmer, M.Masket va rus olimlari N.E.Jukovskiy, N.N.Pavlovskiy, S.N.Nikitin, A.F.Lebedov, A.N.Ogelvi, A.A.Krasnopolskiylarning ilmiy ishlarida yer osti suvlarining butun yer osti bo‘ylab suv tutuvchi qatlamlarida bo‘lishi, filtratsiya va kondensatsiya jarayonlarining borishi, yer osti suvlarini rayonlashtirish, paydo bo‘lishi, ya’ni shakillanishi qonuniyatlarini o‘rganish, ulardan oqilona foydalanish, suv zahiralarini aniqlash, baholash hamda ichimlik suv resurslarini himoya qilish kabi o‘ta muhim vazifalarni ko‘rib chiqdilar.
N.N.Bindeman, F.M.Bochever, N.N.Verigin, N.I.Plotnikov, L.S.YAzvin, P.YA.Polubarinova-Kochina, A.I.Silina-Bekchurina, I.K.Gavichlarning yer osti suvlari zahiralarni baholashning uslubini yaratish, mintaqaviy gidrogeologik tizimlarni o‘rganishning nazariy, amaliy va uslubiy ishlanmalarida, yer osti suvlarini ichimlik va xo‘jalik suvi ta’minotida foydalanish va tashkillashtirish, analogli, 70 yillardan keyin matematik modellashtirish, ya’ni sonli modellashtirish jarayonlari asosida V.M.Shestakova, V.A.Mironenko, U.U.Umarov, V.G.Romanin, I.Xabibullaev, J.Djumanov, G.E.Ershova, A.V.Lexova va boshqalar [12] tomonidan gidrogeologik shart-sharoitlarni asoslash va bashoratlash kabi masalalar gidrogeologik xisoblar nazariyasini tez sur’atlarda rivojlantirdi.
Hududlarni jadal sur’atlarda o‘zlashtirish, aholini ichmlik suvi bilan ta’minlashda O.K.Lange, N.V.Rogovskaya, N.I.Tolstixin, P.F.Shvedsov, A.M.Ovchinnikovlar tomonidan aniq amaliy masalallarni yechishda dala ishlari, hudud bo‘ylab o‘tish tadqiqotlari, gidrogeologik qazish, tajriba filtratsiya ishlari, yer osti gidrosferasi rejim ashkil etuvchi elementlarini kuzatish ishlari, laboratoriya va dala ishlarini kameral qayta ishlash, gidrogeoximiyaviy tahlil ishlari, statistik tahlil hamda matematik modellashtirish usullarga katta e’tibor qartildi.
Gidrogeologik sohada tadqiqotlarida asosan ikki yo‘nalishda:
1) jadal texnogen sharoitlarda yer osti suvlarining shakillanish qonuniyatlarini tadqiq qilish va yer osti suvlarini himoyalash bilan bog‘liq masalalar, bunda tabbiy jarayonlarni ifloslantirishga qarshi kurash, yer osti suvlarini tutuvchi qatlamlarning yuqori qismida nazorat o‘rnatish va boshqaruv muammolari;
2) yer osti suvlarini geologik jarayonlarning borishidagi roli, sifat va qiymat xususiyatlarining o‘zgarish qonuniyatlari va takomillashishini o‘rganish maqsadida yer osti suvi gidrosferasining chuqur qatlamlaridagi tadqiqotlari, xususan, yer osti qazilma boyliklari konlarining buzilishi va shakillanishida, tog‘ jinslari gidrogeoximiyasi, seysmogidrogeologik va gidrogeodinamik maydonlarni o‘rganish muammolaridir.
O‘zbekiston prezidenti Shavkat Mirziyoev 2022 yil 24 avgust kuni bo‘lib o‘tgan yig‘ilishida yer usti suvi resurslari va yer osti suvlari sathining keskin pasayishi ekologik vaziyatga salbiy ta’sir ko‘rsatayotganini ta’kidladi. Uning so‘zlariga ko‘ra, Toshkent shahrida yer osti suvlari sathi 7 metrga, Jizzax va G‘allaorol tumanida esa 4 metrgacha pasaygan¹.
Umuman olganda yer osti suvlari monitoringi va kadastrini yuritishda axborot-kommunikatsion texnologiyalardan foydalangan holda «Onlayn» rejimda interaktiv xaritografik ma’lumotlar bazasini shakllantirish matematik modellashtirish va dasturiy majmui joriy qilinib, ma’lumotlar bilan to‘ldirib borilishi zarurligi, hozirda 2667 ta mavjud kuzatuv quduqlaridan 250 tasi masofaviy avtomatik o‘lchov uskunalari bilan jihozlanildi, 2022 yil noyabr oyida ular soni 400 taga yetdi.
Mavjud matematik modellashtirish vositalari keng qamrovli tadqiqotlarni ta’minlashga qodir, uning maqsadi sanoat mintaqalarining gidrogeologik, muhandis geologik va ekologik holatini bashorat qilish hamda atrof-muhitni muhofaza qilish bo‘yicha yetarlicha yuqori darajadagi ishonchlilik bilan qarorlar qabul qilish masalalarida avtomatlashtirish uchun adekvat modellar, samarali hisoblash algoritmlari va dasturiy majmuylarni ishlab chiqishdir. [12; 133 b, 15; 53 b].
Shuni ta’kidlash kerakki, kompyuter texnikasi va dasturiy ta’minotining hozirgi rivojlanish darajasi o‘rganilayotgan jarayonlarni murakkab kompyuter modellari asosida deyarli har qanday murakkablik va turli o‘lchamdagi muammolar bo‘yicha hisoblash tajribalarini o‘tkazishga imkon beradi, ular ko‘p sonli turli omillarni hisobga oladi.

Download 0.75 Mb.

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 20

Download 0.75 Mb.