Modellering
Bij de modellering van grondwaterstroming wordt in eerste instantie uitgegaan van de watervoerende lagen. De in deze paragraaf genoemde modellen hebben dan ook betrekking op de watervoerende lagen. De berekeningsresultaten van deze modellen vormen de basis voor de bepaling van de waterspanningen in het slappe lagenpakket.
Modellering en realiteit
De mate waarin de uitkomst van een berekening overeenkomt met de realiteit is sterk afhankelijk van het toegepaste rekenmodel, de schematisering en de nauwkeurigheid van de parameters die in de berekening een rol spelen. De grondwaterstroming is in principe een driedimensionaal verschijnsel. In die gevallen waarbij in één richting geen grote wijzigingen optreden in geometrie, grondparameters en randvoorwaarden, is een schematisering tot twee dimensies mogelijk. De wijze waarop men schematiseert is echter ook afhankelijk van het beschouwde probleem.
Bij het oplossen van grondwaterstromingsproblemen in relatie tot grondconstructies volstaat in vrijwel alle gevallen een twee-dimensionale schematisering.
Analytische modellen
Dikwijls kan men door toepassing van eenvoudige analytische modellen een redelijk inzicht verkrijgen in de grondwaterbeweging. Voorwaarde is wel, dat het mogelijk moet zijn de differentiaalvergelijking die de stroming beschrijft, bij de gegeven randvoorwaarden langs analytische weg op te lossen. Een nadeel van de analytische oplossing is daarom dat er dikwijls een sterke sche- matisering van de geometrie van de te onderzoeken situatie nodig is, om tot een oplossing te komen. Het grote voordeel van het analytische model ligt vooral in het kwalitatieve inzicht dat dit model verschaft in het gedrag van de stroming, en de invloed van de diverse parameters daarop.
Numerieke modellen
De grote beperking van analytische modellen ligt, zoals gezegd in de sterke schematisatie die daarbij vaak nodig is. Dit nadeel geldt bij numerieke modellen veel minder, omdat hiermee in principe ook meerlagensystemen, en grondprofielen samengesteld uit verschillende grondsoorten, kunnen worden berekend, zowel stationair als niet-stationair.
Mogelijke numerieke rekenmethoden zijn:
- Eindige-differentiemethode, expliciet of impliciet;
- Eindige-elementenmethode;
- Analytische functiemethode;
- Rand-integraalmethode.
Grafische benadering
Bij tweedimensionale quasi-stationaire grondwaterstroming door een isotroop doorlatend grondmassief kan het stromingsbeeld worden benaderd door gebruik te maken van de eigenschap dat stroomlijnen en potentiaallijnen een orthogonaal stelsel vormen: de vierkanten netmethode.
Er zijn vele modellen beschikbaar ieder met specifieke voor- en nadelen. Derhalve wordt in de praktijk vaak een combinatie van modellen gebruikt. De in de praktijk meest voorkomende modellen zijn in § 4.6.2 genoemd.
