Системный анализ гидролитосферных процессов региона г. Лермонтова

• Автор: Цаплева, Валентина Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пятигорск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Описание гидролитосферных объектов

1.1. Динамика воды в грунтах

1.2. Взаимосвязь физических процессов в гидролитосфере

1.3. Методы описания гидролитосферных объектов

1.4. Подходы к решению задач управления гидролитосферными процессами

1.5. Основные выводы по главе

Глава 2. Описание объекта исследовании

2.1. Географическое описание

2.2. Геологогидрогеологическая характеристика района работ

2.3. Основные факторы, влияющие на гидролитосферу региона г. Лермонтова
2.4. Влияние радиоактивных отходов на гидролитосферу
2.4.1. Штольни Бештау
2.4.2. Карьер г. Шелудивой
2.4.3. Воздействие могильников на гидролитосферу
2.5. Общая оценка влияния техногенных отходов на подземные
2.6. Основные выводы по главе
Глава 3. Математическая модель объекта исследования
3.1. Геометрические и физические данные объекта исследования
3.2. Математическая модель г идролитосферных процессов
3.3. Дискретная модель объекта управления
3.4. Основные выводы по главе
Глава 4. Результаты моделирования
4.1. Моделирование гидролитосферных процессов
4.2. Анализ гидролитосферных процессов
4.3. Прогноз развития гидролитосферных процессов региона
г.Лермонтова
4.4. Основные выводы по главе 4 Глава 5. Синтез распределенной системы управления 5 гидродинамическими процессами
5.1. Анализ объекта управления
5.2. Синтез регулятора
5.3. Определение запасов устойчивости разомкнутой системы
5.4. Анализ работы замкнутой системы
5.5. Основные выводы по главе
Заключение
Список использованных источников


Вместо скорости движения жидкости в самих порах вводят вектор плотности потока ц, который представляет собой осредненный расход массы на единицу площади за единицу времени и на единицу плотности. Поскольку расход массы жидкости в основном определяется действующим напором, т. Если плотности потоков других механизмов движения воды в грунтах (например, термодиффузией, электрофорезом и т. Экспериментально определяется взаимосвязь между векторами ] и ц. Эти векторы в изотропной среде параллельны. J и q линейна, тогда ее называют формулой Дарси; если вектор J пропорционален квадрату ц- то формула Дюпюи — Форхгеймера. Обе формулы имеют определенные границы применимости, а с помощью физических аналогий и моделей иногда проверяется их справедливость. Закон сохранения массы позволяет ввести функции тока ^ общего вида, из которых можно получить q. Закон сохранения массы в применении к насыщенному потоку, подчиняющемуся формуле Дарси, приводит к линейному дифференциальному уравнению в частных производных относительно Ф эллиптического типа (например, к уравнению Лапласа). Этот же закон применительно к уравнению Дюпюи — Форхгеймера дает нелинейное дифференциальное уравнение в частных производных. Кроме того, можно получить другое дифференциальное уравнение в частных производных относительно функции тока если будет учтено определение вектора J и экспериментально устанавливаемую связь его с q. Граничные условия определяют значения самих функций ^ и ч/, либо некоторых комбинаций между ними, либо притока или оттока на границах исследуемой области движения за весь рассматриваемый промежуток времени. Начальные условия определяют искомые функции, например <Р и в каждой точке исследуемой области в некоторый момент времени, выбранный начальным. Дифференциальные уравнения относительно 9 или ^ при заданных граничных и начальных условиях решают аналитическими, численными и графическими методами или с помощью аналогий []. Классическая термодинамика мало применима к изучаемым процессам, так как она или описывает системы, находящиеся в истинном равновесии, или указывает только общее направление процессов энерго- и массопереноса в неравновесных системах. Она не дает ответа на вопрос о том, произойдет ли тот или иной процесс в действительности и с какой интенсивностью. Для этого нужна дополнительная статистическая или экспериментальная информация []. При фильтрации загрязняющих веществ с поверхности происходит загрязнение подземных вод. Загрязнение происходит либо снизу, либо сверху. Вследствие отсутствия солнечного света, постоянно низких температур и характерной для подземных горизонтов анаэробной восстановительной среды процессы самоочищения резко замедлены, тем самым проблема загрязнения подземных вод только усугубляется []. В мире встречаются различные источники загрязняющих веществ, они разнообразны и многочисленны, и отличаются характером воздействия на компоненты биосферы. Биосфера загрязняется газовыми выбросами, твердыми отходами и сточными водами металлообрабатывающих, металлургических, машиностроительных и других заводов. Огромный вред наносят подземным водам сточные воды пищевой, целлюлозно-бумажной, нефтехимической, деревообрабатывающей промышленности [5]. Что касается геологической среды региона КМВ, в частности региона г. Лермонтова, к особо опасным источникам загрязнения относятся радионуклиды и тяжелые металлы, которые вымываются из крупного хвостохранилиида (объем хранения более 1 млн. ЛПО «Алмаз» (г. Лермонтов). Данный завод занимался переработкой урановых руд месторождения «Бештау», и тем самым оказывал негативное воздействие на природную среду. Большую опасность для данною региона представляют собой штольни, расположенные на юго-западном и южном склонах горы Бештау. По современной классификации эти штольневые воды можно отнести к категории жидких радиоактивных отходов. Уровень радиоактивности горных пород из отвалов штолен равен 0 мкР/час, а по данным геоэкологических исследований, выполненных в г. ТЬ - 2, содержащихся в почвах и грунтах промплощадки,которая расположена перед порталом штольни № , превышает Бк/кг []. Таким образом, региональные закономерности формирования качества подземных вод могут быть весьма сложны.