Теория и методы оперативного управления техногенными процессами в гидролитосфере

• Автор: Малков, Анатолий Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 242 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Сущность проблемы и состояние изученности

1.1. Сущность проблемы.

1.2. Состояние изученности проблемы

Выводы по главе 1

Глава 2. Методы обработки информации полевых опытнофильтрационных исследований с целью определения коллекторских свойств.
2.1. Общие закономерности динамики формирования понижения уровня при откачках в условиях гидравлической связи водоносных пластов
2.2. Методы определения параметров водоносных горизонтов по данным полевых опытнофильтрационных исследований

2.2.1. Назначение и виды опытнофильтрационных исследований

2.2.2. Общая характеристика методов определения расчетных гидрогеологических параметров
2.3. Определение гидрогеологических параметров водоносных горизонтов с использованием метода глубинной расходометрии.
2.3.1. Техника измерений и точность глубинной расходометрии.
2.3.2. Особенности динамики водопритока в скважину при совместном
вскрытии горизонтов
Выводы по главе 2
Глава 3. Модели водоносных систем
3.1. Общие принципы построения моделей.
3.2. Гидравлические модели.
3.2.1. Гидравлические модели долгосрочного прогнозирования.
3.2.2. Гидравлические модели краткосрочного прогнозирования
3.3. Математические модели.
3.3.1. Исходные дифференциальные уравнения.
3.3.2. Условия однозначности.
3.3.3. Верификация математических моделей
Выводы по главе 3
Глава 4. Управление режимами эксплуатации водоносных систем
4.1. Обоснование предельных режимов эксплуатации.
4.2. Общие принципы управления режимами эксплуатации.
4.3. Сосредоточенные системы.
4.4. Распределенные системы
4.4.1. Пространственноинвариантные системы
4.4.2. Экспериментальное определение динамических характеристик водоносного пласта.
4.4.3. Особенности применения критерия Найквиста к пространственноинвариантным системам
4.4.4. Распределенные звенья.
Выводы по главе 4
Глава 5. Реализация разработок на природных объектах.
5.1. Характеристика задач исследования.
5.2. Куюлусское месторождение
5.2.1. Краткая геологотехническая характеристика
5.2.2. Математическая модель Куюлусского месторождения.
5.2.3. Обоснование системы управления режимами эксплуатации Куюлусского водозабора подземных вод.
5.3. Кисловодское месторождение минеральных вод
5.3.1. Краткая геологотехническая характеристика
5.3.2. Экологогидродинамическое районирование месторождения
5.3.3. Гидравлическая модель Кисловодского месторождения.
5.3.4. Управление качественными показателями минеральных вод
Выводы по главе 5
Заключение.
Список использованной литературы


Как результат исследований - оценка эксплуатационных запасов подземных вод по промышленным категориям, а также получение необходимой информации для проектирования каптажных сооружений. Здесь уже дается оценка изменений гидрогеологических условий объекта на перспективу, формируется система ограничений, ставится задача оптимизации технологических режимов эксплуатации. Однако самой продолжительной и наиболее информативной является стадия эксплуатационной разведки, охватывающей весь период разработки месторождения. Длительные ряды наблюдений за динамикой развития процессов, позволяют произвести корректировку и уточнение практически всех раннее принятых решений. На стадии эксплуатационной разведки ставится задача управления действующей системой каптажных сооружений. Следует отметить, что подобная задача ставится и на более ранних этапах изучения, она выдается в виде рекомендаций по рациональной эксплуатации по долгосрочному прогнозу. То есть, для каждого водозаборного сооружения устанавливаются оптимальные нагрузки, которые стремятся поддерживать на протяжении всего периода эксплуатации. По сути, в такой постановке реализуется принцип программного управления. Выработанный однажды оптимальный режим не учитывает реально произошедших в последствии изменений в природной обстановке или факторы чисто технического характера (капитальный ремонт некоторых скважин, изменение схемы водозабора или объемов водоотбора и др. Для решения подобного рода задач необходимо разрабатывать и создавать оперативные системы управления, основанные на краткосрочном прогнозировании и построении схем управления на принципах с отрицательной обратной связью. Состояние изученности проблемы. Этому направлению посвящено большое количество работ, которые рассматривают применение указанных схем для самых различных коллекторов и факторов, осложняющих интерпретацию опытных данных. Здесь можно отметить работы таких ученых как Бочевер Ф. М., Гавич И. К., Силин-Бекчурин А. И., Боревский Б. В., Шестаков В. М., Мироненко В. А., Штенгелов P. C., Р. Де У ист, Максимов В. Д. и др. Для определения параметров специально оборудуются опытные точки, включающие одну (одиночные) или несколько (кустовые) скважин. Задавая возмущение в скважине в виде откачки, анализируют динамик}' изменения уровня в этой же скважине (одиночная схема) или в соседних - при кустовой. Параметры определяют но методикам Тейса, Тейса-Джейкоба, Хантуша и др. Суть их заключается в следующем. О - интенсивность возмущения откачкой; кт - водопроводимость пласта; г - расстояние от центра возмущения до точки наблюдения за изменением уровня (до наблюдательной скважины); а* - пъсзопроводность пласта (а* = кт/х*); t -время от начала возмущения; Ег - обозначение интегральной показательной функции, значения которой известны и затабулированы во многих источниках. А = 0,3О/кт Lg2,a*/r2, и угловым коэффициентом С =0,3О/кт. Эта методика является на сегодняшний день основной и используется при выполнении опытно-фильтрационных работ при одиночных и кустовых откачках. Если же данные опытных работ свидетельствуют о наличии гидравлической связи между горизонтами, то для определения параметров используются методики Уолтона или Хантуша [7]. К недостатку последних двух следует отнести не совсем корректную схематизацию. Дело в том, что при выводе зависимостей принималось допущение о том, что в смежных водоносных горизонтах водоотдача бесконечна и понижение уровня в них не происходит. Фактически этого не происходит. В процессе длительной откачки из основного горизонта, при наличии гидравлической связи с соседними, в этих горизонтах обязательно будет формироваться некоторое понижение, зависящее от емкостных, фильтрационных параметров и параметра перетекания. По этой причине следует определить область применения указанных методик, и совершенствовать их с целью расширения этих областей. Построение пространственных моделей геофильтрации предполагает наличие достаточно полных сведений об объекте. Особо острой проблемой при обосновании фильтрационной схемы является схематизация разреза. Геологические объекты преимущественно слоистые.