Установление закономерностей фильтрации рассолов для решения проблем загрязнения природных вод на Верхнекамском месторождении калийных солей : на примере шахтных полей 1-го Березниковского и 3-го Соликамского калийных рудоуправлений

• Автор: Макашов, Сергей Эдуардович
• Шифр специальности: 25.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Содержание

Введение.

Г лава 1. Теоретические основы и экспериментальные модельные исследования процессов плотностной конвекции
1.1. Уравнение миграции жидкости переменной плотности
1.2. Физические предпосылки, заложенные в расчетные алгоритмы программ
1.3. Тестирование программ на точных аналитических решениях
1.4. Моделирование физического эксперимента Шинкариола-Шварца
1.5. Моделирование субвертикальной миграции соленых вод от поверхностного

источника
1.6. Выводы к главе
Глава 2. Использование численных моделей при поиске новых аппроксимационных

зависимостей
2.1. Задача о формировании границы раздела разноплотностных жидкостей
2.1.1. Существующие зависимости для описания динамики границы раздела при поршневом вытеснении в плановом потоке
2.1.2. Новая аппроксимационная зависимость для случая анизотропного пласта
2.2. Исследование изменения концентрации в откачивающей скважине при субвертикалыгом подтягивании соленых вод
2.2.1. Равновесный купол соленых вод под несовершенной скважиной: предельный дебит и критическая величина подъема купола соленых вод
2.2.2. Изменение концентрации в откачивающей скважине
2.3. Выводы к главе
Глава 3. Физико-географический очерк и геолого-гидрогеологические условия
Верхнекамского месторождения калийных солей
3.1. Физико-географический очерк Верхнекамского месторождения калийных солей
3.2. Геологическое строение
3.2.1. Стратиграфия и литология
3.2.2. Структурно-тектонические особенности

3.3. Гидрогеологические условия
3.4. Гидрогеохимическая зональность подземных вод
Глава 4. Исследование влияния аварийного затопления рудника БКПРУ-1 на миграцию рассолов в верхних водоносных горизонтах
4.1. Моделирование формирования естественной гидрохимической зональности
4.1.1. Краткая характеристика процесса растворения каменной соли
4.1.2. Схематизация гидрогеологических условий района БКПРУ
4.1.3. Калибровка модели и результаты расчетов
4.2. Исследование развития ореола техногенного засоления подземных вод
4.2.1. Характеристика основных источников загрязнения и данные режимных наблюдений
4.2.2. Фильтрационные потери техногенных рассолов из емкостей-накопителей
4.2.3. Моделирование формирования ореола техногенного загрязнения и

результаты расчетов
4.3. Моделирование геомиграционных процессов в период аварийного затопления рудника
4.4. Прогнозные расчеты изменения гидрохимической обстановки после затопления рудника
4.5. Выводы к главе
Глава 5. Исследование особенностей развития ореола загрязнения подземных вод техногенными рассолами в районе СКРУ-3 методами численного моделирования
5.1. Характеристика источников загрязнения
5.2. Данные режимных гидрогеологических и гидрологических наблюдений
5.3. Фильтрационные потери рассолов
5.4. Выбор программного средства и схематизация гидрогеологических условий района шахтного поля СКРУ-3
5.6. Результаты калибровки фильтрационной модели
5.7. Результаты решения эпигнозной и прогнозной миграционных задач
5.8. Исследование взаимовлияния гидродинамического и плотностного градиентов на численной модели
5.9. Выводы к главе
Заключение
Список использованной литературы

Чтобы сделать это, мы запишем выражение для расходных характеристик потока дх1 (2.6) и дх2 (2.6 а) в виде
(2.10)
4x2 =ч2(т-у) = -Т(у,т)д, р2 ох
(2.10 а)

Т(0,у) = к(г)(1г , Т(у, т) = І К(г)с1г . Выполняя преобразования, аналогичные

выше рассмотренным, получаем:

ПО, у)
Ч~ —(Рі ~Р2)ёТ{у,т)-

Т(0,у) + рТ(у,т)

(2.10 6)
Таким образом, решение задачи о смещении контакта разновесомых жидкостей сводится к интегрированию нелинейных уравнений параболического типа (2.9) и (2.10 6). Для этого обычно используются численные методы. Приближенные решения могут быть получены с помощью аналитических преобразований. Рассмотрим далее некоторые частные решения уравнения (2.9), полученные различными методами [63].
Если различиями в вязкостях жидкостей можно пренебречь //,=/,// = 1, что справедливо при миграции неорганических солевых растворов, то уравнение (2.9) может быть упрощено:

с{-кАр(т- у)

+ ,Д = 0.

(2.11)
Уравнение (2.11) может быть представлено в безразмерной форме:

ЗИ ду
гд еу = у/т, х = х/т, і
дх J кАрт
+ — = 0, ді
(2.12)
т п ц
Коэффициент Кр, входящий в дифференциальное уравнение (2.12), по своему
физическому смыслу отвечает соотношению параметров, контролирующих интенсивность естественной (плотностной) и вынужденной (под влиянием гидравлического градиента)