Введение к работе
Актуальность темы
Минеральные воды – это основа курортных ресурсов Кавказских Минеральных Вод (КМВ). Разнообразные источники загрязняющих веществ наносят водным ресурсам огромный вред.
Разведка и разработка урановых месторождений на склонах горы Бештау значительно повлияли на экологическое и радиационное состояние всего региона КМВ, и в первую очередь на состояние подземных вод региона г.Лермонтова. На южном склоне горы Бештау в почвах дачных участков и донных отложениях выявлены концентрации радионуклидов, в подавляющем числе случаев, превышающие допустимые значения. Поэтому использование минеральных вод месторождения, охватывающее регион г. Лермонтова, ограничено.
Кроме того, общая экологическая ситуация в данном регионе и условия разработки месторождения осложняются систематическим снижением динамических уровней в процессе эксплуатации месторождения. При падении уровня давления до некоторого критического, происходит попадание радиоактивных отходов в гидролитосферу.
В данной работе гидролитосферные процессы рассматриваются как объекты управления.
В работе предложена методика управления уровнем водоносного горизонта в эксплуатационных скважинах, которая обеспечит заданное понижение уровня водоносного горизонта на Бештаугорском месторождении минеральных вод, не нарушив качественные показатели минеральной воды.
Данная работа выполнена в рамках научно-исследовательской тематики, направленной на геологическое изучение Бештаугорского месторождения минеральных вод, в частности региона г. Лермонтова.
Цель и задачи исследований
Целью диссертационной работы является:
– системный анализ гидролитосферных процессов региона г. Лермонтова;
– составление прогнозных моделей развития гидролитосферных процессов рассматриваемого региона.
Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:
Выделены основные факторы, влияющие на гидролитосферу рассматриваемого региона.
Разработаны математические модели, описывающие взаимосвязи гидроминеральных «пластов», грунтовых вод и техногенных отходов.
Разработаны системы оперативного контроля и управления гидродинамическим режимом и качественными показателями минеральных вод.
Составлены долгосрочные прогнозы развития гидролитосферных процессов.
Методы исследования и достоверность полученных результатов
В работе были использованы методы теории автоматического управления, глубинная скважинная расходометрия, численные методы математического моделирования.
Достоверность полученных научных положений и выводов подтверждается согласованностью результатов теоретических исследований и полевых опытно-фильтрационных работ (Бештаугорского месторождения минеральных лечебных вод).
Основные научные результаты и положения, выносимые на защиту:
-
Математические модели, описывающие взаимосвязи основных техногенных факторов и параметров гидролитосферы рассматриваемого региона.
-
Методика расчета максимально возможных уровней понижения депрессионной воронки для региона г. Лермонтова, при которых не нарушаются качественные показатели минеральной воды.
-
Методика определения количества радиоактивных отходов, которое может попадать при эксплуатации водоносного горизонта без нарушения гидродинамики пласта.
-
Синтезированная распределенная система управления водозаборными скважинами.
Научная новизна работы
-
Выявлены основные факторы, влияющие на гидролитосферу региона г. Лермонтова.
-
Математически описаны взаимосвязи основных факторов и параметров гидролитосферы рассматриваемого региона.
-
Рассчитаны максимально возможные уровни понижения депрессионной воронки для региона г. Лермонтова, при которых не нарушаются качественные показатели минеральной воды.
-
Синтезирована распределенная система управления параметрами депрессионной воронки.
Практическая значимость и реализация результатов работы
Все методики, рассмотренные в работе, доведены до конкретных конструктивных предложений и могут быть использованы при построении математических моделей и систем управления других геолого-гидрогеологических объектов региона КМВ.
Указанные методики построения математических моделей распределенных процессов внедрены в учебный процесс Пятигорского государственного гуманитарно-технологического университета по специальности 220201.65 «Управление и информатика в технических системах», используются при проведении занятий по дисциплинам: теория автоматического управления, моделирование систем управления, синтез систем с распределенными параметрами, при курсовом и дипломном проектировании, а так же при выполнении научно-исследовательской работы, проводимой по заданию Минобрнауки РФ в 2012г. по теме: «Методика проектирования целевых функций при решении задач управления гидролитосферными процессами».
Апробация работы, публикации
Результаты работ докладывались на научно-технических конференциях:
-
Международная научная конференция «Системный синтез и прикладная синергетика» (г. Пятигорск, 2009)
-
XI региональная научно-практическая конференция «Дни науки» (г. Пятигорск, 2010)
-
Национальный научный форум «Нарзан-2011» (г. Кисловодск, 2011)
По теме работы опубликовано 9 научных статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 141 наименование, 3-х приложений. Содержание работы изложено на 149 страницах, содержит 37 рисунков, 5 таблиц.
Похожие диссертации на Системный анализ гидролитосферных процессов региона г. Лермонтова
