Применение численных методов для решения геофильтрационных задач при исследованиях линз пресных вод
В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 г. и на период до 1990 г.» указывается на необходимость интенсификации развития аграрно-промышлеиных комплексов, химической, нефтеперерабатывающейметаллургической и других отраслей народного хозяйстваны. В этой связи одной из первоочередных задач является обеспеченность сырьевыми ресурсами и, в первую очередь… Читать ещё >
Содержание
- Введение
- Глава I. Гидрогеологическое обоснование и постановка задач выбранного направления исследования
- 1. 1. Характеристика природных условий линз пресных вод Туркмении
- 1. 2. Краткая характеристика опыта эксплуатации Ясханской линзы пресных вод
- 1. 3. Выбор типа расчетных схем
- 1. 4. Задачи исследования и их постановка
- Глава 2. Решение инверсной задачи геофильтрации на основе метода конечных элементов
- 2. 1. Метод конечных элементов в решении профильных задач геофильтрации
- 2. 2. Вычислительный алгоритм расчета стационарной плоско-вертикальной фильтрации методом конечных элементов
- 2. 3. Уточнение коэффициента фильтрации водоносного пласта как задача нелинейного программирования на основе метода конечных элементов
- Глава 3. Исследование изменения контуров линз пресных вод под воздействием эксплуатации на основе метода сеток
- 3. 1. Применение метода конечных разностей в геофильтрационных расчетах
- 3. 2. Численное решение задачи о стягивании контура линзы в плане в условиях эксплуатации
- -2253.3 Исследование и прогноз изменений гидрогеоло- стр. гических условий на Ясханской линзе
3.4 Анализ влияния интенсивности водоотбора из скважин., 1шфиль трационного питания гмощно с ти пласта и коэффициента фильтрации на динамику контура линзы в процессе эксплуатации на основе факторно-диапазонной оценки и теории планирования эксперимента
Глава 4. Численное решение уравнения автомодельного движения границы раздела жидкостей различной плотности 169
4.1 Современное состояние методики расчета двухжидкостной фильтрации 169
4.2 Численное решение уравнения автомодельного движения границы раздела жидкостей различной плотности 172
4.3 Исследование влияния коэффициента фильтрации, мощности водоносного пласта и разности плотностей на динамику границы раздела жидкостей различной плотности 184
Список литературы
- Гидрогеология СССР, т. ХХП, М., Недра, 1976*
- Шевченко Н.Г. Закономерности распространения и формирования линз пресных вод пустынь и опыт их рациональной эксплуатации, Ашхабад, Шшм, 1982, с.207.
- Гольдберг В.М. Гидрогеологические прогнозы качества подземных вод на водозаборах, М., Недра, 1976.
- Бабаев А.Г. Физико-географический очерк. Гидрогеология СССР, т. ХХП, М., Недра, 1972.
- Бабаев А.Г., Фрейкин З. Г. Преобразование пустынь в СССР, М., Знание, I97S.
- Семенова О.А. Климатическое описание Каракумов. Тр. Средне-Азиатского научно-исследовательского гидромет. ин-та, вып.6 /21/, Л., Гидрометеоиздат, 1961.
- Чубаров В.Н., 0гильви Н. А. Изучение динамики влаги и процессов ее конденсации в зоне аэрации. В кн."Линзы пресных вод пустыни", М., Изд-во АН СССР, 1963, с.198−243.
- Витковская Т.П. Сток с естественных и искусственных водо -сборов в восточной части равнинной Туркмении. Автореф.дисс. на соискание уч. степени к.г.н.Ашхабад, 1970, с. 20.
- Геллер С.Ю. Гидрогеологический очерк Центральных Каракумов, С б.1У, вып.8,1934.
- Ю.Кунин В. Н. Гидрогеологический очерк Низменных Каракумов. В кн."Каракумы", т.1УД., Изд-во АН СССР,№ 1,1934
- И.Кунин В. Н. Происхождение подземных вод Каракумов., Изв. Все -союзного географического общества, 1947,№ I.
- Благовещенский Э.Н. О каракумском грунтовом потоке, Изв.АН ТССРД* 4,1950.
- Шевченко Н.Г. О пресных водах Западных Каракумов.Тр.И-та геологии АН ТССР, тЛ, 1956, Ашхабад.
- Шевченко Н. Г, Пресные воды песчаной пустыни. В кн."Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии", сб.18,М., Госгеолиз-дат, 1959.
- Шевченко Н.Г. Краткое сообщение о результатах бурения глубокой скважины в Приузбойских Каракумах, Изв.АН ТССР, № 2, I960.
- Кунин В.Н., Лещинский Г. Т. Временный поверхностный сток и искусственное формирование грунтовых вод в пустыне, М., Изд-во АН СССР, I960.
- Лещински&- Г. Т. Сток с такыров и такыровидных водосборов. Сб. работ Ашхабадской гидрометеорол. обсерватории, вып.1,Аш -хабад, 1958 б.
- Роговская Н.В. О количественных гидрогеологических характеристиках массивов орошения. В кн."Применение дренажа при освоении засоленных земель", М., Изд-во АН СССР, 1958.
- Роговская Н.В. Гидрогеолого-мелиоративное районирование дельты Теджен. Мат-лы исслед. в помощь проект. и строителям Каракумского канала.Вып.У, Ашхабад, Изд-во АН ТССР, 1959.
- Мальцев Л.М. Режим грунтовых вод Мургабского оазиса. Мат-лы исслед. в помощь проект, и строителям Каракумского канала, вып. У, Ашхабад, Изд-во АН ТССР, 1959, с.23−29.
- Аванесов А, А. Гидрогеологические условия Каракумского гидрогеологического бассейна в связи с нефтегазоносностью, Автореф. дисс. на соискание уч. степени к.г.м.н., 1972, 20 с.
- Ходжакулиев Я, А. Каракумская и Амударьинская нефтегазоносные области, Ашхабад, Изд-во «Туркменистан», I96S, 218 с.
- Лещински1 Г. Т., Кирста Б. Т. Водный баланс озера Ясхан, Изв. АН ТССР.сер.физ.техн., хим. и геол. наук, № 4,1955.
- Витковская Т. П. Шевченко Н.Г.Абрамова Н. А. Эксплуатация подтакырных линз пресных вод как источника водоснабжения. Экспресс-информация ЦБНТИ, серия 3, выл.6,1981,с.10−16.
- Шевченко Н.Г.#Зинкова И. В. Дот Т.П. .Абрамова Н. А. Состояние изученности и перспективы использования неосвоенных ресурсов пресных вод Каракумов, Мат-лы юбилейной конференции, 1983, с.190−202.
- Бабушкин В.Д., Глазунов И. С. Гольдберг В.М. Основные принципы эксплуатации и оценки запасов крупных линз пресных вод,' М., Госгеолтехиздат, 1962, с. Ю0.
- Бабушкин В.Д. .Глазунов И. С. .Гольдберг В. М. .Пичугин Н. И., Ша-вырина А. В. Поиски, разведка, оценка запасов и эксплуатация линз пресных вод., М., Недра, 1969, с.35−43.
- Линзы пресных вод пустынь.М., Изд-во АН СССР, 1963.с.29−40, 106−140.
- Абрамова Н. А. Шевченко Н.Г. Гидродинамические и гидрохимические изменения под воздействием эксплуатации пресноводных линз пустынь,!Проблемы освоения пустынь",^ 5,1982,с.23−29.
- Гавич И.К. Принципы и методы моделирования при оценке эксплуатационных запасов подземных вод.М. «1970>, с. 94,ВИЭМС, сер.14.
- Гавич И.К. Теория и практика применения моделирования в гидрогеологии. М., Недра, 1980, с.86−128.
- Пашковский И.О., Шестаков В. М. О принципах гидрогеологической схематизации для обоснования фильтрационных расчетов на массивах орошения. „Вестник МГУ“, сер. Геология, 1968,№ 2,с.36 -43.
- Зб.Гольдберг В. М. Гидродинамические прогнозы движения загрязненных подземных вод, М., Изд-во ВСЕГИНГЕ0,1973,с.170.
- Бочевер Ф. М. Орадовская А.Е. Гидрогеологическое обоснование защиты подземных вод и водозаборов от загрязнений, М., Недра, I972, c. I24.
- Шестаков В.М. Динамика подземных вод.Изд-во МГУ, с.106−116.
- Колодин М.В., Сунгурова М. А. Состояние перспективы обводнения и водоснабжения пустынь, Ашхабад, Ылым, 1982, с.55.
- ЗЭ.Лукнер Л., Шестаков В. М. Моделирование геофильтрации, М., Недра, 1976, с. 407.
- Оганесян Л.А., Ривкидц В. Я., Руховец Л. А. Вариационно-разностные методы решения эллиптических уравнений, ч.1,В сб."Диф. уравнения и их применение», Вып.5,Вильнюс, Пяргале, 1973, с. 394.
- Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов, М., Мир, 1977.
- Съярде Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач, М., Мир, 1980, с. 504.
- Марчук Г. И., Агошков В. И. Введение в проекционно-сеточные методы, М., Наука, 1981, с. 414.44.3енкевич 0. Метод конечных элементов в технике, М., Мир, с. 420.
- Опыт оценки устойчивости склонов сложного геологического строения расчетом методом конечных элементов и экспериментами на модели /под ред. Семенова В.В./, Изд-во МГУ, 1973.
- Коннор Дж., Бреббиа К. Метод конечных элементов в механике жидкости, Л.Судостроение, 1979.
- Васильев В.А., Карачевцев Н. Ф., Шитов А. И. Моделирование плановых нестационарных потоков подземных вод методом конечных элементов.Тезисы докл. Всесоюзного семинара по вопросам моделирования процессов переноса подземных вод, М,1978,с.28−30.
- Методические рекомендации по применению МКЭ для решения плановых задач фильтрации подземных вод на ЭЦЕМ, Белгород, ВИОГЕМ, 1979, с. 50.
- Narasimhan T.N., Witherspoon P.A. Overview of the finite element method in groundwater hydrology. Proc. of the 4th Int. Conf., Berlin, 1982, p.1/129−1/144.
- Аксенов С.Г., Истомин В. И. Смирнов А.С. Решение плоских задач установившейся фильтрации методом конечных элементов, Труды координационных совещаний по гидротехнике, вып.114, Л., 1977, с.43−47.
- Аксенов С. Г. Истомин В.И. Методика решения профильной задачи фильтрации методом конечных элементов, Труды ин-та ВИОГЕМ, I979, c.I49-I53.
- Аксенов С.Г. .Истомин В. И. и др. Методические рекомендации порасчету плоской профильной установившейся фильтрации, ВИОГЕМ. Белгород, 1979, с. 27.
- Винницкая М.А. Решение некоторых задач фильтрации методом конечных элементов с реализацией на ЭВМ, Вестник АН КазССР, № 1,1979,0.64−66.
- Винницкая М. А. Исследование режима подземных вод вблизи гидротехнических сооружений методом конечных элементов, Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., М., 1980, с. 21.
- Винницкая М.А., Сахариева С. С. Программа реализации методом конечных элементов задач геофильтрации, Мат-лы научной конф. ИГГ Ш КазССР, Деп. гё 5056−80,с.22−26.
- Винницкая М.А. К решению обратных фильтрационных задач методом конечных элементов.Труды научной конференции ЙГиГ АН КазССР, Алма-Ата, 1978, с.23−26.
- Абрамова Н.А., Шевченко Н. Г. К определению фильтрационных свойств водонасыщенных пород при обосновании модели по оценке запасов линз пресных вод, Изв.АН ТССР, сер.физ.техн., хим. и геол. наук,№ 1,1982,с.89−93.
- Абрамова Н.А., Савенков И. Н. Применение метода конечных элементов при решении профильных фильтрационных задач с целью обоснования оценки запасов подземных вод, Изв. АН ТССР, сер. физ.техн., хим. и геол.наук, № 4Г1981,с.17−21.
- Абрамова Н.А. Вычислительный алгоритм расчета стационарной плоско-вертикальной фильтрации методом конечных элементовг Изв.ВУЗов, серия'Теология и разведка", Деп. № 6507−83,с.17.
- Абрамова Н.А., Шевченко Н. Г. Построение модели геофильтрации для решения задач по оценке запасов подземных вод методомконечных элементов с реализацией на ЭЦВМ, Сб."Математическое моделирование гидрогеологических процессов", М., 1981, с.9−10.
- Sartori L., Aurelio V., Riccioni М., Svarga G. Automatic generation of finite element network for bidimensional and quasithreedimensional equations governing the ground water flow. «Finite Element Water Resour. Proc. 4th Int.Conf.
- Полубаринова-Кочина П. Я. Теория движения грунтовых вод, М., Наука, 1977.бб.Марчук Г. И. Методы вычислительной математики, М., Наука, I977, c. I7I-I7®.
- Emiko Akine, Yoko Koynagi, Kinko Obata. Computer program for the analysis saturated-unsaturated flow problems, Fukuoka Univ. Rev. Technology Sci., 1979, N23,p.239−252.
- Лапшин H.H., Расторгуев А. В., Куликова T.M. Оценка эффективности методов верхней релаксации при расчете водозаборов с использованием ЭЦВМ."Водозаборные сооружения», М., 1983, с.37−43.
- Биндеман Н.Н., Язвин Л. С. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод, М. гНедра, 1970, с.2И.
- Мироненко В.А., Шестаков В. М. О принципах интерпретации опытно-фильтрационных наблюдений. «Водные ресурсы», 1978, № 3, с.124−133.
- Гавич И.К. Применение моделирования к обработке гидродинамической информации, М., 1971, с. 89 /ВИЭМС/.
- Гавич И.К. Теория и практика применения аналогового моделирования в гидрогеологии. Автореф.докт.дисс., М., 1974, с. 40.
- Плетнев А.А. Уравнения чувствительности и их применение дляопределения гидрогеологических параметров и анализа моделей фильтрации, Сб."Математическое моделирование гидрогеологи -ческих процессов", М., 1981, с.42−43.
- Тынкова Л.М. Определение водопроводимости пласта как задача линейного программирования на основе МКЭ, М., ВИЭМС, Экспресс-информация, № 5,1982.
- Фельдман А.Л. Методы идентификации геофильтрационных: параметров плановых стационарных потоков. Автореф.дисс.на соискание ученой степени к.г.м.н., М."1982,с.20.
- Kashyap D., Chandra S. Nonlinear optimization for aquifer parameter estimation with in adequate data. «IAHS Publ.,» 1982, N 136, p.179−185.
- S.P.Neuman, P.Yakowitz. A statistical approach to the inverse problem of aquifer hydrology, Water Resour.Res., 1979″ v.15, N4.
- Невечеря И.К. Определение гидрогеологических параметров по результатам наблюдений за режимом подземных вод, М., 1980, с. 48.
- Тихонов А.Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач, М., Наука, 1979, с. 288.
- Морозов В.А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач, М., Изд-во МГУ, 1974, с. 359.
- Химмельбау Д. Прикладное нелинейное программирование, М., Мир, 1975,0.242−329.
- Каменский Г. Н. Уравнения неустановившегося движения грунтовых вод в конечных разностях и црименение их к исследованию явлений подпора, Изв.АН СССР, ОТ®, 1940,№ 4,с.53−56.
- Каменский Г. Н., Гавич И. К., Мясникова Н. А. .Семенова С. М. Гидродинамические основы изучения режима грунтовых вод и его изменения под влиянием искусственных факторов, Изд-во АН СССР, М., 1960, с.5−45.
- Каменский- Г. Н. Гавич И.К., Семенова С. М. Гидродинамическая характеристика различных видов потоков подземных вод."Изв. ВУЗов «Геология и разведка», I960,№ 10,с.45−49.
- Вевиоровская М.А., Кравченко И. П., Румянцев С. А. Методы аналогий применительно к фильтрационным расчетам, М., 1962, с, 196 /МГУ/.
- Алексеева Л.И., Гавич И. К. Михайлова А.В. и др. Выбор опти -мальных условий работы вертикального дренажа при проектировании оросительных систем, Изв.ВУЗов.Геология и разведка, 1973, № 2&bdquo-с.83−90.
- Крашин И.И. Моделирование фильтрации и теплообмена в водонапорных системах, М., Недра, 1976, с Л 59.89.0гильви Н.А., Семендяева Л. В. Математическая модель водообмена в слоистых структурах артезианских бассейнов,"Водные ресурсы", 1978,№ I, с.29−40.
- ЭО.Семевдяева Л. В. Численные методы решения прямых и обратных задач фильтрации подземных вод для стационарной модели. Авто-реф.дисс.на соискание ученой степени к.т.н., М., 1977, с. 20.
- Абрамова Н.А., Шевченко Н. Г., Савенков И. Н. Оценка запасов подземных вод методами численного моделирования.Туркмен-НИИНТЙ, 1984, о.50.
- Лившиц В.М., Красе М. С. Численные методы решения задач фильтрации на ЭВМ, М., 1979, с. 52.
- Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы, М."Иаука, 1973.
- Самарский А.А. Локально-одномерные разностные схемы на неравномерных сетках, ЖЕМ и МФ, 2,6,196й.
- Яненко H.ffi. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск, Наука, 1967.
- Мироненко В.А., Шестаков В. М. Основы гидрогеомеханики, М.Недра, 1974, с. 290.
- Абрамова Н.А. О построении цифровой модели для оценки динамики контуров линз пресных вод под воздействием эксплуатации, Изв.ВУЗов, сер.'Теология и разведка", Деп.№ 6506'^83,с.18.
- Абрамова Н.А., Савенков И. Н. Применение численных методов для решения геофильтрационных задач, инф.листок ТуркменНИИНТИ,-1983,&- 83−28,с.3.
- Коноплянцев А. А. Семенов С.М. Изучение, прогноз и картирование режима подземных вод, М."Недра, с. 192.
- Шевченко Н.Г., Абрамова Н. А. Охрана питьевых вод аридной зоны от загрязнения. Тезисы докладов П научной конференции по охране природы Туркменской ССР, Дшхабад, 1981"с.31−33.
- Г01.Абрамова Н. А. &bdquo-Шевченко Н.Г. .Савенков И. Н. Оптимизация гидрогеологических исследований в связи с прогнозом условий эксплуатации линз пресных вод пустынь, Мат-лы I Всесоюзной гидрогеологической конференции, М., Наука, 1982, т.1,0.182−185.
- Г02.Ипатенко В. Н. Абрамова Н.А. Обработка и анализ результатовпполных факторных экспериментов типа 2 с применением ЭВМ «Напри» .Труды ТЛИ, серия «Электроэнергетика», Ашхабад, 1979, с.78−87.
- Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке, М., Мир, 1981.
- Ю4.Ивоботенко Б. А. Ильинский Н.Ф., Копылов И. П. Планирование эксперимента в электротехнике, М., Энергия, 1975, с. 182.
- Ю5.Бочевер Ф. М., Лапшин Н. Н., Орадовская А. Е. Защита подземных вод от загрязнения, М., Недра, 1979, с. 220.
- Барон В.А. Обоснование объемов и видов гидрогеологических исследований для целей мелиорации, ВСЕГИНГЕО, М., 1974.
- Г07.Гольдберг В. М. Движение границы раздела двух жидкостей в пласте полосе."Труде ВСЕГШГЕ0″, 1969, вып.14.
- Ю8.Гольдберг В. М. Гидрогеологические прогнозы движения загрязненных подземных вод /Методические рекомендации/, М.,"Недра',' 1973, сЛ70.
- Ю9.Бочевер Ф. М., Орадовская А. Е. Гидрогеологическое обоснование защиты подземных вод и водозаборов от загрязнений, М., «Недра», 1972, с. 128.
- ИО.Минкинз Е. Л. Гидрогеологические расчеты длй выделения зон санитарной охраны водозаборов подземных вод, М.,"Недра"" 1967.
- Van der Veer P. Analytical solution for a two-fluid flow in a coastal aquifer involving a phreatic surface with precipitation, J. of Hydrol., N35, N¾, 1977, p.271−278.
- П2.Эмих B.H. 0 форме линзы пресных вод при фильтрации из канала, Изв. АН СССР, МЖГ, 196Б,^ 2.
- ПЗ.Гродзенский В. Д. Методика расчета положения границы линзыпри фильтрации с учетом различия плотностей пресной и соленой воды, Изв. ВУЗов, сер."Геология и разведка", 1966,№ 4.
- Малышев А.С. Метод расчета области распространения нагнетаемой в пласт жидкости."Труды ВНИИВОДНЕО", 1973, вып.37.
- П5.Веригин Н. Н., Шержуков Б. С. Метод расчета закачки промышленных сточных вод в горные породы при различиях свойств нагнетаемой и пластовой жидкостей. Труды В0ДГЕ0,1970,вып.27.
- Пб.Веригин Н. Н., Саркисян B.C., Шибанов А. В. Об определении границы раздела двух несмешивающихся жидкостей в пористой среде. Изв. АН СССР, МЖГ, 1973, J? 6.
- Саркисян B.C. О закачке в скважину с учетом различия плотностей нагнетаемой, и вытесняемой жидкостей, Изв.АН) СССР, МЖГ, вып.6,1975,с.67−73.
- П8.Веригин Н. Н. Нагнетание вяжущих растворов в горные породы в целях повышения прочности и водонепроницаемости оснований гидротехнических сооружений.Изв.АН СССР, 0Ш, 1952,№ 5.
- П9.Аравин В. И. Основные вопросы экспериментального исследования движения грунтовых вод в щелевом потоке. Издание НИйгид-ротехники, вып.23,1938.
- Бочевер Ф.М., Колбасов A.M. Экспериментальные исследования фильтрации разнородных жидкостей, Изв.ВУЗов, сер.'Теология и разведка", 1976,$ 3.
- Белаш П.М., Гофлин А. Л. Электрическое моделирование процесса фильтрации с учетом силы тяжести. Материалы межвузовской конференции по применению физич. и математического моделирования^., 1959.
- Максимов М.М. ДЕетреску А.К., Тетельбаум И. М. Электрическое моделирование поршневого вытеснения нефти водой с учетомразных весомостей и вязкостей. В кн.:Науч.-технич.сб. по добыче нефти. Вып.26,М. /Недра", 1965./Всес.нефтегазовый научн.-исслед.ин-т/.
- Сорокина И.А. Работа водозаборов при эксплуатации висячих приканальных линз пресных вод. «Разведка и охрана недр% 1969, № 4.
- Зильберштейн Б.М. Расчеты фильтрации разновесомых жидкостей! с применением моделирования.Обзор. Гидрогеология и инж. геология.М., ВИЭМС, I97S.
- Прогноз режима грунтовых вод в орошаемых районах, М. &bdquo-„Недра',' 1981,0.137−151.
- Мирзаев А.Н. К исследованию некоторых нестационарных процессов вытеснения в пористых средах.Автореферат канд. диссертации, Ташкент, 1976"с.24.
- Алихашкин Я.И. Численные интегрирования уравнений автомодельного движения границы раздела двух жидкостей в пористой среде. „Изв.АН СССР ОТН. Механика и машиностроение“, 1971, № 5,с.158−162.
- Никифоров А.И. Решение задач двухфазной фильтрации в системе скважиш методом конечных элементов, Сб."Численные методы решения задач фильтрации многофазной несжимаемой жидкости“, Труды 4 Всесоюзного семинара, Баку, 1978, Новосибирск, 1980гс.198−203.
- Kenju Jinno. Equations of free surface and two-phase interface in ground water flow. Memoirs of the Faculty of Engineering Kyushu University, v.38, N3, 1978, p.177−199.
- R.E.Volker. Predicting the movement of sea water into a coastal aquifer, Austral. Water Resour. Coune. Techn, Pap., 1980, N5, p.72.
- Абрамова H.A. К определению границы раздела жидкостей различной плотности при упругом режиме фильтрации, Изв.ВУЗов, сер."Геология и разведка», 1983, Деп. № 4793−83,с.10.