Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Оптимизация режимных наблюдений за уровнем грунтовых вод на городских территориях

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация режимных наблюдений за уровнем грунтовых вод на городских территориях"

ГС Г Ч Л

• « о О

ГОССТРОЙ РОССИИ

? у ОНО ВСЕРОССИЙСКИЙ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

КОМПЛЕКСНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯ И ИНЖЕНЕРНОП ГИДРОГЕОЛОГИИ __(ВНИИ ВОДГЕО)_

На правах рукописи УДК 681.3.06:556.3:522

КАЛАЧЕВА Лариса Семеновна

Оптимизация режимных наблюдений за уровнем грунтовых вод на городских территориях

(04.00.06 — гидрогеология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1991

ГОССТРОЙ РОССИИ

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ КОШДЕКШЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУК-ТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ (ВНИИ ВОДГЕО)

ДК 681.3.06:556.3:522 На правах рукописи

КАЛАЧЕВА Лариса Семеновна

ОПТИМИЗАЦИЯ РЫШМКЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА УРОВНЕМ ГРУНТОВЫХ ВОД НА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЯХ

(04,00.06 - гидрогеология)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученей стапопи кандидате, технических наук

Москва - .1994 г.

Работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени комплексном научно-исследовательском и конструк-торско-технологическом институте водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений к инженерной гидрогеологии (ВШИ БОДГ'ЕО).

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Н.П.Куранов

Официальные оппоненты

доктор технических наук В.М.Дегтярев

кандидат технических наук Э.М.Хохлаток

Ведущая организация ~ "Астрахангипроводхоз"

Защита состоится К94 г. в /О часо!

ка заседании диссертационного совета К.033.05.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук во ВНИИ БОДРЮ Госстр< Российской Фадврации по адресу: 119826, Москва, Г-48, Комсомольский проспект, д.42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан __1994 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кан^идат^

технических наук

Т

/

^/¿^Ы.В.Влтекбер?

ОБц/Ы ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Аот^ал^ост^пцоблемы^ На застроенных территориях в разных странах Шфа происходит подъем уровня грантов их вод (УГВ) как следствие различного рода потерь воды в гр.унт в процессе строительства и эксплуатации промышленных и гражданских объектов. Подтопление территорий приводит к многочисленным негативным явлениям (ухудшение несущих свойств гр.унтоз и конструкций, коррозия заглубленных частей сооружений, проникновение воды в подвальные помещения, сырость нижних зтамей зданий и др.). для изучения подтопления как процесса и как явления, а также для обоснования мероприятий по инженерной защите территорий и для оценки их эффективности проводят режимные наблюдения - систематические замеры уровней в скважинах, колодцах, дренах и т.д.

Методика анализа и обобщения материалов рекикных наблюдений в настоящее время разработана, главным образом, для условий естественного режима грунтовых вод и применительно к задачам региональных гидрогеологических исследований, методические рекомендации базируются преимущественно на детерминистическом подходе к описанию режима грунтовых вод. а ряде работ описаны также приемы стохастического подхода при анализе материалов режимных наблюдений. Однако, в последние годы наибольшее развитие а мировой практике естественно-научншс исследований получили методы, сочетающие в себе оба названных подхода. Многие из них были разработаны а рачках такой отрасли прикладной математики как госстатистика, Известны публикации об успешном опыте применения геостатистических методов в гидрогеологии: для составления карт различных характеристик .уровенного и гядрогеохимического режима подземных вод и для оптимизации исследований.

К сожалению, разработке оптимизаций как геологических изысканий вообще, так и гидрогеологических в частности, до настоящего з рамени в наше Я стране не уделялось до статочного внимания. Переход к рыночной экономике требует активизации исследований в данной области и накопления необходимого опыта практического внедрения научных разработок на реальных объектах.

оптимизации режимных наблюдений на застроенных территориях с позиций гаостатистччеокого подхода.

- изучение закономерностей формирования техногенного реги-

яадяется разработка методики

включают:

ма грунтовых нод и их описание модельными геостаткстическими функциями ;

- обоснование методики оптимизации режимных наблюдений для участков городской застройки и отдельных промплощадик (с .учетом стадии гидрогеологической изученности территории, критериев оптимальности сети, задач режимных наблюдений, анизотропной изменчивости характеристик режима) ;

- реализацию методики оптимизации режимных наблюдений применительно к задачам ревизии и расширения сети па застроенных территориях j формирования сети на вновь осьаипаемых территориях;

- реализацию методики оптимизации наблюдательной сети для контроля работы дренажа ;

- выбор критериев оптимизаций режимных наблюдений j

- разработку приемов оптимизации режимных наблюдений, обеспечивают сокращение'ущерба от подтопления городских территорий ;

- разработку алгоритма и вычислительной программы для reo-стагие?ической оптимизации наблюдательной сети ;

- обоснование практических рекомендаций по оптимизации сети для конкретных объектом.

Ыетол»^ссл^донаний пключаат;

- сбор, анализ и обобщение материалов по оптимизации гидрогеологических наблюдений и опробований, выбор критериев и методов оптимизации ;

- экспериментальные гиостатистические исследования характеристик уроьенного режима грунтовых иод на городских территориях ;

- создание вычислительной программы для iWüol и расчеты по ней для конкретных объектов.

состоят:

- в решении задач оптимизации наблюдательной сети в .условиях техногенного режима уроиней грунтовых вод на городских территориях с использованием методой геостатистикн ;

- в выработке геостатистического подхода к оптимизации как при решении зада», сокращения, упорядочения и расширения уже сутесгзувзсЗ сети, так и при формировании сети на вновь осваи-ьае.\:оЯ территории ;

- в разработке методики опти.-дазации режимных иаблс.-ениЯ с учетом гидрогеологических, геостатастических и экономических

критериев для решения различных задач на конкретных объектах ;

- и разработке методики оптимизации режимних наблюдений для контроля р.-.боты защитного дренажа.

заключается в обосновании рекомендаций по оптимальному разиицонию наблюдений за уроннем грунтовых вод в .услоьиях техногенного режима па 4 объохтах.

МШУ !ШИ5 _£ аб от и.

Результаты иссладоианий били доложены и обсуядени на 11 всесоюзном семинаре .по геостатистике (г.Петрозаводск, 1^0 г.), на заседании секции гидрогеологии 1/Ши (^зСйЛ'ИЛГ^О, 1уЛ г.), на семинаре кафедры гидрогеологии Геологического факультета ¡«17 (1УЛ г.), на конференции молодых ученых Геологического факультета ¡&'У (1УЛ г.), на семинаре в СИ 'Т со софт" г.), на Научно-техническом соьете но гидротехнике я инженерной гидрогеологии ВНИИ ШдГШ (1УУ1-1УУЗ г. г.).

ЙЗ§ДЕви!1§_Е§ з^ль тнтон_исс ледов аний.

Рекомендации по оптимизации сати режимных наблюдения разработаны для промышленных площадок 110 "¡(раситель" в г.Рубежное Луганской области Украины, ¡10 "Аито^АЗ" в г.Тольятти, территорий городов Саратов и Астрахань.

Диссертационная.работа состоит из онеденил, 4 глаи и основных иииодов. Обаий объем диссертационной работы - 447 страниц, в том числе 79 страниц осноиного текста, 1 таблиц и 67три— сункои. Список литературы включает ?б наименований.

Автор искренне признателен профессору аГУ Иестакои.у ii.nl., сформировавшему интерес автора к гидрогеологии и обозначившему перспективное напраиление исследований. Автор благодарит к.т.н. А.¿.Расторгуева, А.ИЛ'нмохнна и о.Л.йальцеаа за полезньи» консультации при освоении геостатистических методов. Особу.!', благодарность автор выражает доктору технических г.аук, профессору Куранозу Н.11., ос.удестиляишем.у научное руководстнэ к уделявшему постояиное циимэн.че шполнению роботы, а также отмечает большую помощь сотрудников лаборатории дренажа промшюиадок ¡1ЙИ йОдГЬХ) при ее оформлении.

- 6 -

ШдШАШЕ РАБОТЫ

Петэвая^лава^посвя^на особенностям техногенного режима

грунтовых вод и трактовке задачи оптимизации режимных наблюдений.

Уровенн:::": (или гидродинамический) режим подземных йод представляет собой проявление пространственно-временной изкенчнвос-■ ти гидродинамических элементов подземного потоке. Изучение и анализ рехимя подзекньк вод позволяют установить генетические связи с определяющими его факторами, выявить закономерности их изменений во временя и в пространства.

3 районах интенсивного хозяйственного освоения влияние естественных ренимообразуодих факторов в значительной мере искажается, подавляется техногенным воздействием (водоотбор5 орошение, дреная, утечки из коммуникаций, ливневой канализации, внутрицеховых емкостей и др.). Общей тенденцией режима грунтовьк вод застроенных территорий является развитие подтопления. Многообразие факторе подтопления представлено а работах С,К.Абрамова, М.а.Альтовского, ¿.¿..Анпилова, В.«1.Дегтярева, Е, С„Дзекцера,&.С, Зильберга, а.б.Котлова, Н.Ц.Куранова, А.й.14уфтахова, О.И.Тютюно-вой и др.

При описании подтопления используются следушае характеристики: уровень грунтовых вод, глубина залегания уровня от поверхности земли, амплитуда колебания уровня, скорость подъема уровня и др.

¿о настоящего времени методика количественного описания техногенного режима с помочью названных характеристик не получила столь полного развития, как методика описания естественного ре-кика /Н.К.Биндекан, Б.в.Боревский, ¿.^.Ьочевер, Н.Н.Верягин, • В.С.Ковалевский, А.А.Коноплянцея, Н.Н.Лапшин, А.В.Лебедев, С.м.Семенов, У.М.Хохлатоь, ¿.¿¿.Шестаков, Л.С.Язвин/Данное обстоятельство обусловлено большей сложностьа условий формирования техногенного режима в связи с изменчивость» проявлений каждого из факторов и их сочетаний в пространстве и во времени. Матема-тичзскнй аппарат для описания изменчивости как свойства различных геологических объектов разработан в рамках геостатистики /¿¡агорой Д., Давид М.,' Дэвис Дж.С.,' Цч^Шп^ М., ЗогпеС ЦЬге^-и С,1, КНаШсПб Р. К./.

При геостатистическом подходе уокет быть отражена двойственная природа изменчивости урон ней подземных вод. С одной стороны, уровень детерминирован строгими законами теории ?чльтр&-

Чип, описывается соответствующими дифференциальными .уравнениями, а с другой стороны, коэффициентам в этих .уравнениях, параметрам строения и питания водоносных горизонтов, свойственна стохастическая неоднородность. 3 каждой отдельной точна отметка уровня определяется сочетанием множества природных к техно го:-тих факторов. Таким образом, уровень имеет свойства регионализовамной переменной, промежуточные мемду свойствами полностью детерминированных и полностью случайных величин.

Для описания изменчивости ьоля регионализонанной переменной используют вариограшу у (А) - ыатематическое ожидание коадрата рааности значений переменной Ъ (х) и 2 (X А ) а точках, координаты которых различаются на вектор Л-:

где - символ математического ожидания.

Но натурным данным замеров а точках Х- строят дискретную эмпирическую вариограмму:

, УМ %

1 { гт,э) и 7 1

Й общем случае расчет варисграммы представлг:;. собой омеднение квадратов разности значений исследуз':оИ характеристики для имеющихся Н пар точек замеров в^да и .Те- + , находящихся друг от друга на расстояниях с пределах различных интервалов по А- и по различным интервалам азимута ¡9 .

Аппроксимация эмпирической иариограммы некоторой модельной функцией из специального семейства'позволяет подобрать математическую модель изменчивости изучаемой характеристики, ш\ основе которой проводится кригинг - геостатистическая интерполяционная процедура, обеспечивающая минимум дисперсии оцеп:;и. Дисперсия оценки хригинга не записи» от значений рассматриваемо!! переменной, а определяется лишь геометрией расположения точек наблюдений, в которых значения переменкой известны. Данное свойство дисперсии «ригинга яа«яется основой геоегятистического подхода прч внборе оптимального расположения точек наблюдении /ОСга В.Д.,

Шлимл» 1Й, УЫее Т. 5., КШ^оЛа 11./.

о практике гидрогеологических исследований задача оптики-

зации режимных наблюдений обычно рассматривается в одной из трех постановок:

1« Сокращение и упорядочение существующей сети.

Z. дополнение и расширение существующей сети.

3. Создание сети на вновь осваиваемой территории.

Оптмиэация предполагает выбор рационального варианта сети на основе изучения изменчивости характеристик уровенного режима, отражающих цель режимных наблюдений,

¿о сторой главе рассмотрены вопросы оптимизации режимных наблюдений при наличии разветвленной сети скважин на всей изучав' мой территории.

U начале главы приведен обзор литературы m вопросам сокращения и упорядочения наблюдательных сетей /Oleo* &>AV СаяЛеЛл,/,.^ 5opftoc6eo«3Mv Pascâe-tto'lE./.OnbiT различных исследователей свидетельствует о тол, что наличие развитой наблюдательной сети позволяет подробно изучить плановую изменчивость поля рассматриваемой характеристики уровеяного режима и выявить зона, где сравнительно высокая концентрация точек наолюдений приаодит к неоправданно высокой точности кригинг-интерполяции. ri этих зонах сеть можно разредить. Оффектизньсл направлением оптимизации является разрежение сети с упорядочением до регулярной квази-гексагональ-ной или квадратной, допустимую степень разрежения сети можно определить по вариогра:.;мс изучаемой характеристики с учетом необ ходимой точности карт, составляемых по данным режимных наблюдений.

На прсмаяощадках целесообразно оборудовать сеть ярусных пьезометров, по замерам уровней в которых можно оценивать интенсивность техногенного инфяльтрационкого питания грунтовых вод. На территории Ш "краситель" в г.Рубежное Луганской области Укра ны число пьезог.:етроз, в которых замеряли уровни, превышало ¿00. Общее же количество скважин, пробуренных на данной территории з ходе детадышх инженерно-геологических изысканий - около 500, lia этапе качественной диагностики ¿этериаязв бурения и рокимных наблюдений быяо выяснено, что общая картина пэдтошения на данной территории такова: при «алых глубинах залегания УГй от поверхности земли эпизодически происходят локальные подъемы уровня за счет утечек и у гребущих ремонта ко^гуткаций. .¿оикторинг утечек обеслечивауг за,.хры ь Ы отага^х пьезометром. На

основе геостатистического анализа изменчивости уровней, коэффициентов фильтрации и мощности слабопроницаемого покровного слоя было показано, что сокращение сети до 30 пар пьезометров приведет к существенному увеличению погрешности мониторинга, на отдельных участках до величин, сопоставимых с самой величиной интенсивности инфильтрации,

Б качестве оптимального рекомендован вариант с 42 парами пьезометров, обеспечивавший практически ту ко точность картирования уровней и сценки инг^ильтрчции, что и несокращенная сеть.

На рис.1 показаны 3 рассмотренных варианта сети пьезометров: максимально - мключзтаци.й все 59 с.укествутаих пар пьезометров, минимальный - юшзчаюдий эдюое меньшее число пьезометров, и оптимальный - включаюдий 41 пары пьезометров.

другой задачей, решаемой по данный режимных наблюдений, является собственно контроль уровней грунтовых вод, т.е. мониторинг подтопления.

Зо многих случаях подъем урооенной поверхности происходит в кьази-стационарном реют/е - при сохранении положения отдельных куполов, приуроченных к учясткэ^ активных утечек.

для прошлошадки ЯО ий»?оЗАЗ" в г.Тольятти геостатистическое изучение уровней и построения карты стандартных отклонения оценок крпгинга позволило оконтурить участки воямо/шого разреке-ния сети. 11а этих участках было рекомендовано наблюдать ли'ль пьезометры с максимальными амплитудами колебания урочия, примоченные к очагам возникновения эпизодических .уточек. Такнч образом наблюдательная сеть была сокращена с ¿70 до '¿36 пье »ометров. Очаговый характер янфильтрг.циокного питания предопределит доминирование сферической дадельной функции при аппроксимации вариог-рамм различных характеристик уропенного ре-ичл. 4етод гроб и ошибок с выполнением многократных геостатистичсских вычислительных экслеримснтоп позволяй^ количественно оценить сокра-

щения с<*?и и л го послечстлип для точности рояй-лччя наблюдений.

Третья глача по свячена расстанооке дополнктедыаис наблюдательных скважин. В открквшккеи третью гл-нву сб.чоре литератур« ояаряятеризогаик раэлячнш пржт дополнения не5лсрта?ельних сетей- Они отливается как критерия*-:* выбора мест расположений возмог,них доцолнитсушних пьегоаетроэ (гэдрогестог-ичгекий, геометрический, г«остят!:стлчсский, экоиоюгаскяЯ), тек л алгоритмами перебора глг.геримгич при озрс-деяении оптимума /(¿'.ллга 3., 11$и-

.. - ,-íí-

rt-ofp E., $2idawvsa*<j Р., Huníles 7.PV ХеЙенглолег X>. R, &míWu SU, tíauT.Í, Scbüfmeist&t,-5pieihn$ ti.-TL, Sutget- tt./.

Своеобразие денной постановки задачи оптимизации определяется тем,' что наблюдательная сеть на большзй чо.сти изучаемой территории является настолько редкой, что аппроксимация .-эмпирической варке rps.vür для мал-я расстояний затруднена, а поэтому крагинг-антерполяция не может обеспечить построение "надежной" карты но данным репимнюс наблюдений. Наиболее ответственном этапом геостатистического исследования на даготой стадии изученности территории представляется определение ррнгг. эмпирической вариог-ратт, поскольку дня устойчивого кригинга кеобкопм'о и достаточно, чтобы v ранг-окрестность каждой точки наблюдений попадало 12-I'j соседних / R.Jh /. Задача рассмотрена для г.Caparos, где засыпка оврагов, выход из строя ранее существовавших дре-наг.эй привели к активизации подтопления территории. Существующая наблюдательная сеть (4Ü пьезометров) не обеспечивает контроль уровней и овосноюнпв ¡эффективных мероприятий по инженерной защите города от подтопления. Обобщение материалов изысканий разных лет позволило выяснить, что анизотропный характер изменчивости уровне." определяется геолого-гидрогеологическики особенностями территории. Анизотропные рариограцмы Cuan получены для отметок поверхности земли, кропли ьодоуглра, уровней грунтовых вод к амплитуд их колебания (рис.Х).

проявилось зависимость рангов вариограмм ст ориентации пар точек, используемых в расчете варисграммы. Ьили определена ранги по исправлениям наибольией (по по,неншо водоносного пласта) и наименьшей (по простиранию пласта) изменчивости.

Рекоренко ьоно форнаронать на территории города и з районах перспективной застройки с аналогкчниии гидрогеологическими условиями прямоугольную сеть пьезометров. Шаги сети еяедуе? выбирать таким образом, чтобы они были пропорциональны минимальному к максимальному рангам.

Для обоснования генеральной схемы инженерной аазжты территории г.Саратова били pesoнендопани шаги сети 1,1 км в направлении максимальной изменчивости (по падению водоносного пласта) и '¿,1 км. в напряжении минимальной изменчивости (по простиранию пласта).

X мг;

405 Ь ¡АЛа

-------,7 у • - >

200 (I /Ч'ч

Г 3

1200 Л800 400

6- . 7 Л КМ

—.и—-----'--

0 2 4

б ю Ъ, хм

п. км

Рис. 2, ВЛРИОГРАИИЫ да УРОВНЕЙ ГРУНТОВЫХ ВОД (а), ОТМЕТОК ПОВЕРХНОСТИ 'ЗЕМЛИ (б), ОТЙЕТОК КРОВЛИ В0Д0УЛ0РА (в) И АМПЛИТУД КОЛЕБАНИЯ УГЬ (г) НА ТЕРРИТОРИИ г. САРАТОВ: 1 - ПО ПАДЕНИЕ) ВОДОНОСНОГО ЛЛАСГА; 2 - ПО ПРОСТИРАЛИ© ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА", 3 - ИЗОТРОПНАЯ ОЭДАЯ

I

îL HSlSspJ.^B^MM^^^'iSÏEJiSâÎÎIÊS запросы создания сети на территории, где режикные наблюдения ранее не проводились. Принципиальное отличие данной постановки задачи оптимизации сети от двух предыдущих заключается в невозможности сразу использовать традиционный геостатистический критерий - дисперсию оценки кри-гинга, поскольку даже для построения вэриограммы может не доставать натурных данных. Варяограммный анализ монет в таких случаях проводиться по данным прогнозного моделирования геофильтрацки

/few iV.S./Yei' t, JLoaifcijja И.А., ^оисШебее Й.'Р., beides-Щ А., ScIi-üfmäistet-SpLetii»^ /Н.-ТД., РеЫедег. к/.

ß данной работе эти вопросы рассмотрены применительно к задача контроля работы защитного дренажа на территории гоАстрахани , где для участков жилой застройки проектируются дренаяные системы.

для контроля работы дренажа необходимо обосновать оптимальную расстановку пьезометров.

Известное по результатам моделирования прогнозное распределение уровней грунтовых вод и глубин их залегания на территории дренажной системы в юго-западном районе, включающей 13 скважин вертикального дреиака и Н.-образнута горизонтально дрен^ с усилителями (комбинированный дренаж)» было изучено с позиций геостатистики как для территории, в целом, так и для отдельных ее фрагментов о различными сочетаниями конструкции дренажа. Были получены"различающиеся эмпирические вариограммы, но величины рангов оказались близкими. Таким образом, был определен характерный aar изменчивости прогнозных, уровней для данной территории при работе дренажа.

Как показал;! специально заполненные расчеты, неоднозначность в вибере типа и параметров модели вариограммы, кроме ранга, практически не сказывается при выборе оптимального варианта расположения наблюдательных скважин. Рекомендован мишшальний состав сети, необходимый для контроля работы дренажа, и определена последовательность оборудования возмстимх дополнительных пьезометров с учетом значимости каждого из них для уменьшения абсолютной и относительной погрешности картирования уровней (рис.З), а такие значимости для аоаьшения точности оценки, ущерба о-г подтопления (рис.4).

Расчеты вариограмн и кригинг при выполнении Даккой рабо~

з.оо. 'ш то зоо юоо 1200 1400 1&>о 1800 2000 ягоо ?лоо

?ке.З. ШП£ ШСТ РАСП<ИО&ЕИИЯ ДОПОДИИТИЬШ ПЬЕЗОМЕТРОВ ПО ЗНАЧИМОСТИ:

я) ^ля сокращения диспеовии, (¡) для сокращения относительной погрешности карты глуб'ии залегания уро&кя грриозыж от гюберхностк земли

- дам тур г.емб'нниройакного дрен ада

\|) © - скважины вертикального дренада |

¿4, - ПЬ05ОМ9ТрЫ ЛИНИМалЬКОЙ СЕТЬ»-

¡»даляика ©тносительивй вогремвсти

УщерЗ от

Ркс. 4. ОЦЕНКИ ЭДЕРБА ОТ ПОДТОПЛЕНИЙ ТЕРРИТОРИИ ДРШШШОЙ СИ СТЕНУ В Г. АСТРАХАНИ, РАССЧЙ-ТАЙНЫЕ 15 ЦЕНАХ 1991 г, ПО КАРТАМ СРЕДОЙ щ ИАМХУДШ ОЦЕНОК КРИГКНГА ДЛЯ ГЛУБИН ЗАЛЕГАНИЯ У Г В .ПРИ РАЗйСШ СЗ€Т.«£ СЕТИ ПЬЕЗЗИЕТРОЗ

ты проводились по программе на основе пакета К 603 / Вкг^ааЗ.Д., КалХтдвг. М. Й. /, Программа ранжирования мест расположения возможных дополнительных пьезометров с учетом различных геостатистических и экономических критериев разработана автором,

оиюшык Ш^Од^

1. При оптимизации наблюдений в условиях техногенного режима целесообразно использовать гидрогеологические, геостатистические и экономические критерии. Гидрогеологические критерии служат для выражения направленности режимных наблюдений, геостатистические - для формализации к количественной оценки изменчивости изучаемых характеристик, а экономические - для выбора рационального в инженерном отношении варианта сети. Использование различи ных критериев определяет своеобразие постановки оптимизационной задачи для каждого отдельного объекта.

2. Разработана общая методика решения задач оптимизации режимных наблюдений в условиях техногенного режима. Основное ее содержание можно разделить на пять этапов.

Первый этап - обобщение имеющейся информации об объекта, выбор гидрогеологических критериев, расчетных характеристик и приемов х'еостатистической обработки.

второй этап - расчет и аппроксимация вариограмм, выбор типа и параметров математической модели изменчивости рассматриваемой характеристики с решением главной задачи этапа - определение ранга вариограмш как масштаба изменчивости, которому должен соответствовать шаг сети режимных наблюдений.

Третий этап - геостатистическая интерполяция (кригинг) с исследованием устойчивости интерполяции при изменениях параметров модели в виду их неоднозначности.

Четвертый этап - построение карты дисперсий (стандартных отклонений) оценок кригинга для анализа неравномерности сети наблюдений и степени ее соответствия изменчивости выбранной характеристики режима.

Пятый стан - учет гидрогеологических, геостатистических и экономических критериев и вибор оптимального вариант« схемы режимных наблюдений для дайной стадии исследований.

3. Для аппроксимации эмпирических вариограмм различных характеристик техногенного уровенного режима застроенных территорий предпочтительной является сферическая модельная функция,

- П -

отражающая наличке локальных .уточек. При выборе оптимального варианта сети останов иниште следует .уделять определению ранга вариограммы, а неоднозначность других параметров модели вариог-раммы и ее типа практического значения не и.\:еэт.

4. Разработанная методика оптимизации рекимных наблюдений в условиях техногенного рсжика ьсэжет быть реализована на промышленных площадках и городских территориях при решении задач ревизии и расширения существующей сети пьезометров, создания сети режиккых наблюдений н условиях подтопления территорий и оценки эффективности работу аистом инженерно;1, защиты от подтопления.

5= Реализация методики оптимизации режимных наблюдений применительно к задаче ревизии сети скьажин на проыплощадках ПО "Краситель" и "АвтоВАЗ", привлечение в качестве гидрогеологических критериев не только .уровней, но и амплитуд 1« колебания показали возможность сокращения количества наблюдательных скважин на ЗО.а без .ущерба для точности контроля уровней грунтовых вод.

6. Реализация методики оптимизации наблюдательной сети в условиях г.Саратова позволила выявить характерные масштабы и природу анизотропной изменчивости уровней грунтовцх вод, рекомендовать вариант реорганизации сети на уяе застроенной территории и оптимальную геометрию сети для районов перспективной застройки.

7. На основе провоженной, методики оптимизации выполнено обоснование схемы расположения наблюдательных скважин для контроля эффективности рзботп дренажа на территории дренажной системы

в юго-западном раРоне г.Астрахани, рекомендован минимальный состав сети и последовательность ее наращивания с учетом гоостатисти-чвеких и зконоуичеекчх критериев,

дальнейшие исследования могу? быть неправлены на использование методов более детального списания изменчивости характеристик уроненного режика как в пространстве, так и во времени (с привлечением кокригингл, дизъюнктивного крагинга, индикаторного кригинга, пространственно-временного кригинга и лр.), а также на развитие алгоритма оптимизации для обеспечения учета различных экономических критериев.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1."0пыт примененйя кригинга при оценке подтопления" - Б 'сб-.:: Геостатистические методы в оценке запасов минерального сырья. Тез.докл. Л Всесоюэн.семинара по геостатистике. Петрозаводск( 1990, с-. 29-30.

¿. "Опыт применения кригинга при оценке подтопления" -В сб.: ¿Материалы ХУЛ! научи, конф. молодых ученых Геологического факультета МГУ. Секция гидрогеологии, Москва, У апреля 1991 г, -•деп. -а оз.ог.яг, в зье-ж.

3. "Оптимизация наблюдательной сети скважин на основе Геостатистйческого анализа уровениого режима". Б сб.: Прогнозы в инженерной гидрогеологии - Зруды ин-та ВОДГЕО (соавторы Кура-иов Н-.П-., Ярунйна Е.Б.) - б печати.

4. "Оптимизация наблюдений за работой дренажных систем" -В со г': Материалы Ш семинара по геостатистике и применении ЭШ

в горном деле. Петрозаводск, '¿4-/13 мая 1993 г. (соавтор А.В.Тимо-хин) - в печати.

П ода. к печ. 27И>4 г. Об-ьем 1 л. л. За а. 7. Тир. 100.

Ткп. НИИ ЕОДГНО, г. Железнодорожный, Гндрогоро.юк. 15.