- Артикул:00-01028365
- Автор: Мироненко В.А.
- ISBN: 978-5-98672-124-8
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: Горная книга (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 519
- Формат: 60х90/16
- Год: 2009
- Вес: 781 г
- Серия: Учебник для ВУЗов (все книги серии)
Развернуть ▼
Изложена теория движения подземных вод: физико-математические основы фильтрации, методы решения задач плановой фильтрации, теоретические основы опытно-фильтрационных работ, а также основы миграции подземных вод и влагопереноса в зоне аэрации.
Особое место занимает раздел, посвященный приложению методов динамики подземных вод при гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Геология и разведка полезных ископаемых», специальности «Поиск и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания».
Содержание
Часть первая Теоретические и методические основы динамики подземных вод (основной курс)
Глава 1. Физические основы динамики подземных вод
1.1. Вода как жидкость. Исходные физико-механические представления
1.1.1. Основные свойства жидкостей
1.1.2. Элементы гидростатики
1.1.3. Гидростатический напор
1.1.4. Элементы гидродинамики идеальной жидкости
1.1.5. Элементы гидродинамики реальной жидкости
1.1.6. О режимах движения
1.2. Общая физическая характеристика водонасыщенных горных пород
1.2.1. Геометрия пор и трещин в горных породах
1.2.2. Виды воды в горных породах с позиций задач динамики подземных вод
1.2.3. Водонасыщенные горные породы как сплошная среда
1.3. Подземная гидростатика (напряжения в водонасыщенных горных породах)
1.4. Емкостные свойства горных пород
1.4.1. Гравитационная емкость
1.4.2. Упругая емкость
1.5. Основной закон фильтрации и проницаемость горных пород
1.5.1. Закон Дарси
1.5.2. Коэффициент фильтрации и коэффициент проницаемости
1.5.3. Ограничения на закон Дарси
1.5.4. Общие представления о статистической теории фильтрации
1.5.5. О напряженном состоянии горных пород в фильтрационном потоке (гидродинамическое давление)
1.6. Общая физическая характеристика геофильтрационных процессов
1.7. Физические основы моделирования геофильтрационных процессов
Контрольные вопросы
Глава 2. Математические основы теории движения подземных вод
2.1. Гидродинамическая типизация условий движения подземных вод
2.2. Построение основных дифференциальных уравнений геофильтрации и математические основы моделирования фильтрационных процессов
2.2.1. Дифференциальные представления исходных физических закономерностей
2.2.2. Расчетная модель жесткого режима фильтрации
2.2.3. Расчетная модель упругого режима фильтрации
2.2.4. Подобие дифференциальных уравнений как основа математического моделирования фильтрации
2.3. Основные дифференциальные уравнения плановой фильтрации
2.3.1. Плановая фильтрация в изолированном напорном пласте
2.3.2. Плановая напорная фильтрация при наличии перетекания
2.3.3. Плановая фильтрация в безнапорном пласте
2.4. Краевые условия фильтрации
2.5. Математическая модель плановой фильтрации — условия применимости и основные расчетные схемы
2.5.1. Об условиях применимости расчетной модели плановой фильтрации
2.5.2. Основные расчетные схемы плановой фильтрации
Контрольные вопросы
Глава 3. Исследование задач плановой стационарной фильтрации
3.1. Плоскопараллельная (одномерная) стационарная фильтрация
3.1.1. Задача о напорной фильтрации между двумя бассейнами (реками)
3.1.2. Задача о безнапорной фильтрации между двумя бассейнами (реками)
3.1.3. О формуле Дюпюи и промежутке высаливания
3.1.4. Безнапорная фильтрация в слоистом пласте между двумя бассейнами (реками) при отсутствии инфильтрации
3.1.5. Напорно-безнапорная фильтрация между двумя бассейнами (реками) при отсутствии инфильтрации
3.1.6. Движение в планово-неоднородном напорном пласте.
3.1.7. Безнапорное движение между двумя бассейнами (реками) в однородном пласте с наклонным водоупором при отсутствии инфильтрации
3.2. Плоскорадиальная (одномерная) стационарная фильтрация
3.2.1. Задача о фильтрации к скважине в круговом пласте
3.2.2. Задача о скважине в пласте с перетеканием
3.3. Решение задач двухмерной установившейся фильтрации на основе принципа сложения течений
3.4. Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений
3.5. Общие принципы моделирования задач плановой стационарной фильтрации
3.5.1. Сплошные модели из электропроводной бумаги
3.5.2. Дискретные модели — сетки электрических сопротивлений
Контрольные вопросы
Глава 4. Исследование задач плановой нестационарной фильтрации
4.1. Простейшие одномерные решения и пути их использования для исследования двухмерных задач плановой фильтрации
4.1.1. Фундаментальное решение (задача о подпоре вблизи водохранилища)
4.1.2. Задача о плоскорадиальной фильтрации к скважине
4.1.3. О возможностях распространения решений одномерных задач на двухмерные плановые потоки
4.2. Аналитическое исследование нестационарных фильтрационных процессов методами интегральных преобразований
4.3. Моделирование нестационарных плановых потоков
4.3.1. Конечно-разностная форма дифференциальных уравнений
4.3.2. Аналоговое моделирование нестационарной фильтрации
4.3.3. Исходные представления о схемах численного моделирования нестационарной фильтрации на ЭВМ
Контрольные вопросы
5.2. Общая гидродинамическая характеристика опытных откачек и типизация условий опробования
5.2.1. Изменения в подземной гидростатике и гидродинамике при опытной откачке
5.2.2. Особенности фильтрационных процессов при опытных откачках
5.2.3. Основные расчетные схемы
5.3. Специфика геофильтрационных процессов в различных типовых условиях проведения опытных опробований
5.3.1. Схема II-1 — пласт с перетеканием
5.3.2. Схема II-2 — напорный гетерогенный пласт
5.3.3. Схема III-1 безнапорный пласт двухслойного строения
5.3.4. Схема III-2 — однородный безнапорный пласт
5.3.5. О некоторых гидрогеомеханических эффектах
5.3.6. Особенности фильтрационного процесса при откачках из планово-ограниченных и планово-неоднородных пластов
5.4. Анализ влияния технических факторов на результаты опытно-фильтрационных работ
5.4.1. Значение несовершенства центральной скважины по степени вскрытия пласта
5.4.2. Значение несовершенства наблюдательных скважин по степени вскрытия пласта
5.4.3. Значение непостоянства расхода откачки и объема воды в стволе центральной скважины
5.4.4. Роль скин-эффекта центральной скважины
5.4.5. Инерционность наблюдательных скважин
5.5. Принципы и методы интерпретации опытно-фильтрационных работ
5.5.1. Способы количественной обработки опытных данных
5.5.2. Принципы диагностики данных ОФР
Контрольные вопросы
Глава 6. Теория миграции подземных вод и основы теории влагопереноса
6.1. Конвективный перенос в подземных водах
6.1.1. Общее представление о конвекции в фильтрационном потоке
6.1.2. Конвекция разновесомых жидкостей
6.1.3. Конвективный перенос, осложненный физико-химическими процессами
6.1.4. Задача об определении скорости фильтрации скважинной резистивиметрией (термометрией)
6.2. Диффузионно-дисперсионные процессы
6.2.1. Молеккулярная диффузия и гидродисперсия
6.2.2. Задача о диффузионном переносе в разделяющем слое
6.3. Конвективно-дисперсионный перенос в однородных водоносных пластах
6.3.1. Фундаментальное решение
6.3.2. Задача о запуске пакета индикатора
6.4. Особенности массопереноса в гетерогенных водоносных системах
6.4.1. Общие представления о макродисперсии
6.4.2. Макродисперсия в гетерогенных системах упорядоченного строения
6.4.3. Макродисперсия в гетерогенных системах неупорядоченного строения
6.5. Процессы теплопереноса в подземных водах — общие представления и простейшие задачи
6.5.1. Об аналогии между процессами тепло и массопереноса
6.5.2. Задачи о термометрии скважин
6.6. Определение миграционных параметров лабораторными методами
6.6.1. Опыты с относительно хорошо проницаемыми грунтами
6.6.2. Опыты с относительно слабопроницаемыми грунтами
6.7. Полевые опытно-миграционные работы
6.7.1. Общие вопросы индикаторного опробования водоносных пластов
6.7.2. Методика полевого индикаторного опробования
6.8. Физические основы влагопереноса в горных породах при неполном водонасыщении
6.8.1. Общая энергетическая характеристика процесса влагопереноса
6.8.2. Закон движения влаги
6.9. Постановка и решение простейших задач вертикального влагопереноса
6.9.1. Дифференциальное уравнение и граничные условия
6.9.2. Простейшая задача вертикального просачивания
6.9.3. Особенности движения влаги при опробовании пород зоны аэрации наливами в шурфы
Контрольные вопросы
Часть вторая Практические приложения динамики подземных вод (дополнительные главы курса)
Глава 7. Применение принципов и методов динамики подземных вод при гидрогеологических опытных работах и наблюдениях
7.1. Методика постановки и проведения опытно- фильтрационных работ
7.1.1. Виды ОФО и области их применения
7.1.2. Постановка опытных опробований
7.1.3. Конструкция и расположение опытных скважин при откачке
7.1.4. Режим опытной откачки
7.1.5. Продолжительность опытной откачки
7.2. Определение фильтрационных параметров по данным режимных геофильтрационных наблюдений
7.2.1. Общие представления
7.2.2. Прямое определение параметров интегрированием исходных дифференциальных уравнений на математических моделях
7.2.3. Прямое определение параметров на основе интегральных методов решения обратных задач
7.2.4. Об интерпретации данных режимных наблюдений на ЭВМ методами целенаправленного поиска
7.3. Методика опытно-миграционных работ
7.3.1. О целесообразных условиях проведения ОМР
7.3.2. Расчетные модели для ОМР в трещиноватых породах
7.3.3. Планирование миграционных опытов
7.3.4. Конкретные примеры
7.4. Постановка режимных наблюдений за процессами загрязнения подземных вод
7.4.1. Общие положения
7.4.2. Геофильтрационные наблюдения вблизи бассейнов промышленных стоков
7.4.3. Наблюдения за качественным составом подземных вод
7.5. Общие принципы гидрогеологической схематизации в связи с постановкой опытных работ и наблюдений
7.5.1. Принцип непрерывности ГГС
7.5.2. Принцип адаптации
7.5.3. Принцип обратной связи
Глава 8. Использование методов динамики подземных вод при решении гидрогеологических и инженерно-геологических проблем разработки месторождений твердых полезных ископаемых
8.1. Анализ деформаций и устойчивости пород при горных разработках
8.1.1. Осадка толщ горных пород при глубоком водопонижении
8.1.2. Оползни бортов карьеров, вызванные напорными водами
8.1.3. Фильтрационные деформации пород вблизи горных выработок
8.1.4. Изучение деформаций горных пород над выработанным пространством
8.2. Обоснование дренажа как метода борьбы с деформациями пород при горных разработках
8.2.1. Влияние дренажа на напряженное состояние пород в откосах
8.2.2. Дренаж как метод борьбы с фильтрационными деформациями откосов
8.2.3. Водопонижение при проходке шахтного ствола
8.3. Прогноз водопритоков к открытым горным выработкам
8.3.1. Общая характеристика прогнозной ситуации
8.3.2. Схематизация условий фильтрации
8.3.3. Прогнозы водопритоков на базе аналитических методов
8.3.4. Особенности прогноза в условиях сложных расчетных схем
8.4. Прогноз процессов загрязнения подземных вод в горнодобывающих районах
8.4.1. Дели прогноза и элементы предварительной схематизации
8.4.2. Прогнозные оценки процессов загрязнения подземных вод аналитическими методами
8.4.3. Основные представления о математическом моделировании процессов загрязнения подземных вод
Заключение
Ответы на задачи и вопросы
Список литературы
Приложения
Основные условные обозначения
Предметный указатель
Рекомендуем
