Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде
Рассматривается вопросы создания геоинформационной системы с применением гидрогеомеханических задач. Представлено блок-схема реализации задачи фильтрации подземных вод в деформируемой среде, применение которого осуществляется при создании геоинформационной системы....
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/28389 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде / Н.Т. Ажиханов // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2009. — С. 198-201. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-28389 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-283892011-11-11T12:13:18Z Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде Ажиханов, Н.Т. Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів Рассматривается вопросы создания геоинформационной системы с применением гидрогеомеханических задач. Представлено блок-схема реализации задачи фильтрации подземных вод в деформируемой среде, применение которого осуществляется при создании геоинформационной системы. 2009 Article Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде / Н.Т. Ажиханов // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2009. — С. 198-201. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. XXXX-0017 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/28389 519.7 ru Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів |
| spellingShingle |
Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів Ажиханов, Н.Т. Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде |
| description |
Рассматривается вопросы создания геоинформационной системы с применением гидрогеомеханических задач. Представлено блок-схема реализации задачи фильтрации подземных вод в деформируемой среде, применение которого осуществляется при создании геоинформационной системы. |
| format |
Article |
| author |
Ажиханов, Н.Т. |
| author_facet |
Ажиханов, Н.Т. |
| author_sort |
Ажиханов, Н.Т. |
| title |
Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде |
| title_short |
Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде |
| title_full |
Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде |
| title_fullStr |
Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде |
| title_full_unstemmed |
Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде |
| title_sort |
применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде |
| publisher |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Моніторинг геологічного середовища та небезпечних природно-техногенних процесів |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/28389 |
| citation_txt |
Применение геоинформационных систем к задачам фильтрации жидкости в деформируемой неоднородной пористой среде / Н.Т. Ажиханов // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2009. — С. 198-201. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ažihanovnt primeneniegeoinformacionnyhsistemkzadačamfilʹtraciižidkostivdeformiruemojneodnorodnojporistojsrede |
| first_indexed |
2025-07-03T08:28:03Z |
| last_indexed |
2025-07-03T08:28:03Z |
| _version_ |
1836613668334206976 |
| fulltext |
198
© Í.Ò. Àæèõàíîâ, 2009
ÓÄÊ 519.7
Ìåæäóíàðîäíûé Êàçàõñêî-Òóðåöêèé óíèâåðñèòåò
èìåíè Õ.À. ßñàâè, ã. Òóðêåñòàí, Êàçàõñòàí
ÏÐÈÌÅÍÅÍÈÅ ÃÅÎÈÍÔÎÐÌÀÖÈÎÍÍÛÕ
ÑÈÑÒÅÌ Ê ÇÀÄÀ×ÀÌ ÔÈËÜÒÐÀÖÈÈ ÆÈÄÊÎÑÒÈ
 ÄÅÔÎÐÌÈÐÓÅÌÎÉ ÍÅÎÄÍÎÐÎÄÍÎÉ
ÏÎÐÈÑÒÎÉ ÑÐÅÄÅ
Научные исследования в области геоинформационного анализа при-
обретают все большее признание в качестве основного фактора создания
автоматизированных систем. В данное время разработана геоинформаци-
онная система (ГИС), обеспечивающая хранение, доступ, анализ и картог-
рафическое представление географической информации в виде интерак-
тивных электронных карт [1]. Геоинформационные технологии возникли
как база географических пространственных данных: одна из первых ГИС –
разработанная в 1965 г. Канадская географическая информационная систе-
ма [2]. С бурным ростом быстродейстия, расширением возможностей па-
мяти и средств визуализации компьютерных технологий, развивался и ГИС.
Сегодня созданы тысячи версий ГИС, применяющиеся во всех видах науч-
ной деятельности.
В данной работе рассматрена возможность применения ГИС к описа-
нию фильтрационного движения жидкости в деформируемой пористой сре-
де. Для представления результатов этого процесса применено прогнозиро-
вание уровня грунтовых вод в пористой среде.
Задачи пространственного прогноза свойств геологической среды воз-
никают при прогнозе напряженнодеформируемого состояния неоднород-
ного (трансверсально-изотропного) пласта при фильтрации в нем жидко-
сти. Необходимость получения данных об уровне подземных вод возникает
в процессе решения задач качественного водоснабжения населения.
Жидкость, фильтрующаяся через упругодеформируемый анизотроп-
ный пласт, вместе с ним составляет сложную многофазную систему, мак-
роскопическое поведение которой под действием нагрузок определяется
протеканием многих параллельных процессов разной механической при-
роды. Задача определения напряженно-деформируемого состояния масси-
ва с учетом фильтрации в ней жидкости представляется достаточно слож-
ной. Для ее постановки и решения требуется рациональная схематизация
основных процессов, протекающих в пласте.
199
В данное время не рассмотрены вопросы изучения пространственно-
го фильтрационного движения жидкости в изотропных, трансверсально-
изотропных и анизотропных упругодеформируемых пористых средах со
сложной геометрией. Появляется необходимость в исследовании напряжен-
но-деформируемого состояния вертикальных или горизонтальных скважин
и их групп с помощью которых осуществляется отбор жидкости в упругих
трансверсально-изотропных пластах с наклонной плоскостью изотропии,
т. е. в наклонных слоистых пористых средах.
Введем прямоугольную декартовую систему координат Оxyz таким
образом, что ось Оz была направлена вертикально вверх, а горизонтальные
оси Оx и Оy совпали с линиями соответственно вкрест и вдоль простира-
ния плоскости изотропии.
Упругое состояние трансверсально-изотропного массива описывает-
ся уравнением обобщенного закона Гука в системе координат Ox'y'z', полу-
ченной путем поворота Оxyz на угол ϕ вокруг вертикальной оси Oz [3].
При этом полное напряжение [4] трансверсально-изотропного пласта
может быть выражено через эффективные напряжение и давление, полу-
ченные при соответствующих решениях задач теории фильтрации и упру-
гости в виде
σ σ , τ τ , τ τ ,x x xy xy xz xzPΠ Π Π= + = =
σ σ , τ τ ,y y yz yzPΠ Π= + =
σ σ .z z PΠ = +
Характерная особенность модели – предположение о том, что порис-
тая матрица деформируется совершенно свободно до некоторого жесткого
предела ε0.Таким образом фильтрация жидкости в деформируемой неодно-
родной (трансверсально-изотропной) пористой среде может быть смоде-
лирована на основе уравнений теории фильтрации и теории упругости.
При построении информационной модели пространственного прогноза
использована схема, состоящая из 5 основных этапов (рис. 1).
1-й этап. Определение необходимых данных. На этом этапе применя-
ются экспериментально полученные данные о геомеханических свойствах
рассматриваемой среды – коэффициенте фильтрации, пористости, упруго-
сти, коэффициенте Пуассона для отобранного керна и др.
Для учета времени организуется цикл по годам.
2-й этап. Напряженно-деформируемое состояние при отборе жидко-
сти в деформируемой неоднородной (трансверсально-изотропной) порис-
той среде определяют при помощи уравнения состояния с учетом влияния
напора подземной жидкости [3].
200
3-й этап. Уровень подземной жидкости определяется с помощью урав-
нения фильтрации с учетом граничных условий и упругой деформируемос-
ти неоднородно пористой среды [5].
4-й этап. Анализ полученных данных. Полученные данные интерпре-
тируются для каждой расчетной точки области, районируются и представ-
ляются в виде графиков уровня подземных вод.
5-й этап. Формализация дополнительных данных. Полученные от ин-
женеров-гидрогеологов данные вводятся в базу данных. Проводится их срав-
нительный анализ с математической моделью для дальнейшего прогнози-
рованния гидромеханических процессов, т. е. формируется ГИС.
Созданный нами ГИС апробирован на материале территории Туркес-
танского района Южно-Казахстанской области Республики Казахстан
(рис. 2). Для каждого населенного пункта возможно определение уровня
подземных вод на период с 2002 по 2007 гг.
Ðèñ. 1. Ñõåìà ñîçäàíèÿ ÃÈÑ
201
Таким образом созданная ГИС применяет методы математического
моделирования при описании процессов фильтрации подземных вод с уче-
том упругой деформируемости пласта.
1. Гитис В.Г., Ермаков Б.В. Основы пространственного и временного прогнозирования в
геоинформатике. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 256 с.
2. Frank A.U., Raubal M., Vlugh M. A guide to GE and GIS // European Communities, 2000. –
p. 141.
3. Масанов Ж.К., Омаров А.Д., Махметова Н.М. Статическое и сейсмонапряженное со-
стояние транспортных подземных сооружений в анизотропном геометрически нелиней-
ном массиве. – Алматы: Бастау, 2002. – 244 с.
4. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. – М.: Недра, 1987. – 221 с.
Ðèñ. 2. Âèä ïàêåòà, ñîçäàííîãî íà îñíîâå ÿçûêà Delphi 7
|