Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Водоснабжение, канализация

Диссертационная работа:

Мельникова Татьяна Валерьевна. Разработка средств и методов повышения надёжности и экологической безопасности при строительстве и эксплуатации водозаборных скважин: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.23.04, 05.23.19 / Мельникова Татьяна Валерьевна;[Место защиты: Волгоградский государственный архитектурно – строительный университет].- Волгоград, 2012.- 19 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. В России за последние 100 лет централизованным водоснабжением были обеспечены почти 99,8% городов и 88% поселков городского типа. Однако на практике высокая централизация систем водоснабжения (единый общегородской водозабор, единая водоочистная станция и т.д.) создает опасность тяжелых последствий при возникновении чрезвычайных ситуаций. В проектах Федеральных законов: «О питьевой воде и питьевом водоснабжении» и «О безопасности водоснабжения», в «Концепции водоснабжения Волгоградской области «Чистая вода» (2009-2020гг.) и других документах предпочтение отдается использованию подземных вод, а там, где используется поверхностный источник, на случай чрезвычайных ситуаций рекомендуется строительство резервного, дополнительного забора подземных вод, который обеспечивает население питьевой водой нормативного качества и в достаточном количестве, снижение риска для здоровья, улучшение уровня жизни населения, и повышение качества предоставления коммунальных услуг.

В настоящее время, резервные водозаборы подземных вод работают в Брянске, Зеленограде, Кемерове, Нижнем Новгороде, Томске, Тюмени и др. Однако, многие крупные города не имеют резервных водоисточников для действующих систем водоснабжения (Барнаул, Новосибирск, Омск и др.), что с точки зрения безопасности недопустимо. Кроме того, там, где резервные водоисточники используются, не решены вопросы обеспечения их безопасного строительства и эксплуатации, обусловленные комплексом физико-химических процессов кольматации происходящих в призабойной зоне водозаборных скважин.

Полностью предотвратить явление кольматации пласта в процессе строительства и эксплуатации скважин невозможно. Поэтому, основным направлением работы стала разработка методов воздействия на призабойную зону максимально сохраняющих (восстанавливающих) её проницаемость. При этом необходимым условием является обеспечение экологической безопасности использования таких технологических жидкостей в системах водоснабжения городских комплексов.

Цель работы: повышение эксплуатационной надежности и экологической безопасности строительства и эксплуатации водозаборных скважин, за счет снижения эффекта кольматации в призабойной зоне.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие основные задачи:

- изучение современного состояния инженерно-технического обеспечения эффективности водоснабжения городских комплексов из подземных источников;

- анализ средств и методов обеспечения эксплуатационной надёжности и экологической безопасности водозаборных скважин;

- обобщение закономерностей и обоснование условий моделирования фильтрационных процессов, происходящих в призабойной зоне при строительстве и эксплуатации водозаборных скважин;

- установление основных факторов, снижения проницаемости в призабойной зоне при строительстве и эксплуатации водозаборных скважин;

- исследование влияния состава и свойств буровых растворов на кольматацию призабойной зоны водозаборных скважин;

- разработка составов буровых растворов, эффективно сохраняющих (восстанавливающих) естественную проницаемость призабойной зоны при строительстве водозаборных скважин и обеспечивающих их дальнейшую безопасную эксплуатацию;

- изучение закономерностей, влияющих на взаимодействие растворов кислот с карбонатной породой пластов призабойной зоны водозаборных скважин;

- разработка эффективных составов кислотных растворов, восстанавливающих проницаемость призабойной зоны и увеличивающих продуктивность водозаборных скважин;

Основная идея работы состоит в повышении эксплуатационной надежности и экологической безопасности систем водоснабжения городских комплексов из подземных источников, путем разработки методов эффективно сохраняющих и восстанавливающих проницаемость призабойных зон водозаборных скважин.

Методы исследования включали: физическое и математическое моделирование изучаемых процессов, лабораторные и экспериментальные исследования свойств применяемых реагентов, пористых сред на установках, моделирующих пластовые условия, обработку полученных результатов методами математической статистики.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических методов теоретического анализа, физического и статистического моделирования изучаемых процессов, и подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных экспериментальных данных с результатами других авторов.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- определены закономерности обеспечения эксплуатационной надежности и экологической безопасности водозаборных скважин, за счет сохранения (восстановления) проницаемости в призабойной зоне водозаборных скважин;

- установлены основные факторы снижения проницаемости в призабойной зоне при строительстве и эксплуатации водозаборных скважин;

- получены результаты отрицательного влияния глинистых буровых растворов на проницаемость призабойной зоны водозаборных скважин;

- установлена способность биополимерных буровых растворов сохранять проницаемость в призабойной зоне водозаборных скважин;

- выбор фракционного состава и использование качественного закупоривающего материала позволяют предотвратить проникновение фильтрата и раствора в пласт, призабойную зону водозаборных скважин и максимально сохранить её проницаемость;

- впервые установлено, что эффективное сохранение проницаемости в призабойной зоне обеспечивается при использовании ингибирующих биополимерных буровых растворов с добавлением мраморной крошки;

- установлены факторы, определяющие эффективность взаимодействия растворов кислот с карбонатной породой пластов призабойной зоны водозаборных скважин;

- показано, что основным способом повышения эффективности кислотных обработок является применение реагентов, снижающих скорость реакции кислоты с карбонатной породой, что позволяет увеличить глубину проникновения кислотных растворов в призабойную зону водозаборных скважин;

- впервые, установлена способность соляно-кислотных растворов, на основе соляной кислоты, ингибитора и комплексообразователя глубоко проникать в пласт, восстанавливая при этом проницаемость призабойной зоны и продуктивность водозаборных скважин в 3-4 раза.

Практическая значимость работы:

- выполнена оценка современной водохозяйственной обстановки в городах и населенных пунктах, уровня надежности и безопасности источников водоснабжения;

- на основе экспериментальных исследований получены данные о современном состоянии процессов происходящих в призабойной зоне при строительстве и эксплуатации водозаборных скважин;

- выполнена экспериментальная оценка влияния различных по составу и свойствам методов на кольматацию пород призабойной зоны водозаборных скважин;

- разработаны рекомендации по выбору и обоснованию методов, повышающих надежность и экологическую безопасность эксплуатации водозаборных скважин.

Реализация результатов работы:

Работа проводилась в соответствии с комплексной Федеральной целевой программой «Экология и природные ресурсы России» (2002 – 2010 г.г.), Федеральной программой «Чистая вода», Федеральной национальной программой «Вода России XXI века», Федеральной Водной стратегией до 2020 года и тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Результаты исследований, включенные в диссертацию, были внедрены: в МУ ГУАОККОПС при оценке экологической безопасности водозаборных скважин, в ООО СП «Волгодэминойл» при подготовке технических заданий для разработки проектов по строительству и ремонту водозаборных скважин и в учебном процессе кафедрой «ПБ и ГЗ» ФГБОУ ВПО Волгоградский государственный архитектурно – строительный университет при подготовке инженеров по специальности: «Защита в чрезвычайных ситуациях».

На защиту выносятся:

- научная оценка закономерностей влияния состава и свойств растворов на кольматацию призабойной зоны водозаборных скважин и разработка рекомендаций по её предотвращению или снижению;

- решение проблемы обеспечения надежности и экологической безопасности систем водоснабжения городских комплексов, за счет совершенствования методов строительства и эксплуатации водозаборных скважин, путем разработки составов буровых и промывочных жидкостей, осуществляющих сохранение (восстановление) проницаемости их призабойных зон;

- результаты экспериментальных исследований, подтверждающие эффективность использования ингибирующего биополимерного бурового раствора для экологически безопасного строительства и проведения ремонтно-изоляционных работ водозаборных скважин;

- результаты экспериментальных исследований, подтверждающие эффективность и экологическую безопасность использования соляно-кислотных растворов для восстановления проницаемости призабойных зон и продуктивности водозаборных скважин.

Апробация результатов работы: Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: 43 - НТК ВолгГТУ (Волгоград 2006); III Междунар. НТК «Безопасность. Технологии. Управление». (Тольятти, 2009г.); Качество внутреннего воздуха и окружающей среды (г. Волгоград, 2009г.); Междунар. НК «Развитие теории и практики фундаментальных и прикладных наук» (Пенза, 2009г.); VI Междунар. НПК «Экологические проблемы современности» (Пенза, 2010г.), VII Междунар. НПК «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 2010г.), Ежегодных НТК профессорско-преподавательского состава ВолгГАСУ (Волгоград, 2009-2011гг.), XI Междунар. НПК «Экология и ресурсо- и энергосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства» (Пенза, 2011г.), MNPK«Perspectywiczne opracowania sa nauka i technikami - 2011» (Poland, 2011).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 15 печатных работах, в том числе: 4 изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 1 патент РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов, списка используемых литературных источников и приложений. Общий объем диссертации включает 148 страниц основного текста, содержавшего 30 таблиц, 40 рисунков, список используемых источников из 195 наименований и 5 приложений на 28 страницах.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net