автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Инженерная защита ТЭЦ от подтопления: проектные разработки, автоматизация, оценка системы

На правах рукописи

РР0 ОД

; ; руп ^ - О Репников Игорь Геннадьевич

ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ТЭЦ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ: ПРОЕКТНЫЕ РАЗРАБОТКИ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, ОЦЕНКА СИСТЕМЫ

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (энергетика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград, 2000 г.

Работа выполнена на кафедре прикладной математики Волгоградского государственного технического университета

Научный руководитель:

Научный консультант:

Консультант по эксплуатации системы водопонижения:

доктор физико-математических наук, профессор Г.И. Брызгалин

кандидат технических наук, доцент В.М. Волчков

кандидат технических наук В. П. Быстров

Официальные оппоненты: доктор технических наук

профессор А. И. Половинкин; доктор физико-математически наук, профессор Б. Н. Сипливый

Ведущая организация: Волжская ТЭЦ-1

(филиал АО «Волгоградэнерго»)

Защита состоится 26 декабря 2000 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 053 76 04 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу:

400131 Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан 25 ноября 2000 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

иш .чъ -т л,о

И62-/ . ог3 -5-059 о

В. И. Водопьяно

Актуальность работы. В современной литературе представлены весьма разнообразные подходы к исследованию и описанию проектных и иных ситуаций выбора с высоким уровнем неметкости и неопределенности -теории принятия решений, полезности, нечетких множеств, многокритериальной оптимизации и др.

Радикального формального решения проблемы неопределенности ситуации проектирования, как известно, не существует: ответственйое лицо выбирает окончательный вариант проекта волевым образом, исходя из своих предпочтений, опыта и интуиции. Вместе с тем, совершенствование и разработка новых подходов и приемов толкования данных, представления мнений экспертов, оценивания вариантов и подготовки решений, несомненно, способствуют развитию теории и повышению качества проектных работ.

Новейшие средства вычислительной техники и программирования, воплощенные в универсальные программные пакеты и среды, многократно повышают возможности автоматизации анализа и просчета вариантов, учета имеющихся данных и мнений экспертов.

Прогнозирование развития гидрогеологической ситуации промышленно освоенной территории, проектирование систем экологического и производственно-технического обеспечения может служить показательным примером задач, в которых высокий, уровень ответственности сочетается с неопределенностью воздействия естественных и техногенных факторов, существенной неполнотой необходимой информации о состоянии объекта. Особую значимость такие задачи приобретают в системах автоматизации управления и проектных работ в связи с необходимостью формализации процессов принятия решений.

Неблагоприятные последствия, сопровождающие строительство, реконструкцию и эксплуатацию гидропромышленных комплексов, проявляются в виде подъема фунтовых вод, подтопления и заболачивании территорий, образования новых водоносных горизонтов, загрязнения подземных и поверхностных вод, снижения несущих свойств искусственных и естественных грунтов, активизации опасных геологических процессов.

Имеются прецеденты, когда проектирование и модернизация промышленного предприятия без основательного анализа и правильного учета гидрогеологической обстановки приводило к неоправданным производственным потерям, затоплению подвальных помещений, инженерных коммуникаций и другим нежелательным или катастрофическим последствиям.

Поэтому разработка комплексного подхода к задаче автоматизированного проектирования защиты промышленных предприятий от подтопления, включающего в себя все этапы проектировочных действий, практическое создание и испытания созданных по ним технических систем, а также развитие методов автоматизации управления и оценивания инженерных систем, несомненно, является актуальной научно-технической задачей.

Тематика. В соответствии с приказом Минприроды РФ от 17.06.1992 № 114, а также техническим заданием дирекций Волжской ТЭЦ-1 и ТОО "Экология-Сервис", Волгоградский государственный технический университет выполнил в течение 1992-93 гг. анализ гидрогеологических процессов и обобщение прогнозов на основе численно-имитационных исследований моделей подтопления (научный руководитель Волчков В. М., отв. исполнитель Репников И. Г.).

Решением межведомственной комиссии по экологической безопасности при Совете Безопасности Российской Федерации от 17 ноября 1994 г. № 11 обращено внимание администрации г. Волжского на целесообразность разработки специальных программ неотложных мер по защите от подтопления территории города. Приказом министра охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ г. Волжский Волгоградской области определен экспериментальной базовой территорией Минприроды РФ.

Усилиями ряда организаций разработан и в 1994-95 гг. реализован проект инженерной защиты Волжской ТЭЦ от подтопления, составной частью которого является созданная на основе компьютерной программы автора диссертации автоматизированная система управления уровнем подземных вод.

Цель работы. Разработка комплексного подхода к задаче автоматизированного проектирования инженерной защиты промышленного предприятия от подтопления.

Создание на основании этого подхода

• технического проектного задания строительным организациям на схему оптимального расположения наблюдательных и дренажных скважин на территории Волжской ТЭЦ-1,

• компьютерной программы автоматизированной системы управления сетью скважин вертикального дренажа на территории ТЭЦ и соответствующего раздела технического задания.

Апостериорный анализ и предварительная оценка качества созданной системы водопонижения по данным опытно-промышленной эксплуатации.

Методы исследования. Использовались методы системного анализа проектировочных действий, механики сплошных сред, обработки экспериментальных данных, исчисления качеств и многоцелевого экспертного оценивания, а также вычислительные средства решения граничных задач математической физики и объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна. Изложен и обоснован комплексный подход к решению задачи автоматизированного проектирования инженерной защиты теплотехнического предприятия от подтопления подземными водами.

Впервые методами исчисления качеств осуществлена единая количественная оценка действующей системы водопонижения на промышленном предприятии.

Практическая ценность. Разработанный проект инженерной защиты теплотехнического предприятия от подтопления внедрен и работает на коупнейшем теплотехническом предприятии Нижнего Поволжья Волжская ТЭЦ-1.

Опытно-промышленная эксплуатация показала эффективность созданной системы.

Апробация работы.

Основные результаты работы были доложены и обсуждены на

• Международной конференциии «Современные аспекты инженерно-строительной экологии и охраны окружающей среды», Израиль, 1997 г.,

• Международной конференции «Информационные технологии в образовании, технике и медицине», Волгоград, 2000 г.,

• Первой научно-технической конференции Волжского филиала МЭИ (ТУ) «Моделирование технологических процессов в энергетике». Волжский, 1999 г.

Публикации. По материалам исследования опубликовано 5 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Объем основной части, включая таблицы, рисунки и вставки с экрана монитора, а также список литературы из 111 наименований, составляет 116 страниц. Общий объем работы - 151 страница сквозной нумерации.

В конце глав излагаются краткие выводы и предлагаются рекомендации по использованию и развитию результатов. Общие выводы представлены в заключение работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении обосновывается актуальность исследований, дается их краткая характеристика, основное содержание и особенности. Отмечается высокая значимость проблем прогнозирования, оценивания и выбора в системах автоматизации проектных работ, присутствие психологических, а точнее сказать психосистемных сторон в представлении знаний и не вполне четкой информации.

На защиту выносятся:

1. Принципы комплексного подхода к решению задачи автоматизированного проектирования инженерной защиты промышленного предприятия от подтопления подземными водами.

2. Программная система автоматизированного управления работой системы скважин вертикального дренажа.

3. Способ количественной оценки качества системы водопонижения поданным опытно-промышленной эксплуатации.

В первой главе описывается состояние исследований в области инженерной гидрогеологии и динамики подземных вод, гидрогеологическое состояние территории Волжской ТЭЦ-1, определяются цели работы и принципы комплексного подхода к задаче автоматизации проектирования инженерной защиты промышленного предприятия от подтопления подземными водами.

Начала современной науки о составе и движении подземных вод заложены в XVIII веке учеными Российской академии наук в классических работах М. В. Ломоносова, Л. Эйлера, Д. Бернулли. В XIX веке значительный вклад в динамику подземных вод внесли работы французских ученых А. Дарси, Ж. Дюпуи и др. Дальнейшее развитие во многом определено трудами отечественных и зарубежных ученых: Н. Е. Жуковского, А. А. Краснопольского, Н. Н. Павловского, Л. С. Лейбензона, Ж Буссинеска, П. Я. Полубариновой-Кочиной, С. К. Абрамова, Г. Н. Каменского, В. М. Шестакова и многих других исследователей.

Расчетные оценки динамики подземных вод обычно опираются на теорию граничных задач уравнений математической физики, решения которых получают для определенным образом схематизированных природных условий. Приближенные, так называемые гидравлические, постановки задач основываются на использовании уравнения А Дарси. Вместе с тем, в научной литературе подчеркивается, что наиболее достоверное решение гидрогеологических задач, особенно в сложных природных условиях, обеспечивают непосредственные натурные исследования. Последние часто связаны с проведением наблюдений за развитием процессов фильтрации и их количественными оценками при создании инженерных сооружений: стационарные и режимные наблюдения, пробная эксплуатация и т. д.

Строительство и эксплуатация зданий, промышленных объектов и иных крупных сооружений неизбежно влечет изменение естественного состояния природной среды. В частности, развитие промышленного и гражданского строительства на слабопроницаемых грунтах во многих случаях сопровождаются обводнением застраиваемых территорий, создающим угрозу для сохранности и долговечности зданий и сооружений.

Недостаточная изученность причин и факторов изменения режима грунтовых вод на застраиваемых территориях, а также недостаточная разработанность средств защиты не дают возможности своевременно осуществлять защитные мероприятия, предупреждающие возникновение подтопления зданий и сооружений.

Практика инженерной защиты территорий от опасных геологических процессов до настоящего времени не всегда бывает научно и экономически обоснована, отсутствуют четко разработанные критерии целесообразности использования защитных мероприятий, неполны нормативные документы и методические указания по оценкам технико-экономической эффективности инженерной защиты.

Большинство исследователей рассматриваемой проблемы признаот, что разработки инженерной защиты территорий от опасных геологических процессов в настоящее время не всегда системно организованы и

экономически рентабельны. Отмечается необходимость проведения экологического мониторинга, предусматривающего организацию системы наблюдений, оценивания и прогноза состояния природной среды и включающего два основных направления деятельности: контроль источников экологического воздействия и слежение за состоянием экосистем, их структурой и функционированием.

Особенно заметно' влияние состояния грунтов и подземных вод на территориях тепловых электростанций, что вполне объяснимо их сложной и мощной системой водопользования.

В связи с конкретной привязкой диссертационных исследований и разработок к созданию системы инженерной защиты Волжской ТЭЦ-1 в работе изложены основные сведения о предприятии и прилегающей к нему территории. Настоятельная необходимость понижения уровня подземных вод (водопонижения) на территории Волжской ТЭЦ-1 требует предварительного решения сложного комплекса вопросов научного, инженерно-технического, информационно-прогностического характера.

Подземная сфера представляет собой особую систему сплошных сред, характеризуемую значительной локальней и глобальной неоднородностью, широким спектром переходных и промежуточных состояний от твёрдого, сыпучего и жидкого до газообразного. Соответственно этому, специалисту приходится иметь дело с набором описывающих эти состояния определяющих соотношений, систем уравнений и граничных условий.

Наблюдается существенное, но трудно учитываемое взаимовлияние внешних факторов и искусственных техногенных причин: наряду с внешними причинами подтопления, такими как влияние подпора от водохранилищ, значительный вклад в повышение уровня подземных вод вносят обычно не поддающиеся точной диагностике утечки из инженерных гидротехнических сооружений. Описание поведения водоносного горизонта, подверженного антропогенным воздействиям, а также расчеты деформаций и прочности грунтов с позиций четких требований механики, необходимые для системного представления ситуации обладают ограниченной предсказательной- способностью вследствие высокой степени неопределенности исходных данных.

Практические трудности, не позволяющие делать надежный долгосрочный прогноз по данным предварительных изысканий и расчетов, вполне объясняют необходимость принятия комплексного подхода, опирающегося на последовательно уточняемые по данным мониторинга краткосрочные прогнозы.

Наличие этих особенностей приводит к следующим методологическим принципам, предлагаемым для практики прикладных исследований и автоматизации проектных разработок.

1. Классические подходы механики сплошных сред, аналитическое или численное решение краевых задач математической физики, должны играть свою роль фундаментальной системной основы исследований и расчетов, однако их количественная предсказательная способность ограничивается высокой степенью неопределенности данных о состоянии и изменениях моделируемой среды и воздействующих факторов.

2. Особую значимость приобретают анализ гидрогеологической обстановки, математическое моделирование и имитационные исследования поведения подземной гидросферы, кратко- и среднесрочное прогнозирование, что требует систематического накопления экспериментальных данных (мониторинг) по конкретным наблюдаемым объектам.

3. Система автоматизированного проектирования должна содержать блоки формализации не вполне четких данных и представлений экспертов, обеспеченные достаточно гибкими математическими средствами моделирования предпочтений лиц, принимающих решения.

4. Практические действия, предпринимаемые на основе разработанных проектных вариантов, напротив, должны вести к четким количественным сдвигам, качественно изменяющим обстановку в лучшую сторону, поскольку умеренные улучшения вследствие указанных выше неопределенностей всегда могут сопровождаться нежелательными отклонениями и ненадежностью конечного результата.

Создание системы инженерной защиты от подтопления территории Волжской ТЗЦ-1, соответствующего си автоматизированного управления и экологического мониторинга подземной гидросферы, включает в себя решение следующих задач:

• проведение изыскательных работ по определению гидрогеологических условий территории и состояния подземной гидросферы,

• расчет и прогнозирование изменения во времени поверхности уровня подземных вод,

• проектирование и создание системы дренажных и наблюдательных скважин для управляемого откачизания подземных вод, а также соответствующей системы водоотведения,

• разработку программного обеспечения, проектирование и создание системы автоматизированного управления работой скважин,

• опытную эксплуатацию и наблюдение за функционированием созданной системы

• оценку эффективности системы инженерной защиты в целом.

Во второй главе описываются разработанные способы и модели автоматизированного проектирования системы водопонижения, позволяющие выдать научно обоснованное проектное задание для строительных организаций на создание сети дренажных и наблюдательных скважин на территории ТЭЦ.

Функционирование системы инженерной защиты предприятия от подтопления базируется на получении постоянной информации о гидрогеологической обстановке и о состоянии насосов, позволяющих понижать уровни грунтовых вод в критических ситуациях. Проектирование, установка и эксплуатация системы водопонижения является весьма дорогостоящим мероприятием, поэтому важно определить точки на территории предприятия, где должны быть установлены дренажные и наблюдательные скважины с условием, чтобы они обеспечивали получение

достаточно полной информации и эффективное управление уровнями грунтовых вод.

В настоящей работе используется модель и программные средства, разработанные проф. В. С. Зильбергом с сотрудниками, которые были адаптированы для конкретных гидрогеологических условий Волжской ТЭЦ-1.

Математическая модель для условий неустановившейся геофильтрации представлена системой квазилинейных дифференциальных уравнений параболического типа:

0W, (U } Л й-=v va

* lir V J \ j

ut

-Япг +Яос + Я пол Я исп

+ (/ = 2,..., и).

VЯ, / J

где [Л\(х,у) - свободная водоотдача первого от поверхности 1-го водоносного горизонта;

/7,(x,y,t)- абсолютная отметка уровней грунтовых вод первого oí поверхности водоносного горизонта, т;

t - время, сут.;

V - оператор Гамильтона;

Тц{х,у,Н\,z¡kj) - водопроводность j слоя в первом водоносном горизонте, м/сут.;

qn 2(х,у,Н1,Н2) - интенсивность перетока между первым и вторым водоносными горизонтами, м/сут.;

qoc(x,y,t) - интенсивность инфильтрации атмосферных осадков, м/сут.;

1пол(х'У'1) ~ интенсивность фильтрации воды, поступающей с поверхности, м/сут.;

qMCIJ(x,y,t,Hi) ~ интенсивность испарения с уровня грунтовых вод первого водоносного горизонта, м/сут.;

ju¡(x,y) - водоотдача i водоносного горизонта,

H¡(x,y,z) - абсолютные отметки уровней подземных вод ¡ водоносного горизонта; m;

Tjj{x,y,H¡,zfj) - водопроводность j слоя в i водоносном горизонте, м/сут.;

qn¡{x,y,H¡A,H¡) - интенсивность перетока между (¡-1) и Í водоносными горизонтами, м/сут.;

- интенсивность перетока между и (¡+1)

водоносными горизонтами, м/сут.;

Первое уравнение для первого слоя выделено отдельно, поскольку в нем приходится учитывать приток за счет атмосферных осадков, приповерхностных технологических утечек, поливов и испарения.

Алгоритм численного решения представленных дифференциальных уравнений обеспечивает воспроизведение на ЭВМ геофильтрационных систем наблюдаемого и прогнозируемого процессов подтопления. Он построен на основе использования конечно-разностного метода, предусматривающего замену дифференциальных зависимостей конечно-разностными аналогами, оамена осуществляется путем наложения на геофильтрационную область (О+Г) прямоугольного сеточного шаблона (О'+Г).

Выполненные расчеты по приведенной модели позволили оценить гидрологическую обстановку (уровни подземных вод на различных водоносных горизонтах) на территории ТЭЦ-1, см. изображенную на рисунке 1 натурную модель.

X. Натурная модела» персонально^когсхъегсеризиро-ХгаКНОГ-С ГвС^Ш!ОДЭшгсорынрё

Рис. 1. Схема горизонтов подземных вод на территории Волжской ТЭЦ-1

Эта информация послужила основой для определения проектных точек установки наблюдательных и дренажных скважин.

В целом процесс разработки проекта инженерной защиты промышленного предприятия от подтопления грунтовыми водами изображен схемой, показанной на рис. 2.

Рис. 2. Общая схема разработки и реализации проекта инженерной защиты промышленного предприятия от подтопления

Ключевым моментом в проектировании системы является выдача технического задания на бурение скважин, промышленная реализация которого является наиболее дорогостоящей и потому требующей

достаточно серьезного обоснования. Автоматизация проектирования на этом этапе базируется на использовании математической модели фильтрации, примененной к конкретным условиям промышленного предприятия.

Для этого ставится и решается математическая задача механики подземной гидросферы конкретной территории (Волжской ТЭЦ-1) и на основании и прогнозируемых изменений уровней подземных вод составляется проектное задание - количество и расположение наблюдательных и дренажных скважин.

Проектирование на этом этапе состоит из нескольких задач:

— сбор и анализ гидрогеологической и метеорологической информации, ее анализа и формализации для использования в математической модели;

— идентификация модели с конкретными условиями территории путем сопоставления расчетных и наблюдаемых уровней подземных вод;

— определение оптимального количества и расположения дренажных скважин.

В математическом плане задача описания поведения подземных вод обычно ставится как классическая задача фильтрации. Однако ее реальное воплощение принципиально осложняется недостаточным знанием конкретных гидрогеологических условий. Способы и средства получения, представления и обработки такого рода информации, в частности, определение структурных и физических констант процесса фильтрации, представляют собой особую область знаний, достаточно обстоятельно освещенную в научно-технической литературе. Чтобы определить проектное задание на бурение дренажных и наблюдательных скважин (их количество и расположение на территории ТЭЦ), необходимо «привязать» математическую модель к конкретной территории по комплексу всех параметров. Для этого необходимо провести:

1) комплекс гидрогеологических исследований, включающих

— определение принципиальной структуры водоносных горизонтов,

— составление гидрогеологической карты территории (замеры отметок кровли и подошвы водоносных горизонтов в достаточном количестве точек),

— определение свойств грунтов в каждом из водоносных горизонтов по всей площади промышленного предприятия и составление на основе этой информации матрицы коэффициентов фильтрации и матрицы коэффициентов перетока грунтовых вод между слоями,

2) анализ техногенных факторов, влияющих на состояние подземной гидросферы, включая

— анализ утечек из водопроводных сетей,

— анализ утечек из сетей канализации,

— анализ площадных утечек (в районах градирен и т.п.)

3) анализ метеорологической обстановки (количество и временные характеристики осадков) и характеристики испарения грунтовых вод с поверхности промышленной территории,

4) контрольные замеры уровней подземных вод на всех горизонтах на момент начала строительства защитных сооружений.

Все исследования необходимо систематизировать, в виде матриц числовых коэффициентов (фильтрации, перетоков между слоями, отметок горизонтов и т.п.) и ввести их в'программную реализацию математической модели.

На приведенном выше рисунке 1 показана схема гидрогеологической обстановки территории Волжской ТЭЦ-1/ составленная на основании упомянутых исследований.

. Практически невозможно путем измерений получить абсолютно точные значения всех параметров во всех точках территории, поэтому необходима многократная корректировка этих по результатам сопоставлений расчетных и реально наблюдаемых значений уровней. В принципе эту задачу можно формализовать, поставив обратную задачу - зная значения уровней, определить все входные параметры. Но поскольку количество параметров на расчетной сетке исчисляется несколькими десятками тысяч, то формальное решение такой обратной задачи попросту нереально — во-первых, такие задачи являются, как правило, очень плохо обусловленными, и во-вторых, они требуют для формального решения огромных машинных ресурсов. На этом этапе целесообразно отказаться от полной автоматизации, выполняя корректировку параметров модели с привлечением экспертов, что и было сделано автором совместно с сотрудниками проф. Зильберга.

В третьей главе описывается разработанная автором автоматизированная система управления процессам водопонижения.

Система обеспечивает:

а) оперативное получение информации об уровне грунтовых вод на территории предприятия, для чего она должна быть снабжена

— сетью наблюдательных скважин,

— соответствующей измерительной аппаратурой (системой датчиков);

б) передачу полученной информации от скважин на центральный пункт для последующей обработки и принятия решений, для чего система скважин должна быть снабжена

— аппаратурой для передачи измеренных значений уровней грунтовых вод из различных водоносных горизонтах на центральный пункт,

— аппаратурой на центральном пункте для приема сигналов и переработки их в ферму, пригодную для компьютерной обработки;

в) хранение и накопление полученной информации;

г) визуальное представление состояния гидрогеологической обстановки на территории промышленного предприятия в любой момент времени;

д) обработку полученной информации для принятия необходимого решения;

е) понижение уровней грунтовых вод до безопасных в производственном смысле значений, что обеспечивается установкой дренажных скважин с установленными в них насосами;

ж) передачу управляющего сигнала с центрального пункта на дренажные скважины-насосы;

з) удобство управления системой наблюдательных и дренажных скважин (насосов) для рядового технического персонала, не обладающего какими-либо специальными техническими знаниями.

Контроллеры преобразования сигналов

Рис. 3. Принципиальная схема управления и экологического мониторинга подземных вод промышленного предприятия

Диспетчерский пункт управления работой скважин вертикального дренажа расположен в административном здании ТЭЦ. На нем установлена приемо-передаточная радиостанция, принимающая сигналы от датчиков контроля за работой системы инженерной защиты от подтопления.

Поступающая информация собирается в специальном устройстве-контроллере, откуда она передается на компьютер (см. рис. 3). В компьютере поступающая информация накапливается, обрабатывается и по программе управления работой системы, составленной на основании гидрогеологических расчетов в зависимости от заданных норм понижения уровня грунтовых вод, производится управление работой насосов в скважинах.

Автоматическое управление обеспечивает работу комплекса сооружений в зависимости от положения уровня грунтовых вод в различных точках защищаемой территории и в сравнении с заданными нормами осушения (понижения).

Ручное управление осуществляется в зависимости от полученной информации о состоянии насосов в скважинах ("насос включен", "насос выключен") и положения уровня грунтовых вод.

Полная информация о динамике уровней подземных вод, включая положение динамического уровня в дренажных скважинах и уровней воды во всех наблюдательных скважинах и пьезометрах, хранится в архиве компьютера на диспетчерском пункте управления работой скважин.

По результатам закладки опорной геодезической сети составлен технический отчет, который хранится в архиве ТЭЦ-1 и АО "Экология-сервис".

Производительную основу системы инженерной защиты ВТЭЦ от подтопления составляют 17 скважин вертикального дренажа, 14 из которых

с дебитом по 5,5-6 м3/час пробурены глубиной 20-22 м с водоотбором из верхнего ательского (хвалынского) горизонта, а 3 скважины глубиной 41—47 м пробурены до регионального водоупора (палеогеновые отложения)

Для автоматизированного управления работой скважин система оснащена:

- приемо-передающими радиостанциями с антеннами, установленными в камерах дренажных и наблюдательных скважин;

- приемо-передающей радиостанцией на диспетчерском пункте, принимающей сигналы от радиостанций на дренажных и наблюдательных скважинах;

- датчиками уровней воды в дренажных и наблюдательных скважинах, подвешенных на металлических струнах, закрепленных на оголовках скважин и соединенных с радиостанциями в камерах;

- компьютером, получающем информацию о состоянии системы, обрабатывающем ее и управляющем по заданной программе.

- контроллером, накапливающем информацию о положении уровней в дренажных и наблюдательных скважинах, состоянии насосов, времени наработки насосов в скважинах, и передающем информацию на компьютер.

Основные действия системы экомониторинга:

• информация об уровнях грунтовых вод поступает в ЭВМ от наблюдательных скважин и о состоянии насосов - от скважин вертикального дренажа;

• производятся расчеты прогнозируемой поверхности уровня грунтовых вод по всей контролируемой территории;

• принимается решение о включении (выключении) определенной группы насосов;

• решение передается на управляющие механизмы насосов.

Задача первого пункта решается системой "AKWA", которая формирует файлы с соответствующими данными.

Отдельным блоком в системе существует программа "Model" геофизического расчета уровня грунтовых вод. При наличии основных блоков ("Model" и "AKWA") необходим пульт управления, обеспечивающий связь между всеми элементами системы, позволяющей управлять ими с пульта ЭВМ. Связующая часть системы (интерфейс), называемая "Monitor", представляет собой программу, обеспечивающую связь между системами "Modei" и "AKVVA".

Задания системе "AKWA" могут формулироваться оператором (ручное управление) либо вырабатываться автоматически на основании расчетов программой "Model" без участия оператора (автоматическое управление).

Автоматизированная служба "Monitor" выполнена в виде программы под Windows и разработана в среде Borland С++ 3.1.

Основное окно системы оформлено в виде пульта управления (рис. 4), в котором можно «переключая тумблеры» включать/выключать насосы.

На рисунке 5 представлено окно системы, в котором отображается в графическом виде карта уровней подземных вод на одном из водоносных горизонтов.

Рис. 4. Диалоговое окно "Насосы"

Карта уровней грунтовых бой .

г. .

МЙУШ-1

* ¡¡¡®Й? ^ яс •*»...г ^

- . ,... ^ , Лчиь^' ч : г:

■¿Шс*"- ■■'■у

! ЕТ?

11-0 к ь 12.4 и | 13 8 и I 15.2 м§ 16 6 у || 18 0м|1; 19.4 и Й 20 8 и | 22.2 и »

Г ЛИНИИ азовня с шагом |1 | м Г обозначения на линиях уровня

Рис. 5. Карта уровней подземных вод территории Волжской ТЭЦ-1

В четвертой главе представлен анализ качества исполнения проекта по данным эксплуатации системы инженерной защиты ТЭЦ; описываются последствия и количественные данные работы инженерной защиты Волжской ТЭЦ-1 от подтопления; обсуждается выбор критериез автоматизированного оценивании состояния технических объектов в процессе мониторинга. Методами исчисления качеств разработан и

применен на практике способ расчета единой количественной оценки приемлемости созданного проекта по данным о предпочтениях эксперта и состоянии уровней подземных вод в наблюдательных скважинах.

После реализации проекта и ввода его в эксплуатацию организована система наблюдений, имеющая целью определение

1. эффективности реального водопонижения с течением времени и соответствие его проектным характеристикам;

2. наличия каких-либо негативных последствий, которые могут возникать в процессе эксплуатации (например, осадки поверхности из-за изменения свойств осушенных грунтов или изменения экологической обстановки в связи с извлечением загрязненных подземных вод).

До ввода в эксплуатацию системы инженерной защиты от подтопления уровни верхнего ательского (хвалынского ) горизонта на всей территории ТЭЦ-1 находились на глубине 0.5 - 2.6 метра, местами выклиниваясь на поверхность земли. Наиболее высокое положение грунтовых вод отмечалось в районах утечек из водоемких сооружений и водонесущих коммуникаций - шламонакопители, резервуары, градирни, водоотводящие тоннели, коллекторы и т.п. Часть фундаментов производственных корпусов, зданий и сооружений, подвальных помещений, коммуникационных тоннелей находились з подтопленном состоянии.

С вводом в эксплуатацию системы скважин вертикального дренажа после отладки комплекса сооружений и достижения стабильной их работы уровень грунтовых вод стал понижаться и на конец первого года работы скважин приблизился к проектным параметрам нормы осушения.

Анализируя результаты наблюдений, можно отметить, что уровень грунтовых вод понижен до глубин, исключающих подтопление зданий и сооружений. Осушены тоннели с коммуникациями, где до работы системы грунтовые воды затапливали их, достигая местами глубины 30 - 50 см над полом тоннелей. Полная информация о динамике уровней подземных вод, включая положение динамического уровня в дренажных скважинах и уровней воды во всех наблюдательных скважинах и пьезометрах, хранится в архиве на диспетчерском пункте управления работой скважин.

Для определения возможного негативного воздействия работы системы инженерной защиты от подтопления Волгоградской государственной инженерно-строительной академией (профессор В.Н. Синяков) была разработана "Программа изучения оседания поверхности земли в связи с понижением уровня подземных вод на территории ТЭЦ-1", в которой были обоснованы объемы работ по организации и проведению наблюдений.

В соответствии с рекомендациями программы на территории ТЭЦ-1 в | 1994 году до начала ввода системы дренажа в эксплуатацию была создана опорная сеть геодезической сети из 149 осадочных марок, 99 грунтовых реперов. Создание опорной сети выполнено проектно-изыскательским институтом "Ги провод строй".

Грунтовые реперы заложены вне зоны распространения напряжений в грунтах, создаваемых весом сооружений. Деформационные марки установлены на всех основных зданиях и сооружениях.

По результатам закладки опорной геодезической сети составлены технические отчеты, которые хранятся в архиве ТЭЦ-1 и АО "Экология-сервис".

Измерения вертикальных перемещений производилось методом геометрического нивелирования II класса точности. Анализируя результаты перемещений осадочных марок на зданиях и сооружениях и грунтовых реперах, можно сделать вывод, что происходит как осадка, так и поДьем наблюдаемых сооружений реперов.

Осадка дымовых труб практически отсутствует: наблюдались незначительные плюсовые (1-3 мм) перемещения. Величины крена дымовых труб (54 мм и 163 мм) находились в пределах допустимых значений (375 мм и 270 мм соответственно). Наблюдения за перемещением грунтовых реперов показали, незначительные вертикальные перемещения у поверхности земли: осадка максимум 9 мм, подъем 5 мм.

Отмеченные смещения зданий, сооружений и поверхности земли, очевидно, связаны с режимом подземных вод, однако практически это влияние несущественно.

Одной из существенных проблем автоматизации проектирования является оценивание качества проекта, а также реального объекта, созданного по данному проекту и проявляющего те или иные эксплуатационные свойства. Следует отметить, что проблема выбора экспертов и построения их коллективной (компромиссной) системы предпочтений, которая бы должным образом соответствовала интересам системы, осуществляющей проект, не менее сложна, чем построение предметных моделей. Проектировщику приходится выступать, скажем так, в роли суперэксперта, он должен принимать или отвергать нередко противоречащие друг другу мнения экспертов, а в лучшем случае находить компромисс между ними, создавать цельное представление той части исходной информации, которая предоставлена ему в виде нормативных, ориентировочных, а иногда и не вполне четко сформулированных высказываний.

Моделирование предпочтений ответственного лица здесь осуществляется на основе представлений и метода исчисления качеств. При оценивании качества работы инженерной защиты от подтопления принято, что функциональными свойствами р,, являются расстояния от поверхности земли до поверхности уровня грунтовых вод.

При этом частные качества объекта д,, каждое из которых соответствует отдельному свойству р,, являются некоторыми функциями этих свойств. Эти нормировочные функции, переводящие свойства, выраженные в той или иной шкале, в качества, представляемые в единой шкале качеств, подбираются совместно математиком (инженером по знаниям) и экспертом-предметником. В простейшем случае они могут быть линейными:

р -р

Здесь р° и р* - постоянные числа, первое из которых подбирается по граничному между приемлемыми и неприемлемыми значениями свойства, а второе — по образцовому с точки зрения эксперта значению данного свойства.

Единая оценка качества (единый критерий) принимается в виде средней экспоненциальной функции частных качеств

е=-1П!у <?-«■• (2)

п 1

Обращаем внимание, что в отличие от линейных критериев, формулы (1,2) предоставляют возможность гибкого учета всего спектра ситуаций при моделировании системы предпочтений эксперта. Веса, или значимости, выражающие степени влияния фактических значений свойств на единое качество системы, здесь не постоянны, а вычисляются как частные производные функции О по переменным <7, и, следовательно, сами в общем случае являются функциями этих переменных, которые в свою очередь зависят от свойств р,, (¡=1, 2, ...п).

Измеренные отметки глубины уровня грунтовых вод, отсчитываемого от поверхности земли в избранных наблюдательных скважинах на территории ТЭЦ, приводятся в таблице 1.

Таблица 1. Глубины залегания грунтовых вод на территории ТЭЦ в м по данным замеров в наблюдательных скважинах

1994 1995 1996

№№ скважин Октябрь Январь Апрель Июль Октябрь Январь Апрель Июль Октябрь

16 2,96 3,56 3,76 4,06 4,53 4,61 4,58 4,61 4,56

17 3,26 4,06 4,76 4,71 5,01 5,24 5,38 5,36 5,31

20 1,72 2,34 2,29 2,58 2,52 3,24 2,89 3,01 2,98

22 4,79 5,62 5,89 5,81 6,07 6,07 5,94 5,97 5,97

4 3,11 3,61 3,76 3,83 4,11 4,14 4,08 4,16 4,26

5 3,74 4,35 4,41 4,73 4,75 4,66 4,56 4,63 4,96

21 2,78 2,99 3,54 3,97 3,59 3,61 3,59 3,62 3,61

Как результат моделирования мнения эксперта частное качество соответствующее отдельному свойству системы - измеряемой в метрах глубине залегания подземных вод р, в избранной /-той точке территории ТЭЦ, определялось по формуле:

г/,- =0.8-(3)

Эта линейная нормирующая функция переводит свойство системы водопонижения р,- в частное качество д, - измеряемое в шкале качеств

количественное выражение степени приемлемости такой глубины для нормального функционирования станции. Замечаем, что при р, =0, значение частного качества получается достаточно большим по модулю отрицательным числом, равным -3. Тем самым отражается установленная экспертом явная недопустимость выхода подземных вод на земную (дневную) поверхность. Посредственное значение качеств д, = О достигается, согласно (3), при р, = 3,75 м.

Учитывая, что основные коммуникации на территории ТЭЦ проложены на глубине 3 м, а фундаменты зданий заглублены на 443 м, эксперт считает уровень залегания подземных вод на глубине 4 м вполне приемлемым, отличным, образцовым. Соответственно, следует полагать при р, = 4 м значение частного качества д, равным 1. С дальнейшим понижением уровня качество по избранной формуле (3) линейно возрастает, что до некоторых пределов представляется правильным. Однако, излишнее осушение местности может приводить к нежелательным последствиям, в связи с чем, начиная с глубин порядка 6 м, нормировочная функция должна быть изменена.

По этой формуле и данным таблицы для двух групп наблюдательных скважин были проведены расчеты в системе электронных таблиц «ЕхеЬ, результаты которых представлены в приводимой ниже таблице 2.

Таблица 2. Качество функционирования системы инженерной защиты

от подтопления

№№ наблюдательных скважин 1994 1995 1996

Октябрь Январь Апрель Июль Октябрь Январь Апрель Июль Октябрь

16 -0,63 -0,15 0,01 0,25 0,62 0,69 0,66 0,69 0,65

17 -0,39 0,25 0,81 0,77 1,01 1,19 1,30 1,29 1,25

20 -1,62 -1,13 -1,17 -0,94 -0,98 -0,41 -0,69 -0,59 -0,62

22 0,83 1,50 1,71 1,65 1,86 1,86 1,75 1,78 1,78

О, -0,80 -0,27 -0,19 0,00 0,07 0,48 0,30 0,37 0 35

4 -0,51 -0,11 0,01 0,06 0,29 0,31 0,26 0,33 0,41

5 -0,01 0,48 0,53 0,78 0,80 0,73 0,65 0,70 0,97

21 -0,78 -0,61 -0,17 0,18 -0,13 -0,11 -0,13 -0,10 -0,11

о2 -0,48 -0,18 0,08 0,30 0,25 0,25 0,21 0,26 0,33

0 -0,65 -0,23 -0,05 0,14 0,16 0,36 0,26 0,31 0,34

На конец каждого квартала, исходя из данных таблицы 1 и линейной формулы (3), рассчитаны значения частных качеств по каждой скважине. Затем произведена свертка частных критериев по экспоненциальной

средней (2) для каждого момента времени и для двух групп скважин. После этого та же формула осреднения применена для повторной свертки по обеим группам скважин.

Изменение частных качеств ц, во времени для каждой скважины представлено строками таблицы 2 для соответствующих номеров скважин, групповых качеств 0( и 02 - строками, замыкающими каждую группу, а единого качества О - последней строкой этой таблицы.

Как видно из последней строки таблицы 2, с введением системы защиты от подтопления в конце 1994 года качество функционирования инженерных средств водопонижения, выражаемое осредненной оценкой состояния уровней подземных вод О, существенно возросло от явно неудовлетворительного значения -0, 65 до удовлетворительного 0,34.

Таким образом, послепроектные исследования, данные комплексных регулярных наблюдений за работой инженерной защиты от подтопления и расчеты единого качества водопонижения подтверждают эффективность созданной системы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработан и реализован комплексный подход к решению задачи автоматизированного проектирования системы инженерной защиты теплоэнергетического предприятия от подтопления подземными водами, включающий

- инженерные изыскания состояния подземной среды, зданий и сооружений;

- анализ технологических процессов водопользования на предприятии;

- постановку и численное решение граничной задачи теории фильтрации з многослойной среде,

- прогнозирование поверхности уровня грунтовых вод как основы разработки технического задания на создание системы водопонижения;

- проектирование автоматизированной системы управления работой скважин вертикального дренажа;

- анализ качества системы по результатам опытной эксплуатации.

2. Создана программная система автоматизированного управления системой водопонижения промышленного предприятия.

3. Предложен способ оценки эффективности проекта методами исчисления качеств на основе математической модели предпочтений эксперта и данных мониторинга опытной эксплуатации системы водопонижения. '

Созданная на Волжской ТЭЦ-1 система инженерной защиты от подтопления с автоматизированной компьютерной системой управления является пока единственной в области и, по имеющимся сведениям, в России. Система допускает управление в автономном режиме в зависимости от достижения заданных уровней подземной воды в различных точках защищаемой территории с регулированием водоотбора при достижении определенных проектом и программой параметров.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Быстрое В.П., Волчков В.М., Репников И.Г., Репникова Г.Н. Экологические проблемы защиты и использования грунтовых вод промышленного предприятия. Тезисы докладов международной научно-практической конференции. «Современные аспекты инженерно-строительной экологии и охраны окружающей среды». Израиль, 1997, с. 5557.

2. Брызгалин Г.И., Быстрое В.П., Раменский П.П., Репников И.Г. Проблемы надёжности защиты ТЭЦ от подтопления. Тезисы докладов Первой научно-технической конференции Волжского филиала МЭИ (ТУ) «Моделирование технологических процессов в энергетике». Волжский, 1999, с. 36-37.

3. Волчков В.М., Раменский П.П., Репников И.Г. Концепция и модели системы инженерной защиты ТЭЦ от подтопления. Межвузовский сборник научных трудов ВолгГТУ «Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии». Волгоград, 2000, с. 60-65.

4. Брызгалин Г.И., Брызгалина Н.Г., Репников И.Г. Анализ оснований для выбора оценки качества воды. Межвузовский сборник научных трудов ВолгГТУ «Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии». Волгоград, 2000, с. 40-45.

5. Волчков В.М., Раменский П.П., Репников И.Г., Дружинин А.Д. Система управления уровнем грунтовых вод на территории ТЭЦ. Международная научно-техническая конференция «Информа-ционные технологии в образовании, технике и медицине». Сборник научных трудов в 2-х частях. Часть 21 ВолгГТУ, 2000, с. 34-36.

Подписано в печать 22.11.2000 г. Заказ № 780. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0. Формат 60 х 84 1/16. Бумага писчая.

Типография «Политехник» Волгоградского государственного технического университета.

400131, Волгоград, ул. Советская, 35 20

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Предметный анализ ситуации и задачи исследования

1.1 Проблемы инженерной гидрогеологии промышленных объектов

1.2 Подземная среда и водопользование Волжской ТЭЦ

1.3 Цель работы и принципы комплексного подхода.

Выводы по главе

ГЛАВА 2. Проектирование инженерной системы защиты теплоэнергетического предприятия от подтопления подземными водами.

2.1 Определение необходимого комплекса работ.

2.2 Математическая модель расчета и прогнозирования уровня подземных вод.

2.3 Описание расчетного алгоритма.

2.4 Привязка математической модели к территории Волжской ТЭЦ

2.5 Проектное задание на расположение дренажных и наблюдательных скважин.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Система управления процессом защиты от подтопления

3.1 Принципиальная схема системы управления.

3.2 Технические средства водопонижения и управления.

3.3 Автоматизация управления динамикой уровня подземных вод.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Анализ и оценка исполнения проекта по данным эксплуатации системы защиты от подтопления.

4.1 Инженерно-технические особенности и последствия функционирования системы защиты от подтопления.

4.2 Обсуждение проблемы оценивания.

4.3 Оценка функционального качества системы водопонижения.

Выводы по главе 4.

При всем многообразии сторон и обстоятельств проектировочной деятельности проблемы прогнозирования, оценивания и выбора, обладают, пови-димому, наиболее универсальной общностью, возникая на всех этапах, начиная с предпроектных разработок и кончая оценками готового изделия после опытной эксплуатации. Особую значимость они приобретают в системах автоматизации проектных работ в связи с необходимостью формализации процессов получения прогнозов и принятия решений. В труднообозримом потоке научной литературы представлены весьма разнообразные подходы к проблемам прогнозирования [46, 56], выбора и оптимизации [29, 39, 68, 102], исследованию и описанию проектных и иных ситуаций с высоким уровнем нечеткости и неопределенности [21, 24, 31, 44, 46, 79], разработке программных вычислительных систем [81, 88, 93].

В предметном разнообразии рассматриваемых систем и явлений проектировщик обнаруживает общие черты, лежащие вне круга предметных свойств: необходимость логического и количественного представления знаний, неизбежность оценивания степени близости между моделью и действительностью, присутствие психологических - а точнее сказать психосистемных - моментов в ситуациях выбора и иных действиях при условии недостатка информации.

Правильный учет и прогнозирование развития гидрологического состояния промышленно освоенной территории, проектирование систем совершенствования качества таких территорий может служить показательным примером задач, в котором сочетается высокий уровень ответственности лица, принимающего решение, с разнообразным набором неопределенностей техногенных и естественных факторов.

Весьма актуальная в условиях города Волжского проблема надежной защиты зданий и сооружений от подтопления имеет в определенной степени универсальный характер для целого ряда регионов России [1, 2, 12, 25, 50, 58].

Неблагоприятные последствия, сопровождающие строительство, реконструкцию и эксплуатацию гидропромышленных комплексов, проявляются в виде подъема грунтовых вод, подтопления и заболачивании территорий, образования новых водоносных горизонтов, загрязнения подземных и поверхностных вод, снижении несущих свойств искусственных и естественных грунтов, активизации опасных геологических процессов.

В соответствии с техническим заданием дирекции Волжской ТЭЦ-1 Волгоградский государственный технический университет по заказу предприятия «Экология-Сервис» выполнил в течение 1992-93 гг. работы по анализу гидрогеологических процессов и прогнозов, получаемых на основе численно-имитационных исследований математических моделей подтопления.

На основании механической модели поведения подземной гидросферы [106, 107, 108], автором диссертации проведены расчеты изменения уровня подземных вод под воздействием системы водозаборных скважин, создана программа автоматизированного управления работой дренажных скважин по данным, поступающим с датчиков системы наблюдательных скважин.

Усилиями ряда организаций разработан проект и в 1994-95 гг. реализована автоматизированная система прогнозирования и управления уровнем подземных вод с целью обеспечения безопасности сооружений Волжской ТЭЦ-1 от возможного подтопления.

Цель работы. Разработка комплексного подхода к задаче автоматизированного проектирования инженерной защиты промышленного предприятия от подтопления.

Создание на основании этого подхода

• технического проектного задания строительным организациям на схему оптимального расположения наблюдательных и дренажных скважин на территории Волжской ТЭЦ-1,

• компьютерной программы автоматизированной системы управления сетью скважин вертикального дренажа на территории ТЭЦ и соответствующего раздела технического задания.

Апостериорный анализ и предварительная оценка качества созданной системы водопонижения по данным опытно-промышленной эксплуатации.

Актуальность работы. Имеются прецеденты, когда проектирование и модернизация промышленного предприятия без основательного анализа и правильного учета гидрогеологической обстановки приводило к нежелательным или катастрофическим последствиям (затопления подвальных помещений, инженерных коммуникаций и т.п.), что вело к неоправданным и значительным производственным потерям. Поэтому разработка принципов и реальных проектов защиты промышленных предприятий от подтопления несомненно является актуальной научно-технической задачей.

Научная новизна. Изложен и обоснован комплексный подход к решению задачи автоматизированного проектирования инженерной защиты теплотехнического предприятия от подтопления подземными водами.

Впервые методами исчисления качеств осуществлена единая количественная оценка действующей системы водопонижения на промышленном предприятии.

Практическая ценность

Разработанный проект внедрен и работает на крупном теплотехническом предприятии Волжская ТЭЦ-1.

Опытно-промышленная эксплуатация показала эффективность созданной системы.

Настоящая диссертационная работа содержит описание: состояния гидрогеологических исследований в целом и с применением к Волжской ТЭЦ-1; математической модели прогнозирования уровня грунтовых вод; автоматизированной системы управления дренажными скважинами, структуры и особенностей функционирования инженерной защиты энергетического предприятия от подтопления, а также оценки и выводы из полученных за годы эксплуатации количественных данных.

В изложении используются материалы отчетов по договорным работам, связанным с созданием системы инженерной защиты Волжской ТЭЦ от подтопления и ее опытно-промышленной эксплуатацией.

Основная часть диссертационной работы строится из четырех глав, в которых последовательно описываются исследования по гидрогеологии, состояние подземной среды Волжской ТЭЦ-1, принципы проектирования инженерной защиты от подтопления, используемые математические модели и алгоритмы, созданная система водопонижения и ее функционирование. Последняя глава посвящена анализу эффективности работы количественной оценке качества системы.

В заключительной части излагаются основные выводы и предлагаются рекомендации по практическому использованию результатов работы.

На защиту выносятся:

1. Принципы комплексного решения задачи автоматизированного проектирования инженерной защиты промышленного предприятия от подтопления подземными водами.

2. Программная система автоматизированного управления работой системы скважин вертикального дренажа.

3. Способ количественной оценки качества системы водопонижения по данным опытно-промышленной эксплуатации.

Выражаю благодарность д.т.н., проф. Зильбергу B.C., на исследованиях лаборатории которого построена расчетная часть проекта, а также коллективу Волжской ТЭЦ-1 в лице ее директора Раменского П.П. и директора ООО «Экология-вервис» Быстрова В.П., обеспечивших комплекс проектных, промышленных и эксплуатационных работ по созданию системы инженерной защиты от подтопления Волжской ТЭЦ-1.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан и реализован комплексный подход к решению задачи автоматизированного проектирования системы инженерной защиты теплоэнергетического предприятия от подтопления подземными водами, включающий

- инженерные изыскания состояния подземной среды, зданий и сооружений;

- анализ технологических процессов водопользования на предприятии;

- постановку и численное решение граничной задачи теории фильтрации в многослойной среде,

- прогнозирование поверхности уровня грунтовых вод как основы разработки технического задания на создание системы водопонижения;

- проектирование автоматизированной системы управления работой скважин вертикального дренажа;

- анализ качества системы по результатам опытной эксплуатации.

2. Разработана программная система автоматизированного управления системой водопонижения промышленного предприятия.

3. Предложен способ оценки эффективности проекта методами исчисления качеств на основе математической модели предпочтений эксперта и данных мониторинга опытной эксплуатации системы водопонижения.

Созданная на Волжской ТЭЦ-1 система инженерной защиты от подтопления с автоматизированной компьютерной системой управления является пока единственной в области и, по имеющимся сведениям, в России. Система допускает управление в автономном режиме в зависимости от достижения заданных уровней подземной воды в различных точках защищаемой территории с регулированием водоотбора при достижении определенных проектом и программой параметров.

1. Абрамов С.К. Подземные дренажи в промышленном и городском строительстве. — М.: Госстройиздат, 1960.

2. Аверьянов С. Ф. Расчет осушительного действия глубоких дренажей. // Научные записки Московского гидромелиоративного института. 1948, т. 15.

3. Адаменко А.Н., Ашеров А.Т., Бердников И.Л. и др. Информационно-управляющие человеко-машинные системы: Исследование, проектирование, испытания. Справочник. Под общей редакцией А.И. Губинского и В.Д. Евграфова. — М.: Машиностроение, 1993, — 528 с.

4. Акимов В.П., Сергеев В.М. Выявление системы предпочтений на основе анализа событий в зафиксированных текстах.// Техническая кибернетика, №2, 1987, с. 186-193.

5. Аналитический обзор. Серия «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов». Вып. 25., М.: ВНТИЦ, 1993. 72 с.

6. Атлас «Окружающая среда и здоровье населения России»». М., ПА-ИМС, 1995,-448 е., 304 илл.

7. И.В.Батуринская, Ю.О.Зеегофер (ИЛСАН). Факторная модель карбонатной системы подземных вод и прогноз гидрогеохимических процессов.// В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии». — М.: Наука, 1987, с.350-352.

8. Белицкий A.C. Охрана природных ресурсов при удалении промышленных жидких отходов в недра земли. —М.: Недра, 1976, 145 с.

9. Белкин А.Р. Желательные свойства оптимальных линейных упорядочений. //Техническая кибернетика, №2, 1987, с. 3-21.

10. Беспамятнов Г.Г., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник. — Л.: Химия, 1985,-528 с.

11. Боревский Б. В., Самсонов Б. Г., Язвин Л. С. Определение гидрогеологических параметров по данным откачек (для водоснабжения). — М.: Недра, 1973. —320 с.

12. Бочевер Ф. М. Теория и практические методы гидрогеологических расчетов. — М.: Недра, 1968. — 328 с.

13. Брук Б.Н., Бурков В.Н. Методы экспертных оценок в задачах упорядочения объектов.//Техническая кибернетика, №3, 1972, с. 29-39.

14. Брызгалин Г.И. Введение в теорию качеств. Волгоград, ВПИ, 1988, 91 с.

15. Брызгалин Г.И. Представление качества экологического объекта. //В сб. «Поволжский экологический вестник», Российская экологическая академия. Волгоград, отд. Волгоград, 1995 - с. 101-109.

16. Брызгалин Г.И., Брызгалина Н.Г., Репников И.Г. Анализ оснований для выбора оценок качества воды.// В сб. «Концептуальное проектирование в образовании и технике. РПК «Политехник», Волгоград, 2000, с.40-45.

17. Веригин Н. Н. Методы определения фильтрационных свойств горных пород. — М.: Госстройиздат, 1962. —180 с.

18. Вода питьевая. Методы анализа. Издание официальное. Изд. Стандартов. М.: 1994. 290 с.

19. Волчков В.М., Раменский П.П., Репников И.Г. Концепция и модели системы инженерной защиты ТЭЦ от подтопления.// В сб. «Концептуальное проектирование в образовании и технике. — РПК «Политехник», Волгоград, 2000, с. 60-65.

20. Вороний H.H., Новицкий H.H., Сеннова Е.В. и др. Методы управления физико-техническими системами энергетики в новых условиях. — Новосибирск: Наука, Сиб. издат. фирма РАН, 1995. —560 с.

21. Воропай H.H., Иванова Е.Ю., Труфанов В.В. Метод многокритериального анализа решений для выбора вариантов развития ЭЭС. // Известия Академии наук. Энергетика. №6, 1998.

22. Газизов М. С. и др. Опыт водопонижения на месторождениях полезных ископаемых со сложными гидрогеологическими условиями. —М., 1963. 411 с.

23. Голъдберг В. М. Гидрогеологические прогнозы качества подземных вод на водозаборах.— М., Недра, 1976. —153 с.

24. Григорьев В. М. Расчет подрусловых инфильтрационных водозаборов. // Труды ВНИИ ВОДГЕО, 1966, вып. 13, с. 66-83.

25. Гук Ю.Б., Долгов П.П., Окороков В.Р. и др. Комплексный анализ эффективности технических решений в электроэнергетике.— М.: Энергоатомиздат, 1985,—176с.

26. Давыдов Д.А., Фоменков С. А. Ранжирование альтернатив в задаче выбора ФПД технических объектов. //В межвузовском сборнике научных трудов» концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии». Волгоград, ВолгГТУ, 1998, с. 93-96.

27. Дмитриев М.Т., Казнина H.H., Пинигина И.А. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде. Справочное издание, — М., Химия, 1989, —308 с.

28. Дружинин В.В., Конторов Д. С. Вопросы военной системотехники. — М.: Воениздат, 1976, — 224 с.

29. Дружинин И.П. Долгосрочный прогноз и информация. — Новосибирск: Наука, 1987,—254 с.

30. Дубровский B.B. Изыскания подземных вод для водоснабжения энергетических объектов. //Методическое пособие. —Изд. Энергия, М., 1967, 196 с.

31. Духанина В. И. Закономерности распространения и формирования грунтовых вод Русской равнины.—В кн.: Проблемы гидрогеологии. М., Гос-геол-техиздат, 1960, с. 62—68.

32. Зайцев И. К. Некоторые вопросы терминологии и классификации подземных вод. — Труды ВСЕГЕИ, 1961, вып. 46, с. 111—160.

33. Зеегофер Ю. О., Шестаков В. М. Методика обработки данных опытных откачек вблизи реки. — Разведка и охрана недр, 1968, № 9, с. 38—44.

34. Зильберг B.C. Теоретические основы компьютеризации процесса подтопления. // В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии территории городов и городских агломераций». — М.: Наука, 1987. с 323-324.

35. В.А.Камаев, В.В.Костерин. Технология программирования. Оптимизация программных разработок. //Учебное пособие. — ВолгГТУ, Волгоград, 1998, 169 с.

36. Керкис Е. Е. Методы изучения фильтрационных свойств горных пород.—Л.: Недра, 1975. 231 с.

37. Кини Р., Райфа X. Принятие решений при многих критериях предпочтения и замещения. — М.: Радио и связь, 1981, —560 с.

38. Климентов П.П., Кононов В.М. Динамика подземных вод. — М., Высшая школа, 1985, — 384 с.

39. Конаков В. Д. Оптимальный доклад прогноза эксперта. // Экономика и математические методы, 1995, т. 31, в. 4, с. 152-160.

40. Копчак В.В. Экологический мониторинг и инженерные изыскания.// В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии», — М., Наука, 1987, с. 292-293.

41. Коронкевич Н.И., Зайцева КС., Китаев Л.М. Негативные гидроэкологические ситуации. Известия РАН, Серия географическая, №1,1995, с. 43-53.

42. Краснянский А.И., Прикулин В.в., Вершинин H.H. Методы и средства создания автоматизированных систем управления качеством машиностроительной продукции.// Информационные технологии в проектировании и производстве. №3, 1999, с. 50-51.

43. Лебедев А. В. Методы изучения баланса грунтовых вод. Изд. 2-е, — М.: Недра, 1976,223 с.

44. Лескин A.A., Мальцев В.Н. Системы поддержки управленческих и проектных решений. — JL: Машиностроение. Ленингр. отд., 1990. 167 с.

45. Лимарев Ю.А. Разработка интегрированной информационной среды на основе объектно-реляционных баз данных для управления энергосистемами. /Автореферат канд. дисс. По спец. 05.13.14, Воронеж, 1999, 16 с.

46. Личков Б. Л. Природные воды Земли и литосферы. — М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1960,-163 с.

47. Львович М. И. Мировые водные ресурсы и их будущее.— М., Мысль, 1974 — 447 с.

48. Маккавеев А. А. Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии.— М.: Недра, 1971.—216 с.

49. Мартино Дж. Технологическое прогнозирование. Пер. с англ. Под общей ред. В.И. Максименко. —М.: Прогресс, 1997, — 591 с.

50. Мировой водный баланс и водные ресурсы Земли.— JL: Гидрометеоиз-дат, 1974.— 637 с.

51. Мироненко В.А., Румынии Б.Г. Мониторинг подземных вод на участках их техногенного загрязнения. // В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии», —М.: Наука, 1987, с.6566.

52. Миронов Ю.Е., Зилъберг B.C. Функциональная структура информационных систем для обеспечения компьютеризации процессов подтопления. //В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии», —М.: Наука, 1987, с.333-332

53. Организация взаимодействия человека с техническими средствами АСУ.// В 7 кн. Кн.2. Языковые средства диалога человека с ЭВМ. Практ. пособие. Ю.Н.Филиппович, Е.В.Родионов, Г.А.Черкасова; под ред. В.Н.Четверикова. -М.: Высшая школа, 1990,—159 с.

54. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий: ретроспективный указатель мировой литературы. — JL: ЛГУ, 1991,—67 с.

55. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники.— Киев Высшая школа. 1976.

56. Павлов А. Н. Геологический круговорот воды на Земле.— Л.: Недра, 1977.—143 с.

57. Павловский Н. Н. Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями и ее основные приложения (1922). Собр. соч., т. 2. — М.: Изд-во АН СССР, 1956. 43.

58. Перечень временно допущенных к использованию МВИ содержания компонентов в природных и сточных водах. №13-3-05/75 от 22.01.88.

59. Подземный сток на территории СССР. Под ред. Б. И. Куделина. — М.: Изд-во МГУ, 1966. — 301 с.

60. Подковалъншов C.B. Выбор вариантов решений, характеризующихся несколькими нечетко определенными критериями: Препринт. Иркутск: СЭИ СО РАН, 1988.45 с.

61. Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения. — М., Недра, 1969. —328 с.

62. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества. — М., Машиностроение, 1988,-368 с.

63. Полубаринова-Кочина П. Я. Теория движения грунтовых вод. М., Наука, 1977. 664 с.

64. Поспелов Г.С., Ириков В,А. Программно-целевое планирование и управление. — М.: Советское радио, 1976, — 440 с.

65. Проектирование водозаборов подземных вод. Под ред. Ф. М. Бочеве-ра.— М., Стройиздат, 1976. —292 с.

66. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР. — М.: "Наука", 1969.

67. Резников А. А. Муликовская Е. П., Соколов И. Ю. Методы анализа природных вод. Изд. 3-е. —М.: Недра, 1970.— 488 с.

68. Руководство по проектированию сооружений для забора подземных вод.—М.: Стройиздат, 1978. 208 с.

69. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: «Наука», 1997. — 656 с.

70. Санжапов Б.Х., Камаев В.А. Математическое моделирование технических объектов и технологий в нечетких ситуациях. — Волгоград, Вол-гПИ, 1989,-72 с.

71. Сафохина И.А., Ф.И.Тютюнова. Закономерности развития регрессивного литогенеза в пределах территорий городов и городских агломераций. //В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии».— М.: Наука, 1987, с.288-291.

72. Системы управления базами данных и знаний: Справочное издание под ред. А.Н. Наумова-М.: Финансы и статистика, 1991 -352 с.

73. Смирнов P.A. Проблема управления геологической средой в населенных пунктах в аспекте подземных вод. В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии», —М.: Наука, 1987, с. 66-68.

74. Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии городов и городских агломераций. /Отв. ред. Е.М. Сергеев, Г.Л. Кофф.— М.: Наука, 1987, 408 с.

75. Солонин Б. Н. Краткий справочник по проектированию и бурению скважин на воду.— М.: Недра, 1977. 62 с.

76. Справочник специалиста. Опыт разработки партнерской системы. B.C. Переверзев-Орлов.— М.: Наука, 1990.— 133 с.

77. Справочное руководство гидрогеолога, т. 1 и 2. Под ред. В.М. Максимова. —Л.: Недра, 1967, 592 и 360 с.

78. Стефанюк B.JI. Некоторые аспекты теории экспертах систем. //Техническая кибернетика, №2, 1987, с. 85-91.

79. Телло Э. Объектно-ориентированное программирование в среде Windows. Пер. с англ. Д.М.Арапова, А.К.Петренко. — М., Высшая школа, Наука-уайли, 1993, — 347 с.

80. Указания по проектированию сооружений для забора подземных вод. СН-325-65. — М., Госстройиздат, 1966. — 86 с.

81. Федеральный вестник экологического права.// ЭКОС ИНФОРМ, №7-8, 1993, М., Изд. А/о ТЕСМО-ДОН.

82. Федеральный вестник экологического права ЭКОС ИНФОРМ, №11-12, 1993, М, Изд. МПХР ЭКОС, А/О ТЕСМО-ДОН.

83. Хантуш М. С. Анализ данных опытных откачек из скважин в водоносных горизонтах с перетеканием. //В кн.: Вопросы гидрогеологических расчетов. — М., Мир, 1964, с. 27—42.

84. Харин В.К, Стариков A.B., Щекалев Ю.В. Инфраструктура интегрированной среды проектирования. // Информационные технологии в проектировании и производстве. №3, 1999, с. 43-45.

85. Хоффман Д. Измерительно-вычислительные системы обеспечения качества. Пер. с нем.—М., Энергоатомиздат, 1991, —272 с.

86. Черньгшое Е.П., Китаев U.M. Особенности волопроницаемости городских территорий Русской равнины. /Известия Академии наук, серия географическая, 1995, № 1, с. 107-111.

87. Чигиринский С.Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. — М., Стройиздат, 1977, — 224 с.

88. Шаманский В. Е. Численное решение задач фильтрации грунтовых вод на ЭЦВМ. Киев, 1969.

89. Шестаков В. М. Теоретические основы оценки подпора, водопонижения и дренажа. — М., Изд-во МГУ, 1965. — 232 с.

90. Шестаков В.М. Динамика подземных вод.—М., Изд. МГУ, 1973,—327 с.

91. Н.Л.Шешеня, З.В.Куликова. (ПНИИС Госстроя СССР). Некоторые проблемы инженерной защиты территорий от опасных геологических процессов. //В сб. «Современные проблемы инженерной геологии и гидроэкологии», М., Наука, 1987, с. 293-294.

92. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения. М.: Радио и связь, 1992, 504с.

93. Hammer V.J., MacKichan К.A. Hydrology and Quality of Water Resources. JOHN WILEY and SONS. —New York-Chichester-Toronto, 1981, —486 p.

94. Заключение о гидроэкологических условиях ТЭЦ-1 г. Волжского Волгоградской области. /Ветютнев М.В. Экспертно-инженерный центр экологии подземной гидросферы «ЭПОС». НижневолжТИСИЗ, дог. 12899.

95. Волжская ТЭЦ-1. Реконструкция водного хозяйства и систем канализации по малосточной технологии с блоком термоводоподготовки (аннотация к проекту). В.А.Родзевич, В.Н.Правдиков. БЕЛНИИЭНЕРГО-ПРОМ, Минск, 1996, 9 с.

96. Рекомендации по применению математического моделирования для прогноза процесса подтопления. Зильберг B.C. //Отчет по договору N 3826, МосЦТИСИЗ. М, 1991.

97. Обоснование основных положений схемы инженерной защиты территории г. Волжского Волгоградской области от подтопления. Том II, дог. 10275, НижневолжТИСИЗ. Волгоград, 1987.

98. Отчет о техническом обслуживании инженерной защиты от подтопления территории Волжской ТЭЦ-1. Дог. 2э-94/95, 2э-95/96. В.П. Быстров, А.Д. Дружинин. ООО "Экология-сервис", г. Волжский, 1996, 55 с.

99. Отчет о техническом обслуживании инженерной защиты от подтопления территории Волжской ТЭЦ-1. Дог. №01-99. В.П. Быстров, А.Д. Дружинин. Общество с ограниченной ответственностью "Экология-97", г. Волжский, 2000 г., 32 с.