Введение к работе
Актуальность теми. Интенсивное развитие горнодобывашоЙ промышленности на осноеє сырьевой базы Украинского кристаллического шита зачастую приводит к супественным загрязнениям подземных вод высокоыинерализованными промышленными стоками. Не удивительно,что при этом основной задачей гидрогеологических и инженерно-геологических исследований стало изучение подобных явлений и их предотвращение еае на стадии изыскательских работ.
В настоящее время можно с уверенностью утверждать, что наибольшую ценность в решении этих задач приобретает алектрораэвед-т ка методом сопротивлений благодаря своей экономичности и резуль-' тативности. Этому немало способствовало создание и внедрение таких вычислительных алгоритмов интерпретации полевых данных, которые могли бы обеспечить результаты, достаточно достоверные с геологической точки зрения. Однако при их разработке возникает опре-. деленные трудности, связанные с большой размерность!) решаемых оптимизационных задач, влиянием принципа эквивалентности на результаты интерпретации. Значительно расширить возможности преодоления этих трудностей может использование нетрадиционных подходов .хорошо зарекомендовавших себя в решении задач управления в других отраслях знаний, например, декомпозиции.'Это и предопределило раз- работку в диссертационной работе новых быстродействующих алгоритмов решения прямых и обратных задач , метода сопротивлений, и анализ их работы.
С другой стороны,в электроразведке наиболее плодотворен путь математического моделирования конкретных геологических ситуаций. Поэтому вовлечение в изучение зон тектонических нарушений в поро<^ дах фундамента как наиболее вероятных мест утечки промышленных стоков из хвостохранилищ, отстойников и т. п. требует расширения класса модельных объектов.
Цель настоящей работы состояла в разработке алгоритмов и программ решения прямых и обратных задач метода сопротивлений, которые могно било бы эффектаено использовать для построения рабочих математических моделей геоэлектрических разрезов в специфических геолого-геофізических условиях Украинского кристаллического шита.
,цля достижения цели были поставлены следующие задачи:
разработка быстродействующего алгоритма решения прямой задачи метода ВЭЗ на основе линейной фильтрации;
разработка алгоритма решения прямой задачи метода ВЭЗ для
сред с градиентом сопротивления;
разработка алгоритма решения прямой задачи метода сопротивлений (зондирование и про<|нлирование) для перекрытых горизонтальными слоям! субвертикальных неоднородностей;
разработка алгоритмов решения обратной задачи метода 33 без ограничений на значения параметров на оснсгс декомпозиционного подхода;
разработка на этой же основе алгоритма решения обратной задачи метода ВЭЗ с ограничениями на значения параметров, предназначенного для интерпретации параметрических зондирований;
реализация декомпозиционного подхода в алгоритме интерпретации рядовых зондирований и режимных набладений, в котором бы учитывались возможные пределы изменения определяемых параметров разреза; .
интерпретация результатов полевых работ методом ВЭЗ с помощью разработанных алгоритмов с цельв построения рабочей модели геоэлектрического разреза, на участке строящегося хвсстохранили-ша криЕорожского комбината по переработке окисленных руд (КГОКШ-'а).
На зашиту выносятся следующие полонення:
-
Алгоритм решения прямой задачи метода сопротивлений для сред с субвертикальными неоднородаостяки, перекрытыми горизонтальными слоями.
-
декомпозиционный подход к решению обратной задачи метода БЭЗ без ограничений на определяемые параметры геоалектрического разреза и с ограничениями на них.
-
Оригинальный алгоритм минимизации функционала, близкого к квадратичному, на отрезке.
-
Методика частичного преодоления влияния принципа эквивалентности на результаты решения обратной задачи метода йЭЗ для алгоритмов без ограничений на значения параметров и с ограничениями на них.
-
Результаты интерпретации данных электроразведки методом сопротивлений в районе строящегося хвсстохракклиаа raOrDfa.
Научная новизна результатов, полученных в диссертации, состоит в следующем:
" — разработан быстродействующий алгоритм приближенного расчета Р для сред с субвертикальными несднорсднссгями, перекрытыми горизонтальным: слоями;
- впервые применен декомпозиционный подход к решению обрат
ной задачи метода ВЗЗ;
- составлены быстродействующие алгоритмы репения обратной
-задачи метода ВЭЗ без ограничений на значения определяемых па
раметров геоэлектрического разреза и с ограничениями на них;
- детально исследовано влияние принципа эквивалентности на
результаты интерпретации данных метода В28, предложена методика частичного ослабления этого влияния.
Практическая ценность. Результаты выполненных исследований характеризуются выраженной практической направленностью. Отработаны на практических полевых материалах алгоритмы решения обратной, задачи ВЭЗ без ограничений на значения параметров разреза и с ограничениями на них. Они использовались для интерпретации па- раметрических и рядовых зондирований, а также режимных наблюдений.
Предложена методика частичного ослабления влияния принципа эквивалентности на результаты интерпретации полевых данных метода ВЭЗ, ориентированная на использование разработанных алгоритмов.
С помошью программы решения прямой задачи метода сопротивлений для перекрытых горизонтальными слояш субвертикальных неодно-родностей выполнено математическое моделирование, результаты которого использовались для прогноза возможного влияния высономине-радизованных промышленных вод в зонах тектонических нарушений, как наиболее вероятных подземных водотоков.
Апробация работы. Основьые результаты работы докладывались на Хіїі (19оа г.), ХУ (19Ь8 г.), ХУІ (19о9 г.) научных конференциях молодых ученых и аспирантов Ьіі'У, г.иосква; на ІУ Всесоюзной конференции-конкурсе All СССР для молодых ученых "Актуальные вопросы геофизики", г.Звенигород, IS&S г.; Всесоюзном семинаре "Опыт повышения эффективности геолого-разведочньк работ и геологического обслуживания горнорудных предприятий'*, г.Кривой Рог, 19оо г.; на X Всесоюзной конференции "Изучение инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых геофизическими методами", пос. Зеленый, БСьГШЕО, 196? г.
Публикации. Основные положения выполненных автором исследований изловены в 3 печатных работах.
Объем работы, /диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 90 страницах машинописного текста, и со-^ держит 27 рисунков, 2 таблицы, список использованной литературы из 57 наименований.
СОдаРїїАНШі РАБОТЫ
Во введении обосновываются актуальность работы, формулируются ее цель и научная новизна, приводятся основные положения, еы~ носимые на зашиту.