Способ эксплуатации месторождения минеральной воды с изменяющейся биологической активностью Советский патент 1986 года по МПК E03B3/06 G05D27/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к курортологии и может быть использовано при эксплуатации месторождения ми- ке1);1льной воды с изменяющимся составом.

Цель изобретения - улучшение режима эксплуатации месторождения, снижение об- цих потерь биологической активности и расхода минеральной воды.

На чертеже показана блок-схема устрой- .;тва рсализуюил.его епособ.

Схема содержит систему 1 нодачи минеральной воды в бювет, подключенную через регуляторы 2 и 3 отбора воды к каждому из п :1сточников 4 и 5 месторождения, еисге- му 6 нагрева и дозированной нодачи минеральной воды потребителям, блок 7 прогнозирования интенсивности потребления и про- 1-раммиого управления, который через измеритель 8 рассогласования и корректирующий усилитель 9 подключен к миожитель- но-делительному блоку 10, датчики И интенсивности отбора воды через сумматор 12 под- ключепы к другому входу измерителя 8 рас- сог. 1асовапия, устройства ввода 13 и запоминания 14 данных о величинах, соответствующих степепи биологической активности воды каждого из источников, а также датчики 15 уровпя воды в них, подключеппые к другим вхо.чам множитель но-делительного блока 10, эталонную скважину 16 и носледо- нательно соединенные датчик 17 уровня воды в эта. юнной скважине, блок 18 задержки и маснггабирования, инерционный блок 19, ыходы которого подключены к дополнительным входам множительно-делитель- 11О1Ч) блока 10, выходы последнего соединены с управляющим входом каждого из регу- .ляторов 2 и 3 отбора воды.

Вычиелитель распределения интенсивности отбора воды реализован блоками 8-12. 17-19. При этом блоки 17-19 реализуют передаточные функции, по которым вычисляются желаемые уровни воды в источниках

Нь.и Н. Wn Н,

К... +) „,

где Г,,,, Т„1. постоянные времени;

K;коэффициергг пропорциональности (мас1итабирования) п-го источника, соответствующий времени инфильтрации водь, иперционпости и интен- с и i ноет и се наконления; Hi - уровень воды в эталонной

скважине; W,,нередаточная функция п-го

источника.

Б.локи 8---12 вычис.чяют значения, соот- нетсл вукмцие распределению отбираемой ми- 1:еральной воды

К

Ни.п

К .ii при У V ViipuMii.,

где V,, - интенсивность отбора минеральной воды от п-го источника мееторож- дения;

Ни.1 ,Н:, I соответственно измеряемое и вы- чис.ляемое значения уровня воды в п-ом источнике;

Кл а ---величина, соответствуюнгая степени биологической активности воды п-го источника;

К- обн1ий для всех источников коэффициент пропорциональности (коэффициент нередачи), онределя- емый и регулируемый из условия сохранения равенства

Е Vn Vinu,.,,,,

.;-- общая прогнозируемая интенсивность потребления минераль- н(Я1 1юды;

N - количество эксплуа .ирусмых источников.

Эталоппая скважина выбирается из условия, что расстояние до эксплуатируемых источников должно обеспечивать отсутст- сллзис сильного влияния последпих па эталон- 1Ц)1Й уровень. Изменение естественного уровня воды в эгалонной скважине (Н,) опре- деляелч я измспяющейся интенсивностью притока, инфи;1ьграции влаги извне, в первую очередь за счет атмоеферных осадков.

Поскольку эта.лонная скважина находится на участке наиболее быстрой и интенсивной инфи/ ьграции влаги, то из.менения естеетве1шого уровня воды в эксплуатируемых источпиках отстают от эталонного уровня, либо совпадают с ни.м по времени.

При соблюдении указанных условий динамические зависимости уровней воды в источпиках при оптимальном естественном режиме водообмена от уровня воды в эталонной скважине выражаются через нередаточ- сру1п пии W,,

Н:,(р) W,,(p) Н-,(р),

Данные о значениях биологической активности (KO.V) воды каждого источника, получаемые путем биотестирования или физико-химического анализа состава, посту- лают в устройство 13 ввода, затем в устройство 14 запоминания данных, в котором преобразуются в электрические сигналы соот- вел ству1О1цих уровней, постунаю цие на входы множительно-делительного блока 10.

V блоках 8 - 12, 18, 19 с помощью мас- Ц1табт х элементов, заназдываюших и инерционных , пара.метры которых соответствуют заранее определенным нереда- точны.м функция.м типа W,,, вычиеляют значения уровней воды в источниках при есте- ствепном желаемом режиме водообмена.

Передаточная функция для каждого из п источников реализуется блоком 18 задержки и .масн табирования (К«е ) и инерционным блоком 19 ,(-;

1

). Каждый из

Г+рТ„.

блоков 18 и 19 содержит п параллельных звеньев, которые моделируют динамические зависимости изменений уровней воды в каж- дом источнике при оптимальном режиме отбора от изменения уровня -воды в эталонной скважине. При этом параметры моделирующих звеньев (л„|, л„2, к) выбираются на основании экспериментально снятых зависимостей.

Оптимальный режим отбора воды из источников определяют экспериментально путем постепенного увеличения интенсивности отбора, начиная с минимального значения и контролирования при этом состава воды или ее биологической активности. При оп- ределенных (пороговых) значениях интенсивности отбора начинается изменение состава и снижение биологической активности воды. Режим отбора, при котором обеспечивается сохранение естественного (пласто- вого) состава и свойств воды, является оптимальным для эксплуатации месторождения.

Интенсивность отбора воды из эталонной скважины устанавливают соответствуюпдей оптимальному естественному режиму водообмена: путем устройства самослива и путем откачивания, интенсивность которого равна естественному самосливу. Постоянные времени , и щС течением времени практически не меняются, так как определяются расстояниями между источниками, их гидрологическими характеристиками и инфильтра- ционными свойствами пород. При обнаружении изменений указанных параметров источников вводятся корректировки в блоки 18 и 19.

Значения отбираемого количества минеральной воды от каждого из источников вычисляются исходя из условий максималь

0

0

5

0

5

ной биологической активности отбираемой воды при возможно меньшем отклонении от естественного уровня каждого из эксплуатируемых источников. При этом количсстно отбираемой воды от каждого источит;; соответствует произведению степени ее бшь логической активности на отноп1ен;1о ii:n:c- ряемого уровня воды в источнике i вычисляемому желаемому значению уровня.

С выходов блока 10 поступают c;n:ia.ibi- управляюндие распределением отбора B() между источника.ми. При этом суммарное количество отбираемой воды равняется пог- ребляемому количеству, прогнозируемому с необходимым опережением.

При дополнительном вычислении производных от уровней воды и суммировании их с основными значениями уровней возможно более быстрое отслеживание за изменениями последних под воздействием как эксплуатации источников, так и естественного водообмена.

В ряде случаев значения естественных уровней воды в источниках месторождения можно определять не только по эталонному уровню, а измерением количества атмосферных осадков в зоне месторождения и вычислением их части, инфильтрующейся в зону формирования минеральной воды. Кроме того, можно использовать пропорциональную зависимость удельной электрической проводимости почвы в зоне источников от иигои- сивностн инфильтрации, притока воды извне. Предлагаемый способ обеспечивает вычисление и поддержание желаемого режима изменения уровней воды в источниках, который нриближается к естественному, что достигается регулируемым распределением отбора минеральной воды между всеми источниками пропорционально степени ее биологической активности при возможно меньшем отклонении реальных значений уровней от их онтимальных вычисляемых значений.