Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка):
Приведенные зависимости ориентируются на достижение стационара , что для слабопроницаемых пород типа мягких глин и тяжелых суглинков мало реально. Так, если исходить из зависимости необходимого для этого времени Ucm) от свойств пород, производимой В,М. Шестаковым [9]
“1 ’б т&(*• - °’74 WK)
(22.30)
371
то требуемая длительность опыта достигает десятков и сотен суток. С другой стороны, нестационарная фаза налива испытывает сильное влияние ряда трудно учитываемых факторов, связанных, прежде всего, с динамикой емкостных и капиллярных свойств, а при подпоре слабопроницаемого слоя снизу — также образование в нем воздушной «подушки». Поэтому В.М. Шестаков [91 предлагает использовать фазу налива лишь для идентификации свойств водоносного слоя, перекрывающего относительный водоупор, а оценку вертикальной проницаемости последнего — проводить по наблюдениям за падением уровня после прекращения налива. Соответствующую методику постановки и интерпретации опыта можно найти в работе [9 ]; рекомендуются, в частности, повторные наливы с целью ограничения роли упомянутых динамических факторов.
В целом же, рассмотренные здесь экспериментальные схемы еще нуждаются в более глубокой проработке — в части как постановки опытов, так и их интерпретации; при этом надо обратить особое внимание на должный учет взаимодействия «насыщенной» (в результате налива) и ненасыщенной зон, для чего понадобится, в частности, широкое привлечение численного моделирования при планировании и интерпретации экспериментов.
22.3. О целесообразных границах применения опытных опробований для оценки параметров мас-сопереноса пород зоны аэрации
Уже приведенный выше анализ, свидетельствующий
о крайне ограниченных возможностях опытных опробований для изучения показателей переноса влага, и даже одной лишь проницаемости при водонасыщенном состоянии пород, заставляет усомниться в целесообразности специальных индикаторных опробований, ориентированных на определение параметров масеопереноса для пород зоны аэрации: в широком круге условий такие попытки не будут реально подкреплены хотя бы более-менее надежными данными о структуре и параметрах потока влаги, переносящего индикатор. Поэтому представляется по-
372
лезным ограничить подобные попытки разумным минимумом. При обосновании последнего будем учитывать следующие обстоятельства.
1. Сравнительно хорошо контролируемые опытные опробования могут ставиться лишь в приповерхностных образованиях — в основном, в виде опытных наливов в шурфы или дождевания с постоянной интенсивностью. Такие опробования довольн широко проводятся в работах сельскохозяйственной и мелиоративной направленности, когда главный интерес представляют свойства именно приповерхностной зоны, т.е. наливы в шурфы или им подобные эксперименты в данном случае имитируют прогнозную ситуацию при минимальном проявлении масштабных эффектов. При этом для интерпретации используются одномерные решения для гомогенных сред типа фундаментального решения микродисперсии. Так, при задании постоянной влажности на поверхности,
С *0,5 erfc Y2WJ' (22.31)
где X* = е/ Wn, (е — интенсивность инфильтрации,
Wn — новое значение влажности), D* — коэффициент гидродисперсии при W = Wn. При необходимости учета равновесной сорбции, значение Wn заменяется на WnR (R — коэффициент задержки).
Для гетерогенной (макропористой) среды используются решения с «активными» и застойными зонами (разд. 1.1.1). Кстати, экспериментально показано [10], что наливы в шурфы, при которых имеет место инфильтрация с подпором, дают результаты, заметно отличные от инфильтрации без подпора: в последнем случае влияние застойных зон на процессы переноса индикатора оказываются намного сильнее, и его фронт перемещается с гораздо меньшими отставаниями от фронта влагоперено-са, чем в первом случае. 373
В целом, даже в этих, сравнительно простых, условиях выявились существенные трудности проведения и интерпретации экспериментов:
а) сильное искажающее влияние многочисленных факторов на структуру потока влаги при опытных наливах (разд. 22.1.1) находит свое специфическое отражение и в динамике переноса индикатора, — отмечается образование «языков» трассера (внедряющихся далеко вперед относительно основного фронта переноса) или, тем более, индикаторной жидкости с повышенной плотностью, имеет место «проскок» отдельных анионов (в частности, СГ), накладывается кинетика массообменных процессов с неконсервативным индикатором и пр. (разд. 4.1.3); все это делает результаты наблюдений за распространением индикатора крайне неопределенными с позиций последующей интерпретации;
б) при массовых опробованиях на ряде опытных площадок выяснилось, что расхождения результатов по разным опытам на порядок превышает степень неопределенности результатов отдельных экспериментов, т.е. изменчивость искомых параметров в приповерхностной зоне очень велика и требует весьма большого объема экспериментов;
