Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка):
Во всех случаях полезно использовать данные о послойных расходах (Qt) потока, если таковые имеются и не выявлено заметного влияния вертикальной составляющей скорости: при этом для суммарного опробования слоев предпочтительнее вводить средневзвешенное по расходам Qi значение концентрации:
^ т 1 т
с = Q(z)c(z)dz=jfK(z)c(z)dz. (Н 34)
Вместе с тем, приходится еще раз напомнить, что на практике модели слоистого пласта часто не отвечают реальной геологической ситуации, и лучшие результаты дают, как правило, расчетные схемы, осредненные по мощности пласта (не имеющего выдержанных относительно водоупорных прослоев в пределах опробуемого интервала).
14.3.2. Решения радиальных задач переноса в пласте гетерогенных трещиновато-пористых пород
Приводимые далее решения пренебрегают конвективным переносом в пористых блоках по сравнению с диффузионным, что при реальном ограниченном времени опытов и не слишком больших градиентах фильтрации вполне допустимо (разд. 3.2.1).
По отношению к солевому индикатору* емкость пористых блоков можно считать неограниченной в течение длительного времени, обычно значительно превосходящего характерное время опытов. При тепловом воздействии на пласт режим теплопереноса в блоках довольно быстро оказывается квазистационарным и справедлива расчетная схема сосредоточенной емкости. Эта схема может считаться основной и в широком круге прогнозных оценок, хотя и здесь иногда предпочтительнее схема неограниченной емкости. Весьма важно подчеркнуть, что в данном варианте гетерогенной среды, в отличие от предыдущего (см. разд. 14.3.1), совокупность миграционных параметров, описывающих массоперенос, не зависит от масштабных эффектов (естественно, при опробовании объемов, отвечающих условию сплошности среды); иначе говоря, опытными работами определяются именно те параметры, которые нужны для последующего прогноза: кинетика диффузионного обмена приводит к интенсивной дисперсии концентрационного фронта, нередко более существенной, нежели под влиянием фильтрационной неоднородности трещинного пространства. Уже один этот факт является важным доводом в пользу эффективной
* Имеются в виду эксперименты с химическими индикаторами, усваиваемыми пористыми блоками и позволяющими исследовать кинетические массообменные процессы в гетерогенных средах; для случая трассеров с пренебрежимо малыми показателями молекулярной диффузии в блоках справедливы расчетные модели для гомогенных пластов, рассмотренные в разд. 14.2.
экстраполяции получаемых в опыте результатов для прогнозирования процессов загрязнения подземных вод.
Анализ решения для случая поршневого вытеснения индикатора по трещинам. Решение радиальной задачи
(14.1) при постоянной входной концентрации и Dr = О дается формулой (3.31), где для характерного времени t0 справедливо соотношение (2.3). Решение (3.31), ассоциируемое с формулой Ловерье (3.8), можно переписать и в более общем виде:
7 = erfc(g), f = -фп/д.
(14.35)
Приблеженная модификация решения (14.35) для средней концентрации в блоках имеет вид:
с*=г^(Г (г = Bmt); (14.36)
она справедлива для задних точек концентрационной волны (при t > t0).
Обобщенный параметр Вт характеризует массообмен и емкостные свойства пористых блоков и трещин. Вид параметра Вт зависит от модельных представлений о структуре трещинно-блочного пространства среды.
При движении индикатора по условно изолированным друг от друга трещинам с постоянным раскрытием 2Ь:
Вт njb21 (14.37)
где DM — коэффициент молекулярной диффузии индикатора в пористой среде (матрице), окружающей трещины; п0 — пористость этой среды. Такое представление параметра Вт оправдано при изучении слабо дезинтегрированных (крупноблочных) трещиноватых пород, когда распространение индикатора на достаточно большие расстояния (до всех наблюдательных скважин) происходит по одной или нескольким субгоризонтальным трещинам.
Чаще реализуется ситуация, когда интенсивность диффузионного оттока вещества в пористую матрицу полностью определяется удельной поверхностью блоков Sb. В этом случае:
Втш$ь Dmnjn2=bmln2, (14.38)
где Хт — комплексный массообменный параметр, зависящий только от коэффициентов переноса в блоках и их удельной поверхности. В дальнейшем анализе предпочтение будет отдаваться последнему представлению параметра В — форме (14.38).
Другое решение уравнения (14.1) при тех же предпосылках получено нами методом моментов в обобщенной интегральной форме:
П ={?>*¦= (14.39)
где W(Bm 0=2 (Вт tin)112 + eBmf erfc (Вт t)1/2. (14.39а)
Из анализа этого решения могут быть установлены некоторые
полезные балансовые соотношения. Так, учитывая, что характеристика Vj непосредственно связана с количеством вещества, находящегося в системе трещин Ртж2ж пс, нетрудно оценить его долю в
