Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка):
В качестве примера рассмотрим обоснование моделей для интерпретации данных наблюдений за миграцией сорбируемых и неустойчивых (подверженных деструкции, распаду, детоксикации и т.п.) загрязнителей. Так как кинетикой сорбции обычно можно пренебречь (см. разд. ), то в оценках используется эффективная ескость пород пэ * п + &п (гдеДя — дополнительная емкость, возникающая за счет сорбционных процессов). В частности, для линейной изотермы Ап = кг (где кг — коэффициент распределения), а для нейлиней-ной выпуклой изотермы Лэнгмюра Ап ** Qv/(b + cj (ще Qv — предельная емкость сорбционного насыщения пород, b — эмпирическая константа изотермы, С0 — постоянная граничная концентрация). Таким образом, оценка параметров равновесной сорбции производится по величине смещения кривых распределения концентра-
ции, полученных по наблюдательным скважинам для трассеров и активных стоков.
Для количественного описания однонаправленных процессов распада неустойчивых ингридиентов можно использовать простейшие линейные модели вида (5.2.1), где Ар — обобщенная константа скорости распада. При Хр t 2+3 за фронтом переноса достигается стационарное распределение сд неустойчивых компонентов. Если в
той же части области переноса стабилизировались и значения концентрации трассера с, то выполняется соотношение
сх/С = е~ХРхп/\
справедливое для одномерных фильтрационных потоков (со скоростью ve), из которого рассчитывают константу скорости деструкции.
Уместно заметить, что, по крайней мере, для ореолов растекания простейшие модели интерпретации, использующие данные лишь вдоль фиксированных лент тока, вовсе не обязательно окажутся на деле хуже пространственных моделей, для которых, как правило, все равно не хватает необходимой информации. Анализ показывает, что одномерные оценки по линиям тока гораздо менее чувствительны к влиянию различных побочных факторов и достаточно представительно отражают основные черты миграционного процесса. При этом полезным контрольным показателем, позволяющим сопоставлять между собой отдельные характерные траектории, является время миграции вдоль них загрязнений; при сильно растянутых во времени кривых наблюдаемых концентраций (от длительно действующего источника загрязнения) рекомендуется [1] вводить осредненное по ним значение
tcp~ftc(t)dt I Jc(t)dt,
О О (io.jj
где 1п — время наблюдений. Наоборот, для кривых экстремального вида (с четким максимумом, обусловленным 248
источником загрязнения сравнительно кратковременного действия), предпочтительнее ориентироваться на время / , которое отвечает половине массы вещества, достигнувшей данной точки пласта (наблюдательной скважины):
/с(0 d* = 0,5 /с(0 dt
о о (.10.4;
Преимущество последнего подхода в том, что осред-ненное время миграции не зависит от разбавления, мало чувствительно к несистематическим ошибкам опробования, слабо зависит от дисперсии и отражает в интегральном виде фильтрационную неоднородность вдоль траекторий миграции.
18.2.3. Особености анализа условий миграции разноплотностных жидкостей
Плотностная конвекция (см. разд. 1.1.1) резко усложняет профильное распределение стоков, вызывая образование внедряющихся «языков» в нижней (или в верхней) части пласта; длины таких «языков» часто соизмеримы с областями переноса. Кроме того, она вызывает сравнительно быстрые вертикальные перемещения стоков, которые могут усиливать поперечный (вкрест напластования) конвективно-дисперсионный перенос или, наоборот, ослаблять, а иногда и полностью «забивать» его (см. разд. 2.3. и 9.3.3). Важно, наконец, что в отличие от традиционной задачи о вторжении океанических вод, стоки поступают из бассейнов ограниченной плановой протяженности, а это часто придает миграционному процессу ярко выраженный трехмерный характер. Решение системы соответствующих дифференциальных уравнений (1.32) —
(1.35), хотя бы в рамках прямой задачи, весьма трудоемко даже для наиболее сильных численных методов. Поэтому вряд ли можно рассчитывать на разразботку эффективных алгоритмов решения соответствующей некорректной обратной задачи (направленной на оценку параметров миграции) без серьезных упрощений в расчетной модели. Так, приближенная интерпретация наблюдений за миграцией слабоминерализованных стоков от гидродинамических пассивных бассейнов (см. разд. 9.3.2.1) может основываться на решении (2.40), полученном в предположении весьма слабой плановой деформации сетки движения подземных вод по сравнению с профильным искривлением линий тока под действием плотностной конвекции. Для исследования миграции высокоминерализованных растворов, внедрение которых в водоносный горизонт приводит к формированию объемных интрузий, может применяться и физическое моделирование (см. разд. 2.3.2). Данные его подтверждают допустимость фрагментации процесса в пространстве и во времени, позволяющей учитывать на разных стадиях миграции различные доминирующие факторы.
