ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схематизация физико-химических условий и процессов миграции неконсервативных компонентов из "Проблемы гидрогеоэкологии Том 1" Несмотря на то, что эти допущения во многих случаях можно принять с довольно явной натяжкой , они все же широко используются на практике из-за слабой разработанности иных подходов, трудности их реализации и необеспеченности их исходной информацией. В принципе, конечно, миграционная схематизация должна включать в себя элементы термодинамического анализа изучаемых многокомпонентных систем в их подвижном взаимодействии с горными породами. [c.498] далее мы будем говорить, в основном, о возможностях дифференцированных — покомпонентных — оценок. Исследование процессов миграции высококонцентрированных промстоков (рассолов), для которых главным показателем, контролирующим качество вод, служит их общая минерализация, обычно можно ориентировать на анализ условий переноса какого-либо одного маркирующего компонента, например, хлор-иона. Во всех дрз х вариантах гидрогеохимическая схематизация опирается на эффективные приемы, обычно также позволяющие учитывать разнообразные взаимодействия в сложных многокомпонентных системах через традиционно используемые простейшие ( однокомпонентные ) модели. Такого рода упрощения достигаются благодаря выполнению ряда предпосылок. [c.499] для рассматриваемых слабоконцентрированных растворов (значения их ионной силы / не превышают 0,05-0,1, что обычно соответствует минерализации до 3-5 г/л), можно не принимать в расчет химические внутрифазовые реакции (такие, например, как комплексообразование) между анионами и катионами в системе макрокомпонентов. Учитывая 1ши этом, что главные анионы — СГ, 80/ , НСОз (СОз ) являются относительно инертными компонентами, их перенос может рассматриваться без учета взаимодействия с породой — на базе моделей миграции трассеров. [c.500] В трансформации катионного состава (главные компоненты — Ка К , Са , Mg первостепенное значение имеют ионообменные реакции, причем в ряде случаев четырехкомпонентная система может быть сведена к двухкомпонентной — путем объединения пар катионов щелочных и щелочноземельных элементов — и даже к однокомпонентной системе — посредством изотермического представления ионообменных реакций (на основе принципа сохранения эквивалентности зарядов и емкости поглощения). [c.500] Данный тип межфазового взаимодействия характерен и для системы микрокомпонентов. Однако в ней, как правило, параллельно протекают процессы физической сорбции и реакции поверхностного комплексообразования, так что на практике реально иходится иметь дело с опытными изотермами, оообщенно отражающими интенсивность нескольких процессов, причем при характерных соотношениях между концентрациями микро- и макрокомпонентов эти процессы протекают в линейной (с позиций их изотермического выражения) области. [c.500] Для катионов в системе дефицитных компонентов весьма характерны реакции комплексообразования, которые допустимо рассматривать в предпосылке о слабом влиянии этих реакций на изменение содержаний в мигрирующем растворе главных анионов — комплексо-образователей, причем показатели степени закомплексованности катионов выступают здесь в качестве взаимоне-зависимых параметров. [c.501] а иногда — первых суток. Процессы растворения-осаждения обычно нуждаются в учете кинетики. [c.502] Второе из упомянутых допущений диктуется преимущественно желанием максимально упростить математическую формализацию миграционных процессов, учитывая влияние гетерогенных реакций обмена в эффективных емкостных параметрах среды. В принципе от него можно отказаться, однако конечное уточнение описания процесса часто оказывается сомнительным. Поэтому в большинстве случаев можно, очевидно, ( иентироваться на это допущение как на первое приближение. Так, принято считать, что равновесный характер межфазовых сорбционных и обменных процессов, имеющих линейные изотермические представления, позволяет аддитивно включать параметры этих процессов (прежде всего, коэффициент сорбционного распределения в расчетные, эффективные емкостные параметры пород — активную пористость (трещиноватость). Вместе с тем, такой эффективный прием не всегда допустим, о чем все больше свидетельств в литературе, посвященной исследованию пове-дения расчетных коэффициентов сорбционного распределения. Строго говоря, результаты статических экспериментов (даже с хорошо подобранными смесями растворов, отвечающих реальным загрязнителям), часто не дают значений параметра K , которые будут удовлетворительно работать в полевом масштабе, ибо миграционные потоки могут формировать гидрогеохимичесКие условия, существенно отличные от воспроизводимых в лаборатории. [c.502] что сочетание обеих упомянутых предпосылок позволяет свести формальный аппарат миграции к тем же моделям, что и без учета гетерогенных процессов физико-химического взаимодействия. [c.503] Что же касается возможных гомогенных реакций, протекающих непосредственно в подземном растворе (деструкция, радиоактивный распад и др.), то они обычно носят ярко выраженный кинетический характер. Как правило, удовлетворительная аппроксимация достигается в рамках моделей физико-химической кинетики первого порядка (см. разд. 5.2.3.3). В этом случае реакции преобразования растворов в пласте легко учитываются единственным показателем — обобщенным коэффициен-том деструкции (распада). При этом могут формироваться стационарные ореолы — даже когда компоненты мигрируют по одномерной схеме, т.е. без дополнительного участия процессов поперечного рассеяния в гомогенных породах такая возможность реализуется для любого расчетного сечения, расположенного за фронтом поршневого вытеснения (х = у /п), при выполнении условия р г 2-3 (где — обобщенный коэффициент деструкции, см. разд. 6.1.3,3). [c.503] Остановимся теперь на некоторых обобщающих выводах, касающихся возможностей теоретического описания переноса тех или иных мигрантов в характерных генетических комплексах горных пород, — имея, в частности, в виду, что для рассмотренных аналитических методов исследования миграционных процессов существует альтернативный вариант — обращение к математическому (численному) моделированию. [c.504] Кроме того, необходимо иметь в виду, что исследование физико-химических процессов выполнялось, в основном, в рамках одномерных моделей массопереноса, тем самым из рассмотрения исключались важные механизмы, обеспечивающие взаимодействие потоков подземных вод со смежными зонами гидросферы, прежде всего, с зоной аэрации, формирующей газовый и органосолевой режимы этих потоков. Ясно поэтому, что недоучет в аналитических решениях одной из составляющих механического переноса может иногда привести к качественно не-верным представлениям о гидрогеохимической направленности миграции. [c.505] Именно слабости информационной базы сделали аналитические подходы вполне дееспособной, по нашему мнению, альтернативой или эффективным дополнением к методам численного моделирования прогнозных задач. Что же касается важнейшего элемента прогноза — схематизации, то здесь аналитическим методам должно обычно отдаваться явное предпочтение. [c.507] Вернуться к основной статье