В какую сторону вероятнее всего изменится результат, если уточнить, что данные о проницаемости глин на участке были получены опытными откачками?
Вертикальная плотностная конвекция может вызываться также различиями в температуре воды вдоль мощности водоносного комплекса. Например, на месторождениях подземных гидротерм, имеющих достаточно хорошую связь с поверхностными и атмосферными водами, важную роль в функционировании гидротермальной системы играет естественная (плотностная) конвекция, связанная с опусканием более тяжелых холодных вод на глубину, с их прогревом и последующим восходящим движением к участкам разгрузки.
При исследовании этой проблемы, как и ряда других (в частности, характерных для нефтяной гидрогеологии [12]), приходится рассматривать потоки, в которых плот-
ность жидкости изменяется непрерывно, без формирования поверхности раздела. Методы исследования подобных задач отражены в ряде работ [6, 12, 13, 34]
Конвективный перенос, осложненный физико-химическими процессами
Миграция подземных вод часто сопровождается физико-химической трансформацией их качественного состава. Она может быть вызвана взаимодействиями вещества на границе раздела жидкости и минеральной фазы — так называемые межфазовые (гетерогенные) процессы и (или) его преобразованиями в жидкой фазе — гомогенные процессы. Здесь мы рассмотрим особенности проявления при конвекции наиболее типичных из них — сорбции, ионного обмена, растворения, комплексообразова- ния.
Начнем с анализа сорбционных процессов. При достаточно длительном взаимодействии породы с раствором, имеющим постоянную во времени концентрацию с, зависимость между концентрацией компонента в растворе с и на твердой фазе N оказывается для данной температуры однозначной и определяет вид изотермы сорбции:
м0 =Дс), (6.8)
где N0 — сорбционная емкость, определяющая предельно возможное в данных условиях содержание компонента в единице объема породы (равновесное с его содержанием в растворе).
Для мало концентрированных растворов достаточно характерна линейная изотерма Генри:
^о(с)я^с, (6.8а)
где безразмерная константа Кг, определяющая отношение концентраций N0 и с, называется коэффициентом распределения для данной пары «раствор-порода». Для несорби- руемых компонентов Кг- 0, а для хорошо сорбируемых — Кг измеряется сотнями и даже тысячами относительных единиц.
С другой стороны, ясно, что сорбция протекает во времени и что полная сорбционная емкость породы реализуется не сразу: количество сорбируемого компонента, усвоенного единицей объема горной породы N(c, t), достигает своего предельного значения N0(c) только после достаточно длительного соприкосновения минеральных зерен с внутрипоровым раствором, имеющим концентрацию с. Это обстоятельство приближенно отражается уравнением кинетики сорбции, связывающим линейно интенсивность сорбции с отклонением от равновесной концентрации:
Do'stlaringiz bilan baham: |