Экология СПРАВОЧНИК

Поступающие в водоносный пласт загрязненные сточные воды, атмосферные осадки и воды поверхностных водотоков и водоемов вытесняют чистые подземные воды и перемещаются в пласте по направлению общего фильтрационного потока. Передвижение загрязнений вместе с потоком подземных вод представляет собственно конвективный перенос, который является наиболее существенным фактором миграции.[ ...]

Принципиально существует возможность распространения загрязнений в водоносном пласте и при отсутствии фильтрационного течения — путем молекулярной диффузии, совершающейся только под действием градиента концентрации вещества в различных точках пласта. Однако, как показывают теоретические исследования и расчеты, это перемещение происходит настолько медленно, что при прогнозах распространения загрязнений может не учитываться, если речь идет о переносе на расстояния более нескольких метров или о прогнозах на сроки менее 100—200 лет. Рассмотрение молекулярно-диффузионного переноса в горных породах и водоносных пластах может представлять интерес лишь в тех случаях, когда продолжительность этого процесса измеряется миллионами лет [102] либо когда рассматривается очень малый отрезок пути диффузионного переноса при отсутствии фильтрации.[ ...]

При конвективном переносе граница между загрязненными и чистыми подземными водами теоретически должна иметь вид резкого, так называемого «поршневого» фронта, перемещающегося со средней скоростью фильтрационного потока и разделяющего воды с концентрациями вещества Свх (на входе загрязнений в пласт) и Се (фоновая концентрация).[ ...]

Свх — концентрация загрязняющих веществ в сточных водах над экраном, С — то же.[ ...]

Как показывают натурные наблюдения, поршневой фронт — в известной мере абстрактное понятие. Обычно вместо четкого фронта обнаруживается зона смешения, на протяжении которой концентрации постепенно изменяются от Спх до Се. Формирование зоны смешения связано в первую очередь с фильтрационной дисперсией (рассеянием) вещества. В некоторых случаях, кроме того, влияют сорбция и химические реакции между загрязненными и чистыми водами и породами. Принято выделять микродисперсию и макродисперсию в фильтрационном потоке [85].[ ...]

Поперечная микродисперсия в одномерном фильтрационном потоке развивается в условиях, когда загрязняющее вещество поступает только на часть ММ входного сечения от (рис. 3). При этом смешение загрязненных и чистых вод происходит уже не только в направлении оси ох, как это имеет место при чисто продольной дисперсии, но и по оси ог. В результате поперечные размеры зоны дисперсии постепенно расширяются и выходят за пределы, определяемые размером входного сечения МЛ . Перемещение частиц жидкости и растворенного вещества в направлении, поперечном одномерному фильтрационному потоку, становится возможным здесь как результат слияния и смешения элементарных струек чистой- и загрязненной воды в поровых каналах и трещинах, отклоняющихся от среднего направления потока.[ ...]

В однородных пластах, сложенных мелкими песчаными или гравелистыми частицами, размеры дисперсионной зоны смешения не должны быть велики. Поэтому микродисперсия представляет практический интерес при изучении распределения и переноса вещества на сравнительно небольших расстояниях, например в почвенном слое при орошении или в лабораторных экспериментах. В количественном отношении поперечная и продольная фильтрационная микродисперсия оцениваются с помощью статистических и математических моделей.[ ...]

Статистическое рассмотрение микродисперсии базируется на теории случайных блужданий облака меченых (в данном случае—облака загрязняющих) частиц вещества в фильтрующей среде, представляемой в виде системы однородных ячеек или камер, соединенных каналами.[ ...]

В опытах, описанных в работе [12], слабоминерализованные растворы ВаС12 вытеснялись водоглицериновыми смесями; при этом движение вытесняющей жидкости в грунтовом лотке прослеживалось с помощью радиоактивной метки. Значения Ву полученные для различных соотношений г ь приведены на рис. 5.[ ...]

По немногочисленным данным коэффициент поперечной микродисперсии Dy по своей величине меньше коэффициента продольной микродисперсии Dx. Однако во многих случаях различие между ними не очень значительны (табл. 3).[ ...]

Рисунки к данной главе:

Молекулярно-диффузионный перенос растворенных веществ через экран из уплотненных суглинков.

Значение D в зависимости от скорости фильтрации при различных Г) =T]2/Tli по [12]

Концентрационные языки загрязненных вод в слоистом пласте

Схема модели

Гидродинамическая сетка фильтрации при одном непроницаемом включении

График /-я(/г!> при Ь = 1=-