Description:

Министерство геологии СССР Гидрогеология и инженная геология методы определения миграционных параметров Москва 1980 Институт геологии СССР ВП.Сокмный научный журнал экономики минерального сырья ИНХИЛУТ ЭКОНОМИКИ МИНГ ПАЖЛБГОИ О ИНЖЕНЕРИЯ ГЕОЛОГИЯ Обури м кяфом MmKIU 1880 Ивдаетоя о 1964 г. УДК 556.8:582.54 Д.А. Рожаев (Уральский государственный университет) МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИГРАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ Введе ние Одной из актуальнейших задач прикладной гидрогеологии, связанной с проблемой охраны окружающей среды, является разработка методов прогноза качества подземных вод. Методика такого прогнозирования основывается на представлениях о закономерностях миграции подземных вод, согласно которым, по определению В.М. Шеотакова [46], "процессы тепломассопереноса в подземных водах." Учтены физико-химические изменения воды и ее компонентов при фильтрации и взаимодействии с горными породами. Обобщению представлений о моделях миграции подземных вод посвящено ряд работ [17, 28, 44, 56] (Бан А. и др., 1962; Забродин П.И. и др., 1964; Коломна Р., 1964). Число публикаций, посвященных теоретическому обоснованию моделей миграции, в последние два десятилетия достигает астрономических цифр. При этом публикации по этому вопросу имеются не только (и даже не столько) в гидрогеологической литературе, но и в химической технологии, прикладной механике, нефтепромысловой геологии, почвоведению и мелиорации. Однако среди обширной литературы незначительная часть посвящена обоснованию методов определения миграционных параметров — экспериментальной диагностики применимости те или иные моделей. По этому вопросу отмечается отсутствие обзорных работ, позволяющих обобщить имеющийся опыт и систематизировать имеющиеся (часто противоречивые) представления. В связи с этим целью настоящего обзора является обобщение и систематизация публикаций, посвященных вопросам постановки экспериментальных исследований по миграции в горных породах и обоснованию способов обработки опытных данных. При этом в обзоре рассмотрены только те способы определения миграционных параметров, которые позволяют также осуществлять непосредственную диагностику применимости той или иной модели миграции. Поэтому не рассматриваются способы определения миграционных параметров по отдельным точкам опытных кривых [82] и др., а также интегральные способы [10] (метод моментов или метод, основанный на интегральных преобразованиях), хотя рекомендации по таким способам содержатся в большом объеме публикаций. Не уделено внимание также машинным способам обработки опытных данных, которые, хотя и представляют собой весьма перспективные при массовой обработке экспериментов, отличающиеся меньшей наглядностью и безусловно требуют дальнейшего совершенствования. Ограниченный объем обзора не позволяет в ряде случаев останавливаться более детально на теоретических представлениях о закономерностях процессов миграции, а также на обосновании некоторых способов обработки опытных данных. По этой же причине в настоящем обзоре рассмотрены лишь лабораторные методы определения миграционных параметров при изучении задач массопереноса. Методы определения миграционных параметров в задачах теплопереноса, а также методы полевых определений миграционных параметров предполагается осветить в последующей работе. Методы изучения молекулярной диффузии в горных породах Теоретические представления о закономерностях молекулярной диффузии в свободных растворах Молекулярный перенос представляет собой самопроизвольный процесс равни ния концентраций компонентов среды, обусловленный хаотическим молекулярным движением. При этом выделяют диффузию (перенос массы) и кондукцию (тепло-термоопроводность) [26]. Диффузионный перенос в изотермических условиях происходит под действием градиента химического потенциала. В гомогенной среде, например в свободном водном растворе, диффузионный массовый поток через единицу площади поперечного сечения и концентрационной поверхности определяется следующим законом [17, 2]. Ключевые слова: миграционных, параметров, определения, методы, миграции, подземных, опытных, геологии, вод, закономерностях, публикаций, обоснованию, обработки, данных, способы, перенос, геология, экономики, задач, прикладной, среды, является, методов, представлениях, компонентов, работ, посвященных, моделей, вопросу