Химические основы 41 Выше достаточно подробно был рассмотрен процесс молекулярной диф- фузии ‚ когда молекулы или ионы диффундируют в статической среде, С помо- щью таких же уравнений могут быть описаны еще два _ важных процесса — турбулентная диффузия и зидродинамическая (или механическая) дисперсия. Турбупентная диффузия. Огромные массы поверхностных вВод, за ключенные в озерах и Мировом океане, никогда не бывают неподвижными. Они находятся в непрерывном движении, причем движение происходит в виде тур- булентных, а не ламинарных потоков. Турбулентное перемещение воды не 03- начает, что она движется быстро. Просто имеется в виду, что структура по- тока достаточно сложная, с многочисленными завихрениями. Если в такой водной массе существует градиент концентрации некоторых веществ, то про- цесс смещения, связанный с турбулентным течением, приводит к переносу растворенного вещества из области высокой в область низкой его концентра- ции, как и при молекулярной диффузии. Этот процесс называется турбулент- ной диффузией, которая математически выражается уравнениями, аналогичны = ми уравнениям законов Фика, за исключением того, что константа В, являю- щаяся теперь хоэффициентом турбулентной диффуэци, на несколько порядков превышает коэффициент молекулярной диффузии. Коэффициент турбулентной диффузии может также существенно изменяться в зависимости от направле- ния переноса. Например, в стратифицированном озере (гл. 12) коэффициент турбулентной диффузии в горизонтальном направлении может быть значите- льно болыше, чем в вертикальном. Дисперсия. ‚Дисперсия — это процесс смещения, происходящий при про- хождении флюида через пористую среду. Если идеальный индикатор (т.е. ве- щество, которое не взаимодействует с твердыми фазами, а только перено- сится растворителем) быстро нагнетается ("мгновенный импульс") в сква- жину 1 (рис. 2.3), а контроль за его концентрацией ведется в скважинах 2 — 4, то изменение последней во времени будет приблизит ельно таким, как по- казано на рис. 2.3. При этом наблюдаются два эффекта: 1) резкий пик кон- центрации индикатора в скважине 1 становится диффузионным (и его макси- мальная величина снижается); 2) индикатор наблюдается также в скважинах, не находящихся непосредственно ниже по течению потока от нагнетательной скважины, Первый эффект называется продольной дисперсией, второй — по- перечной. Продольную дисперсию можно объяснить различной скоростью во- ды в более крупных и менее крупных порах, различной длиной пути в поро- вых системах или различной скоростью раствора в центре поры и на ее кра- ях (рис. 2.4). Поперечная дисперсия может быть вызвана (даже в отсутствие турбулентности) сетью путей через поры или трещины в водоносном горизон- те (рис. 2, 5). Поскольку дисперсия зависит от геометрии пор или трещин, она обычно различна в разных направлениях. Хотя дисперсия рассматривается качественно, нет единого мнения относительно того, Чтб отражают числовые Значения ) (т.е. коэффициента дисперсии) в конкретной системе водоносных горизонтов,