! 372 
Глава 14
ментальным данным. Тогда выводы на основе такой модели о реакциях и
потоках могут быть ошибочными. По мере расширения наших знаний © ки-
нетике появляется возможность снизить количество подбираемых парамет-
ров и, следовательно, приобрести уверенность, что модель является реалис»
тическим описанием природной системы,
Модели для нестащионарнозо состолния. В примерах, приведенных выше,
рассматривались решения уравнения (14.1) только для стационарных систем,
Модели для стадионарного состояния обычно адекватно описывают такие при-
родные процессы, как диагенез, но явно не подходят для описания непродол-
жительных изменений, связанных с деятельностью человека, особенно с за-
хоронением промышленных стоков . Дифференциальные уравнения, описываю-
щие некоторые нестационарные системы, можно проинтегрировать аналити-
чески [ 222, 180, 218], но обычно эти уравнения бывают слишком сложными,
и для их решения требуется использование численных методов, например ме-
тода конечных разностей,
Инфильтрация через ненасыщенные почвы. Датт и др. [ 95] описали
серию программ, имитируюшщих физические процессы движения и химическую
эволюцию воды в ненасышенных почвах. Программы были предназначены для
возделываемых почв в относительно засушливых районах западной части США;
их применимость к Другим средам в достаточной степени не проверялась, Вво-
димые данные, которые требуются для программы, моделирующей движение
воды, включают физические свойства почвы типа пористости и проницаемос»
ти, распределение корней в почвенной зоне, потребление воды отдельными
растениями, первоначальное распределение влаги в почве и последующее ее
поступление за счет осадков или поливов. На основании этой информации и
общего уравнения течения жидкостей можно имитировать вертикальное движение в0-
ды через почву. Исключительно важным является влияние транспирации (уда»
ление воды растениями из почвы ниже уровня земли), поэтому, вероятно, бес»
смысленно моделировать химический состав почвенной воды в сухом клима*
те без такой программы.
Химическая модель рассматривает процессы дисперсии и катионного об-
мена, установление равновесия с кальцитом, возможное осаждение гипса,
взаимные превращения соединений азота и поглошение соединений азота кор-
нями растений, Способ рассмотрения каждого процесса в программе зависит
от предполагаемой скорости процесса по сравнению со скоростью движения
воды через почву:
1. Движение воды предполагается быстрым по сравнению с молекуляр-
ной диффузией. Поэтому молекулярная диффузия игнорируется, но диспер-
сия (гл. 1) рассматривается,
2. Катионный обмен, установление равновесия с кальцитом и осажде-
ние гипса (если раствор становится пересышенным} предполагаются быстры-
ми по сравнению со скоростью движения воды. Все эти процессы описывают-
ся уравнениями химического равновесия,
3, Трансформация соединений азота предполагается медленной по срав-
нению со скоростью движения воды. Эти процессы описываются эмпиричес»
кими кинетическими уравнениями,