Математические и численные модели 373 4. Поглощение соединений азота корнями предположительно пропорцио- нально количеству корней в почве или поглощению воды корнями растений. Эта относительно простая модель довольно успешно предсказала состав почвенной влаги в западной части США. По-видимому, доминируюшими про- цессами, которые контролируют состав главных элементов в почвенной вла»` ге, являются катионный обмен, равновесие с кальцитом и гипсом и эвапотранс- пирация. Влияние более сложных процессов (например, выветривания силика- тов или редокс-реакций, включающих железо и серу) на состав воды в тех почвах, которые изучались с помощью программы, сравнительно невелико, Химический состав движущейся подземной воды. Для отображения различных аспектов Химии подземных вод было написано большое число прог рами. Некоторые из рассмотренных проблем были относительно простыми, например миграция рассеянных радиоактивных элементов, концентрация ко- торых контролируется только адсорбцией и дисперсией, тогда как другие бы» ли направлены на имитацию распределения главных элементов в региональ"” ных водоносных горизонтах. Некоторые модели ограничиваются описанием массопереноса (идентификация и количественная оценка [ 276, 271]) или вре- менем и скоростями реакций [ 64). Так как в настояшее время нет приемлемой модели для описания хими» ческой эволюции подземных вод в некарбонатных водоносных горизонтах, рассмотрим в концептуальном аспекте, как можно создать такую модель и ка кая информация необходима в качестве входных данных, 'Гакая модель должна, видимо, "объяснить" наблюдаемый состав подземных вод и предсказать влия- ние деятельности человека (например, ‚разработки недр или мелиоэративных ра» бот) на качество воды, При разработке такой химической модели обычно пред» полагается, что гидрология системы -— направления потоков и их скорости во всех точках водоносного горизонта — известна, однако предположение это мо- жет оказаться слишком оптимистичным, Первая группа процессов, которые необходимо рассмотреть, — Это про- цессы, происходяшие в почвенной зоне в пределах области питания подземных вод (символ А на рис. 14.6). Моделирование процессов в почвенной зоне обсуже далось в предыдущем разделе, но шкала времени в модели подземных вод (от десятилетий до тысяч лет) отличается от временной шкалы модели для почвен- ной влаги (дни — годы), Химический состав инфильтрационных вод ниже почвен» ной зоны Зависит от количества и распределения атмосферных осадков, особен» но в условиях относительно засушливых климатов, На мелиорируемых землях Чап, с р% о— лото ка о епро, ницаемь,Й 5 оя Рис. 14.6. Идеализированный напорный водоносный горизонт. Значение символов А— —Р см, в тексте.