Оценка глубины проникновения нефтепродуктов в процессе инфильтрации

Неизбежные повреждения магистральных нефтепродуктов, аварийные ситуации с различным нефтяным оборудованием при ее добычи, транспортировке, хранении, переработке приводят к утечке нефти и ее разливу по поверхности грунта и образовании нефтяной пленки. Последующая инфильтрация нефти в глубинные слои приводит к загрязнению поверхностных и подземных вод. Вблизи пром. зон это может стать составной компонентой экол. катастроф. Предпринята попытка оценить глубину проникновения нефтепродуктов при наличии нефтяной пленки на поверхности грунта на основании математической модели процесса инфильтрации. Основные исходные положения при построении математической модели достаточно хорошо известны. Мы рассмотрели капиллярную модель пористой среды. В рамках этой модели среда идеализируется как твердое тело, пронизанное прямолинейными вертикально расположенными капиллярами равной длины с неизменным по всей высоте диаметром. Аналитическое описание рассматриваемого процесса связано с капиллярной силой, силой вязкого трения, силой инерции, веса нефти в капилляре и веса нефти в нефтяной пленке. Такая постановка задачи приводит к необходимости решения дифференциального уравнения второго порядка, где неизвестной функцией является глубина проникновения нефти в грунт. Ввиду нелинейности полученного уравнения не представляется возможным написание явного решения. Вместе с тем, безусловный интерес представляет получение мажорирующей функции для решения задачи. Основная оценка получается с помощью леммы Гронуолла. Поскольку особый интерес представляет величина проникновения в начальный период времени (до 1 суток), полученный в работе результат дает надежную оценку границы инфильтрации нефти в грунт.

Ключевые слова: нефтепродукты, почвы

Дата: 05 октября 2015