Термогідродинамічне моделювання впливу глибинних розломів і каналів дегазації на динаміку підземних вод
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i2.2020.201738Ключові слова:
geological environment, permeability, filtration, migration, modeling, fluids, degassing, dilatency zoneАнотація
Розроблено термогідродинамічну профільну модель вертикального розрізу геологічного середовища підземних вод з урахуванням глибинних активних геодинамічних зон. Такими зонами (швидкої фільтрації і міграції — ЗШФМ) є власне проникні розломи і приурочені до них западини та під западинні канали дегазації. Глибина їх може бути різною, але встановлені й дуже глибокі (понад 7 км). У цих умовах постановка суто гідродинамічної задачі є недостатньою. Необхідно враховувати і тепловий потік, що йде з надр і впливає на гідродинамічні особливості фільтрації. Застосована авторами програма «HYDROTHERM», яку розроблено в Геологічній службі США, дає змогу вирішувати такі завдання. Гідрогеологічну схематизацію модельного вертикального профілю обрано відповідно до його передбачуваного розташування в межах Лівобережжя Київської області, межиріччя Дніпро―Трубіж. Для побудови моделі використано наявні дані щодо розміщення, щільності розподілу на території і характеристикам активності ЗШФМ. Отримано вертикальні розподіли температури і швидкостей потоків флюїдів і з’ясовано глибинний вплив ЗШФМ на їх формування. Підтверджено наявність на глибині 3―7 км при заданих параметрах моделі зони дилатансії, яка характеризується розгалуженням тріщин геологічного середовища. У цій зоні відбуваються стрибкоподібний процес розрядження напружено-деформованого стану порід зі зменшенням глибини, зниження тиску висхідних флюїдів та їх поетапна дегазація. Активізація флюїдних потоків на цих глибинах без попереднього завдання підвищеної проникності на моделі свідчить про участь флюїдів у формуванні зони дилатансіі.
Посилання
Vitovtova, V.M., Shmonov, V.M., & Zharikov, A.V. (2011). Distribution of the pore sizes in the continental crust: inferences from experimental data about permeability. Vestnik Otdelenia nauk o Zemle RAN, 3, NZ6018. doi: 10.2205/2011NZ000148 (in Russian).
Kutas, R.I. (1978). Heat flux field and thermal model of the Earth's crust. Kiev: Naukova Dumka, 147 p. (in Russian).
Shestopalov, V.M. (2014). Hydrodynamic zones and water exchange in the hydrogeological structures. Geologicheskiy zhurnal, (4), 9―26 (in Russian).
Shestopalov, V.M., Lukin, A.E., Zgonnik, V.O., Мakarenko, А.N., Larin, N.V., & Bohuslavsky, А.S. (2018). Essays on Earth degassing. Kiev: Publ. Radioenvironmental Centre, Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine, 632 p. (in Russian).
Hayba, D.O., & Ingebritsen, S.E. (1994). The computer model HYDROTHERM, a three-dimensional finite-difference model to simulate ground-water flow and heat transport in the temperature range of 0 to 1200 °C. U.S. Geological Survey, Water-Resources Investigations Report 94-4045. Reston, Virginia. 85 p.
Kipp, K.L., Hsieh, P.A., & Charlton, S.R. (2008). Guide to the Revised Ground-Water Flow and Heat Transport Simulator: HYDROTHERM, Version 3. Techniques and Methods. 6-A25. U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey. Reston, Virginia. 178 p.
Rojstaczer, S.A., Ingebritzen, S.E., & Hayba, D.O. (2008). Permeability of continental crust influenced by internal and external forcing. Geofluids, (8), 128―139. doi: 10.1111/j.1468-8123.2008.00211.x.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
