Розглянуто історію грунтознавства, походження земної кори та грунтоутворювальних порід, роль різних груп живих організмів в утворенні грунтів, механічний склад, структуру грунтів, загальні фізичні властивості, родючість грунтів. Описано основні властивості грунтів, їх функціональні особливості (водний, тепловий, повітряний режими тощо).

За допомогою методу математичного моделювання проаналізовано можливості інвентаризації радіоактивного забруднення грунтів відчуження методом гамма-каротажу свердловин за наявності їх поверхневого забруднення.

Розглянуто вплив на нестаціонарний розподіл температури вологого грунту та на темп нагріву рідкої фази зрідженого вуглеводневого газу (ЗВГ) в геотермальному регазифікаторі фазових переходів вологи, що міститься в ньому.

За допомогою методу термодинамічного моделювання розроблено модель рівноважного розподілу важких металів у системі грунт - грунтово-поглинаючий комплекс. Одержано дані про міграційні форми важких металів із неорганічними компонентами грунтового розчину.

Отмечено, что автоматизированная система (АС) предназначена для оснащения лабораторий исследования грунтов, ее можно использовать на любом типе оборудования. АС выполнена на базе датчиков перемещения и пьезоэлектрических двигателей и используется для дистанционного снятия, обработки и передачи информации и для определения характеристик исследуемой почвы. Результаты испытаний накапливаются в электронном виде и представляются в табличной (формат .txt или .xls с экспортом в программу Excel) или графической форме.

Досліджено процеси поширення радіоактивних домішок у грунті з урахуванням його складної структури та процесів сорбції-десорбції. Одержано розрахункові моделі визначення кількості радіоактивного забруднення, що досягає водоносні горизонти за певний проміжок часу.

Наведено результати досліджень теплофізичних властивостей (коефіцієнта теплопровідності та питомої теплоємності) грунту залежно від температури та вологовмісту.

Запропоновано нові математичні моделі неусталених процесів дифузії, які відбуваються в багатокомпонентних (у тому числі грунтових) середовищах, що вміщують довільно орієнтовані у просторі тонкі включення або тріщини. Їх сформульовано у вигляді нових класів початково-крайових задач для рівнянь параболічного типу з неоднорідними умовами спряження. З метою знаходження наближених узагальнених розривних розв'язків розглянутих задач побудовано обчислювальні алгоритми підвищеного порядку точності. Одержано оцінки похибок наближених узагальнених розв'язків, одержаних за допомогою різницевої схеми Кранко - Ніколсона та розривних функцій за методом скінченних елементів (МСЕ). З використанням розроблених обчислювальних алгоритмів та засобів об'єктного програмування створено автоматизований комплекс НАДРА. Проведено обчислювальні експерименти, які підтверджують ефективність запропонованих алгоритмів.

Вивчено магнітні властивості типоморфних грунтів України з метою визначення можливого внеску грунтового покриву у формування локального аномального магнітного поля під час проведення геологорозвідувальних робіт, а також для розв'язання задач екології мегаполісів, інтенсифікації аграрних і грунтознавчих досліджень. Розглянуто сумарну й ефективну намагніченості, охарактеризовано їх складові для чорноземів вилугуваних, типових, звичайних, південних, сірих лісових, каштанових, дерново-підзолистих і лучних грунтів Полісся, Лісостепу, Степу, Сухого Степу України. Наведено вертикальні та латеральні розподіли педомагнітних параметрів. Виявлено їх суттєву диференціацію у грунтових генетичних горизонтах та за різних ландшафтних ситуацій. Розраховано значення ефективної намагніченості для досліджених грунтів. Розглянуто можливий внесок грунту у формування локального аномального магнітного поля. Виявлено, що техногенна складова мегаполісів обумовлює підвищення магнітної сприйнятливості грунтів, яку можна успішно використовувати в екомагнітних дослідженнях. Наведено приклади застосування педомагнітинх даних в агрономії та грунтознавстві, а також під час проведення детальних пошукових робіт.

Вперше на підставі системних досліджень похованих під Траяновими валами грунтів, а також утворених на них нових грунтах виявлено особливості еволюції грунтового покриву території Придністров'я. Встановлено, що 2 500 - 3 000 років тому клімат у даному регіоні змінився від степового аридного до лісового (лісостепового) більш вологого з відповідними часовими змінами рослинності - від степової (лучно-степової) до лісової (лісостепової). З'ясовано, що у період насипання земляних валів у грунтовому покриві превалювали чорноземні грунти, у сучасний період на даній території переважають опідзолені, переважно сірі лісові. Виявлено, що показники похованих під Траяновими валами грунтів мають істотні відмінності у порівнянні з сучасними грунтами, які розвивалися на денній поверхні. З'ясовано, що характерними особливостями палеогрунтів є їх менша кислотність, вищий вміст обмінних катіонів, особливо обмінного кальцію та більший ступінь насиченості основами. Виявлено, що вміст гумусу у похованих грунтах, за результами його перерахунку з урахуванням процесів діагенезу, перевищує такий для сучасних відмін. Виділено поховані грунти та морфолого-морфометричні особливості структури профілів.

Досліджено техногенні аномалії та встановлено, що їх нижня межа для даної території простежується до глибини 35 см. Розглянуто геохімічні та мінералогічні перетворення порід вуглевидобутку, встановлено стадії їх перетворення та доведено здатність геологічного середовища до геохімічної автостабілізації. Визначено, що межею геохімічної автостабілізації є фон таксономічної одиниці зони гіпергенезу.

  Скачати повний текст

Розроблено пакет програм і досліджено стаціонарні процеси міграції екологічно небезпечної речовини - цезію-137 у шарі грунту, утвореному монокристалами доломіту, з метою оцінки захисних здатностей мінералу та прогнозування захищеності грунтових вод від радіаційного забруднення. Продемонстровано розподіли концентрацій цезію-137 у структурних елементах шару та потоків агресивної речовини через задані перерізи. Проаналізовано одержані сумарні концентрації та потоки цезію-137, усереднені за шириною.

На основе изучения закономерностей распределения токсичных элементов в почвенных отложениях техногенно загрязненных территорий Украины, а также результатов экспериментальных и аналитических работ выбраны геохимические показатели, характеризующие экологическое состояние почв. Разработана структура банка данных информационно-справочной системы эколого-геохимической информации. Предложена методика построения эколого-геохимических карт с использованием технологии автоматизированной информационной системы.

Розглянуті моделі міграції масообміну речовин (радіонуклідів) є системою неоднорідних диференціальних рівнянь у повних і частинних похідних, що описують неусталений одномірний процес пересування речовин у приповерхневому шарі грунтів і нижче за нього з урахуванням реальних факторів і механізмів. Це - сорбція та десорбція, розпад, кореневе поглинання підземного стоку, поверхневий змив, дефляція, трансформація. Враховано також різні зовнішні джерела масообміну через атмосферні опади, зрошення, збір урожаю, опади рослин, фауну, пожежі, внесення добрив і відходи. По-новому висвітлено сорбційно-десорбційні явища, кореневе поглинання речовин, поверхневий змив, фіксацію речовин після сорбції. У вигляді функцій в моделях розглянуто об'ємні концентрації (радіоактивності) речовин для всього грунту, водного рідкого розчину, твердої фази, які знаходяться у водообмінних і фіксованих формах (паливній, конденсованій, сорбованій).Ці моделі реалізовано за розробленою програмою обчислень і апробовано для забруднених грунтів зони відчуження Чорнобильської АЕС.

Рассмотренные модели миграции массообмена веществ (радионуклидов) представляют собой систему неоднородных дифференциальных уравнений в полных и частных производных, описывающих неустановившийся одномерный процесс передвижения веществ в приповерхностном слое почв и грунтов и ниже его с учетом реальных факторов и механизмов. Это - сорбция и десорбция, распад, корневое поглощение подземного стока, поверхностный смыв, дефляция, трансформация. Учтены также разные внешние источники массообмена за счет атмосферных осадков, орошения, сбора урожая, опада растений, фауны, пожара, внесения с удобрениями и отходами. По-новому освещены сорбционно-десорбционные явления, корневое поглощение веществ, поверхностный смыв, фиксация веществ после сорбции и др. В виде функций в моделях принимаются объемные концентрации (радиоактивности) веществ для всего грунта, водного жидкого раствора, твердой фазы, находящихся в водообменных и фиксированных формах (топливной, конденсированной, сорбированной). Эти модели реализуются согласно разработанной программе вычислений и апробированы для загрязненных грунтов зоны отчуждения Чернобыльской АЭС.

The considered models of migration mass transfer substances (ra- dionuclid) represent a system of non-uniform differential equations in complete and private (individual) derivative, describing by unsteady one-measured process of movement substances in near surface a layer ground and below its in view of the real factors and gears. It is sorption and desorption, desintegration, root absorption underground of flovind, surface wash, deflation, transformation. Different external sources of mass transfer at the expense of atmospheric precipitation, artificial irrigation, tax of a crop, fall of plants, fauna, fire, entering with fertilizers and wastes are discounted also. On new fixing of substances after sorption and other are covered soptions-desorptions of the phenomenon, the root absorption of substances, surface wash. In a kind of functions in models volumetric concentration (radio-active) substances for whole a ground, water liquid solution, firm phase, located in waterexchange and fixed forms (fuel, condensed, sorption) are accepted. These models will be realized (sold) according to developed by programs of calculations and approve for polluted ground of a zone of alienation Chernobyl APS.

На основании удельной свободной энтальпии установлены зависимости внутрипорового равновесного и неравновесного массообмена исследуемого вещества между твердым минеральным скелетом и жидким водным раствором грунтов. Полученные зависимости, наряду с конвективным переносом, корневым поглощением, распадом, трансформацией и другими процессами являются одними из главнейших механизмов водной миграции веществ в геологической среде, в частности радионуклидов в почвогрунтах зоны аэрации. Предложены новые формулы расчета сорбционных параметров, которые сопоставляются с традиционными представлениями.

Достовірне вивчення стану грунтів у геологічному середовищі базується на використанні детермінованих законів (механізмів) водної міграції речовин, що являють собою математичні функціональні залежності їх зовнішнього і внутрішнього масообміну та просторово-часового пересування. Складність цих законів визначено перш за все фізико-хімічними властивостями грунтів, які залежать від різних факторів, вплив яких іноді недостатньо вивчено. Щоб оцінити діапазон придатності законів, рекомендовано попередньо оцінити прийняті передумови (допущення) за допомогою різних критеріїв (показників), в тому числі загальновідомих критеріїв подібності. Пропонуються лише основоположні, ефективність яких підтверджено досвідом досліджень.

Для прогнозних розв'язків висхідних рівнянь нелінійного вологопереносу в насичено-ненасичених водою грунтах необхідні параметри, які визначаються з контрольованою точністю, у вигляді залежностей об'ємного вологовмісту та коефіцієнтів вологопереносу від усмоктувального тиску. Первинні дослідні дані про них, зокрема об'ємний вологовміст, зазвичай представлені у вигляді дискретних значень у спеціальних таблицях або формулах. Для використання їх в обчисленнях такий масив висхідних дискретних значень замінюється (апроксимується) спеціальними математичними функціями. Відомими є прості експоненціальні функції, які зручні для обчислювальних операцій, але мають ряд недоліків (не відображають фізичної суті вологопереносу, їх похибки попередньо не контрольовані та ін.). Запропоновано нові математичні апроксимації у вигляді дещо ускладнених аналітичних формул, але позбавлених зазначених недоліків і призначених для реалізації концепції оптимістичних і песимістичних прогнозних рішень, що розробляються.

Розглянуто можливості та особливості запропонованої методики розв'язування скінченнорізницевим методом на сучасних цифрових комп'ютерах одно- і двовимірних, а також вісесиметричних профільних прогнозних задач у разі спільних фільтрації та нелінійного вологопереносу у неоднорідних грунтах з урахуванням початкових і граничних умов I, II, III роду. Розв'язано серію задач, що підтвердило ефективність рекомендованих явних ітераційних формул і кількість контрольованих циклів ітераційних дій, які гарантують необхідну точність прогнозних розв'язків типових гідрогеологічних задач.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д491.04

Рубрики:

Склад і інженерно-геологічні властивості ґрунтів

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ