вода (Uстр.). Механічна зв'язок не є специфічною, оскільки утримувана вода мало відрізняється за своїми властивостями від вільної. Оцінка її змісту представляє особливий інтерес для процесів очищення води від забруднень так як, в основному, ця категорія води бере участь у процесі фільтрації через шар торфу. Експериментально встановлено, що вміст Uфх. доходить до 2,5-6,5% від загального обсягу води в торфі, Uвнк.- До 8-30%, Uімм.-до 6-10%, Uстр.-до 3-31% і Uкап.- До 40-85% [2].
Капілярна вода в торфі (Uкап.) припускає той же фізичний зміст, що й в осадових гірських породах і в грунтах. Це вода, утримувана в порах, тріщинах капілярними силами (перехідна між зв'язаною і вільною водою). Зазвичай до капілярної воді відносять воду, що заповнює капілярні пори з діаметрів менше 1 мм. За розмірами капілярні пори поділяють на 3 групи:
. Сверхкапіллярние (пори розміром більше 500 мкм);
. Капілярні (пори 500-0,2 мкм);
. Субкапіллярние (пори менш 0,2 мкм).
За сверхкапіллярним порах і тріщинах відбувається вільний рух води під впливом сили тяжіння і напірного градієнта, по капілярних - при значній участі капілярних сил. Породи з субкапіллярнимі порами і тріщинами (глини, глинисті сланці і ін.) Є практично непроникними для рідин. Капілярна вода (власне капілярна) передає гідростатичний тиск, проте вона в загальному випадку не пересувається під дією сили тяжіння і по ряду своїх властивостей істотно відрізняється від вільної гравітаційної води. Зокрема, вона не замерзає при температурі нижче 0 ° С, а в найбільш дрібних порах тонкодисперсних порід (глини, суглинки) капілярна вода заме?? зает при температурі нижче - 12 ° С.
У торфі важко чітко визначити зміст капілярної води. Це пов'язано з тим, що капілярами в торфі є пори між гранично набряклими асоцоатами. Тому картина капілярних явищ тут істотно ускладнюється, і висота, до якої піднімається вода в колонці торфу в жодному разі не є однозначним відображенням тільки одних капілярних сил. У зв'язку з цим визначення капілярної води має відносний характер. Ця вода розміщується у великих порах і сполучених осередках торфу [2]. Нині зміст капілярної води в торфі знаходять по різниці між величиною повної вологоємності і кількістю нерухомою (пов'язаної) води, яка визначається методом негативною адсорбції індикатора [3]. Слід зазначити умовність одержуваних результатів, тому що не виконується основна передумова методу негативною адсорбції - Нерозчинність цукру в зв'язаній воді торфу.
На малу рухливість води в торфі в порівнянні з мінеральними грунтами вказує відношення загальної пористості до активної (тобто ступінь рухливості вологи), яке змінюється в межах 1,7-2,0. Це пояснюється значною кількістю в ньому нерухомою води до якої відносять [3] фізико-хімічно зв'язану, внутрішньоклітинну, іммобілізованих і структурно-захоплену.
Фільтрація води в торфі ускладнена особливостями його структури, що приводять до постійної участі в закінчення рихлосвязанной (плівковою) води. Режим течії такої води в гідрогеології підучив назва в'язкопластичного [5], характерного для тонко дисперсних середовищ з субкапіллярнимі порами і значною кількістю фізично зв'язаної води (слабопроницаемих глинисті грунти). У режимі в'язкопластичного руху має місце відхилення від основного закону фільтрації - закону Дарсі при малих значеннях гідравлічного напору. Це аномалія особливо швидко наростає при порівняно невеликому ущільненні торфу під впливом механічного навантаження величиною 30-60 КПа. Зростання навантаження супроводжується істотною зміною макроструктури торфу, пов'язаним зі зменшенням пір, зміною їх форми, через деформування і відносного зсуву елементів легкорухливою каркаса.
До ущільнення торфу фільтрація води через наявність великих пір найчастіше протікає без аномалій за законом Дарсі [3].
електрокінетіческій фільтрація вода торф
де: Vф - обсяг профільтрувалась рідини; Кф - коефіцієнт фільтрації, м/год; S - переріз фільтрації, м2; t - час фільтрації, год; J - гідравлічний градієнт напору (безрозмірна величина).
У ході ущільнення може наступити такий момент, коли торф стає проникним тільки лише при певному значенні J, що перевищує так званий початковий градієнт напору J °. Експериментально встановлено, що в сильно ущільненому і диспергованому торфі значення початкових градієнтів напору можуть доходити до 15 і більше. В області малих тисків між коефіцієнтами фільтрації Кф і пористості торфу e спостерігається експоненціальна залежність [2].
Kф=Кфexp [-aф (ен-е)]
де: Kф і ен - початкові (до ущільнення) значення коефіцієнтів відповідно фільтрації і пористості торфу; a ф - коефіцієнт, що характеризує зменшення водопр...
