Modelowanie transportu substancji podlegających procesom fizykochemicznym i reakcjom chemicznym w strumieniu wód podziemnych

Artykuł zawiera przegląd aktualnych problemów badawczych towarzyszących modelowaniu matematycznemu transportu substancji, które w strumieniu wód podziemnych podlegają procesom fizykochemicznym lub reakcjom chemicznym. Na wstępie omówiono motywy uzasadniające pilną konieczność poszukiwania rozwiązań o charakterze praktycznym oraz odpowiedzi na szereg związanych z nimi fundamentalnych pytań teoretycznych. Następnie przedyskutowano zagadnienia podstawowe dotyczące formułowania modeli matematycznych tych procesów w odpowiedniej skali.W szczególności przedstawiono problemy związane z metodyką przejścia ze skal niższych do wyższych, która z punktu widzenia zastosowań jest najbardziej interesująca. Zaczerpnięty z literatury przykład transportu substancji podlegających sorpcji zilustrował problemy, jakie występują w przypadku zmiany skali. Podobne kwestie dotyczą także sytuacji, w których w strumieniu wody podziemnej zachodzą reakcje chemiczne. Na koniec krótko omówiono wyzwania o charakterze naukowym, jakie stawia modelowanie procesów fizykochemicznych i reakcji chemicznych w strumieniu wód podziemnych.

The article presents an overview of the research problems accompanying the mathematical modelling of reactive transport of substances which undergo physical-chemical processes or chemical reactions in groundwater flow. In the introductory part motives that justify an urgent need for finding practical and theoretical solutions are discussed. There are discussed basic issues concerning formulation of mathematical physics models of these processes in the appropriate scales. In particular, problems arising in up-scaling is illustrated by an example involving process of sorption in groundwater flow, cited from the literature. Similar problems arise also in the presence of chemical reactions in groundwater. The article is concluded with a short overview of scientific challenges set by mathematical modelling of reactive transport in subsoil.