مدل‌سازی نحوه‌ی پراکنش آلاینده‌های محلولِ حاصل از نشتی با میزان متغیر در آب‌های زیرزمینی

نوع مقاله: یادداشت فنی

نویسندگان

دانشکده مهندسی شیمی و نفت - دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

آب یکی از منابع اساسی مورد نیاز بشر است. ممکن است در بعضی مناطق، منابع آب‌های سطحی محدود باشد یا دسترسی به آنها آسان نباشد. در این شرایط می‌توان با حفر چاه، از آب‌های زیرزمینی بهره‌برداری کرد.ٓبا توجه به رشد جمعیت کشور و محدودبودن آب‌های سطحی، شاهد برداشت روزافزون از آب‌های زیرزمینی در نقاط مختلف کشور هستیم. نیاز مستمر به آب آشامیدنی و افزایش روزافزون منابع آلاینده، بررسی دقیق میزان آلاینده‌های ورودی به آب‌های زیرزمینی و مدل‌سازی ریاضی چگونگی پخش آنها را ضروری می‌سازد؛ زیرا اتکا به نمونه‌برداری و انجام آزمایشات در این زمینه، زمان‌بر و مستلزم صرف هزینه‌ی زیاد است. از سوی دیگر، با توجه به محدودبودن تعداد نقاط نمونه‌برداری، می‌توان اذعان داشت که مطالعات بر روی مدل‌سازی ریاضی و تبدیل آن به نرم‌افزار، منجر به صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌یی در زمان، نیروی کار و هزینه می‌شود. در این نوشتار، مدل‌سازی نحوه‌ی پراکنش آلاینده‌های محلول در آب زیرزمینی برای حالتی است که نشر آلاینده از منبع آلودگی به‌مدت ۶ ماه به‌صورت پیوسته و به‌میزان $5000 p‌p‌m$ صورت گرفته و سپس منبع آلودگی قطع شده است. در رابطه‌ی ریاضی مبنای مدل‌سازی، پدیده‌های انتقال آلاینده ــ اعم از نفوذ و انتقال توسط جریان آب زیرزمینی ــ لحاظ شده‌اند و حل معادله به‌صورت عددی و به روش تفاضل محدود انجام شده است. طبق نتایج مدل، چنانچه نشر آلودگی به‌طور مداوم ادامه یابد بیشینه غلظت آلاینده، در محل ورود آن به آب زیرزمینی و برابر با میزان ورودی آن )یعنی $5000 p‌p‌m$( است، در حالی که اگر پس از ماه ششم منبع آلودگی قطع شود، بیشینه غلظت ۲ ماه بعد از قطع آلاینده، در فاصله‌ی ۵۰متری از محل نشت و برابر با $3200 p‌p‌m$ خواهد بود، و نیز ۷ ماه پس از قطع آلاینده میزان آن در فاصله‌ی ۵۰ متری از محل نشت و معادل $370 p‌p‌m$ تخمین زده می‌شود. لازم به ذکر است که ۷ ماه پس از قطع آلاینده، میزان آلودگی در فاصله‌ی ۵۰۰ متری از محل نشت، حدوداً برابر با $50 p‌p‌m$ خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

MODELING DISSOLVED CONTAMINATION DISPERSION IN GROUNDWATER RESULTING FROM A CONTAMINANT SOURCE HAVING NON-CONSTANT LEAKAGE

نویسندگان [English]

  • S. Torkamani
  • J. Shayegan
Dept. of Chemical Engineering and Petroleum Sharif University of Technology
چکیده [English]

Clean water is an essential requirement for human beings. In areas having limited source of water, it is possible to dig wells to reach and supply groundwater. As water consumption is increasing by the population growth,it is essential to study and investigate the groundwater contamination. As it is somehow impossible to have many boreholes in an area it is required to use contamination dispersion modeling to predict and estimate the groundwater contamination at various points and time. Applying modeling will lead to a great deal of savings both in time and investment. Mathematical modeling of dissolved contamination un-steady dispersion in groundwater for the case in which the contaminant source leaks (5000 ppm) only for 6 months and then the leakage has been ceased. The base equation includes contamination transfer via both dispersion and advection; it has also been solved using the finite difference method. In case of having continuous leakage, the maximum contamination concentration occurs beneath the leakage point. After 2 months of leakage cessation, maximum leakage concentration and distance from the source are respectively 3200 ppm and 50 m while after 7 months of leakage cessation, the contamination concentration will be 370 ppm at a distance of 50 m from the point source. Contamination concentration will be 50 ppm at a half of kilometer distance from the point source after 7 months of leakage cessation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • -