ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΡΥΠΑΣΜΕΝΩΝ ΧΩΡΩΝ ΣΧΟΛΙΑ ΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΔΙΝΟΝΤΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

Σχετικά έγγραφα
Παραδείγματα μεταφοράς για εφαρμογές αποκατάστασης & σχόλια. Άντληση και επεξεργασία, φυσική εξασθένηση, διάλυση κηλίδας NAPL, περατά διαφράγματα

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 8 Τεχνολογίες αποκατάστασης υπεδάφους

Το πρόβλημα. 15m. ταμιευτήρας. κανάλι

Τρία ερωτήματα μεταφοράς. Που πρέπει να γίνουν «άσκηση», και να λυθεί η άσκηση για να απαντηθεί το ερώτημα...

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο - Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Περιβαλλοντική Γεωτεχνική - 2 η σειρά ασκήσεων - 25 Οκτωβρίου, 2018

ΚΟΡΕΣΜΕΝΟ ΕΔΑΦΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΡΥΠΟΥ ΛΟΓΩ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ. Σχόλιο: ίδια έκφραση για ροή ρευστού σε αγωγό ή πορώδες μέσο V V

Αρχές μεταφοράς ρύπων

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Άσκηση από διαγώνισμα

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

Όλα τα θέματα είναι ισοδύναμα από άποψη βαθμού. Σύνολο: 10.5 (προβλήματα: 4x2.5=10, κρίση επίτευξης στόχων βλέπε πιο κάτω: 0.5)

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική. Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 4 Υπόγεια Ροή

. Υπολογίστε το συντελεστή διαπερατότητας κατά Darcy, την ταχύτητα ροής και την ταχύτητα διηθήσεως.

Υπόγεια Υδραυλική. 1 η Εργαστηριακή Άσκηση Εφαρμογή Νόμου Darcy

ΠΕΡΑΤΑ ΔΙΑΦΡΑΓΜΑΤΑ (permeable reactive barriers PRBs)

Αρχές ροής υπογείων υδάτων

Υπόγεια ροή. Εξισώσεις (μονοφασικής) ροής Εξισώσεις πολυφασικής ροής

Ρύπανση Υδάτων και Εδαφών

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 6 Αλληλεπίδραση ρύπων με το έδαφος

Υπόγεια ροή. Παρουσίαση 1 από 4: Κατεύθυνση κίνησης υπόγειου νερού. Περιεχόμενα

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιστατικό ρύπανσης και αποκατάστασης υπεδάφους: Αεροδρόμιο Ναυτικής Βάσης στην Καλιφόρνια. (Moffett Field)

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Υπόγεια ροή. Παρουσίαση 3 από 4: Ταχύτητα κίνησης υπόγειου νερού & ρύπου. (Tαχύτητα μεταγωγής)

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 4 Υπόγεια Ροή

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική: Βασικά ερωτήματα (3/10/2016)

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ - ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ

Moντελοποίηση Ανοιχτά Ασκήσεις ερωτήματα προς επίλυση 1

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ασκήσεις

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Απαντήσεις στις ασκήσεις του κεφαλαίου 4 του βιβλίου Χημική Κινητική του ΕΑΠ

Προστασία Υδροφόρων Οριζόντων Τρωτότητα. Άσκηση 1

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

Ακαδημαϊκό έτος ΘΕΜΑ 1. Η κινητική εξίσωση της αντίδρασης Α + Β = Γ είναι: r = k[a] α [B] β

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΙΙΙ. Διάχυση Συναγωγή. Δημήτριος Τσιπλακίδης e mail: dtsiplak@chem.auth.gr url: users.auth.gr/~dtsiplak

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Απόδειξη της σχέσης 3.17 που αφορά στην ακτινωτή ροή µονοφασικού ρευστού σε οµογενές πορώδες µέσο

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Πρόβλεψη εξέλιξης ρύπανσης. Βασικά ερωτήματα: Πού θα πάει ο ρύπος; Πώς θα συμπεριφερθεί; Τι θα απογίνει;

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Σφαιρικές συντεταγμένες (r, θ, φ).

Τεχνική Υδρολογία (Ασκήσεις)

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ- ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ NAVIER STOKES

ΑΣΚΗΣΗ 3. αγωγού, καθώς και σκαρίφημα της μηκοτομής αυτού. Δίδονται :

Επίλυση Παντορροϊκού δικτύου

ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης

Μέθοδοι Αποκατάστασης Ρυπασμένων Χώρων. Τι μπορούμε να κάνουμε για να μειώσουμε τη διακινδύνευση;

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 6 Αλληλεπίδραση ρύπων με το έδαφος

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΗΓΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανολογίας

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ. Περιληπτική θεωρητική εισαγωγή

Το μισό του μήκους του σωλήνα, αρκετά μεγάλη απώλεια ύψους.

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ

Προσδιορισμός φυσικοχημικών παραμέτρων υγρών αποβλήτων και υδάτων

Περιστατικό ρύπανσης και εξυγίανσης υπεδάφους: υπαίθρια αποθήκη υλικού ΔΕΗ. Ασπρόπυργος, Αττική

Υπόγεια Υδραυλική. 5 η Εργαστηριακή Άσκηση Υδροδυναμική Ανάλυση Πηγών

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΤΩΝ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ. Κεφάλαιο 8. Συνεχείς Κατανομές Πιθανοτήτων Η Κανονική Κατανομή

2g z z f k k z z f k k z z V D 2g 2g 2g D 2g f L ka D

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 6. ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ

Τύποι Διαρροών. Κίνηση Ρύπου. Ανίχνευση Ρύπου. Ρύπος. εμείς τι παίρνουμε χαμπάρι με χημικές αναλύσεις δειγμάτων νερού;

Ετερογενής μικροβιακή ανάπτυξη

ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ-ΘΕΩΡΙΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 30 ΛΕΠΤΑ ΜΟΝΑΔΕΣ: 3 ΚΛΕΙΣΤΑ ΒΙΒΛΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Διαρροή αργού πετρελαίου κοντά στην πόλη Bemidji της Μινεσότα

Απόβλητα. Ασκήσεις. ίνεται η σχέση (Camp) :

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΑ

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

Απώλειες φορτίου Συντελεστής τριβής Ο αριθμός Reynolds Το διάγραμμα Moody Εφαρμογές

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΜΑΖΑΣ ΘΕΣΗΣ ΚΕΝΤΡΟΥ ΜΑΖΑΣ ΡΟΠΗΣ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ ΣΩΜΑΤΩΝ

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Ομογενή Χημικά Συστήματα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Ύλη: Ευθύγραμμη Κίνηση

Στο διπλανό σχήμα το έμβολο έχει βάρος Β, διατομή Α και ισορροπεί. Η δύναμη που ασκείται από το υγρό στο έμβολο είναι

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΕΡΓΩΝ»

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.1: ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ) 1ο σετ - Μέρος Β ΘΕΜΑ Β

Ορθή πόλωση της επαφής p n

Αλληλεπίδραση ρύπων εδάφους

Υπόγεια ροή. Παρουσίαση 2 από 4: Νόμος Darcy

Εισαγωγή στις Ετερογενείς Χημικές Αντιδράσεις

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ Ι. κ. ΣΟΦΙΑΛΙΔΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Transcript:

ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΡΥΠΑΣΜΕΝΩΝ ΧΩΡΩΝ ΣΧΟΛΙΑ ΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΔΙΝΟΝΤΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Σχόλια για 1. άντληση με επεξεργασία - Δοκιμασμένη τεχνολογία - Κατ αρχήν κατάλληλη για κάθε είδος ρύπου (μεγάλο εύρος μεθόδων επεξεργασίας βιομηχανικών αποβλήτων) - Προβληματική η απομάκρυνση του ρύπου μέσω άντλησης για ανομοιογενή εδάφη - Πετυχαίνει μείωση της συνολικής μάζας του ρύπου αλλά είναι δύσκολη η επίτευξη επιτρεπτών ορίων - Πρέπει να ληφθεί υπόψη ο συνολικός όγκος του νερού που μπορεί να απομακρυνθεί από τον υδροφορέα - Απαιτούμενος χρόνος: λίγες δεκαετίες Σχόλια για. περατά διαφράγματα - Εκμεταλλεύονται τη φυσική ροή του υπόγειου νερού - Εφαρμόσιμα όταν υπάρχει κατάλληλο υλικό πλήρωσης που μπορεί να αποδομήσει τον ρύπο (ή κατάλληλα εισπιέσιμα πρόσθετα) Παράδειγμα: ρινίσματα σιδήρου είναι κατάλληλα για τριχλωροαιθένιο και εξασθενές χρώμιο, καθώς πετυχαίνουν την αναγωγή αυτών των ουσιών. Επίσης, μπορούμε να εισπιέσουμε μέσα στην περιοχή του περατού διαφράγματος κατάλληλα πρόσθετα για να επιταχύνουμε βιολογικές διαδικασίες: πχ τα πετρελαιοειδή βιοαποδομούνται σε αερόβιες συνθήκες (προσθήκη οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών), αντίθετα το τριχλωροαιθένιο ανάγεται σε αναερόβιες συνθήκες (προσθήκη δότη ηλεκτρονίων και θρεπτικών ουσιών) - Πιθανά απαραίτητη συντήρηση (αν αντιδρά το υλικό πλήρωσης) - Απαιτούμενος χρόνος: λίγες δεκαετίες Σχόλια για 3. παρουσία μη υδατικής φάσης - Η ύπαρξη μη υδατικής φάσης αποτελεί μια σταθερή πηγή ρύπου (ώσπου αυτή να διαλυθεί εντελώς) - Ενδεικτικοί υπολογισμοί, που υποστηρίζονται από πειράματα, δείχνουν ότι ο χρόνος που απαιτείται για να διαλυθεί μια κηλίδα NAP είναι της τάξης των πάρα πολλών δεκαετιών - Για την αποκατάσταση χώρων όπου ο ρύπος βρίσκεται σε μη υδατική φάση, συχνά χρειάζεται να επέμβουμε ξεχωριστά για την αφαίρεση της μη υδατικής φάσης (εκτοπίζοντάς την με εισπίεση ατμού ή εισπιέζοντας τασιενεργές ουσίες που μειώνουν τις τριχοειδείς δυνάμεις και αυξάνουν τη διαλυτότητα) και στη συνέχεια να ασχοληθούμε με το διαλυμένο (+ τον ροφημένο!) ρύπο με τις τεχνολογίες που είδαμε στην επισκόπηση των τεχνολογιών αποκατάστασης. 1

ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΡΥΠΑΣΜΕΝΩΝ ΧΩΡΩΝ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ 1. Εκτίμηση χρόνου απαιτούμενου για απορρύπανση με τη μέθοδο της άντλησης και επεξεργασίας Το πιο κάτω σκίτσο δείχνει ένα υδροφορέα πάχους 10m ρυπασμένο σε μια έκταση 00m επί 0m με μέση συγκέντρωση o = 1000 μg/lt. Θεωρήστε μια απλουστευμένη περίπτωση που η ρυπασμένη περιοχή περιβάλλεται από καθαρό νερό, και ένα εκτεταμένο σύστημα φρεάτων άντλησης (η συμπεριφορά του οποίου μπορεί να προσεγγιστεί με μια συνεχή τάφρο άντλησης) και επεξεργασίας, που δημιουργεί μονοδιάστατη ροή με φαινόμενη (όπως υπολογίζεται δηλαδή από το νόμο του Darc) ταχύτητα ίση με v = 0,70 m/ημέρα. Με αυτά τα δεδομένα υπολογίστε: (α) το χρόνο που θα χρειαστεί για να μειωθεί η συγκέντρωση σε = μg/lt. (β) Πόσος όγκος νερού θα έχει αντληθεί μέχρι τότε; Εκφράστε αυτόν τον όγκο σαν πολλαπλάσιο του συνολικού όγκου των κενών (άρα και του όγκου νερού των πόρων) του υδροφορέα. Χρησιμοποιήστε τις πιο κάτω παραμέτρους: πορώδες n = 0,35, πυκνότητα (ξηρού) εδάφους ρd = 1,6 g/cm 3, συντελεστής διαχωρισμού Κp = 10 lt/kg και συντελεστής διαμήκους μηχανικής διασποράς α = 1m (αγνοήστε τη διάχυση).

ΛΥΣΗ: Θα χρησιμοποιήσουμε την αρχή της επαλληλίας και τη γνωστή εξίσωση μεταγωγής-διάχυσης/διασποράς. Το κόλπο είναι να περιγράψουμε την κίνηση του καθαρού νερού σαν μια πηγή αρνητικής συγκέντρωσης. +o +o Λύση I t Λύση I -o Λύση II Λύση II -o Διάγραμμα συγκέντρωσης στην πηγή, για κάθε t Διάγραμμα συγκέντρωσης στον υδροφορέα, για σταθερό t Αρχή της επαλληλίας Στην πηγή, στο όριο δηλαδή της ρυπασμένης-καθαρής περιοχής: = oi + oii = 0, όπου oi = 1.000 μg/lt, oii = - 1.000 μg/lt Στον υδροφορέα: = I + IΙ, όπου I = oi = 1.000 μg/lt και IΙ = (oii/) erfc Υπολογισμός παραμέτρων: v * t D * t Συντελεστής υστέρησης, R = 1 + (ρd Kp )/n = 1 + (1,6 g/cm 3 10 cm 3 /g)/0,35 = 46,7 Μέση γραμμική ταχύτητα, v= v/n = 0,70 m/ημέρα / 0,35 = m/ημέρα Συντελεστής διασποράς, D= α v = 1m m /ημέρα = m /ημέρα v * = v /R = m/ημέρα / 46,7 = 0,04 m/ημέρα D* = D/R = m /ημέρα / 46,7 = 0,04 m /ημέρα v 100 Έχω ελέγξει πως 100 D κι έτσι κρατώ μόνο τον πρώτο όρο της εξίσωσης (α) = I + IΙ IΙ = -998 μg/lt IΙ / (oii ) = 0,998 = (1/) erfc v * t D * t v * t Αν α = erfc α = 1,996 α -,05 D * t Σημ: Επειδή erfc 1 α αρνητικό, erfc(-α) = erfc(α), erfc(-α) = 1,996=0,004 -α,05 α -,05 3

-,05 = 100 0,04t 0,04t t 3.750 ημέρες 10 έτη (β) όγκος αντλούμενου νερού Vαντλ= Q t = v A t = 0,70 m/ημέρα (0m 10m) 3750 ημέρες = 1.050.000m 3 Σημ: στον υπολογισμό του Vαντλ πολλαπλασιάζω με για να λάβω υπόψη μου τα δύο τμήματα του υδροφορέα, αριστερά και δεξιά από τα φρέατα άντλησης. Είναι επίσης πολύ σημαντικό να προσέξω πως ενώ στον υπολογισμό της ποσότητας νερού που κινείται στο υπέδαφος χρησιμοποιώ την ταχύτητα Darc (ταχύτητα ανηγμένη στην συνολική επιφάνεια μιας διατομής), στον υπολογισμό της μεταφοράς του ρύπου λόγω μεταγωγής χρησιμοποιώ τη μέση γραμμική ταχύτητα (ταχύτητα ανηγμένη στην επιφάνεια των εδαφικών κενών μιας διατομής). Όγκος νερού πόρων Vw = V n = 00m 0m 10m 0,35 = 14.000 m 3 Χρειάζεται να αντλήσουμε όγκο ίσο με 75 φορές το περιεχόμενο του υδροφορέα για να μειωθεί η συγκέντρωση από 1.000 μg/lt σε μg/lt. Αυτό το μεγάλο πολλαπλάσιο είναι μη ρεαλιστικό! 4

. Σχεδιασμός περατού διαφράγματος Πρώτα βρίσκω τη μέση γραμμική ταχύτητα ροής, που είναι απαραίτητη για να υπολογίσω πόσο θα μείνει ο ρύπος μέσα στο διάφραγμα (λύνω το πρόβλημα ροής ή υπολογίζω την κλίση του υδραυλικού φορτίου από καμπύλες ίσου υδραυλικού φορτίου). Πρέπει να ξέρω την υδραυλική αγωγιμότητα, εδώ k = 6 m/ημέρα. Υποθέτω ότι η κατασκευή του διαφράγματος δεν θα αλλάξει σημαντικά τη φυσική κίνηση του υπόγειου νερού. Από το χάρτη της περιοχής (βλέπε επόμενη σελίδα) βρίσκω την κλίση του υδραυλικού φορτίου στην περιοχή που θα κατασκευαστεί το διάφραγμα i = 0,006 = 6ft (διαφορά μεταξύ ισοϋψών) /1000ft (μήκος μετρημένο από το χάρτη με τη βοήθεια της κλίμακας) m 6 0,006 ki m v 0, 1 n 0,35 Μετά πρέπει να βρώ τον απαιτούμενο χρόνο παραμονής του ρύπου μέσα στο διάφραγμα (δηλ. πόσο πρέπει να μείνει ο ρύπος στο διάφραγμα για να αντιδράσει με τους προβλεπόμενους ρυθμούς) Θα θεωρήσω ότι η αντίδραση μπορεί να περιγραφεί σαν υποβάθμιση πρώτης τάξης d dt 0 d t dt ln t0 0 t Όπου 0 είναι η αρχική συγκέντρωση και λ είναι η σταθερά γραμμικής διάσπασης. Ορίζουμε σαν χρόνο ημιζωής (το χρόνο δηλαδή που απαιτείται για να μειωθεί η συγκέντρωση στο μισό, /0 =1/): t1/ = ln / λ Από πειράματα που περιγράφονται στη βιβλιογραφία βρίσκουμε t1/ = 3 h για την αντίδραση του τριχλωροαιθένιου με το σίδηρο μηδενικού σθένους. Άρα η σταθερά γραμμικής διάσπασης είναι λ = ln / 3 = 0.31 h 1 Αρχική συγκέντρωση Επιθυμητή συγκέντρωση =.000 μg/lt = 5 μg/lt ln 5 / 000 = - λ t - 5,99 = -0,31 h 1 t tπ = 5,9 h Τέλος υπολογίζω το ελάχιστο πάχος διαφράγματος για τον απαιτούμενο χρόνο παραμονής m 5,9h v min v t 0,1 0, 11m t 4h / 5

Περατό Διάφραγμα 6

3. Πόσος χρόνος απαιτείται για να διαλυθεί μια κηλίδα NAP; Θεωρώ μια κηλίδα DNAP μήκους = m και πάχους t = 5cm που έχει ακινητοποιηθεί πάνω από ένα χαμηλής περατότητας στρώμα σε βάθος b=5m. Η κηλίδα αποτελεί μια σταθερή πηγή (,=0) = S, όπου S είναι η διαλυτότητα του ρύπου. ροή =0 b υδροδ. μεταφορά διασπορά t Για να μπορέσω να βρω αναλυτική λύση, θα υποθέσω συνθήκες μόνιμης μεταφοράς, με το σκεπτικό ότι η κηλίδα βρίσκεται εκεί για κάποιο σημαντικό χρονικό διάστημα. Επίσης θα υποθέσω ότι η κύρια συνιστώσα μεταφοράς στον άξονα είναι η μεταγωγή, ενώ στον άξονα είναι η υδροδυναμική διασπορά. Με αυτές τις παραδοχές, η εξίσωση διδιάστατης μεταφοράς γίνεται: D v 0 Με την προϋπόθεση ότι έχουμε καθαρό υδροφορέα στα ανάντη της πηγής καθώς και σε άπειρη απόσταση από αυτήν, βρίσκεται λύση (,), δηλ. για το σημείο =. Ολοκληρώνοντας την (,) από = 0 ως = b και διαιρώντας με b, βρίσκουμε τη μέση τιμή της συγκέντρωσης για = από την έκφραση: (, b) S w 1 e w erfc( w), w b D v, D D e v T Πώς θα υπολογίσω πότε θα εξαφανιστεί η κηλίδα; Α. Θα υπολογίσω μέση συγκέντρωση που εξέρχεται από τη ρυπασμένη περιοχή (μάζα ρύπου /όγκο νερού). Β. Θα υπολογίσω ρυθμό απομάκρυνσης (μάζα ρύπου/χρόνο). Γ. Ξέρω τη συνολική μάζα της κηλίδας. Δ. Βρίσκω χρόνο = (μάζα) / (ρυθμός απομάκρυνσης) 7

Υπολογισμός για τις εξής τιμές: Ταχύτητα Darc v=0.001 m/d, πορώδες n = 0.4, συντελεστής διάχυσης στο έδαφος De=0.33 10-4 m /d. Έστω ότι διέρρευσε τριχλωροαιθένιο (TE), άρα S=1100 mg/l. Υπολογίζω D 0.001 v 0.005 m / d 0.4 Υποθέτω a at 0.m, a 4 0. D 0.33 10 0.005 D 0.0000483 m / d 0 1 0 w 5 0.0000483 0.005 1.7 A. Mέση συγκέντρωση στη διατομή κατάντη της κηλίδας w 1 e S w erfc( w) 49mg / l 49 g / m 3 Παροχή νερού (όγκος/χρόνο) που ρέει στη ρυπασμένη ζώνη (για μοναδιαία τρίτη διάσταση): Q=vA=0.001m/d (5m 1m) = 0.005m 3 /d Β. Μάζα TE στον πιο πάνω όγκο νερού = ρυθμός απομάκρυνσης μάζας (ροή μάζας επιφάνεια διατομής ρυπασμένου υδροφορέα = J A = Q ) Q = 0.005 m 3 /d 49 g/m 3 = 0.44 g/d Γ. Μάζα TE στην κηλίδα = [όγκος πόρων] [πυκνότητα TE] MTE = [m 1m 0.05 m 0.4] [1460 kg/m 3 ] = 58.4 kg Δ. Απαιτούμενος χρόνος για να διαλυθεί η κηλίδα = MTE / (Q ) = 58400 g / 0.44 g/d = 655 χρόνια!! 8