ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Σχετικά έγγραφα
Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

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

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

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

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 6 Αλληλεπίδραση ρύπων με το έδαφος

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 8 Τεχνολογίες αποκατάστασης υπεδάφους

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 6 Αλληλεπίδραση ρύπων με το έδαφος

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

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

Το πρόβλημα. 15m. ταμιευτήρας. κανάλι

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική. Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 4 Υπόγεια Ροή

Θερμοδυναμική - Εργαστήριο

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 4 Υπόγεια Ροή

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Αλληλεπίδραση ρύπων εδάφους

Αρχές μεταφοράς ρύπων

Αστικά υδραυλικά έργα

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

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 6: Διάχυση. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Αποκατάσταση Ρυπασμένων Εδαφών

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Φυσικοχημεία 2 Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 2 η : Αγωγή Μονοδιάστατη αγωγή

ΠΕΡΙΓΡΑΦΙΚΗ και ΕΠΑΓΩΓΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Οικονομετρία. Συστήματα συναληθευουσών εξισώσεων Το πρόβλημα της ταυτοποίησης. Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης. Διδάσκων: Λαζαρίδης Παναγιώτης

Περιβαλλοντική Χημεία

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 6 : Διάσταση των ουσιών σε υδατικά διαλύματα. Ζαγγανά Ελένη Σχολή : Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

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

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Μεθοδολογία Διαγνωστικής Μελέτης

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Στατιστική Επιχειρήσεων Ι

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΠΕΡΣΕΦΟΝΗ ΠΟΛΥΧΡΟΝΙΔΟΥ ΤΜΗΜΑ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΤΕ

ΔΗΜΟΣΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ Ι

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Πιθανότητες. Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Κωνσταντίνος Μπλέκας

Διαδικασίες Υψηλών Θερμοκρασιών

Διαδικαστικός Προγραμματισμός

Ρύπανση Υδάτων και Εδαφών

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Άσκηση από διαγώνισμα

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΤΗΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 2: Αγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

Θεμελιώσεις. Ενότητα 2 η : Καθιζήσεις. Δρ. Εμμανουήλ Βαϊρακτάρης Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε.

Εργαστήριο Εδαφομηχανικής

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Οικονομετρία. Απλή Παλινδρόμηση Βασικές έννοιες και τυχαίο σφάλμα. Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης. Διδάσκων: Λαζαρίδης Παναγιώτης

ΠΕΡΙΓΡΑΦΙΚΗ και ΕΠΑΓΩΓΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ. Διδακτική Φυσικών Επιστημών στην Προσχολική Εκπαίδευση

Yδρογεωχημεία Αναλυτική Γεωχημεία Ενότητα 5: Εισαγωγή εργαστηριακών ασκήσεων

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Χημική Τεχνολογία. Εργαστηριακό Μέρος

Στατιστική Επιχειρήσεων Ι

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 3: ΑΤΕΛΕΙΕΣ ΔΟΜΗΣ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ. Ενότητα 6: Κωδικοποίηση & Συμπίεση Εικόνας

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

3 η ΕΝΟΤΗΤΑ Συναρτήσεις στο MATLAB

Υδραυλικά & Πνευματικά ΣΑΕ

Εκτίμηση Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων

Transcript:

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Μ. Πανταζίδου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια ΕΜΠ Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό Μεταφορά λόγω διάχυσης

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Crativ Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειες χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Mεταφορά διαλυμένου ρύπου σε κορεσμένο έδαφος: Μαθηματική περιγραφή Βασικό ερώτημα: Πού θα πάει ο ρύπος; Παρουσίαση 1 από 4 Μεταφορά λόγω διάχυσης 1

Κύριος στόχος παρουσίασης Γιατί ασχολούμαστε εδώ με τη διάχυση μόνον; για διδακτικούς σκοπούς κυρίως Για τις μερικές διαφορικές εξισώσεις που περιγράφουν τη μεταφορά ρύπου που είναι διαλυμένος στην υδατική φάση κορεσμένου εδάφους, στόχος είναι να καταλάβουμε: πώς προκύπτουν; - ισοζύγιο μάζας ρύπου τι εκφράζουν; - με ποιον όρο/ποια παράμετρο περιγράφεται ο κάθε μηχανισμός που συμβάλλει στη μεταφορά;

Τέσσερα μεγέθη που αποτιμούν σοβαρότητα ρύπανσης Συγκέντρωση ρύπου σε εδαφικό δείγμα (στην Περιβαλλοντική Γεωτεχνική, σπανίως έχουμε χημικές αναλύσεις από εδαφικά δείγματα σε κορεσμένο έδαφος) C Αέδαφος = συνολική μάζα ρύπου Α / μάζα ξηρού εδάφους Συνολική μάζα ρύπου στη ρυπασμένη περιοχή Συγκέντρωση ρύπου στο υπόγειο νερό NEW! C Αw = μάζα διαλυμένου ρύπου Α / όγκος νερού πόρων Ροή μάζας ρύπου J = Μάζα διαλυμένου ρύπου Α / (χρόνος επιφάνεια*) * ροή 3

Ροή μάζας λόγω διάχυσης, διάλυμα 1 ος Νόμος του Fick (εμπειρικός) Μάζα που διαχέεται* ανά επιφάνεια, χρόνο C J D J = ροή μάζας [M/L T] d ds J C = συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας (ρύπου) [M/L 3 ] D δ = συντελεστής διάχυσης (σε υδατικό διάλυμα) [L /T] ασφαλής εκτίμηση: 10-9 m /s * Σχόλιο ορολογίας: εδώ απολύτως σωστό αφού ο μόνος μηχανισμός της μεταφοράς είναι η διάχυση 4

Εξίσωση μεταφοράς λόγω διάχυσης, διάλυμα (1D) Ισοζύγιο μάζας στον όγκο αναφοράς (διάλυμα) J d Διαφορά μάζας στον όγκο = Εισερχόμενη ροή μάζας - Εξερχόμενη ροή μάζας αναφοράς dds σε χρόνο dt μέσω επιφάνειας ds μέσω επιφάνειας ds J ds J d C t d ds J ds J dds dds J J C t D C ος νόμος Fick J D C 1 ος νόμος Fick 5

Εξίσωση μεταφοράς λόγω διάχυσης, έδαφος χωρίς ρόφηση (1D) 1 ος C Νόμος Fick (έδαφος): J Dn Σχόλια για την εμφάνιση & τις τιμές των παραμέτρων πορώδες, n: ροή μάζας μέσω απομειωμένης επιφάνειας ενεργός συντελεστής διάχυσης, D D δ : διάχυση δυσκολότερη σε νερό των πόρων σε σχέση με διάλυμα D = D δ ω, ω = 0.01 0.5 άμμοι έως και: ω=0.7 ος Νόμος Fick (έδαφος, χωρίς ρόφηση) Διαφορά διαλύματος-εδάφους: στο έδαφος, το ισοζύγιο μάζας εκφράζεται θεωρώντας διαφορά μάζας ρύπου σε όγκο αναφοράς n d ds C t D C 6

Εξίσωση μεταφοράς λόγω διάχυσης, έδαφος με ρόφηση (1D) Ισοζύγιο μάζας με ρόφηση Διαφορά διαλυμένης μάζας + Διαφορά μάζας = Εισερχόμενη - Εξερχόμενη στον όγκο διαλύματος ροφημένης ροή μάζας ροή μάζας (του όγκου αναφοράς) στη μάζα έδαφους μέσω ds μέσω ds = n d ds (του όγκου αναφοράς) σε χρόνο dt = ρ d d ds σε χρόνο dt J d ds J J d C t Aw ndds C t As dds d J dds Διαφορά ροφημένης μάζας C t As d d ds C t Aw K p d d ds 7

Εξίσωση μεταφοράς λόγω διάχυσης, έδαφος με ρόφηση (1D) ΠΑΥΣΗ! Ποια κεφαλαιώδης παραδοχή είναι «κρυμμένη» στην αντικατάσταση του όρου με τη συγκέντρωση του ροφημένου ρύπου από τον όρο με τη συγκέντρωση του διαλυμένου ρύπου; C t As d d ds C t Aw K p d d ds Η ισορροπία μεταξύ υδατικής φάσης και στερεάς φάσης επέρχεται στιγμιαία. Αλήθεια; Τότε γιατί το κάνω; Βεβαίως και όχι. Για να έχω μία μόνο μεταβλητή. Σημείωση: θα δούμε σε επόμενες παρουσιάσεις (α) εναλλακτική (πιο περίπλοκη) προσέγγιση και (β) επιπτώσεις αυτής της παραδοχής (δηλ. διαφορά παρατηρήσεων προβλέψεων) 8

Εξίσωση μεταφοράς λόγω διάχυσης, έδαφος με ρόφηση (1D), συν. Ισοζύγιο μάζας με ρόφηση ος νόμος Fick με ρόφηση Συντελεστής υστέρησης, R D D C D t C * *, H ρόφηση απομειώνει τον συντελεστή διάχυσης & καθυστερεί την εξάπλωση του ρύπου ds d C nd ds d K t C ds nd t C d p 1 C D n K t C d p n K R p d 1 9

Λύση της εξίσωσης μεταφοράς λόγω διάχυσης (1D) για αρχικά καθαρό πεδίο παντού πλην της πηγής: C = 0 > 0, t = 0 για πηγή σταθερής συγκέντρωσης C o που επιβάλλεται στον χρόνο t = 0 C(, t) Co rfc Dt D = D, D *, ανάλογα με την περίπτωση rfc = συμπληρωματική συνάρτηση σφάλματος (από πίνακα ή EXCEL) a rf = συνάρτηση σφάλματος rf a ( ) d 0 rfc( a) 1 rf ( a) rf ( a) rf ( a) rfc( a) 1 rf ( a) 1 rf ( a) 11 rfc( a) rfc( a) 10

Τιμές της συνάρτησης σφάλματος. α rf(α) rfc(α) α rf(α) rfc(α) 0 0 1.0 1.1 0.88005 0.119795 0.05 0.05637 0.94368 1. 0.910314 0.089686 0.1 0.11463 0.887537 1.3 0.934008 0.06599 0.15 0.167996 0.83004 1.4 0.9585 0.047715 0. 0.703 0.77797 1.5 0.966105 0.033895 0.5 0.7636 0.73674 1.6 0.976348 0.0365 0.3 0.3867 0.671373 1.7 0.983790 0.01610 0.35 0.37938 0.60618 1.8 0.989091 0.010909 0.4 0.4839 0.571608 1.9 0.99790 0.00710 0.45 0.47548 0.54518.0 0.9953 0.004678 0.5 0.50500 0.479500.1 0.99701 0.00979 0.55 0.56333 0.436677. 0.998137 0.001863 0.6 0.603856 0.396144.3 0.998857 0.001143 0.65 0.6409 0.357971.4 0.999311 0.000689 0.7 0.677801 0.3199.5 0.999593 0.000407 0.75 0.711156 0.88844.6 0.999764 0.00036 0.8 0.74101 0.57899.7 0.999866 0.000134 0.85 0.770668 0.933.8 0.99995 0.000075 0.9 0.796908 0.0309.9 0.999959 0.000041 0.95 0.80891 0.179109 3.0 0.999978 0.0000 1.0 0.84701 0.15799 11

Ερώτηση κατανόησης (του φαινομένου της διάχυσης) Για τις ίδιες συνοριακές συνθήκες, η λύση της εξίσωσης μεταφοράς λόγω διάχυσης της προηγούμενης διαφάνειας περιγράφει την εξάπλωση ρύπου (σε 1D): στον αέρα* της ακόρεστης ζώνης σε κορεσμένο έδαφος Σε ποιο μέσο περιμένετε η εξάπλωση του ρύπου να είναι πιο γρήγορη; Γιατί; C(, t) Co rfc *ακριβής λύση για ξηρή ακόρεστη ζώνη ποια η διαφορά όταν S w 0; Dt 1

Παράδειγμα: εξάπλωση ρύπου λόγω διάχυσης σε διάλυμα και σε έδαφος Έστω πηγή σταθερής συγκέντρωσης C o. Πού θα βρίσκεται ο ρύπος σε 100 χρόνια σε διάλυμα (D δ ) και σε έδαφος χωρίς (D ) - με (D * ) ρόφηση; C(, t) Co rfc d K p 1.861 R 1 1 7. n 0.3 D D * D D R 0.7 10 0.0031m 9 m / y Dt / s 0.01m n = 0.3 G s =.65, ρ w = 1 g/cm 3 K p = 1 l/kg = 1 cm 3 /g ρ d = (1-n) G s ρ w = 1.86 g/cm 3 Εκφράζω τα αποτελέσματα ως C(,100)/C o / y 13

Παράδειγμα: εξάπλωση ρύπου λόγω διάχυσης σε διάλυμα και σε έδαφος, συν. Υπολογίζω το όρισμα της συμπληρωματικής συνάρτησης σφάλματος, rfc, για t=100 y και = 1, 5, 10 m και από τον πίνακα διαβάζω τις τιμές της (m) t(y) ΔΙΑΛΥΜΑ ΕΔΑΦΟΣ, R=1 ΕΔΑΦΟΣ, R=7. C/Co C/Co * C/Co D t D t D t 1 100 0.8 ~0.7 0.34 ~0.6 0.9 0. 5 100 1.4 0.05 1.7 0.0 4.5 ~0 10 100.8 ~0 3.4 ~0 9 ~0 υπολογίζω βρίσκω από πίνακα (βλ. επόμενη διαφάνεια) C/C o Απόσταση από την πηγή (m) 14

Τιμές της συνάρτησης σφάλματος. α rf(α) rfc(α) α rf(α) rfc(α) 0 0 1.0 1.1 0.88005 0.119795 0.05 0.05637 0.94368 1. 0.910314 0.089686 0.1 0.11463 0.887537 1.3 0.934008 0.06599 0.15 0.167996 0.83004 1.4 0.9585 0.047715 0. 0.703 0.77797 1.5 0.966105 0.033895 0.5 0.7636 0.73674 1.6 0.976348 0.0365 0.3 0.3867 0.671373 1.7 0.983790 0.01610 0.35 0.37938 0.60618 1.8 0.989091 0.010909 0.4 0.4839 0.571608 1.9 0.99790 0.00710 0.45 0.47548 0.54518.0 0.9953 0.004678 0.5 0.50500 0.479500.1 0.99701 0.00979 0.55 0.56333 0.436677. 0.998137 0.001863 0.6 0.603856 0.396144.3 0.998857 0.001143 0.65 0.6409 0.357971.4 0.999311 0.000689 0.7 0.677801 0.3199.5 0.999593 0.000407 0.75 0.711156 0.88844.6 0.999764 0.00036 0.8 0.74101 0.57899.7 0.999866 0.000134 0.85 0.770668 0.933.8 0.99995 0.000075 0.9 0.796908 0.0309.9 0.999959 0.000041 0.95 0.80891 0.179109 3.0 0.999978 0.0000 1.0 0.84701 0.15799 15

Συμπερασματικά σχόλια Μικρή(;) η εξάπλωση της ρύπανσης λόγω διάχυσης και μόνον ναι, μικρή για έναν ρυπασμένο χώρο σημαντική για άλλες εφαρμογές, πχ για το στρώμα στεγάνωσης πυθμένα ΧΥΤΑ Μετά το πείραμα στην τάξη με τα σοκολατάκια και την επιτόπου δοκιμή με ιχνηθέτες στον χώρο Bordn, βλέπουμε και από τη μαθηματική περιγραφή της μεταφοράς ότι η ρόφηση καθυστερεί την εξάπλωση της ρύπανσης 16

Ευρύτερα σχόλια Τα φαινόμενα παρουσιάζονται ένα-ένα (διάχυση μόνον, διάχυση πρώτα χωρίς ρόφηση, μετά με ρόφηση) αποκλειστικά για εκπαιδευτικούς σκοπούς ρόφηση (όπως και διάχυση) έχουμε πάντα αν ο μηχανικός την αγνοήσει, πρέπει να τεκμηριώσει την απόφασή του η ίδια απαίτηση τεκμηρίωσης ισχύει για κάθε απόφαση πχ απόφαση να αγνοηθεί οποιοδήποτε φαινόμενο που εμπλέκεται στη μεταφορά πρέπει να μπορούμε να εκτιμήσουμε (α) τη σχετική συμβολή του φαινομένου και (β) αν είναι υπέρ της ασφάλειας να αγνοηθεί 17

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στο πλαίσιο του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα ΕΜΠ» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.