Identyfikacja parametrów migracji zanieczyszczeń
w porowatym ośrodku hydrogeologicznym
metodą modelowania eksperymentu kolumnowego
The identification of pollutants migration parameters
in a groundwater porous medium
by the method of the column experiment modelling
Instytut Geografii Fizycznej i Kształtowania Środowiska Przyrodniczego,
Uniwersytet im. Adama Mickiewicza
Celem podjętej pracy było wypracowanie metody, pozwalającej na identyfikację, czyli wyznaczanie wartości, parametrów migracji potrzebnych do prognozowania przemieszczania się zanieczyszczeń w porowatym ośrodku hydrogeologicznym. W trakcie przeprowadzonych badań uwzględniono parametry występujące w matematycznym opisie takich procesów jak: adwekcja, dyfuzja, dyspersja oraz sorpcja.
W pierwszym etapie badań przeprowadzono osiemnaście doświadczeń laboratoryjnych na aparacie nazwanym sorpcjometrem kolumnowym SK-2000. Doświadczenia obejmowały badania migracji wybranych substancji przez próbki gruntu. Badania laboratoryjne przeprowadzono na trzech rodzajach naturalnych gruntów (piasku gruboziarnistym, piasku średnioziarnistym i piasku drobnoziarnistym), przy użyciu trzech różnych roztworów, z których każdy zawierał wybrane jony pełniące funkcję znaczników. Jony chlorkowe traktowano jako znacznik idealny (znacznik ulegający procesom adwekcyjno-dyspersyjnym), natomiast jony litu i jony amonowe, traktowano jako znaczniki sorbowane (znaczniki ulegające procesom adwekcyjno-dyspersyjnym i sorpcji). Dla każdego rodzaju znacznika prowadzono iniekcję roztworu wejściowego metodą skokową i metodą impulsową. W wyniku eksperymentów uzyskano w sumie osiemnaście krzywych przejścia znaczników. Podczas badań rejestrowano parametry takie jak odczyn pH wody, temperatura, natężenie filtracji.
Zarejestrowane doświadczalnie krzywe przejścia znaczników przez grunty były następnie przedmiotem interpretacji, wykonanej metodą numeryczną. W programach Visual MODFLOW Pro v.3.1 i MT3D99 skonstruowano modele, odtwarzające geometrię próbki gruntu i warunki z doświadczeń laboratoryjnych. Wartości parametrów hydrodynamicznych były wprowadzane do modeli na podstawie danych pomierzonych podczas badań laboratoryjnych oraz na podstawie rezultatów badań porozymetrycznych. Wartości parametrów migracji poszukiwano w procesie kalibracji modeli, polegającej na porównaniu obliczonych numerycznie i doświadczalnych krzywych przejścia. Kalibrację modeli numerycznych prowadzono metodą kolejnych przybliżeń, aż do uzyskania założonych kryteriów zgodności.
W wyniku przedstawionej procedury identyfikacyjnej uzyskano wartości parametrów dyspersji hydrodynamicznej i parametrów sorpcji. W celu weryfikacji otrzymanych wartości parametrów dodatkowo przeprowadzono sprawdzające obliczenia analityczne.
Table of contents 
