ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE FAKULTA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ VÝZNAM ANALYTICKÉHO ŘEŠENÍ GEOEKOLOGICKÝCH ÚLOH

Transkript

1 ČESKÁ ZEMĚĚSKÁ NIVEZITA V PAZE FAKTA ŽIVOTNÍHO POSTŘEÍ KATEA EKOOGIE A ŽIVOTNÍHO POSTŘEÍ VÝZNAM ANAYTIKÉHO ŘEŠENÍ GEOEKOOGIKÝH ÚOH IPOMOVÁ PÁE Veoucí iplomoé práce: Auorka: oc.nr.ig. Ia aa rsc. Aa hlákoá

2 Prohlášeí Prohlašuji že jem iplomoou práci a aé éma pracoala amoaě a použila prameů keré ciuji přiložeém eamu lieraur. V Prae e... Popi

3 Aoace V éo práci jou popá áklaí migračí proce a hru raporí roice a ich ooeé aalické ah oupé lierauře. Vah jou roříě pole braých áklaích piačích krierií. Pro braé ah je aržeo rohooací chéma pro ýběr hoého ahu pro určiou iuaci. Součáí práce je aké realiace ohoo rohooacího chémau možoí ýpoču pro aaé upí paramer. Výlek ýpoču pro ři braé aalické ah bl poroá umerickým moelem. V práci jou hru áklaí oblai použií aalických ahů geoekologii a jejich ýho a eýho oproi umerickým moelům. Summar I hi iploma projec he baic migraio procee are ecribe a he rapor equaio a he aailable aalical oluio are ummarie. Thee oluio are claifie accorig o baic pificaio crieria. For he choice aalical oluio he eciiomakig chema for chooig he appropriae oluio i projece. Thi chema i realie a a program wih he poibili of calculaio for real paramere. Soluio of calculaio for hree choie aalical oluio are compare wih umerical moel. The baic problem where he aalical oluio houl be ue are ummarie a aaage a iaaage agai he umerical moel are ecribe. 3

4 Obah. Úo...6. Meoika ierárí přehle Zroje koamiace a ohrožeí poemích o oěleí rojů ečišěí pro chemaiaci ýpoču oěleí koamiaů a příči ečišěí Pole pu Pole porchoého apěí Proce šířeí Aekce Hroamická ipere Mechaická ipere Molekulárí ifúe Sorpčí a egraačí proce Sorpce egraace Záklaí roice prouěí a raporu ežáoucích láek Traporí roice pro rojroměré prouěí Okrajoé pomík Meo řešeí raporí roice Aalické meo Numerické meo Tpiace úloh Schémaa Aekiě-iperí migrace Jeoroměrá migrace ouroměrá migrace Trojroměrá migrace aikálí režim raporu Řešeí ifúího šířeí ečišěí Přibližé řešeí při aebáí hroamické ipere Maemaické fukce použié při řešeí...3. Popi eperího ému Výlek ikue Záěr...6 Seam použiých mbolů...63 Použiá lieraura...6 Příloh...65 Příloha č.:...65

5 Poěkoáí Tímo bch chěla poěkoa Iau aoi a eeí práce a pokuí maeriálů a aielu Zahraíkoi a Michalu Aloi a pomoc při řešeí problémů pojeých programoáím. Sé roiě ěkuji a pomoc a poporu při uiu. 5

6 . Úo Zečišěí žioího prořeí e poleích leech áá elmi leoaým a ikuoaým problémem. Zláší pooro je ěoáa rojům pié a užikoé o ejméa poemím oám keré oří ebý přepokla pro možo eiece biofér e i čloěka. Poemí o jou e ohrože jak kaliaiě e ehoým áahem o přiroeého oběhu o apříčiňujícím ížeí moží o e oi ak kaliaiě k je měěo fikálě-chemické a mikrobiologické ložeí poemí o. běma půobům rá roje pié o e ažíme přecháe hoými áah (akií ochraa) i práími úpraami (preece). Poku přeo ke koamiaci oje je uý rchlý áah eje míě amoého haarijího úiku koamiau ale je aké řeba miimalioa ebepečí koaku ečišťující lák ěkerými ložkami biofér. Všech o áah ochraé i aačí jou polože eréími průkum pečliými ýpoč přípaě moel prouěí poemí o a migrace koamiau. Je možé použí růé p moelů apř. fikálí aalické ebo umerické. Nejpoužíaější jou oučaé obě moel aalické a umerické. Je ajímaé že meoice íkááí iformací eréu je čeké lierauře ěoáo poměrě hoě pooroi (J.Šilar I. Mucha V.Homola O.Hie) aímco problemaice aalického moeloáí e čeké (V.Beeš J.Halík. I.Kaa) ale i ěoé (J.Bear J. Frie E.J. Weler Y.. Fare) lierauře oučaoi ěuje je elmi málo auorů. Poaě íce auorů e ěuje umerickému moeloáí. Proo jem e e é iplomoé práci aměřila a aalické moel ýpoču šířeí koamiace poemích oách a aržeí ému pro ýběr a áleý ýpoče aalického ahu. Je o příup kerý má pole mého áoru ačý ýam při řešeí širokého okruhu ekologických úloh.. Meoika V rámci iplomoé práce jem roělila celou problemaiku o áleujících kroků:. piace áklaích migračích pomíek a proceů. piace okrajoých pomíek a geomerie migračích oblaí 3. hleáí a emaiace áklaích ifereciálích roic a jejich aalických řešeí. aržeí áklaího rohooacího algorimu ořeí eperího ému jace Pacal. 6

7 Prakick o amealo že jem ejříe lierauře hleala oupé ooeé aalické ah a roříila je pole aých krierií. Na áklaě ěcho krierií jem arhla rohooací chéma ak ab blo možé jej použí prai a árh jem realioala jako eperí ém pro ýběr hoého aalického ahu. V rámci ohoo ému jem pro braé iuace realioala i ýpočeí algorim a grafické a eoé ýup. Na áěr jem ýlek braých úloh poroala ýlek programu Moflow (PM) kerý je alože a umerickém řešeí áklaích ifereciálích roic meoou koečých iferecí. Pro orbu eperího ému cháejícího užií aalických ahů jem použila program Borla elphi 5 programoací jak Pacal. 3. ierárí přehle 3. Zroje koamiace a ohrožeí poemích o O koamiaci mluíme kž e e oě objeí ežáoucí chemické lák jejichž moží překročí limi aé přílušou ormou. ocháí k šířeí chemické lák e roje kerý může bý o mía jišěí koamiace růě ále. Trapor koamiaů je kompleí proce e ložiými ájemými ierakcemi mei ečišťující lákou horioým prořeím ouším a orgaim. Za poeciálí roje koamiace poporchoých o jou obecě poažoá:. Zečišěé rážk a álah ifilroaé ečišěé porchoé o. Zeměělí (apř. hojeí chemická ochraa ploi iláží a eáží jám proo při rolié a žiočišé ýrobě) 3. klááí opau (apř. klák TKO klák průmloé poemí úložišě ebepečých opaů). Porchoá a poporchoá ěžba uroi (apř. chemická ěžba urau) 5. Trapor a opraa (apř. plach chemického ošeřeí ilic haárie při proou leiší areál želeice proukoo) 6. Průmloá ýroba a ýroba eergií 7. Komerčí lužb (apř. čerpací beioé aice čiír oěů) 8. rbaioaé oblai a aebí akii (apř. árů peěých ploch be možoi ifilrace opa) a alší. ále jou poemí o ohrožoá aměrým čerpáím a ráami keré ikají při upokojoáí ároků a piou a užikoou ou ou pro průml a eměělí. Velké rá poemích áob ikají jejich přeeeím a porchoé o při roáhlých 7

8 průmloých a aebích čioech (porchoé ol ěžba aebích maeriálů ižeýrké ab apo.) [íleroá-vogel 998] 3.. oěleí rojů ečišěí pro chemaiaci ýpoču Pole aru a roloh aažeého úemí:. Booé apř. klák průmloého opau iláží jám hojišě čerpací aice r. iioé apř. ilice želeice proukoo eěé kaaliačí ok 3. Maloplošé až řeěplošé obkle je o ěkolik booých a liioých rojů koceroaých a meší ploše. Např. urbaioaé ploch eměělké prooo leišě ojeké ýcikoé proor oár rafierie. Velkoplošé apř. aplikace hoji a peiciů průmloé imie Pole půobeí čae:. Jeoráoé ečišěí (apř. haárie ciere). Tralé ečišěí (apř. průml) 3. oěleí koamiaů a příči ečišěí 3.. Pole pu Pole pu ečišěí rolišujeme:. Orgaické lák (apř. ropoušěla ropé prouk peici). Aorgaické lák (apř. ko irá) 3. Biologické ečišěí (bakerie ir iice). aioukli Při řešeí geoekologických úloh mohou mí éž ýam olišé eploí laoi (eploí koamiace) ebo orgaolepické laoi (bara ápach). Nejčaěji eioaou příčiou ečišěí ebo ohrožeí kali poemí o jou ropé lák. O ačáku omeáých le e SA a Eropě poílejí a koamiaci aké průmloé orgaické loučei ichž mohé jou lákami karciogeími. Velké ebepečí pro kaliu poemích o přeaují chloroaé alifaické uhlooík keré jou ěžší ež oa akže je obížé eekoa ohiko ečišěí a aoa aažeou obla. egraace ěcho láek příroími proce je elmi pomalá (prakick eegraují) e roáí egraací ropých prouků. Tpickými áupci obahujícími o lák jou 8

9 řeila a ropoušěla (erachlorele richlorele) čao e kující a býalých Soěkých ojekých áklaách. ále e čao objeují e klákoých oách polchloroaé bifel použíaé jako áplě raformáorů a eplooí meia. ůležiou kupiou poeciálě půobující ečišěí jou agrochemikálie (uičaoá a fofáoá průmloá hojia) keré při epřiměřeé aplikaci mohou půobi ečišěí o a emi a elkých plochách. Peici přeaují ačé ebepečí ejméa při haárii během klaoáí a přepra a čao i při eoržeí echologické káě. Přeože jou elmi oické hleem k malé ropuoi a praila i oké egrabiliě epřeaují Č aím elkoplošé ebepečí. opué aorgaické lák přeaující ebepečí pro kaliu poemích o jou íra chlori uiča amoiak. Jou rošíře e klákoých a ůlích oách a mělkých oích blíkoi komuikací (ooek) a leiších ploch ošeřoaých imím obobí olemi chloriů. Výk ěžkých koů poemích oách je áá a blíko kláek průmloých áoů a olů. Nejčaějšími kaio jou Z A r u Hg Fe M Al Sr. Jejich ýšeá kocerace může bý půobea i jejich uolňoáím geochemických aomálií liem ížeých hoo ph. 3.. Pole porchoého apěí Pole porchoého apěí koamiující kapali hleem k poemí oě e rolišují lák:. máčié (ropué ále ělíme ále a reakií orboaelé ierí). o éo kupi le ařai koamiačí mrak oce mieralioaých o apř. okolí kláek ale i míech irue mořkých o k je o koamiaci máčiými lákami (oli) jejichž huoa oého rooku je šší ež huoa o a proo e choají jako lák ěžší ež oa (NAP). emáčié (NAP - No Aqueou Phae iqui) - lehčí ež oa (ligh NAP) apříkla mooroý beí - ěžší ež oa (ee NAP) apř. chloroaé uhlooík 9

10 3.3 Proce šířeí Nejůležiější příroí proce oliňující šířeí ežáoucích láek a ím i kaliu poemí o jou:. Aekce. ipere 3. Molekulárí ifúe. Torba kompleích olí 5. Sorpce a iooá ýměa 6. Vářeí amické rooáh 7. egraačí proce 8. hemické proce (ropoušěí rážeí) a raformace (oiace reukce). Při popiu šířeí ečišěí muíme cháe chemických a fikálích laoí jak koamiau a horioého prořeí oěleě ak i jejich ájemé ierakce Aekce Je o u čá pohbu ropušěé lák (čáice) kerá je pomíěa prouěím poemí o. Aekií rchlo koamiau opoíá průměré lieárí rchloi poemí o a je áa graieem poeciálů a koeficieem filrace opoíající při lieárím prouěí archo ákou h k () ke k - aceá hraulická oio ( m ) hlai poemí o) ( m ) a počeme poobě. h poeciál (pieomerická ýška ýška h - graie poeciálu. chlo prouěí e měru o a chlo aá archo roicí () je aýáa arcoká (filračí) rchlo. Přepoče éo rchloi a kuečou rchlo prouěí ( ) le proé pole obecého ahu () e kerý ohleňuje i elieariu prouěí. V éo roici () je - empirický epoe e.- efekií póroio. Epoe (w) obkle (pro prakické účel k le poažoa prouěí a lieárí) opoíá jeé. (w ) [Beeš 995].

11 Graie poeciálu prai jiíme eréím měřeím ýšek hlai e rech ebo je možé aplikoa moel prouěí. Moel prouěí le použí pro eeformoaelé póroié prořeí a ieálí kapaliu Hroamická ipere Hroamická ipere e projeuje poréích maeriálech jako ýleek liu ložk mechaické ipere a ložk molekulárí ifúe. Ve ém ůleku půobuje že koamiačí mrak emá oré hraice a a jeho okrajích ocháí ke iku přechooé ó. V áiloi a přeláající ložce může ojí eje k šířeí lák e měru ale i proi měru prouěí. Teo ruhý přípa iká a přepoklau že ifúí proce přeláají a mechaickou iperí. Poloha aekií hraice ( lierauře e použíá i ermí hraice píoého rohraí) e určí e ahu (3) Je o áleo ke kocerace migrující lák opoíá relaií 5% koceraci. V omo boě je i poloičí áleo o okrajů již míěé přechooé ó meeé mei hooami / a hoou / (i obr.). Obr.: Průikoé křik Při booém ečišěí má koamiačí mrak ík iperím proceům ar jakéhoi áboje jehož eliko čaem arůá a pohbuje e e měru prouěí o. Z poa áhooi roplu láek póroiém prořeí plýá že poélý a příčý profil (ře) kocerace omo koamiačím mraku má ar ormálího aiického roěleí i. obr..

12 Obr.: Poélý a příčý profil roěleí kocerace [Beeš 995] Z eorie migrace plýá rolišeí a hroamickou iperi poélou a příčou. () h ht T (5) Vliu příčé ipere a proce šířeí blo aím ěoáo málo pooroi. Obecě e prém přiblížeí přepokláá že průlioém prořeí je příčá ipere cca eekrá meší ež poélá Mechaická ipere Přeauje proce šířeí poréím maeriálu může bý rchlejší i pomalejší ež kuečá rchlo prouěí o. Na iku mechaické ipere e poílejí je roěleí rchloi pórech růé ráh při obékáí r póroiém prořeí řeí o a rech růou porchoou roí a alší. Mechaickou iperi popiuje obecý ah ( g q µ µ k ) f (6) 3 ke q - graie huo ropušěé lák a o ( g m ) ikoi o ( m ) lák ( g m ) - rchlo prouěí ( m ) µ - oučiiel amické g µ - oučiiel amické ikoi ropušěé k oučiiel propuoi horioého prořeí ( cm ) řeí průměr ra ( m ) což a graulomerických křikách opoíá hooě 5 a g íhoé rchleí ( m ). V prai e ao roice jeoušuje uažoáa je poue áilo koeficieu mechaické ipere a aboluí hooě filračí rchloi prouěí. Koeficie mechaické ipere e počeme e orce

13 (7) ke - koeficie iperii (m) a - empirický epoe. Hoo jou uáě romeí 8- [Klo a Moer i Beeš 995]. Obkle e při lieárích proceech použíá hooa. a uíž ah (7) přepíšeme jeoušším lieárím aru (8) iperiia () fikálě opoíá geomerii a aru průlioého prořeí (r) a homogeím a ioropím prořeí je ěší e měru prouěí o (poélý měr) ež e měru příčém. Eiuje řaa prací abýajících e aoeím hoo ohoo ýamého roploého parameru. Např. Hicock(5) uáí že příčá iperiia oří pouhou /3 až /5 iperii poélé. Pro pořebu ýpočů šířeí uíž přepíšeme ah (8) pro koeficie poélé mechaické ipere e aru (9) a pro koeficie příčé mechaické ipere T () T ke a T jou koeficie poélé a příčé iperii. Za elmi ýamé je ué poažoa že hooa iperii () je áilá a měříku úloh k laboraorích pomíkách aměříme iperiiu meší ež při kouškách eréu při kerých e projeuje i lokálí heerogeia apř. reao ropukao olišé uložeí r ap. Obr.3: Vik mechaické ipere liem roílých rchloí pórech 3

14 Obr.: Vik mechaické ipere liem roílých rah pórech Molekulárí ifúe Pomalý pohb čáic e měru koceračího graieu jehož rchlo le popa pomocí ruhého Fickoa ákoa () ke - koeficie molekulárí ifúe póroiém prořeí. ifúí ok ropušěé lák poemí oě můžeme aké jáři pomocí prího Fickoa ákoa [Beeš 995] q e () i ke e - efekií póroio koeficie molekulárí ifúe póroiém prořeí ( ) m a i - graie kocerace ropušěé lák. Koeficie molekulárí ifúe je obkle popioá ahem ' T (3) ke - koeficie molekulárí ifúe lák e olé oě ( ) m a T - koeficie oruoi. Hoo koeficieu oruoi pro póroié prořeí jou uee lierauře. Napříkla [Gillham a her 98 i Beeš 995] uáějí hoou 67 [Parki e al.963 i Beeš 995] uáí hoou 77. Koaí hoou koeficieu oruoi můžeme přepokláa poku uažujeme homogeí a ioropí prořeí hleika aru a akřieí póroých kaálků.

15 Obr.5: Proce ifúe a rohraí ou roílých kocerací Proce ifúe je ýamý ejméa při hlubokém ečišěí e abilím geologickém prořeí íkou hraulickou oioí a íkým hraulickým graieem. Tam ke přeažuje aekce a ipere ifúi obkle aebááme. Pro orieaci e použíá beroměré Pécleoo čílo keré uáá relaií li mechaické ipere a ifúe a rapor ropušěé lák e roáí aekčím raporem. Pécleoo čílo je áo ahem Pe. () Pro hooceí liu ifúe a ipere e použíá áleující upice: Pe < - přeláá ifúe < Pe < - projeuje e ifúe i mechaická ipere < Pe < - oba proce jou aoupe určiým poměrem Pe > - přeláá mechaická ipere Beeš (995) uáí jiý ah mei Pécleoým čílem a hroamickou iperí a rolišuje poélou a příčou iperi Sorpčí a egraačí proce Sorpce Sorpce je proce ááí lák rooku a porch peé fáe (aorpce) a její opěoé uolěí o rooku (eorpce). Sorpčí proce mohou bý reeribilí ebo ireeribilí k e šecha orboaá láka již eráí pě o rooku i při louhoobém promýáí oou 5

16 uloou kocerací orboaé lák. Záilo mei možím lák aorboaé a porchu peé fáe a kocerací lák ropušěé poemí oě při koaí eploě jařuje orpčí ioerma. olišujeme orpčí ioerm rooážé a erooážé. ooážé ioerm cháejí přepoklau že ocháí k ořeí rooáh mei kocerací orboaou a kocerací ropušěé formě a měa kocerace jeé ložk okamžiě olá měu ruhé ložk. Nerooážé ioerm jou alože a přepoklau že k rooáe eocháí okamžiě ale kocerace e ola roáají. eeribilí rooážé orpčí ioerm Nejčaěji použíaou je Freulichoa orpčí ioerma b K (5) 3 ke K - aorpčí koaa ( g ) m b epoe charakeriující p ioerm kocerace orboaé lák ( g / g). V prai je ejčaěji uažoáa hooa epoeu b. chlo orpčího proceu můžeme jáři eriací éo roice pole čau pro lieárí orpčí ioermu (b) pak plaí K. (6) Pro jářeí lieárí orpčí ioerm e čao použíá rearačí fakor. Je o beroměré měříko loužící ke roáí pomaleého pohbu reagujícího koamiau a aekiího pohbu poemí o plaí ρ K (7) e 3 ke ρ - měrá hmoo peé fáe ( kg m ) e efekií póroio. alší použíaou orpčí ioermou je agmuiroa ioerma K (8) K 3 ke K a K 3 jou orpčí koa. chlo orpce je pak áa roicí K ( K ) 3. (9) 6

17 Obr.5: Příkla agmuiro a Freulicho orpčí ioerm eeribilí erooážé orpčí ioerm Použíá e orpčí ioerma le irom e al. a a Geuche [i Bear 987 i Beeš 995] ( K ) ep () K 5 ke K a K 5 jou koeficie orpčího proceu. Ireeribilí orpčí proce Ioerm keré popiují ireeribilí orpčí proce ejčaěji cháejí reeribilí orpčí ioerm oplěé o čle formálě oožý popiem reakce prého řáu. Komaa a Haahi [978 i Beeš 995] použíají pro popi aorpčě-eorpčího proceu Freulichou orpčí ioermu a pro popi aborpce kieiku prého řáu k () ke k - rchloí koaa reakce prého řáu ( ). Pro orpčí ioermu pak plaí ah ρ K K ke K ab - koeficie aorpce. e ab () Koeficie aorpce popiuje proce orpce koamiau rooku o peé fáe opoíá poměru orboaé hmo a kocerace rooku. Jeho hoo jou jišťoá laboraorě. [Beeš 995] 7

18 egraace Mei egraačí proce paří roklaé a ěkeré raformačí proce apř. mikrobiálí rokla raioakií ropa raformace alifaických uhlooíků a. proce keré mohou mí áaí li a amiku šířeí ežáoucích láek a měu jejich školioi čae ále ejou aaloá eboť aalických aích je le ohlei aeeím koeficieů e formě ep ( λ ) ke λ poloča ropau ča. To 3. Záklaí roice prouěí a raporu ežáoucích láek Součá moelů raporu ropušěých láek poemí oě oří ýpoče roice prouěí kerou můžeme řeši amoaě (pro ieálí kapaliu a eeformoaelé póroié prořeí) ebo ároeň ýpočem raporí roice. 3.. Traporí roice pro rojroměré prouěí Traporí roice obahuje iperí a aekčí čle a ahruje chemické reakce a orpci. Má ar λ (3) ke - koeficie hroamické ipere e měru přílušé o ( m ) kuečá rchlo prouěí poemí o ( m ) kocerace ropušěé lák 3 ( g m ) λ rchloí koaa reakce prího řáu ( ) rearačí fakor (-). Tao roice je fuameálí pro rojroměré prouěí orbujícího e reakiího koamiau jeoroměrém prouoém poli. oice pro jeoroměrou a ouroměrou migraci íkáme oaeím a pro koeraií migraci (při aebáí orpčích proceů a chemických reakcí) položíme λ a. alší jeoušeí aae kž můžeme uažoa acioárí režim migrace. Traporí roice pro jeolié přípa a ooeé aalické ah jou uee ále. Pro řešeí raporí roice je ebé á kompleí počáečí a okrajoé pomík efiující aaloaý proce migračí oblai. 8

19 3.. Okrajoé pomík Pro ýpoče acioárího režimu oačují okrajoé pomík pro eacioárí režim je pořeba aoi i pomík počáečí. Počáečí pomík jou okrajoé pomík efioaé čae. [Beeš 995] olišujeme ři p okrajoých pomíek:. irichleoa okrajoá pomíka (prího pu) - (kocerace a upí hraici koaa). Neumaoa okrajoá pomíka (ruhého pu) e h q (eriace počíaé hoo e měru ormál k hraici koaa) - 3. auchoa okrajoá pomíka (řeího pu) e h q ( ) - (eriace počíaé hoo e měru ormál k hraici fukce počíaé hoo) Počáečí pomík popiují iuaci e oi čae k ošlo ke koamiaci. ěši řešeí uažujeme: ( ) pro šecha > ( ) pro (při ralé oaci) M (při impulí oaci) S ( ) δ e ke fukce δ je iracoa fukce efioaá δ pro δ pro. Několik aalických ahů blo ooeo i pro počáečí pomíku řeího pu: pro To pomík jou poroběji popá kapiole Poaďoé kocerace e oi při ýpočech aebááme. Je-li pořeba o kocerace ahrou o ýpoču můžeme použí meou uperpoice. olí a bočí okrajoou pomíku obkle uažujeme ak že eoliňuje kocerace ájmoé oblai. 9

20 3.5 Meo řešeí raporí roice Pro řešeí raporí roice e použíají aalické a umerické meo Aalické meo Použíají e ejméa při orieačích ýpočech šířeí ečišěí a riikoých aalýách. Je o jeouché meo ke jeoliá chémaa jou repreeoáa určiým aalickým jářeím. Meo jou eáročé a iformačí abepečeí pořebé upí hoo paramerů le íka běžými migračími kouškami. Přepokla pro řešeí:. póroié prořeí je homogeí a ioropí. režim prouěí je jeouchý jeoroměrý ebo raiálí 3. prouěí je acioárí. kocerace ropušěé lák e oě eoliňuje její okoé laoi 5. póroié prořeí je eeformoaelé 6. plaí jeouché počáečí a okrajoé pomík 7. koeficie hroamické ipere je uažoá lieárí áiloi a rchloi prouěí [Beeš 995] 8. chemické a biologické proce mohou bý popá lieárě [Weler 989] To meo e použíají ejméa pro ýpoče režimu prouěí okolí čerpaých ebo ijekoaých rů a pro hooceí ýleků čerpacích a áleoých koušek Numerické meo možňují řešeí raporí roice pro heerogeí aioropí prořeí ložié okrajoé pomík ikóí kapaliu a eformoaelé póroié prořeí. Jou áročější a iformačí abepečeí a harwaroé i ofwaroé baeí. 3.6 Tpiace úloh Tpiace úloh louží k jejímu jeoušeí ak ab blo možé použí již ooeé aalické ah. V árhu ému a řešeí migrace ečišěí pomocí aalických ahů bla použia áleující piačí krieria:

21 Tab.: Tpiačí krieria použiá rohooacím chémau. Tučě jou ače umožěé olb kuríou přeaaeé olb připraeé pro buoucí rošířeí ému. Vli upě aceí Naceá óa (óa aurace oeň) I.měro filrace II. měro migrace III.heerogeia IV. poloha a ar ohika ečišěí V. Vli okrajoých pomíek ohiku VI. Vli bočích okrajoých pomíek VII.Vli migračích proceů VIII. Vli okrajoých pomíek a ýupu Neaceá óa (óa aerace) - paralelí prouěí - paralelí prouěí - raiálí - paralelí - raiálí - 3- (prooroá migrace) Homogeí ioropí Homogeí aioropí Heerogeí erikálí Heerogeí horioálí Heerogeí chaoické Booé proiká oí Booé - a porchu Kruh Obélík Čerec- Elipa iie Tralá oace ákoá oace Jeoráoá (impulí) Neomeeá obla Omeeá obla obouraě Omeeá obla jeoraě Vli ifue Vli ipere (rchloi prouěí) Vli orpce Vli íhoé koekce Vli egraace Vli orb kompleích olí kocerace je koaí ( ) kocerace je áilá a čae -horioálí -erikálí Projeuje e Neprojeuje e (je aebaelá Projeuje e poélá Projeuje e příčá (T) Projeují e - obě Neprojeuje e žáá (je aebaelá Neorbující e (ierí) Sorbující e Smáčié huoa jako oa Nemáčié ěžší ež oa Smáčié ěžší ež oa Nemáčié lehčí ež oa Smáčié lehčí ež oa Neegraující e (abilí) egraující e (eabilí) Neprojeuje e Projeuje e

22 3.7 Schémaa Vah ueeé abulce (Tab.-8) plaí poue pro aceou óu a homogeí ioropí prořeí. Zaebá jou: eploa horioého prořeí migrující kapali a chemické proce (oiace reukce hrolýa rážeí ropuo ap.). ále ah plaí poue pro máčiý koamia huoou ejou jako je huoa o kerý eoliňuje ikoiu rooku. Ifilrace rážkoých o je e ýpoču roěž aebáa Aekiě-iperí migrace Jeoroměrá migrace Traporí roice pro eo přípa je λ. () To roice jou řeše hlaě při aalýe ložek hroamické ipere. ažujeme-li koeraií migraci cháíme raporí roice. (5) Za hroamickou iperi můžeme pole iuace oai koeficie kuečé poélé ebo příčé mechaické ipere. Při ýpočech obkle uažujeme poue poélou iperi. Úloh rolišujeme pole omeeí oblai a ýupí hraici a obla eomeeou (chéma ekoečého álce) čáečě omeeou a omeeou (chéma koečého álce). Při řešeí jeoroměré migrace ž uažujeme booý roj koamiace. Na upí hraici rolišujeme okrajoou pomíku pro impulí oaci a ralou oaci. V přípaě ralé oace ále rolišujeme okrajoou pomíku prího pu ke. Too řešeí uáá ejou koceraci a celé élce upí hraice. Graie kocerace mei oběma raami upí hraice je uloý e. Too řešeí může é k ahooceí moží koamiau počáečích fáích migrace. Při použií horí okrajoé pomík řeího pu uažujeme že ok koamiau pře upí hraici áií a roílu kocerace a obou raách hraice. Plaí e pro pro.

23 Tao iuace lépe ihuje kuečé pomík a upí hraici k koamia překročí hraici poue aekiím pohbem a a alší migraci má li aekce i ipere. Pro iuaci jeoroměré migrace booého roje je lierauře ueeo elké moží ahů keré le řeši přímo be použií umerických meo. V prai je možé ěkeré úloh aké jeouši a - migraci ah pro uo iuaci jou ýraě jeoušší a lierauře jim je ěoáa ejěší pooro ouroměrá migrace oice popiující ojroměrý rapor ropušěé lák jeoroměrém režimu prouěí ( ) je efioáa λ. (6) ouroměrou horioálí migraci můžeme pomocí aalických meo imuloa relaiě mělkých oích ke je kocerace rooměrá celé hloubce profilu a erikálí graie kocerace můžeme aeba. Verikálí migraci pak můžeme imuloa kž je roj oaečě rolehlý a je možé aeba horioálí graie. Vah jou ooe pro booý roj liioý roj a plošý roj. Pro ouroměrou migraci booého roje jou ooe ah řešielé přímo be použií umerických meo. Při uažoáí liioého ebo plošého roje je obkle řeba použí i umerické meo řešeí. ( ) Trojroměrá migrace oice popiující migraci ropušěé lák jeoroměrém režimu prouěí je ueea ýše i. roice č. (3) Aalickými meoami je možé řeši šířeí koamiace relaiě mělkých oích ke euažujeme erikálí a horioálí graie kocerace roje. Vah ueeé lierauře jou ooe pro booý liioý plošý a rojroměrý roj. Booý roj ažujeme při úiku koamiau relaiě malé ploch o rolehlé oě ebo při haarijím úiku booého roje (i. kapiola 3..). ále je možé při louhoobém úiku plošého ebo rojroměrého roje použí jeoušeí a booý roj. iioý roj V přípaě liioého roje je řeba roliši a je o roj horioálí ebo erikálí. Vah pro horioálí roj jou ooe pro a p úloh 3

24 . roj je kolmý a měr prouěí. měr roje írá určiý úhel oou Vah ueeé abulce bl ooe pro roj kolmý a měr prouěí. Plošý roj V reálých iuacích e kuje přeeším plošý roj koamiace kerý ěkerých přípaech můžeme pro jeoušeí ýpoču iealioa a roj booý. Při olbě iuace je řeba roliši plošý roj erikálí a horioálí. Věšiu ahů pro eo p úloh je řeba řeši použiím umerické iegrace je omeeý poče ahů je přímo aalick řešielý. Trojroměrý roj Pole aru rolišujeme roj aru krchle ebo káru aikálí režim raporu Vah ueeý abulce (Tab. 6 č.7) cháí raporí roice [Beeš 995] A A (7) r r r r Q 3 ke A m hloubka oě (m) Q příok rooku ( m ) r raiálí ouřaice me (m) Řešeí ifúího šířeí ečišěí Tao řešeí mají ýam am ke přeažuje li ifúe a mechaickou iperí e e elmi mocých kolekorech íkou hraulickou oioí. Aalická řešeí ueeá abulce cháejí e ahu [Tako 5] (8) Přibližé řešeí při aebáí hroamické ipere Too řešeí e použíá pro aoeí páma hgieické ochra jímacího objeku páma ekologického riika popi prouěí okolí jímacích objeků či pooueí liu booého roje ečišěí a jímací objek. Pro ouroměré horioálí prouěí cháí raporí roice [Kielbach 986 i Beeš 995]

25 q ( ) i λ (9) e m ke λ - rchloí koaa reakce prího řáu ( 3 3 ( m ) i kocerace koamiau přiékající oě ( g m ). ) rearačí fakor q příok o Výlekem ohoo řešeí jou prouice přeaující áleo již uraí čáice o a určiý poče í. Pro aoeí páem hgieické ochra e obkle aouje oba ržeí 5í. 5

26 Tab. -8: Aalické ah ueeé lierauře Č. Schéma iace Vah Poámk Ogaa-Bak (96) ( ) [ ( B ) ep( Pe) ( B )] ( ) > ( ) ± ± B Pe lim ( ) > Ogaa-Bak (96) ( ) h h h -čáečě omeeá obla -ierí koamia -euáleý režim -ralá oace -jeoušeí přechoího ahu při >> Pe> 3 a Geuche (98) i Beeš (995) BEA (97) i Weler (989) 5 BEA (97) i Weler (989) h ep( Pe) ( ) ep ep ( ) ( ) ep ( λ ) 6 h -euáleý režim -orboaelá láka - rearačí fakor - -ralá oace -láka poléhající chemickým reakcím prího řáu -euáleý režim -ralá oace -čáečě omeeá obla λ -uáleý režim -čáečě omeeá obla -koamia poléhající chemickým reakcím prího řáu

27 7 Č. Schéma iace Vah Poámk 6 Kielbach (986) i Beeš (995) γ γ γ γ ep ep ep -ekoečá obla -ralá oace -eabilí orboaelý koamia λ γ 7 lear - g (978) i Weler (989) ep ep ep λ λ -euáleý režim -ralá oace -ekoečá obla -eabilí koamia λ -horí okrajoá pomíka 3.pu 8 Va Geuche - Ale (98) i Weler (989) ep ep -euáleý režim -ralá oace -ekoečá obla -abilí ierí koamia -horí okrajoá pomíka 3.pu

28 8 Č. Schéma iace Vah Poámk 9 Gerho - Nir (969) i Weler (989) ep -uáleý režim -ralá oace -ekoečá obla -eabilí koamia λ Va Geuche - Ale (98) i Weler (989) i i i i i i i ep i ep ep ep ep λ β β β β β β λ λ - i β jou koře roice co β β -fuameálí řešeí -euáleý režim -omeeá obla élk > -ralá oace Va Geuche - Ale (98) i Weler (989) ep ep ep λ -uáleý režim -obla koečé élk -ralá oace

29 9 Č. Schéma iace Vah Poámk Va Geuche - Ale (98) i Weler (989) i i i i i i i i o ep i ep ep ep ep λ β β β β β β β λ -obla koečé élk -euáleý režim -ralá oace -fuameálí řešeí eabilí koamia -horí okrajoá pom. 3.pu λ - i β jou koře roice co β β β 3 Va Geuche - Ale (98) i Weler (989) ep ep ep -uáleý režim -ralá oace -obla koečé élk λ Bear (979) i Beeš (995) S M h h e ep S M e δ -impulí oace -ierí abilí koamia -ekoečá obla

30 Č. Schéma iace Vah Poámka 5 Tako (5) M M ep M S 6 Tako (5) ( ) moží koamiau -poue ifúí šířeí impulí oace -ekoečá obla -poue ifúí šířeí ralá oace -ekoečá obla 7 Frie (975) i Beeš (995) ( r ) r 3 A 3 r Q A me a r > > a r r -raiálí režim prouěí -ralá oace 3

31 3 Č. Schéma iace Vah Poámka 8 Bear (979) i Weler (989) λ Y X X Q ep ep -booý roj -ralá oace -euáleý režim -X Y jou ouřaice roje -Q - příok koamiau a jeoku hloubk oě - -iegračí proměá -iegrál je řeba řeši umerick -řešeí eí hoé pro ěé okolí roje lepší ýlek při X > 9 Bear (979) i Weler (989) Y X K X Q ep λ -ralá oace booého roje -uáleý režim - K je Beeloa fukce ruhého ruhu a ulého řáu Kielbach (986) i Beeš (995) T r r r γ γ γ ep ' λ γ e m M ' r T -ralá oace booého roje -euáleý režim -eabilí orboaelý koamia -řešeí aebáá molekulárí ifúi

32 Č. Schéma iace Vah Poámka Kielbach ' ' (986) r γ r γ ep K ep r γ 3 i Beeš (995) Kielbach (986) i Beeš (995) Kloe e al. (98) i Beeš (995) γ λ ( ) ep h ( ) e T m ' M M m ht h e ht r ep ( λ ) T ( ) M ep m h e h ht T ht -ralá oace booého roje -uáleý režim -eabilí orboaelý koamia -řešeí aebáá molekulárí ifúi -K -Beeloa fukce ruhého ruhu a ulého řáu -impulí oace M m ( ) δ δ ( ) lim -orboaelá láka poléhající chemickým reakcím prího řáu - rearačí fakor - - λ -rchloí koaa reakce.řáu -impulí oace M ( ) δ δ m ( ) lim -ierí koamia e e 3

33 Č. Schéma iace Vah Poámk aa (7) T T -liioý roj - -poloia élk roje -ralá oace -uáleý režim prouěí 5 aa ep T (7) T -ampoické řešeí T -plaí -uáleý režim - -poloia élk roje 6 Bruch- Sree (967) i aa (7) ( ) P m T ep T -uáleý režim -ralá oace -aaluje li příčé ipere -aebáá poélou iperi P q - koceračí m ieia roje 7 W SW Hewo (976) i Weler (989) ( ) P co( η ) pro plaí pro > plaí ( β ) ep ep ( β ) β β Y Y W W Y Y Y Y η ke 3... W W i( η Y ) i( η Y ) β ( η λ) P P -ralá oace liioého roje koečé šířk W -oeň koečé šířk W -ýlek ekoečého rooje ocilují a koergují k určié hooě pro malé hoo koerguje pomaleji le Welera (989) je oačující ákla -Y je ouřaice cera roje -euáleý režim 33

34 3 Č. Schéma iace Vah Poámk 8 W S lear - g (978) i Weler (989) λ Y Y ep ep 3 W Y Y W Y Y -ralá oace o ekoečé oě -liioý roj šířk W -iegrál ele jeouši je řeba jej řeši umerick -euáleý režim 9 a a Kielbach (986) i Beeš (995) a a a a a m M T T e λ ep -ralá oace -iegrál ele jeouši je řeba jej řeši umerick -euáleý režim -ekoečá obla - - počáek příoku lák -a a roměr plošého roje 3 Tako (5) M ep M M --moco oě (m) -poue ifúí šířeí impulí oace

35 35 Č. Schéma iace Vah Poámk 3 Tako (5) M ep 3 3 -poue ifúí šířeí -impulí oace 3 ea - Zauber (97) I Guoe - Neille () [ ] Ŕ Ŕ Ŕ M ep ep ep ep λ -impulí oace -ekoečá obla -euáleý režim -booý roj -eabilí koamia - -ouřaice booého roje - - ča úiku koamiace 33 Weler (989) X Q γ 8 ep ep ep β γ β γ β γ β γ Z Y X γ λ β -ralá oace -ekoečá obla -euáleý režim -booý roj -ah le použí poku e hooa γ epřibližuje

36 36 Č. Schéma iace Vah Poámka 3 Hu (983) i aa r r M ep -ralá oace -ekoečá obla -uáleý režim -booý roj 35 aa (7) P T T M ep ' -ralá oace booého roje -aaluje li příčé ipere e měru o a -aebáá poélou iperi - T T - Q P M - celkoá oačí ao roje 36 oell (98) i aa B λ ep ep ep -erikálí liioý roj élk B -impulí oace -euáleý režim

37 37 Č. Schéma iace Vah Poámk 37 Park -Zha () λ q l ep co i i ep ep ep - ouřaice roje a oe -erikálí liioý roj -ralá oace --hloubka oě -q l -fukce íl liioého roje [M/T] 38 oell (98) i aa B i B i B i B i λ co co ep ep ep -horioálí liioý roj élk -roj ceroaý a ouřaicích ( ) -euáleý režim -impulí oace -oeň koečé hloubk B

38 38 Č. Schéma iace Vah Poámk 39 Park - Zha () λ q l ep co co ep ep -horioálí liioý roj - ouřaice roje a oe --hloubka oě -q l -fukce íl liioého roje [M/T] oell (98) i aa B ep ep λ -erikálí plošý roj šířk B a hloubk -oeň hloubk -impulí oace -euáleý režim - řešeí cháí e ahu pro horioálí liioý roj promíuý o hloubk B.

39 39 Č. Schéma iace Vah Poámk omeico (987) I Guoe - Neille () H H W W ep 8 λ λ -ralá oace erikálího plošého roje o roměrech H W -euáleý režim omeico (987) I Guoe - Neille () H W ep λ -ralá oace erikálího plošého roje o roměrech H W -uáleý režim pro ooou čá koamiačího mraku 3 omeico - Palciauka (98) i aa Z Z Y Y T T T T -.S. EPA VHS moel -aaluje šířeí koamiačího mraku horioálím a erikálím měru kolmém a měr prouěí -ralý erikálí plošý roj o roměrech YZ -aebáá poélou iperi -uáleý režim

40 Č. Schéma iace Vah Poámk Weler (99) I Guoe - Neille () λ H H W W ep 8 ep 3 / -ralá oace o ekoečé oblai -plošý roj o šířce W a ýšce H -iegrál ele jeouši je řeba jej řeši umerick 5 Park -Zha () λ q a ep co co ep -horioálí plošý roj -q a -fukce íl liioého roje [M/ T] -ralá oace o ekoečé oblai

41 Č. Schéma iace Vah Poámk 6 lear - g (978) i Weler (989) P O m m m ep ep co co β β β β η ζ > > > > m m m m m > i i m m Y Y m H Z Z O m η η > i i m Y Y W Y Y P η η -ralá oace o koečé oblai šířk W a ýšk H -plošý roj o šířce W S a ýšce H S H Z Z H Z Z W Y Y W Y Y H m ζ W η ( ζ η β -ýlek ekoečého rooje ocilují a koergují k určié hooě pro malé hoo a je koergece pomalejší -le Welera (989) jou oačující hoo m

42 Č. Schéma iace Vah Poámk 7 omeico - obbi (98) i aa Z Z Y Y X X M 8 3 -roj e aru káru o roměrech XYZ -ře roje je a počáku oua ouřaé -impulí oace 8 Hu (978) i aa M 8 3 -roj e aru krchle hraou élk -impulí roj -euáleý režim

43 3.8 Maemaické fukce použié při řešeí oplňkoá chboá fukce Fukce přeauje oplňkoou fukci ke Gauou iegrálu ormálího roěleí (praěpooboí iegrál). Plaí e Tuo fukci eí možé jáři epliciě ýraem koečou élkou. Proo e použíá jářeí pomocí příbué chboé fukce () a o pole ahu (3) (3) hboá fukce Plaí e K řešeí e použíají pro malé hoo mocié řa a pro elké hoo ampoické řa. (3) Mociá řaa Fukci je možé jáři jako ( )! ( ) (33) Too jářeí je možé realioa jako počíačoý algorimu ke požaoaá přeo je áilá a hooě. Pole [Geele 993] je řešeí pro < 3. 5 oaečě přeé při 6. Ampoická řaa Too řešeí e použíá pro Tao řaa má ěkolik jářeí realiaci algorimu blo použio: [Geele 993] e!! 6!! 6! 3!.... (3) 3

44 Je paré že při elikých hooách rchle kleají hoo jeoliých ýraů áorce. Pole [Geele 993] ačí ahrou o ýpoču poue prích 9 ýraů ab blo oažeo oaečé přeoi a ho abeloaými hooami a eei eeiých míech. Erf je lichá fukce proo plaí. (35). Popi eperího ému Na áklaě piačích krierií a ahů ueeých lierauře jem arhla a realioala eperí ém pro ýběr ahu hoého pro určiou iuaci a áleý ýpoče pro aaé paramer. V ému jou ahru braé aalické ah pro jeoroměré a ouroměré prouěí booého a liioého roje rohooací chéma pro ýběr aalického ahu je ueeo abulce (Tab. 9-5). Sém je oře řemi úroěmi příupými užiaeli a jeou kihoou e keré jou aprogramoá pořebé maemaické fukce i. Schéma. V kihoě fukce jem aprogramoala maemaické fukce použié při ýpočech. Obahuje ýpoče liboolé moci e fukci mocia fakoriálu e fukci fakorial chboé fukce e fukci a oplňkoé chboé fukce e fukci. Fukce fakorial je použia poue pro ýpoče chboých fukcí a ále e programu eolá. Fukce mocia a jou při ýpočech olá jeoliými ýpočeími proceurami. Pro aprogramoáí fukcí a jem použila ah a jeoušeí ueeá kapiole 3.8. Viielá jeoka a prí úroi po pušěí programu obahuje iformace o iplomoé práci a roou okauje a ruhou úroeň be možoi ápiu a úpra. Na ruhé příupé úroi je rohooací chéma. V omo chémau jou umožě poue ěkeré olb pro keré je ému aprogramoaé řešeí. Volb o kerých eí možé apioa jou připrae pro buoucí rošířeí ému. Na éo úroi je možé oli e kupi piačích krierií pro jakou úlohu má ýpoče proběhou. Poku je ému akoá úloha aprogramoáa oeře e braá jeoka e řeí úroě opačém přípaě ém oámí že pro akoou kombiaci krierií chéma eobahuje. o jeoliých chéma je aké možé upoa přímo položce Volba. Schéma oleb je ueeo abulce (Tab.).

45 Ve řeí úroi jou již laí chémaa pro ýpoče pole ueeých ahů. Tao úroeň obahuje ě kupi aájem poobých iuací pro jeoroměrou migraci a ouroměrou migraci. V jeokách pro jeoroměrou migraci je ýpoče umožě pro pě liboolých ýpočeích boů e áleoi (m) a pro pě liboolých čaoých okamžiků (). Poku blo lierauře ueeo íce řešeí pro aou iuaci řešeí fuameálí a ampoické ebo ah pro euáleé i uáleé prouěí umožňuje ém olbu mei ěmio ah. ále je možé přepía obraeí grafu mei prooroou aalýou a čaoou aalýou. Poku eí plěa ěkerá olba ebo je ěkerý paramerů aaý e špaém formáu ohláí ém uo chbu. Po plěí paramerů e aolá přílušá ýpočeí proceura ke ejříe proběhe cklu pro jeměí ýpočeího kroku. Ieral mei aaými hooami áleoi a čau e roělí a pě kraších ieralů a ýpoče a kreleí grafu proběhe i pro oě počeé hoo. Too řešeí umožňuje hušěí ýpočeích boů určié oblai. Graf ýlek ýpoču je možé uloži jako obráek aaé ýpočeí paramer e oblai grafu obraí ab blo možé e k úloe rái a aaloa ýlek pro růě aaé paramer. Výlek ýpoču je roěž možé uloži o eoého ouboru. V jeokách pro úloh ouroměré migrace je řeba aa élku oblai e měru o a e měru o a poče ýpočeích kroků kerý může bý pro kažý měr růý. Po aáí oaích paramerů a poreí olb e aolá laí ýpočeí proceura ke proběhe ýpoče pro jeolié ílčí krok a ýlek e píší o abulk. Tabulku je možé uloži jako eoý oubor pro alší aalýu. ále e grafu obraí průběh kocerace aaém čae ooé čái koamiačího mraku ( ). Graf je možé uloži jako obráek aaé ýpočeí paramer e obraí oblai grafu. braých úloh je možé počí čaoý průběh kocerace určiém boě ao olba umožňuje roáí ýlek programu Moflow (PM). 5

46 Úoí formulář -i6 ohooací ém -i - iuace -i - iuace -i3 - iuace3 -i - iuace -i5 - iuace5 -i6 - iuace6 -i9 - iuace7 -i - iuace8 -i Obr.6: Srukura ému - iuace -i - iuace -i3 - iuace3 -i - iuace -i5 - iuace5 -i7 - iuace6 -i8 6

47 7 Tab. 9-5: Nárh rohooacího chémau pro ah použié algorimu Měro filrace Měro migrace Poloha a ar ohika Okrajoé pomík ohiku.čá Vah/krierium paralelí horioálí paralelí erikálí raiálí - paralelí - raiálí - 3- Booéproiká oí Booéporch Kruh Čerec Obélík Elipa iie Tralá oace Impulí oace [ ] B Pe B ep h Pe h h ep ep ep λ ep γ γ γ γ ep ep ep

48 8 Měro filrace Měro migrace Poloha a ar ohika Okrajoé pomík ohiku.čá Vah/krierium paralelí horioálí paralelí erikálí raiálí - paralelí - raiálí - 3- Booéproiká oí Booéporch Kruh Čerec Obélík Elipa iie Tralá oace Impulí oace 3 3 r A r r S M e ep M ep l T r r r γ γ γ ep ' T r r γ γ ep '

49 9 Měro filrace Měro migrace Poloha a ar ohika Okrajoé pomík ohiku.čá Vah/krierium paralelí horioálí paralelí erikálí raiálí - paralelí - raiálí - 3- Booéproiká oí Booéporch Kruh Čerec Obélík Elipa iie Tralá oace Impulí oace f f ep T T m P ep m M e λ ep ep m M e ep M ep

50 5 ifúe ipere Sorpce egraace ežim prouěí.čá Vah/krierium Projeuje e Zaebaelá Poue poélá Poue příčá Obě Zaebaelá Sorbující e Neorbující e Neegraující e egraující e Neuáleé áleé [ ] B Pe B ep h Pe h h ep ep ep λ ep γ γ γ γ ep ep ep

51 5 ifúe ipere Sorpce egraace ežim prouěí.čá Vah/krierium Projeuje e Zaebaelá Poue poélá Poue příčá Obě Zaebaelá Sorbující e Neorbující e Neegraující e egraující e Neuáleé áleé 3 3 r A r r S M h h e ep M ep l T r r r γ γ γ ep ' T r r γ γ ep '

52 5 ifúe ipere Sorpce egraace ežim prouěí.čá Vah/krierium Projeuje e Zaebaelá Poue poélá Poue příčá Obě Zaebaelá Sorbující e Neorbující e Neegraující e egraující e Neuáleé áleé f f ep T T m P ep m M e λ ep ep m M e ep M ep

53 5. Výlek káka ýupu e ému pro braé přípa jeoroměré migrace: Příkla Pro ýpoče použijeme aalický ah [Ogaa-Bak 96] i Tab. chéma č. k je o - migraci při - filraci k ocháí k louhoobé oaci ežáoucích láek o oě. Zaaé paramer: k.5 m/ g/m 3 i.8 h. m /.. Výlek pro jeolié aaé čaoé ieral jou hru obr. 6. Pole aru a průběhu koceračích křiek pak le projekoa apř. moioroací ém rep. arhou aačí práce. Obr.7: káka ýleku pro ah le Ogaa-Bak (96) Příkla Výpoče pole ahu le Beara (979) i Tab.5 chéma č. k je o - migraci při - filraci k ocháí k haarijímu jeoráoému úiku ežáoucích láek o oě. Teo p úloh je běžý při hooceí operaiího proihaarijího opařeí ak ab eošlo ke ečišěí braých objeků apř. oohopoářkých. Zaaé paramer: k. m/ M g i.8 h. m /. 53

54 Obr.8: káka ýleku pro ah le Bear (979) Příkla 3 Výpoče ahu pro raiálí režim prouěí k pro ýpoče ralé oace booého roje použijeme ah le Frie (975) [i Beeš 995] i Tab.6 č.7 Zaaé paramer: g/m 3 m m.5 Q.5 m 3 /. Obr.9: káka ýleku pro ah le Frie(975) Příkla káka ýupu e ému pro ouroměrou migraci () k pro ýpoče jeoráoé oace použijeme ah le Kloe e al. (98) [i Beeš 995] i Tab. 8 č. 3. Zaaé paramer: k.m/ M g i. h. m / ht. m /. m 5m. Výleá koceračí křika čaoé aalý aaém bou A() (i obr.8) je hoá pro projekoáí moioroacího ému apř. okolí kláek ebepečých opaů. 5

55 Obr.8: káka ýupu pro čaoý průběh kocerace boě 5m m Výleá koceračí křika prooroé aalý aaém bou A() ooé čái koamiačího mraku (i obr.9) je éž hoá pro projekoáí moioroacího ému apř. okolí kláek ebepečých opaů. Obr.: káka ýupu pro ooou čá koamiačího mraku čae 3í Příkla 5 Poroáí ýleků aalického ahu le Kielbach (986) [i Beeš 995] i Tab.7 č. a programu Moflow poroá bl čaoý průběh kocerace určiém boě. Zaaé paramer: k.m/ i. e.5 m m T. ropa a orpce ebl omo přípaě uažoá. Hoo bl poče pro 5m m čaoý ieral 365í. Koeficie eermiace (elmi íká hooa) 55

56 Poroáí 6 (g/m3) 8 6 Numerick Aalick ča () Obr.: Poroáí aalického a umerického řešeí Příkla 6 Poroáí aalického ahu le Ogaa-Bak (96) i ab. č.. a programu Moflow poroá bl čaoý průběh kocerace určiém boě. Zaaé paramer: k.5m/ i. e. h. m / (opoíá ) ropa a orpce ebl omo přípaě uažoá. Hoo bl poče pro m čaoý ieral 5í. V Moflow bla aaea obla o roloe 5m jeou ýpočeí řaou a pooroací r bl umíě a ouřaicích m m. Blo aké pořeba aa příčou iperi a o ht. m /. Koeficie eermiace (363768) je éž ačě íký. - poroáí (g/m3) ča () Numerick Aalick Obr.: Poroáí aalického a umerického řešeí 56

57 Příkla 7 Poroáí aalického ahu le Kloe e al. (98) i ab.8 č.3. a programu Moflow poroá bl čaoý průběh kocerace určiém boě pro impulí oaci. Zaaé paramer: k.m/ i. e.5 h.8 m / (opoíá ) ht.8 m / (opoíá T.) m m. Počáečí kocerace g/m3 (5kg koamiau) opa (egraace) a orpce ebl omo přípaě uažoá. Hoo bl poče pro 5m.m čaoý ieral 365í. I omo přípaě bl koeficie eermiace (-95633) elmi íký. Obr.3: Poroáí aalického a umerického řešeí 57

58 6. ikue Výlek iplomoé práce ukáal že je oučaé oboré lierauře uee ačý poče aalických řešeí áklaích ifereciálích roic raporu ežáoucích láek pro poměrě elikou škálu geomerických a hrogeologických pomíek keré mají ačý aplikačí ýam a o hlaě při projekoáí aačích prací moioroacích émů ap. káalo e šak že e šech ah jou použielé a kažých okoloí i apř. Příkla 3 ke pro určiou kombiaci aaých paramerů (apř. oká hooa příoku koamioaé o či ežáoucí lák Q a malá moco oě m) cháejí áporé hoo kocerace ebo je pro ěé okolí roje ečišěí ýleek poěku chaoický. Vah má e řejmě omeeou obla použieloi kerá šak lierauře ueea eí. Poroáí ýleků ýpočů pomocí Eperího ému ýlek umerického moeloáí užiím programu Moflow (PM) je obížé eboť roíl jou ačé. Pole mého áoru je uo obecě problemaice eoáí programů použíaých pro moeloáí chemických a fikálích polí mém přípaě koamiačích mraků ěoa ěší pooro. Jeou možých příči ačého roílu může bý epráé meeí migračí oblai k apř. ročleěí oblai a cca 5 ýpočoých boů mohlo bý eoačující. Za chbu poažuji že žáé meoice pro použií programu Moflow rep. i alších programů poobého pu eí přeě popá poup jak aoi opimálí poče ýpočoých boů. Za hlaí eoaek pak poažuji že eí ai přeě aoe poup jak ohlei reálou eliko oačích boů (rů kláek e kerých ošlo k úiku ap.) áiloi a očekáaých filračích a chemických oporech i. hroamické a hrochemické eračoi. Samoaou oákou je pak i oáka imulace rů komplikoaou ýrojí. Pro poroáí jem použila křiku čaoého průběhu kocerace pooroacím ru (Moflow) a ému jem pro ěkeré iuace aprogramoala olbu Čaoý průběh kocerace určiém boě. Eperí ém umožňuje pro ouroměrou migraci řešeí je pro omeeý poče přípaů e kerých eí ué použií umerických meo. Zaáaé paramer obou moelů jou růé ejméa aáí počáečí kocerace ke o použiého aalického ahu je řeba aa hmoo koamiau a Moflow počáečí koceraci což mohlo aké půobi ehou mei oběma moel. ále muel bý uažoá euáleý režim prouěí proože při uáleém režimu prouěí eí u aalických meo 58

59 ýleá kocerace áilá a čae ale poue a ouřaicích a eí e možé obrai čaoý průběh kocerace. ále při poroáí elmi áleží a umíěí pooroacího ru e laím ýpočoém bloku a olbě čaoého ieralu blíže ke roji koamiace a při kraším čaoém ieralu arůá roíl mei oběma moel až o ěkolik řáů. Z meoického hleika je ajímaé že apř. při poroáí ahu le Kielbacha (986) [i Beeš 995] je o aalického ahu aááa hmoo koamiau kerá je áleě přepočea a koceračí ao. Je e řeba pěě opočí uo hmoo koamiau ab hooa počáečí kocerace aaá o ýpoču Moflow opoíala koceračí aoi jiak e počeé hoo kocerace liší o moho řáů. Pro přípa impulí oace ukauje koeficie eermiace aproou ehou mei moel. Tao ehoa může bý půobea roílomi aááí paramerů ale aké roílým půobem ýpoču ke aalický moel euažuje oraiiu a ar křik e proo liší o ýleku umerického moelu. obu kulmiace kocerace počel omo přípaě oba moel ejě a hooa kocerace je obou přípaech poobá. Pro jeoroměrou migraci ukauje koeficie eermiace aké elkou ehou mei moel. Ze může bý ao ehoa půobea aké roílým aáím úloh. V Moflow bla aaea ouroměrá migrace oblai o roloe 5 m jeou ýpočeí řaou což přibližě opoíá jeoroměré migraci aalickém moelu. Výleek ohoo poroáí e ehouje poroáím keré proel Fare e al. () (i. íže) ke počáečí fái bl hoo počeé aalickým moelem šší ež kocerace počeá moelem umerickým. Numerický moel použiý pro oo poroáí i program Moflow jou alože a meoě koečých iferecí roíl je e měroi migrace ke moel kerý použil Fare e al. uažuje jeoroměrou migraci koamiau. Níké hoo koeficieu eermiace ueeých příklaech ukaují že pro eoáí maemaických (umerických) moelů je hoé použía éměř ž meo aalické a o již je proo že práě braé aalické meo umoží oěři eje práo použiého algorimu umerického řešeí ale i meoiku laího moeloáí. Pro lepší poroáí aalických a umerických moelů průkaými ýlek b blo hoé přia o ému alší p úloh ejméa pro počáečí pomíku ralé oace a ouroměrou migraci. Také aáaé paramer b měl bý ejé ejméa b blo hoé ahrai přímé aááí hoo koeficieu ipere aááím iperii a áleě počí koeficie ipere pole ahů (9) ebo (). ále b blo hoé proé poroáí pro íce růých paramerů a leoa pro keré hoo ýleek 59

60 aalického moelu opoíá ýleku moelu umerického a urči ak oblai ke oba moel áají ejý ýleek a oblai ke e ýlek liší. Zajímaé b blo poroáí ýleků obou moelů eperimeálě aměřeými a ab blo možé urči kerý obou moelů áá určié iuaci lepší ýleek. Pro jeoroměrou migraci poroal ýlek umerického moelu a aalického ahu Fare e al. (). Poroá bl aalický ah pro koeraií migraci le Beara (97) i. Tab. chéma č.. Ze roáí plýá že roíl mei oběma řešeími je hlaě počáečí fái migrace a ěém okolí roje. Řešeí blo realioáo pro o hoo: mg/l.m.8* -6 m/ -8 m / a čaoý okruh 8ho. Obr.: Poroáí relaií kocerace / počeé aalickým a umerickým moelem čae 5h [Fare e al. ] Obr.5: Poroáí relaií kocerace / počeé aalickým a umerickým moelem bou.m [Fare e al. ] 6

61 Eperí ém kerý jem eaila rámci pracoáí iplomoé práce umožňuje realioa ejméa ýpoč pro jeoroměrou migraci možoí poroáí ýleků pro růé paramer. Pro o přípa b blo hoé ab ýpoče mohl probíha pro liboolý poče ájmoých boů ebo čaů. ále ěleí a ílčí ýpočeí krok b mělo umoži roěleí ájmoé oblai a rooměrě roložeé bo ab ýleá křika bla hlaká be lomoých boů půobeých růou áleoí ýpočeích boů. V přípaech ouroměré migrace b blo hoé opli grafické ýup o graf plošého roložeí kocerace. kauje e že pro hrogeologickou prai b blo hoé ab ém bl rošíře i o alší aalické ah apř. pro pomík horioálího prouěí liu heerogei (reaoi chaoických heerogei). Poažuji a hoé ab eo ém umožňoal řeši komple ierích úloh k pole ýleků moioroáí určujeme pěě migračí paramer a o pré řaě iperi efekií póroio orpci a přípaě egraaci. 7. Záěr Numerický moel je kompleí a umožňuje řešeí úloh pro ložié příroí a okrajoé pomík. Tao kompleo a áročo a aáaá aa šak může bý a obíž ejméa poku je pořeba rchle a operaiě hooi iuaci a aké čaých fáích šířeí koamiau. Přeože pro přeážou ěšiu iuací je pořeba použí umerické řešeí aalické ah jou ále hojě použíá. Použií aalických ahů je rchlejší a jeoušší ež přípaě umerického moelu a aké umožňuje lepší áhle o problemaik migrace koamiau. Také pro hooceí ýleků laboraorích koušek je hoější použí aalické ah. Použií aalických a umerických moelů šak ele cela oěli proože aalické moel e použíají pro erifikaci moelů maemaických. Aalické ah ueeé lierauře jou ooe ž pro kokréí iuaci e ačým jeoušeím příroích pomíek keré reálých iuacích eaáá. Také ložio laího ooeého ahu omeuje možo použií éo meo proože ěkerých přípaech je aké pořeba použí při řešeí ěkerou umerických meo. Nárh a realiace rohooacího ému pro ýběr aalického ahu a áleý ýpoče je poměrě roáhlý problém proože je pořeba aprogramoa řešeí pro kažou kokréí iuaci lášť aímco přípaě maemaických moelů proběhe ýpoče po aáí 6

62 požaoaých paramerů o jeoého ému. Z užiaelkého hleika je šak použií ako aržeého ému jeoušší a rchlejší ež přípaě programů aložeých a umerickém moeloáí. Poměrě elké moží ahů blo ooeo pro přípa jeoroměré migrace keré je možé použí při řešeí problému laboraorích pomíkách. V reálých příroích pomíkách můžeme aké ěkeré iuace iealioa a jeoroměré prouěí paří em apříkla ýpoče přibližé ob migrace koamiau o roje ečišěí o určiého ájmoého bou. To ah jou ýhoé ejméa pro pochopeí proceů šířeí koamiau poemí oě. Pro přípa ouroměré a rojroměré migrace je lierauře ueeo poaě méě ooeých aalických ahů a jeoušeí oproi běžým příroím pomíkám jou ačá. Čao je aíc pořeba i ooeém aalickém ahu použí ěkerou umerických meo iegrace ebo ueeé ah obahují ekoečý rooj. Výam aalických řešeí počíá e přeeším rchlé použieloi ižeýrké prai a použií při aalýe ýleků laboraorích koušek. Pro louhoobé moeloáí a ložié příroí pomík je hoější použí moel umerické. 6

63 i Seam použiých mbolů kocerace ropušěé lák počáečí kocerace ropušěé lák kocerace koamiau přiékající oě 3 g m 3 g m 3 g m m koeficie mechaické ipere m h koeficie poélé hroamické ipere m T koeficie příčé hroamické ipere m T koeficie příčé hroamické ipere e měru o m T koeficie příčé hroamické ipere e měru o m koeficie hroamické ipere e měru o m koeficie hroamické ipere e měru o m koeficie hroamické ipere e měru o m * koeficie ifúe m k koeficie aceé hraulické oioi m élka oblai (- migrace) m poloia élk liioého roje koamiace m m moco oě m M moží ropušěé lák a jeoku ploch g póroio - e efekií póroio - Pe Pecleoo čílo - koceračí ieia roje g P m P M koceračí ieia roje g q měrá oačí ao m Q příok koamiau a jeoku hloubk oě m Q průok příok lák m Q celkoá oačí ao m r raiálí ouřaice m rearačí fakor - S příčý profil plocha m T ča filračí arcoká rchlo m kuečá rchlo prouěí m poélá iperiia m T příčá iperiia m λ rchloí koaa reakce prího řáu Poámka: ačeí koeficieů hroamické ipere jem achoala ačeí cioaých auorů. Vhleem k jeoroměrému režimu prouěí e měru o opoíá poélé hroamické iperi a a příčé hroamické iperi e měru přílušé o. 63

64 Použiá lieraura BEA Jacob. Hraulic of grouwaer..áí. New York: Obore-McGraw-Hill 979. ISBN BENEŠ Václa. Hroamika raporích a raformačích proceů poluaů poemích oách..áí. Praha: AAEMIA ISBN ÍSEOVÁ M. VOGE T. Traporí proce..áí. Praha: ČVT ISBN FAES Y.. Giacobbe. Traie rapor of reacie a o-reacie olue i grouwaer. ompuer &Geociece ol.3 o GEEEN B.. Brewer. Accurae oluio FOTAN algorihm for he a relae error fucio. Aace i egieerig ofware 993 ol.8 o GYONNET. NEVIE h. imeiole aali of wo aalical oluiofor 3- olue rapor i grouwaer. Joural of oamia hrolog ol.75 o HISOK Kei M. Hrogeolog: Priciple a pracice..áí. Ofor: Blackwell publihig ISBN HOEKS J. Aalical oluio for rapor of coeraie a ocoeraie coamia i grouwaer em Waer Air a Soil Polluio 98 ol.6 o JINOH J. - MÜE K. - VOGE J. Programoáí jaku PASA. 3. oplěé áí. Praha: SNT-Naklaaelí echické lieraur ANA Ia. Speciálí hrogeologie H:Migrace ežáoucích láek: Schémaa ýpoču aorgaické lák. Skripum ČZ Praha: ČZ (poue elekroické poobě) ANA Ia. Nepublikoaé maeriál pokué pro pořebu éo práce. NOVÁK J. e al. Fikálí chemie:bakalářký a magierký kur (prí aek). Praha: VŠHT 8 (poue elekroické poobě) OGATA A. BANKS.B. A oluio of he iffereial equaio of logiuial iperio i porou meia. Geological Sure Profeioal Paper ; -A Wahigo : ie Sae Goerme Priig Office 96 PAK Eugu ZHAN Hogbi. Aalical oluio of coamia rapor from fiie oe- wo- a hree-imeioal ource i a fiie-hicke aquifer. Joural of oamia hrolog ol.53 o.-.-6 SINIVASAN S. EMENT T.P. ee K.K. omeico oluio I i ali?. Grou waer. 7 ol.5 o ŠIA Ja e al. Všeobecá hrogeologie.. přepracoaé áí. Praha: ieria Karloa 99. ISBN X TZANKOV Bori. Pollua rapor i rier [olie]. Publikoáo..5 [ci. 8-3-]. oupé : hp:// WEXE Elieer J. Aalical oluio for oe- wo- a hree imeioal olue rapor i grou-waer em wih uiform flow. Ope-file repor Talahaee Floria: S Geological ure 989 6