ást 2 Jan embera, Jaroslav Nosek Technická univerzita v Liberci itava, 23. a 24. zá í 2010 Proudový model - lokalita 580 x 600 m, na západ /východ ohrani ená ekami (h = 9 m, h = 8 m), na severu/jihu ohrani ená poho ím (nulový tok) - kolektor 2-vrstvý s volnou hladinou (K f : Vrstva1: 10-4, resp. Vrstva2: 5x10-4 m/s) - vertikální vodivost 10% horizontální, efektivní pórovitost n ef = 25 % - terén nad m., mocnost vrstva1: 4 m, vrstva2: 6 m - konstantní srá ky 8x10-9 m/s (252 mm/rok) Zittau 23.,24.9.2010 2 Transportní model(neovlivn ný stav) Flow [290;310] [440;310] - kontaminace na území 100 x (chem. látka - PCE unikající z net snící nádr e v 1. vrstv ) - model migrace PCE ve sm ru proud ní - PCE: - dotace: v míst kontaminace konstantní koncentrace PCE (1000 µg/l) - lineární sorpce 250 m retardace R = 1 + ( x K d ) / n ef : objemová hmotnost; K d : distribu ní koefi. - = 2000 kg/m 3 ; K d = 1,25x10-4 m 3 /kg - podelná disperze: ; horizontální/vertikální p í ná disperze: (10 % podélné = 1 m) - p edpov d t vývoj koncentrací PCE ve vzdálenosti 100, 250 m po sm ru proud ní v asovém horizontu 3 let - za jak dlouho bude kontaminována eka (koncentrace vyšší ne 10 ug/l )? Zittau 23.,24.9.2010 3
Návrh sana ního systému - celková bilance water budget (vliv srá ek) - sledování poklesu hladin v d sledku erpání - vypo ítat vydatnost vrtu v míst [440; 310] - modelov stanovit erpané mno ství, aby byla vytvo ena dostate ná deprese zabra ující ší ení PCE do eky - stanovit erpané mno ství pomocí modulu PMPATH - stanovit erpané mno ství pomocí transportního modelu migrace (se zahrnutím vlivu disperze) Zittau 23.,24.9.2010 4 Model 1-1-vrstevný model steady state - typ modelové vrstvy confined/unconfined (transmisivity cons.) - velikost území100 x - pravidelná sí 20 x 20 element (1 ele. = 5 x 5 m) - konstantní terén: - mocnost vrstvy: 5 m - K f = 1x10-5 m/s, n ef = 0,25 - okrajové podmínky konstantní hladiny (modré elementy viz obr.) H = - pomocí Water budget ur it kolik vody vtéká (resp. vytéká) z okrajových podmínek, H = 9,5 m Zittau 23.,24.9.2010 5 Model 2 - stejné zadání jako p edchozí úloha - navíc modelovat vliv erpaného vrtu na pozici [9,11] - erpané mno ství: -5x10-5 m 3 /s - pomocí Water budget ur it kolik vody vtéká z okrajových podmínek, Zittau 23.,24.9.2010 6
Model 3 20 m 20 m - stejné zadáníjako Model 1 - simulovat vliv dvou málo propustných poloh na proudové pole - K f viz obr. 80 m 80 m 20 m 20 m - pomocí Water budget ur it kolik vody vtéká (resp. vytéká) z okrajových podmínek, Zittau 23.,24.9.2010 7 Transportní model Transportní úloha - proudový model z minulého cvi ení - Model 1 (viz minulé zadání) - v modulu MT3D (pop. MT3DMS) vytvo it transportní model simulující migraci látky od (oran ová oblast viz obr.) bez sorpce na prost edí 9,5 m [6,15] [10,10] zdroje [11,11] - vytvo it transportní model - simulovat neovlivn ný stav - za jak dlouho bude mo no v míst detekovat koncentrace vyšší ne 10 µg/l - kdy se ustálí koncentrace v - modelov stanovit minimální mno ství erpané vody ve vrtu na pozici [6,15], tak aby koncentrace v nep esáhli p ípustný limit 10 µg/l Zittau 23.,24.9.2010 8 Transportní úloha Parametry transportního modelu: - Boundary Conditions ICBOUND v míst zdroje definovat -1 (element s kons. konc.), v ude jinde 1 (aktivní ele.) - Parameters Time Period Length zadat celkový as simulace MT3DMS - Initial Concentration V elementech kde je definována podmínka kons. koncentrace zadat 1000 ug/l - Chemical Reaction Description: tracer; za krnout active; Type of sorption: No sorption; (konzervativní stopova bez retardace) - Advection (Upstrem Finite Diff. Method) - Dispersion TRPT: 0,1; TRPV: 0,1; DMCOEF: 0; Longitudinal Dispersivity: 1 m - Output Control ur it v jakých asech se budou ukládat výsledky transportního modelu (karta Output Times kliknout na Output Time a zvolit interval) Zittau 23.,24.9.2010 9
Transportní úloha Parametry transportního modelu: - Parameters Boreholes and Observation vytvo ení pozorovacího bodu, ve kterém budou ukládány vypo tené koncentrace Name: xxx; Active: za krtnout; Zadat sou adnice x,y podle umíst ní bodu Na kart Observation data zadat 1 v: Observation Time a Concentration Zittau 23.,24.9.2010 10 Charakteristika lokality: Kalibrace proudového modelu - Uherský Ostroh - 1-vrstvé horninové prost edí, koeficienty filtrace v ádech 10-5 10-4 m/s, n ef = 0,25 - pr m rné ro ní srá ky: 537 mm/rok - dostupné modelové vstupy: terén, báze kolektoru (vrtné profily), neovlivn né hladiny p.v., popis eky (odleh ovací rameno Nové Moravy) (v e bodová m ení na 18 vrtech >>> modelové vstupy plo né interpretace) - modelová oblast 2010 x 2260 m (201 row, 226 col), modelový element (10 x ) po átek sou adné sít : 2440, 4240 - eka: hladina 167 165 m nad m., dno 165 163 m, í ka eky: Zittau 23.,24.9.2010 11 Návrh sana ního systému - vytvo it model simulující únik CHC po dobu 10 let - simulovat r zné varianty sana ního systému - zcela uzav enou Podzemní T snící St nu (od erpávání srá kové vody) - PTS s reaktivní bariérou - optimalizovat tvar PTS - simulovat reaktivní bariéru (kinetika prvního ádu) Transportní model: - kontaminace: = 1,9 t/m 3 ; K d = 0,13 m 3 /t - podelná disperze: 5 m; - horiz./ver. p í ná dis. (10 % podélné = 0,5 m) Zittau 23.,24.9.2010 12
Model zasakovacího drénu - modelov testovat jímací schopnost drénu v prvních 20 minutách zasakování - p i srá kách spadne b hem 20 minut 120 m 3 vody, jímka na lokalit má objem 90 m 3 >> modelov ur it po adovanou délku drénu dle jeho umíst ní tak, aby byl schopen pojmout 30 m 3 za 20 minut - 2 varianty umíst ní drénu: 1. - t rkopísky (dno drénu 2 m nad bází) 2. - jíly (dno drénu 3,5 m nad bází) Konstrukce drénu K f = 10-3 m/s Zittau 23.,24.9.2010 13 Vertikální pr ezový model - Hráz: délka, í ka, vý ka, na jedné stran hladina, na stran druhé hladina 2 m, materiál hráze (izotropní, homogenní): K f = 10-5 m/s, n ef = 0,15 - modelov ur it mno ství prosakující vody a pokles hladiny p.v. v t lese hráze Analytické e ení Q = K x B x (h 1 2 - h 2 2 ) / 2L K propustnost, B délka hráze, L í ka hráze Model -1-vrstvý (tlou ka 1 m), grid: 21 x 20 (sloupce x ádky) (element 0,5 x 0,5 m), Layer type: 0 (confined) Okrajové podmínky: - levá H-konst., pravá H-konst. 2 m (na 4 elem., zbytek drén) Zittau 23.,24.9.2010 14