HİD 353 TAŞINIM S ÜREÇLERİ

1. HİD 353 TAŞINIM SÜREÇLERİ Levent Tezcan 2004-05 Güz Dönemi

2. Ders Programı • Adveksiyon • Dispersiyon • Difüzyon • Kütle Taşınım Eşitliği • Başlangıç ve Sınır Koşulları • Retardasyon – Reaktif Taşınım • Taşınım Parametrelerinin Belirlenmesi • Jeoistasistiksel Dispersiyon Modeli • Analitik ve Sayısal Çözümler • Taşınım Modelleri

3. Matematik Fizik Akışkanlar Mekaniği Gözenekli Ortam Hidroliği Sayısal Analiz Ölçü Sistemleri Akışkan Özellikleri Gradyan - Akı Potansiyel Momentum – Newton 2. Yasası Enerji Kütlenin Korunumu Enerjinin Korunumu Momentum Korunumu Gözden Geçirilmesi Gerekenler

4. Kaynak Kitaplar • P. Domenico & F. Schwartz, Physical and Chemical Hydrogeology, Böl. 10, 13, 14, 15, 17, 18 • C.W. Fetter, 1993, Contaminant Hydrogeology, Böl. 2-3-4 • Bedient, et al, 1994, Groundwater Contamination, Böl. 6-7,10 • Bear, J., 1979, Hydraulics of Groundwater, 7 • Zheng, C., Bennett, G., 1995, Applied Contaminant Transport Modeling, 1-6

5. Taşınan Maddeler • Radyoaktif Maddeler, örn. U-238 • Ağır Metaller, örn. Pb • Azot Türevleri, örn. nitrat • Majör iyon fazlası, örn. Na+ • Organik Kimyasallar • Hidrokarbonlar, örn. Xylene, • …..

6. Taşınım Süreçleri • Adveksiyon - advection • Dispersiyon - dispersion • Difüzyon - (molecular) diffusion • Mekanik Dispersiyon • Kimyasal, Mikrobiyolojik, & Nükleer Süreçler • Asit – Baz Reaksiyonları • Çözülme – Çökelme • İndirgenme – Yükseltgenme • Hidroliz

7. Taşınım Adveksiyon Ortalama Yeraltısuyu Hızı Dispersiyon Mixing (Ort. YAS hızından daha hızlı)

8. Darcy Yasası Örn. K = 0.01 cm/s i = 0.01 ne = 0.2 v = 5x10-4 cm/s

9. Kirlenme Başlangıcı (t = 0) (1-D Analiz) Kirletici Doygun Olmayan Bölge Doygun “Geçirimsiz" Sınır

10. Break-Through Curve Gözlem Kuyusu Kirletici D.O.B D.B. YAS Akım Yönü “Geçirimsiz" Sınır Konsantrasyon Değişimi (“Örnek/Mevsim “) %100 C Sürekli Enjeksiyon Advektif Taşınım Düşey Akım ve Taşınım Yok %0 t (1-D)

11. Hidrodinamik Dispersiyon (Mekanik Karışım) (1-D) Gözlem Kuyusu Kirletici D.O.B. D.B Azalan Konsantrasyon Konsantrasyon 2 yıl 100% c Breakthrough Curve 1 yıl 0% t

12. Hidrodinamik Dispersiyon (2-D) 100 mg/L Kirletici D.O.B. 100 D.B. 50 5 Azalan Konsantrasyon

13. Taşınım Denklemi (1D)Advektif - Dispersif D = a v a : dispersivite

15. Taşınım Eşitliği (Korunumlu – Reaktif Olmayan) Hidrodinamik Dispersiyon Katsayısı Eğim c c c x t x

16. Ogata-Banks Çözümü Düşük D Yüksek D %100 C %0 t

17. Dispersivite Katsayısı a ~ x 10 km ZK 100m AK Dispersivite 1 m YK 1 cm 0.1 mm 1 cm 1 m 100 m 10 km 1000 km Akım/Taşınım Mesafesi Gelhar et. al. ,1992, WRR, 28:1955-1974

18. Kütle Dengesi SİSTEME GİREN KÜTLE MİKTARI SİSTEMDEN ÇIKAN KÜTLE MİKTARI = SİSTEMDE BİRİKEN/AZALAN KÜTLE MİKTARI + + RADYOAKTİF/BİYOLOJİK BOZUNMA

19. Kütle Dengesi SİSTEMDE DEĞİŞEN KÜTLE MİKTARI SİSTEME GİREN KÜTLE MİKTARI = SİSTEMDEN ÇIKAN KÜTLE MİKTARI - - RADYOAKTİF/BİYOLOJİK BOZUNMA

20. Kütle Dengesi Dengeli Rejim – Korunumlu Madde

21. Tanım • Dengeli x Dengesiz (Dinamik) • Korunumlu x Korunumsuz

22. Q1C1 QC Q2C2 Örnek C1=10 mg/l C2=50 mg/l Q1=20 m3/s Q2=5 m3/s

23. Kütlenin Korunumu