הסעה אנומלית ולא קונסרבטיבית של מומסים בתווך נקבובי רו...
Sponsored Links
This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 25

הסעה אנומלית ולא קונסרבטיבית של מומסים בתווך נקבובי רווי PowerPoint PPT Presentation


  • 144 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

הסעה אנומלית ולא קונסרבטיבית של מומסים בתווך נקבובי רווי. שירה רובין ישי דרור, הרווי שר ובריאן ברקוביץ. הקדמה. ניטור וניבוי של איכות מי התהום הם בעלי חשיבות גלובלית מדרגה ראשונה לרוב הסעת המומסים היא לא פיקיאנית (אנומלית) מרבית המזהמים במי התהום נספחים לפאזה המוצקה תוך כדי הסעתם

Download Presentation

הסעה אנומלית ולא קונסרבטיבית של מומסים בתווך נקבובי רווי

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


הסעה אנומלית ולא קונסרבטיבית של מומסים בתווך נקבובי רווי

שירה רובין

ישי דרור, הרווי שר ובריאן ברקוביץ


הקדמה

  • ניטור וניבוי של איכות מי התהום הם בעלי חשיבות גלובלית מדרגה ראשונה

  • לרוב הסעת המומסים היא לא פיקיאנית (אנומלית)

  • מרבית המזהמים במי התהום נספחים לפאזה המוצקה תוך כדי הסעתם

  • מודלים של הסעת מומסים נספחים אינם לוקחים בחשבון את הרכיב האנומלי של ההסעה


הסעה פיקיאניתהסעה אנומלית

CTRW

ADE


1

c/co

0

t0

Time

1

Piston flow, v

c/co

Diffusion and dispersion

0

t0

Time

t2

t1

1

c/co

t2

0

t1

Distance

ADE: משוואת האדבקציה-דיספרסיה

Advection Dispersion Equation

= מהירות נוזל ממוצעת

Dx = מקדם הדיספרסיה

  • הנחות:

  • Dx = מקדם הדיספרסיה מאפיין את התווך הנקבובי, ומתנהג כמו דיפוזיה => התפלגות נורמלית במרחב

  • תווך הומוגני

X

Freeze and Cherry 1979


עדויות ל"שגיאות סיסטמטיות"

Scheidegger 1959:

Cortis et al. 2004

Cortis and Berkowitz 2004


סיכום: הסעה נורמלית/אנומלית

Scher et al. 1991

Levy and Berkowitz 2003


s’

s

מודל הליכה רנדומלית RW, CTRW

Random walk:

= תהליך דיפוזיה עם קצב אחיד

CTRW:

הסתברות ליח' זמן של חלקיק להגיע לנק'sבזמן t

הסתברות ליח' זמן לקפוץ מרחק s-s’בזמן t-t’

  • הטרוגניות

  • תהליכים המשפיעים על ההסעה


GME

CTRW משוואת ההסעה של מודל ה

ADE

f(t) טרנספורם לפלאס של


β=0.5

t1=1

t2=106

t2=102

Truncated power law (TPL) form of

0<β<2

t1<<t<<t2

התנהגות ע"פ חוק חזקה עבור

התנהגות אקספוננציאלית עבור

t>>t2

t1= זמן מהלך חציוני

t2=זמן החיתוך

β= פרמטר "אי הסדר" של חוק החזקה

Cortis et al. 2004


1

Without retardation

c/co

With retardation

0

a

Distance

b

משוואת אדבקציה-דיספרסיה-ריאקציה

RADE

Roberts et al 1986

- - - - RADE

Hatano and Hatano 1998

Cortis et al. 2006


?

שאלות המחקר

  • מהן האינטראקציות הדינמיות המשפיעות על ריכוז המזהם?

  • מהן התרומות היחסיות של הסעה לא פיקיאנית (הנגרמת בשל הטרוגניות) ושל תהליכי חילופי מסה (כגון ספיחה)?

  • כיצד ניתן להפריד בין מידת התרומה של שני התהליכים, ולכמת אותם?


cf

cs

גישת שתי הסקאלות

  • הסעה לא פיקיאנית נגרמת הן בשל הטרוגניות של התווך הנקבובי והן בשל תהליכי חילוף מסה

  • לרוב קשה להפריד בין שני התהליכים המתרחשים בסקאלות זמן שונות (ומאופיינים ע"י זמני מעבר של חלקיק וקצבי חילוף מסה)

c=cf+cs


= קצב תפיסה

Wi = קצב שחרור

מודל שתי סקאלות

cf

c=cf+cs

cs

קירוב מסדר ראשון

Berkowitz et al. 2008


c/c0

1-c/c0

a

b

t [s]

t [s]

S1

S2

P1

P2

התאמה לנתונים ניסיוניים: חרוזים מוצקים / נקבוביים

שני קצבי זרימה:

F1 = 9.33 cm3/s

F2 = 16.3 cm3/s

חרוזי זכוכית

2 mm

חרוזי Ca-alginate

2 mm + pores

Papathanasiou and Bijeljic (1998)


a

b

a

b

חרוזי זכוכית מלאים

F1

ADE: v מדוד, D מותאם

TPL: מותאם

F2

ADE: ניבוי

TPL: vψ,Dψ מאולצים, שאר הפרמטרים מותאמים


a

b

a

b

חרוזים נקבוביים

F1

מותאם

vψ,Dψ מאולצים

F2


חקר פרמטרים: דינמיקות בסקאלות שונות

חילוף מסה איטי

נתונים שניתחנו

F1

F2

W0=10-4 s-1

חילוף מסה מהיר

W0=101 s-1

W0=10-2 s-1


ניסויי הסעה וספיחה שנעשו במסגרת המחקר

  • מדידות ספיחה ושחרור בניסויי batch וקולונות

  • בחינת האינטראקציות בין הסעה וספיחה של מומסים שונים בקרקע

  • הפרדת התהליכים ע"י פולס של מומס קונסרבטיבי ומומס שנספח

  • קצב הזרימה מבוקר ושולט במידת האנומליות

  • יכולת מדידה אנליטית של 3 סדרי גודל לפחות כדי לאפשר בחינה של זנב עקום הפריצה


תוצאות ניסיוניות ראשוניות

  • Tribromoneopentyl Alcohol (TBNPA)

  • ניקל

תכונות קרקע מבית דגן

pH 7.7

16.2% clay

6.3% silt

77.5% sand


batch 1. ניסויי

TBNPA

איזותרמות לא לינאריות

Ni


2. ניסויי הסעה בקולונה

Teflon tubing

3-way

ball valve

fraction collector

pump


עקומי פריצה של ברומיד


עקומי פריצה של מומסים נספחים

TBNPA

Ni


סיכום

  • ע"י מודל ה CTRW כימתנו באופן מדויק את ההתנהגות הדינמית במקרה של הסעה לא פיקיאנית באיזור המובילי, וכן במקרה שנוספים חילופי מסה.

  • חקר פרמטרים של מודל שתי הסקאלות מלמד לגבי אינטראקציות בין תהליכי הסעה הטרוגנית ותהליכי עיכוב מסה בסקאלות זמן שונות, לגבי מיקום וגודל זנב עקום הפריצה.

  • TBNPA וניקל נספחים על קרקע מבית דגן באופן לא לינארי.

  • תוצאות נסיוניות ראשונות מצביעות על הסעה לא פיקיאנית של נותב קונסרבטיבי במערכת המעבדה, ומעלות את הצורך בניתוח ע"י מודל שתי הסקאלות לשם כימות התרומות היחסיות לזנב עקום הפריצה של מומסים ספיחים.


תודה!


  • Login