הסעה אנומלית ולא קונסרבטיבית של מומסים בתווך נקבובי רו...
Download
1 / 25

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


  • 177 Views
  • Uploaded on

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

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' הסעה אנומלית ולא קונסרבטיבית של מומסים בתווך נקבובי רווי' - vlad


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 מומסים בתווך נקבובי רווי

  • 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 פיקיאנית הסעה אנומלית מומסים בתווך נקבובי רווי

CTRW

ADE


1 מומסים בתווך נקבובי רווי

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" מומסים בתווך נקבובי רווי

Scheidegger 1959:

Cortis et al. 2004

Cortis and Berkowitz 2004


סיכום: הסעה נורמלית/אנומלית מומסים בתווך נקבובי רווי

Scher et al. 1991

Levy and Berkowitz 2003


s’ מומסים בתווך נקבובי רווי

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 מומסים בתווך נקבובי רווי

CTRW משוואת ההסעה של מודל ה

ADE

f(t) טרנספורם לפלאס של


β מומסים בתווך נקבובי רווי=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 מומסים בתווך נקבובי רווי

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


? מומסים בתווך נקבובי רווי

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?


c מומסים בתווך נקבובי רוויf

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


= מומסים בתווך נקבובי רוויקצב תפיסה

Wi = קצב שחרור

מודל שתי סקאלות

cf

c=cf+cs

cs

קירוב מסדר ראשון

Berkowitz et al. 2008


c/c מומסים בתווך נקבובי רווי0

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 מומסים בתווך נקבובי רווי

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 מומסים בתווך נקבובי רווי

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 המחקר

  • Tribromoneopentyl Alcohol (TBNPA)

  • ניקל

תכונות קרקע מבית דגן

pH 7.7

16.2% clay

6.3% silt

77.5% sand


batch המחקר1. ניסויי

TBNPA

איזותרמות לא לינאריות

Ni


2. ניסויי הסעה בקולונה המחקר

Teflon tubing

3-way

ball valve

fraction collector

pump




סיכום המחקר

  • 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! המחקר