Επίδραση της αβεβαιότητας στη μεταφορά σύνθετων ρύπων σε υπόγειους υδροφορείς:
Creators: name: Βρατσκίδου, Χρύσα Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Αβεβαιότητα υδραυλικής αγωγιμότητας
Αριθμητικά μοντέλα υπόγειας ροής
Σύνθετοι ρύποι
Hydraulic conductivity uncertainty
Numerical groundwater models
Complex pollutants

description: Η διπλωματική εργασία πραγματεύεται το θέμα της ρύπανσης των υπόγειων υδροφορέων, λαμβάνοντας υπόψη τον παράγοντα της αβεβαιότητας ως προς τις υδρογεωλογικές παραμέτρους που τους χαρακτηρίζουν. Στόχος της εργασίας είναι να γίνει μία ολοκληρωμένη μελέτη της μεγάλης ποικιλίας ειδών ρύπανσης, ώστε να ανταποκρίνεται στις συχνότερα παρατηρούμενες καταστάσεις σε ρεαλιστικό επίπεδο. Παράλληλα γίνεται μια προσπάθεια να διαπιστωθεί σε ποιο βαθμό επιδρά η αβεβαιότητα ως προς την υδραυλική αγωγιμότητα στη μεταφορά της εξεταζόμενης ρύπανσης. Το βασικό εργαλείο που χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση της μελέτης είναι το πρόγραμμα Groundwater Modeling System GMS-v6.5, το οποίο αποτελεί ένα από τα πιο εξελιγμένα υπολογιστικά μοντέλα για τη διαχείριση προβλημάτων αυτού του είδους. Συγκεκριμένα εφαρμόζονται οι εξής ενσωματωμένοι κώδικες: ο MODFLOW για την προσομοίωση της υπόγειας ροής καθώς και οι MT3DMS, SEAM3D και RT3D για την προσομοίωση των διεργασιών μεταφοράς ρύπων. Η μελέτη τοποθετείται σε πραγματικό υδροφορέα, που βρίσκεται στη λεκάνη απορροής του δήμου Μουδανιών. Η αρχική διαμόρφωση του μοντέλου του υδροφορέα στο περιβάλλον εργασίας του GMS, λαμβάνεται έτοιμη από προηγούμενες ερευνητικές εργασίες, ενώ κάποια υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά και παράμετροι, όπως η επαναφόρτιση και το πορώδες, είναι υποθετικά με προσπάθεια σύγκλισης προς τα πραγματικά δεδομένα. Υποθετικές είναι επίσης οι τέσσερις διαφορετικές καταστάσεις ρύπανσης που εξετάζονται. Η πρώτη περίπτωση αφορά στη διαρροή στραγγισμάτων από ενδεχόμενους ΧΥΤΑ της περιοχής, ενώ η δεύτερη στην ατυχηματική απελευθέρωση ποσότητας ρύπων ορισμένης συγκέντρωσης. Επιπλέον, ερευνάται η περίπτωση εμφάνισης ρευστού βαριάς υγρής φάσης στον υδροφορέα, που αποτελείται από χλωριωμένους και μη υδρογονάνθρακες. Τέλος, εξετάζεται η ρύπανση του υδροφορέα από αρωματικούς υδρογονάνθρακες ελαφριάς υγρής φάσης. Οι δύο πρώτες καταστάσεις προσομοιώνονται μέσω του κώδικα MT3DMS, η τρίτη μέσω του SEAM3D και η τέταρτη μέσω του RT3D. Οι προσομοιώσεις υπόκεινται σε στοχαστική προσέγγιση, η οποία περιλαμβάνει την έκφραση της υδραυλικής αγωγιμότητας μέσω μιας κατανομής πιθανότητας. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται ώστε να διαπιστωθεί κατά πόσο επιδρά η ανακριβής γνώση της υδραυλικής αγωγιμότητας, στη μεταφορά της ρύπανσης στον υδροφορέα. Το πρόγραμμα GMS αφενός εκτελεί στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων και αφετέρου προβάλλει καταστάσεις μεταφοράς της εκάστοτε περίπτωσης ρύπανσης με ίση πιθανότητα εμφάνισης. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η αβεβαιότητα ως προς την υδραυλική αγωγιμότητα μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη μεταφορά ρύπανσης στον υδροφορέα, τόσο ως προς την κατανομή της συγκέντρωσης, όσο και ως προς την απόσταση μεταφοράς.
description: This project studies the pollution of aquifers by taking into consideration the uncertainty concerning the hydrogeological parameters. The project aims to conduct an overall analysis of different kinds of contaminants, as well as to evaluate the impact of hydraulic conductivity uncertainty on the transport of contaminants. The main tool used for this analysis is the Groundwater Modeling System GMS-v6.5, a sophisticated groundwater modeling software. More specifically, the built-in codes used are, on the one hand, MODFLOW for simulating groundwater flow and, on the other hand, MT3DMS, SEAM3D and RT3D for simulating contaminant transport. The analysis applies to a real aquifer, located in the Moudania Municipality basin. The initial aquifer data are borrowed from previous research, whereas some characteristics and parameters, such as recharge and porosity, are hypothetical and as close as possible to the real values. The four different pollution scenarios examined are also hypothetical. The first case refers to leachate leaking from potential landfills and the second deals with the accidental release of contaminants of specific concentration. Additionally, a dense non-aqueous phase liquid consisting of hydrocarbons, chlorinated or not, is examined. Finally, the forth pollution case is a light non-aqueous phase liquid consisting of aromatic hydrocarbons. ΜΤ3DMS simulates the first two cases, SEAM3D simulates the third and RT3D simulates the last one. These simulations are subjected to stochastic analysis, which estimates the hydraulic conductivity through a probability distribution. This method is used in order to determine whether the lack of accurate hydraulic conductivity data affects the contaminant transport in the aquifer. The GMS software produces results with equal probability for each pollution case and performs statistical analysis. The comparison of the results leads to the conclusion that hydraulic conductivity uncertainty can greatly affect the contaminant transport, in terms of both concentration distribution and transport distance.