بررسي پارامتريك رفتار هيدروليكي پركلرواتيلن در سيستم‌هاي دو فازي

Parametric Assessment of Perchloroethylene Hydraulic Behaviour in a Two-Phase System

بيان كمّي ويژگي هاي هيدروليكي خاك نقش مهمي در پيش­گيري از ورود آلاينده­هاي هيدروكربني به خاك و آبهاي زير زميني دارد. به منظور بررسي رفتار هيدروليكي پركلرواتيلن به عنوان يك آلاينده­ي سمّي كلردار در خاك، منحني­هاي نگهداشت پركلرواتيلن و آب در خاك بدست آمد. سپس هدايت هيدروليكي اشباع براي اين دو سيال به روش بار ثابت تعيين كه مقدار آن براي آب و پركلرواتيلن به ترتيب 395/27 و 410/84 سانتي متر بر روز بدست آمد سپس پارامترهاي مدل­هاي نگهداشت ون­گنوختن، بروكس-كوري و كوسوگي بدست آمد. هدايت هيدروليكي غير اشباع به عنوان تابعي از پتانسيل ماتريك خاك بر پايه­ي مدل­هاي معلم-ون­گنوختن، معلم­- بروكس­-كوري و معلم-كوسوگي تعيين شد. دقت مدل­ها به ­وسيله­ي آماره­هاي خطاي ماكزيمم، ريشه ميانگين مربعات خطا، ضريب تعيين، كارايي مدل و ضريب جرم باقيمانده مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه براي سيال پركلرواتيلن، مدل ون­گنوختن نسبت به دو مدل ديگر از دقتي بيشتر برخوردار است. مقدار پارامترهاي توزيع تخلخل و نقطه ورود هوا در سيستم دو فازي آب-هوا نسبت به پركلرواتيلن-هوا كاهش يافت. اين رفتار به دليل لزوجت و مقاومت بيشتر آب نسبت به پركلرواتيلن در برابر جريان است. به اين مفهوم كه زهكشي آب نسبت به پركلرواتيلن از محيط متخلخل به مكش بالاتري نياز دارد. بنابراين مي­توان نتيجه گرفت كه در يك مقدار معين از فاز مايع، آب نسبت به پركلرواتيلن نگهداشت بيشتري دارد. به دليل لزوجت كمتر پركلرواتيلن، هدايت هيدروليكي اشباع و غير­اشباع محيط متخلخل براي پركلرواتيلن بيشتر از آب است. سيال پركلرواتيلن با توجه به هدايت هيدروليكي بيشتر و نگهداشت كمتري كه نسبت به آب دارد، در صورت ورود به محيط متخلخل حركت سريع­تري به سمت آب­هاي زير زميني خواهد داشت.

Quantitative description of soil hydraulic properties is crucial for preventing organic contamination entering into the soil and groundwater. In order to assess the hydraulic behaviour of Perchloroethylene as a toxic chlorinated contaminant in soil, the retention curves for Perchloroethylene and water were determined. The Saturated hydraulic conductivity of both fluids examined was determined by the constant head method. The Perchloroethylene and water hydraulic conductivities obtained were 492.84 and 450.27 cm day-1, respectively. The porous medium retention parameters were obtained based on the van Genuchten, BrooksCorey and Kosugi retention models. Further, the unsaturated hydraulic conductivity for both fluids was obtained based on the Mualem-Brooks-Corey, Mualem-van Genuchten and MualemKosugi models. The accuracy performance of the models was assessed using some statistics including ME, RMSE, EF, CD and CRM. Results indicated that the van Genuchten model provided better estimations than other models when the fluid studied was Perchloroethylene. The results further indicated that the magnitudes of the pore-size distribution parameters and the bubbling pressure parameters are reduced more in a water-air system compared to a Perchloroethylene-air system. This can be attributed to the high viscosity of water and its considerable resistance against flow. This implies that more suction is needed to drain water out from a porous medium than Perchloroethylene. Consequently, a porous medium provides less retention for Perchloroethylene at a given quantity of fluid than water. Owing to lower Perchloroethylene viscosity, the saturated and unsaturated porous medium hydraulic conductivity of Perchloroethylene was greater than that of water. Since Perchloroethylene has lower retention and larger hydraulic conductivity than water, its infiltration into a porous medium would lead to its faster movement towards groundwater.