كليدواژه :
آبخوان , پاكسازي طبيعي , هاله آلودگي , انبار نفت ساري , مدل انتقال
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: محدوده مورد مطالعه دشت ساري - نكاء مي باشد كه اكثر مردم آن به فعاليت هاي كشاورزي مي پردازند. شركت پخش فرآورده هاي نفتي ساري با تعداد 18 مخزن در جنوب اين دشت قرار دارد. با توجه به قدمت اين تأسيسات احتمال نشت تركيبات نفتي وجود دارد. در اين تحقيق امكان نشت و انتقال هيدروكربن هاي محلول در آبخوان ساري بررسي شده است.
مواد و روش ها: ابتدا مدل مفهومي دشت بر اساس داده هاي زمين شناسي، جغرافيايي و هيدرولوژيكي ساخته شده و سپس با استفاده از برنامه MODFLOWمدل عددي جريان آب زيرزميني آبخوان طراحي گشت. در حالت پايدار از نقشه ايزوپتانسيل مرداد ماه 1383 استفاده شد و بر اساس آن نقشه توزيع هدايت هيدروليكي تهيه گرديد. در حالت ناپايدار مدل براي 12 ماه بعد از مرداد 1383 كاليبره شد. نتايج ميدان سرعت حاصل از مدل جريان آب زيرزميني به عنوان ورودي مدل انتقال آلودگي در نرم افزار MT3DMSاستفاده گرديد. سپس مدل براي TPH (Total Petroleum Hydrocarbon)كه غلظت آنها در يك بازه زماني14 ساله اندازه گيري شده بود اجرا گرديد. با در نظر گرفتن فرآيندهاي همرفت، پراكنش هيدروديناميكي و جذب در روند پاكسازي طبيعي TPH، مدل انتقال واسنجي و نرخ جذب برآورد گرديد. به منظور پيش بيني پتانسيل پاكسازي طبيعي آبخوان در سال هاي آتي، مدل با نرخ جذب بدست آمده اجرا گرديد. در نهايت نمودار تغييرات غلظت TPHتا رسيدن به غلظت استاندارد مجاز نسبت به زمان رسم شد و معادله مربوط به آن تعيين گرديد. اين معادله مي تواند ابزار ساده اي براي پيش بيني تغييرات طبيعي غلظت تركيبات نفتي با زمان در دست كارشناسان باشد.
نتايج و بحث: بر اساس معادله پاكسازي، مدت زمان لازم براي پاكسازي آلودگي حاصل از نشت آلاينده ي نفتي با غلظت اوليه 10 ميلي گرم در ليتر در آبخوان ساري تقريباً معادل 62 سال تعيين گشت و در صورتي كه در سال هاي آتي هيچ تزريق آلاينده نفتي در آبخوان صورت نگيرد در سال 1436 هاله آلودگي به طور طبيعي توسط آبخوان پاكسازي خواهد شد. بر اساس پارامترهاي واسنجي شده مدل انتقال آلودگي، فاكتور تأخير در آبخوان ساري معادل 1.57 محاسبه گرديد.همچنين با مدل طراحي شده مي توان هر سناريو تزريق و تخليه آلاينده را شبيه سازي نمود. به منظور پيش بيني سرنوشت TPH در سال هاي آتي با شرايط تزريق پيوسته آلاينده نفتي به آبخوان، غلظت TPH اندازهگيري شده در اسفند ماه 1388 به عنوان غلظت اوليه مدل انتقال آلودگي در نظر گرفته شد. سپس تزريق پيوسته آلاينده نفتي به آبخوان با غلظت ثابت 10 ميلي گرم در ليتر در بازه هاي زماني 10، 20، 30، 40 و 60 ساله به مدل اعمال شد و در نهايت مدل آلودگي با در نظر گرفتن اين شرايط و نرخ جذب به دست آمده در مرحله واسنجي اجرا گرديد و انتشار هاله آلودگي در اين بازه هاي زماني با فرض ماندگار بودن شرايط هيدروليكي در آبخوان پيش بيني شد. همچنين مدل آلودگي با اعمال سه سناريوي افزايش غلظت تزريق تا20000 ميلي گرم در متر مكعب در منبع، كاهش 30 در صدي نرخ پمپاژ چاههاي اطراف سايت و افزايش 30 درصدي سطح آب رودخانه تجن نيز اجرا گرديد.هر كدام از اين شرايط باعث ايجاد تغيير در غلظت آلاينده و گسترش هاله آلودگي گشت.
نتيجه گيري: در صورتي كه در سالهاي آتي به دليل استهلاك تأسيسات نفتي در سايت انبار نفت ساري، نشت و تزريق پيوسته آلاينده به درون آبخوان صورت بگيرد، توسعه هاله آلودگي نفتي در آبخوان مورد مطالعه با گذشت زمان افزايش مي يابد اما مي توان با اجراي پروژه هايي نظير پمپاژ و استحصال آبخوان مانع گسترش آن شد.
كليدواژه‌ها
چكيده لاتين :
Introduction: The study area is Sari-Neka plain where majority of population are involved with agricultural activities. Sari petroleum products distribution company is situated in the south of the plain with many storage tanks. Storage tanks are rather old and leakage from them is likely to occur. In this research the possibility of leakage and transport of dissolved hydrocarbons in Sari aquifer is investigated.
Material and methods: Based on geological, geographical and hydrological data the conceptual model of the plain is first constructed then the numerical groundwater flow model of the aquifer is developedusing MODFLOW. The isopotential map of August 2004 is used for the steady state calculation and distribution map of hydraulic conductivity is constructed. At the unsteady state, model calibration is conducted for the next 12 month following August 2004. The velocity field result from the flow model, is used as input to transport model, MT3DMS. Then the model was appliedfor the TPH concentration was measured in a 14-year period. Considering advection process, hydrodynamic dispersion and the process of adsorption, MT3DMS model is calibrated by simulating the plume of TPH and the absorption rate is determined. Based on the value of absorption rate, the fate of pollutant and the natural attenuation potential is evaluated. To predict the aquifer potential for natural attenuation in the next years, the model was run with the obtained absorption rate. Finally, the attenuation potential is presented in form of simple exponential equation. This equation could be a simple tool in the hand of practitioners for predicting the natural changes of concentration of TPH with time.
Results and discussion: According to the attenuation equation, the required time for clearing pollution with initial concentration of 10 mg / L in the Sari aquifer was estimated 62 years and if there is no injection of pollutant into the aquifer in the next years, in 2057, the pollution plume will be naturally cleared by the aquifer. Based on the calibrated parameters of the pollution model, the retardation factor in Sari aquifer was calculated 1.57. Also, with model designed can simulate each scenario of the pollutant injection and extraction. In order to predict TPH in the next years with the continuous injection of petroleum pollutants into the aquifer, the TPH concentration measured in March 2009 was considered as the initial concentration of the pollution model. Then continuous injection of petroleum pollutants into the aquifer at constant concentration of 10 mg / L was applied to the model at 10, 20, 30, 40 and 60 years intervals. Finally, the pollution model was implemented and the distribution of pollution plume in the aquifer was predicted. The pollution model was also implemented by applying three scenarios of (1). increasing the injection concentration to 20,000 mg/m3, (2). 30% reducing the pumping rate of wells around the site and (3). 30% increasing the Tajanriver water level. These conditions caused changes in the concentration of pollutants and the spread of the pollution plume.
Conclusion: If there is a leakage and continuous injection of pollutants into the Sari aquifer in the next years, the oil pollution plume develops but can prevent of its expansion by pump and treat.
