نقش آكيوتاردهاي درزه‌دار در انتقال آلودگي بين آبخوان‌هاي مجاور

Impact of Fractured Aquitards on Solute Transport in an Aquifer-Aquitard System

آكيوتاردهاي درزه‌دار نه تنها مانع انتقال آلودگي به آبخوان مجاور نمي‌شوند بلكه مي‌توانند مسير انتقال نيز باشند. در اينجا نقش آكيوتاردهاي درزه‌‌دار در انتقال آلودگي به آبخوان‌هاي مجاور از طريق مدل‌هاي تحليلي بررسي مي‌شود. معادلات رياضي انتقال آلاينده براي يك مدل سه لايه آبخوان-آكيوتارد-آبخوان به‌صورت يك ‌بعدي، افقي در آبخوان و قائم در آكيوتارد، حل‌ شده است. معادلات حاكم در محيط لاپلاس به ‌صورت تحليلي حل ‌شده سپس از روش عددي de Hoog براي برگرداندن آنها به محيط واقعي استفاده ‌شده است. نتايج نشان ميدهد كه وجود درزه درون آكيوتارد سبب مي‌شود مقدار بيشتري از آلاينده از آبخوان آلوده به آبخوان مجاور منتقل شود، بطوريكه با گذر زمان مقدار آلاينده انتقالي افزايش مي‌يابد كه به سبب آن غلظت آلاينده در آبخوان آلوده و نيز درون آكيوتارد تا حد زيادي كاهش مي‌يابد و ميزان پيشروي ابر آلودگي در خود آبخوان آلوده كمتر مي‌شود. نتايج حاصله در درك بهتر مكانيسم تأثير آكيوتاردهاي درزه‌دار در انتقال آلودگي به آبخوان‌هاي مجاور مفيد است. مهمترين جنبه‌هاي كاربردي اين مدل (1) فراهم كردن امكان بررسي ميزان ايمن بودن آبخوان‌هاي عميق جهت دفن زباله‌هاي خطرناك صنعتي و بهداشتي و (2) برآورد ميزان نشت آلودگي‌هاي حاصل از ميدان‌هاي نفتي بر آبخوان‌هاي مجاور در دراز مدت ميباشد.

The fractured aquitards not only protects the aquifers from contamination but also acts as a pathway to transport solute into them. Here, we investigate the influence of a fractured aquitard in moving the solute from a contaminated upper aquifer into the clean lower aquifer by applying analytical models. In this work, the one-dimensional advection-dispersion equations of solute transport, considering horizontal flow in the aquifers and vertical flow through the aquitard, is applied in a 3-layer aquifer-aquitard-aquifer system. The governing equations were analytically solved in the Laplace domain and then numerically inverted into the real time domain using de Hoog algorithm. The results reveal that the transported amount of solute from the polluted upper aquifer into the lower aquifer is increased by adding fractures in the aquitard intervened between the upper and lower aquifers. In addition, the transported amount of solute is enhanced by increasing elapsed-time. The condition of the denser network of fractures within the aquitard is caused to (1) reduction of the solute concentration in both the contaminated upper aquifer and aquitard (matrix and fracture parts) and (2) the shorter solute plume through the contaminated aquifer. The findings of this model can be applied for exploring the safety of the deep aquifers for burring dangerous industrial and hospital wastes as well as for investigation of the influence of the oil reservoirs on the contamination of the adjacent aquifers