بررسي آزمايشگاهي اثر روش نمونه‌برداري در آزمايش‌هاي رديابي بر ضريب انتشارپذيري آبخوان

Laboratory Investigation of The Effect of The Sampling Method in Tracer Experiments on The Dispersion Coefficient of The Aquifer

در مطالعات آلودگي آبخوان‌ها، آزمايش‌هاي رديابي از اهميت زيادي برخوردارند. اين آزمايش‌ها به‌منظور تعيين ضريب انتشارپذيري آبخوان انجام مي‌گيرند. در اين پژوهش، اثر روش نمونه‌برداري در آزمايش‌هاي رديابي بر مقدار ضريب انتشارپذيري آبخوان در مقياس آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل فيزيكي مورد استفاده شامل يك مخزن مستطيلي به‌طول 72، عرض 10 و ارتفاع120 سانتي‌متر از جنس پلكسي گلاس بود و محلول كلريد سديم با هدايت الكتريكي 14 دسي‌زيمنس بر متر به‌عنوان آلاينده پايدار انتخاب گرديد. هم‌چنين آبخوان‌هاي شبيه‌سازي شده عبارت بودند از آبخوان با ذرات ماسه درشت و آبخوان با ماسه متوسط. آزمايش‌ها در ضخامت‌‌هاي 20 تا 100 سانتي‌متر با فواصل طبقاتي 10 سانتي‌متر در هر دو آبخوان صورت گرفت. در هر دو آبخوان، در كليه آزمايش‌ها نمونه‌برداري به‌صورت نقطه‌اي و مخلوط انجام ‌شد. نتايج به‌دست آمده نشان داد كه : 1) دامنه مقادير ضريب انتشارپذيري به‌دست آمده از نمونه‌هاي نقطه‌اي براي هر دو آبخوان در محدوده نتايج ساير مطالعات آزمايشگاهي بود، 2) در كليه آزمايش‌ها، مقادير ضرايب انتشارپذيري نمونه‌هاي مخلوط از متوسط مقادير ضرايب انتشارپذيري نمونه‌هاي نقطه‌اي بيشتر بود. از اين رو، به‌نظر مي‌رسد نمونه‌گيري به‌صورت مخلوط عاملي مؤثر در به‌دست آوردن مقادير بالاي انتشارپذيري است كه ساير محققين در مطالعات ميداني خود گزارش نموده‌اند، 3) با افزايش ضخامت آبخوان، مقادير ضرايب انتشارپذيري به‌دست آمده از نمونه‌هاي مخلوط تغيير ‌كرده ولي از روند يك‌نواختي پيروي نكرد كه به‌نظر مي‌رسد به‌خاطر خطاهاي اجتناب ‌ناپذيري بوده باشد كه در طي آزمايش‌ها روي داده است و 4) منحني‌هاي رخنه و منحني‌هاي تعداد حجم آب تخلخل به‌كار رفته به‌دست آمده از نمونه‌هاي نقطه‌اي و مخلوط هر ضخامت، در هر دو آبخوان نشان داد كه اين منحني‌ها اختلاف آماري با هم ندارند. اگر چه منحني‌هاي به‌دست آمده از نمونه‌هاي مخلوط، از چولگي بيشتري به سمت راست نسبت به منحني‌هاي نمونه‌هاي نقطه‌اي برخوردار بود. با توجه به نتايج به‌دست آمده از پژوهش حاضر، توصيه مي‌شود كه در مطالعات آلودگي آبخوان‌ها، نمونه‌گيري به‌صورت نقطه‌اي انجام شود تا بتوان عكس‌العمل‌ تنش‌هاي مختلف كيفي وارده به آبخوان را در شرايط فعلي و آينده، با دقت بيشتري پيش‌بيني نمود.

Tracer experiments are very important in the studies related to aquifer contamination for determination of dispersion coefficient. In this study, the effect of sampling method on the dispersion coefficients of two simulated sandy aquifers was examined. The physical model was made from Plexiglas material with inner length, width and height of 72, 10 and 120 cm, respectively. A solution containing 9 g/l sodium chloride (Ec = 14 ds/m) was used as the non - reactive (conservative) contaminant. Homogeneous sands with coarse and medium particle sizes were used as media for the simulated aquifers. The experiments were carried out in the aquifers with various thicknesses from 20 to 100 cm with 10 cm thickness increment. Point and mixed samples were taken through all experiments. The results of the study showed that (1) for both simulated aquifers, the dispersion coefficient values obtained by point sampling method were close to the values obtained by other researchers from laboratory experiments (2) In all the experiments, the dispersion coefficient values obtained by mixed sampling method were higher than those obtained by the point sampling method (3) with increasing the aquifer thickness, the dispersion coefficient values obtained from the mixed samples varied but did not have a uniform trend which could be due to the unavoidable experimental errors and (4) there was no difference between the breakthrough and pore volume curves of various aquifer thicknesses obtained from point and mixed samples. Overall, based on the results obtained from this research, in studies related to aquifer contamination, it is recommended to take point samples instead of mixed samples to obtain more precise results.