Designværktøj til optimering af vandgennemstrømning og tilbageholdelse i infiltrationsbassin og filtermedie ("SUDS" og "LAR")
Oversat titel
Design Tool for Optimization of Water Flow and Retention of Chemicals in Infiltration Basins and Filter Media ("SUDS" and "LAR")
Forfattere
Karing, Tanja Pipaluk ; Larsen, Maiken Møller
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2023
Afleveret
2023-06-09
Antal sider
98
Resumé
Dette projekt præsenterer et designværktøj i pilotskala, der på baggrund af få input hjælper med at optimere vandgennemstrømning og tilbageholdelse af miljøfremmede stoffer i filterjord. Værktøjet består af to dele: en én-dimensionel (1D) numerisk vandtransportmodel baseret på MMS-modellen og en analytisk model for stoffers transport. Modellerne er udviklet med udgangspunkt i casen St. Restrup Fælled og PFAS (svært nedbrydelige, langtidsholdbare kemikalier). Der er udtaget jordprøver og gennemført laboratorieforsøg for at sammenligne forskellige empiriske modeller med målte forhold. Formålet er at kunne anvende empiriske sammenhænge, så behovet for tidskrævende laboratorieforsøg reduceres, og beregninger kan udføres hurtigere. Værktøjet kan dimensionere højden på et infiltrationsbassin og sammensætningen af en filterjord ud fra et ønsket kriterium for, hvor hurtigt en andel af et stof må passere (f.eks. 5 %, 50 % eller 90 %). Filterjorden designes iterativt ud fra kornstørrelsesfordelingen. Undervejs kan man justere jordfraktioner (ler, silt, fint sand, groft sand og organisk materiale), komprimeringsgrad og bassinets overfladeareal, indtil kravet opfyldes. Beregningerne peger på, at indholdet af organisk materiale har størst betydning for stoftransporten, fordi det forudsættes, at stoffer binder sig til organisk materiale. Samtidig er det ikke realistisk at tilsætte store mængder organisk materiale, da jorden kan blive ustabil. Derfor anbefales et indhold på højst 5 %. Desuden vurderes et lerindhold over 35 % primært at øge den nødvendige bassinhøjde uden at forbedre tilbageholdelsen af stoffer.
This project presents a pilot-scale design tool that uses simple inputs to optimize water flow and the retention of contaminants in filter soil. The tool has two components: a one-dimensional (1D) numerical water transport model based on the MMS model and an analytical model for solute transport. The models are developed using the case study of St. Restrup Fælled and PFAS (persistent, hard-to-degrade chemicals). Soil samples were collected and laboratory tests conducted to compare empirical models with measured behavior. The aim is to rely on empirical relationships to reduce time-consuming laboratory work and perform calculations more quickly. The tool can size the height of an infiltration basin and the composition of a filter soil based on a chosen criterion for how fast a fraction of a substance may pass (e.g., 5%, 50%, or 90%). The filter soil is designed iteratively from the grain-size distribution. During this process, soil fractions (clay, silt, fine sand, coarse sand, and organic matter), the degree of compaction, and the basin surface area can be adjusted until the target is met. The results indicate that organic content has the greatest influence on solute transport, because substances are assumed to bind to organic matter. However, adding large amounts of organic matter can make the soil unstable. Therefore, an organic content of at most 5% is recommended. In addition, a clay content above 35% mainly increases the required basin height rather than improving contaminant retention.
[Dette resumé er omskrevet med hjælp fra AI baseret på projektets originale resumé]
Emneord
Filtermedie ; LAR ; SUDS ; Stoftransport ; Vandtransport ; Gennemtrængingskurver ; MMS ; Retentionskurve ; PFAS ; Infiltrationsbassin