A master thesis from Aalborg University
Modellering af skalaafhængig stoftransport i opsprækket kalk: Grundvandsbeskyttelse mod nitratforurening i Drastrup
[Modeling of scale dependent solute transport in fractured limestone: Groundwater protection against nitrate pollution in Drastrup]
Forfatter(e)
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2012
Afleveret
2012-06-07
Antal sider
146 pages
Abstract
Afgangsprojektet omhandler en analyse af de hydrogeologiske og stoftransport parametre, som er bestemmende for, hvorledes strømninger og stoftransport forekommer i opsprækket kalk. Analysen tager udgangspunkt i en foretaget grundvandsbeskyttelse for nitrat af Aalborg Forsyning, Vand A/S' kildeplads i Drastrup, hvor der nu, et årti efter den foretagede beskyttelse, stadig ikke ses en effekt på kvaliteten af det indvundne vand. Til udførelsen af analysen foretages tre forsøg, strømningsforsøg på lille, mellem og stor skala og stoftransportforsøg på mellem og stor skala.Ved strømningsforsøget på lille skala bestemmes en middel hydraulisk ledningsevne til 5,2E-3 m/s og en middel total porøsitet til 0,44 cm^3 porer/cm^3 jord for seks intakt kalkprøver.Ved strømnings- og stoftransportforsøget på mellem skala findes en hydraulisk ledningsevne til 2,6E-5 m/s, en effektiv porøsitet til 0,03 cm^3 porer/cm^3 jord og at dispersionen er lille. På baggrund af målte gennembrudskurver for klorid findes det, at kloriden tilbageholdes med op til en faktor 11 i forhold til vandets transporttid, forårsaget af udvekslingen mellem sprækker og matrice. Ved modellering med tre forsimplede metoder af målte gennembrudskurver findes det, at ingen af metoderne beskriver transporten tilstrækkelig korrekt til at kunne eftervise kurverne fuldstændigt. Det vurderes, at en numerisk sorptionsmodel er den mest anvendelige.Ved strømnings- og stoftransportforsøget på stor skala bestemmes via modellering af gennembrudskurver en hydraulisk ledningsevne til 1,1E-3 m/s og en effektiv porøsitet til 0,014 cm^3 porer/cm^3 jord.Med dette udgangspunkt opsættes en 3D grundvandsmodel for Drastrup, hvorudfra det vurderes, at grundvandsbeskyttelsen vil bevirke, at nitratkoncentrationen i magasinet vil være under grænseværdien om 100 - 200 år fra 1994.
The master project deals with an analysis of the hydrogeological and solute transport parameters, which determine how the flow and solute transport occurs in fractured limestone. The analysis is based on a groundwater protection against nitrate at Aalborg Supply, Water A / S's well field in Drastrup where an effect on the quality of the recovered water, a decade after the protection started, is still not visible. To make the analysis three experiments have been conducted, flow experiments on small, medium, and large, scale, and solute transport experiments on the medium and large scale. For flow experiment on a small scale an average hydraulic conductivity to 5.2 E-3 m/s and a mean total porosity of 0.44 cm^3 pores/cm^3 soil is determined for six intact samples of limestone. From the flow and solute transport experiment at the medium scale a hydraulic conductivity of 2.6 E-5 m/s, an effective porosity of 0.03 cm^3 pores/cm^3 soil is determined, including that the dispersion is small. Based on the measured breakthrough curves for chloride, it is found that chlorine is detained by up to a factor of 11 compared to velocity of the water, caused by the exchange between fractures and matrix. By modeling the measured breakthrough curves with three simplified, it is found that none of the methods describes the transport sufficiently accurate to fit the curves completely. It is deemed that a numerical sorption model is the most useful. The flow and solute transport in a large scale experiment is determined by the modeling of the breakthrough curves. A hydraulic conductivity of 1.1 E-3 m/s, and an effective porosity of 0.014 cm^3 pores / cm^3 soil is determined. On this basis a 3D groundwater model for Drastrup is constructed, from which it is estimated that groundwater protection will ensure that the nitrate concentrations in the aquifer will be below the groundwater criteria 100 to 200 years from 1994.
Emneord
Kalk ; opsprækket ; stoftransport ; forurening ; nitrat ; Drastrup ; kildeplads ; hydraulisk ; ledningsevne ; porøsitet ; modellering ; diffusion ; dispersion ; advektion
Kolofon: Denne side er en del af AAU Studenterprojekter — Aalborg Universitets studenterprojektportal. Her kan du finde og downloade offentligt tilgængelige kandidatspecialer og masterprojekter fra hele universitetet fra 2008 og frem. Studenterprojekter fra før 2008 kan findes i trykt form på Aalborg Universitetsbibliotek.
Har du spørgsmål til AAU Studenterprojekter eller Aalborg Universitets forskningsregistrering, formidling og analyse, er du altid velkommen til at kontakte VBN-teamet. Du kan også læse mere i AAU Studenterprojekter FAQ.