Transcript 側向延散對雙井循環流場追蹤 劑試驗溶質傳輸的影響 Adviser : 陳瑞昇 老師 Presenter : 廖崇翔 Date : 2011/06/23 自我介紹 – 姓 名：廖崇翔 – 大 學：聯合大學環境與安全衛生工程學系 – 研究所：中央大學應用地質研究所 大綱 • 前言 – 縱、側向延散 – 追蹤劑試驗 • 研究目的 • 材料方法 – 概念模式 – 網格設置 •

側向延散對雙井循環流場追蹤
劑試驗溶質傳輸的影響
Adviser : 陳瑞昇 老師
Presenter : 廖崇翔
Date : 2011/06/23
1
自我介紹
– 姓 名：廖崇翔
– 大 學：聯合大學環境與安全衛生工程學系
– 研究所：中央大學應用地質研究所
2
大綱
• 前言
– 縱、側向延散
– 追蹤劑試驗
• 研究目的
• 材料方法
– 概念模式
– 網格設置
• 結果與討論
• 結論
3
Longitudinal dispersion & Transverse dispersion
Transverse dispersion
D
C
B
A
Longitudinal dispersion
Groundwater flow
追蹤劑試驗
(A) 追蹤劑試驗
(B) 使用合適的數學
模式產生標準曲線
(C) 參數推估
(D) 獲得水文地
質參數
含水層特性：
縱向延散度
水力傳導係數
孔隙率
5
injection well
observation well
-Q
injection well
pumping well
plume
plume
groundwater flow
6
7
抽水及濃度觀測井
Q
注水及追蹤劑注入井
Q
濃度觀測井
追蹤劑注入
井
8
• 前人研究雙井循環流場的基本假設為抽水井
所得的濃度穿透曲線只受縱向延散的影響。
• Chen et al.(2011)提出單井垂質循環井，當水
力傳導係數異向比大時側向延散會影響峰值
濃度的到達時間。
9
研究目的
• 探討側向延散對雙井循環流場追蹤劑試驗
濃度穿透曲線的影響。
• 探討在何種情況下可忽略側向延散，唯一
決定縱向延散係數。
10
研究流程
建立數值模式
改變不同參數觀察側向延散對
濃度穿透曲線之影響
決定雙井循環流場追蹤劑試驗
的適用情況
11
Methodology-FEMWATER
• Flow equation:
 
  *
 h

F
    K   h  z   
q
o t
o   o
 

dS


F      n
n
dh
Z:
12
• Transport equation:
C
S
 b
 V  C     D  C  
t
t
  h

 
    C  b S    K wC  b K s S 
 t

 h  o
  o   
*
m 
qC   F

V   
C

   t 
 t 

13
概念模式
100 g/L 持續注入5天
14
格網建置
15
Node:8542
水文地質參數設定
16
結果與討論
• 流場形式
• 側向延散的影響
– 可忽略側向延散的情況
– 不可忽略側向延散的情況
• 改變不同井距
– 3m
– 7m
• 忽略側向延散之不適用性
17
a2 
流場型式
Kx
 16
Ky
Y (m)
15
10
5
0
20
5
10
15
Kx
X (m)
20
15
Kx
1
Ky
10
Kx 1
a 

Ky 16
2
Y (m)
a2 
Y (m)
15
10
5
Ky
5
0
注水井
抽水井
5
10
15
X (m)
0
5
10
X (m)
15
Kx
18
20
Ky
側向延散的影響
19
X
Y (m)
15
T
L
10
m
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
20
Ky
m
m
20
• 當水力傳導係數異向比增大(水平>垂直)，側
向延散不會對雙井循環流場追蹤劑試驗的濃
度穿透曲線造成影響。
• 在此流場的情況下側向延散可忽略。
a2  16
Y (m)
15
10
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
20
Ky
注水井
抽水井21
20
Y (m)
15
10
m
Ky
5
0
5
10
X (m)
m
15
Kx
m
22
L  1
• 濃度穿透曲線隨著異向比變化呈現長拖尾現
象，顯示地質條件會影響溶質的流動路徑。
23
T
L
15
m
Y (m)
X
20
10
Ky
5
0
5
10
X (m)
m
15
Kx
m
24
X = 0.4
X
T
L
X = 0.05
t = 5.2 day
t = 6.0 day
t = 6.2 day
25
• 當水力傳導係數異向比 (垂直>水
平)，側向延散將對雙井循環流場
追蹤劑試驗的濃度穿透曲線有顯
著的影響。
20
Y (m)
15
• 當側向延散增加，溶質將會跨出
原本流線進入雙井間距離短、速
度快的流線加速進入抽水井中，
造成峰值濃度提前到達。
10
Ky
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
注水井
抽水井
26
井距對側向延散的效應之影響
27
20
Y (m)
15
10
Ky
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
28
Y (m)
15
10
m
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
20
Ky
m
m
29
說明忽略側向延散之不適用性
30
• 固定井距5m 。
• 水力傳導係數異
向比 a  161
2
• 以(   1.5m, X  0.12)
得到濃度穿透曲
線並加以擾動。
L
31
？
？
32
結論
• 當垂直於雙井連線方向的水力傳導係數大於
水平於雙井連線方向且縱向延散較大時，不
同的側向延散會影響峰值濃度的到達時間。
• 當雙井的井距越大，側向延散的影響也越大。
33
• 當縱向延散增加，峰值濃度的到達時間也
隨之提前。
• 當固定井距、水力傳導係數異向比，可以
由三組不同的縱、側向延散比繪製出的標
準曲線套配模擬於抽水井所得之濃度穿透
曲線，證明在水力傳導係數異向比較大時
縱向延散不可忽略側向延散的影響。
34
Thanks for
your attention
35
36
37
38
39
L  0.05
• 當縱向延散較小、水力傳導係數異向比差
異較小時，側向延散遞增會造成峰值濃度
下降但到達時間不變。
40
41
L  1
21
14
9.8
7.3
• 隨著垂直雙井連線方向水力傳導係數異向
比越大，最大峰值濃度越低。
42
X
T
L
X = 0.4
X = 0.05
t = 5.2 day
t = 5.8 day
t = 6.0 day
t = 6.2 day
43
Y (m)
15
10
m
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
20
Ky
m
m
44
20
m
Y (m)
15
10
Ky
5
0
m
5
10
X (m)
15
Kx
m
45
Y (m)
15
10
m
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
20
Ky
m
m
46
20
Y (m)
15
10
Ky
5
0
5
10
X (m)
15
Kx
47
48
49
50