۲۲۷۲۳پ
per
ایجاد شیرابه و مدل‌سازی انتقال آلاینده‌ها در محیط خاک و آب زیرزمینی کم عمق از محل دفن زباله شهری همدان
Leachate process and contaminant transport modeling through soil media and shallow groundwater flow from Hamedan municipal landfill
/مهدی وهابیان
: مهندسی عمران
، ۱۳۹۸
، افشاری
۱۳۸ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
عمران گرایش محیط زیست
۱۳۹۸/۱۱/۲۰
تبریز
به منظور ارزیابی تأثیرات زیست محیطی ناشی از دفن زباله‌صهای شهری در یک لندفیل واقع شده در اقلیم نیمه خشک ایران، کیفیت آب زیرزمینی در محل لندفیل شهر همدان و شیرابه‌صهای حاصل از آن مورد بررسی و تحلیل قرار گرفتند .بدین منظور پارامترهای فیزیکی و شیمیایی شیرابه حوضچه‌صهای سایت‌های فعال و بسته شده لندفیل مورد نظر بعنوان منابع آلودگی و نیز آب زیرزمینی کم عمق منطقه، بر اساس یک برنامه پایش ماهانه و فصلی، متشکل از ۱۳ نقطه نمونه‌صگیری به مدت ۲ سال طراحی شد .به منظور بررسی ارتباط بین نقاط نمونه‌صگیری و با استفاده از داده-های کیفی از روش آنالیز مؤلفه‌صهای اساسی استفاده شده است .پارامترهای اندازه‌صگیری شده شاملpH ،EC ،TDS ،COD ،BOD۵ ،K +،Cl ،Na +،NO۳، TOC و فلزات سنگین بودند .شاخص کیفی آب زیرزمینی منطقه و تغییرات زمانی و مکانی آن مورد بررسی قرار گرفت .نسبت BOD۵/COD شیرابه‌صهای حوضچه‌های فعال و بسته شده بیانگر شرایط ناپایدار و در مرحله تجزیه توسط میکروارگانیسم‌صهای آن می‌صباشند .آنالیز فیزیکی و شیمیایی شیرابه‌صها نیز نشان‌دهنده اثر بارندگی در افزایش غلظت آلاینده‌صها بوده است .مقادیر شاخص کیفی آب نشان داد کیفیت آب زیرزمینی در بعضی از نقاط نمونه‌صگیری در فصول بارانی کاهش می‌صیابد .بر اساس مقادیر این شاخص، آب زیرزمینی در برخی از نقاط در همه ایام سال جهت نیاز شرب مناسب نمی‌صباشد .با توجه به اینکه در بخشی از سطح لندفیل مورد بررسی (۳۰ درصد(، زباله‌صها بدون ایجاد هیچگونه پوششی انباشته می‌شوند و تبخیر بطور مستقیم از سطح زباله صورت می‌صگیرد، لذا در این تحقیق سعی شد که با ارائه یک مدل بیلان آبی مناسب، حجم شیرابه تولیدی در چنین شرایطی محاسبه و پیش‌صبینی گردد .بررسی‌صهای ژئوفیزیکی با استفاده از روش توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی در محدوده دفن زباله همدان انجام گرفت .در این خصوص، سه پروفیل که جمعا دارای ۴۵۰ نقطه اندازه‌گیری بودند، ایجاد شد .به منظور مدل‌سازی حرکت سه بعدی جبهه آلودگی در سفره آب زیرزمینی کم‌عمق منطقه، از روش احجام محدود طرح بار بالادست، برای حل معادله انتقال جرم استفاده شده است .غلظت یون‌هایCl ،Na +،K + و TOC در آب منفذی نمونه‌صهای خاک بدست آمده تا عمق ۵ متری لندفیل، مورد تحلیل قرار گرفت .معادله حاکم) انتقال جرم (با در نظر گرفتن فرآیندهای انتقال توده‌صای، پخش، انتشار، واکنش‌های ژئوشیمیایی و همچنین تجزیه مرتبه اول حل گردید .در این خصوص، از یک تکنیک محاسباتی ویژه، که بطور مؤثری زمان محاسباتی را کاهش می‌صدهد، استفاده شد .بعد از کالیبراسیون مدل ایجاد شده که از طریق مقایسه نتایج پروفیل‌صهای شبیه‌صسازی شده، با پروفیل‌صهای مشاهداتی یون‌های مذکور صورت گرفت، مقادیر سرعت جریان آب و همچنین ضرایب پخش پذیری، ضریب انتشار مؤثر خاک منطقه و فاکتور تأخیر یون‌های مورد نظر برآورد گردید .نتایج نشان داد که در امتداد پروفیل‌صهای برداشت شده نواحی گسترده‌صای از قابلیت هدایت الکتریکی بالا مشاهده شد که به علت نفوذ عمقی شیرابه به داخل لایه‌صهای خاک است .همچنین یون Cl که به عنوان شاخص معرف جبهه آلودگی در نظر گرفته شد، تا عمق ۵ متری لندفیل نفوذ کرده است .بر اساس این نتایج، دو فرآیند انتقال توده‌صای و پخش مکانیکی، مکانیزم‌صهای اصلی حاکم در انتقال آلودگی در این لندفیل هستند .غلظت آب منفذی یون‌هایCl ،Na + وK + در گمانه‌صها، نشان‌دهنده آن است که در طی ۱۰ سال بهره‌صبرداری از سایت فعال لندفیل همدان، شیرابه بیش از ۱۵۰ متر به سوی مناطق پایین دست حرکت کرده است .نتایج مدل‌سازی با در نظر گرفتن احداث یک دیوار آب‌صبند، نشان می‌صدهد که با پایین نگه داشتن سطح آب داخل دیوار آب‌صبند) از طریق پمپاژ (می‌صتوان بطور مؤثری میزان آلودگی محیط اطراف لندفیل را کاهش داد
To evaluate environmental impacts of solid waste landfilling, groundwater quality near the MSW landfill in a semi-arid climate of Iran (Hamedan) and its leachates were analyzed. To this aim, heavy metal concentrations, COD, BOD5, TOC, EC, NO3, Cl, Na+, K+, TDS and pH of two leachate ponds (active and closed sites) as the sources of contamination as well as the shallow groundwater of the area were measured. Monthly and seasonal monitoring program of 13 sampling points in the area were designed during the period of 20142016. Principal components analysis has been carried out using chemical data to deduce relationship between the samples. The physicochemical analysis of the leachate characteristics confirmed a high variation in the contaminants (i.e. organic compounds, salts and heavy metals) related to leachate age. The BOD5/COD ratio of the active and closed sites ponds indicated that the leachates were in a biodegradable and un-stabilized condition. The seasonal physicochemical analysis of the leachates showed that rainfall events increase the decomposition rate of the waste and affect pollutant concentration of the leachate. In Hamedan MSW landfill, the waste is accumulated without providing proper primary and final cover, and evaporation takes place directly from the surface of the waste, therefore in this study we try to develope a suitable water balance model. The volume of leachate produced under such conditions is calculated and predicted with appropriate accuracy. To identify potential contamination surrounding the landfill site, electrical resistivity tomography (ERT) was used. To this end, 3 electrical profile lines were traced. In this study, upwind finite volume (UFV) scheme is used to solve a three dimensional contaminant transport model in order to investigate contaminant movement within a clay deposit beneath and around a 10 year operation of the uncontrolled MSW landfill site in Hamedan, Iran. Concentrations of Cl, Na+, K+ and TOC in pore water soil samples collected up to a 5 m depth were analyzed. The governing equation describing the fate and transport of a dissolved contaminant included advection, dispersion, diffusion processes as well as geochemical reaction and first order decay of chemicals. A special domain decomposition method for solving transport equation in porous media was implemented to efficiently reduce the computational time of the simulation. The field profiles for Cl, Na+ and K+ were compared with the simulated profiles generated using the proposed methodology. After calibration of the developed model, values for advective velocities, dispersivity, effective diffusion coefficient and retardation factor of the ionic species for these till deposits were obtained. Along the profile lines, an extended zone of conductivity is observed. This observation is probably due to a deep percolation of leachate that produced a reduced resistivity of the soil layers. The results showed that after a 10 year period of operation, Cl percolated to a depth greater than 4 m below the ground level. Advection and mechanical dispersion are the dominant transport mechanisms for shallow depths of the till. The pore water concentrations of Cl, Na+ and K+ in the B5 were greater than the background value (B1). This result indicates that the solute lateral migration distance was greater than 150 m after 10 years of the landfill operation. Although the influence of diffusion is not negligible on solute transport through SB cutoff walls, the concentration of contaminants can be minimized by lowering the groundwater level inside the cutoff wall. Thus, the control of groundwater level within the containment side by pumping is an effective method in preventing the solute migration for a long period
Leachate process and contaminant transport modeling through soil media and shallow groundwater flow from Hamedan municipal landfill
وهابیان، مهدی
Vahabian , Mehdi
حسن زاده، یوسف، استادراهنما
معروفی، صفر، استادراهنما
فروغی اصل، علی، استادمشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
