بررسی آزمایشگاهی عملکرد حصار هیدرولیکی در انتقال آلاینده‌های سطحی به آب های زیرزمینی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه ارومیه

چکیده

کنترل نفوذ و انتقال آلاینده‌ها از منابع آلایندۀ سطحی، مانند مخازن دفن زباله به لایه‌های آب زیرزمینی یکی از چالش ­های مهم در مهندسی محیط ‌زیست است. در این تحقیق، روشی جدید برای کنترل انتقال آلاینده‌ها از منابع آلاینده سطحی به لایه‌های زیرین و آب زیرزمینی در آزمایشگاه مطالعه شده است. برای این منظور، یک لایه حصار هیدرولیکی به ­صورت یک لایة خاک ماسه‌ای تمیز محصور بین دو لایۀ خاک رسی ایجاد و حرکت قائم آلاینده به­ سمت منبع آب تعبیه شده در زیر این لایه‌ها  بررسی شد. منبع آلاینده حاوی غلظت مشخصی از یون کلر در بالای ستون خاک با هد ثابت در نظر گرفته شد و حصار هیدرولیکی به کمک چاهک تزریق آب ایجاد گردید. نتایج این بررسی نشان داد که چاهک­ تزریق آب و حصار هیدرولیکی می توانند ورود آلاینده‌ها را از منابع سطحی به لایه‌های زیرین و آب زیرزمینی به میزان حداقل 90 درصد کاهش دهند. همچنین، نتایج تحقیق نشان داد که بهترین عملکرد چاهک­ در ایجاد حصار هیدرولیکی زمانی است که ارتفاع آب در چاهک با ارتفاع منبع آلاینده یکسان  باشد و شکاف­ های تزریق آب از چاهک به لایه ماسه‌ ای در وسط لایه تعبیه شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation on the Performance of Hydraulic Barrier in Transport of Surface Contaminant to the Groundwater

نویسنده [English]

  • Hojat Ahmadi
چکیده [English]

Control of contaminant transport from surface pollutant resources such as landfills to groundwater is one of the most important challenges in environmental engineering. In this research a new technique was experimentally studied in order to control transportation of contaminants from surface pollutant to underground layers and groundwater. Therefore, a hydraulic barrier in the form of the clean sandy soil was placed in between two layers of clayey soil as a column test, and downward movement of contaminant from surface to a fresh water source located beneath column test was investigated. Contaminated source in the form of Cl-1 ions, under constant head was created and the hydraulic barrier was produced via fresh water injection wells, expanded in sandy layer.  The results of this research revealed that providing injection wells with hydraulic barrier can reduce contaminant transport from surface to groundwater more than 90 percent. Furthermore, the results showed that the best performance of injection wells in the creation of hydraulic barrier happens while the hydraulic head in the wells and the level of contamination resource are being at the same level. It needs to be mentioned that the screen of injection well should be located at the middle of sandy layer.   

کلیدواژه‌ها [English]

  • Environment
  • Injection Well
  • Landfill
  • Sandy Layer

Badv, K. and Najafzade, M. 2012. Comparison of the performance of contaminant transport barriers using laboratory models. J. Water Soil Sci. 23(2): 71-84. (in Persian)

 

Benson, C., Daniel, D. and Boutwell, G. 1999. Field performance of compacted clay liners. J. Geotech. Geoenviron. Eng. 125(5): 390-403.

 

Brachman, R. W. I. and Gudina, S. 2008. Gravel contacts and ceomembrane strains for a GM/CCL composite liner. Geotext. Geomembranes. 26(6): 448-459.

 

Cabral, A., Demers, L. and Ciubotariu, R. 2000. Potential contaminant migration at a contaminated soils landfill site in Quebec. In: Zornberg, J. G. and Christopher, B. R. (Eds.) Advances in Transportation and Geoenvironmental Systems Using Geosynthetics. Proceeding of Sessions of Geo-Denver Congress.

 

El-Salam, M. M. A. and Abu-Zuid, G. I. 2015. Impact of landfill leachate on the groundwater quality: a case study in Egypt. J. Adv. Res. 6(4): 579-586.

 

Giroud, J. P., Badu-Tweneboah, K. and Soderman, K. L. 1997. Comparison of leachate flow through compacted clay liners in landfill liner systems. Geosynth. Int. 4(3-4): 391-431.

 

Han, D., Tong, X., Currell, M. J., Cao, G., Jin, M. and Tong, C. 2014. Evaluation of the impact of an uncontrolled landfill on surrounding groundwater quality, Zhoukou, China. J. Geochem. Explor. 136, 24-39.

 

Javadi, A., Al-Najjar, M. and Evans, B. 2008. Numerical modeling of contaminant transport through soils: case study. J. Geotech. Geoenviron. 134(2): 214-230.

 

Kjeldsen, P., Barlaz, M. A., Rooker, A. P., Baun, A., Ledin, A. and Christensen, T. H. 2002. Present and long-term composition of MSW landfill leachate: a review. Crit. Rev. Env. Sci. Tec. 32(4): 297-336.

 

Martinez, F. S. J., Pachepsky, Y. A. and Rawls, W. J. 2010. Modelling solute transport in soil columns using advective-dispersive equations with fractional spatial derivatives. Adv. Eng. Softw. 41(1): 4-8.

 

Pu, H., Fox, P. and Shackelford, C. 2016. Assessment of consolidation-induced contaminant transport for compacted clay liner systems. J. Geotech. Geoenviron. Doi: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001426.

 

Revans, A., Ross, D., Gregory, B., Meadows, M., Harries, C. and Gronow, J. 1999. Long term fate of metals in landfill. Proceedings of the 7th International Waste Management and Land Symposium. Cagliari. Italy.

 

Rowe, K. R. and Badv, K. 1996a. Chloride migration through clayey silt underlain by fine sand or silt. J. Geotech. Eng. 122(1): 60-68.

 

Rowe, K. R. and Badv, K. 1996b. Advection- diffusive contaminant migration in unsaturated sand and gravel. J. Geotech. Eng. 122(12): 965-975.

 

Varank, G., Demir, A., Yetilmezsoy, K., Bilgili, M. S., Top, S. and Sekman, E., 2011. Estimation of transport parameters of phenolic compounds and inorganic contaminants through composite landfill liners using one-dimensional mass transport model. Waste Manage. 31(11): 2263-2274.