بررسی و مقایسه مدل های ریاضی فرید – کامبرنوس و بریگهام برای محاسبه انتشاپذیری نیترات در شرایط اشباع

بررسی و مقایسه مدل های ریاضی فرید–کامبرنوس و بریگهام برای محاسبه انتشارپذیری نیترات در شرایط اشباع چکیده سابقه و هدف: در طول چند دهه گذشته، مطالعه حرکت آلاینده ها در منطقه اشباع با توجه به اثرات فیزیکی و شیمیایی زیادی که بر کیفیت آب های زیرسطحی دارد تبدیل به یک موضوع پراهمیت شده است. از طرفی افزایش استفاده از کودهای ازته به دلیل پویایی زیاد نیترات در خاک تهدیدی جدی برای آب های زیرزمینی و در نتیجه سلامت انسان است. از مدل های مهم انتقال آلاینده پایدار در محیط های متخلخل همگن در حالت اشباع تحت شرایط جریان دائمی، مدل بریگهام و مدل فرید–کامبرنوس می باشند که به-ترتیب برای محاسبه انتشارپذیری در فواصل انتقال کوتاه و طولانی پیشنهاد شده اند. هدف از این پژوهش بررسی و مقایسه مدل های ریاضی فرید–کامبرنوس و بریگهام برای محاسبه انتشارپذیری نیترات در شرایط اشباع در خاک های ماسه ای همگن در شرایط آزمایشگاهی بود. مواد و روش ها: برای بررسی انتشارپذیری با دو مدل ریاضی فرید – کامبرنوس و بریگهام، محلول نمک خالص نیترات پتاسیم به عنوان آلاینده پایدار تحت رژیم ماندگار با غلظت 160 میلی گرم بر لیتر به ستون های خاک ماسه ای (در سه اندازه درشت، متوسط، ریز و در فواصل انتقال 20، 40 و 80 سانتی متری) اضافه شد، سپس به منظور استخراج پارامترهای مورد نیاز دو مدل مذکور غلظت نیترات خروجی در حجم های تخلخل متفاوت اندازه گیری و منحنی رخنه برای هر ستون رسم و پارامترهای مورد نیاز مدل های ریاضی فرید–کامبرنوس و بریگهام از آن استخراج گردید. یافته ها: تحلیل داده های آزمایشگاهی توسط مدل های تحلیلی بریگهام و فرید–کامبرنوس نشان داد روند تغییرات انتشارپذیری در خاک ماسه ای ریز در هر دو مدل فرید–کامبرنوس و بریگهام تفاوت معناداری با انتشارپذیری به دست آمده برای خاک ماسه ای درشت و متوسط دارد. به طوری که با افزایش متوسط فاصله انتقال در ماسه درشت و متوسط، مقدار انتشارپذیری نیترات بیش تر شد. بررسی مقادیر محاسبه شده پارامتر β برای ماسه ریز در پژوهش نشان داد که مقدار این پارامتر با افزایش فاصله انتقال شدیدا افزایش می یابد که این بیان کننده بیشتر بودن سرعت انتقال آلاینده نسبت به سرعت حرکت آب در خلل و فرج در فواصل کوتاه تر ماسه ریز، و در نتیجه افزایش انتشارپذیری آن با افزایش فاصله انتقال می باشد. نتیجه گیری: بررسی نتایج به دست آمده نشان داد که در فواصل انتقال کوتاه بر خلاف فواصل انتقال طولانی، نتایج دو مدل فرید-کامبرنوس و بریگهام متفاوت می باشد و نمی توان آن را برای فواصل انتقال طولانی نیز تعمیم داد. لذا مدل فرید–کامبرنوس برای فواصل انتقال کوتاه از کارایی لازم برخوردار نبود. واژه های کلیدی: مدل بریگهام، مدل فرید–کامبرنوس، منحنی رخنه، انتشارپذیری

کلیدواژه ها:

مدل بریگهام ، مدل فرید – کامبرنوس ، منحنی رخنه ، انتشارپذیری