Modellering af opvarmning ved dampinjektion (Modi)

Sammenfatning og konklusioner

Dampinjektion er en forholdsvis ny in situ oprensningsteknologi, der kan benyttes ved forureninger med eksempelvis klorerede opløsningsmidler eller olieprodukter både over og under grundvandsspejlet. Det mest centrale element i forbindelse med dampinjektion er opvarmningen af jorden, og det er derfor vigtigt at kunne forudsige og vurdere denne opvarmning. Dertil kan benyttes matematiske modeller, som kan opdeles i simple energibalancemodeller og avancerede flerfasemodeller. De simple energibalancemodeller antager, at dampzonen har en bestemt geometrisk form, hvilket sjældent er opfyldt ved terrænnære oprensninger. De avancerede flerfasemodeller er meget fleksible og kan ud over opvarmningen simulere blandt andet transport af forurening, men disse modeller er forholdsvis komplicerede at anvende. I nærværende projekt er der udviklet en ny model, der er mere avanceret end energibalancemodellerne, men som samtidig er simpel at anvende. Modellen beskriver den radiale opvarmning af jorden ved dampinjektion i en enkelt boring. Jorden kan være opdelt i lag med forskellig permeabilitet, og der kan injiceres både over og under grundvandsspejlet. De styrende ligninger i modellen er en energibalanceligning koblet med en gasstrømningsligning, der beskriver dampens strømning i dampzonen frem mod dampfronten. Modellen er blevet verificeret mod analytiske løsninger til forsimplede problemer og mod flerfasemodellen T2VOC. Det har ikke været muligt at foretage en direkte validering mod eksperimentelle data, eftersom der ikke foreligger et tilstrækkeligt datasæt.

De vigtigste input-parametre til modellen er de enkelte jordlags permeabilitet samt dampinjektionsrate og injektionstryk. Derudover har et eventuelt grundvandsspejl stor betydning for dampzonens udvikling.

Modellen er indbygget i et brugervenligt Excel-regneark, hvor alle inputdata indtastes, og hvor beregningsresultaterne på forskellige måder er visualiserede. Ydermere kan der automatisk genereres figurer i Surfer, der viser et vertikalt snit af det opvarmede område.

Der er gennemført tre eksempelberegninger på aktuelle danske oprensninger med dampinjektion. Disse eksempler viser, hvordan modellen benyttes, og hvilke resultater den kan give. Generelt kan det siges for alle eksemplerne, at sparsomme oplysninger om geologien gør det meget vanskeligt at sammenligne med observerede data.