Afprøvning af reaktiv jernvæg til grundvandsrensning

Bilag 7
Detailmodel for reaktiv væg

Detailmodel for reaktiv væg

Som model er anvendt finite-element strømningsprogrammet Seep/W.

Modellen er opstillet som en 2-D plan vertikal stationær strømningsmodel, hvor randbetingelserne er hentet fra den 3-dimensionelle grundvandsmodel.

Modellen er opstillet som vist i fig. 5.8, idet modellen starter 8 m opstrøms for den reaktive væg og slutter ca. 42 m efter væggen (kun ca. 25 m afbildet). Tykkelsen af den reaktive væg er 0,8 m. Modellen består af 5930 knudepunkter og 5538 celler. Hver celle er 0,50 m (horisontalt) x 0,25 m (vertikalt).

Randbetingelserne er defineret som følgende:
Lineær flux gennem opstrøms rand defineret ud fra 3-D · grundvandsmodel
Fastholdt tryk ved nedstrøms rand svarende til potentialet fra 3-D grundvandsmodellen
Impermeabel rand i såvel top som bund af model. Det er her vurderet, at nedbøren ikke har betydning for beregningsresultatet, da bidraget herfra er forsvindende lille, set over tværsnittet, sammenlignet med fluxen på tværs af snittet.

Som vist i figur 1 er de geologiske lag i modellen bygget op som i 3-D grundvandsmodellen. Såvel koter, tykkelse af reaktiv væg samt afstande fremgår af figuren.

Figur 1
Modelopbygning af detailmodel. Vægbredde: 0,8 m.

De benyttede hydrogeologiske parametre fremgår af tabel 1. I forbindelse med bestemmelse af jerngranulatets ledningsevne, er der udført to laboratorieforsøg.

Et forsøg blev udført efter ASTM D5084-90, idet materialets permeabilitet som funktion af spændingsniveauet skulle findes. Resultatet af dette forsøg viste, at materialets permeabilitet stort set var uafhængig af spændingsniveauet. Til gengæld var permeabiliteten af materialet forholdsvis lav (ca. 1,9 x 10-5 m/sek) hvilket gav anledning til yderligere et laboratorieforsøg som en kontrol.

Et nyt permabiltetsforsøg blev udført, idet materialet denne gang blev testet som sand (friktionsmateriale). Dette forsøg viste en permeabilitet på 1,0 x 10-3 m/sek.

For at kunne vurdere betydningen af strømningen gennem den reaktive væg er der foretaget modelkørsler med både 1,9 x 10-5 m/sek (model 1-3 og 6) og 1,0 x 10-3 m/sek (model 4 og 5) hvilket fremgår af tabel 1.

Tabel 1
Foretagne modelkørsler

 

Geologi

Model 1

Model 2

Model 3

Model 4

Model 5

Model 6

 

 

Kh (m/sek)

Kh (m/sek)

Kh (m/sek)

Kh (m/sek)

Kh (m/sek)

Kh (m/sek)

Lag 1

Moræ- neler

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

Lag 2

Moræ- neler m. sandstr.

1,0 x 10-5

1,0 x 10-5

1,0 x 10-5

1,0 x 10-5

1,0 x 10-5

1,0 x 10-5

Lag 3

Sand

1,5 x 10-4

1,5 x 10-4

1,5 x 10-4

1,5 x 10-4

1,5 x 10-4

1,5 x 10-4

Lag 4

Sand, groft

3,0 x 10-4

3,0 x 10-4

3,0 x 10-4

3,0 x 10-4

3,0 x 10-4

3,0 x 10-4

Lag 5

Sand

2,0 x 10-4

2,0 x 10-4

2,0 x 10-4

2,0 x 10-4

2,0 x 10-4

2,0 x 10-4

Lag 6

Moræ- neler

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

3,6 x 10-8

 

 

 

 

 

 

 

 

Lund 4

-

2,0 x 10-2

2,0 x 10-2

2,0 x 10-2

2,0 x 10-2

2,0 x 10-2

2,0 x 10-2

Jerngr. 2

-

1,9 x 10-5

1,9 x 10-5

1,9 x 10-5

1,0 x 10-3

1,0 x 10-3

1,9 x 10-5

Spuns- væg 1

-

-

-

-

-

1,0 x 10-10

1,0 x 10-10

 

 

 

 

 

 

 

 

Vand- mængde (m3/dg)

-

9

18

27

27

27

9


1 Ved spunsvæg er forudsat 10 % arealgennemstrømning
2 En forudsat bredde af jerngranulatet i væggen er sat til 0,80 m.

Forholdet mellem horisontal og vertikal permeabilitet Kh/kv =1.

Porøsitet af henholdsvis sand og jerngranulat er beregnet til 0,25 og 0,67, hvilket er benyttet i modellerne.