Håndtering af lettere forurenet jord - Fase 1
4. Model 2: Transport i den umættede zone
4.1 Oversigt
På baggrund af outputtet fra kildestyrkeberegningerne beregnes transporten af stofferne gennem den umættede zone (lermembranen). De anvendte parameterværdier for beregnin-gerne i den umættede zone er givet i tabel 4.1 for scenarierne for hhv. inert, ikke-farligt og farligt affald.
Tabel 4.1 Anvendte parametre for numerisk beregning i umættet zone (lermembran) for danske forhold (DK) og parameterværdier anvendt i TAC.
| Parameter | Enhed | Inert affald | Mineralsk affald | Farligt affald | |||
| DK | TAC | DK | TAC | DK | TAC | ||
| Tykkelse umættet zone (lermembran) | m | 2 | 5 | 2 | 1 | 5 | 5 |
| Hydraulisk ledningsevne umættet zone (lermembran) | m/s | 10-7 | i.r. | 10-9 | 10-9 | 10-9 | 10-9 |
| Baggrundskoncentration (alle stoffer) | mg/l | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Dispersivitet | m | 0,05 | 0 | 0,05 | 0 | 0,05 | 0 |
| Porøsitet | - | 0,35 | - | 0,35 | - | 0,35 | - |
i.r.: ikke relevant - konstant infiltration antaget.
4.2 Flowberegning
Beregningerne udføres ved hjælp af den numeriske flow- og transportmodel Mike SHE. Der opstilles én enkelt beregningskolonne, og input til denne kolonne i form af tidsserier for vand- og stofflux opnås fra kildestyrkeberegningerne. Initialbetingelsen for den umættede kolonne udgøres af et vandspejl beliggende lige under den umættede zone, svarende til en dybde lig med tykkelsen af den umættede zone, som angivet i tabel 4.1. Den egentlige simulering af strømningen i den umættede zone startes pr. 1/1 2004, men forud for dette regnes et år med samme input (altså fra 1/1 2003) for at undgå indvirkning af initialbetingelserne på resul-taterne. Strømningen gennem den umættede zone genereres af inputtet fra deponerings-anlægget og vil forplante sig som en front gennem den umættede zone.
Uanset hvilket stof, der regnes på, bliver vandstrømningen gennem kolonnen den samme. Der regnes således kun én gang på vandstrømningen gennem kolonnen for hvert scenarie svarende til inert, mineralsk og farligt affald. Denne simulering af vandbevægelsen benyttes efterfølgende til simulering af stoftransporten i den umættede zone for hvert af stofferne.
Tykkelse af den umættede zone (lermembran)
Den umættede zone udgøres af den tykkelse af bundmembran, som er foreskrevet i deponeringsbekendtgørelsen og er angivet i tabel 4.1. Tykkelsen af den umættede zone vil have betydning for transporttiden gennem umættet zone i form af længden af transportvejen.
Hydraulisk ledningsevne
Den hydrauliske ledningsevne vil have betydning for transporttiden gennem den umættede zone. De foreslåede værdier for DK gælder for bundmembraner under deponeringanlæg, jf. krav i deponeringsbekendtgørelsen og er angivet i tabel 4.1. For hhv. mineralsk og farligt affald er den hydrauliske ledningsevne af lermembranen mindre end den efter ophør af perkolatopsamlingsperioden påtrykte infiltration på 350 mm/år. I perioden efter ophør af perkolatopsamlingsperioden sættes flowet gennem den umættede zone således lig med infiltrationen.
4.3 Transportberegning
Under transportberegningerne regnes der med ligevægtssorption mellem vandfase og jordfase, og der vil således ske en retardation af sorberende stoffer i den umættede zone. I modellen beregnes denne sorption med fuldstændig massebevaring, det vil sig, at der til enhver tid gøres rede for den del af stoffet som sidder på sedimentet, og koncentrationen i sedimentet er til enhver tid i ligevægt i henhold til ligningen:
 |
(4.1) |
hvor
| Cs | er koncentrationen af stoffet på jorden (mg/kg). |
| Cw | er koncentrationen af stoffet i vandfasen (mg/l). |
| Κd | er fordelingskoefficienten for ligevægtssorption for det givne stof (l/kg). |
Der regnes ikke med en maksimal sorptionskapacitet for sedimentet, men til enhver tid med overholdelse af ligevægtsbetragtningen givet ved (4.1). Dette skønnes at være en rimelig antagelse for de forureningsniveauer, som må forventes under deponeringsanlæggene. Ligevægtsbetragtningen er i sig selv en tilnærmelse til den virkelige situation, hvor der kan/vil optræde i ikke-ligevægtssituationer, men den anvendes som den bedst mulige inddragelse af sorption i en generelt anvendelig model.
De Κd-værdier, som antages gældende for de pågældende stoffer er gengivet i tabel 3.4. Det antages, at de samme Κd-værdier gælder for hhv. umættet og mættet zone.
Der regnes med tidsintervaller, som er tilstrækkeligt små til at repræsentere variationen i inputfunktionen og med lagtykkelser på 25 cm for at begrænse den numeriske dispersion i form af opblanding over dybden. Der regnes – som for flowberegningerne for den umættede zone – kun på en enkelt kolonne i transportberegningerne for den umættede zone.
Output fra beregningen i den umættede zone er således en tidsserie for vandflux fra den umættede til den mættede zone under deponeringsanlægget og en tidsserie for koncentra-tionen i det samme vand. Disse tidsserier udvides til at gælde for hele den arealmæssige udbredelse af deponeringsanlægget.
Baggrundskoncentration
Det antages, at baggrundskoncentrationen er lig 0 for de pågældende stoffer i den umættede zone.
Dispersivitet
Dispersion af koncentrationen i den umættede zone vil føre til en ”udfladning” af koncentrationskurven ved udløbet fra den umættede zone. Dispersiviteten sættes til ca. 1% af udstrækningen af søjlen = 0,05 m for alle scenarier.
Porøsitet
Porøsiteten sættes til 0,35. Mindre afvigelser af porøsiteten i umættet zone vil ikke influere væsentligt på resultatet.
Version 1.0 Maj 2009, © Miljøstyrelsen.