數值模擬探討井際分溶示蹤試驗估計非水相液體飽和度之誤差

本研究以有限差分方法建立垂直二維數值砂箱評估Jin等人於1995年提出利用井際分溶試驗得到之示蹤劑突破曲線配合動差法估計場平均NAPL殘餘飽和度方法之限制。主要是以直接問題方式在當水文地質參數為非均質情況下,探討上述方法估計NAPL殘餘飽和度之誤差。數值模式主要分為建立穩態流場和分溶傳輸模式。評估模式數值誤差的方法是利用一維及二維均質拘限地下水含水層分析比較解析解與數值解。由結果得知當貝克勒數小於等於2時,模式之數值解與解析解很接近;雖然時間間距對本模式的影響不顯著,但比較數值解與解析解之結果,建議庫朗數宜小於等於1。利用模擬得到各示蹤劑於抽水井處之突破曲線,將其對時間取零階及一階動差,得到不同非均質數值砂箱內以及不同示蹤劑回收率下之平均NAPL殘餘飽和度。再將模擬得到之估計NAPL殘餘飽和度與實際值作比較,評估此方法之適用性。本研究結果顯示,當地下含水層滿足(1)延滯現象完全由NAPL造成,土壤的吸脫附效應可以忽略;(2)分溶係數與濃度及NAPL之組成無關;(3)一階瞬間平衡假設成立;與(4)地下水流可與所有NAPL殘餘油珠有效接觸之基本假設條件下,只要示蹤劑能夠完全回收,利用此一方法無論在任何情況之異質分佈下,皆能得到精確的估計結果,若示蹤劑回收越不完全,則流經殘餘NAPL油珠之示蹤劑資訊越不能有效反應至突破曲線,估計地下含水層NAPL殘餘飽和度之結果會越差;此外,若示蹤劑無法完全回收、含水層水文地質參數之異質性愈大、且此異質性變化處愈靠近注水井時,利用此一方法估計NAPL殘餘飽和度的結果亦愈差。

作者:李基毓