Abstract
Groundwater contamination is a major problem related strongly to both; protection of environment and the need of water. In the present study groundwater quality was investigated in the central part of the Nile Delta (El-Gharbiya Governorate). El-Gharbiya Governorate is an agricultural land and its densely populated area inhabited, includes small communities which totally not served by public sewers. Hydrochemical analyses were used to assess the quality of water in samples taken from the canals, drains and groundwater. A laboratory study and mathematical modeling works were presented. Two numerical computer models by the applying of finite difference method were adopted. Both models deal with the flow as a three-dimensional and unsteady. Results obtained include determining the levels of water and the values of solute concentration and distribution of it in the region at different times. The groundwater model MODFLOW was used to deal with the hydrodynamics of the flow through porous media. A solute transport model which can be communicated with MODFLOW through data files MT3DMS, was used to solve the problem of contaminants transport and the change of their concentrations with time. A proposed groundwater remediation scheme by using group of extraction wells was suggested at Birma region where the concentration values of ammonium contaminant are the up most according to hydrochemical analyses results. Proposed scenario for cleaning is to use a set of wells to pump contaminated groundwater extraction for treatment and reused to irrigation
چکیده
آلودگی آب های زیرزمینی یک مشکل بزرگ از دو نظر است: حفاظت از محیط زیست و نیاز آب. در مطالعه کنونی، کیفیت آب های زیر زمینی در بخش مرکزی دلتای نیل (استان الجربیه) بررسی شد. استان الجربیه یک منطقه کشاورزیست و ساکنان آن جمعیت های کوچکی هستند که از شبکه ی فاضلابهای عمومی بی بهره هستند. آنالیز هیدروشیمیایی برای ارزیابی کیفیت آب در نمونه های گرفته شده از کانال ها، زهکش ها و آب های زیرزمینی استفاده شد. یک مطالعه ی آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی انجام شد. دو مدل کامپیوتری ریاضی با استفاده از روش تفاضل محدود به کار گرفته شد. هر دو مدل با جریان سه بعدی و ناپایدار مواجه اند. نتایج بدست آمده شامل تعیین سطح آب و مقدار غلظت املاح و توزیع آن در منطقه در زمان های مختلف می شد. مدل آب های زیر زمینی MODEFLOW برای مواجهه با هیدرودینامیک جریان از طریق محیط منفذ دار استفاده شد. یک مدل انتقال املاح می تواند با MODEFLOW از طریق فایل داده های MT3DMS برای حل مشکل انتقال آلاینده ها و تغییر غلظت آنها در طی زمان استفاده شود. یک سیستم پالایش آب های زیرزمینی با استفاده از گروهی از چاه های استخراج در منطقه ی Brima، جایی که مقدار آلودگی آمونیوم براساس آنالیز هیدروشیمیایی بیشتر بود پیشنهاد شد. سناریوی مورد نظر در پاکسازی برای استفاده از مجموعه ای از دیواره ها برای استخراج آبهای زیرزمینی آلوده برای پالایش و استفاده ی مجدد در آبیاری به کار گرفته شد.
-1مقدمه
حرکت آب در زیر زمین سریعتر از روی زمین است. در صورت آلودگی آب های زیرزمینی آن برای مدتها باقی می ماند و حتی ممکن است صدها سال آلوده باقی بماند تا شرایط پاکسازی فراهم شود. منابع آلودگی آبهای زیر زمینی فراوان هستند. منابع آلودگی بیشتر ناشی از فعالیت های انسانی، کشاورزی و صنعتی است.
1.1. مدل سازی آب های زیرزمینی
مدل سازی آب های زیرزمینی از مدلسازی فیزیکی وریاضی تشکیل شده است. مدلسازی فیزیکی می تواند به مدل های Hele-shaw، مخازن شنی و مدل های آنالوگ الکتریکی تقسیم شود. مدل سازی ریاضی می تواند به مدل های تحلیلی و ریاضی نقسیم شود. جزییات این مدلها به وسیله Harr (12) ارائه شده اند. تکنیک های عددی در روش های تفاضل محدود (FDMS )، روش اجزای محدود (FEM) و روش المان مرزی (BEM) استفاده شدند. مجموعه ای از این روشهای عددی برای حل مشکلات آب های زیرزمینی استفاده شدند (Remson 18) و (Wang & Anderson 26)…