序率地下水污染擴散模擬

STOCHASTIC SIMULATION OF GROUNDWATER SOLUTE TRANSPORT

余化龍(Hwa-Lung Yu)

《農業工程學報》 66卷1期 (2020/03) Pp. 11-20

https://doi.org/10.29974/JTAE.202003_66(1).0002

摘要

由於地下水孔隙介質之異質特性，增加了對於地下水污染擴散範圍推估之不確定性。為了瞭解孔隙介質之異質性對於地下水水溶性污染物擴散特性之影響，本研究包括兩個部分，第一部分為透過隨機場理論，對於水力傳導係數隨機場以及速度場進行模擬，第二部分為發展隨機漫步法來近似地下水傳輸方程，對於地下水水溶性污染物之擴散過程進行模擬。其中隨機場模擬部分，本研究透過頻譜法進行隨機場模擬，並發展可考慮對於有水力傳導係數採樣之條件隨機場模擬，以考慮具有採樣資料下之不確定性分析。地下水傳輸模擬部分，本研究透過與污染傳輸方程之解析解之比較，驗證隨機漫步法結果之合理性。為探討結合條件隨機場模擬與隨機漫步法對異質性孔隙介質擴散之合理性，本研究將模擬結果與Gelhar（1979）以及Dagan（1989）所提出之解析解進行比較，另外透過發展模式模擬美國麻州Cape Code實驗場之水溶性污染物擴散情形。成果顯示本研究污染擴散推估之成果與解析解以及試驗資料皆有一定之吻合度。

關鍵字

地下水 ； 污染傳輸 ； 隨機漫步法 ； 隨機場

並列摘要

The heterogeneity of porous media increases the uncertainty in the pollution extent estimation for groundwater solute transport. To assess the impact of porous media heterogeneity on the groundwater transport, this study applied random field theory for the simulation of hydraulic conductivity and groundwater flow and developed the random walk approach to approximate the solute transport in groundwater. A spectral-based conditional random field simulation approach was applied to perform the uncertainty analysis of transport charateristics with consideration of filed hydraulic conductivity observations. Our development was verified by comparing the analytical solutions in published papers, and also validated by comparing the field concetration observations at Cape Cod in the US.

並列關鍵字

Groundwater ； Solute transport ； Random walk ； Random field