A Magyar Hidrológiai Társaság XXXI. Országos Vándorgyűlése (Gödöllő, 2013. július 3-5.)
3. szekció. FELSZÍN ALATTI VIZEK - A HIDROGEOLÓGIA ÉS A MÉRNÖKGEOLÓGIA IDŐSZERŰ FELADATAI - 5. Fekete Zsombor (Miskolci Egyetem): Sajátos adszorpciós izotermák a transzportmodellezésében
diagramokon szereplő aktuális értékek nem lényegesek, ezért a tengelybeosztást nem tüntettünk fel. A tengelyek minden esetben lineárisak. Módszerek Gyakorlatban a numerikus modellezés az egyik legelterjedtebb módszer az oldott anyagok terjedésének vizsgálatára. Az ehhez használt transzport modellek általában egy szivárgáshidraulikai modell eredményeit felhasználva oldják meg a transzportfolyamatokat leíró egyenleteket: a szivárgáshidraulikai modell által számított áramkép figyelembevételével tudjuk az oldott anyagok transzportját meghatározni. A jelenleg létező transzportmodellek csak a bevezetőben felsorolt, általánosan használt izotermák (lineáris, Freundlich és Langmuir) használatát teszik lehetővé. A sajátos adszorpciós izotermák hatásainak vizsgálatához egy meglévő modellt, az MT3DMS 5.30-as verzióját (Zheng és Wang, 1999) módosítottunk és egészítettünk ki. Az MT3DMS egy véges differenciák elvén működő háromdimenziós transzport modell. Képes permanens és tranziens modellek futtatására. Alapvetően a MODFLOW szivárgáshidraulikai modell által számított eredményekkel (áramképpel) együtt használható, de képes más, hasonló modellek által előállított eredményeket is felhasználni. Előnyei között megemlíthetjük a modell elteljedtségét, kiforrottságát valamint a forráskód hozzáférhetőségét és moduláris felépítését. Az MT3DMS reakció csomagja (RCT) számolja a bomlást, adszorpciót és a kettős porozitású rendszerekben a mobilis és immobilis pórusok közötti transzportot. Az adszorpció hatását a késleltetéssel és az adszorbeált valamint oldott fázisokra megadható eltérő bomlási állandó révén veszi figyelembe. A program felépítése több egymásba ágyazott iterációból áll. Ezek közül a három külső az idő szakaszolását valósítja meg, a két belsőben történik az egyenletek felírása és megoldása. A reakció csomag az egyenletek felírásakor mindig újraszámolja az adszorbeált koncentrációkat és a késleltetéseket. Ezt fel lehet használni arra, hogy bármilyen izotermát modellezni tudjunk, ugyanis a késleltetés és az adszorbeált koncentráció számítására használt egyenleteket módosíthatóak. Az MT3DMS-ben az ezek számítására 6 féle lehetőséget nyújt a program (beleértve a kettős porozitású rendszerekhez szükséges számításokat is), amit kiegészítve egy hetedik lehetőséggel megoldható egy általános szorpciós izoterma modellezése. Az általános izoterma leírására több lehetőség van: az izoterma C .C pontjainak megadásával (szakaszosan lineáris interpoláció vagy monoton spline interpoláció), összetett (többlépcsős) izotermát felépítő Langmuir izotermák paramétereivel. Mivel ez sokkal több bemeneti adatot jelent, mint a beépített izotermákhoz szükséges, a bemeneti állományok kompatibilitásának megőrzése érdekében egy külön bemeneti állományba kerülnek ezek az adatok. A szakaszosan lineáris és a monoton spline módszerrel bármilyen izoterma leírható, viszont nehézkesebb az izoterma paramétereinek változtatása. Annak érdekében, hogy a Langmuir izotermára épülő lépcsős izoterma hatásának vizsgálata egyszerűbb legyen szükségesnek láttuk a Langmuir paraméterekkel megadott bemenet támogatását is. A többlépcsős izoterma használatakor a modellben az összegzés egy ciklus segítségével történik és az adott oldott koncentráció és a határkoncentrációk összevetésével ellenőrizhető a figyelembe veendő részizotermák száma. így a többlépcsős izoterma és a késleltetés egyenlete a következőképpen egyszerűsödik:
