GARRAIOARI LURZORUA EZ KUTSATZEKO ETA BURUZKO EREDU … · 2017. 7. 7. · Aurkezpena IHOBE, S.A. 1...

LURPEKO URETAKO POLUITZAILEEN FLUXUARI ETA

GARRAIOARI BURUZKO EREDUINFORMATIKOEN APLIKAZIORAKO

GIDA TEKNIKOA

1/2005 LEGEA, LURZORUA EZ KUTSATZEKO ETA KUTSUTATUTAKOA GARBITZEKOA

© IHOBE – 2006 Uztaila

Argitalpena: IHOBE, S.A.k , Ingurumen Jarduketarako Sozietate Publikoa

Edukia: Dokumentu hau URS España enpresak egin du IHOBErentzat

Itzulpena: Elhuyar

Lege Gordailua: BI-2027-06

Paper birziklatuan eta klororik gabe zurituan inprimatua

ESKUBIDE GUZTIAK ERRESERBATUTA

Debekatuta dago publikazio hau erreproduzitzea, informazioa berreskuratzeko sistemetan gordetzea eta publikazio honen zati bat transmititzea, erabilitako bitartekoa edozein dela ere (elektronikoa, mekanikoa, fotokopia, grabazioa, etab.), jabetza intelektualaren eskubideen titularraren eta editorearen idatzizko baimenik gabe.

Aurkezpena

IHOBE, S.A. 1

AURKEZPENA

Gizakien osasunerako eta ingurumenerako lurpeko uraren kutsadurak dituen ondorioak oso kaltegarriak dira. Hori dela-eta, azken hogei urte hauetan, hidrogeologiaren alorrean oro har hainbat aurrerapen garrantzitsu izan dira, bereziki, fluxu-baldintzako modelizazioarenean, kutsatzaileen garraioarenean eta kutsatzaileen eboluzioa aurreikusteko arloan.

2002-2020 Garapen Iraunkorrerako Euskal Ingurumen Estrategian uraren kalitatearen garrantzia kontuan izan dute, eta horregatik, proiektuaren lehen helburua lurraren eta uraren kalitatea hobetzea da. Lurraren kutsadura saihesteko eta zuzentzeko 1/2005 Legearen tituluak berak ere uretan dauden kutsatzaileen jokabidearen inguruko ezagupenean eta horien garapenean sakontzea proposatzen du. Horrez gain, Uren 1/2006 Legeak lurpeko ura babestu behar dela zehazten du.

Hemen aurkezten den gida hau Ingurumen eta Lurralde Antolamendu Saila garatzen ari den Lurzorua Babesteko Politikaren esparruan egindakoa da. Gidak lurzorua babesteko egindako programa informatiko nagusienak era egokian erabiltzeko beharrezko irizpideak ematen ditu. Orain arte argitaratutako gidek lurraren kalitatearen gaineko ikerketak egiteko jarraibideak ematen dituzte. Lurpeko uretan dauden kutsatzaileen fluxuan eta garraioan eredu informatikoak aplikatzeko gida teknikoak, ordea, haratago doa, eta erabiltzaileari ezaguera hidrogeologiko zabalak eduki behar ditu. Izan ere, eredu bat edo beste aplikatzeak lurzoruaren kalitateari buruzko ikerketetan esparru-datuen aurreko bilketan eragina izan dezakete.

Dena den, gidaren izaera praktikoa da. Hala, kutsatutako lurzorua ikertzen eta kudeatzen ari diren talde publikoek eta pribatuek arazo gehiegirik gabe erabil dezakete. Gida hiru zatitan banatu da; lehenengoan, modelizazio-kontzeptuen berrikuspena aurki daiteke; bigarrenean, fitxen bitartez, programa garrantzitsuenak deskribatzen dira; eta azkenik, hirugarrenean, Euskal Autonomia Erkidegoko lurzoruaren eta lur azpiko uraren ohiko egoeren adierazgarri diren lau kasu praktiko erabiliz, programen aplikaziorako adibideak ematen dira.

Esther Larrañaga

Eusko JaurlaritzakoIngurumen eta Lurralde Antolamendu sailburu

Aurkibidea

IHOBE, S.A. 3

Aurkibidea

1. SARRERA .......................................................................................................................................................................................................................... 51.1 HELBURUA ..................................................................................................................................................................................................................... 61.2 IRISMENA ........................................................................................................................................................................................................................ 61.3 EREDUAREN DEFINIZIOA .......................................................................................................................................................................................... 71.4 GIDAREN GARAPENAREN ESKEMA ....................................................................................................................................................................... 7

2. MODELATZEAREN PLANTEAMENDU OROKORRA .......................................................................................................... 92.1 I FASEA. ARAZOA AITORTZEA ETA AZTERTZEA ........................................................................................................................................... 102.2 II FASEA. EREDU KONTZEPTUALA DEFINITZEA ............................................................................................................................................11

2.2.1 Poluzio-gunea difinitzea (iturri terminoa) ............................................................................................................................. 122.2.2 Migrazio-bideak identifikatzea ...................................................................................................................................................... 142.2.3 Garraio-prozesuak ................................................................................................................................................................................ 17

2.3 III FASEA. EREDU MATEMATIKOA BEHAR DEN ERABAKITZEKO IRIZPIDEAK ................................................................................... 222.3.1 Azterketaren helburuak ...................................................................................................................................................................... 222.3.2 Erabakitzeko irizpideak ..................................................................................................................................................................... 22

3. EREDU MATEMATIKOA AUKERATZEA ....................................................................................................................................... 253.1 SARRERA ..................................................................................................................................................................................................................... 253.2 EREDU MATEMATIKOEN MOTAK ......................................................................................................................................................................... 253.3 AUKERAKETAN KONTUAN HARTU BEHARREKO BESTE ALDERDI BATZUK .......................................................................................... 283.4 AUKERATZEKO PROZEDURA OROKORRA ......................................................................................................................................................... 303.5 PARAMETROEN BALIOAK ...................................................................................................................................................................................... 313.6 EREDUAREN KODEA EGIAZTATZEA .................................................................................................................................................................... 343.7 TXOSTENA ................................................................................................................................................................................................................... 34

4. MODELIZAZIO-METODOLOGIA ......................................................................................................................................................... 354.1 ALDERDI TEORIKOAK ............................................................................................................................................................................................. 35

4.1.1 Eredua diseinatzea ................................................................................................................................................................................ 354.1.1.1. Ereduaren eremua, mugaldeko eta hasierako kondizioak .........................................................................................354.1.1.2. Eredu matematikoa onartzeko irizpideak definitzea ...................................................................................................35

4.1.2 Eredua kalibratzea ................................................................................................................................................................................ 364.1.2.1. Kontrol-aldagaiak .......................................................................................................................................................................374.1.2.2. Kalibraketa-prozedurak ...........................................................................................................................................................37

4.1.3 Sentikortasunaren analisia .............................................................................................................................................................. 384.1.4 Zalantzaren analisia ............................................................................................................................................................................. 394.1.5 Ereduaren berrikuspen osoa ........................................................................................................................................................... 394.1.6 Eredua baliozkotzea ............................................................................................................................................................................. 39

4.2 EREDUAK GUZATZEA .............................................................................................................................................................................................. 414.3 EREDU BAT GAUZATZEKO ARAZORIK OHIKOENAK ...................................................................................................................................... 414.4 TXOSTENAK ................................................................................................................................................................................................................ 42

Lurpeko uretako poluitzaileen fluxuari eta garraioari buruzko eredu informatikoen aplikaziorako gida teknikoa

IHOBE, S.A.4

Irudien aurkibidea

1. irudia. Errealitatetik eredura ...................................................................................................................................................................................... 9

2. irudia. Eredu kontzeptuala eraikitzea. Iturri terminoaren deskribapena ..................................................................................... 14

3 irudia. Eredu kontzeptuala eraikitzea. Migrazio-bideen deskribapena .......................................................................................... 17

4 irudia. Eredu kontzeptuala eraikitzea. Prozesuak identifikatzea ..................................................................................................... 21

5 irudia. Eredu analitikoak zenbakizko ereduekin alderatuta ................................................................................................................ 26

6 irudia. Modelizazio-prozesuaren laburpena .................................................................................................................................................. 40

Taulen aurkibidea

1 taula. Luzetarako sakabanaketaren (αx), zeharkakoaren (α

y) eta bertikalaren (α

z)

balioak balioztatzeko formulak .............................................................................................................................................................. 20

2 taula. Metodo analitikoen eta zenbakizko metodoen arteko konparazioa ................................................................................ 27

3 taula. Poluitzaileen garraioaren modelizazio-prozesuetarako beharrezkoak diren parametroak ............................... 33

4 taula. Kontrol-aldagai nagusiak ............................................................................................................................................................................ 37

Eranskinak

I Eranskina: Programak deskribatzeko fitxak ................................................................................................................................................ 45

II Eranskina: Adibideak ................................................................................................................................................................................................. 73

III Eranskina: Glosarioa .................................................................................................................................................................................................. 97

IV Eranskina: Bibliografia ...........................................................................................................................................................................................101

Sarrera

IHOBE, S.A. 5

1. SARRERA

Garai batean, eredu hidrogeologikoak garatu ziren, batez ere, akuiferoek baliabide hidriko gisa zuten potentziala balioesteko. Baina, 80ko hamarkadaz geroztik, uraren kalitatearen gaineko arazoak gero eta garrantzi handiagoa hartuz joan dira pixkanaka. Hori dela eta, poluitzaileek lurpeko inguruneetan egiten dituzten mugimenduak aurreikusteko beharra sortu da.

Ingurune naturalaren ikerketan ere norabide-aldaketa hori islatu da. Lehen, lehentasuna ematen zitzaion iragazkortasun handiko egitura ur-eramaileen propietateak ebaluatzeko eta neurtzeko metodoak garatzeari. Gaur egun, ordea, ezaugarri hauek definitzeari jartzen zaio arreta: garraio- eta sakabanatze-prozesuak arautzen dituzten aldagaiak, poluitzaileen atzerapena eta degradazioa, heterogeneotasunak fluxu-lerroetan eta egote-denboran dituen eraginak, hartzaileetara iristeko denbora eta iragazkortasun txikiko materialek poluitzaileen migrazio-prozesuei eusteko duten gaitasuna.

Azken hogei urte hauetan, aurrerapen teknologiko oso garrantzitsuak egin dira hidrologiaren arloan. Adibidez, simulaziorako eredu informatiko indartsuak garatu dira. Eredu horien bidez, solutuen fluxuaren eta garraioaren ezaugarriak azter daitezke eta horien bilakaera aurreikus daiteke. Aurrerapen horiekin batera, gero eta ekipamendu informatiko eta sistema eragile azkarragoak garatu dira, gaitasun eta memoria handiagokoak, informatikan espezializatu gabeko erabiltzaileek errazago erabiltzeko modukoak eta merkeagoak.

Hazkunde teknologiko horrek eragin handia izan du datu esperimentalak lortzearen arloan ere. Gaur egun, kanpoan nahiz laborategian egiten diren neurketa askoren doitasunak, zehaztasunak eta erreproduzigarritasunak konfiantza handia ematen du lurzoru poluitu bat karakterizatzeko. Hala, eredu baten sarrerako informazioak zenbat eta sinesgarritasun handiagoa izan, hainbat eta konfiantza handiagoa emango dute emaitzek.

Garapen teknologiko handi hori garrantzitsua izan arren, nabarmendu behar da adituen irizpideak ere garrantzi handia duela, sistema poluitu jakin bat karakterizatzeko dauden beharrak finkatzeko. Irizpide horren bidez, diagnostiko zehatz bat egiteko behar diren datuen kopuruari eta kalitateari buruzko betebeharrak zehazten dira, eta horrela, ondoren egingo diren jardueren norabidea ezartzen da. Poluitzaileen fluxuari eta garraioari buruzko ereduak oso tresna garrantzitsuak izan arren, modu egokian aplikatzen ez badira, aurreikusi gabeko akatsak sor ditzakete. Beraz, langile esperientziadunek erabili behar dituzte teknika horiek, modelizazio-prozesuan hartutako sinplifikazioak eta premisak ezagutzen dituztenak eta emaitzak hainbat irizpideren arabera azter ditzaketenak, simulazioak dituen mugak eta sortzen dituen zalantzak kontuan hartuta.


IHOBE, S.A.6

1.1 HELBURUA

Gida modura erabiltzea da dokumentu tekniko honen helburua, lurpeko uretako fluxuari eta garraioari buruzko eremu informatikoak modu egokian aplikatzeko, fase urtarrean, ez-urtarrean edo fase gaseosoan migra dezaketen substantzia poluitzaileek nahastutako sistema hidrogeologikoetan.

Gida honetan ez dira jasotzen egoera-ekuazioen deskribapen fisikoak, ezta aplikatutako kodeen oinarrian dauden garapen matematikoak ere. Hala ere, oinarrizko informazio-iturriak begiratzeko funtsezko erreferentziak ematen dira. Halaber, ez dira lantzen erreakzio geokimikoei buruzko ereduak.

Kode horiek aplikatzeko, fase guztiak hartu behar dira kontuan, eredua aukeratzeko fasean hasi, eredu horren aplikazio praktikoaren fasean jarraitu, eta emaitzen azken interpretazioaren faseraino.

1.2 IRISMENA

Gida tekniko hau modu praktikoan erabiltzeko sortu da. Lurzoru poluituen prebentzioan, identifikazioan, ikerketan eta kudeaketan aritzen diren erakunde eta talde nagusiek (Administrazioa eta kontrol-organoak, aholkularitzak, ikerketa-taldeak… ) erabiltzeko moduko gida sortu nahi izan da. Hori dela eta, gehien erabiltzen diren programa informatikoetan –doakoak nahiz komertzialak– jartzen du arreta.

Kode horiek nahikoa malguak izaten dira arazoaren behar aldakorretara egokitzeko. Aurretiazko ikerketa-faseetan finkatutako eredu kontzeptualak definitzen ditu behar horiek. Batzuetan, arazoaren konplexutasunak bideraezin –edo, gutxienez, oso garesti– bihurtzen du simulazio-eredu bat aplikatzea. Horren ordez, hainbat eredu partzial sinplifikatu erabil daitezke sistemaren portaeran garrantzi handiena duten aldagaiak mugatzeko, eta, hala, arazoari konponbidean jar dakioke.

Aurrerago aipatzen da azterketa hidrogeologikoek lurzoruaren ikerketa-faseetan –esplorazio-ikerketa eta ikerketa xehatua– duten irismena.

Gida honetan deskribatutako eredu askok, ondoren, arriskuei buruzko ebaluazio kuantitatiboen balioespenei laguntzeko balio dute. Alde horretatik, komeni da kontuan hartzea IHOBEk gai horri buruz argitaratu dituen dokumentu eta gidak, nahitaez begiratu beharrekoak baitira horrelako gaiei heltzeko.

Azkenik, gida honetan garrantzi berezia ematen zaio kokaleku poluituetan ohikoak izaten diren arazo batzuk modelatze bidez konpontzeko moduari. Zehazki, akuifero garrantzitsu batzuen ezaugarri hidrogeologiko bereziak eta Euskal Autonomia Erkidegoko lurzoru poluituekin behin eta berriz lotzen diren poluitzaileak nola deskribatu azaltzen da.

Sarrera

IHOBE, S.A. 7

1.3 EREDUAREN DEFINIZIOA

“Eredu” terminoak hainbeste definizio ditu eta hainbeste erabiltzen da, ezen batzuetan zaila baita esanahi zehatza ematea (Konikow et al, 1992). Hau da, agian, definiziorik sinpleena: sistema edo prozesu erreal baten irudikapen sinplifikatua. Eredu kontzeptuala da sistema edo prozesu baten funtzionatzeko moduari buruzko hipotesia. Hipotesi hori kuantitatiboki adieraz daiteke, eredu matematiko gisa. Beraz, eredu matematikoa da prozesuak ekuazio gisa, propietate fisikoak ekuazioetako konstante edo koefiziente gisa eta sistemaren egoeraren neurriak edo potentzialak aldagai gisa irudikatzen dituen abstrakzioa.

Gaur egun erabiltzen diren eredu gehienak eredu matematiko deterministikoak dira. Masa, momentua eta energia kontserbatzeko printzipioetan oinarritzen dira eredu deterministikoak, eta kausa-efektu erlazioak deskribatzen dituzte. Beraz, sistema batek asaldura bati ematen dion erantzuna ezagutzen bada, beste asaldura batek izan ditzakeen ondorioak aurreikus daitezke, azken asaldura hori behaketa historiko erabilgarriak baino askoz handiagoa izan arren.

Ondorengo kapituluetan hainbat termino definitzen dira; 3. eranskineko glosarioan daude erabilienak.

1.4 GIDAREN GARAPENAREN ESKEMA

Gida honek hiru zati nagusi ditu:

1ª. Modelatze-teknikak aplikatzeari buruzko kontzeptuak modu orokorrean berrikusten dira.

2ª. Fitxa erraz batzuen bidez, ingurune poluituen arazoei aurre egiteko gaur egun erabiltzen diren programa nagusiak deskribatzen dira.

3ª. Hainbat adibide ematen dira aukeratutako programa batzuk aplikatzeari buruz.

Modelizazioaren planteamendu orokorra

IHOBE, S.A. 9

2. MODELATZEAREN PLANTEAMENDU OROKORRA

Esan bezala, poluitzaileen fluxu- eta garraio-ereduak tresna indartsuak dira sistema hidrogeologiko poluituen bilakaera aztertzeko eta aurreikusteko, baina, behar bezala aplikatzen ez badira, akats handiak sor ditzakete.

Eredu matematiko bat zergatik eta nola erabiliko den argi dagoenean bakarrik aplikatu behar da. Modelatzearen planteamenduak bat etorri behar du azterketaren helburuekin, datuen eskuragarritasunarekin eta sistema hidrogeologikoaren nahiz garraio-prozesuen konplexutasunarekin. Ondoren, sistemaren funtzionamenduari buruzko ulermena formulatu eta dokumentatu behar da, eta ideia horiek modu kuantitatiboan egiaztatu behar dira. Eredu kontzeptual horrek identifikatu behar luke sistemako zer elementu diren garrantzitsuenak eta nola irudika daitezkeen eredu matematiko baten bidez.

Halaber, eredu kontzeptualak eskatzen du hainbat hipotesi sortzea eta sinplifikazioak eta suposizioak egitea. Horiek guztiak etengabe berrikusi behar dira, modelatze-prozesuan modu kuantitatiboan egiaztatuz eta landa-behaketetako datuekin alderatuz.

Horrelako prozesuak gauzatzeko, modelatze kontzeptualak eta matematikak iteraziozkoak izan behar dute eta egokituta egon behar dute (1. irudia). Hasieran, nahiko kalkulu sinpleak egiten dira, eta, pixkanaka, eredu analitiko edo zenbakizko eredu konplexu bihurtzen dira, egoera konplexuak adierazteko. Kasu batzuetan, hasierako kalkulu sinple horiek aski izaten dira proiektuaren helburuak lortzeko.

1. irudia. Errealitatetik eredura.

Eredu matematiko bat eraikitzeko eta garatzeko, hainbat fase igaro behar dira sentikortasunak eta zalantzak kalibratzeko, baliozkotzeko eta aztertzeko, eta hala, datu esperimentalak eta ereduaren aurreikuspenak ahalik eta gehien doitzeko. Ondorengo ataletan, hemen eskema gisa deskribatutako etapak azaltzen dira.

ERREA-LITATEA

EREDUKONTZEPTUALA

Informazio gehiago bilatzea

Azterketa teknikoa Ekuazioak etaebazpen-tresnak planteatzea

Kalibraketa eta baliozkotze bidezdoitzeko prozesua

EREDUMATEMATIKOA


IHOBE, S.A.10

Kasu batzuetan, komenigarria da begiratzea ebazpen matematikoa planteatutako arazorako egokia den edo ez.

2.1 I FASEA. ARAZOA AITORTZEA ETA AZTERTZEA

Eredu kontzeptual bat diseinatzeko eta aplikatzeko, lehenik eta behin, arazoaren izaera definitu eta ereduaren helburua ebaluatu behar da. Bi egiteko horiek bistakoak iruditu arren, batzuetan ez dira betetzen, segituan lanari ekin nahian. Pauso hori oso lotuta dago eredu kontzeptualaren formulazioarekin (modu xehatuan azalduko da aurrerago).

Arazoaren izaera definitzeko, informazioa berrikusi eta azterketaren helburuak, ikuspegia eta lan-programa definitu behar dira. Halaber, arazoa ulertzeko aldagai garrantzitsuenak –ingurunearekin nahiz poluitzaileekin lotutakoak– definitzeko ahalegina egin behar da.

Esplorazio-azterketa batean, ikerketa hidrogeologikoak ingurunearen oinarrizko azterketa egiten du: materialen egitura, maila freatikoaren posizioa, poluitzaileen kontzentrazioa eta horien arteko erlazioak… Hala, aurretiazko eredu kontzeptual bat egiten da. Askotan, gutxi gorabeherako kalkuluak bakarrik egin daitezke ingurune aseko fluxua eta garraioa erregulatzen dituzten parametroei buruz.

Azterketa xehatuan hobeto definitu behar da sistema. Horretarako, iragazkortasun-entseguak, heterogeneotasunen azterketa, garraio-parametroen balioespena (adibidez, sakabanatze-koefizienteak) eta erreakzio-prozesuen zinetika (denborazko informaziorik bada) egin behar izaten dira, besteak beste.

Simulazio-prozesu bat aplikatu behar den ala ez balioesteko, besteak beste, oinarrizko galdera hauek hartu behar dira kontuan:

ü Zein da modelatzearen arrazoia eta zer onura ekar ditzake?

ü Ereduak konfiantzazko ebazpenak eman ditzake? Ingurunea konplexuegia denean gaur egungo baliabideekin irudikatu ahal izateko, alferrikakoa izan daiteke ikuspegi-mota hori aplikatzea.

ü Hurbilketa kuantitatibo bat justifikatzeko adina ezagutzen da sistema? Sistema definitzeko nahikoa datu dago? Eredua ez da inoiz erabili behar kokalekuaren oinarrizko datu enpirikoak lortzeko modu gisa, baina, modu egokian erabiltzen bada, etorkizuneko lan esperimentalak bideratzeko erabil daiteke.

Modelatze-prozesu bati ekiteko erabakiak, subjektiboa eta esperientzia profesionalean oinarritutakoa izan arren, oso ondo dokumentatua eta justifikatua egon behar du.


IHOBE, S.A. 11

2.2 II FASEA. EREDU KONTZEPTUALA DEFINITZEA

Azterketaren helburuak eta arazoaren izaera definitu ondoren, eredu kontzeptuala definitzen has gaitezke. Lehenago esan bezala, eredu kontzeptuala da aztertutako sistemaren errealitatearen irudikapen sinplifikatua, eta datu erabilgarri guztiak (datu geologikoak, hidrogeologikoak, poluitzaile-motak eta -kontzentrazioak, poluitzaile-guneen geometria eta tamaina… ) integratuz sortzen da.

Eredu kontzeptuala definitzeko etapa da modelatze-prozesu guztiko etaparik garrantzitsuena. Izan ere, etapa horrek erakusten du zenbateraino ezagutzen den sistemaren funtzionamendua, eta, halaber, etapa erabakigarria da erabiliko den eredu matematikoa aukeratzeko eta garatzeko.

Hauek dira eredu kontzeptualak kontuan hartu behar dituen alderdi garrantzitsuenetako batzuk:

ü Azterketaren esparrua eta helburuak.

ü Kokalekuaren ezaugarri geologiko eta hidrogeologikoak.

ü Sistemaren funtzionamendu orokorra.

ü Sistemaren sarrera eta irteeren balantzea (birkarga-eremua, iturburu bidezko deskarga, hornidura-putzuak, ibaiak… ).

ü Poluzio-gunea edo -guneak ezaugarritzea.

ü Poluzioaren jokabidea eta migrazioa kontrolatzen dituzten prozesuak.

ü Balizko hartzaileen kokapena eta mota.

Hasieran, eredu kontzeptuala erabat kualitatiboa izan daiteke. Baina, modelatze-prozesua aurrera doan heinean, eredu kontzeptuala berrelikatu behar da, sistemaren funtzionamendu errealari ahalik eta gehien lotzen zaizkion datu berriak gaineratuz. Hala, balio kuantitatiboak gehituz, okerrak izan daitezkeen hasierako premisak bazter daitezke eta eredu kontzeptualaren parametro bakoitzak duen pisua identifika daiteke. Prozesu horren bidez, hasieran definitutako eredu kontzeptuala indartu behar da.

Eredu kontzeptualak parametro jakin batzuekiko duen ziurgabetasun-mailaren araberakoa da datu esperimental gehiago lortzeko beharra. Eredu kontzeptuala iterazio-prozesu bidez garatu behar da. Prozesu horrek aukera eman behar du eredua eguneratzeko, datu berriak eskuratu eta sistemaren funtzionamenduaren gaineko ezagutza hobetu ahala.

Modelizazioaren azken emaitzen konfiantza-maila definitutako eredu kontzeptualaren doitasunaren baitan dago. Baina, eredu kontzeptuala inperfektua izango da eta akatsak ere izan ditzake, sinplifikazio orok bezala. Edonola ere, garrantzitsua da oreka egokia mantentzea, gehiegi sinplifikatu gabe (egindako simulazioa baliorik gabe utz baitezake) eta konplexutasun gehiegiko eredua sortu gabe (ez bailitzateke erabilgarria izango arazoak konpontzeko).


IHOBE, S.A.12

Eredu kontzeptuala definitzeko prozesua ondo dokumentatu eta justifikatu behar da, modelatzearen emaitzak oinarri gisa erabiliko baitira erabakiak hartzeko. Halaber, garrantzitsua da datu-falta dela-eta egindako premisak eta interpretazioak islatzea, eta premisa eta interpretazio horiek balioespen kontserbadoreak eman ditzaketen edo ez kontuan hartzea.

Ondoren, poluitzaileen fluxua eta garraioa modelatzeko eredu kontzeptuala egiteko kontuan hartu behar diren informazioa eta prozesuak azaltzen dira, modu laburrean.

2.2.1 Poluzio-gunea definitzea (iturri terminoa)

Poluzio-gunearen bidez, poluitzaileak kontaktuan jartzen dira ingurune naturalarekin, eta, kasu honetan, lur-azpiarekin. Eredu kontzeptualean poluzio-gunea definitzen denean, alderdi hauek hartu behar dira kontuan, besteak beste: poluitzaile-motak, poluitzaile horiek dauden matrizea (lurzorua, ura, fase ez-urtarrak), inpaktua jaso duen eremuaren geometria, isuriaren bolumena eta adina eta poluzio-gunearen ezaugarriak alda ditzaketen prozesuak (adsortzioa, degradazioa… ).

Azterketa historikoa egiten denean, kokalekuan lehen egindako jarduerei buruzko informazioa lortu behar da (zer lehengai- eta prozesu-mota erabili diren, isurketarik, ihesik edo kontrolik gabeko isurtzerik gertatu den... ).

Esplorazio-ikerketan funtsezkoa da poluitzaile-motei eta -kontzentrazioei buruzko landa-azterketako datuak lortzea, aztertutako kokalekuan nola banatuta dauden balioztatzeko. Horrez gain, beste laginketa-prozesu batzuetako kontzentrazioen datuak izanez gero (adibidez, ondoren egindako ikerketa xehatukoak), aldaketa garrantzitsurik izan den eta poluitzaileen banaketa aldatu den zehaztu ahal izango da.

Askotan, esplorazio-ikerketak termino horren definizio oso eskematikoak lortzeko aukera besterik ez du ematen, eta definizio horiek asko hobetu daitezke arazoa modu xehatuagoan aztertzen den ondorengo faseetan.

Oro har, ez da nahikoa datu izaten iturriaren eremua zehaztasunez definitzeko, eta beraz, informazio hori osatzeko balioespenak egin behar izaten dira. Hurbilketa horiek egiten direnean, garrantzitsua da alderdi hauek mugatzea:

ü Poluzio-gune mota: hondakindegiak, lurperatutako tangak eta tutueriak, efluenteak jasotzeko sareak, infiltrazio-putzuak, meatze-lohien putzuak, isurketa edo isuri historikoek poluitutako lurzoruak…

Eredu kontzeptualak kontuan hartu behar ditu poluzio-guneak denboran zehar izandako aldaketak: poluzio-mota (adibidez, degradazioak eraginda) edo poluzioaren masa osoa (adibidez, lurrunketak, disoluzioak… eraginda). Halaber, ingurunearen ezaugarri fisiko-


IHOBE, S.A. 13

kimikoen aldaketen eraginez (adibidez, pH-a edo erredukzio-potentziala eta ORP) poluitzaileen portaeran aldaketa esanguratsurik gerta daitekeen jaso behar da.

ü Isurketa poluitzailearen jatorria eta bolumena. Garrantzitsua da detektatutako poluzioa eragin duen isurketa non eta nola sortu den eta, ahal izanez gero, zenbat denbora iraun duen jakitea (istripu jakin bat, ihes kronikoa). Informazio falta dela eta, askotan, hurbilketa kontserbadoreak egin behar izaten dira. Dena den, batzuetan, ingurune naturalera isuritako poluitzailearen bolumena balioztatu ahal izaten da, instalazioetako izakinen erregistroen bidez edo ikerketaren bidez, lurzoruan eta uretan dagoen poluzio osoa kuantifikatuz.

ü Poluitzaile-motak. Poluitzaile-motak, edo behintzat garrantzitsuenak, ikerketaren aurreko etapetan identifikatzen dira. Horrez gain, poluzioaren egoera zein den ere jakin behar da, alegia, forma solidoan, lurzoruaren matrize solidoan adsorbatuta, fase askean, disolbatuta edo fase gaseosoan dagoen.

Lurpeko uretako poluitzaileen fluxua eta garraioa modelizatu behar badira, ezinbestekoa da konposatu espezifikoak eta, ahal bada, horien espeziazioa zehaztea. Poluitzaileen jokabidea ezaugarri hauen araberakoa da: poluitzaileen ezaugarri fisiko eta kimikoak (disolbagarritasuna, dentsitatea, biskositatea, lurrunkortasuna edo lixibiazio-gaitasuna, aldi berean disolbagarritasunaren eta banaketa-koefizientearen baitan egongo dena), poluitzaileen fasea (fase askea, disoluzioan, adsorbatuta) eta beste poluitzaile batzuk egotea. Informazio hori lortzeko, beharrezkoa da iturri fidagarriak erabiltzea (adibidez, argitalpen teknikoak, EPA, API eta antzeko erakundeen datu-baseak…).

Hasierako poluzioaren ezaugarriak ez ezik, degradazio-produktuenak ere kontuan hartu behar ditu eredu kontzeptualak.

ü Poluzio-gunearen geometria. Eredu kontzeptualak poluzio-gunearen geometriaren eta neurrien balioespen bat jaso behar du, gutxienez. Poluzio-gunea ihes lokalizatu batek eragindako gune zehatza izan daiteke edo, bestela, hedadura jakin bat duen iturri barreiatua (adibidez, nekazaritza-jatorriko pestizidak).

Halaber, gerta daiteke poluzio-gunearen neurriak denboran zehar aldatzea eta definitzen zailak izatea. Beharrezkoa da esplorazio-ikerketan nahiz ikerketa xehatuan laginak hartzea eta lurzoruen eta lurpeko uren azterketak egitea, hala, gero eta modu zehatzagoan zehazteko poluzio-gunea osatzen duen eremuaren hedadura.

Laburtuz, poluzio-guneari buruzko informazioa eredu matematikora eramaten denean, alderdi hauek modu zehatzean definitzen dituzten sinplifikazioak egin behar dira:

ü Poluzio-gunearen dimentsioak (luzera, zabalera eta sakonera).

ü Detektatutako poluitzaileen kontzentrazioa. Eredu matematiko batzuek aukera ematen dute kontzentrazioen espazioa pixka bat aldatzeko. Beste batzuek, ordea, kontzentrazio bakar bat onartzen dute poluzio-gune guztirako. Kasu bakoitzean, ereduaren egileak erabaki behar


IHOBE, S.A.14

du gehienezko kontzentrazioak edo ertainak erabiliko diren, kontuan izanik bata edo bestea aukeratzeak ez duela esan nahi balioespen kontserbadorea egingo denik (kalterik handiena duen eremuko laginak ez hartzea gerta daiteke).

ü Kontzentrazioak denboran zehar aldatzea. Eredu matematiko batzuek poluitzaileak etengabe gehitzea onartzen dute, baina horrek, batzuetan, poluitzaileen bolumena gehiegi balioestea eragiten du. Beste eredu batzuetan, berriz, beharrezkoa da kontuan hartzea poluzio-guneko poluzioa degradazio-prozesuan dagoela.

2. irudian, iturri terminoaren definizio-prozesua azaltzen duen adibide eskematiko bat ageri da.

HASIERAKO INFORMAZIOA

• Kokalekuaren planoak.• Lekua ikustea.• Elkarrizketak arduradunekin.• Produktuen mugimenduen

erregistroak.• Esplorazio-ikerketa edota

ikerketa xehatua:- Lur-azpiaren deskribapena.- Lurzoruen eta uren

azterketa.

EZ DA ZEHATZ-MEAHTZ EZAGUTZEN:• Ihesaren unea eta iraupena.• Ihesaren bolumena.

PITZATUTAKO TANGA

Kaltetutako lurzorua

Fase ez-urtarra

Uretan disolbatutako poluitzaileak

ERAIKINA

MARKESINA

MAILA FREATIKOA

PROFILA

LURRUNAK

PITZATUTAKO TANGA

LURPEKO FLUXUAREN NORABIDEA

ERAIKINA

?

?

MaterialLohi-buztintsuak

ESPAZIO-BANAKETA

EREDU KONTZEPTUALA

• Gune primarioa: lurperatutako tanga. Inpaktua jaso duten hiru inguruneak: lurzorua, fase ez-urtarra eta lurpeko ura.

• Erregistroen arabera, ihesa poliki-poliki sortua izan daiteke 1997 eta 1999 artean.• Lehenengo balioespenen arabera, 1.500 eta 4.000 l arteko bolumena isuri da.• Disoluzioan dagoen BTEX luma bat detektatu da, gizakien osasuna arriskuan jar dezakeena.• Lurrunketa-fenomenoak (lurrunak erregistratu ziren esplorazio-ikerketan) eta degradazioa (oxigeno-balio

baxuak uretan, sulfhidriko-usaina) gertatu izanaren ebidentziak daude, kuantifikatu gabe.

ZALANTZAK:• Fase ez-urtarreko lentikularen eta disoluzio-lumaren hedadura.• Lurrunketa- eta biodegradazio-fenomenoen garrantzia.

2. irudia. Eredu kontzeptuala eraikitzea. Iturri terminoaren deskribapena.

2.2.2 Migrazio-bideak identifikatzea

Poluitzaileek poluzio-gune potentzial batetik ingurumenean mugitzeko erabiltzen dituzten bideak definitu behar ditu eredu kontzeptual batek. Mugimendu horien jarraibideak zehazteko, ingurune fisikoa modu zehatzean ezagutu behar da:

Ë

Ë


IHOBE, S.A. 15

ü Geologia. Hasieran, ikerketa xehatuan aztertutako kokalekuaren geologiari buruzko informazioa inguruan egindako mapa eta azterketatik lor daiteke. Baina, modelizazioa egiteko, gehiago ezagutu behar da ingurunea, eta datu zehatzak emango dituzten ikerketa xehatuak egin behar dira litologiari, aztertutako eremuaren lur-azpia osatzen duten materialen antolamenduari, heterogeneotasunei, anisotropiari… buruz.

Litologiak eta materialen egiturak inguruneak fluidoak transmititzeko dituen propietate hidraulikoak zehazten ditu, eta espazio-aldakortasun handia izan dezakete edo uniformeak izan daitezke. Garrantzitsua da lur-azpiaren egitura ezagutzea, antzeko portaera hidrogeologikoa duten unitateak biltzea eta poluzioaren mugimenduetan eragina izan dezaketen etenaldiak identifikatzea (adibidez, geruzapen-planoak, paleoibilguak).

Askotan, ingurunearen portaera ulertzeko oso erabilgarria izaten da ikertutako kokalekuaren testuinguru hidrogeologikoaren ikuspegi orokorragoa izatea, portaera hori baldintzatzen duten eskualde-mailako egiturazko elementuak edo patroiak identifikatzeko.

ü Maila freatikoa. Funtsezkoa da maila freatikoaren sakonera zein den jakitea, eremu asearen eta ez-asearen arteko muga ezagutzeko. Maila freatikoaren eta litologia edo geruzapen-planoen arteko mugak zehaztu behar dira, eta uraren fluxuan eta poluitzaileen garraioan izan dezaketen eragina balioetsi.

Maila freatikoak denboran zehar izan dituen oszilazioak kontuan hartu behar dira, poluzioaren banaketa bertikalari eragiten baitiote. Adibidez, oso ohikoa izaten da maila freatikoan oszilazioak sortzea eta fase askean dagoen hidrokarburo-lentikula bat (LNAPL, light non aqueous phase liquids) “flotatzen” egotea maila freatikoaren gainean. Egoera horrek gutxienez hidrokarburoaren hondar-asetasunaren kontzentrazio baliokidea duen lurzoru kaltetuzko banda bat sortzen du lehen lentikulak okupatutako lekuan, eta bigarren mailako poluzio-gune bat sortzen da.

Halaber, gerta daiteke maila freatiko zintzilikatuak egotea. Horiek ondo definitu behar dira, poluitzaileak alboetara gehiago zabaltzea eragin eta poluitzaileen migrazio bertikalaren prozesua zaildu baitezakete.

Hori gertatzea oso ohikoa da betegarri antropikoen kasuan. Material horiek egitura naturaletan asimila badaitezke ere (adibidez, material zakarrek osatutako kuaternarioak), beti hartu behar da kontuan material horien heterogeneotasun- eta anisotropia-maila altua, batez ere, eskala xehatuan.

ü Eremu ez-aseko fluxua eta garraioa. Eremu ez-asean urak edo beste likido batzuk egiten dituzten mugimenduak definitzea oso konplexua da, besteak beste, parametro hauen mende daudelako: infiltrazioa, lurzoruko uraren hezetasuna edo asetasuna, eroankortasun hidraulikoa (aldi berean, asetasunaren baitan dago), lurzoruaren adsortzio-ahalmena eta poluitzailearen ezaugarriak.

Oro har, eremu ez-aseko uraren mugimenduari buruzko ikerketa enpirikoak egiteko denbora-tarte luzeetan monitorizatutako berariazko tresnak (adibidez, xurgatze-kapsulak) behar izaten dira.


IHOBE, S.A.16

Hori dela eta, lurzoruaren xurgapenaren araberako ezaugarri hidraulikoak balioztatzeko, hurbilketa teorikoak erabiltzen dira, aldatu gabeko laginekin laborategian egindako entseguetan oinarrituta (xurgatze-kurbak, pF).

Batzuetan, eremu ez-aseko fluxua modelizatzeko ekuazio sinpleak erabiltzen dira, eremu aseko uraren fluxuari buruzko Darcy ekuazioan oinarrituta. Baina ekuazio hori ez da beti aplikagarria izaten, eta ekuazio konplexuagoak erabili behar izaten dira. Eta ekuazio horiek erabiltzeko, hainbat parametro zehaztu behar dira landa-azterketen bidez (berariazko entseguak eginez, batzuetan, gauzatzen zailak direnak) edo laborategian (landa-azterketako aldatu gabeko laginen bidez). Hauek dira parametro horietako batzuk:– Eroankortasun hidraulikoa eta hezetasunarekin duen erlazioa.– Kurba bereizgarriak, hezetasunaren eta xurgapenaren arteko funtzioa definitu behar

dutenak. – Lurzoruak uretan duen hondar-asetasuna.– Lurzoruak aztertutako poluitzailean duen hondar-asetasuna.– Ura/fase askearen banaketa-koefizientea.

ü Eremu aseko fluxua eta garraioa. Eredu kontzeptualak alderdi hauek hartu behar ditu kontuan lurpeko uretako fluxuari buruz:– Gradiente hidrauliko horizontala eta bertikala.– Maila freatikoaren oszilazioak.– Uren fluxu-patroien aldaketak.– Fluxu-sistemaren heterogeneotasuna eta anisotropia: porositatearen aldakortasuna,

zartatutako inguruneak…– Sarrerak (euri-ura infiltratzea, ura galtzen duten ibaiak) eta irteerak (ponpaketak, iturriak,

ura irabazten duten ibaiak).

Aztertutako akuiferoaren eskualde-fluxuaren patroiak ere ezagutu behar dira, aztertutako kokalekuan lortutako datuetan bakarrik oinarritutako ereduak alde batera utz baititzake eskala txikian antzematen ez diren joerak. Poluzio-gandorraren hedadura zenbat eta handiagoa izan, orduan eta garrantzitsuagoa da eskualde-mailako funtzionamendu hidrogeologikoa ezagutzea.

Halaber, uraren fluxu bertikalak oso kontuan hartu behar dira. Kokaleku batzuetan esanahi garrantzitsua izan dezakete fluxu horiek (adibidez, geruza anitzeko akuiferoa). Ingurunearen porositatearen banaketa ere garrantzitsua da. Ereduak jaso behar du uraren fluxua lurraren porositate pikortsuen bidez edo hausturen bidez sortzen den. Halaber, ingurunearen anisotropia-maila jaso behar du (adibidez, hausturen dentsitatearen aldaketak, paleoibilguak), urak lurzoruan duen zirkulazioa eta poluitzaileen mugikortasun-jarraibideak baldintza baititzake.

ü Jatorri antropikoko lehentasunezko migrazio-bideak. Lur azpiko egitura guztiek eragina izan dezakete poluitzaileek lurzoruan egiten dituzten mugimenduetan. Ohikoak dira lurrunen migrazioak sortutako kanalizazioen eraginak. Gainera, lurpeko urekin kontaktuan badaude, drain moduan jokatzen dute, eta fase ez-urtar nahiz disolbatuta dauden poluitzaileen lehentasunezko migrazio-bide bihurtzen dira. Elementu horiek modelizatzea oso zaila edo ezinezkoa da, eta modu kualitatiboan hartzen dira kontuan.


IHOBE, S.A. 17

Halaber, murruek edo zimenduek hesi- edo urtegi-efektua izan dezakete, eta lurpeko ura modu askean pasatzea oztopa dezakete. Aztertutako elementuaren eta inguruneko lurren eraikuntza-ezaugarriek baldintzatuko dute hori.

Eredu kontzeptualean migrazio-bideak definitzeko prozesua azaltzen du 3. irudiak.

HAZIERAKO INFORMAZIOA

• Inguruko mapa geologikoak.• Zundaketetan aurkitutako

litologia.• Kontrol-sareko datuak

(piezometria, kalitatea).• Landa-entseguak

(eroankortasun hidraulikoa, bail-down… ).

• Inguruan egindako bilketen inbentarioa.

EZ DA ZEHATZ-MEHATZ EZAGUTZEN:• Uretan behera egindako

bilketen erauzketa-bolumena.• Heterogeneotasunen eskala.• Lumaren geometria.

PROFILAPIEZEN BANAKETA

?

?HORNIDURA-PUTZUA

IBAIA

MATERIA ORGANIKOASKOKO DILISTABUZTINTSUAKHAREAK

IBAIA

HORNIDURA-PUTZUA

IRAGAZKORTASUNTXIKIKO SUBSTRATUA

EREDU KONTZEPTUALA

• Mugimendu bertikala eremu ez-asean. Ez da detektatu patroi hori alda dezakeen drainarik.• Dilista buztintsuek eta eroankortasun hidrauliko txikiagoko eremuek lumaren geometria aldatzen dute.• Maila freatikoan fase ez-urtarra dago.• Lurpeko uraren fluxua ibaira doa, modu naturalean.• Hornidura-putzuaren erauzketak fluxu-lerroak eta gradiente hidraulikoa aldatzen ditu.• Hornidura-putzua eta ibaia ez daude poluituta, baina etorkizunean arriskuan egon daitezke.

3. irudia. Eredu kontzeptuala eraikitzea. Migrazio-bideen deskribapena.

2.2.3 Garraio-prozesuak

Eredu kontzeptualaren bidez, poluitzaileek lurzoruan egiten dituzten mugimenduak –eremu asekoak nahiz ez-asekoak– gidatzen dituzten prozesuak deskribatu behar dira:

ü Azaleko isurketa. Fluido bat lurraren azal topografikoan mugitzeko prozesua da. Iragazkortasun txikia edo malda handia duten lurretan edo uraren asetasun-mailak poluitzailea infiltratzea galarazten duenean, prozesu hori garrantzitsua izan daiteke azaleko isurketek eragindako poluitzaile-kantitatea edo infiltrazio-azala balioztatzeko.

ü Lixibiazioa. Birkarga-uretan poluitzaileak disoluzio bidez mugitzeko prozesua da. Lixibiazioa infiltrazio-tasaren baitan dago, batez ere. Eta, aldi berean, infiltrazioa ezaugarri hauen mende dago: euria, ebapotranspirazio-prozesuak, eroankortasun hidrauliko bertikala eta poluitzaileen disolbagarritasuna.

Ë

Ë


IHOBE, S.A.18

ü Perkolazioa. Fase likido ez-urtarrean dagoen poluitzaile bat, grabitatearen ondorioz eta eremu ez-asearen bidez, lur-azpian zuzenean infiltratzeari esaten zaio. Perkolazioaren garrantzia lurzoruaren eroankortasun hidrauliko bertikalaren araberakoa da, eta, aldi berean, eroankortasun hori ezaugarri hauen mende dago: ingurunearen berezko iragazkortasuna eta isuritako produktuaren propietate fisiko-kimikoak (dentsitatea, biskositatea) (Fetter, 1994) eta uraren eta poluitzailearen asetasuna.

ü Adbekzioa. Oro har, lurpeko urak fluxu laminarren bidez mugitzen dira, eta horien abiadura (v) Darcy legearen arabera adierazten da:

v = Ki / ne

Non:K = eroankortasun hidraulikoai = gradiente hidraulikoan

e = porositate eraginkorra

Adierazpen hori oso erabilgarria da eredu kontzeptuala egiteko prozesurako, poluzio-gandorraren gehienezko luzera eta gandor horrek puntu jakin batera iristeko behar duen denbora balioztatzeko. Eta hori oso garrantzitsua da, jarduerak martxan jartzeko gutxi gorabehera zenbat denbora dagoen jakiteko aukera ematen baitu.

Hala ere, poluitzaileen migrazioak gutxitan betetzen du erlazio hori. Izan ere, distantzia txikian, aldaketak egon ohi dira eroankortasun hidraulikoan eta gradientean, eta, aurrerago ikusiko den bezala, badira beste prozesu batzuk poluitzaileen migrazioa baldintzatzen dutenak (adibidez, sakabanaketa).

Adbekzioak poluitzaileen mugimenduetan eragin handia duenez –arrazoi horrengatik garrantzi handia du modelizazioan–, fluxuaren abiadura baldintzatzen duten parametroak (eroankortasun hidraulikoa eta gradientea) kokalekuan neurtu behar dira zuzenean.

Esplorazio-ikerketan, K balioztatzeko nahikoa izan daiteke materialen ezaugarri litologikoak ezagutzea edo landa-entsegu labur batzuk egitea. Baina, modelizazioan sortzen diren zalantzak argitzeko, ikerketa xehatuak are gehiago zehaztu behar du parametro hori, landa-entsegu gehiagoren bidez (ponpaketa-entsegu luzeak K altu edo ertaineko inguruneetan eta slug test, Lugeon entseguak… K baxuko egituretan).

Bestalde, fenomeno hau ere kontuan hartu behar da: ingurune baten eroankortasun hidraulikoa mugimenduan dagoen fluidoaren funtzioa da. Gainera, egitura bateko poro beretatik igarotzeko bi fluidoen artean sortzen den norgehiagokak izugarri murrizten du eroankortasun hidrauliko globala.


IHOBE, S.A. 19

ü Sakabanaketa. Sakabanaketa mekanikoa da masa poluitzailearen migrazioan sortzen den aldaketa, kontuan hartutako eskalarako definitutako ur-fluxuaren arabera, migrazio horrek izan beharko lukeen abiadurarekiko.

Sakabanaketa luzetara sor daiteke, lurpeko uraren norabide berean, alboetara eta bertikalean. Hauek dira sakabanaketa hori baldintzatzen duten faktoreetako batzuk:– Partikulen ibilbidea ur-fluxuan. Oro har, eta batez ere ingurune porotsuetan, partikulen

lekualdaketek ez dute lerro zuzen bat osatzen, baizik eta modu zirkularrean, elkarrekin lotutako poroetan zehar, mugitzen dira (porositate eraginkorra), eta ibilbide hain bihurria izanik, distantzia luzeagoa egiten dute.

– Poroen tamaina. Poroen tamaina zenbat eta handiagoa izan, orduan eta errazago igarotzen da ura poro horietatik. Fluxuaren abiadura handiagoa da poroaren erdigunean, ertzetan sortzen den marruskaduraren ondorioz.

Azken finean, poluitzaileek ingurunean egiten dituzten mugimendu zehatzei buruzko ezjakintasunaren neurria da sakabanaketa. Halaber, sakabanaketa ohiko parametroa da eredu matematikoen kalibraketarako, parametro hori zehazteko formula batzuk ezarri diren arren.

Sakabanaketa landa-azterketen bidez zehaztea zaila eta garestia da. Hori dela eta, adierazpen enpirikoak erabili ohi dira (ikus 1. taula). Askotan, zenbatesten da luzetarako sakabanaketa gandorrak izan ditzakeen neurrien % 10 dela, eta zeharkakoa % 1.

Eskalaren mende dagoen parametroa izanik, kontuan izan behar dira beti eredu kontzeptualaren dimentsioa eta testuingurua. Izan ere, aldaketen edo zalantza-mailaren ondorioz, gerta daiteke emaitzak erabilgarritasun edo fidagarritasun gutxikoak izatea.

ü Difusioa. Poluitzaileak molekula-eskalan mugiarazten dituen prozesua da, kontzentrazio handieneko lekuetatik kontzentrazio txikienekoetara. Diferentzia horiek gradiente bat sortzen dute, eta konposatuak gradiente horren alde mugitzen dira, ingurune naturalak oreka lortzeko duen joerari erantzunez.

Oro har, sakabanaketa mekanikoarekin alderatuz gero, difusioak oso eragin txikia du, eroankortasun hidrauliko oso txikiko inguruneetan eta urak ingurunean duen egote-denbora handia denean izan ezik.

ü Lurrunketa. Lurrunketa da konposatu kimikoak fase likido edo solidotik fase gaseosora igarotzeko prozesua, fase horietako bakoitzeko potentzial kimikoek sortutako molekula-difusioaren eraginez. Lurrunketa kontuan izan behar da, bereziki lurrunketa-tenperatura baxuko substantziak direnean. Izan ere, lurrunketaren bidez, lur azpian dagoen poluitzaile-masa azalera mugiarazten da.

Lurrun horiek sotoetan, galerietan, tutuerietan… pilatu daitezke, eta, ondorioz, leherketak gertatzeko edo hartzaile potentzialek osasunerako arriskutsuak diren konposatuak inhalatzeko arriskua eragin dezakete.


IHOBE, S.A.20

αx= 3,28 x 0,83 [log 10 (Lp/3,28)]2,414

(Lp oinetan) Lp - gandorraren gehinezko luzera oinetan

Xu eta Eckstein, 1995

αy = 0,10 αx Gelhar et al., 1992-n oinarritua

αz = oso baxua (p.e. 10-99 oin) Balioespen kontserbatzailea

αx = 0,1 Lp Pickens eta Grisak, 1981

αy =0,33 αx ASTM, 1995 ; EPA, 1986

αz = 0,05 αx ASTM, 1995

αz = 0,025 αx eta 0,1 αx artean EPA, 1986

1. taula. Luzetarako sakabanaketaren (αx), zeharkakoaren (αy) eta bertikalaren (αz) balioak balioztatzeko formulak.

ü Fluidoen propietateak aldatzea. Lurpeko uretako kontzentrazioa maila altuetara iristen denean, aldaketak gerta daitezke dentsitatean, eta, ondorioz, baita lur azpiko fase jariakorraren fluxuan ere. Oro har, fase disolbatuko kontzentrazioak ez dira iristen fase urtarreko portaera aldatzeko adinako mailara. Hala ere, kasu batzuetan, kontuan hartu behar da fenomeno hori (adibidez, gatzen poluzioaren kasuan edo kostako akuiferoetan). Kasu horietan, oso garrantzitsua da interfasearen posizioa eta itsasaldien eragina definitzea.

ü Fase anitzeko fluxua. Fase ez-urtarrak (NAPL) –ura baino dentsoagoak edo dentsitate gutxiagokoak (DNAPL edo LNAPL)– dauden kokalekuak modelizatzea konplexuagoa da. Izan ere, fase ez-urtarreko lentikula bera (edo lentikulak) poluzio-gunea da, eta gerta daiteke maila freatikoaren oszilazioek kaltetutako lurzoru-zerrenda bat sortu izana, aldi berean, bigarren mailako poluzio-gune gisa jokatzen duena.

Fase urtarraren lur azpiko lekualdaketak grabitatearen eraginez sortzen dira, batik bat. Eredu kontzeptuala definitzean, askotan, batetik, NAPL lentikula ez dela lekualdatzen jotzen da, eta, bestetik, poluitzaileak disoluzio bidez mugitzen direla eta, ondoren, lurpeko uren bidez garraiatzen direla. Badira mugitzen ari diren bi faseren edo gehiagoren fluxua balioztatzeko ereduak, baina ingurunearen definizio konplexuan oinarritzen dira, eta, gehienetan, ezinezkoa izaten da definizio hori egitea.

ü Prozesu geokimiko eta biokimikoak. Eredu kontzeptualak kontuan hartu behar du prozesu-mota horiek aztertutako poluitzaileen garraioan eta kontzentrazioetan duten eragina. Besteak beste, prozesu hauek dira garrantzitsuenak:

– Sortzioa. Horren barruan daude adsortzioa, xurgatzea, kimisortzioa eta truke kationikoa. Ingurunearen geokimikaren, lurpeko uraren fluxuaren, lurzoruko partikulen ukipen-azaleraren eta poluitzaileek uretan duten kontzentrazioaren mendeko prozesu konplexuak dira.


IHOBE, S.A. 21

– Degradazioa. Degradazio-prozesuek garrantzi handia izan dezakete poluitzaileek ingurunean duten portaeran, eta beraz, kontuan hartu behar ditu eredu kontzeptualak, prozesu horiek badaudela egiaztatzen bada.Degradazio-prozesuak konplexuak dira. Faktore askok eragiten dute prozesu horietan, eta, horien artean, hauek azpimarratu behar dira: poluitzaile-motak, mikroorganismoen presentzia eta motak, pH-aren kondizioak, Eh eta tenperatura eta lurpeko uraren geokimika. Prozesu hauek ere garrantzitsuak izan daitezke: hauspeakin kimikoak sortzea (adibidez, kimikoki egonkorrak diren gatz konplexuak) edo konplexu koloidalak. Prozesu horiek poluitzaileen mugimenduak baldintzatzen dituzte.

Laugarren irudian garraio-prozesuak definitzeko prozesu osoa irudikatzen da grafikoki.

HASIERAKO INFORMAZIOA

• Parametroen neurriak “in situ” ezegonkorrak (O2, ORP, tª, etc.).

• Uraren kalitate-laborategiko neurriak (poluitzaile organikoak, NO3

-, SO4=, Fe, Cl-...).

• Laborategiko datuak sedimentuetako materia organikoari buruz.

EZ DA ZEHATZ-MEHATZ EZAGUTZEN:Lumak teorian duen hedaduraren eta landa-azterketako neurriaren arteko itxurazko kontraesana ezaugarri hauek zehatz-mehatz ez ezagutzeari leporatzen zaio:• Eroankortasun hidraulikoaren

balioak materialetan eta kasuarekin zerikusia duten fluidoetan.

• Indargabetze naturaleko prozesuen eraginkortasuna.

x

x

x

x

xx

x

x

xx

PROFILA

LURRUNKETA-EBIDENTZIAK

SORTZIOA MATERIAL FINETANMATERIA ORGANIKOAREKIN

POLUITZAILEAIRISTEA

HORNIDURA-PUTZUA

IBAIAREN IBILGUANDISOLBATZEA

PUTZUAN DISOLBATZEA BESTEMAILA BATZUEKIN NAHASTEAGATIK

IBAIA

MURRIZKETAESPONENTZIALA

Denbora

Pol

uitz

aile

enko

nzen

traz

ioa

BIODEGRADAZIOAEBIDENTZIAK O2, NO3

BAXUAGATIK ETAFE2

+, NH4+ ALTUAGATIK

DENBORAREKIN POLUITZAILEAKMURRIZTEA

FASE EZ-URTARRARENDISOLUZIOA

EREDU KONTZEPTUALA

• Hauek dira poluitzaileen migrazioari eragiten dioten prozesu nagusiak:- Fase ez-urtarra lurpeko uretan disolbatzea.- Adbekzioa eta sakabanaketa, lurpeko uraren fluxuaren arabera.- Poluitzaileen sortzioa dilista buztintsuetan (horietan egoten da materia organiko gehiena).- Biodegradazioa, elektroi-hartzaileen kontzentrazioaren murrizketak eta inguruneko poluitzaileak pixkanaka

murrizteak dituen eraginen arabera.

• Halaber, leku hauetan aurkituko balira, diluzio-prozesuak sortuko liratekeela uste da:- Arteka askoko putzuak, beste maila iragazkor batzuen ekarpenarekin nahasteagatik.- Ibaiaren ibilguan, poluitzaile gutxiko emari zirkulatzaileekin nahasteagatik. Gerta daiteke diluzioa nahikoa

ez izatea, eta, kasu horretan, ibaia polui daiteke.

4. irudia. Eredu kontzeptuala eraikitzea. Prozesuak identifikatzea.

ËË


IHOBE, S.A.22

2.3 III FASEA. EREDU MATEMATIKOA BEHAR DEN ERABAKITZEKO IRIZPIDEAK

Gaur egun, programa informatiko asko erabil daitezke lurpeko poluitzaileen fluxua eta garraioa modelizatzeko.

Ondoren, sistema bat simulatzeko eredu matematikorik behar den edo ez erabakitzeko irizpide nagusiak azaltzen dira. Hirugarren kapituluan, berriz, eredu matematikoen motak zerrendatzen dira, eta, aztertutako arazoaren eta sistemaren arabera, egokiena nola aurkitu azaltzen da.

2.3.1 Azterketaren helburuak

Eredu matematiko bat aplikatu behar den edo ez erabakitzeko, lehenik eta behin, azterketaren helburuak definitu behar dira, hau da, kasu jakin batean eredu matematiko bat aplikatuz zer lortu nahi den zehaztu behar da.

Helburu horiek askotarikoak izan daitezke. Hauek dira ohikoenak:- Gandor poluitzaileek uretan duten bilakaera definitzea.- Hartzaile potentzialen esposizioa balioestea.- Poluzioak ingurunean duen iraunkortasuna balioztatzea.- Jarduteko aukera bakoitzaren bideragarritasuna balioestea.

Eredu matematikoak screening moduan erabil daitezke, adibidez, mugikortasun handiena duten poluitzaileak identifikatzeko. Halaber, eredu landuagoak erabil daitezke, xehetasun gehiago behar duten egoerak adierazteko (adibidez, putzu-kopuru, antolamendu eta emari egokiak LNAPL lentikula bateko hidrokarburoaren berreskuratze-sistema batean).

Batzuetan, ez da sistema osoa modelizatzen, zati bat baizik (adibidez, migrazio-bide jakin bat edo kokalekuaren eremu jakin bat). Horrek asko sinplifikatzen du eredu matematikoa, eta datu-bilketa eta lan gutxiago eskatzen du, besteak beste.

2.3.2 Erabakitzeko irizpideak

ü Ereduaren doitasuna. Eredu matematikoa aukeratzeko, kontuan hartu behar da emaitzetan zer doitasun-maila eskatzen den. Hala, erabilera publikoko uren bilketari egindako kaltea ebaluatzeko ereduak doitasun-maila handia izan behar du, eredu horren emaitzak irizpide gisa erabiliko baitira beharrezko jarduera-neurriak ezartzeko.

ü Denbora izatea. Batzuetan, erabakiak hartzeko emaitza kuantitatiboak izateko premiak ez du aukerarik ematen eredu konplexuak garatzeko (adibidez, zenbakizko ereduak), astetako, hilabetetako edo urtetako lana eskatzen baitute. Kasu horietan, irtenbide analitikoak hartzen dira, datu hain zehatzak ematen ez dituzten arren, egun batzuetan egin daitezkeelako.


IHOBE, S.A. 23

ü Baliabideak. Eredu matematikoa zenbat eta konplexuagoa izan, orduan eta datu gehiago behar dira aztertutako kokalekuari buruz, parametro batzuk ez ezagutzeak emaitzetan zalantza gutxiago sor ditzan. Eredu matematikoa egiteko kostuari teknikari kualifikatuen lana gehitu behar zaio. Eredu matematikoaren konplexutasunaren arabera, kostu handia izan dezake.

Hori dela eta, baliabide ekonomiko eta teknikoak eskura izatea irizpide erabakigarria da eredu matematikoa aukeratzeko.

ü Datuen erabilgarritasuna. Datu erabilgarrien kantitatea eta kalitatea oso faktore garrantzitsua da eredu matematiko bat egitea bideragarria den erabakitzeko. Batzuetan, datuen eskasiak ez du justifikatzen eredu matematiko bat -edo, behintzat, eredu konplexu bat-egitea.

ü Konplexutasuna. Modelizatu nahi den sistemaren konplexutasuna balioztatu, eredu matematikoa egiteko behar diren sinplifikazioek emaitzen doitasuna murriztuko duten zehaztu eta eredu horrek poluitzaileek lur azpian egiten dituzten mugimenduak baldintzatzen dituzten prozesuak irudikatzeko balioko duten zehaztu behar da.

Bestalde, datu asko izateak ez du esan nahi eredu matematiko konplexuak aukeratuko direnik. Ezarritako helburuak lortzeko, nahikoa izan daiteke hurbilketa analitikoa egitea, eta zenbakizko eredua erabiltzea alferrikako gastua izan daiteke.

ü Eskakizun gehigarriak. Simulazio-teknikak aplikatu behar diren arazo gehienetan, eskakizun bereziak bete behar izaten dira (adibidez, eskakizun korporatiboak enpresa jakin batzuetan, administrazio eskudun batzuen eskakizunak…). Irizpide horiek hasieratik kontuan hartzen badira, azken emaitzak onargarriagoak izango dira.

Eredu matematikoa aukeratzea

IHOBE, S.A. 25

3. EREDU MATEMATIKOA AUKERATZEA

3.1 SARRERA

Gaur egun, eredu matematiko komertzialek aukera ematen diete erabiltzaileei ekuazio analitiko konplexuak askatzeko eta analisi estatistikoak egiteko, informatikari edo kalkuluari buruzko ezagutza handirik izan gabe. Garai batean, denbora asko eta espezialisten laguntza behar izaten zen horiek garatzeko eta egiaztatzeko.

Dena den, beharrezkoa da erabiltzaileak ulertzea aztertutako prozesuak, prozesu horiek nola irudikatzen diren eta sarrera-parametroek emaitzari nola eragiten dioten. Horregatik, ereduak ez dira “kutxa beltz” gisa erabili behar, eta kontuan izan behar da beti modelatze-prozesuaren kalitatea eta prozesu hori eredu matematiko batera eramateko modua dela garrantzitsuena: eredu matematikoa ez da eredu kontzeptualaren sinplifikazioa besterik, eta, aldi berean, eredu kontzeptuala errealitatearen sinplifikazioa da.

3.2 EREDU MATEMATIKOEN MOTAK

Hainbat eredu matematiko-mota daude, errealitatera hurbiltzeko moduaren arabera.

Lehenik eta behin, eredu deterministikoak eta probabilistikoak edo estokastikoak bereizi behar dira.

Eredu deterministikoen kasuan, ez dago ausazko aldaketen mende dagoen aldagairik, eta kausa-efektu erlazioak ziurtasunez deskribatzen dira. Sistemaren egungo egoerak eta elementuen eragin-trukeek modu zehatz eta esplizituan zehazten dute sistema batek etorkizunean izango duen portaera. Baina, sistema baten aldagai guztiak zehatz-mehatz ezagutzea hain zaila izanik, eskuarki, eredu deterministiko batek sistema baten osagaien batez besteko portaera adierazten duela onartzen da.

Eredu probabilistikoak ere aurresateko ereduak dira. Eredu horien arabera, aztertutako sistema une bakoitzean egoera desberdinean egon daitekeela uste da, probabilitate desberdinarekin. Sistema une jakin batean arautzen duten probabilitate-banaketak eta sistema hori bilakarazten duten indarrak ezagutzen badira, sistemak une oro duen banaketa probabilistikoa aurresan daiteke.

Oro har, gehiago erabiltzen dira eredu deterministikoak, iragarpen onak egiten dituztelako eta errazago aplikatzen diren eta ondo egiaztatuta dauden kalkulu-tresnak erabiltzen dituztelako.

Bereizketa orokor hau ere egiten da: eredu matematiko analitikoak eta zenbakizko eredu matematikoak (ikus 5. irudia).


IHOBE, S.A.26

Eredu analitikoek teknika matematikoak erabiltzen dituzte emaitza zehatzak lortzeko, eta horregatik, fluxu- eta garraio-sistema sinpleei bakarrik aplikatzen zaizkie (geometria sinpleko sistema homogeneoak). Eredu-mota horiek oso erabilgarriak dira sistemaren portaerara lehenengo hurbilketa egiteko, eta poluitzaileen mugimenduei buruzko azterketek izaten dituzten behar asko konpontzen dituzte. Oro har, datu gutxiago behar izaten dituzte eta konponbide azkarrak ematen dituzte. Dena den, analisi probabilistikoarekin batera ere erabil daitezke (Monte-Carlo).

Zenbakizko metodoen kasuan, ekuazioak gutxi gorabehera ebazten dira, modelizatuko den akuiferoa denboran eta eskualdean diskretizatuz. Ekuazio diferentziala ekuazio aljebraiko-multzo bihurtzen da, non ezezagunak diren sistemaren egoeraren aldagaiak (adibidez, diskretizatutako eremuko altuera piezometrikoak). Metodo-mota horiek bereziki erabilgarriak dira akuiferoaren edo fluxuaren propietateak denboran edota espazioan aldatzen direnean. Diferentzia finituak eta elementu finituak dira metodo horiek ebazteko teknikarik erabilienak.

Diferentzia finituen metodoan, multzo angeluzuzenen kopuru finitu baten bidez egiten da diskretizazioa. Multzo horietako bakoitzak bere propietate hidrogeologikoak ditu, eta multzoaren erdian nodo bat du, multzo guztiaren propietateak definitzen dituena. Ekuazio diferentzialak hurbiltzeko, multzo bakoitza ingurukoekin erlazionatzen duten diferentzietako ekuazioak erabiltzen dira. Elementu finituen bidezko diskretizazioa egiteko, eskualdea azpieskualdetan banatzen da. Azpieskualde horiek triangelu- edo lauki-formakoak izan daitezke, eta nodoak triangeluen edo laukien erpinetan hartzen dira. Metodoak formulazio integral bat erabiltzen du ekuazio aljebraikoen sistema bat sortzeko, eta funtzio leun jarraituak erabiltzen ditu zatika, formulatutako ekuazioen ebazpena edo ebazpenak hurbiltzeko.

Modelizazio-helburuaklor daitezke eredu

analitikoak aplikatuz?

EREDU ANALITIKOAAUKERATU

Zenbakizko eredu bataplikatzeko nahikoa informazio

dago edo errazlor daiteke?

KOKALEKUARI BURUZKOINFORMAZIO GEHIAGO

BILDU

BAI

BAI

EZ

EREDU KONTZEPTUALA EDOTASARRERA-PARAMETROAK

BIRFORMULATZEA

EZ

EREDU ANALITIKOAK VERSUS ZENBAKIZKO EREDUAK

ZENBAKIZKO EREDUAAUKERATU

5. irudia. Eredu analitikoak zenbakizko ereduekin alderatuta.


IHOBE, S.A. 27

Bigarren taulan, ezaugarri batzuk konparatzen dira metodo analitikoak edo zenbakizko metodoak lehentasunez aplikatzeko.

Metodo analitikoak Zenbakizko metodoak

Soluzio zehatzak ematen dizkiete poluitzaileen migrazioa deskribatzen duten ekuazioei.Ebaluazioko lehenengo faseetan erabili behar lirateke, zenbakizko ereduetara pasatu baino lehen.

Gutxi gorabeherako soluzioak ematen dizkiete poluitzaileen garraioa arautzen duten ekuazioei. Eredu banatzaileetan, espazioa eta denbora tarteka diskretizatzen dira.

Abantailak• Kalkuluak oso azkar egiten dira, eta zenbakiz egonkorrak

dira. • Erraz ikusten da parametro bakoitzak emaitzan duen

garrantzia.• Sistema konplexuak aztertzeko erabil daitezke, sistema

sinplifikatuen talde batean banatuz.• Monte-Carlo motako teknika estatistikoak egokitu

daitezke, zenbakizko ereduetan baino modu errazagoan.

Abantailak• Sistemaren portaerari buruzko alderdi asko adierazteko

aukera ematen dute: gelaxka bakoitzari hainbat parametro emanez, alboko aldaketak eta aldaketa bertikalak barnera daitezke. Gainera, ereduaren geometria sistemaren forma islatzeko moduan diseina daiteke, hainbat geruzarekin lan egin daiteke…

• Konfiantza-maila handiko emaitzak lor daitezke, betiere, hasierako datu nahikoa badago.

Desabantailak• Parametro gehienak espazioan eta denboran konstanteak

izatea eskatzen dute.• Sistemaren fisika konplexua bada, gerta daiteke irtenbide

analitikorik ez egotea.• Sinplifika daitezkeen fluxu-sistema errazei aplikatzen

zaizkie.

Desabantailak• Esperientzia handia behar da hidrogeologiaren eta

poluitzaileen garraioaren arloan.• Sarrerako datu asko behar dira.• Kostu handia dute, ekonomikoki eta denboraren aldetik.• Ereduaren emaitzak zuzenak direla pentsatzeko joera

dago, sistemari buruz zalantza handiak daudenean ere.• Zenbakizko ezegonkortasuna sor dezakete.

Aplikazioak• Poluitzailearen mugimenduak adieraztea eta balizko

inpaktuak aurresatea.• Eredu kontzeptualaren hipotesiei buruzko testa egitea.• Zenbakizko ereduak aztertzea.

Aplikazioak• Irtenbide analitikoek ematen dutena baino hurbilketa

sofistikatuagoa behar denean erabiltzen dira; espazioan, denboran, garraio-prozesu konplexuetan... gertatzen diren aldaketak islatzeko gai diren metodoak behar direnean.

• Konponketa-jarduerak simulatu behar direnean erabiltzen dira (adibidez, erauzketa-putzuen kokapena eta ponpaketa-erregimena).

Euskarria• Kalkulu sinpleak kalkulagailu bidez.• Kalkulu-orriak.• Programa informatiko komertzialak, modu librean eskura

daitezkeenak edo barne-garapenekoak.

Euskarria• Programa informatiko komertzialak, modu librean eskura

daitezkeenak edo erabiltzaileak garatutakoak.

Kategoriak• Formula sinpleak.• Formulak gainjartzea.• Formula-sekuentziak.

Kalkulu-kodeak eta -metodoak• Diferentzia finituak: espazioa/denbora koordenatuak sare

prismatiko angeluzuzen baten arabera banatzen dira. Fluxua eta garraioa hurbilketa zuzenen bidez ebazten dira.

• Elementu finituak: espazio-eremua hainbat formatako elementuetan banatzen da (eskuarki, triangelu- edo lauki-formakoak). Parametroek elementu batean dituzten aldaketak funtzio polinomiko bidez adierazten dira.

• Ebazteko metodoak: partikulei segimendua egitea, metodo eulerianoak, Lagrange-metodoak, ezaugarrien metodoa (MOC).

2. taula. Metodo analitikoen eta zenbakizko metodoen arteko konparazioa.


IHOBE, S.A.28

3.3 AUKERAKETAN KONTUAN HARTU BEHARREKO BESTE ALDERDI BATZUK

Eredua aukeratzean, eredua nola adieraziko den ere erabaki behar da (adibidez, eredua egoera egonkorrean adierazi behar den edo adieraz daitekeen edo, bestela, beharrezkoa den denborazko aldaketak sartzea sistemaren kondizioetan). Bi kasu horietan dago denboraren osagaia, inplizituki bada ere. Fluxuaren erregimen iraunkorra lortzen da eremuko balantzean eta potentzialean aldaketarik ez dagoenean.

Eredurik sinpleenek iraunkortzat edo egonkortzat hartzen dute egoera. Egoera horretan, sistemaren sarrera eta irteera guztiak konstanteak dira denborarekiko. Eredu-mota horiek erabiltzen dira, adibidez, fluxu- edo garraio-eredu hauek adierazteko: poluzio-gandorra egonkortuta dagoela esan daitekeenean, sistema egoerak bilakaera hori izan duelako edo analisi-aldia oso laburra delako eta aldaketa garrantzitsuak ezin direlako kontuan hartu.

Erregimen aldakor edo iragankorrek, aldiz, sistemak denboran zehar dituen aldaketak (sistemaren egoeraren aldagairen batean) hartzen dituzte kontuan, eta egokiak dira fluxuaren norabidean edo poluitzaileen kontzentrazioetan aldaketak gertatu izanaren ebidentziak daudenean.

Denboraren irizpideaz gain, eredua aukeratzeko unean interesgarria da simulazioa dimentsio batean, bitan edo hirutan egiteko beharra kontuan hartzea. Eredu analitikoek norabide bakarrean adierazten dute fluxua. Dena den, fluxuaren norabidearekiko paraleloak edo zutak diren sakabanaketa-fenomenoak ere barnera ditzakete. Zenbakizko ereduek, berriz, fluxu horizontalak eta bertikalak simulatzeko aukera ematen dute.

Eredua aukeratzean, kontuan hartu behar dira faktore hauek ere:

ü Iturri terminoaren definizioa: Irtenbide analitiko gehienek onartzen dute iturri terminoa (gunea) konstantea dela edo funtzio ezagun baten arabera murriztuz joaten dela. Termino horrek bilakaera konplexuagoa badu denboran, segidako irtenbide analitikoak edo zenbakizko ereduak erabili beharko dira.

ü Fluxu-sistemaren konplexutasuna: Eredu analitikoek fluxu-sistema bakunak modelizatzeko aukera baino ez dute ematen. Hala, geruza anitzeko akuiferoen kasuan edo fluxuaren norabidea espazioan edo denboran aldatzen denean, beharrezkoa da zenbakizko ereduak erabiltzea.

ü Fluxu- eta garraio-mekanismoak: Fluxua, eta beraz, poluitzaileen garraioa sistema pikortsu, pitzatu edo mistoetatik igaro daiteke. Zenbakizko ereduek egoerarik konplexuenak simulatzeko aukera ematen duten arren, badira ohiko egoera askotan aplika daitezkeen irtenbide analitikoak ere. Eredu analitiko horiek bereziki interesgarriak izan daitezke sistema ezagutzeko lehenengo faseetan.

ü Homogeneotasuna: Irtenbide analitikoek onartzen dute akuiferoa homogeneoa dela eta ez duela alboko aldaketarik. Zenbakizko ereduetan, aldiz, aldaketa horiek kontuan har daitezke (nahiz eta sarearen tamainaren mende egon). Halaber, sistema heterogeneo bat doitu daiteke sistemaren konpartimentazio bidez edo hurbilketa probabilistikoak erabiliz.


IHOBE, S.A. 29

ü Adierazi beharreko garraio-prozesuak (adbekzioa, sakabanaketa, degradazioa, sortzioa). Irtenbide analitikoek sakabanaketa-prozesuak, sortzio linealak edo beherapen esponentzialak hartzen dituzte kontuan. Prozesu ez-linealak modelizatzeko, ordea, eredu semianalitikoak edo zenbakizko ereduak behar dira.

Informazio gutxi dagoenean –ikerketaren lehenengo faseetan (EI) gertatzen da hori, batez ere–, komenigarria da, lehenik eta behin, hurbilketa analitikoa egiten saiatzea. Batzuetan, kasurik kaltegarrienari buruzko balioespenak kontuan hartzen dituen lehenengo simulazioak balio dezake, ondoren, azterketa xehatuagoa egiteko (edo ez egiteko).

Beraz, modelizazioa gero eta xehatuagoak diren faseetan egitea gomendatzen da:

1. maila

‚Kalkulu teoriko sinpleak erabili, poluitzailea lurzoruan eta uretan nola banatzen den jakiteko

2. maila

‚Kalkulu sinpleak erabili, lurpeko uretako fluxuaren diluzioa zehazteko

3. maila

‚Indargabetze-, sakabanatze- eta sortzio-prozesuak kontuan hartzen dituzten ekuazio analitikoak erabili

4. maila Poluzioaren garraioa adierazten duten zenbakizko ereduak erabili

Prozesuan aurrera egiteko, alderdi hauek hartu behar dira kontuan:

ü Arazoa aztertzeko hurbilketa sofistikatuagoa erabiliz lortutako onurak. Adibidez, modelizazioaren helburua konponbideak ematea denean, sistema xehetasunez doitzeak irtenbide errealagoak –ez hain kontserbadoreak– eman ditzake. Eta, gainera, horri esker, aplikatu beharreko garbiketa-neurrien kostua ere murriztuko da.

ü - Datu erabilgarrien kalitateak eredu konplexuak erabiltzeko baliabideak bermatzea: Kalitatez eta kopuruz hasierako datu nahikoak dituen eredu erraz batek konfiantza gehiagoko emaitzak eman ditzake hasieran, zalantza-maila handiagoa duen eredu konplexuago batek baino. Baina, eredua egiteko dagoen diru-kopuruak tresna oso konplexuak erabiltzeko aukera eman arren, gerta daiteke hobe izatea tresna horiek datu gehiago lortzeko erabiltzea (adibidez, iragazkortasuna), hain sofistikatua ez den baina konfiantza gehiagoko emaitzak ematen dituen eredu matematiko bat doitzeko.

Eredu sofistikatuagoak erabiltzeak ematen duen onura kuantifikatzea ez da erraza, eta esperientzia handia eta irizpide tekniko kualifikatua dagoenean baino ez dira erabili behar dira eredu horiek.


IHOBE, S.A.30

3.4 AUKERATZEKO PROZEDURA OROKORRA

Eredua aukeratzeko, oinarrizko ildo orokor batzuk bete behar lirateke. Adibidez:

ü Adierazi beharreko iturriak, garraio-bideak eta hartzaileak identifikatzea (adibidez, eremu ez-aseko mugimendu bertikala).

ü Adierazi beharreko eremua identifikatzea.

ü Ereduaren bidez adierazi beharreko prozesuak identifikatzea (biodegradazioa, sortzioa… ).

ü Prozesu horiek matematikoki nola adieraziko diren erabakitzea.

Eredua garatzeko ardura duen teknikariak alderdi hauek ere ebaluatu behar ditu:

ü Eredurako zer datu behar diren eta datu erabilgarriak eredua eraikitzeko nahikoak diren balioztatzea.

ü Ereduak iturri terminoa modu egokian definitzen duen aztertzea, bereziki, termino hori denborarekin aldatzen bada.

ü Garraio-bide eta hartzaile nagusiak ereduan barnera daitezkeen aztertzea.

ü Identifikatutako funtsezko prozesuak modu egokian adierazteko gai den aztertzea (adibidez, biodegradazioa).

Praktika ona da eredu kontzeptualaren osagaiak zerrenda batean jartzea, eta ereduak osagai bakoitza nola trata dezakeen idaztea.

Gehienetan ez da lortzen irizpide guztiak beteko dituen eredu bat sortzea. Horrelakoetan, aztertu beharko da ereduaren hurbilketa baliozkoa den edo eredua erabiltzen jarrai daitekeen, baina sistemaren zatiak simulatzeko soilik.

Azken finean, eredua aukeratzea erabaki subjektiboa da eta teknikariak aurrez duen esperientzia profesionalaren baitan dago. Praktikan, eredua egiten duenak hurbilketa edo berariazko eredu batzuk izaten ditu eskura, eta egoerara ondoen egokitzen dena aukeratzen du. Teknikariak alderdi hauek ere aztertu behar ditu:

ü Ereduaren kodea ondo ziurtatuta dagoen. Gida honetan zerrenda bat agertzen da gehien erabiltzen diren programei –komertzialak nahiz ez-komertzialak– buruz.

ü Eredua interesdunentzat –bezero industrialak nahiz Administrazioa– onargarria den.


IHOBE, S.A. 31

3.5 PARAMETROEN BALIOAK

Parametro bereizgarriak definitzeko, faktore hauek hartu behar dira kontuan:

ü Parametroaren aldakortasun naturala (adibidez, eroankortasun hidraulikoa), alboetara nahiz bertikalki (heterogeneotasun- eta anisotropia-fenomenoak). Kontuan hartu behar da datu erabilgarriak neurri diskretuei dagozkiela, eta, eredu batean barneratzeko, interpolazioak edo estrapolazioak egin behar direla.

ü Parametroen neurriaren gaineko zalantza, laginketa-metodoaren edo praktika analitikoen ondorioz. Horrekin lotuta, kontuan izan behar da, nahikoa datu ez badago, beharrezko neurketak egin beharko direla berriz. Hori ezin bada egin, datu bibliografikoetan edo irizpide profesionalean oinarritutako balioespena egin daiteke. Kasu horretan, balio horiek berrikusi egin beharko dira eredua doitzeko, eta hala, aztertutako kondizioen simulazioa hobetzeko. Ereduaren sentikortasun-analisiak adieraziko du parametro horiek emaitzetan kritikoak diren. Kasu horretan, landa-neurketetako daturik doituenak lortu beharko dira.

ü Eskalaren mendekotasuna: lan-eskalak eragin handia du parametroen balioetan (adibidez, sakabanaketa).

ü Denbora-aldakortasuna: urtaroka, ustiapen-sistemen arabera.

ü Ingurumen-ezaugarriak: ezaugarri geologiko edo biokimikoak aldatzen badira, parametro batzuk aldatu egin daitezke. Adibidez, bakterio-degradazio prozesuen mota eta intentsitatea ingurunea aerobikoa edo anaerobikoa izatearen mende dago.

Ereduaren sarrerako balioak zehazteko gomendatzen den estrategiak hauek jaso behar ditu:

ü Datu erabilgarri guztien berrikuspena. Erabilgarria da parametroen espazio- eta denbora-aldakortasuna adierazten duten taula edo grafikoak edukitzea.

ü Ereduaren parametro bereizgarrien definizioa, horien aldakortasun-heinak adieraziz.

ü Parametroak aukeratzeko erabilitako datu-baseen dokumentazioa, horiek balioztatu badira.

ü Informazio-iturri fidagarrietan egindako kontsultak (adibidez, EPA, API… ).

Aldagai horiek definitzeko, erabaki hauek hartu behar dira:

ü Ziurrenik gertatuko diren balioak edo balioespenak erabiltzen diren, datu erabilgarrien analisi estatistikoan oinarrituta. Batez besteko balioak erabiltzeak desabantaila bat du: ez da kontuan hartzen sistemaren aldakortasun naturala, eta horrek emaitza akastunak eman ditzake, batez ere, poluitzaileak lehentasunezko bideetan zehar migratzen duenean.

ü Kasurik “okerrenari” dagozkion balioak erabiltzen diren, ereduaren aurreikuspen kontserbadoreak lortzeko. Hainbat parametroren konbinazioak ereduaren emaitzetan izan ditzakeen ondorioak aztertzea garrantzitsua da. Izan ere, errealitatetik kanpoko egoerak edo egoera akastunak adieraz ditzakete (adibidez, eroankortasun hidrauliko handia eta gradiente handia). Horrez gain, kasurik “okerrenera” asimila daitezkeen balioak erabiltzeak ez du esan nahi eredua kontserbadorea denik. Adibidez, datu-multzo erabilgarriaren gehienezko eta gutxieneko balioak erabil daitezke, eta horrek ez du halabeharrez esan nahi sistemaren balio-heinik bereizgarrienak direnik.


IHOBE, S.A.32

ü Analisi probabilistikoa egin daiteke, edo egokia da egitea. Banaketa probabilistikoaren funtzioak parametro batek izan dezakeen aldaketa edo parametro baten gaineko zalantza deskribatzeko erabil daitezke Kasu horretan, sarrerako hein baten probabilitatea deskribatzen duen banaketa-funtzio bidez deskribatzen dira ereduaren emaitzak.

Eredu analitikoetan, kontrol-aldagaiak balio batekin adierazi behar dira, eta beraz, arreta handiz aukeratu behar dira balio horiek. Eredu analitikoak eta estokastikoak konbinatuz gero, balio-heinak lor daitezke, baina ezin da espazio- edo denbora-aldakortasunik lortu.

Zenbakizko ereduek aldaketak alboetara eta bertikalki egiteko aukera ematen dute. Baina batez besteko parametro bat zehaztu behar da ereduaren nodo bakoitza definitzeko, eta horretarako, bi neurri-punturen arteko interpolazioa egin behar izaten da.

Hirugarren taulan, modelizazio-prozesuetan behar izaten diren parametroak zerrendatzen dira eta, gainera, parametro horiek emaitzetan duten garrantzia adierazten da. Halaber, ikerketa bateko esplorazio-fasearen eta fase xehatuaren beharrak adierazten dira, orientagarri gisa.

Dena den, kasu jakin batzuek berariazko sentikortasun desberdinak izaten dituzte, eta horien garrantzi erlatiboa kasuz kasu balioetsi behar da.

Ereduaren sarrerako balioak bibliografia erabiliz lor daitezke. Adibidez, konposatuen propietate fisiko-kimikoak lortzeko, ikerketa-proiektuaz kanpoko laborategiko ikerketak erabili ohi dira. Beste propietate batzuk, berriz, kokaleku bakoitzean lortu behar dira (adibidez, iragazkortasuna). Beste parametro batzuen bidez, zeharka, parametroak balioztatzeko programak ere badira (adibidez, egitura, itxurazko dentsitatea, porositatea… ).

Beste parametro batzuk, berriz, hasieran (esplorazio-ikerketa) beste parametro batzuen bidez lor daitezke (adibidez, eroankortasun hidraulikoa eta porositatea kurba granulometrikoen bidez kalkula daitezke, datu-base handiak erabiliz), baina, xehetasun-maila handiagoa behar denean (ikerketa xehatua), ezinbestekoa da parametro horiek enpirikoki neurtzea (K-ren kasuan, landa-entseguen bidez, edo aldatu gabeko laginekin laborategian egindako neurketetan oinarrituta).

Modelizazio matematikoaren prozesua ikerketaren lehenengo faseetatik hartu behar da kontuan, datu asko landa-entseguen edo laborategiko neurketen bidez lortu behar baitira. Lurzoru bateko poluitzaile-kantitatea edo poluitzaileen banaketa granulometrikoa zehazteko, ez dago aldatu gabeko laginak lortu beharrik. Baina dentsitate osoaren, porositatearen edo hezetasunaren balioak lortzeko, arreta berezia izan behar da horiek osorik mantentzeko.


IHOBE, S.A. 33

Bideak Sarrera-parametroa Ikurra Unitateak Sentikortasuna Esplorazioikerketa

Ikerketaxehatua

Ere

mu

ez-a

seko

gar

raio

a

Iturri eremuko kontzentrazioa Cs mg/kg Kasu bakoitzeko espezifikoa N NLurzoruaren porositate osoa ΘT cm3/cm3 Oso sentikorra B N

Karbono organikoaren frakzioa focg C/g

lursoruaOso aldakorra eta espezifikoa B K

Karbonoa-ura banaketaren koefizientea

Koc cm3H2O/g C Konposatuaren espezifikoa EB B

Lurzorua-ura banaketa-koefizientea

Kscm3H2O/g lursorua foc x Koc B B

Lurpeko ur-fluxuaren iturri paraleloaren zabalera W cm Oso aldakorra; nahiko

sentikorra N N

Lurzoruaren dentsitate osoa �s g/cm3 Gutxi aldatzen da; sentikortasun mugatua B N

Airearen eduki bolumetrikoa Θas cm3/cm3 Ez da sentikorra bide honetarako B B

Uraren eduki bolumetrikoa Θws cm3/cm3 Aldakorra egituraren arabera B BUraren infiltrazioa I cm/urte Oso aldakorra; nahiko sentikorra B B

Nahastura-eremuaren lodiera δgw cm Ez da asko aldatzen; nahiko sentikorra B BK

Darcy abiadura Ugw cm/urte Nahiko sentikorra K K

Degradazio-koefizientea λ urte-1 Konposatuaren espezifikoa; nahiko sentikorra B K

Iturrien sakonera Ls cm Oso aldakorra; nahiko sentikorra B N

Ibi-eremuaren lodiera hv cm Oso aldakorra; nahiko sentikorra N N

Ur purua duen osagaiaren disolbagarritasuna S mg/l Konposatuaren espezifikoa;

nahiko sentikorra B B

Ere

mu

asek

o g

arra

ioa

Iturri eremuko kontzentrazioa Cs µg/l Oso aldakorra eta espezifikoa N N

Karbono organikoaren frakzioa focg C/g

lurzoruaOso aldakorra eta espezifikoa B K

Karbonoa-ura banaketaren koefizientea

Koc cm3H2O/g C foc x Koc B B

Lurzorua-ura banaketa- koefizientea

Kscm3H2O/gsuelo

Oso aldakorra eta espezifikoa B B

Eroankortasun hidraulikoa k cm/s Oso aldakorra eta espezifikoa B NGradiente hidraulikoa i cm/cm Oso aldakorra eta espezifikoa N NBatez besteko abiadura ν cm/día Espezifikoa K KLurpeko ur-fluxuaren iturri paraleloaren zabalera W cm Oso aldakorra eta

espezifikoa; nahiko sentikorra N N

Porositate osoa ΘT cm3/cm3 Nahiko sentikorra B N

Lurzoruaren dentsitate osoa �s g/cm3 Gutxi aldatzen da; sentikortasun mugatua B N

Lodiera asea b cm Espezifikoa; nahiko senti-korra zenbakizko ereduetan N N

Biltegiratze-koefizientea S dimentsiorik gabea

Sentikortasun mugatua; akuifero-motaren araberakoa B N

Birkarga (infiltrazioa) I cm/urte Oso aldakorra eta espezifi-koa; sentikortasun mugatua B B

Luzetarako sakabanaketa ax cm Gutxi aldatzen da; sentikortasun mugatua B B

Zeharkako sakabanaketa ay cm Gutxi aldatzen da; sentikortasun mugatua B B

Sakabanaketa bertikala az cm Gutxi aldatzen da; sentikortasun mugatua B B

Degradazio-koefizientea λ urte-1 Konposatuaren espezifikoa; nahiko sentikorra B K

Isurketa egin zenetik igarotako denbora T egunak Oso aldakorra eta

espezifikoa; nahiko sentikorra

Letra lodiz idatzita daude eredurako sentikorragoak diren faktoreakN: neurtua; B: balioztatua; K: kalkulatua

3. taula. Poluitzaileen garraioaren modelizazio-pozesuetarako beharrezkoak diren parametroak.


IHOBE, S.A.34

3.6 EREDUAREN KODEA EGIAZTATZEA

Eredu matematiko komertzial askoren funtzionamendu-kodeak egiaztatuta daude, asko erabiltzen direlako. Dena den, erabiltzaileak programa informatikoa lehen aldiz erabiltzen duenean, kode matematikoa ziurtatu behar luke erabili baino lehen, alderdi hauek egiaztatzeko:

ü Fluxu- eta garraio-ekuazioak ondo ebatzita daude: ez da arraroa, akats tipografikoen ondorioz, kalkulu-funtzio batzuk lekuz aldatuta egotea. Halaber, ohikoak dira notazio desberdinek sortutako arazoak (adibidez, hamarrekoetan eta milakoetan komak eta puntuak erabiltzeak aldaketa handiak sor ditzake kalkuluan) edo trinkoak ez diren neurketa-unitateak erabiltzeak sortutakoak.

ü Kode guztia erabil daiteke, eta aukeratutako funtzioak interferentziarik gabe betetzen ditu.

Eredu bat ziurtatzeko modurik ohikoena eta errazena beste batekin alderatuz aztertzea da. Eredua lehenengo aldiz erabiltzen denean, egokia da hori egitea, ereduaren funtzionamendua ziurtatzen joateko. Eredu analitikoak intuizioz azter daitezke, emaitzak sarrera-parametroen mende daudela egiaztatuz eta egoera sinpleetako kalkuluak zuzenak diren begiratuz (adibidez, gradientea nulua denean mugimendurik ez egotea). Oso garrantzitsua da modelizazio-fase bakoitzeko emaitzak eta profesionalen iritzia koherenteak direla ziurtatzea, eta horrek hidrogeologiaren arloan esperientzia handia izatea eskatzen du.

3.7 TXOSTENA

Eredu jakin baten aukeraketa oso ondo dokumentatu behar da; alegia, alderdi hauek justifikatu behar dira:

ü Modelizazioaren helburuak.

ü Eredua helburu horiek lortzeko egokia izatea.

ü Eredu matematikoaren deskribapena, dagozkion erreferentziak barne. Aholkulariak barne-mailan garatutako ereduen kasuan, ereduaren deskribapen xehatua egin behar da, kontrol-ekuazio guztiak barne direla.

ü Eredua egiaztatzeari buruzko xehetasunak.

ü Eredu kontzeptuala eredu matematikora igarotzeari buruzko xehetasunak, eta egindako sinplifikazioen garrantziari buruzko eztabaida.

ü Ereduaren onarpen eta mugak justifikatzea, eta ereduaren emaitzen interpretazioan kontuan nola hartu diren adieraztea.

Modelizazio-metodologia

IHOBE, S.A. 35

4. MODELIZAZIO-METODOLOGIA

4.1 ALDERDI TEORIKOAK

Simulaziorako eredu matematiko bat garatzea erabaki ondoren, modelizazio-prozesuari ekiten zaio sensu stricto. Prozesu horrek hainbat fase ditu, eta fase horiek azaltzen dira ondoren.

4.1.1 Eredua diseinatzea

4.1.1.1 Ereduaren eremua, mugaldeko eta hasierako kondizioak

Eredua eraikitzeko, lehenik eta behin, interes-gunea definitu behar da, hau da, ereduak adierazten duen eskualdea. Interes-gune hori definitzeko, irizpide hauek erabil daitezke:ü Iturri eta eremu poluitua.ü Hartzaile potentzialen kokapena.ü Muga naturalak: geologikoak, gainazaleko uretako gorputzak…

Muga horiek eredu matematikoetan adierazten dira, mugaldeko kondizio deritzenen barruan, eta eragin handia dute ereduaren azken emaitzetan. Gehienak maila egonkorreko kondizioei esleitzen zaizkie (hau da, ertzetako gelaxkek altuera piezometriko egonkorra izateko adinako ur-fluxua dagoela jotzen da, laku batean bezala), edo fluxu nuluko kondizioei (fluxu-lerroen norabide bera duen ertza; bere barruan, hau da, ereduaren kanpoaldetik ertzera, fluxua nulua da. Adibidez, muga iragazgaitzak).

Baldintzatzaile morfologikoez gain, modelizatu nahi diren denborazko kondizioak ere definitu behar dira. Kondizio horiek erregimen iraunkorreko edo behin-behineko erregimeneko egoerei dagozkie, batez ere.

Horrez gain, lehenengo fasean, maila piezometrikoaren eta kontzentrazioen hasierako kondizioak esleitu behar dira, baita garraioa zehaztuko duten aldagai fisiko-kimikoak ere: porositatea, dentsitatea, iragazkortasuna, karbono organikoaren frakzioa…

Funtsezkoa da hasierako kondizioak xehe mehe definitzea, behin-behineko erregimeneko ereduekin lan egin behar izanez gero. Erregimen iraunkorreko ereduen kasuan, nahikoa da ertzeko kondizioak doitzea.

4.1.1.2 Eredu matematikoa onartzeko irizpideak definitzea

Eredu bat baliozkoa da landa-azterketako behaketak modu egokian adierazten dituela frogatzen bada. Hori dela eta, egiazta daitezkeen aldagaiak eta aldakuntza-hein onargarria jaso behar ditu ereduak (adibidez, espero den edo diren balioen ehunekoa, magnitude-ordenaren barruan).


IHOBE, S.A.36

Onarpen-irizpide hori aurrez IHOBErekin edo dagokion erakunde erregulatzailearekin hitzartu behar da, ereduaren emaitzak onargarriak izan daitezen.

4.1.2 Eredua kalibratzea

Ereduetan kontuan hartzen diren parametroak, oro har, sistema konplexuen sinplifikazioei edo hurbilketei dagozkie, ziurtasunez ezagutzen ez direnean. Gehienetan, aldagai horiek doitu egin behar izaten dira, landa-azterketako kondizioekin ondo egokitu arte. Proba-prozesu horri kalibraketa deritzo.

Doitzeko prozesua pauso hauetan labur daiteke:

ü Parametro jakin baten balioari aldaketa bat aplikatzen zaio.

ü Aldaketa horrek ereduaren emaitzetan duen eragina aztertzen da.

ü Parametroaren balioa birdoitzen da, ereduaren simulazioa behatutako kondizioetara hobeto egokitzeko, betiere, behatutako errealitatearekin bateragarria den hein baten barruan. Kontrol-aldagaiei aldaketak egitean, kontuan izan behar da mendeko parametroak daudela. Adibidez, gradiente hidraulikoa eroankortasun hidraulikoaren mende dago partzialki, eta beraz, iragazkortasun handiko lekuetan ez da gradiente handirik izaten. Bi parametro horien balio altuak konbinatzen badira, gehiegizko fluxua eman dezakete –birkarga-balioak baino handiagoa–, eta ondorioz, balantzea desdoitu daiteke.

ü Eredua behatutako kondizioetara ondo doitzen den, doikuntza-prozesuarekin jarraitu behar den edo landa-neurketetako datu gehiago lortu behar diren adierazten duen diagnostikoa. Pauso hori emateko, funtsezkoa da IHOBEri edo agente erregulatzaile eskudunari galdetzea, lortutako doikuntza-mailarekin simulazio-prozesua bukatutzat eman daitekeen adosteko. Kasu guztietan, eredua berrikusteko aukera hartu behar da kontuan, gerora datu gehiago izango balira, horiek gehitzeko.

Beraz, eredua kalibratzeko edo doitzeko prozesuaren bidez, ereduan jasotako onarpenen baliozkotasunari buruzko berrikuspen kritikoa egiten da, ereduak behaketekiko duen zehaztasun-maila aztertzen da eta azken doikuntzan erabilitako parametroak sinesgarriak diren balioztatzen da. Eskuarki, kontrolatu beharreko aldagai gehiegi ez jasotzearren, lehenengo fluxu-eredua doitzen da, eta ondoren, poluitzaileen migrazioa simulatzen da.

Esan beharra dago, ereduak behatutako kondizioak modu onargarrian adierazi arren, horrek ez duela esan nahi eredua zuzena denik (adibidez, ereduak une jakin bateko kontzentrazioak simula ditzake, baina, a posteriori akatsak sor ditzake migrazioaren simulazioan). Halaber, kontuan izan behar da parametro askoren konbinazioen bidez egoera berera irits daitekeela. Beraz, emaitzak ez dira bakarrak.


IHOBE, S.A. 37

4.1.2.1 Kontrol-aldagaiak

Laugarren taulan, egiaztatze-prozesuan kontuan hartu behar liratekeen kontrol-aldagai nagusiak eta kalibratzean gertatzen diren ohiko arazoen arrazoiak ageri dira eskema-gisa.

Neurria Kontrol-parametroakEzohiko emaitzak sor

ditzaketen arazoak

Landa-neurketetan gerta daitezkeen

akats-iturriak

Maila piezometrikoak

• Neurketa zehatzak eta estrapolazioa (mapa piezometrikoak).

• Gradienteak (horizontalak, bertikalak).

• Mailaren aldaketak denboraren arabera.

• Hasierako kondizioak.• Ertzetako kondizioak.• Sare-tartea.• Modelizazioaren denbora-

tarteak.• Sistema gehiegi sinplifikatzea.• Behaketa-puntuak sarearen

erdigunetik kanpo egotea.

• Maila piezometrikoaren neurriak edo behaketa-puntu edo data jakinen esleipena.

• Behaketa-puntuak eraikitzea (adibidez, hainbat akuiferori eragitea).

Fluxua/emaria • Eduki zehatzak.• Emariaren aldaketak

denboraren arabera.• Ibilguaren irabaziak edo

galerak.

• Ibaia/akuiferoa elkarreragin-koefizienteak.

• Emariaren neurriak.• Oinarrizko fluxutik eta

gainazaleko isurketatik aldentzea.

Kontzentrazioak • Neurketa zehatzak eta estrapolazioak (isolerroen mapak).

• Ebakidura bertikalak.• Denbora-aldakortasuna.• Egote- edo aurrerapen-

denborak.

• Hasierako kondizioak.• Ertzetako kondizioak.• Sare-tartea.• Modelizazioaren denbora-

tarteak.• Prozesu fisiko-kimikoak

gehiegi sinplifikatzea.• Zenbakizko zehaztasuna edo

ezegonkortasuna.

• Laborategiko akatsak.• Laginketan edo zainketan/

garraioan akatsak sortzea.• Behaketa puntuak eraikitzea

(zirkuitulaburrak, eremu artekatu handi baten ondorioz nahastea).

4. taula. Kontrol-aldagai nagusiak.

Ereduaren doikuntzaren azken frogaketa egiteko, beharrezkoa da emaitza hauek egiaztatzea:

ü Uraren balantzea ereduan, hau da, sistemaren sarrera eta irteeren arteko diferentzia. Berrikuspen horren bidez, ereduaren matematikarekin (adibidez, emaitzen konbergentzia-akatsak) edo erabilitako kontrol-parametroekin (ertzetako kondizioak, birkarga, ustiapena...) lotuta egon daitezkeen arazoak identifikatzen dira.

ü Masen balantzea. Arazo matematikoak (zenbakizko sakabanaketa, konbergentzia-akatsak) edo sistemaren definizioan sortutako arazoak identifikatzeko balio dezake.

4.1.2.2 Kalibraketa-prozedurak

Kalibraketa egiten denean, komenigarria da hasierako balioespen kualitatiboetatik (adibidez, maila piezometrikoak begiz konparatzea) doikuntza ebaluatzeko teknika kuantitatiboetara pasatzea.


IHOBE, S.A.38

Halaber, eredua doitzeko prozesua eskuzko tresnen bidez (proba-errore metodoak) edo tresna automatikoen bidez (krigeatzea, metodo alderantzikatuak: UCODE, PEST) egin daiteke. Biak aplikatzeko irizpide tekniko esperientziaduna behar da, sistemaren kondizioetan hipotesi onargarriak daudela ziurtatzeko.

Eskuzko metodoen bidez, modelizatzaileak gero eta gehiago ezagutzen du ereduaren sentikortasuna, eta erraza da simulazio-kondizio errealistak mantentzen diren edo ez ziurtatzea. Hala ere, eskuzko metodoek desabantaila bat dute metodo automatikoekin alderatuta: denbora asko behar dute.

Metodo alderantzikatuek parametroen balioespen automatikoa egiten dute, definitutako helburu-funtzio baten arabera. Horretarako, erregresio ez-linealak erabiltzen dituzte, eta, iterazio-prozesu baten bidez, helburura gero eta gehiago doitzen diren balioak ematen dituzte.

4.1.3 Sentikortasun analisia

Sentikortasunaren analisiaren bidez, ereduaren emaitzetan zer aldagaik duten eragin handiagoa identifikatzen da. Eta, horren bidez, aldagai horien definizioa hobetzeko datu esperimental gehiago behar diren erabakitzen da. Horrez gain, egiaztatzen da kontrol-parametroen aldaketa-heinen arteko erlazioak emaitzetan proportzionalki islatzen diren, eta eredu matematikoaren aldagairik garrantzitsuenak eredu kontzeptualean modu kualitatiboan definitutakoei dagozkien edo sentikortasuna erabilitako ekuazioen funtzioa den.

Gogoratu behar da sentikortasunaren analisiak eredu matematikoaren sentikortasunari buruzko informazioa ematen duela, eta ez sistema errealari buruzkoa, ezinbestean.

Sentikortasunaren analisia egiteko, kontrol-parametro bat edo batzuk aldi berean aldatu behar dira, eta ereduak aldaketa horien aurrean nola erantzuten duen balioetsi behar da. Ereduaren osagai guztiei buruzko sentikortasun-analisia egin behar da.

Behatutako edo espero diren heinen barruan egin behar dira aldaketa horiek. Eta, aldi berean, horren bidez, ereduaren funtsezko parametroak zehaztuko dira. Adibidez, sentikortasunaren analisi jakin batek erakuts dezake ereduaren kalkuluek sentikortasun bera dutela dentsitate osoarekiko eta eroankortasun hidraulikoarekiko. Bi parametroen batezbestekoek erakusten dute lehenengoak balio-hein estua duela eta bigarrena, berriz, magnitude-ordenan ere alda daitekeela. Ondorioz, kasu horretan, iragazkortasuna funtsezko aldagai gisa kalifikatuko litzateke. Kalibraketari buruzko atalean esan bezala, aldagaien arteko mendekotasuna ere kontuan hartu behar da.


IHOBE, S.A. 39

4.1.4 Zalantzaren analisia

Analisi-mota horren bidez, sarrerako balioekin lotutako zalantzak eta horiek emaitzetan duten eragina hartzen dira kontuan.

Oro har, analisi-mota hori eredu deterministikoekin egiten da, sarrerako gehienezko eta gutxieneko balioak dituzten simulazioak erabiliz. Kontuan izan behar da hein hori behaketa erabilgarrien bidez lortzen dela, baina sistemako balio-hein errealarekin alderatuta desberdina izan daitekeela. Gainera, berriz ziurtatu behar da ez direla balio kontraesankorrak konbinatzen, errealitatetik urrun dauden emaitzak lortuko bailirateke.

Analisi-mota hori eredu probabilistikoekin egin ohi da.

4.1.5 Ereduaren berrikuspen osoa

Aipatutako jarduera guztiek, batera ikusita, ereduaren berrikuspen erregularra osatzen dute, eta laneko kondizioen bidez hurbilketa onargarririk lor daitekeen egiaztatzeko balio dute.

Funtsezkoa da eredu kontzeptuala berrikusiz joatea, eta hasierako hipotesien arabera, sarrerako aldagaiak nahikoak eta sinesgarriak diren eta arrazoizko erantzunak ematen dituzten egiaztatzea. Halaber, ziurtatu behar da kontuan hartutako egoerak garrantzitsuak direla proiektuaren helburuak lortzeko, eta zer eremu simulatzen den jakin behar da (egoera kontserbadorea, probableena, baikorra… ).

Aldizkako berrikuspen horien arabera, eredua onartu ahal izango da, edo beste erabaki batzuk hartuko dira funtsezko aldagaiak definituko dituzten datu gehiago lortzeko, behatutako prozesuetarako egokiagoa den tresna aukeratzeko edo eredu matematikoa erabat baztertzeko.

Berrikuspen eta erabaki horiek esperientzia profesionalean oinarritutako irizpide subjektiboen baitan daude, eta proiektuan lanean ari diren teknikarien eta berrikusteko eta onartzeko ardura duten teknikarien artean hitzartu behar dira.

Eredua garatzen eta kalibratzen denean egin behar dira azterketa horiek guztiak. Dena den, ondoren, eredua baliozkotzeko etapan ere beharrezkoak dira, hau da, ereduak tresna aurresale gisa duen erabilgarritasuna egiaztatzen denean.

4.1.6 Eredua baliozkotzea

Eredua amaitu ondoren, eredu matematikoa baliozkotzeko fasean, informazioa eguneratzen da eta behatutako datu berriak ereduaren iragarpenekin alderatzen dira.


IHOBE, S.A.40

Fase horretan, gerta daiteke eredua baztertzea, behaketa erabilgarrietara egokitzen ez delako. Eredu kontzeptualak akatsak izatea edota sistema naturalaren tentsioei buruzko iragarpenak akastunak izatea dira eredu bat baztertzeko arrazoi nagusiak (adibidez, ustiapen-sisteman aldaketa drastikoak gertatzea).

Modelizazio-prozesu orokorra laburtzen duen eskema ageri da 6. irudian.

6. irudia. Modelizazio-prozesuaren laburpena.

Arazoa definitu

Datuak berrikusi eta eredu kontzeptuala definitu

Helburuak definitu

Definitutako helburuak lor daitezkeeredu matematiko bidez?

Ereduaren helburuak zehaztu

Eredua aukeratu. Premisak eta mugak zehaztu

Ereduak eskatutako datuak zehaztu

Parametroei balioak eman

Eredua kalibratu

Datu erabilgarriak nahikoak dira?

Simulazioaren emaitzak landa-neurketetakodatuetara egokitzen dira?

Parametro “kritikoei” buruzkoinformazio gehiago behar da?

Eredua tresna aurresalegisa erabil daiteke?

(emaitzen konfiantza-maila eta ezarritakohelburuetara egokitzea)

Sentikortasunari buruzko analisia eginparametro “kritikoak” identifikatzeko

Ereduaren emaitzak baliozkotzea etadefinitutako helburuak lortu diren balioztatzea

BAI

SI

BAI

NO

Datu gehigarriaklortu

Beste metodobatzuk aukeratu

Eredu kontzeptualaberretsi da?

SI

EZ

EZ

BAI

EZ

EZ

BAI

EZ

MODELIZAZIO-PROZESUA


IHOBE, S.A. 41

4.2 EREDUAK GAUZATZEA

Erabiliko den eredu zehatzaren mende dago aipatutako lan guztiak gauzatzea. Gainera, modelizazioarekin lotutako teknika informatikoak azkar ari dira aurreratzen, eta modelizazio-prozesua asko sinplifikatzen duten tresna matematiko sofistikatuak baina errabilerrazak eskura daitezke. Ereduen kostua laguntza-mota horien eskuragarritasunarekin lotuta dago, fluxuen modelizazio-kode gehienak modu librean eskura baitaitezke (adibidez, EPA CSMoS Center for Subsurface Modeling Support-en bidez).

Oro har, bi programa-mota bereizten dira. Programa horiek “ikusezinak” izaten dira erabiltzailearentzat, izendapen bakar bat izaten baitute (adibidez, VisualMODFLOW), eta erabilera guztiak lan-formatu bakar batean integratzen dira:

1. 1. Aurreprozesadoreak: Sarrerako aldagaiak ereduan sartzen laguntzen du programa-multzo horrek. Hain zuzen, horixe izaten da prozesu guztiko pausorik aspergarriena eta akastunena. Gaur egun, eredu guztiek izaten dute sarea sortzeko laguntza, diseinu grafikoko programen konexioaren bidez (AUTOCAD, SURFER).

Sarrerako datuak hainbat propietate-multzotan banatzen dira (adibidez, fluxua eta garraioa), eta multzo horiek, aldi berean, hainbat kontrol-elementutan banatzen dira (ertzetako kondizioak, parametro hidraulikoak, ustiapen-putzuak, behaketa-puntuak, prozesu matematikoaren kontrola… ). Aldagai batzuk lehenespenez definitzen dira, baliorik ohikoenekin, edo izan daitezkeen heinen kontrolagailu bat izaten dute, balio desegoki bat sartzeko arriskua murrizteko.

Bestalde, badira erabiltzaileari eredua automatikoki kalibratzen laguntzeko laguntzak ere (balioespen automatikoko programen bidez), edo automatikoki funtzionatzen duten hainbat modelizazio-aukera sortzeko laguntzak, kalibraketa-prozesuari laguntzeko.

2. 2. Postprozesadoreak: Fluxuaren eta garraioaren modelizazio-eredua egin ondoren, ereduak lortutako emaitzak ikusteko eta kudeatzeko hainbat erabilpen eskaintzen dituzte pakete informatiko komertzialek.

Programa horiek kalkuluak egiteko (adibidez, balantzeak) edo bistaratzeko (adibidez, denborazko garapenak) erabilerak izan ditzakete, edo beste programa batzuen bidez kudea daitezkeen formatuak eskain ditzakete (AUTOCAD; SURFER… ).

4.3 EREDU BAT GAUZATZEKO ARAZORIK OHIKOENAK

Eredu informatikoak aplikatzeak sortzen dituen arazorik garrantzitsuenak eta ohikoenak erabilitako datuen fidagarritasunarekin eta sendotasunarekin lotuta egoten dira.

Eredu kontzeptuala eraikitzeko datuen kalitateak definitzen du sistemaren irudikapenak izango duen sinesgarritasuna. Beraz, garrantzitsua da zehazgabetasunak ahalik eta gehiena


IHOBE, S.A.42

murriztea, hasierako kondizioak (adibidez, akuiferoaren geometria) eta mugaldekoak (adibidez, potentzialaren mugak edo maila konstantea) ezartzen direnean.

Halaber, kalibraketa-datuen fidagarritasuna oso garrantzitsua da hasierako modelizazio-prozesuko doikuntzak egiteko. Hasiera batean, zailagoa da hainbat asalduraren aurreko portaera hidrogeologikoa ezagutzen den sistema doitzea. Baina, kasu horretan, eredu koherenteagoa eta ahalmen aurresale handiagokoa sortuko da, deskribapen pobreagoa duen sistema baten kasuan baino, bigarren horretan balioespen asko egin beharko baitira.

Funtsezko parametro batzuetako zalantzak murriztea ezinezkoa gertatzen bada, beharrezkoa izan daiteke eredu probabilistikoak erabiltzea, sarrerako aldagaien banaketa estatistikoekin lan egiteko gai izango direnak.

Modelizatzaileak hainbat ezaugarriren garrantzia ezagutu behar du: eredu matematikoak behar dituen xehetasunak, eskala-aldaketak, erabilitako unitateen koherentzia, hamartarren ikurra (puntua edo koma)...

Oro har, merkatuan gehien erabiltzen diren eredu informatikoak ondo frogatuta daude, eta algoritmo matematikoek eta ekuazioak ebazteko metodoek ez dute konbergentzia-arazorik ematen sistema simulatu gehienetan.

4.4 TXOSTENAK

Egindako lan guztiak eta jasotako emaitzak dokumentatzen dituen txostena egitea oso garrantzitsua da eredua ondo ulertzeko, eta eredua beste ikertzaile batek egiaztatu edota jarraitu ahal izateko.

Modelizazio-prozesu osoan zehar, egunkari moduko erregistro zehatz bat gordetzea gomendatzen da (lan-koaderno modukoa), ereduaren egileari emandako pauso guztiak gogoratzen eta, amaieran, txosten laburtu batean dokumentatzen laguntzeko.

Ez dago bestea baino hobea den aldaketen kontrolerako formaturik, horien helburua ereduaren egilearen lana erraztea baita. Doikuntza jakin bat lortzeko serietan lan egiten denez, erabilgarria izan daiteke informazioa tauletan laburtzea. Taula horien zutabeek informazio hau jaso behar lukete:

ü Seriearen helburua: transmisio-balioak doitzea, anisotropiarekiko sentikortasuna egiaztatzea…

ü Egindako aldaketak: ereduaren alor jakin bateko balioak aldatzea, irteerako grafikoak denbora/espazio eskala egokietan doitzea…

ü Ereduaren kondizio orokorren deskribapena: sarrerako datuen serieak (erabilitako birkarga/ustiapen aldiak), erregimen iraunkorreko/behin-behineko erregimeneko kondizioak…

ü Simulazioaren emaitzak: sarrerako aldagai doituenen eta lortutako emaitzen deskribapena.


IHOBE, S.A. 43

Txostenari dagokionez, txosten tekniko arrunt baten antzeko egitura izan behar du, alegia, “sarrera”, “helburuak”, “laburpena” eta “ondorioak” atalak jaso behar ditu, besteak beste.

Modelizazio-txostenaren ohiko kapituluetan, berriz, funtsezko alderdi hauek dokumentatu behar dira, beste batzuen artean:

ü Eredu kontzeptualaren definizioa.

ü Ekuazio gidariak.

ü Hasierako eta ertzetako kondizioak.

ü Parametro hidraulikoak.

ü Sare-sistema.

ü Kalibraketaren eta sentikortasunaren analisiaren emaitzak.

ü Simulazio aurresaleen emaitza.

ü Ereduaren mugak: zalantza-maila, datuen fidagarritasuna.

Eranskinetan informazio hau jaso behar da:

ü Datu geologiko, hidrogeologiko eta hidrokimikoei buruzko laburpen-taulak: zundaketa-zutabeak, neurri piezometrikoak eta analisi erabilgarriak, ustiapen-emariei buruzko datuak, prezipitazio-serieak...

ü Modelizazio-prozesuaren erregistroa.

I Eranskina – Programak deskribatzeko fitxak

IHOBE, S.A. 45

I. ERANSKINA: PROGRAMAK DESKRIBATZEKO FITXAK


IHOBE, S.A.46

Aurkibidea

EREDU ANALITIKOAK EREMU ASEA ......................................................................................................................................................... 47

EREDU ANALITIKOAK EREMU EZ-ASEA ................................................................................................................................................ 55

ZENBAKIZKO EREDUAK ......................................................................................................................................................................................... 59

TRESNA OSAGARRIAK .............................................................................................................................................................................................. 69

IHOBE, S.A. 47

ER

ED

U A

NA

LITI

KO

A A

UK

ER

ATZ

EK

O D

IAG

RA

ME

N IT

ZULP

EN

A

Flux

uare

n et

aga

rrai

oare

n bi

dea

Dat

u-sa

rrer

ak

Ere

duar

en ir

teer

a E

redu

apl

ikag

arri

a

ER

EM

U A

SE

A.

Lurp

eko

uret

ako

garr

aioa

Sak

aban

aket

aH

artz

aile

ra d

agoe

n di

stan

tzia

Pro

piet

ate

kim

ikoa

k

Kon

tzen

trazi

o pu

ntua

les

pezi

fikoa

k po

luitz

aile

en a

rabe

ra

Pol

uitz

aile

en g

arra

ioge

nerik

oa

Lixi

biaz

io-fl

uxua

ere

mu

aser

antz

BIO

SC

RE

EN

(Hid

roka

rbur

oak)

BIO

CH

LOR

(Klo

ratu

ak)

DIS

PE

RS

E (M

TBE

/TB

A)

DO

ME

NIC

OAT

123

FATE

5

MU

LTIM

ED

VAD

SAT

Lurp

eko

uret

ako

kont

zent

razi

oa.

Aku

ifero

aren

geo

met

ria.

Ingu

rune

aren

pro

piet

ate

hidr

aulik

oak.

Iturr

iare

n ge

omet

ria

Esp

osiz

ioar

en k

ontz

entra

zio

punt

uala

S

UM

ME

RS

Dat

u ge

higa

rria

k

EREDU ANALITIKOAK EREMU ASEA


IHOBE, S.A.48

AT123D

Analytical Transient 1-,2-,3-Dimensional simulation of waste transport in the aquifer system

DESKRIBAPENA

• 1, 2 edo 3 dimentsioko eredu analitikoa, lurpeko uretako poluitzaileen garraioari buruzkoa.

• Adbekzioa, sakabanaketa, adsortzio lineala eta lehen mailako degradazioa har ditzake kontuan.

• Hilabeteka egiten du lan.• Asko erabiltzen da arriskuen analisi

kuantitatiboaren aplikazioetarako.

SARRERA-PARAMETRO NAGUSIAK

• Simulazio-parametroak: simulazioaren denbora-tartea, kalkulu-tarteak, kontrol-posizioak.

• Iturriaren konfigurazioa: bat-batekoa/jarraitua, mota (erradiaktiboa, kimikoa, beroa), puntuala/lineala, eremukakoa, finitua/infinitua.

• Lurzoruaren propietateak: dentsitatea, porositatea, eroankortasun hidraulikoa, gradientea, sakabanaketa.

• Poluitzailearen propietateak: adsortzio- eta difusio-koefizienteak, bero-trukea, lehen mailako degradazioaren erlazioa.

• Datu-base batekin lotura izan dezake lurzoruaren propietateak lortzeko.

• SESOILekin konbinatuta, eredu horrek sistemaren sarrera gisa kalkulatutako poluitzaile-kargak erabiltzen ditu.

APLIKAZIOA MUGAK

• Denboran zehar disolbatutako poluitzaileen kontzentrazioak balioztatzea, definitutako iturrien bidez edo eremu ez-aseko garraioaren simulazioaren emaitzen bidez.

• Akuiferoa homogeneoa dela eta isotropoa eta fluxua ia horizontala dela onartzen du.

• Behaketa-puntuko kontzentrazioek (adibidez, putzua) ez dute kontuan hartzen uretan behera dagoen eremuko ekarpenek eragindako diluzioa. Behatutako kontzentrazioa murriztuko luke horrek.

• Fase likidoaren eta solidoaren artean oreka dagoela uste da.

EMAITZAK

• Disolbatutako poluitzaileen kontzentrazioak aurreikustea, erabiltzaileak zehaztutako posizioan eta denboran.

BANAKETA

• Programa independente gisa (azken bertsioa 6.2, 2003). Datuak sartzeko eta postprozesatzeko aplikazioak ditu.

• SEVIEW-ekin lotua (SESOIL eta BIOSCREEN-ekin), eta arriskuen analisi kuantitatiborako erabilerak ditu (API, DSS, RISKPRO).


IHOBE, S.A. 49

FATE 5

DESKRIBAPENA

• Groundwater Services Inc. eta Shell Development Company-k egindako eredua da, poluitzaileen garraiorako Domenico eredu analitikoan oinarrituta.

• Microsoft®‚ Excel-en programatua dago. FATE 5en bidez, Domenico eredua kalibra daiteke degradazio-tasak kokalekuan behatutako kontzentrazioei egokituz. Hala, modu errealistan defini daiteke karga poluitzaileko indargabetze naturalaren efektua. Adbekzioa, sakabanaketa, xurgapena eta degradazio kimikoa hartzen ditu kontuan ereduak.


Hidrogeologia:

• Porositate eraginkorra.• Eroankortasun hidraulikoa.• Gradiente hidraulikoa.• Sakabanaketa.

Poluzio-gunearen ezaugarriak:

• Kontzentrazioa.• Dimentsioak.

Datu fisiko-kimikoak:

• Disolbagarritasuna.• Atzerapen faktorea.• Degradazio-tasak.

Kontrol-puntuari buruzko datuak

• Distantzia.• Kontzentrazioa.

APLIKAZIOA MUGAK

• Poluzio-luma baten gehienezko irismena defini daiteke, kontrol-neurririk edota saneamendurik ez dagoenean. Dena den, FATE 5 eredua kokalekuko poluitzaile-kargaren degradazio-balio espezifikoak lortzeko erabiltzen da batez ere. Datu horien bidez, kokalekuko errealitateari gehien egokitzen zaion arriskuen analisia egin ahal izango da.

• Fluxu-kondizio bakunak eta neurri homogeneoak.• Egoera geldikorra bakarrik simulatzen du.• Fluxu bertikalak badaude, ez da aplikagarria.• Lehen mailako degradazioa bakarrik hartzen du

kontuan.• Emaitzak gutxi gorabeherakoak dira. Beraz,

erabakiak hartzeko emaitza zehatzak behar direnerako ez da programa egokia.

• Difusioa ez du kontuan hartzen (ez da egokia fluxu oso geldoetarako).

EMAITZAK

FATE 5ek grafiko eta taula txiki baten bidez ematen ditu emaitzak. Parametro hauek lor daitezke:• Kokalekuko kontzentrazio espezifikoei egokitutako degradazio-tasa.• Poluzio-lumaren gehienezko irismena.• Iturri eremuko kontzentrazioa, esposizio-puntu jakin bateko erabiltzaileari eragiten dioten kontzentrazio

espezifikoak ez gainditzeko.• Iturri eremuaren eta kontuan hartutako esposizio-puntuaren arteko indargabetze-maila.• Hainbat distantziatara gehienezko kontzentrazioak lortzeko behar den denbora.

BANAKETA

Groundwater Services, Inc., Houston, Texas, USAwww.gsi-net.com


IHOBE, S.A.50

BIOSCREEN

DESKRIBAPENA

• AFCEEk Ground Water Services, Inc-ekin lankidetzan garatutako eredu analitikoa.

• Lurpeko uretan disolbatutako petroliotik eratorritako erregaien hidrokarburoen indargabetze naturala simulatzen du.

• Microsoft®‚ Excel-en programatutako kalkulu-orria da, Domenico eredu analitikoan oinarritutakoa, disoluzioan dauden poluitzaileen hiru dimentsiotako garraioa simulatzeko.


Hidrogeologia:

• Eroankortasun hidraulikoa.• Gradiente hidraulikoa.• Porositatea.• Sakabanaketa.• Dentsitatea.

Konposatua:

• Banaketa-koefizientea.• Karbono organikoaren frakzioa.

Degradazioa:

• Lehen mailako degradazioaren konstantea.• Elektroi-hartzaileen kontzentrazioa.

Iturri eremuko datuak:

• Dimentsioak.• Kontzentrazioak.• Uretan behera dauden hartzaileetara dagoen

distantzia.

APLIKAZIOA MUGAK

• Lurpeko uretan disolbatutako hidrokarburoen indargabetze naturala simulatzeko erabiltzen da.

• Adbekzioa, sakabanaketa eta degradazioa hartzen ditu kontuan, kondizio aerobikoetan nahiz anaerobikoetan.

• Kokaleku batean indargabetze naturala aukera bideragarria den zehazteko edo kokaleku txikietan –eredu sofistikatuagoak erabiltzea beharrezkotzat jotzen ez denean– simulazio-eredu gisa erabiltzen da.

• Eredu analitikoek berez dituzten mugak ditu, hau da, inguruneko fluxuaren kondizioak sinplifikatu egin behar dira eta emaitzak hurbilketatzat hartu behar dira, bereziki, kokaleku konplexuak direnean. Kasu horietan, emaitzak lehen balioespen.

EMAITZAK

• Poluzio-gandorraren hedadura.• Poluzioaren iraupena, hauek kontuan hartuta: garraioa degradaziorik gabe, garraioa lehen mailako

degradazio-prozesuekin edo garraioa bat-bateko erreakzio bidezko degradazioarekin.• Poluzioa distantzia jakin batera iristeko behar den denbora.

BANAKETA

Libre disposición en:http://www.epa.gov/ada/csmos/models.htmlWINDOWS 95/98/NT. Excel®


IHOBE, S.A. 51

BIOCHLOR

DESKRIBAPENA

• Groundwater Services Inc.-ek AFCEErentzako garatua.

• Disolbatzaile organokloratuen indargabetze naturala simulatzen duen esplorazio-eredua da.

• Excel orri gisa programatua dago, eta Domenico-ren hurbilketa analitikoan oinarritua.

• 1-D adbekzioa, 3-D sakabanaketa, adsortzio lineala eta deklorazio murriztaile bidezko bioeraldaketa simula ditzake.


• Datu hidrogeologikoak (abiadura erreala, iragazkortasuna, gradientea, porositatea).

• Luzetarako eta zeharkako sakabanaketa eta sakabanaketa bertikala.

• Adsortzioa (dentsitatea, karbonoa-ura koefizientea, karbono organikoaren frakzioa).

• Bioeraldaketa (1. mailako koef., abiotikoen koef., batez besteko bizia, erlazio molarrak).

• Datu orokorrak (aztertutako eremuaren zabalera eta luzera, simulazioaren denbora).

• Iturri eremua (luzera, zabalera, potentzia eta kontzentrazioa).

• Landa-neurketetako datuak (kontzentrazioak eta poluzio-gunera dauden distantziak).

APLIKAZIOA MUGAK

• Konposatu kloratuen luma baten gehienezko hedadura definitzen du, kontrol-neurriak aplikatzen ez direnean.

• Lumaren sakabanaketa definitzen du luzetara eta zeharka.

• Indargabetze natural bidezko konponketa aplikatzeko aukera aztertzen du.

• Lurpeko uraren fluxuaren kondizio sinplifikatuak (ezin du ponpaketarik, fluxu bertikalik… simulatu).

• Kondizio geologiko eta hidrogeologiko uniformeak ereduaren eremu guztian.

• Deklorazio murriztailearen eta lehen mailako zinetikaren prozesuetarako bakarrik.

EMAITZAK

a) aukera: emaitzak lumaren erdiko ardatzean:• Hainbat osagaitarako lortutako kontzentrazio teorikoen eta landa-neurketetako kontzentrazioen profilak.• Degradazio eta ez-degradazio kurben alderaketa, hainbat unetan.

b) aukera: emaitzak lumaren sakabanaketa kontuan hartuta:• Hiru dimentsioko grafikoak, degradazio eta ez-degradazio aerobikoko emaitzak alderatuz.

BANAKETA

2.2 bertsioa (2002ko martxoa). Sarean modu librean eta doan eskura daiteke Excel 97 eta Excel 2000rentzat: http://www.epa.gov/ada/csmos/models/biochlor.html


IHOBE, S.A.52

DISPERSE

DESKRIBAPENA

• 2D-ko eredu analitikoa, New Jersey-ko ingurumen-babeserako departamenduak –Bureau of Underground Storage Tanks (BUST)– garatutakoa.

• MTBE eta TBAk ingurune asean duten portaera bakarrik aurreikusten du, konposatu horiek dituzten ezaugarri bereziak direla eta: urarekin afinitate handia, eta biodegradatzeko zailtasuna.


• Deskargatzeko/isurtzeko abiadura.• Deskargaren/isuriren aldia.• Isuritako masa.• Luzetarako sakabanaketa.• Zeharkako sakabanaketa.• Esposizio-puntura arte zutean dagoen distantzia.

• Hasierako kontzentrazioa.• Esposizio-puntura arte paraleloan dagoen

distantzia.• Lurpeko uraren abiadura.• Simulazio-denbora.

APLIKAZIOA MUGAK

• Programak bi dimentsioko fluxurako sakabanaketa klasikoaren ekuazioaren hurbilketa analitikoa erabiltzen du akuifero horizontalean.

• Programa oso erabilerraza da, eta isuri jakin batean sortutako MTBE edo TBA lumak denboran duen portaera aurreikusteko aukera ematen du.

• Ezin dira iturri “infinituak” adierazi (adibidez, denboran konstantea den isuria).

• Akuiferoa horizontala eta homogeneoa denean eta fluxuaren abiadura konstantea denean baino ezin daiteke aplikatu.

• Sakabanaketa-faktore konstanteak eta fluxuaren abiadurarekin proportzionalak direnak hartzen dira kontuan.

• Poluitzailea ez dela degradatzen ez xurgatzen uste da.

EMAITZAK

• MTBE edo TBA luma baten tamainari eta iraupenari buruzko balioespenak lortzen dira, abdekzio/sakabanaketa funtzio klasikoaren emaitzen bidez.

• Poluzioaren bilakaerari buruzko emaitzak oso kontserbadoreak dira, indargabetze-faktore bakartzat sakabanaketa jotzen baita.

BANAKETA

Disperse.exe fitxategi autoaldagarri gisa eskura daiteke helbide honetan: http://www.state.nj.us/dep/srp/regs/guidance.htm#disperse


IHOBE, S.A. 53

LNAST v 1.5LNAPL dissolution and transport Screening Tool

DESKRIBAPENA

• APIk 2000n argitaratua. Esploraziorako eredu analitikoa da, fase askeko hidrokarburoek maila freatikoan duten bilakaera eta lurpeko uretan disolbatutako kontzentrazioek denboran zehar duten bilakaera simulatzeko erabiltzen da.

• Eredu horren bidez, fase askeko erauzketak (ponpaketa eta lurrunen erauzketa), lurrunketak eta degradazioak duten eragina neur daiteke.


• Iturri eremuaren geometria (fase askeko lentikula): lodiera, dimentsioak, sakonera.

• Fluxuaren kondizioak: gradiente hidraulikoa, erauzketak.

• Van Genuchten-en kapilaritate-parametroak (α eta η).

• Lurzoru-mota (granulometria, trinkotzea… ). Eroankortasun hidraulikoa.

• Porositate osoa eta porositate eraginkorra.

• Hondar-asetasuna uretan eta hidrokarburoan.• Fase askeko ezaugarriak: konposizioa, dentsitatea,

biskositatea, gainazal-tentsioak.• Konposatu espezifikoen ezaugarriak: frakzio

molarra fase askean, karbonoa-ura banaketa-koef., degradazio-tasak.

• Sakabanaketa, karbono organikoaren frakzioa, barreiadura.

APLIKAZIOA MUGAK

LNAST v 1.5 ezaugarri hauek aurreikusteko diseinatuta dago:• Fase askearen bilakaera: konposatu lurrunkor eta

disolbagarriak galtzea.• Fase askeak lurpeko uretan eragiten duen

inpaktua.• Fase disolbatuaren migrazioa uretan behera

(biodegradazioa eta sakabanaketa hartzen ditu kontuan).

• Hidrokarburoa erauzteko hainbat metodoren errendimenduaren ebaluazioa.

Kalkulu-metodoek berez dituzten mugak ditu, eta emaitzen doitasunari eragiten dio, batez ere. Hala, emaitzak hurbilketatzat hartu behar dira, onartutako sinplifikazioen ondoriozMuga hauek ere baditu:• Histeresia ez du kontuan hartzen saneamendu-

prozesuetan.• Errendimendu hobezinak eskatzen ditu fase

askearen erauzketa-sistemetan.• Fase askea orekan dagoela eta iturri eremutik ez

dela mugitzen onartzen du.• Lehen mailako biodegradazioa bakarrik hartzen du

kontuan.

EMAITZAK

LNASTek taula eta grafikoen bidez aurkezten ditu emaitzak. Taula eta grafiko horiek ezaugarri hauek lotzen dituzte:• Konposatu espezifikoen kontzentrazioa (adibidez, BTEX) fasea askean, denboran zehar.• Fase disolbatuaren gehienezko irismena kontzentrazio espezifiko baterako.• Konposatu jakin baten kontzentrazioa, iturri eremura dagoen distantziaren arabera.• Lurzoruko hidrokarburo-asetasunaren bilakaera.• Erauzketa-sistemen errendimendua. Kontuan hartzen ditu: zangak, putzuak skimmer-ekin, bi faseko

ponpaketa (ura-hidrokarburoa) eta horiek lurrunen erauzketa behartuarekin konbinatzea (SVE).

BANAKETA

Doan jaits daiteke APIren Interneteko web gunetik: http://www.api.org/lnapl


IHOBE, S.A.54

VADSATVADose zone/SATurated zone model

DESKRIBAPENA

• American Petroleum Institute-rako (API) garatutako programa. Beraz, aplikazio espezifiko bat du hidrokarburoetarako (hasieran, hondakindegiekin lotutako espezie ez-organikoak edo erreaktiboak simulatzen zituen).

• Adsortzioa, degradazioa, lurrunketa eta lixibiatua simulatzen ditu eremu ez-asean, eta sakabanaketa, degradazioa eta adsortzioa eremu asean.Eremu aseko ereduak AT123D ereduak bezala funtzionatzen du.


• Ereduaren kontrola: lurrunketa/degradazio aukerak aktibatzea, sakabanaketa kalkulatzea, behaketa-puntuen posizioa.

• Iturriaren datuak: geometria, posizioa, KOF.• Eremu ez-aseari buruzko datuak: lodiera,

porositatea, hondar-hezetasuna, eroankortasun asea, birkarga, Van Genutchen-en parametroak.

• Akuiferoaren parametroak: porositate eraginkorra, gradientea, eroankortasun hidraulikoa, geometria, KOF.

• Poluitzaileei buruzko datuak: kontzentrazioa (parametroak ditu konposatu nagusien ezaugarri fisiko-kimikoen lehenespenez).

APLIKAZIOA MUGAK

• Poluitzaileek eremu ez-asean eta asean lokalizatutako gunetik egiten duten mugimendua. Jario lurrunkorrak, lurpeko uretako lixibiatua eta akuiferoko garraioa balioztatzen ditu.

• Iturria agortu egiten da, lixibiatuaren eta lurrunketaren ondorioz izandako galerengatik.

• Eremu ez-asea eta akuiferoa ezaugarri eta kondizio homogeneo eta konstantetzat hartzen ditu. Beraz, kontuan hartutako denbora-tartea zenbat eta handiagoa izan, orduan eta baliagarriagoak izango dira simulazioak.

• Kontzentrazioak orekan daudela onartzen du.

EMAITZAK

• Eremu ez-asean, lurpeko uretara joaten den poluitzaile-kontzentrazioa eta lurrunketaren ondorioz gertatzen diren galerak adierazten ditu.

• Eremu asean, definitutako puntuen kontzentrazioak (hartzaileak), iristeko denbora eta iturriaren desagertzea adierazten ditu.

BANAKETA

Pakete independente gisa nahiz arriskuen analisi kuantitatiboko programekin lotutako modulu gisa eskura daitekeen programa komertziala (API DSS, RISC).

IHOBE, S.A. 55

ER

ED

U A

NA

LIT

IKO

A A

UK

ER

AT

ZE

KO

PR

OZ

ES

UA

RE

N D

IAG

RA

MA

Flu

xuar

en e

tag

arra

ioar

en b

idea

Dat

u-s

arre

rak

Ere

du

aren

irte

era

Ere

du

ap

likag

arri

a

ER

EM

U A

SE

GA

BE

AA

kuif

ero

ran

zko

gar

raio

a

Topo

graf

iaLu

rzor

uko

geru

zen

defin

izio

aIn

filtr

azio

-tas

a H

ELP

/HE

LPQ

Birk

arga

-kon

dizi

oak.

Pol

uitz

aile

aren

pro

piet

ate

espe

zifik

oak.

Iturr

iare

n ge

omet

ria.

Iturr

iko

kont

zent

razi

oa.

Lurz

orua

ren

prop

ieta

te fi

siko

ak.

Lixi

biaz

io-f

akto

rea

MU

LTIM

ED

LEA

CH

VA

DS

AT

JUR

Y- U

NS

AT

UR

AT

ED

Sak

onek

o ko

ntze

ntra

zioa

erem

u as

era

irist

ean

SE

SO

ILH

SS

M

Dat

u g

ehig

arri

ak

EREDU ANALITIKOAK. EREMU EZ-ASEA


IHOBE, S.A.56

SESOIL*SEasonal SOIL

DESKRIBAPENA

• US EPArako garatutako esplorazio-programa, eremu ez-aseko dimentsio bakarreko garraiorako.

• Asko erabiltzen da esposizio-analisietan (arriskuen analisi kuantitatiboa).


• Hileroko datu klimatikoak, ebapotranspirazioa, infiltrazioa… kalkulatzeko.

• Lurzoruaren batez besteko datuak: berezko iragazkortasuna, dentsitatea… ).

• Datu kimikoak: disolbagarritasuna, difusio-koefizienteak, adsortzioa, hidrolisi-ratioak, degradazioa…

• Aplikazioak: geruzen geometria eta antolaketa, geruza bakoitzaren ezaugarri bereizgarriak. Geruzen araberako zehaztasunak.

• Poluzio-kargak (mota, ratioak, lurrunketa-indizea…• Gainazaleko garbiketa egiteko aukera:

granulometria, malda, higatze-faktorea.• Datu-base klimatiko bat eta lurzoru-moten

ezaugarriei buruzko beste bat lot dakizkioke.

APLIKAZIOA MUGAK

• Difusio, adsortzio, lurrunketa, biodegradazio, truke kationiko eta eremu ez-aseko konplexutze- eta hidrolisi-prozesuak simulatzen ditu.

• Helburuzko garbiketa-mailak ezartzeko erabil daiteke.

• Aldi bakoitzeko konposatu bat baino ezin daiteke hartu kontuan.

• Lurzoruaren ebakidura bertikal guztia homogeneotzat hartzen du.

EMAITZAK

• Fase urtarraren, solidoaren eta lurzoruko lurrunen kontzentrazioak hainbat denbora eta sakoneratan.• Akuiferorantz doazen poluitzaileen migrazio-tasak.• Gainazaleko lurrunketa.• Gainazaleko isurketa bidezko garraioa eta higadura-fenomenoak.

BANAKETA

SEVIEWen AT123Drekin batera, eta BIOSCREENen, IGEMSen (ISCLT, ISCST eta AT123Drekin), arriskuen analisi kuantitatiboko programetan (API DSS, RISKPRO) eta UnSat Suite-n (HELPekin).Modu independentean ere eskura daiteke (azken bertsioa 2.1). Klimatologiari eta lurzoruen ezaugarriei buruzko datu-basea lot dakioke horri (SOILS-5).

* Formatuarekin: Gaztelania. (Espainia. Nazioarteko alfabetoa)


IHOBE, S.A. 57

HSSM*, Hydrocarbon Spill Screening Model

DESKRIBAPENA

• AEBetako Ingurumen Agentziak (USEPA) garatutako eredu analitikoa, Texasko Unibertsitatearekin lankidetzan.

• Hidrokarburoen azaleko isurketa baten inpaktua simulatzeko aukera ematen du, eremu ez-asean eta asean. Hiru modulu ditu: KOPT, eremu ez-aserako, OILLENS, hidrokarburoa/lurpeko ura interfaserako eta TSGPLUME, poluitzaileen disoluzio bidez sortutako gandorraren bilakaera simulatzeko.


Isurketa:

• Erregai-mota.• Bolumena / denbora.• Infiltrazio-azala.• Biskositatea.• Dentsitatea.

Hidrogeologia:

• Maila freatikoaren sakonera.• Infiltrazioa.• Gainazal-tentsioa.

• Eroankortasun hidraulikoa.• Porositatea.• Dentsitatea.• Sakabanaketa.• Hondar-asetasuna hidrokarburoan.• Hondar-asetasuna uretan.

Simulazioa:

• Hartzaileen kokapena.• Simulazio-tartea.

APLIKAZIOA MUGAK

• Erregai arinek sortutako inpaktuak simulatzea (ura baino dentsitate txikiagoa).

• Isuriaren bilakaera zehazten du eremu ez-asean, eta fase ez-urtarreko lentikula baten eraketa eta bilakaera maila freatikoaren gainean.

• Halaber, fase disolbatuaren ondorioz lurpeko uretan sortutako poluzio-gandorrak sortzea balioztatzen du.

• Biodegradazio-prozesuak ez ditu kontuan hartzen, eta horrek eragin berezia du gandorrak uretan duen bilakaera simulatzeko lortutako emaitzetan.

• Emaitzak orientagarriak baino ez dira, eta magnitude-ordena gisa hartu behar dira.

EMAITZAK

• Hidrokarburoak maila freatikora iristeko behar duen denbora eta lentikulak gehienez izango dituen dimentsioak zehazten ditu.

• Halaber, gandor poluitzaile baten sorrera eta bilakaera baliozta dezake uretan, eta poluzio-guneko uretatik behera dauden hartzaile sentikorretara iristeko bidea simula dezake.

BANAKETA

Doan eskura daiteke hemen:http://www.epa.gov/ada/csmos/models.htmlWINDOWS eta MsDOSerako bertsio erabilgarriak.

* Formatuarekin: Gaztelania. (Espainia. Nazioarteko alfabetoa)


IHOBE, S.A.58

HELP v.3/HELPQ

DESKRIBAPENA

• HELP (Hydrogeological Evaluation of Landfill Performance) eredua US Army Engineer Waterways Experiment Station-ek sortu zuen hondakindegiak diseinatzeko.

• Ia bi dimentsioko eredua da, eta hondakindegietako ur-masaren balantzeen kalkuluan oinarritzen da.

• HELPQ (Hydrologic Evaluation of Leachate Production and Quality) programaren bidez, material poluituetan zehar gertatzen den uraren perkolazioaren ondorioz sortzen diren lixibiatuak kalkulatzen ditu, HELPek emandako datuen bidez.


• Ebapotranspirazioa.• Prezipitazioen erregimena.• Tenperatura/eguzki-erradiazioa.• Hondakindegiaren (edo eremu poluituaren)

gainazala.• Isurketa sortzen duen gainazala.• Geomintzen eta aurreikusitako drainatzeen

zehaztasunak.

• Kontuan hartutako geruzen ezaugarriak: porositatea, hondar-asetasuna, zimeldura-puntua, eroankortasun hidraulikoa.

• Sortzioa.• Poluitzaileen hasierako kontzentrazioak.• Itxurazko dentsitatea, ur-edukia.• Sakabanaketa- eta banaketa-koefizienteak.

APLIKAZIOA MUGAK

• Hondakin hiritar eta arriskutsuen hondakindegiak diseinatzeko asko erabiltzen da, eta ondo egiaztatua dago. Zigilatzeko, drainatze-sareak jartzeko, lixibiatuen eta isurketen balioespenak egiteko… dauden aukerak ebaluatzeko aukera ematen du.

• Halaber, hidrokarburoek poluitutako kokalekuetan sortutako lixibiatuak kuantifikatzeko eta lurpeko urak ez kaltetzeko martxan jar daitezkeen prebentzio-neurri eta neurri zuzentzaileen eraginkortasuna balioesteko erabil daiteke.

Ereduak muga hauek ditu, besteak beste:• Eurien intentsitatea homogeneotzat hartzen du.

Beraz, ezin dira euri-jasen kasu bakanak kontuan hartu (adibidez, ekaitz handiak).

• Ez du onartzen hondakindegiaren ondoan dauden lekuetako isurketarik.

• Lehentasunezko fluxu-bideak ezin dira irudikatu.• HELPQ ereduan ez da kontuan hartzen lurrunketa

bidezko poluitzaile-galera.

EMAITZAK

Datu hauek jasotzen dira taula eta grafiko moduan:HELP:

• Azaleko isurketa. • Ur-masen balantza sisteman.• Infiltrazio-tasak. • Drainatutako uraren urteko bolumena.• Hondakinetan matatutako uraren bolumena. • Hondakinetara mugitzen den uraren bolumena.• Ebapotranspirazio-eremua.

HELPQ:

• Drainatzeen eta mugitutako uraren bidez, hondakin-masatik irteten den poluitzailea.• Hondakin-masan geratzen den poluitzailea.

BANAKETA

Doan lor daiteke Army Corp Engineers Waterways Experiment Station web gunean: http://www.wes.army.mil/el/elmodels/Badira bertsio komertzialak ere (International Groundwater Modeling Services, Waterloo Hydrogeologic… ).

IHOBE, S.A. 59

ZE

NB

AK

IZK

O E

RE

DU

A A

UK

ER

AT

ZE

KO

PR

OZ

ES

UA

RE

N D

IAG

RA

MA

Flu

xuar

en e

ta g

arra

ioar

en b

idea

D

atu

-sar

rera

k E

red

uar

en ir

teer

a E

red

u a

plik

agar

ria

LU

RZ

OR

UT

IKL

UR

PE

KO

UR

ETA

RA

(Ere

mu

ase

a)

Lurp

eko

uret

ako

fluxu

aIn

filtr

azio

-tas

aK

arbo

no o

rgan

ikoa

ren

frak

zioa

Iturr

iare

n ge

omet

riaItu

rrik

o ko

ntze

ntra

zioa

Lurz

orua

ren

prop

ieta

te fi

siko

akP

olui

tzai

leen

pro

piet

ate

kim

ikoa

kF

luid

oare

n pr

opie

tate

ak

Lurz

orua

ren/

jaria

kina

ren

kont

zent

razi

oa

Pol

uitz

aile

aren

flux

ua

Pol

uitz

aile

-mas

aren

bana

keta

ore

katu

a

Pol

uitz

aile

en fl

uxua

Flu

idoa

ren

pres

ioak

por

oeta

n

MO

FAT

VS

2DT

VLE

AC

H

SU

TR

AF

EF

LOW

UT

CH

EM

LUR

PE

KO

UR

ETA

KO

GA

RR

AIO

A(E

rem

u as

ea)

Aku

ifero

aren

pro

piet

ate

hidr

aulik

oak

Gra

dien

te h

idra

ulik

oaB

irkar

gaF

luxu

/mug

a si

stem

aren

geo

met

ria

Pot

entz

ial h

idra

ulik

oaG

radi

ente

hid

raul

ikoa

Ego

era

geld

ikor

ra/

behi

n-be

hine

ko e

goer

aU

rare

n flu

xua

MO

DF

LOW

FE

FLO

WM

OD

PA

TH

Iturr

i ere

muk

o ko

ntze

ntra

zioa

Iturr

iare

n ge

omet

riaA

kuife

roar

en s

akab

anak

eta

Lurz

orua

ren

prop

ieta

te fi

siko

akIs

uria

ger

tatu

zen

etik

igar

otak

o de

nbor

a

Pol

uitz

aile

en g

arra

ioa

Ego

era

geld

ikor

ra/

behi

n-be

hine

ko e

goer

a

MT

3DB

IOP

LUM

EU

TC

HE

MF

RA

CT

RA

N

Dat

u g

ehig

arri

ak

ZENBAKIZKO EREDUAKEremu ez aseko / aseko garraioa


IHOBE, S.A.60

MOFAT

DESKRIBAPENA

• Elementu finituen metodoan oinarritutako bi dimentsioko programa. Haren bidez, fase anitzeko fluxua simula daiteke, sekzio bertikaleko edo plano horizontaleko garraioarekin egokituta.

• Uraren eta gasaren fluxua eta fase ez-urtar bat simula ditzake, baita bost konposaturen garraioa ere (uretan, fase ez-urtarrean, fase gaseosoan eta lurzoruaren matrizean banaketa-koefizienteak dituzten konposatuak).

• Halaber, ingurunearen propietateak balioztatzeko aukera ematen du.

• Van Genuchten-en ekuazioa erabiltzen du eroankortasun hidraulikoaren eta xurgatze-presioaren arteko erlazioa zehazteko.

• Histeresia hartzen du kontuan fase ez-urtarraren iragazkortasunean, tranpan harrapatzearen bidez.


Geometria:• Modelizatu nahi den ingurunearen dimentsioak eta

sare-sistema.

Hidrogeologia:• Eroankortasun hidraulikoa.• Porositate eraginkorra/biltegiratze-koef. • Eroankortasun hidraulikoaren anisotropia.• Mugaldeko kondizioak.• Uraren edo hidrokarburoaren presioaren hasierako

kondizioak.

Poluzioa:

• Faseen banaketa.• Dentsitateak.• Zinetika-parametroak.

APLIKAZIOA MUGAK

• Fase anitzeko fluxu-ereduak ingurune anisotropo eta heterogeneoetan.

• Lur azpiko hidrokarburo-isurien ebaluazioa.

• Geometria-arazoak nahiko modu sinplean erabiltzen ditu.

• Isurketa bakarreko kasuak hartzen ditu kontuan.• Bi dimentsioko eredua da.• Datuak aurretik eta ondoren prozesatzeko

interfasea behar du, errazago erabiltzeko.

EMAITZAK

MOFATek zenbakizko fitxategiak ematen ditu emaitza gisa. Fitxategi horiek datuak postprozesatzeko programa behar dute, grafikoki irudikatu ahal izateko. Irteera grafiko hauek erakusten ditu, besteak beste:• Modelizatutako ingurunearen geometria• Erregimen geldikorrean eta behin-behineko erregimenean dauden faseen espazio-banaketa

BANAKETA

MOFAT programa doan eskura daiteke helbide hauetan, datu-prozesadorerik gabe:http://www.epa.gov/ada/csmos/models/mofat.htmlAurreprozesadorearekin eta postprozesadorearekin akoplatutako programa, berriz, hemen eskura daiteke:www.scisoftware.com/ www.gwsoftware.comWINDOWS 95/98/2000/NT with 16 MB RAM.


IHOBE, S.A. 61

VS2DT

DESKRIBAPENA

• VS2DT (Variable saturated 2-D flow and transport model) USGSk garatutako eredua da. Fluxua eta garraioa simulatzen ditu diferentzia finituen bidez, asetasun aldakorreko ingurune porotsuetan. Richards ekuazioa ebazten du fluidoen fluxurako, eta sakabanaketa-adbekzio ekuazioa solutuen garraiorako.

• Ereduak bat edo bi dimentsiotan azter ditzake arazoak, koordenatu cartesiarren edo erradialen sistema erabiliz.


Hidraulikoak:

• Eroankortasun hidraulikoa (van Genuchten, Brooks eta Haverkamp-en ereduak).

• Potentzial hidraulikoa.• Hezetasun-edukia .• Sakabanaketa.

Birkarga:

• Lurrunketa.• Infiltrazio-tasa.• Landare-transpirazioa.

Poluzioa:

• Poluitzaileen kontzentrazioa.• Adsortzio-parametroak.

Garraio-prozesuak:

• Adbekzioa.• Sakabanaketa hidrodinamikoa.• Lehen mailako degradazioa.• Adsortzioa. • Truke ionikoa.

APLIKAZIOA MUGAK

• Erraz erabiltzen da eta erabilera asko ditu.• Fluxu bertikal ez-asea, anisotropia hidraulikoko

geruza anitzeko profila kontuan hartzeko aukera duena. Asko erabiltzen da eremu hezeetan.

• Poluitzaileen garraioaren simulazioa, eremu ez-aseko aldaketak kontuan hartuz (sakabanaketa, lehen mailako degradazioa, adsortzioa, truke ionikoa).

• VS2HT programa bikiak bero-fluxua kontuan hartzeko aukera ematen du.

• Datu asko behar ditu zenbakizko ebazpena lortzeko.

• Lurzoruaren propietateei buruzko datu-base mugatua.

• Ingurunea modu zehatzean ezaugarritu behar da, heterogeneotasunekiko oso sentikorra baita.

EMAITZAK

• Simulazioaren emaitzak hainbat profilen bidez ikus daitezke (potentzial hidraulikoa, hezetasun-edukia, ur-asetasuna, fluxuaren abiadura eta disoluzioan dauden poluitzaileen kontzentrazioa), denbora-tarte bakoitzeko. Halaber, datu-fitxategi asko lortzen dira, eskatutako emaitzen arabera.

• Denbora-tarte bakoitzeko lortutako emaitzen bidez, prozesu guztiaren animazio sinple bat lor daiteke, baita denboran eta espazioan izandako bilakaeraren profilak eta masen balantzearen parametroak ere.

• VS2 POST postprozesadore grafikoa oso indartsua da.

BANAKETA

Programa Fortran 77n dago idatzita, eta doan eskura daiteke sarean, helbide honen bidez: http://water.usgs.gov/software/ vs2di.html, Helbide horretan VS2DT, VS2HT (bero-garraioa) moduluak daude, baita emaitzak ikusteko postprozesadorea ere. Merkatuan beste aplikazio batzuk daude aurre eta postprozesadoreekin, iturri-programa errazago erabiltzeko.


IHOBE, S.A.62

VLEACH

DESKRIBAPENA

• Diferentzia finituko dimentsio bakarreko eredua da, USEPAk garatutakoa. Poluitzaile organikoen mugikortasuna eta migrazioa simulatzen du eremu ez-asean.

• Ingurunea poligonotan (prismak) diskretizatzen du, eta, aldi berean, horiek gelaxka horizontaletan banatzen ditu. Horrela, adbekzio eta difusio bidezko garraioa modelizatzen du poluitzailearen lurrun-fasean eta fase likidoan.


Hidrogeologia:

• Itxurazko dentsitatea.• Porositate eraginkorra.• Lurzoruaren hezetasuna.• Lurzoruaren karbono organikoa.• Birkarga-tasa.

Poluitzaileak:

• Karbono organikoaren banaketa-koef.• Henry-ren konstantea.• Birkarga-uraren kontzentrazioa.• Poluitzailearen hasierako kontzentrazioa.• Disolbagarritasuna.• Aireko difusioaren koefizientea.

APLIKAZIOA MUGAK

• Poluzio-iturri industrialek lurpeko uretan eragindako inpaktua balioesteko erabiltzen da (adibidez, lurperatutako tangen ihesak edo tutuerien isuriak).

• Konposatu organiko lurrunkorren lurrunketa balioesteko ere erabiltzen da.

• Infiltrazio-tasa konstantetzat hartzen du (urari eragindako inpaktua gehiegi balioestea gerta daiteke).

• Ez du kontuan hartzen fase likidoaren sakabanaketa, ezta poluitzaileen degradazioa ere.

• Ez du aukerarik ematen poligono bakoitzaren barruko heterogeneotasuna kontuan hartzeko.

• Kontzeptualki eredu sinplea izan arren, erabiltzeko nahiko konplexua da. Dena den, ereduak onartzen dituen sinplifikazioek hurbilketak egiteko eredu gisa erabiltzera behartzen dute..

EMAITZAK

VLEACH ereduak testu-fitxategi formatuko emaitzak ematen ditu. Hala ere, beste programa batzuekin konbinatuta, grafikoak lor daitezke. Bertsio komertzialek zuzenean ematen dituzte grafiko horiek.

VLEACHek informazio hau ematen du:• Masa poluitzailearen bilakaera eremu ez-asean. Atmosferako (lurrun-fasea) edo lurpeko uretako (fase

likidoa) adbekzio eta difusio gisa adierazten dira aldaketak.• Lurpeko urei eragindako inpaktua. Poligono bakoitzeko edo kontuan hartutako eremu guztirako lor daiteke

informazioa. Denbora-tarte jakin baterako edo guztizko masa metatu gisa adierazten da.• Poluitzailearen kontzentrazioa sakonera jakin batean, lurrun-fasean, fase likidoan edo lurzoruan adsorbatua..

BANAKETA

Doakoa da US EPAren MS-DOSerako bertsioan. Helbide honetan eskura daiteke: http://www.epa.gov/ada/csmos/models.htmlBadaude Windows-erako bertsio komertzialak ere, programen pakete integratuetan barneratuta (WHI UnSat, Seview...)


IHOBE, S.A. 63

SUTRA

DESKRIBAPENA

• Fluxu eta garraio konbektiboa edo beroa modelizatzeko programa da. Bi dimentsioko elementu finitu koadratikoen eta diferentzia finituen algoritmo hibrido bat erabiltzen du.

• Eremu asean fluxua dentsitatearen arabera simulatzeko eta horri, behar izanez gero, hauek egokitzeko aukera ematen du: eremu ez-aseko fluxua, solutuen garraioa –lurzoruaren matrizearen adsortzio-fenomenoak har daitezke kontuan– eta lehen mailako edo zero mailako zinetika edo, bestela, beroaren garraioa lurpeko uretan edo lurzoruaren matrizean.

• Bi dimentsioko eredua da, eta profil bertikalak nahiz tarte horizontalak simulatzeko aukera ematen du.


Geometria:

• Ingurunearen heterogeneotasunak islatzeko aukera ematen duen sare-sistema.

Hidrogeologia:

• Eroankortasun hidraulikoa.• Porositate eraginkorra/biltegiratze-koef. • Eroankortasun hidraulikoaren anisotropia.• Mugaldeko kondizioak.• Hasierako karga hidraulikoak.• Infiltrazio-eredua eremu ez-asean.

Poluzioa:

• Poluitzaileen kontzentrazioak.• Adsortzio-parametroak.• Zinetika-parametroak.

Beroa:

• Eroankortasun termikoa.• Gaitasun termikoa.• Anisotropia.

APLIKAZIOA MUGAK

• Fluxu-ereduak ingurune anisotropo eta heterogeneoetan.

• Itsas intrusioa.• Baliabide geotermikoak balioestea.• Poluitzaileen garraioa.• Babes-perimetroak definitzea.• Ponpaketen eta lur azpiko lanen inpaktua

balioestea.

• Funtsezkoa da sare-sistema egokia egitea, azken emaitza baldintzatu baitezake eta emaitzan ezegonkortasunak sor baititzake.

• Bi dimentsioko eredua da.• Solutuen garraiorako eredua nahiko sinplea da, eta

ez ditu kontuan hartzen difusio- eta sakabanaketa-fenomenoak.

• Datuak aurretik eta ondoren prozesatzeko interfasea behar du, errazago erabiltzeko (ARGUS ONE).

EMAITZAK

SUTRAk zenbakizko fitxategiak ematen ditu emaitza gisa. Fitxategi horiek datuak postprozesatzeko programa behar dute, grafikoki irudikatu ahal izateko. Irteera grafiko hauek erakusten ditu, besteak beste:• Piezometria, erregimen geldikorrean eta behin-behineko erregimenean.• Abiadura-bektoreen banaketa-planoak• Tenperaturen banaketa, erregimen geldikorrean eta behin-behineko erregimenean• Poluitzaileen kontzentrazioa/behin-behinekoa• Parametro hidrodinamikoen espazio-banaketa

BANAKETA

SUTRA programa doan eskura daiteke helbide hauetan, datu-prozesadorerik gabe:http://water.usgs.gov/software/sutra.htmlARGUS ONE prozesadorearekin egokitutako programa, berriz, hemen eskura daiteke:www.scientificsoftwaregroup.com/ WINDOWS 95/98/2000/NT


IHOBE, S.A.64

FEFLOW

DESKRIBAPENA

• WASY Institute-k garatutako elementu finituen metodoan oinarritutako simulazio-eredua (azken bertsioa v.5.1)

• FEFLOW ereduak 2D eta 3D-an simulatzen ditu fluxu-kondizio konplexuak, ingurune heterogeneoak (adibidez, zartatuak), eremu asea / ez-asea, poluitzaileen garraioa edota tenperatura, fluxua dentsitateen arabera (adibidez, itsas intrusioak).


• Topografia.• Piezometria.• Darcy abiadura.• Biltegiratze-koefizientea.• Porositatea.• Sakabanaketa.• Atzerapena.

• Birkargak/deskargak.• Dentsitateak (likidoak eta solidoak).• Biskositatea.• Barreiadura.• Termosakabanaketa.• Kontzentrazioak.• Degradazio-tasak.

APLIKAZIOA MUGAK

• Poluitzaileen edota beroaren fluxuaren eta garraioaren modelizazioa 2 eta 3 dimentsiotan

• Kontrol-estrategiak balioestea eta kokaleku poluituak konpontzea.

• Bitartekoak edo fluxu-kondizio konplexuak modelizatzea.

• Baliabide geotermikoak, ur termalak balioestea.• Ur gazien intrusioen bilakaera.• Babes-perimetroak eta hondakindegien kokapena

diseinatzea, ingurumen-inpaktuari buruzko azterketak, presen portaera, hondakin nuklearrak.

• Simulazio-eredu konplexu hori erabiltzeko, hauek behar dira:- modelizatuko den ingurunea zehatz-mehatz

ezagutzea, datu erabilgarriak izatea- baliabideak: langile kualifikatuak / ardura- ekipamendu informatiko egokiak

• Programa komertzial garestia da (FEFLOWen moduluen arabera aldatzen da).

EMAITZAK

Genera resultados en forma de base de datos que pueden exportarse y compartirse con GIS.Las salidas gráficas permiten obtener:• Ereduari esleitutako parametroak 3D-an bistaratzea.• Isolerroen, sekzioen mapak.• Bilakaera-diagramak.• Fluxuaren bektore-trazatuak.• Partikulen bilaketa (ibilbidea).• 3D-ko emaitzak.3D-ko grafikoak biratu egin daitezke ikuspuntuak aldatzeko, eta intereseko eremuak aukera daitezke bistaratzeko.Halaber, irteera grafikoak dituzte masa eta bero-fluxuen balantzeetarako

BANAKETA

Erakunde honek banatzen du: Waterloo Hydrogeologic Inc., Bossintl, RockWare, Ecoseal, WASY Institute.Windows, (95,98,NT), UNIX, Digital UNIX, IRIX, AIX, HP-UX eta SOLARISekin funtziona dezake.


IHOBE, S.A. 65

MODFLOWMODular three-dimensional groundwater FLOW model

DESKRIBAPENA

• Lurpeko uraren fluxua –erregimen iraunkorrean nahiz behin-behinekoan– simulatzeko diferentzia finituko 2D/3D eredua da.

• USGSk garatutako eredua matematikoa da, eta gehien erabiltzen dena, erabilerraza, zehatza eta eskuragarria delako.

• Hainbat ezaugarritako geruza horizontal eta bertikalak erabiltzeko eta horien arteko eragin-trukeak simulatzeko aukera ematen du.

• Modflow ereduaren egitura modularrak modelizatzeko hainbat aukera ematen ditu.


• Akuiferoen datu geometrikoak (hedadura, lodiera).• Mugaldeko kondizioak (maila konstanteko eremuak,

lurpeko fluxurik gabeko eremuak… ).• Parametro hidraulikoak (eroankortasun hidraulikoa,

igorgarritasuna, biltegiratze-parametroak… ).

• Hasierako maila piezometrikoak.• Sistemari egindako presioak (putzu/drainen

erauzketaren kokapena eta erregimena, birkarga, lurrunketa, gainazaleko urekin duten erlazioa).

APLIKAZIOA MUGAK

• Modelizatu beharreko sistema gelaxkatan banatzen da. Gelaxka horietako baten fluxuaren ekuazioa ebazten da, modelizatutako eremua ezaugarri homogeneoko bloketan zatituz.

• Geruza erdiragazkorrekin geruzatutako inguruneak simula ditzake (heterogeneotasuna eta anisotropia onartzen ditu)

• Ingurune porotsuetarako garatutako eredua izan arren, ingurune zartatu asimilagarrietan ere aplika daiteke, arretaz.

• Lurpeko uraren fluxua bakarrik simulatzen du. Ez du garraiorik onartzen.

• Sistema nahiko modu zehatzean ezagutu behar da.• Hidrogeologo aditu batek erabili behar du.• Aurre eta postprozesadoreekin erabiltzea

nekagarria da, erraza baita akatsak sartzea, eta bistaratze eskasa du.

EMAITZAK

• Modelizatutako sistema banatzen den gelaxka bakoitzaren maila piezometrikoak (jaitsierak, abiadurak… ) ematen ditu irteera gisa.

• Programaren jatorrizko irteerak eta sarrerako datuak ASCII fitxategietan egituratzen dira. Datuak errazago interpretatzeko lotutako programak erabiltzen dira (batere ere, grafikoak).

• MODPATHekin lotuta funtzionatu ohi du (partikulen mugimendua diseinatzeko aukera ematen du, eta garraio adbektiboari aplika dakioke).

• WATER BUDGET aplikazioa ere badu, sistemaren ur-sarreren eta -irteeren balantzea kalkulatzeko.

BANAKETA

Banaketa libreko oinarrizko programa. PMWIN aurre/postprozesadorea ere doakoa da. Azken bertsioa: MODFLOW 2000 1.13.00 (2004)(water.usgs.gov/software). Programa komertzial ugarik ematen dute aukera datuak sartzeko eta emaitzak bistaratzeko, eta parametroak balioztatzeko programak ere izan ditzakete. Hauek erabiltzen dira gehien: Visual MODFLOW, GMS (Groundwater Modeling System), Groundwater Vistas, Argos ONE.


IHOBE, S.A.66

MT3DModular Three Dimensional Transport Model

DESKRIBAPENA

• Solutuen garraiorako 3D-ko eredua. Eremu aseko poluitzaileen adbekzio, sakabanaketa eta erreakzio kimikoen prozesuak simulatzen ditu (linealak, ez-linealak, biodegradazioa). Aukera eta konposatu bakoitza modu independentean simulatzeko aukera ematen duen egitura modularra du.

• MODFLOW ereduarekin zuzenean lotutako interfazea du. Dena den, diferentzia finituko beste edozein eredurekin lot daiteke.

• MT3D99 ereduak porositate bikoitzeko inguruneak simulatzeko aukera ematen du, eta ingurune zartatuetan aplika daiteke.


Sistemaren datu hidrogeologikoak (fluxuaren modelizazioa maila piezometrikoa eta fluxuak lortzeko)

• Akuiferoaren geometria.• Ezaugarri hidraulikoak.• Sistemari egindako presioak (birkargak,

deskargak).• Sakabanaketa.

Datu kimiko orokorrak:

• Degradazioaren eta sortzioaren konstantea.• Hasierako kontzentrazioak, ertzetako kondizioak.• Partikula-kopurua eta -banaketa.

APLIKAZIOA MUGAK

• Sistema gelaxkatan diskretizatuz, poluzio-lumen bilakaera zehazten da, lurpeko fluxuaren kondizioen arabera eta solutuen prozesuarekin lotutako prozesu nagusiak kontuan hartuta: adbekzioa, sakabanaketa eta erreakzio kimikoak.

• Gehien erabiltzen den eta ondoen egiaztatuta dagoen ereduetako bat da.

• Konposatuen kontzentrazioek ez dute eraginik lurpeko fluxuan.

• Sistema modu zehatzean ezagutu behar da eta teknikari aditu batek erabili behar du.

• Aurre eta postprozesadoreekin erabiltzea nekagarria da, erraza baita akatsak sartzea, eta bistaratze eskasa du.

• Garrantzitsua da ebazpen-metodo egokiena aukeratzea (MOC, MMOC, HMOC)

EMAITZAK

• Sistemako eta aukeratutako puntuetako kontzentrazioen espazio- eta denbora-banaketa.• Masen balantzea.

BANAKETA

Doakoa (www.epa.gov/ada/csmos/models/mt3d.html) MT3D v1.1. (1992)Programa komertziala. Azken bertsioa MT3D99 (2002ko urtarrila).Paketetan banatzen da MODFLOWekin batera (GMS, Groundwater Vistas, Visual MODFLOW).


IHOBE, S.A. 67

BIOPLUME III

DESKRIBAPENA

• AEBetako Geological Survey-ren (USGS) MOC garraio-ereduan oinarritua.

• 2D-ko zenbakizko eredua da, lurpeko uretan disolbatutako poluitzaile organikoen indargabetze naturalaren tratamendurako. Biodegradazio aerobikoa edo anaerobikoa simulatzen ditu, baita adbekzioaren, sakabanaketaren, sortzioaren eta ioi-trukearen prozesuak ere.

• Hauek erabiltzen ditu elektroi-hartzaile gisa: oxigenoa, nitratoak, burdina (III), sulfatoak eta CO2.

• Lehen mailako, aldiuneko edo Monod erreakzio-zinetika aukera daitezke.


Hidrogeologia:

• Eroankortasun hidraulikoa.• Porositate eraginkorra/biltegiratze-koef.• Lodiera asea.• Birkargak/deskargak.• Sakabanaketa.

Poluzioa:• Poluitzaileen kontzentrazioa.• Elektroi-hartzaileen kontzentrazioa.• Ikatz organikoaren kontzentrazioa.

Degradazioa:

• Poluitzailearen erabilera-tasa.• Poluitzailearen batez besteko asetasunaren koef.• Lehen mailako degradazio-tasa.• Mikroorganismoen kontzentrazioa.• Elektroi-hartzaile/kontsumitutako poluitzaile

erlazioa.• Degradazio-tasa mikrobiarra.

APLIKAZIOA MUGAK

• Degradazio-prozesuak jasaten dituzten poluzio-gandorren bilakaera simulatzen du. Erabilera asko ditu: indargabetze naturalak jarduera zuzentzaile gisa duen bideragarritasuna balioestea, poluzio-guneak kontrolatzearen efektua simulatzea (fase askea erauziz, lurrak hondeatuz) eta hainbat teknikaren eraginkortasuna balioestea (adibidez, elektroi-hartzaileak infiltratzea eta airea injektatzea –air sparging-a–).

• Akuifero guztiko porositatea homogeneoa dela onartzen du

• Ez ditu kontuan hartzen degradazio-erreakzioen ondorioz poluitzaileen eta uraren propietateek dituzten aldaketak

• Ez ditu kontuan hartzen difusio-fenomenoak• Ez ditu kontuan hartzen gradiente bertikalak, ez

fluxuan ez kontzentrazioetan

EMAITZAK

Bioplume III-k grafikoki erakusten du poluzioaren bilakaera, kontuan hartutako egoera bakoitzean:• Piezometria erregimen geldikorrean eta behin-behineko erregimenean.• Poluitzaileen kontzentrazioa/denbora.• Elektroi-hartzaileen banaketa/denbora.

BANAKETA

Doan eskura daiteke hemen:http://www.epa.gov/ada/csmos/models.htmlWINDOWS 95/98/NT


IHOBE, S.A.68

UTCHEM

DESKRIBAPENA

• Ingurune hidrogeologikoetako fluxua eta garraioa 3D-an simulatzen dituen diferentzia finituko eredua.

• Lau fase onartzen ditu: solidoa, ura, airea, likido ez-nahaskorrak eta mikroemultsioa

• Lehenengo bertsioek SEAR (Surfactant Enhaced Aquifer Remediation) konponketa-prozesuak simulatzen zituzten.

• Eremu asea eta ez-asea simulatzen ditu, baita erregimen geldikorra eta behin-behineko erregimena ere. Horrez gain, ingurune zartatuak simula ditzake (porositate bikoitzeko eredua).


A) Sistemaren propietateak:• Geruza akuiferoak edota akuitardoak definitzea.• Iragazkortasuna, porositatea, gradiente hidraulikoa.• Piezometria.• Poluitzailearen propietateak: dentsitatea,

biskositatea, tentsio interfaziala, konposizioa, disolbagarritasuna…

• Asetasunari eta fase ez-bolumenari buruzko datuen banaketa.

B) Modelizatu beharreko prozesuei buruzko datuak:• Kontuan hartutako fase bakoitzaren presio kapilarra

eta kondizio hidrauliko erlatiboak.• Truke ionikoko ahalmena, adsortzioa,

sakabanaketa-koefizienteak, masa-transferentziaren tasa.

• Tentsio interfaziala, hezegarritasuna, dentsitatea.• Fluido surfaktantearen propietateak.• Mikroemultsioaren propietateak.

APLIKAZIOA MUGAK

Adibide praktiko erabilienak: • Fase ez-urtarraren isurketa eta migrazioa

simulatzea, eremu ez-asean eta asean.• Konponketa baten eraginkortasuna surfaktantea/

kosolbentea/ polimeroa; surfaktantea/ apartzailea; kosolbenteak erabiliz.

• Biokonponketa baten eraginkortasuna.• Metal astunekin eta erradionuklidoekin dituzten

erreakzioak.

• Modelizatuko den ingurunea zehatz-mehatz ezagutu behar da. Daturik ez badago, balioespenak egin daitezke berariazko oinarriak erabiliz.

• Lan-ordu asko egiten dituzten langile kualifikatuak.• Memoria handiko ekipamendu informatikoak,

kalkulu-denbora altuak…• Erabiltzeko zaila da, aurre/postprozesadorerik izan

ezean.

EMAITZAK

Aukera hauek erabiltzen dira gehien:• Poluitzaile-efluenteen kontzentrazioak, surfaktantea eta kosolbentea, gainazaleko tratamendurako programa

bat diseinatzeko. • Fase ez-urtarreko likido baten asetasunaren murriztea matrize solido baten barruan.• Fase askeko produktuaren berreskuragarritasuna.• Maila piezometrikoaren fluktuazioak surfaktanteak gehitzeagatik.• Fase urtarreko poluitzailearen, surfaktantearen eta kosolbentearen berreskuragarritasuna.• Poluitzailearen eta injektatutako kimiko guztien azken kontzentrazioak.

BANAKETA

Interneten doan: http://www.epa.gov/ada/csmos/models/utchem/ http://www.pe.utexas.edu/CPGEOso komenigarria da pakete informatiko bat izatea (adibidez, GMS v 5.0 motakoa), aurre- eta post-prozesadorearekin, informazioa errazago erabiltzeko eta interpretatzeko.

IHOBE, S.A. 69

Atal honetan hauek deskribatzen dira:

• LNAPL: erabilera komuneko datu-basea, ingurunearen propietate fisikoak eta fluido zirkulatzaileak balioztatzeko.

• OWL: kontrol-sareak optimizatzeko programa.

• PEST: oso erabilgarria eredu baten kalibraketa-prozesurako.

LNAPL Parameters Database v. 2.0

DESKRIBAPENA

• APIk (American Petroleum Institute) garatua 2003ko abenduan, Microsoft AccessTM datu-basea erabiliz.

• Fase ez-urtarreko hainbat laginen parametro fisikoei buruzko informazioa biltzen du, hainbat motatako matrize solidotan. Enpresa hauek informazioa ematen dute: Shell, BP, Chevron Texaco, Exxon Mobil eta Conoco Phillips.


Datu-baseak informazio-mota hauek ditu:• Matrize solido ahokatzailearen propietateak:

ditxurazkoa, derreaka, n, k, Sr uretan eta hidrokarburoan, eroankortasun hidraulikoa…

• Alearen tamainaren banaketa.• Fluidoaren propietateak: biskositatea, dentsitatea,

gainazaleko tentsioa.• Kapilaritate-parametroak.

• Kapilaritate-parametroei buruzko informazioa lortzeko, iragazkortasunaren edo eroankortasun hidraulikoaren hein jakin batetik aurrera bilatzea komeni da, bilaketa hori partikularen tamainaren banaketatik abiatuz gero emaitza asko lor baitaitezke.

• Beste parametro batzuk ere baliozta daitezke (adibidez, gainazal-tentsioa, biskositatea eta produktuaren dentsitatea definituz).

APLIKAZIOA MUGAK

• Asko erabiltzen da leku bateko parametroei buruzko informazio osaturik ez dagoenean.

• Informazio-iturri gutxi daude LNAPLk bezala kapilaritate-parametroak bilatzeko aukera ematen dutenak Van Genuchten-en (VG) eta Brooks-Corey-ren (B-C) ereduen arabera. Parametro horiek oso erabilgarriak dira fase anitzeko fluxuak kalkulatzeko.

• AEBetako hainbat lekutako datuak biltzen ditu datu-baseak, eta beraz, desberdintasun handiak izan ditzake aztertutako lurzoruarekin.

• Datu-basea norbere informazioarekin handitu daiteke, baina, horretarako, langile oso espezializatuak behar dira.

EMAITZAK

• Bilaketaren bidez, banakako parametroen edo parametro estadistikoen informazioa lortzen da.

• Emaitzak kalkulu-orri gisa esporta daitezke.

BANAKETA

Doan eskura daiteke APIren web gunean:http://groundwater.api.org/lnapldatabase/

TRESNA OSAGARRIAK


IHOBE, S.A.70

OWL (OPTIMAL WELL LOCATOR)

DESKRIBAPENA

• EPAk garatua Dynamac Corporation, Certain Tech, Inc eta Geotrans-ekin elkarlanean.

• Esplorazio-eredu sinplea, kontrol-sare baten piezometroen ordezkagarritasuna balioesteko eta beste piezometro batzuk kokatzeko interes-guneak definitzeko, poluzioaren bilakaeraren arabera


Poluzioa:

• Iturri eremuaren zabalera.• Iturri eremuko kontzentrazioa.• Atzerapen-faktorea.• Batez besteko bizitza.

Hidrogeologia:

• Piezometria.• Eroankortasun hidraulikoa.• Porositate eraginkorra.• Luzetarako sakabanaketa.• Zeharkako sakabanaketa.

APLIKAZIOA MUGAK

• Piezometriaren bilakaera simulatzen du, hainbat datu-serietatik abiatuta.

• Piezometriaren aldaketek poluzioaren migrazioan duten eragina aurresaten du (lehen mailako degradaziotzat har daiteke).

• Interes-guneak identifikatzen ditu beste piezometro batzuk instalatzeko, eta instalatuta daudenen ordezkagarritasuna balioesten du.

• Eredu kontzeptual oso sinplifikatua: ez du onartzen heterogeneotasunik, maila-aldaketa handirik, birkargarik...

• Poluzio-gandor txikiekin eta poluzio-iturri txiki eta egonkorrekin bakarrik erabil daiteke.

• Ez da aplikagarria iragazkortasun gutxiko lurretan (buztintsuak).

• Poluitzaile organikoekin erabiltzeko baino ez du balio.

EMAITZAK

• Fluxuaren norabidea eta gradientea denbora-tarte jakin batean.• Gandor poluitzailearen migrazioaren balioespena, piezometriaren arabera.• Kontrol-puntuen dentsitatea.• Beste kontrol-piezometro batzuk kokatzeko interes-guneak identifikatzea.• Laginketak diseinatzeko aukera ematen du, baliabideak optimizatuz.

BANAKETA

1.2 bertsioa (2004ko martxoa) libre eta doan sarean. Windows 95, 98 NT, ME 2000 edo XP sistema eragileak behar ditu, eta Excel edo Lotus kalkulu-orrien bidez kargatzen ditu datuak.http://www.epa.gov/ada/csmos/models.html


IHOBE, S.A. 71

PEST(Parameter ESTimation)

DESKRIBAPENA

• Kalibraketa egitean parametroak balioztatzeko programa, aukeratutako simulazio-ereduaz aparte.

• Fluxu-/garraio-eredu komertzial jakin batzuekin konbinatuta erabili beharrik ez dago; ASCII fitxategiekin lan egiten duen edozein programarekin erabil daiteke.

• Balioespen ez-linealeko teknikak erabiltzen ditu.


• “Txantiloi” fitxategiak: bat eredura sartutako datuen fitxategi bakoitzeko (“.tpl”).• Jarraibideen fitxategiak: bat ereduaren irteera-fitxategi bakoitzeko (“.ins”).• Kontrol-fitxategia: fitxategien eta eragiketen izenak zehazten ditu (“.pst”).

APLIKAZIOA MUGAK

• Parametroak balioztatzea kalibraketan zehar.• Analisi aurresalea: parametroek izan ditzaketen

konbinazioak optimizatzen ditu, helburu-funtzioa minimizatzeko.

• Erregularizazioa: mugak jartzen dizkio parametroen bariazioari.

• Oso datu zehatzak behar dira konbergentzia-irizpide onargarriak lortzeko.

• Funtzio jarraituetan aplika daiteke.• Modelizatu beharreko sistema eta haren aldagaiak

ondo ezagutu behar dira, emaitzen egokitasuna kontrolatzeko.

EMAITZAK

• “.par” fitxategia, helburu-funtzioaren baliorik baxuena ematen duen parametro-sortarekin.• “.sen”, “.seo” fitxategia, parametroen sentsibilitateei buruzko kalkuluekin.• “.res” fitxategia, hondar-balioei buruz (batez besteko balioen eta modelizazioaren bidez lortutako balioen

arteko diferentziak).• “mtt” fitxategia, kobariantza- eta korrelazio-matrizeei buruz.• Informazio orokorra pantailan, prozesuan zehar.

BANAKETA

Librea (azken bertsioa 7.3, 2003ko azaroan) http://www.sspa.comBertsio komertziala: Visual PEST-ASP. Windows-erako bertsio bat dago (WINPEST)

II Eranskina – Adibideak

IHOBE, S.A. 73

II. ERANSKINA ADIBIDEAK


IHOBE, S.A.74

Aurkibidea

1. GASOLINA-ZERBITZUGUNE BATEAN SORTUTAKO HIDROKARBURO-LUMA BATEN BILAKAERA ................................................................................................................................................................................................................. 751.1 EREDU KONTZEPTUALA ......................................................................................................................................................................................... 751.2 ERABILIKO DEN EREDUA AUKERATZEA ........................................................................................................................................................... 761.3 DATUAK EREDUAN SARTZEA ............................................................................................................................................................................... 761.4 EREDUA GAUZATZEA ETA EMAITZAK ............................................................................................................................................................... 771.5 SENTIKORTASUNAREN ANALISIA ........................................................................................................................................................................ 79

2. PCE/TCE DISOLBATZAILE ORGANOKLORATUEN SAKABANAKETA-LUMA BATEN DEGRADAZIO-PROZESUEN BILAKAERA ........................................................................................................................................ 802.1 EREDU KONTZEPTUALA ......................................................................................................................................................................................... 802.2 ERABILIKO DEN EREDUA AUKERATZEA ........................................................................................................................................................... 812.3 DATUAK EREDUAN SARTZEA ............................................................................................................................................................................... 822.4 EREDUA GAUZATZEA ETA EMAITZAK ............................................................................................................................................................... 832.5 SENTIKORTASUNAREN ANALISIA ........................................................................................................................................................................ 84

3. ZISTERNA-KAMIOI BATEN ISTRIPUAN ISURITAKO GASOLINAREN INFILTRAZIOAREN SIMULAZIOA ............................................................................................................................................................................................................... 853.1 KOKALEKUAREN HASIERAKO BALIOESPENA ................................................................................................................................................. 853.2 ERABILIKO DEN EREDUA AUKERATZEA ........................................................................................................................................................... 863.3 INGURUNEAREN OINARRIZKO PARAMETROAK BALIOZTATZEA ................................................................................................................ 863.4 DATUAK EREDUAN SARTZEA ............................................................................................................................................................................... 86

3.4.1 Propietate hidraulikoak ..................................................................................................................................................................... 863.4.2 Hidrokarburo fasearen parametroak ......................................................................................................................................... 873.4.3 Simulazioa kontrolatzea ..................................................................................................................................................................... 87

3.5 EREDUA GAUZATZEA ETA EMAITZAK ............................................................................................................................................................... 883.6 SENTIKORTASUNAREN ANALISIA ........................................................................................................................................................................ 88

4. KONTROLIK GABEKO HH-EN HONDAKINDEGI BAT IXTEA: AKUIFEROARI ERAGINDAKO INPAKTUAREN SIMULAZIOA ETA ZAINKETA-SAREAREN DISEINUA ................................................................ 904.1 EREDU KONTZEPTUALA ......................................................................................................................................................................................... 904.2 POLUITZAILEEN GARRAIOAREN SIMULAZIOA EREMU EZ-ASEAN ........................................................................................................... 914.3 POLUITZAILEEN GARRAIOAREN SIMULAZIOA EREMU ASEAN .................................................................................................................. 94


IHOBE, S.A. 75

1. GASOLINA-ZERBITZUGUNE BATEAN SORTUTAKO HIDROKARBURO-LUMA BATEN BILAKAERA

1980an, gasolinaz betetako lurpeko tanga bat instalatu zen A zerbitzugunean. 1995ean, poluzio-arazo bat detektatu zen azpiko akuiferoan. 1997an tanga atera zuten, eta ponpaketa eta tratamendu bidezko konponketa-sistema bat (pump & treat) instalatu zen. Arazoa 1995ean detektatu zenetik gaur egun arte, lurpeko uren kalitatea kontrolatzen da hiru hilean behin.

HELBURUA: Poluzio-luma 2010ean nola egongo den eta uretan behera dagoen hornidura-zundaketa kaltetu dezakeen zehaztea.

1.1 EREDU KONTZEPTUALA

Lur-azpiaren eta lurpeko uren poluzioari buruzko adibide hori oso ohikoa da, petrolio-produktuak biltegiratzeko tanga lurperatuak dituzten instalazio asko baitaude eta, hondatzen direnean, inpaktua eragin baitezakete lurpeko ingurunean.

Kokalekuko poluitzaileen fluxuari eta garraioari buruzko eredua formulatzeko, pauso hauek eman behar dira:

1. Modelizatuko den akuiferoaren (edo akuiferoen) ezaugarri hidrogeologikoak identifika-tzea.

2. Fluxu-sistema definitzea (hasierako eta mugaldeko kondizioak zehaztuz) eta sistemako ur-iturriak eta hustubideak definitzea (adibidez, infiltrazio bidez birkargatzea, hiri-horniketako sareen isuri bidez birkargatzea, ponpaketak... ).

3. Garraio-sistema definitzea. Zehazki, fluxuaren abiadurak eta sakabanaketak poluzio-lumaren forma baldintzatzen dute. Sortzioak eta biodegradazio-prozesuek, berriz, kondizioak atzeratzea eta indargabetzea eragingo dute. Halaber, garraio-sistema definitzen denean, sistemaren iturriak eta hustubideak definitu behar dira interesa duten konposatuetarako (hasierako eta mugaldeko kondizioak ere zehaztu behar dira).

Pauso horiek emateko, gutxieneko informazio esperimentala behar da. Dena den, datu gutxi izan arren, gomendagarria izan daiteke modelizazioa egitea, informazio gehigarri xehatua behar duten arloak identifikatzen lagundu baitezake ereduak.

1.1 irudiak eskematikoki erakusten du azaldutako adibidearen hasierako egoera.

Ikusten den bezala, gasolina-tangaren isuriek fase ez-urtarreko dilista bat –ura baino dentsitate txikiagokoa– eta disoluzioan dagoen poluitzaile-luma bat sor ditzakete. Uretan disolbagarritasun handiagoa dutenez, konposatu monoaromatikoak (BTEX) mugitzen dira gehien luma horretan, eta beraz, konposatu horiek migratuko dute urrunen.


IHOBE, S.A.76

1.2 ERABILIKO DEN EREDUA AUKERATZEA

Kasu jakin horretan, hainbat irizpide erabil daitezke eredua aukeratzeko.

• Ereduak aukera eman behar du disoluzioan dauden hidrokarburoen garraioa simulatzeko (bereziki, BTEX), horiek izan baitaitezke luma mugiarazten duten konposatu nagusiak.

• Komenigarria da hidrokarburoek lurpeko uretan dituzten biodegradazio-prozesuak simulatzea ereduak.

• Ezarritako helburuak eskatzen du, ereduaren bidez, lumak etorkizunean (2010ean) izango duen luzera eta zabalera aurreikusi behar direla. Simulazioa bi dimentsiotan egin daiteke.

Hainbat eredu analitiko eta zenbakizko eredu daude, zehaztasun gehiagorekin edo gutxiagorekin, ezarritako helburua bete dezaketenak. Adibide honetan BIOPLUME III eredua hartzea erabaki da, erabilerraza delako eta hidrokarburoen degradazio-prozesu intrintsekoa deskribatzen duelako. Esan bezala, degradazio-prozesu horiek eragin handia izango dute mugimenduan dagoen lumak azkenean izango duen tamainan.

1.3 DATUAK EREDUAN SARTZEA

BIOPLUME III-n datuak sartzeko pauso hauek eman behar dira:

• Espazioa diskretizatzea. BIOPLUME III aplikatzeko, lehenik eta behin, sarearen tamaina aukeratu eta zenbat gelaxka erabiliko diren erabaki behar da. Fluxurik ez dagoen eremuaren mugak izan behar ditu ereduak. Beraz, gelaxka gehiago behar dira ezaugarri hori kontuan hartzeko. Adibide honetan, hornidura-zundaketa espazio-eremuan barneratu behar da. Ez da komeni espazio-eremu zabalegiak definitzea, zalantzak asko zabaltzen baitira.

• Akuiferoaren ezaugarri hidrogeologikoak definitzea: porositate eraginkorra, luzetarako sakabanaketa, biltegiratze-koefizientea, igorgarritasuna, birkarga, akuiferoaren potentzia.

Produktu askea

Eremu asegabea

Hornidura-zundaketa Gasolina

Tanga

Lurpeko fluxuarennorabidea

Ponpatze-konoa

Disoluzioarenpoluitzaileen

luma(BTEX)

MailaFreatikoa

1.1. irudia. Eredu kontzeptuala.


IHOBE, S.A. 77

• Denbora diskretizatzea. Kondizio hidrologikoak aldatu ez diren denbora-tarteak definitzea garrantzitsua da. Datuen kalibraketa ere egin daiteke. Adibide honetan, 30 urteko denbora-tartea simulatu behar da (1980tik 2010era). Kasu horretan, denbora-tarte hauek identifika daitezke: a) a1980-1997. Denbora-tarte horretan gertatu zen isuria, tanga instalatu zenetik 1995era

arteko tartean. Oraindik ez zen konponketa-neurririk hartu.b) 1997-2000. Denbora-tarte horretan, lehen mailako poluzio-iturria “moztu” zen, baina lur-

azpiaren konponketari ez zitzaion ekin.c) 2000-2010. Ponpaketa- eta tratamendu-sistema instalatu zen.

Aztertzen ari garen kasuan, uste da hornidura-zundaketak ponpaketa-eskema konstantea izan duela kontuan hartutako 30 urteetan. Horrela izan ez balitz, denboraren diskretizazioa aldatu beharko litzateke, sortutako aldaketak adierazteko.

• Mugaldeko kondizioak definitzea. Mugaldeko bi kondizio-mota simula daitezke: fluxu konstantea edo potentzial hidrauliko konstantea. Biodegradazio intrintsekoko prozesuak simulatzea garrantzitsua denean, gomendagarria izan daiteke fluxu konstantearen aukera erabiltzea, eremu poluitutik gora dauden uretako elektroi-hartzaileen igarobidea simulatzeko aukera ematen baitu.

• Hasierako kondizioak zehaztea. Maila piezometrikoaren posizioa, poluitzaileen hasierako kondizioak (batez ere, BTEX), oxigenoa, nitratoak, burdin ferrosoa eta ferrikoa, sulfatoak eta karbono-dioxidoa definitu behar dira simulazio-tarte bakoitzeko.

• Sistemaren iturriak eta hustubideak definitzea. Sistemaren sarrerak eta irteerak simulatzeko, injekzio-/ponpaketa-putzuak, birkarga-/deskarga-gelaxkak edo potentzial konstanteko gelaxkak har daitezke kontuan. Adibidearen azken simulazio-tartean, tratamendu-sistemako ponpaketa-putzuen eragina ere barneratu behar da. Simulazioan kontuan hartzen da behin-behineko erregimena.

• Erreakzio-aldagaiak definitzea: iturrian ekarpena murriztea, sortzioa, truke ionikoa eta, bereziki, biodegradazio aerobikoko eta anaerobikoko erreakzioak (argi definituta egon behar dute aurreko eredu kontzeptualean).

• Ereduaren irteerei buruz behar diren xehetasunen arabera, zenbakizko parametro eta kontrol-parametro batzuk definitzea (gelaxka bakoitzean kontuan hartutako partikula-kopurua, gehienezko iterazio-kopurua, konbergentzia-irizpideak... ). Oro har, gidaliburuaren gomendioak betetzea komeni da.

1.4 EREDUA GAUZATZEA ETA EMAITZAK

Programa modu sekuentzialean gauzatzeko, lan hauek egin behar dira:

• Fluxuaren oinarrizko modelizazioa. Definitutako hiru simulazio-tarteak gauzatzea, fluxu-parametroen kalibraketa hobetzeko.

• Hidrokarburoen garraioaren lehenengo hurbilketa egitea, indargabetze-fenomenoak kontuan hartu gabe.


IHOBE, S.A.78

• Eta, azkenik, garraioaren simulazioa egitea, indargabetze naturaleko prozesuak kontuan hartuta..

1.2 irudiak programaren irteera grafikoa erakusten du, ponpaketa- eta tratamendu-lanen hasierako hidrokarburo-banaketarekin (hau da, kontuan hartutako hirugarren epealdiaren hasiera, 2000. urtea). Ponpaketa-sistemaren 10 urteko simulazioaren ondoren, hidrokarburo-lumak 1.3 irudiaren itxura izango luke, indargabetze naturaleko prozesuak kontuan hartu gabe. 1.4 irudiko poluzio-luma, berriz, askoz ere indargabetuagoa dago, mikrobio-degradazio prozesuak onartu baitira. Irudi guztietan adierazten da hornidura-zundaketaren posizioa.

BIOPLUME III ereduak, Windows 95 eta ondorengo bertsioetan, lumaren migrazioaren bideo-animazioa egiteko aukera ere ematen du. Hala, irudi-segida azkar baten bidez, kontuan hartutako denbora-tarte bakoitzaren emaitzak ikus daitezke.

1.2. irudia. Hidrokarburoen banaketa ponpaketa- eta tratamendu-lanen hasieran.

1.3. irudia. Ponpaketa- eta tratamendu-sistema 10 urtean martxan egon ondoren simulatutako hidrokarburo-luma, indargabetze naturaleko prozesuak kontuan hartu gabe.


IHOBE, S.A. 79

Kalibraketa-prozesuan, hainbat kondizio aldatzen dira: hasierakoak, mugaldekoak edo ingurunearen asaldurak (ponpaketa, injekzioa…). Modu horretan aztertzen da ereduak modu esperimentalean neurtutako kondizioak adieraz ditzakeen (maila piezometrikoak nahiz kontzentrazioak), errore-marjina baten barruan.

BIOPLUME prozesadore grafikoak ez dauka egokituta kalibraketa automatikoko prozedurarik. Hala, BIOPLUME III-ren kalibraketa eskuz egiten da, eta landa-neurketetako informazioa modu xehatuan berrinterpretatu behar da, aldagai bakoitzeko aldaketa-hein probableenak balioetsiz.

Aztertzen ari garen adibidean, hauek dira fluxuaren kalibraketa-parametro nagusiak: igorgarritasuna, akuiferoaren potentzia, birkarga eta mugaldeko kondizioak. Garraioaren kalibraketarako, berriz, parametro hauek erabiliko dira, besteak beste: iturriaren definizioa, sakabanaketa, sortzioa eta biodegradazio-parametroak.

Eredua kalibratu ondoren, beste behaketa-multzo bat izanez gero (adibidez, lehen erabili gabeko monitorizazio bateko edo beste denbora-tarte bateko emaitzak), horiek ere baliozkotu daitezke. Eredua zenbat eta gehiago balizkotu, orduan eta berme gehiago izango du etorkizuna aurresateko.

1.5 SENTIKORTASUN ANALISIA

Sentikortasunaren analisiak iragarpen-prozesurako balio du, batez ere. Analisi horren bidez kuantifikatzen dira balioztatutako sarrera-parametroek ereduaren emaitzetan sortzen dituzten zalantzen ondorioak.

Hala, sentikortasunaren analisia egiten denean, kalibratutako igorgarritasunaren, potentziaren, birkargaren, sakabanaketaren… balioak sistematikoki aldatzen dira, balioen hein aplikagarriaren barruan. Modu horretan identifikatzen dira emaitzetan eraginik handiena duten aldagaiak. Froga esperimental gehiago egitea ere erabaki daiteke, balioak modu zehatzagoan definitzeko. Analisi-mota hori modelizazio bakoitzeko egin behar da beti.

1.4. irudia. Ponpaketa- eta tratamendu-sistema 10 urtean martxan egon ondoren simulatutako hidrokarburo-luma, indargabetze naturaleko prozesuak kontuan hartuta.


IHOBE, S.A.80

2. PCE/TCE DISOLBATZAILE ORGANOKLORATUEN SAKABANAKETA-LUMA BATEN DEGRADAZIO-PROZESUEN BILAKAERA

Osagai elektronikoak muntatzen zituen instalazio batean, koipegabetze-tanga bat egon zen martxan 1960 eta 1977 artean. Agente koipegabetzaileak perkloroetilenoa (PCE) eta trikloroetilenoa (TCE) ziren. 2002an, poluzioa detektatu zen uretan behera, 330 metrora zegoen putzu batean. Gaur egun, ikerketa xehatua eta arriskuen azterketa kuantitatiboa egiten ari dira.

HELBURUA: Lumak izan dezakeen luzera osoa ebaluatzea eta une batean egoera geldikorrera pasako den zehaztea. Datu horien bidez, luma poluitzailea kudeatzeko aukerarik onena definitu ahal izango da.


Disolbatzaile organokloratuek eremu hidrogeologikoetan eragindako poluzioa oso konplexua da. Konposatu horiek urak baino dentsitate handiagoa dute, eta akuiferoaren oinarriraino sar daitezke. Bestalde, toxikoak izan daitezke eta degradatzeko zailtasunak izan ditzakete hainbat ingurune naturaletan. Ondorioz, gizakien osasuna kaltetzeko arriskua sortzen dute, baita poluzio-gunetik urrun dauden lekuetan ere.

Horrelako arazoei aurre egin behar zaienean, diagnostikoaren fasea funtsezkoa da fluxuari eta garraioari buruzko eredu kontzeptuala definitzeko. Aldi berean, horrek eragina izango du kokalekuarentzako konponketa-teknikarik onena aukeratzean.

2.1 irudian, kokalekuko egoeraren eskema ageri da.

Koipegabetze-tangazaharraren eremua

(PCE, TCE)

Matanogenesi-eremua

Fe (III)murrizketa

DCE, VCmetatze-eremua

PCE TCE DCE VC

2.1 irudia. Kokalekuaren eredu kontzeptuala.


IHOBE, S.A. 81

Hasierako faseetan, informazio eskasa izan ohi da lumaren dimentsioei (luzera, zabalera, sakonera) eta degradazio-tasei buruz.

Garrantzi berezia eman behar zaio ingurunean degradazio-erreakzioak sortzen diren jakiteari. PCEk eta TCEk ingurune aerobioan sortzen duten deskonposizio-katearen eraginez, produktuek gero eta kloro-atomo proportzio txikiagoa izaten dute (ikus 2.2 irudia): dikloroetilenoaren (DCE) isomeroak, binil kloruroa (VC) eta, azken produktu gisa, etenoa.

Erreakzio-kate horretan, konposaturik kloratuenak (PCE eta TCE) azkar degradatzen dira ingurune anaerobikoan. Gutxien kloratutako produktuek, berriz, nahiago dituzte kondizio aerobikoak.

Ondorioz, ez da sortzen poluzio-luma bat bakarrik; mota bakoitzeko lumak gainjartzen dira. Oro har, TCE eta cis-DCE lumak izaten dira luzeenak..


Aztertzen ari garen kasurako oso egokia da BIOCHLOR eredu analitikoa. Izan ere, eremu aseko garraio erreaktiboa simulatzen du, deklorazio murriztailearen erreakzioak kontuan hartuta. Eredu horrek kontuan hartzen ditu alderdi hauek:

• Interesatzen zaigun eremuko kondizio geologiko eta hidrogeologiko uniformeak.

• Poluzio-iturriaren plano bertikala. Hala, 2D-ko irudikapena ahalbidetzen da.

• Deklorazio murriztailea, lehen mailako zinetikarekin.

2.2 irudia. Eteno kloratuen deklorazio murriztailearen sekuentzia.


IHOBE, S.A.82

BIOCHLOR Excel motako kalkulu-orrian garatu da, eta, ondorioz, oso erabilerraza da. Halaber, oso gomendagarria da eredu hori konplexutasun gutxiko kokalekuetan erabiltzea.

Baina batzuetan, ingurune geologikoa edo hidrogeologikoa konplexua denean edo zehaztasun-maila handia behar denean, zenbakizko simulazioa egin behar da. Kasu horietan, MODFLOW eredua erabiltzen da fluxua simulatzeko, eta ondoren, eredu horri RT3D-ren antzeko garraio-eredu bat egokitzen zaio, disolbatzaile kloratuen degradazio murriztaileko erreakzioak simulatzeko.


BIOCHLOR ereduarekin simulazioa egiteko, lehenik eta behin, ereduaren formatuko sarrera-parametroak balioztatu behar dira.

2.3 irudian datuak ereduan sartzeko pantaila ageri da.

Ereduak prozesu hauei buruzko informazioa eskatzen du:

• Adbekzioa. Eroankortasun hidraulikoaren, gradientearen eta porositatearen balioen bidez kalkula daiteke.

• -akabanaketa. Lumaren zenbatetsitako zabaleraren bidez baliozta daiteke.

• Adsortzioa, Atzerapen-faktoreak balioztatzeko balio du (matrize solidoan dagoen materia organikoaren kantitatearen, kontuan hartutako konposatuen Koc-en eta lurzoruaren dentsitatearen bidez).

• Bioeraldaketa. Ereduaren kalibraketarako parametroa da, argi eta garbi, baina landa-neurketetan erregistratutako kontzentrazioen bidez egindako balioespenetatik has daiteke.

2.3 irudia. BIOCHLOR ereduaren datuak sartzeko pantaila.


IHOBE, S.A. 83

• Datu orokorrak: simulazio-denborak eta modelizatutako eremuaren luzera eta zabalera.

• Iturriaren datuak. Adibideko kasuan, denboran txikiagotu egiten dela uste da (isuria gertatu zela uste den unetik –1969 inguruan–, iturri eremuko dimentsioen 33 urteko simulazioa oinetan).

• Landa-neurketetako datuak simulazioaren emaitzekin alderatzeko. Lumaren ardatzetik gertuen dauden puntuak aukeratu behar dira.


Oro har, BIOCHLOR eredua gauzatzeko lehen mailako biodegradazio-konstanteak doitu behar dira, “proba-errore” metodoaren bidez, segidako hurbilketak eginez. Banaketa simulatua landa-neurketetan lortutako banaketa errealarekin alderatuta, eredua kalibra daiteke.

Txikiagotzen diren kontzentrazioen indargabetze naturalaren tasak balio positiboak dira. Balio horiek bibliografian argitaratutakoekin alderatzea komeni da (adibidez, BIOCHLOR-Chlorinated Solvent Plume Database- AFCEE, 2000 basean jasotakoak). Halaber, kontuan izan behar da parametro horiek 4 aldaketa-ordena baino gehiago izan ditzaketela.

Kasu honetan, biodegradazio-tasak positiboak dira. Horrek esan nahi du konposatu kloratuak biodegradatzen ari direla iturri eremutik kanpora. PCEk eta TCEk dituzte tasa altuenak (2 eta 1eko balioa hurrenez hurren, eta 0,34 eta 0,7 urteko batez besteko bizi-denbora hurrenez hurren). VC da baxuena (0,4 – 1,7 urteko batez besteko bizi-denbora).

Kalibraketa onargarria lortzen denean, simulazio aurresalea egin behar da. Simulazio horren bidez, denbora-gehikuntzak probatzen dira, itxurazko egoera geldikorrera iritsi arte. Adibidean, lumaren lehenengo 33 urteetako mugimendua simulatu da. Denbora hori 100 urtera arte luzatu da, egoera geldikorrera iristeko.

100 urteren buruan, TCE lumaren luzera ez da ia batere hazi, baina cis-DCE lumaren hedadura bikoiztu egin da, eta VCrena hirukoiztu (ikus 2.4 irudia).

Cis-DCE eta VC lumaren hedaduraren joera egiaztatzeko, beharrezkoa izan daiteke behaketa-putzu gehiago instalatzea, luma modu egokian delineatzeko. Halaber, datuak maiztasun gehiagorekin jasotzea komeni da eremuko kontrol-putzuetan.

Mugitzen ari diren lumen biodegradazio-tasak eta etorkizuneko joerak ezagutu arren, ezin da lumaren iraupena balioztatu (eta beraz, ezta balio objektibo jakin bat noiz lortuko den ere), ez baita ezagutzen bigarren mailako poluzio-gunean dagoen fase ez-urtarraren bolumena.


IHOBE, S.A.84

2.5 SENTIKORTASUN ANALISIA

Ereduak sarrera-parametroen aldaketei ematen dien erantzuna argitzeko, lehen mailako degradazio-koefizienteetan eta atzerapen-faktoreetan oinarritutako sentikortasun-analisia egin da.

Degradazio-faktoreak aldatu egin dira, eta probak egin dira zifra bikoitzekin eta erdira murriztutako zifrekin. Proba horien ondorioz, adibideko ereduak parametro horiekiko sentikortasun handia duela antzeman da. Koefizienteak txikitzean, kontzentrazioak asko handitzen dira, eta, aldi berean, parametroak handitzean txikitu egiten dira (bereziki, etenoaren kasuan).

Aldiz, atzerapen-faktoreak aldatzeak pixka bat bakarrik aldatzen ditu azken kontzentrazioak. Beraz, kasu honetan, parametro horiek askoz eragin txikiagoa dute degradazio-koefizienteek baino.

2.4 irudia. Egoera geldikorra lortu arteko aurreikuspena egiteko emaitzak.


IHOBE, S.A. 85

3. ZISTERNA-KAMIOI BATEN ISTRIPUAN ISURITAKO GASOLINAREN INFILTRAZIOAREN SIMULAZIOA

Errepide batean, zisterna-kamioi batek istripua izan du, eta 30.000 l gasolina lurrean isuri dira, zuzenean. Hasieran, 2 m-ko erradioko putzua sortu da, eta 4-5 ordutan erabat infiltratu da.Eskualdeko informazioaren eta visu behaketen arabera, lurzorua hare-buztintsua da. Maila freatikoak 5 eta 5,5 metro arteko sakonera du. (Iturria: URS, 2005).

HELBURUA: Gasolina akuiferora iristeko beharko den denbora balioztatzea, larrialdiko jarduerak planifikatzen laguntzeko.

3.1 KOKALEKUAREN HASIERAKO BALIOESPENA

Horrelako kasu baten modelizazioa erabilgarria izateko, emaitzak ahalik eta azkarren lortu behar dira. Beraz, ez da eredu kontzeptual oso xehatua egin behar, baizik eta oso eskematikoa.

Esan bezala, biskositate gutxiko hidrokarburo arin bat isuri da. Beraz, aurreikus daiteke beheranzko mugimendua nahikoa azkarra izango dela, lehenengo hurbilketan, disoluzio-ondorioak baztertzeko adinakoa. Beraz, muga argi bat egongo da gasolinaren eta uraren artean. Fase honetan ez da kontuan hartu behar disoluzio-lumen eraketa.

3.1 irudian, mota horretako isuri baten migrazioaren eredu kontzeptuala irudikatzen da, ingurune homogeneo eta isotropo batean.

3.1 irudia. Eredu kontzeptuala.

Mailafreatikoa

Ibi-eremua NAPL

Akuiferoa

Lurraren gainazala


IHOBE, S.A.86


Ereduak ezaugarri hauek simulatu behar ditu:

• Eremu ez-aseko garraioa.

• Fase anitzeko fluxua: ura-hidrokarburoa-airea.

• Balioespen azkarrak egiteko aukera ematen duten kondizio sinpleak.

Kasu honetan, HSSM (“Hydrocarbon Spill Screening Model”, EPA, 1994) eredua da egokiena. Zehazki, eredu horren KOPT modulua erabiliko da eremu ez-aseko beheranzko mugimendua simulatzeko.

3.3 INGURUNEAREN OINARRIZKO PARAMETROAK BALIOZTATZEA

Esan bezala, eskualdeko informazioaren eta visu behaketen arabera, isuria gertatu den lurzorua hare-buztintsu motakoa da. Hala ere, ez dago informazio xehatuagorik ingurune ez-aseko fase anitzeko fluxuari buruzko kalkuluak egiteko. Beraz, datu-baseak erabili beharko dira fluxu hori balioztatzeko.

HSSM programak Brakensiek et al.-ek 1981-ean1 argitaratutako parametroak erabiltzen ditu erreferentzia gisa. Dena den, badaude datu-base berriagoak –LNAPL Parameter Database (API, 2003), Rosetta (USDA, Schaap,1999)…–, eta horiek fidagarritasun handiagoa eman diezaiokete balioespenari.


Datuak HSSM ereduan sartzea –bereziki, KOPT modulua erabiltzeko– oso erraza da. Funtsezko hiru datu-talde behar ditu: propietate hidraulikoei buruzkoak, hidrokarburoen propietateekin lotutakoak eta simulazio-aukerak definitzen dituztenak.

3.4.1 Propietate hidraulikoak

Uraren propietate estandarrak hartu eta eremuko birkarga-abiaduraren kondizioak definitu behar dira (plubiometriaren edo lurzoruak urarekiko duen hondar-asetasunaren bidez).

Adibideko lurzoru-motarako, eroankortasun hidrauliko asearen balioa 0,75 m/d dela hartu da kontuan. Halaber, hidrokarburoa lurzoruaren profiletik jaisten denean, eroankortasun hidraulikoa

1 Brakensiek, D.; Engleman, R.; Rawls, W. (1981) “Variations within textura classes of soil water parameters”. Transations of the American Society of Agricultural Engineers 335-339.


IHOBE, S.A. 87

gutxi gorabehera erdira murriztuko dela baliozta daiteke (Mercer eta Cohen-en 1990eko grafikoen arabera). Balioespen horietan oinarrituta, urak eta gasolinak beheranzko mugimenduan lekualdatzen ez duten harrapatutako airearen kopurua kalkulatzen du programak.

Bestalde, presio kapilarraren kurba egitea funtsezkoa da eremu ez-aseko mugimendua definitzeko. Simulazio hori egiteko, Brooks eta Corey-ren eredua edo van Genuchten-en eredua erabil dezake programak. Lehenago aipatu den bezala, parametro horiek datu-baseetako informazioaren bidez balioztatzen dira.

Adibide honetan eremu ez-aseko garraioa definitu nahi denez, ez da beharrezkoa eremu aseko propietate asko definitzea (adibidez, gradiente hidraulikoa, sakabanaketa, lodiera kapilarra… ), eta, lehenespenez, zero balioa eman dakieke. Kasu horretan, heinaren egiaztapen automatikoa desaktibatu behar da, simulazioak datu horiek egiaztatzeko arazorik eman ez dezan.

3.4.2 Hidrokarburo fasearen parametroak

Fase ez-urtarreko parametroak (dentsitatea, biskositatea, hondar-asetasuna, gainazal-tentsioa… ) datu-baseen bidez ere baliozta daitezke.

Isuria definitzeko hainbat modu daude. Aztertzen ari garen kasuan, “bat-bateko” isuria gertatu denez, “fluxu espezifikatuaren” aukera da egokiena, sarrera-emaria definitzen baitu denbora-tarte jakin batean. Isuriari buruz datu hauek ezagutzen dira: 30 m3 produktu isuri ziren, 2 m-ko erradioko azaleran gertatu zen eta bolumen guztia 5 ordu baino gutxiagoan (0,2 egun) infiltratu zen. Horrela, infiltrazio-aldiko sarrera-fluxua kalkula daiteke:

Qsarrera

= 30 m3/ [π*(2m)2* 0,2 días] = 11,9 m/d

3.4.3 Simulazioa kontrolatzea

Adibide honetan, simulazioaren denbora osoa eta asetasun-profilak grafikoki adierazi nahi diren uneak definitu behar dira.

HSSM-WIN ereduak lurpeko ur-hartzaile bat adierazteko eskatzen du gutxienez. Adibidearen kasuko helburuetarako, nahikoa da hartzaile horren koordenatuak adieraztea (0, 0), hau da, zehazki isuriaren azpian.


IHOBE, S.A.88


Adibide honetan, nahikoa da KOPT modulua betetzea. Modulu horren bidez lortutako simulazio-profilak HSSM-PLT-ren bidez marrazten dira. 3.2 irudian agertzen dira egindako balioespenen bidez lortutako emaitzak.

Grafikoan ikusten denez, denborarekin hidrokarburoaren frontea profil ez-asean sartuz doa. Hasieran, lurzoruaren lehenengo lurzoru-zatiko hidrokarburo-edukia oso handia da, baina denborarekin, profil guztiko asetasuna murrizten da.

Lehenengo simulazio horren arabera, gasolina ez litzateke inoiz ere maila freatikora iritsiko, lurzoruaren lehenengo metro eta erdiko zatian “zintzilik” geratuko bailitzateke. Zati horretan hondar-asetasuneko balioetara iritsiko litzateke, eta ereduak balio horiek iraunkortzat hartzen ditu.

Balio horiek egiazkotzat hartzen badira, denbora askoko jarduera-aukerak (poluitutako lurra erauztea, biokonponketarako teknikak aplikatzea hondar-balioetarako…) presta daitezke.

3.2 irudia. Lehenengo simulazioaren emaitzak.

3.6 SENTIKORTASUNAREN ANALISIA

Lehen egindako simulazioaren emaitzak bibliografiatik jasotako parametroetan oinarritzen dira. Horregatik, ezinbestekoa da sentikortasunaren analisia egitea, lurzoru-mota horretarako heinaren barruko balioetan egon daitezkeen aldaketak zehazteko.


IHOBE, S.A. 89

Eroankortasun hidraulikoa kontuan hartutakoa baino magnitude-ordena bat handiagoa balitz (horrek esan nahiko luke buztinaren proportzioa hasieran balioztatutakoa baino txikiagoa izango litzatekeela), gasolina azkarrago isuriko litzateke profilaren leku sakonagoetara. 7,5 m/egun balioa hartuko balitz, emaitzak oso ezberdinak izango lirateke. 3.3 irudian ikusten den bezala, gasolina maila freatikora iritsiko litzateke istripua gertatu zenetik 5 eta 10 egun arteko epean.

Parametro hori simulaziorako funtsezkotzat identifikatu denez, lurzoru-laginen granulometria-zehaztapen azkarrak egin daitezke, kasu jakin horretako aldaketa-heina doitzeko.

3.3 irudia. Simulazioaren emaitzak, magnitude-ordena bat gehiagoko eroankortasun hidraulikoarekin.


IHOBE, S.A.90

4. KONTROLIK GABEKO HH-EN HONDAKINDEGI BAT IXTEA: AKUIFEROARI ERAGINDAKO INPAKTUAREN SIMULAZIOA ETA ZAINKETA-SAREAREN DISEINUA

Haranaren behealdean dagoen kontrolik gabeko HHen hondakindegi bat iragazkortasun gutxiko estalki baten bidez egokitu da. Halaber, hondakindegiaren inguruan kanal batzuk ezarri dira, euri-garaian betetzen den errekaren urak desbideratzeko. Hondakindegitik behera dauden uretan euste-berma bat eraiki da, eta lixibiatuak jasotzeko zulo bat.

Bestalde, eremuko klima-ezaugarrien arabera, uholde-garai oso laburrak (lurpeko uraren maila azkar igoarazten dute, hondakindegiaren beheko zatia ukitzeraino) eta garai lehorrak (maila freatikoaren maila jaisten da) txandakatzen dira. (Iturria: URS, 2005).

HELBURUA: Akuiferoa kaltetu daitekeen balioztatzea eta kontrol-sarea eraikitzea, akuiferoko luma aurkitzeko eta denboran zehar egiten duen mugimendua zehazteko.


Eredu kontzeptuala zehaztea bereziki garrantzitsua da eremu aseko eta ez-aseko arazoak daudenean.

4.1 irudian kokalekuaren ikuspegi panoramikoa ageri da.

4.1 irudia Kokalekuaren ikuspegi panoramikoa.

Hondakinak estalita daudenez, zuzenean infiltratutako euri-urek oso birkarga txikia sortzen dute (praktikan ez da antzematen). Hala ere, euri asko egiten duenean, materialek ura jasotzen dute

Ingurukokanalak

HHenhondakindegia

Errekarenibilgua

Euste-berma etalixibiatuen zuloa


IHOBE, S.A. 91

alboetatik. Horrek karga poluitzaileko lixibiatua sor dezake, eta, uraren maila jaisten denean, lurzoruaren sakonera migratuko du.

4.2 irudian kokalekuaren funtzionamenduaren eredua agertzen da, zeharkako ebakidura baten arabera. Hondakinak lehengo ibilguko material kuaternarioen gainean (hareak eta legarrak) metatzen dira. Kuaternario horren azpian, iragazkortasun gutxiagoko materialak daude (batez ere, hareak), lohien ehuneko handiagoarekin. Irudian maila freatikoaren oszilazio-heina irudikatzen da, eta hazkunde handieneko uneetan zer material-zerrenda hezetuko litzatekeen adierazten da.

Figura 4.2. Modelo conceptual de funcionamiento hidrogeológico. Corte transversal.

Uholdeak izaten direnean uraren maila azkar igotzen denez, sakonean dauden hondakinak busti egiten dira alboetatik etorritako uraren ondorioz. Ondoren, uraren maila azkar jaisten denean, hondakinetan geratutako ura askatuz joaten da, eta maila freatikora igarotzen da. Hala, lixibiatuak eremu ez-asean egiten dituen mugimenduak deskribatu behar dira, akuiferora irits daitezkeen kontzentrazioak zehazteko.

Printzipioz, lixibiatuen zuloan jasotzen diren urari buruzko datu analitikoak aztertuta, uste da gazitasuna ez dela gehiegizkoa. Beraz, fluxu dentsoaren arazoak egon daitezke, uretatik kanpo. Hau da, poluitzaileak disoluzio urtsuan daudela uste da.

4.2 POLUITZAILEEN GARRAIOAREN SIMULAZIOA EREMU EZ-ASEAN

Simulazio hori egiteko, VS2DI programaren VS2DTI garraio-modulua hartu da kontuan. Programa hori VS2DI-ren aurreko eta ondorengo prozesuaren pakete grafikoa da, eta, haren bidez, fluxua eta garraioa simula daitezke, partzialki asetako ingurune porotsuetan. VS2DI diferentzia finituko zenbakizko eredua da, Richard funtzioa ebazten du fluxurako, eta adbekzio-sakabanaketa ekuazioa ebazten du solutuen garraiorako.


IHOBE, S.A.92

Programak erabilgarritasun grafiko oso erosoak ditu aurreprozesadorean nahiz postprozesadorean, eta asko errazten du datuak sartzea, baita emaitzen interpretazioa eta animazioa ere.

Datuak sartzeko, ezaugarri hauek definitu behar dira:

• Ereduaren eremua eta sare-tartea.

• Propietate hidraulikoak eta garraioaren propietateak. Kurba bereizgarriak definitzeko van Genuchten, Brook eta Corey, Haverkamp et al. -en ereduak erabil daitezke, edo taula moduan sar daitezke. Garraio-prozesu hauek hartzen dira kontuan: adbekzioa, sakabanaketa, lehen mailako degradazioa, adsortzioa eta truke ionikoa.

• Mugaldeko kondizioak: birkarga-eremuak, potentzial konstantea, jario-azalera…

• Hasierako kondizioak (oreka-profila, xurgatze-profila, hezetasun-profila).

• Hasierako kontzentrazioak.

Adibide honetan, hareen eta legarren mailaren birkarga hondakinen ukipen-eremu guztian gertatzen dela uste da. Hasierako kontzentrazio konstantea 100 mg/l dela adierazi da arbitrarioki (adibidez, lixibiatuaren amonio-edukia izan daiteke). 4.3 irudian, simulazioan definitutako hasierako kondizioak ageri dira.

4.3. Simulazioaren sarrerako kondizioak.

Kalkulu-prozesuan zehar, programak poluzioaren bilakaeraren grafikoak sortzen ditu, eremu ez-asetik uretan behera dagoen eremu asera iritsi arte. Grafiko horiek segidan ikus daitezke, hainbat denbora-tartetan, eta oso animazio adierazgarria dute.

4.4 irudian, aztertzen ari garen adibidearen sekuentzia bat ikusten da.

Irudian ikusten denez, hondakinetan atxikitako ura drainatzeak poluzioa eremu ez-asera mugiarazten du. Hareen eta buztinen eremuan, luma oso zabala da, baina garraioa iragazkortasun

Hondakinek eragindako birkarga

Hareak eta legarrak

Hareak eta lohiak Zerrenda kapilarra

Maila freatikoa


IHOBE, S.A. 93

gutxiagoko materialean gertatzen denean, kaltetutako eremua bertikalki laburtu eta horizontalki hedatzen da.

Fronte poluitzailea zerrenda kapilarrera iristean, diluzioaren eraginak antzematen hasten dira. Eragin horiek are nabarmenagoak dira eremu asean, eta kontzentrazioak eremu ez-asekoak baino askoz ere txikiagoak dira.

1 2

3 4

5 6

7 8

4.4 irudia. Poluitzaileak eremu ez-asean egiten dituen mugimenduak, maila freatikora iritsi arte.


IHOBE, S.A.94

Edozein modelizazio-prozesutan bezala, sentikortasunaren analisia egitea komeni da, sarrera-parametroak aldatzeak emaitzetan duen eragina egiaztatzeko.

4.3 POLUITZAILEEN GARRAIOAREN SIMULAZIOA EREMU ASEAN

Lur-azpi ez-aseko poluzioaren migrazioaren prozesua modu egokian simulatu eta akuiferora iristeko kontzentrazioak definitu ondoren, poluzio-lumak eremu asean duen portaera aztertu behar da. VS2DTI moduluaren emaitzak mugaldeko kondizio gisa erabil daitezke eremu asearen simulazio-eredu konplexuenetan.

Mugitzen ari den luma poluitzailearen dimentsioak modu orokorrean delineatzeko, eredu analitiko bat erabil daiteke (Doménico, FATE 5 edo AT123 mota). Aztertzen ari garen adibidean, ingurune akuifero homogeneo eta isotropoa hartu da kontuan.

Doitasun-maila handiagoa lortzeko, eredu xehetasun gehiagoko ereduak erabiltzea komeni da (adibidez, MODFLOW-MT3D). Dena den, askotan, baliabide ekonomikoak mugatuak direnean edo denbora gutxi dagoenean, oso balioespen erabilgarriak lor daitezke eredu analitikoak aplikatzearen bidez.

Adibidean deskribatutako adibidearen kasuan, DOMENICO ereduaren bidez egin daiteke modelizazioa. Eredu horretan, eremu ez-asean erabilitako ereduaren emaitzak erabil daitezke akuiferoko hasierako kontzentrazio gisa.

Modelizazioaren bidez, lumak luzetara eta zeharka duen hedadura balioztatutako da.

Hala, balioespen horretan oinarrituta, kontrol-sarerik egokiena zein den aztertu ahal izango da (4.5 irudia). Kontrol-sareak puntu hauek izan behar ditu:

• Inpakturik handiena jasan duen eremua edo iturri eremua.

• Hondakindegiko materialak ez zulatzeko, interesgarria izan daiteke eremu horretan zundaketa inklinatuak egitea.

• Lumaren ardatza. Puntuen arteko distantziak balioztatzeko, fluxuaren abiaduraren balioak hartu behar dira kontuan.

• Lumaren eremu periferikoak, gandor poluitzailearen zabalera kontrolatzeko (zeharkako sakabanaketaren funtzioa da).


IHOBE, S.A. 95

4.5 irudia. Kontrol-sarearen antolaketaren eskema. Eremuaren ikuspegia

Akuifero askearen potentzia nahikoa handia bada eta birkarga akuifero guztian modu uniformean gertatzen bada, beharrezkoa izan daiteke kalitateen geruzatze-ondorioak kontuan hartzea eta maila anitzeko kontrol-sarea ezartzea (4.6 irudikoa bezalakoa). Gandor poluitzaileak uraren dentsitate bera izan arren, birkargatzeko ura sartzeak sakontze-efektu garbia sortzen du.

4.6 irudia. Maila anitzeko kontrol-sarearen planteamendua.

III Eranskina – Glosarioa

IHOBE, S.A. 97

III. ERANSKINA: GLOSARIOA

III Eranskina – Glosarioa

IHOBE, S.A. 99

• Adsortzioa. Poluitzaileak ingurunearen fase solidora atxikitzea, molekula-eskalan sortzen diren indarren eraginez (fisisortzioa) edo erreakzio kimikoen eraginez (kimisortzioa).

• Adbekzioa. Lurpeko uren fluxuaren eraginez poluitzaileak garraiatzea.

• Akuiferoa. Lurpeko urak ibiltzen diren edo biltzen dituen edozein egitura geologiko.

• Akuifero itxia. Goiko aldean eroankortasun hidrauliko txikiko unitatea duen eta presio atmosferikoa baino presio handiago duen maila piezometrikoa duen akuiferoa.

• Akuifero askea. Presio atmosferikoaren pareko asetasun maila duen akuiferoa.

• Anisotropia. Akuifero baten propietate hidrauliko bat edo batzuk aldatzea, kontuan hartutako fluxuaren norabidearen arabera.

• Banaketa-koefizientea. Konposatu batek lur-azpiaren faseetan (adibidez, lurra/ura, airea/ura, oktanola/ura) duen banaketa deskribatzen duten parametroak. Dimentsiogabeak dira.

• Behin-behineko erregimena. Denborarekin uraren maila aldatzen den erregimena.

• Deterministikoa (eredua). Elementu bakoitzari balio bakar bat dagokion eredua.

• Diskretua (aldagaia). Hainbat balio definitzen dituen aldagaia, baina bitarteko baliorik hartu gabe.

• Eremu asea. Hutsuneak urak betetzen dituen lur-eremua (lurzorua edo harria). Uraren presioa presio atmosferikoaren baliokidea edo handiagoa da.

• Eremu ez-asea (ibi-eremua). Azal topografikoaren eta eremu asearen arteko lur-zatia. Hutsuneen zati bat urak betetzen du (presio atmosferikoa baino presio txikiagoan), eta beste zati bat gasek (aireak eta beste gas-mota batzuek).

• Eroankortasun hidraulikoa. Urak ingurune porotsu ase batean zehar mugitzeko duen ahalmena deskribatzen duen parametroa. Oro har, m/egun neurriaren bidez adierazten da, eta ingurunearen eta zeharkatzen duen fluidoaren araberakoa da (dentsitatea, biskositate zinetikoa).

• Erregimen iraunkorra. Uraren maila denboran iraunkor mantentzen den erregimena.

• Fase ez-urtarrak. Urarekin nahasi ezin diren poluitzaile organiko likidoak. Fase arinak izan daitezke (ura baino dentsitate txikiagokoak eta lentikula gainjalkinak eratzen dituztenak), edo fase lodiak (hondoratzeko eta akuiferoaren eremu sakonetan pilatzeko joera dutenak).

• Fase urtarrean (poluitzaileak). Lurpeko uretan disolbatutako poluitzaileak.

• Geruza anitzeko akuiferoa. Portaera hidrogeologiko askotako geruzak dituen akuiferoa, materialen propietate hidraulikoen arteko kontrastea dela-eta.

• Hondar-asetasuna. Kontuan hartutako fluidoaren iragazkortasun eraginkorra antzematen ez diren balioetara murrizten deneko asetasun-maila. Ondorio praktikoetarako, fluidoa geldirik dagoela onartzen da.

• Ingurune porotsua. Propietate hidraulikoei dagokienez, ingurune jarraitutzat har daitezkeen lotutako zirrikituak dituen ingurune iragazkorra.

• Ingurune zartatua. Ura pitzadura eta arrailetan zehar ibiltzen den ingurunea.

• Iragazkortasuna. Inguruneak fluidoak transmititzeko duen ahalmena; ingurunean zehar, norabide jakin batean igarotzen den fluido-kantitatea.

• Isotropia. Ingurune batek norabide guztietan propietate berak izateko kondizioa.


IHOBE, S.A.100

• Iturri barreiatua. Jatorri jakinik ez duen iturria. Oro har, euri-urek herrestan eramaten dituzte poluitzaileak. Hauek dira iturri barreiatuen adibideetako batzuk: nekazaritza eta poluitzaile-jalkin atmosferikoa.

• Jarraitua (aldagaia). Denboran eta espazioan modu jarraituan aldatzen den parametroa.

• Karbono organikoaren frakzioa. Hondakin organikoen eraginez (batez ere, landareen hondakinak) lurzoruan dagoen karbono-ehunekoa. Parametro garrantzitsua da poluitzaile organikoak atxikitzeko.

• Konfiantza (tartea). Parametro ezezagun baten balio erreala izan dezakeen tartea.

• Kontzeptuala (eredua). Sistemaren portaeraren irudikapen sinplifikatua, eskura dauden behaketen analisi kualitatiboan oinarritua.

• Maila freatikoa. Lurraren eremu asearen eta asegabearen arteko muga, non ura presio atmosferikoaren eraginpean baitago.

• Maila piezometrikoa. Akuifero baten puntu jakin batean behatutako karga hidraulikoa (uraren altuera), erreferentzia gisa hartutako plano horizontal batekiko.

• Matematikoa (eredua). Sarrera-parametroen (birkarga, ustiapena… ) eta irteera-parametroen (azalera piezometrikoak, emariak) arteko erlazioak gerturatzen dituzten adierazpen matematikoak.

• Oxido-erredukzioko potentziala (ORP). Konposatu edo elementu batetik (oxidatzailea) beste batera (erreduktorea) elektroiak transferitzeko behar den potentzial elektrikoa. Uren oxidazio-egoeraren neurri kualitatibo gisa erabiltzen da.

• Poluzio-iturri zehatza. Iturri identifikagarria eta banakakoa. Adibidez, fabriketan lurperatutako erregai-tangak.

• Porositate eraginkorra. Elkarri lortutako poro-kopurua (fluidoa poro horietan zehar ibil daiteke). Lotutako zirrikituen bolumenaren eta ingurune porotsuaren bolumen osoaren –hutsuneak barne direla– erlazio gisa adierazten da.

• Probabilistikoa (eredua). Sarrera-aldagaiak banaketa probabilistikoen bidez definitzen dituen eredu-mota.

• Sakabanaketa. Ingurune porotsu batean garraiatutako solutuaren edo fluidoaren sakabanaketa fisikoa kuantifikatzen duen propietatea.

• Xurgapena. Konposatu bat ingurunearen fase solidoan barneratzea, difusio bidez (mugimendua molekula-eskalan gertatzen da, kontzentrazio handiagoa duen eremutik txikiagoa duenera).

• Zalantza. Aldagai jakin baten gaineko ezjakintasun-maila.

IV Eranskina – Bibliografia

IHOBE, S.A. 101

IV. ERANSKINA: BIBLIOGRAFIA

IV Eranskina – Bibliografia

IHOBE, S.A. 103

• Anderson, Mary P. eta William W. Woessner, 1992. Applied groundwater modeling: simulation of flow and advective transport. Academic Press, San Diego, CA. 381 or.

• API, 2001. Methods for Determining Inputs to Environmental Petroleum Hydrocarbon Mobility and Recovery Models. API Publication Number 4711.

• API, 2002. Evaluating Hydrocarbon Removal from Source Zones and its Effect on Dissolved Plume Longevity and Magnitude. Publication Number 4715..

• API, 2002. Groundwater Sensitivity Toolkit Users Guide, 1.0 bertsioa, API Publication 4722, California MTBE Research Partnership.

• API, 2003. Groundwater Remediation Strategies Tool, Regulatory Analysis & Scientific Affairs Department, API Publication Number 4730.

• ASTM, 1998. RBCA Fate and Transport Models: Compendium and Selection Guidance.

• Batu, Vedat, 1998. Aquifer hydraulics: a comprehensive guide to hydrogeologic data analysis. John Wiley & Sons, New York, NY. 727 or.

• Bauer, P. 1998. Disperse V1.1. Advection/Dispersion Model for MTBE and TBA. New Jersey-ko ingurumen-babeserako departamendua, AEB. Gorelik, S.M., Freeze, R.A., Donohue, D. eta Keely, J.F., 1993. Groundwater Contamination. Optimal Capture and Containment. Ed Lewis Publishers.

• Chaberneau, R. J., 2003. Models for Design of Free-Product Recovery Systems for Petroleum Hydrocarbon Liquids, American Petroleum Institute (API) erakundearen argitalpena, 4729 zenbakia, University of Texas, Austin.

• Domenico, P.A., 1987. An analytical model for multidimensional transport of a decaying contaminant species. Journal of Hydrology, 91, 49-58 or.

• Domenico, Patrick A. eta Franklin W. Schwartz, 1990. Physical and chemical hydrogeology. Wiley, New York, NY. 506 or.

• Fetter, C. W., 1994. Applied Hydrogeology, hirugarren argitalpena. Ed. Macmillan College Publishing Company.

• Gelhar, L. W., C. Welty eta K. R. Rehfeldt, 1992. “A critical review of data on field-scale dispersion in aquifers”, Water Resources Research, 28(7).

• Konikow, L.F., 2000. “Use of numerical models to simulate groundwater flow and transport”. in Environmental Isotopes in Hydrological Cycle. Principles and Applications. Volume VI. Modelling. Argitaratzailea, W.G. Mook. IAEA. Vienna/Paris. http://www.iaea.org/programmes/ripc/ih/volumes/volume6.htm

• Konikow, L.F., eta J.D. Bredehoeft. 1992. “Ground-water models cannot be validated”, Advances in Water Resources, 15: 75-83.

• Konikow, L.F., Goode, D.J., eta Hornberger, G.Z., 1996, A three-dimensional method-of-characteristics solute-transport model (MOC3D). US Geological Survey Water-Resources investigations. Report 96-4267, 87 or.

• Konikow, L.F., eta Bredehoeft, J.D., 1978. Computer model of two-dimensional solute transport and dispersion in ground water. US Geological Survey Techniques of Water-Resources Investigations, book 7, chap. C2, 90 or.

• McMahon, A., Heathcote, J., Carey, M., Erskine, A. eta Barker, J., 2001. Guidance on Assigning Values to Uncertain Parameters in Subsurface Contaminant Fate and Transport Modelling. National Groundwater & Contaminated Land Centre, UK Environmental Agency, NC/99/38/3.

• McMahon, A., Heathcote, J., Carey, M. eta Erskine, J., 2001. Guidance on the Assessment and Interrogation of Subsurface Analytical Contaminant Fate and Transport Models. National Groundwater & Contaminated Land Centre, UK Environmental Agency, NC/99/38/1.

• McMahon, A., Heathcote, J., Carey, M. eta Erskine, J., 2001. Guide to Goode Practice for the Development of Conceptual Models and the Selection and Application of Mathematical Models of Contaminant Transport Processes in the Subsurface. National Groundwater & Contaminated Land Centre, UK Environmental Agency, NC/99/38/2.


IHOBE, S.A.104

• Nofziger, D.L. eta Wu, J., 2000. CHEMFLO-2000, Interactive Software for Simulating Water and Chemical Movement in Unsaturated Soils, Department of Plant and Soil Sciences, Universidad de Oklahoma.

• Nevin, J.P., Newell, C.J., Khan eta Gustafson, J.B., 1997. User’s Manual for FATE 5: Groundwater Plume Calibration Tool, Groundwater Services Inc.

• Pickens, J.F., eta G.E. Grisak, 1981. “Scale-Dependent Dispersion in a Stratified Granular Aquifer”. Water Resources Research, Vol. 17, No. 4, 1191-1211 or.

• Ravi, V. eta Johnson, J.A., 1997 VLEACH A One-Dimensional Finite Difference Vadose Zone Leaching Mode, 2.2 bertsioa, US EPA.

• Schaap, M.G., eta F.J. Leij, 1998. Database Related Accuracy and Uncertainty of Pedotransfer Functions, Soil Science 163:765-779.

• US Geologycal Survey, 1996. User’s Documentation for Modflow-96, an update to the US Geologycal Survey Modular Finite-Differece Ground-Water Flow Model. Open File Report 96-485.

• US EPA, 1991. Mofat: A two-dimensional finite element program for multiphase flow and multicomponent transport. Program documentation and user’s guide. EPA/600/2-91/020.

• US EPA, 1996. BIOSCREEN: Natural Attenuation Decision Support System User’s Manual, 1.3 bertsioa, EPA/600/R-96/087.

• US EPA, 1998. BIOSCREEN: Natural Attenuation Decision Support System User’s Manual, 1.0 bertsioa, EPA/600/R-98/010.

• US EPA, 1999. Understanding Variation in Partition Coefficient, Kd, Values. Volume 1: The Kd Model, Methods of Measurement, and Application of Chemical Reaction Codes.

• US EPA, 1999. Understanding variation in partition coefficient, Kd, values. I eta II liburukiak. EPA 402-R-99-004A&B.

• US EPA, 1999. Three-dimensional NAPL fate and transport model. EPA/600/R-99/011.

• US EPA, 2000. BIOCHLOR: Natural Attenuation Decision Support System User’s Manual, 1.0 bertsioa, EPA/600/R-00/008.

• US EPA, 2002. BIOCHLOR: Natural Attenuation Decision Support System User’s Manual Addendum, 2.2. bertsioa.

• US EPA, 2004. OPTIMAL WELL LOCATOR (OWL). A Screening Tool for Evaluating Locations of Monitoring Wells, User’s Guide, 1.2 bertsioa, EPA 600/C-04/017.

• US EPA, 2002. Model-independent parameter estimation. User’s guide for the PEST software. http://www.epa.gov/ceampubl/tools/pest/PESTMAN.PDF.

• US Geological Survey, 1999. VS2DTI – A graphical user interface for the variably saturated flow and transport computer program VS2DT. Water Resources Investigations Report 9994130.

• US Geological Survey, 1997. A graphical-user interface for the US Geological Survey’s SUTRA code using Argus One (for simulation of variable-density saturated-unsaturated groundwater flow with solute or energy transport). Open file report 97-421.

• Weaber, J.W., Chaberneau, R.J., Tauxe, J.D., Lien, B.K., eta J.B. Provost, 1994. The Hydrocarbon Spill Screening Model (HSSM), Volume 1: User’s Guide, EPA/600/R-94/039a.

• Xu, M. eta Eckstein, Y.J., 1995. “Use of weighted least-squares method in evaluation of the relationship between dispersivity and scale”. Groundwater, 33(6): 905-908.

• Yeh, G.T. 1981. AT123D: Analytical transient one-, two-, and three-dimensional simulation of waste transport in the aquifer system.

• Zheng, C., 1990. MT3D. A modular three dimensional transport model for simulation of advection, dispersion and chemical reactions of contaminants in groundwater systems.

• Zheng, C. eta Bennett, G.D., 1995. Applied Contaminant Transport Modeling. Theory and Practice. Van Nostrand Reinhold.

GARRAIOARI LURZORUA EZ KUTSATZEKO ETA BURUZKO EREDU … · 2017. 7. 7. · Aurkezpena IHOBE, S.A. 1...

Documents

Transcript of GARRAIOARI LURZORUA EZ KUTSATZEKO ETA BURUZKO EREDU … · 2017. 7. 7. · Aurkezpena IHOBE, S.A. 1...