在科技昌明又缺水日益嚴重的今日,地下水日漸成為重要的水資源, 然而由於工業的發達與人口的激增,工業廢水、家庭廢水等未經妥善處理 ,以及其它污染源之任意排放,致使地下水遭到前所未有的污染。以往多 數人只注意溶於水的污染物,但有許多污染物是不溶於水的,而其污染能 力更為嚴重,為解決此類污染問題,首先必須了解其在地表下之運動過程 ,此亦為本篇研究之目的。本篇以前人的實驗結果為基礎,自行開發一數 值模式。上述地下水污染問題中,包含水相、氣相、非水溶性液相(簡稱 NAPL),描述此三相物質運動的方程式除了基本控制方程式外,另外應再 配合毛細管壓力與飽和度、相對滲透係數與飽和度之關係式,如此更可恰 當的描述此類運動。雖然本論文考慮了三個相,但考慮在一淺層地下水系 統中,則氣相之壓力可視為大氣壓力,為一常數,故可將控制方程式減為 兩條,以簡化問題。本自行開發之模式採用葛爾金有限元素法,配合上游 加權法、影響係數矩陣法,時間項採用完全隱示法,以及皮卡疊代法來求 解控制方程式。 本文最後比較具有不同密度以及黏滯係數的污染物流動 特性,由結果發現當密度與黏滯係數之比愈大時,對地下水危害之程度也 愈大,亦即當密度大於水、黏滯係數小於水時,不但傳輸速度快,亦可穿 透水面至含水層之更深層處,另外,此比值愈大時,當入滲時間相同時, 所能入滲之量也愈多。最後本文也做了不同土壤對污染物傳輸之影響,由 結果顯示當參數n以及α愈大,對地下水之污染程度也愈大。
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