ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1

ακαθάρτων (βακτηρίδια, ιοί, κλπ.). Η τρίτη πηγή είναι τα βιοµηχανικά
απόβλητα όπως τα βαριά µέταλλα, τοξικά απόβλητα, κλπ. Τέλος η τέταρτη
πηγή ρύπων προέρχεται από τη χρήση γεωργικών φαρµάκων και
λιπασµάτων στη γεωργία.
Οι κύριοι µηχανισµοί κίνησης ρύπων στα υπόγεια νερά είναι 1) η µεταφορά,
2) η µοριακή διάχυση, 3) η µηχανική διασπορά, 4) οι διάφορες
αλληλεπιδράσεις µεταξύ του πορώδους µέσου (εδάφους) και διαλύµατος και
5) χηµικές αντιδράσεις καθώς και φαινόµενα διάσπασης των ρύπων.
Στόχος του κεφαλαίου αυτού είναι να παρουσιάσει τους νόµους που διέπουν
την κίνηση και συγκέντρωση ρύπων στις υπόγειες ροές. Οι νόµοι αυτοί
εκφράζονται υπό µορφή διαφορικών εξισώσεων µε µερικές παραγώγους που
περιγράφουν την διατήρηση της µάζας και την κίνηση των ρύπων και οι
οποίες µπορούν να επιλυθούν µε αναλυτικές ή αριθµητικές µεθόδους όταν
οι αρχικές και οι οριακές συνθήκες του προβλήµατος είναι γνωστές.
Χρησιµοποιώντας τις εξισώσεις αυτές µπορούν να γίνουν προγνώσεις για
την κίνηση των ρύπων στα υπόγεια νερά.
Εξετάζουµε συντηρητικούς ρύπους δηλαδή ρύπους που δεν αντιδρούν
µεταξύ τους ή µε το έδαφος, όπως δηλαδή υλοποιήθηκε το µοντέλο
προσοµοίωσης του υπόγειου υδροφορέα της λεκάνης Γαδουρά. ∆ηλαδή
υπάρχει µια µοναδική ρευστή φάση σε µορφή διαλύµατος και, ανάλογα µε
την ποσότητα των ρύπων, τα φυσικά χαρακτηριστικά του διαλύµατος
(πυκνότητα, κλπ) µπορεί να µεταβάλλονται. Στην περίπτωση απουσίας
χηµικών διεργασιών υπάρχουν τρεις µηχανισµοί κίνησης ρύπων στα υπόγεια
νερά: α) µεταφορά, β) µοριακή διάχυση και γ) κινηµατική διασπορά.
Μεταφορά ρύπων µε τη µέση ροή νερού
Η µάζα ρύπου που εισέρχεται µείον την µάζα που εξέρχεται από τις πλευρές
του ορθογωνίου που είναι κάθετες στον άξονα των x ανά µονάδα χρόνου
ισούται µε τη διαφορά
( cq ) ( cq )
⎡ θ ⎤ θ
⎢ ⎥
⎣ θ x ⎦ θ x
x x
cqxdydz − cqx + dx dydz = − dxdydz
- 52 -
(5.13)
Όπου c = ογκοµετρική συγκέντρωση ρύπου
q = ( qχ ,qy, qz ) το διάνυσµα της ειδικής παροχής (ταχύτητα Darcy)