Числове моделювання процесу перехоплення мігрантів утилізацієєю їх з використанням фільтрів-вловлювачів
Математична модель задачі міграції забруднень. Метод числового моделювання процесу перехоплення мігрантів утилізацією їх з використанням фільтрів-вловлювачів в одновимірному нестаціонарному випадку. Числові експерименти та аналіз отриманих результатів.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 24.01.2020 |
| Размер файла | 182,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Числове моделювання процесу перехоплення мігрантів утилізацієєю їх з використанням фільтрів - вловлювачів
Власюк А.П., професор, д.т.н., Філатов М.С., аспірант (Національний
університет водного господарства та природокористування, м.Рівне)
Запропоновано метод числового моделювання процесу перехоплення мігрантів утилізацією їх з використанням фільтрів-вловлювачів в одновимірному нестаціонарному випадку.
міграція забруднення фільтр
Migration of radionuklidiv which got in soil results in their vertical and horizontal redistribution, as a result they get in ground water, reservoir and plant.
Постановка задачі. Розглядається задача міграції радіонуклідів в ґрунтовому шарі шляхом переносу їх фільтраційним потоком зі швидкістю при наявності фільтра - вловлювача, (рис. 1) [1].
Рис 1. Утилізація мігрантів з використанням фільтра - вловлювача
Відомі п'єзометричні напори у верхньому та нижньому басейнах відповідно Н1 і Н2 (Н1>Н2). Також відомий розподіл концентрацій в початковий момент часу , граничні умови , , та умови спряження .
Математична модель задачі міграції забруднень при наявності вертикального фільтра-вловлювача в одновимірному нестаціонарному випадку описується наступною крайовою задачею [2]:
,(1)
Крайові умови задаються рівняннями
(2)
(3)
Умови спряження
(4)
(6)
(7)
де - розподіл концентрації в шарі ґрунту в початковий момент часу; - концентрація розчинених речовин в лівому басейні; - концентрація розчинених речовин в правому басейні; - концентрація граничного насичення; - час; - швидкість фільтрації; - напруження ґрунтового масиву; коефіцієнт конвективної дифузії; - коефіцієнт масообміну.
Різницева схема та числовий розв'язок задачі. Введемо рівномірну сітку з кроками h1 і по осях Ox та Ot відповідно
Монотонна різницева схема для однієї з підобластей має наступний вигляд [3]:
(8)
(9)
Тут ,,
,,+
Різницеві співвідношення для вузлів контакту наступні:
(10)
(11)
(12)
, , (13)
, . (14)
Розв'язок задачі (1-7) знаходимо методом прогонки
(15)
Прогоночні коефіцієнти мають вигляд
(16)
(17)
Числові експерименти та аналіз отриманих результатів. Нижче наведено результати числового експерименту для однакових граничних і початкових умов із наступними вихідними даними:T=30 діб, l=100 м, =0,4, =0,00065; Dм=0,00001м2/добу; =2 м; H1=5 м; H2=2,5 м; c*=35 г/літр; =5 г/літр; =35 г/літр; =35 г/літр.
Рис.2.Графік розподілу концентрації ґрунту при k=const та k=k(x,c)
Рис. 3.Розподіл концентрації в пласті за наявності фільтра -вловлювача у випадку (k=konst)
Рис. 4.Розподіл концентрації в пласті за наявності фільтра - вловлювача при у випадку (k=k(x,c))
Рис. 5. Розподіл концентрації в пласті за наявності фільтра -вловлювача при =0.4 у ґрунті, =0.7 у фільтрі у випадку (k=konst))
Рис. 6. Розподіл концентрації в пласті за наявності фільтра - вловлювача при =0.4 у грунті, =0.7 у фільтрі у випадку (k=k(x,c))
Висновок
Міграція радіонуклідів, що потрапили у грунт, приводить до їх вертикального та горизонтального перерозподілу, внаслідок чого вони потрапляють у ґрунтові води, водойми і рослини. Особливості просторового перерозподілу радіонуклідів в значній мірі залежать від фізико-хімічного стану, в якому вони перебувають, та від процесів їх локальної трансформації в системі „грунт - вода”. Описання і прогнозування процесу міграції в геологічних структурах базується на певних фізико-математичних моделях, які адекватно враховують фізико-хімічні властивості радіонуклідів, геохімічні характеристики грунтів та погодно-кліматичні умови. В результаті була розроблена математична модель процесу масопереносу мігрантів, яку реалізовано в середовищі візуального програмування Delphi 7.0 з метою автоматизації даного процесу. На основі розробленої програми проведено значну кількість числових експериментів та виконано їх аналіз. Аналіз отриманих результатів числового розв'язку задач показав, що при математичному моделюванні процесу масопереносу мігрантів велику роль відіграє значення коефіцієнта конвективної дифузії, та пористості в області грунту і в самому фільтрі.
Література
1. Власюк А.П., Філатов М.С. Моделювання процесу перехоплення мігрантів утилізацією їх з використанням фільтрів-вловлювачів. //Тез.доп. міжнародної школи семінару по теорії прийняття рішень. Східниця. 21-25 травня 2006 р. - Східниця. 2006. - С. 182.
2. Власюк А.П., Остапчук О.П., Степанченко О.М. Монотонна різницева схема для нелінійного одновимірного рівняння параболічного типу, що містить першу похідну. //Вісник Київського університету. Серія фізико - математичних наук - 2005. - Вип.2. - С. 188 - 197.
3. Власюк А.П., Остапчук О.П. Чисельне дослідження одновимірної задачі масопереносу сольових розчинів у грунтових масивах. //Вісник Київського університету. Серія фізико - математичних наук - 2004. - Вип.4. - С. 228 - 237.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Коротка характеристика та задачі водного законодавства в Україні. Контроль держави за використанням і охороною води. Обов’язки учасників водогосподарського комплексу. Значення гідрологічних прогнозів для експлуатації водогосподарських об’єктів.
реферат [24,7 K], добавлен 19.12.2010Моделювання й прогнозування якості підземних вод. Математичне моделювання динаміки забруднення підземних вод.
дипломная работа [313,3 K], добавлен 14.07.2008Перевірка результатів аналізу вихідної води. Визначення повної продуктивності водоочисних споруд. Коагулювання води, відділення поліакриламіду та вапнування. Технологічний розрахунок водоочисних споруд. Повторне використання води від промивання фільтрів.
курсовая работа [135,6 K], добавлен 28.12.2011Водні ресурси та їх використання. Фізичні властивості води. Забруднення природних вод важкими металами, органікою, нафтопродуктами, пестицидами, синтетичними поверхневоактивними речовинами. Теплове забруднення водойм. Особливості моделювання в екології.
курсовая работа [947,6 K], добавлен 20.10.2010Родючість ґрунтів як критерій якісної оцінки сільськогосподарських угідь. Екологічні аспекти землекористування в Україні. Математичні моделі розрахунку і прогнозування хімічного забруднення ґрунту, їх приклади. Моделювання забруднення ґрунту пестицидами.
курсовая работа [266,4 K], добавлен 29.09.2009Загальна характеристика здійснення державного контролю за використанням та охороною земель, його різновиди та правова основа. Визначення основних суб'єктів та об'єктів даної діяльності, стадії її здійснення. Наслідки виявлення порушень законодавства.
курсовая работа [42,8 K], добавлен 09.04.2011Комплексні системи екологічного захисту повітря від викидів заводу. Найпростіші фільтри мокрої очистки. Конструктивні схеми адсорберів. Розробка фільтрів для очищення стічних вод та повітря на підприємстві при виготовленні залізобетонних конструкцій.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 08.01.2012Ландшафтно-геохімічні критерії оцінки забруднення ґрунтового покриву важкими металами. Екологічна характеристика ґрунтів міста Біла Церква, оцінка їх сучасного забруднення свинцем та хлоридами. Вегетаційний дослід і аналіз отриманих результатів.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 28.12.2012Основні джерела прісної води на території України. Основні причини забруднення поверхневих вод України. Системний аналіз сучасного екологічного стану басейнів річок та організація управління охороною і використанням та відтворенням водних ресурсів.
контрольная работа [23,8 K], добавлен 12.06.2011Економічні механізми охорони навколишнього середовища. Заохочувальні заходи стимулювання природоохоронної діяльності. Екологічний контроль за використанням водних ресурсів в США. Охорона біорізноманіття: порівняльний аналіз законодавства ЄС і України.
контрольная работа [27,6 K], добавлен 01.02.2011Фізико-хімічні та технологічні основи процесу очищення стічних вод. Основні рішення по автоматизації. Вибір контурів контролю і регулювання та приладів і засобів автоматизації. Опис пульта управління та схеми зовнішніх електричних і трубних проводок.
курсовая работа [118,1 K], добавлен 10.10.2010Геоінформаційні технології, їх класифікація та місце в екології. Парадигми в технології обробки геопросторових даних. Концептуальна модель узагальненої ГІС, моделювання геопросторових даних. Геоінформаційні системи, дослідження земельних ресурсів.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 25.09.2010Система екологічних нормативів; обов'язкові норми, правила та вимоги щодо охорони навколишнього природного середовища, використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки. Контроль шумових, вібраційних та електромагнітних забруднень.
реферат [24,0 K], добавлен 15.11.2010Сутність проблеми відновлення територій, порушених гірничо-видобувною діяльністю відкритим способом. Аналіз попиту на землі за напрямами рекультивації. Визначення стану порушених відпрацьованих та рекультивованих земель. Створення рекреаційної зони.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 17.05.2011Опис процесу утворення, характеристика і класифікація радіоактивних відходів. Вибір місця та опис технологічної схеми процесу їх складування та поховання. Основні типи і фізико-хімічні особливості гірських порід для поховання радіоактивних відходів.
курсовая работа [211,4 K], добавлен 03.04.2012Екологія людини, її предмет і задачі. Зв'язок людини і природи. Залежність здоров'я людини від природного середовища. Демографія ресурсів і життєвого простору. Вплив радіоактивного й інших забруднень навколишнього середовища на захворюваність населення.
курсовая работа [29,2 K], добавлен 01.07.2008Джерела викидів в атмосферу. Основна маса забруднень повітря. Хімічні реакції, які відбуваються в повітрі. Головні задачі при створенні методів комплексного радіаційного моніторингу. Стратегія і техніка пробовідбору, вимірювання питомої активності.
контрольная работа [53,0 K], добавлен 24.05.2015Розробка методу оцінки екологічного стану ґрунту на основі fuzzy-теорії за виміряними значеннями концентрацій важких металів, що дає змогу вибору місця видобування екологічно чистої води. Забруднення ґрунтів важкими металами. Шкала оцінки стану ґрунтів.
статья [1,3 M], добавлен 05.08.2013Характеристика техногенного забруднення ґрунтового покриву: джерела, речовини, їх значення та вплив на оточуюче середовище. Особливості підходів щодо нормування техногенних забруднень у ґрунті. Наукове обґрунтування гранично допустимих концентрації.
реферат [31,0 K], добавлен 18.12.2010Оцінка впливу промислових забруднень ЗАТ "Сєвєродонецьке об'єднання Азот" на навколишнє середовище. Токсикологічна характеристика відходів, санітарно-гігієнічне нормування. Впровадження заходів по зменшенню викидів формальдегіду та метанолу у атмосферу.
дипломная работа [611,8 K], добавлен 23.08.2015
