Subsurface Solute Transport Models and Case Histories: With Applications to Radionuclide Migration

این کتاب به توسعه دانش اساسی انتقال املاح زیرسطحی با تأکید ویژه بر جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌های میدانی همراه با کاربرد ابزار مدل‌سازی (تحلیلی و عددی) می‌پردازد. تحولات نظری مربوطه عمدتاً به فرمول‌بندی و حل معادلات قطعی حمل و نقل جرم برای طیف گسترده‌ای از مسائل مهندسی در ارزیابی و پیش‌بینی کیفیت آب‌های زیرزمینی مربوط می‌شود.

این کتاب مثال‌های محاسباتی و مطالعات موردی بسیاری را ارائه می‌دهد که از آن استخراج شده‌اند. بررسی های میدانی انجام شده مشکلات تجزیه و تحلیل شده به شرح زیر است:

- بررسی و پیش بینی آلودگی آب های زیرزمینی توسط آلاینده ها و محلول های صنعتی (رادیونوکلئیدها، کلرید و آب نمک نیترات) با تمرکز ویژه بر روی تأثیر (الف) ناهمگنی آبخوان، ناهمسانگردی و تخلخل دوگانه، (ب) تضاد چگالی موجود بین پسماندهای صنعتی و آب‌های زیرزمینی، یا در سیستم‌های آب‌های زیرزمینی آرتزین و ساحلی دارای لایه‌های چگالی. (ج) فعل و انفعالات فیزیکوشیمیایی که نقش عمده ای در به تاخیر انداختن (مانند جذب) یا افزایش (مانند فعل و انفعالات بین گونه های محلول و کلوئیدهای متحرک) انتقال آلاینده دارند؛

- پیش بینی اثرات پمپاژ بر کیفیت آب زیرزمینی در میدان‌های چاه؛

– تاریخ‌گذاری آب‌های زیرزمینی با استفاده از ایزوتوپ‌های پایدار و رادیواکتیو برای پیش‌بینی و ارزیابی پتانسیل آلودگی؛

– طراحی و تجزیه و تحلیل آزمایش‌های میدانی و آزمایشگاهی و تفسیر داده‌های پایش؛

– p>

– تقسیم‌بندی جریان‌های سطحی و زیرسطحی با استفاده از تکنیک‌های ایزوتوپی.

یکی از ضروری‌ترین موضوعاتی که در این کتاب به آن پرداخته شده، مهاجرت و سرنوشت رادیونوکلئیدها است. توسعه مدل با تجزیه و تحلیل داده های میدانی از تعدادی از سایت های آلوده به رادیواکتیو در فدراسیون روسیه انجام می شود: مکان های دفع زباله های رادیواکتیو نزدیک به سطح و سایت های تزریق زباله های رادیواکتیو در چاه های عمیق. آنها نقش منحصر به فردی در پیشرفت دانش رفتار زیرسطحی و سرنوشت بسیاری از رادیونوکلئیدهای خطرناک دارند و می توان آنها را به عنوان آزمایشگاه های مقیاس میدانی در نظر گرفت.

بنابراین، کتاب همراه با یافته های نظری حاوی اطلاعات میدانی است. که درک انتقال املاح زیرسطحی و توسعه روشی برای کاربردهای عملی در هیدرولوژی آب های زیرزمینی را تسهیل می کند.

مخاطبان: هدف این کتاب دانشمندان هیدرولوژی، ژئوشیمی، ریاضیات کاربردی و علوم محیطی و مهندسین است. که علاقه مند به مطالعه فرآیندهای مهاجرت آب های زیرزمینی هستند. دانش‌آموزان نیز این کتاب مورد علاقه را پیدا خواهند کرد.

The book addresses the development of the basic knowledge of the subsurface solute transfer with a particular emphasis on field data collection and analysis coupled with modeling (analytical and numerical) tool application. The relevant theoretical developments are concerned mainly with the formulation and solution of deterministic mass-transport equations for a wide range of engineering issues in groundwater quality assessment and forecasting.

The book gives many computational examples and case studies drawn from the conducted field investigations. The analyzed problems are as follows:

– investigation and prediction of groundwater contamination by industrial contaminants and solutions (radionuclides, chloride and nitrate brine) with special focus on the effect of (a) aquifer heterogeneity, anisotropy, and dual porosity, (b) density contrast existing between industrial waste and groundwater, or in density-stratified artesian and coastal groundwater systems; (c) physicochemical interactions that play a major role in retarding (e.g., adsorption) or enhancing (e.g., interactions between dissolved species and mobile colloids) contaminant transport;

– prediction of the effects of pumping on groundwater quality at wellfields;

– groundwater dating using stable and radioactive isotopes for prediction and assessment of contamination potential;

– field and laboratory tests’ design and analysis, and monitoring data interpretation;

– partitioning of surface and subsurface flows using isotope techniques.

One of the most essential topics addressed in the book is the migration and fate of radionuclides. Model development is motivated by field data analysis from a number of radioactively contaminated sites in the Russian Federation: near-surface radioactive waste disposal sites and deep-well radioactive waste injection sites. They play a unique role in the advancement of knowledge of the subsurface behavior and fate of many hazardous radionuclides and can be considered as field-scale laboratories.

Thus, the book, along with theoretical findings, contains field information, which will facilitate the understanding of subsurface solute transport and the development of a methodology for practical applications to groundwater hydrology.

Audience: This book is aimed at scientistst in hydrology, geochemistry, applied mathematics and environmental sciences and engineers who are interested in studying groundwater migration processes. Students will also find this book of interest.