Modelacion y simulacion

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TRABAJO FINAL DE MODELACION Y SIMULACION
Modelación de Contaminantes en Suelos

MARY ALEJANDRA RIOS MARMOL

Presentado a: Ms. Francisco García Rentería

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA 2010

Trabajo Final de Modelación y Simulación

MODELACION DE CONTAMINACION EN SUELOS

a. Desarrollar un ejemplo de aplicación de los casos especialesde soluciones analíticas para contaminación de aguas subterráneas. Página 33. Apéndice 6.1 del documento “Fundamentals of Natural Environmental Systems”. CASO 1: Fuente continúa de trazador conservativo en una dimensión.

En la estación de abastecimiento de combustible Cootransmag se encuentra ubicada a 98 m del pozo de extracción de agua subterránea situado en la universidad del magdalena, endonde se produjo un derrame de acpm. Calcular la concentración con la cual el acpm va a llegar a las aguas subterráneas, teniendo en cuenta las siguientes características de la capa del pozo de agua subterránea:      La conductividad hidráulica es de 1.9 m/d La porosidad eficaz de este es de 0.5 El gradiente hidráulico es 0.08 m/m La dispersividad longitudinal es de 29 m La concentracióninicial es de 927 mg/m3

Calcular la concentración en el tiempo en un punto (L) dado, se debe graficar la evolución de la concentración en el tiempo C vs t.
Datos:

Solucion:

Trabajo Final de Modelación y Simulación

El intervalo de tiempo se realizo cada año de 1 a 10 años, en MATLAB:

1. CASO
clear all; clc; K=1.9; %m/d G=0.08; %m/m n=0.5; u=(K*G*365)/n %m/año Ax=29; %m Ex=Ax*u%m^2/año L=98; %m Co=927; %mg/m^3 t=1:1:10; n=length(t); for i=1:n C(i)=(Co/2)*((erfc((L-u*t(i)))/(2*((Ex*t(i))^0.5)))((exp(u*L/Ex))*(erfc((L+u*t(i))/(2*((Ex*t(i))^0.5)))))); end disp(C) plot(C,t),title('Modelacion de Suelos Caso 1'),xlabel('Tiempo'),ylabel('Concentración')

Trabajo Final de Modelación y Simulación

Ilustración 1: Concentración Vs Tiempo

CASO 2: Fuente instantánea de un trazadorconservativo en una dimensión.

En la estación de abastecimiento de combustible Cootransmag se encuentra ubicada a 80 m del pozo de extracción de agua subterránea situado en la universidad del magdalena, en donde se produjo un derrame de gasolina extra de 360 m3/s. Calcular la concentración en el tiempo en un punto (x) dado, se debe graficar la evolución de la concentración en el tiempo C Vs t;Teniendo en cuenta las características del terreno que son las siguientes:      El coeficiente de dispersión de 7.60 m2/d La conductividad hidráulica es de 3.2 m/día La porosidad eficaz es de 0.27 El gradiente hidráulico es 0.037 m/m La densidad de la gasolina es de 595 kg/m3

Trabajo Final de Modelación y Simulación

DATOS:

Solución:

El intervalo de tiempo se realizo cada año de 1a 10 años, en MATLAB:

2. CASO
clear all; clc; Q=360 %m^3/s x=80; %m E=7.60; % m^2/d K=3.2; %m/d

Trabajo Final de Modelación y Simulación

i=0.037; %m/m n=0.27; u=(3.2*0.037*365)/n %m/año A=(Q*36400*365)/u V=Q*36400 %m^3 D=595; %kg/m^3 M=V*D t=1:2:60; n=length(t); for i=1:n C(i)=(M/(2*A*((3.1416*E*t(i))^0.5)))*(((xu*t(i))^2)/(4*E*t(i))) end plot(C,t)

Ilustración 2: Concentración VsTiempo

Trabajo Final de Modelación y Simulación

Caso 3: Concentración en estado estacionario en dos dimensiones

En una estación de gasolina abandonada llamado ciudadela 2000 en la ciudad de Cartagena la cual funcionaba también como una Industria Algodonera, se produjeron varios derrames de combustible, los cuales no fueron tratados, determinar la distribución espacial en dos dimensionespara una columna que se ha estabilizado y las isopletas (graficas de contorno) en el terreno teniendo en cuenta las siguientes características:     La conductividad hidráulica es de 4 m/día La porosidad eficaz es de 0.68 El gradiente hidráulico es 0.03 m/m Los coeficientes de dispersión en x y y son asumidos como y y 5  La concentración del contaminante es de 8000 mg/m3
DATOS:

Solución:...
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