Eugeniusz KODA, Edward WIENCŁAW, Tomasz KOŁANKA

Podobne dokumenty
Model przep³ywu wód podziemnych i transportu zanieczyszczeñ dla sk³adowiska z bentonitow¹ przes³on¹ pionow¹

Wprowadzenie. Eugeniusz KODA, Szymon HYPTA

MODEL PRZEPŁYWU WÓD PODZIEMNYCH DLA ZWAŁOWISKA NADKŁADU Z ODKRYWKOWEJ KOPALNI WĘGLA BRUNATNEGO

ADWEKCYJNO-DYSPERSYJNY MODEL TRANSPORTU W REJONIE SK ADOWISKA ODPADÓW Z PIONOW PRZES ON PRZECIWFILTRACYJN

Prognoza wpływu odwodnienia w rejonie projektowanego wykopu stacji II linii metra w Warszawie

MODELOWANIE PRZEPŁYWU WÓD PODZIEMNYCH PODCZAS ODWADNIANIA WYKOPU STACJI DRUGIEJ LINII METRA W WARSZAWIE

Katedra Geoinżynierii Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Department of Geotechnical Engineering WULS SGGW

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Projekt pod nazwą: Rekultywacja składowisk odpadów w województwie kujawsko-pomorskim na cele przyrodnicze

Rozprawy Naukowe i Monogra e Treatises and Monographs Eugeniusz Koda

OCENA STANU ŚRODOWISKA WODNO-GRUNTOWEGO W REJONIE STAREGO SKŁADOWISKA ODPADÓW Z PIONOWĄ PRZESŁONĄ PRZECIWFILTRACYJNĄ

Kielce, sierpień 2007 r.

liwości przyszłego zagospodarowania terenu składowiska Radiowo do celów w rekreacyjnych

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Kielce, lipiec 2006 r.

UDOKUMENTOWANIE WARUNKÓW GEOLOGICZNYCH I HYDROGEOLOGICZNYCH DLA POTRZEB PROJEKTU KANALIZACJI DESZCZOWEJ W ULICACH LUBELSKIEJ I DOLNEJ W KOZIENICACH

Filtracja - zadania. Notatki w Internecie Podstawy mechaniki płynów materiały do ćwiczeń

Opinia geotechniczna dla koncepcji zagospodarowania terenu na działkach nr 1908/4 i 1908/5 w Ustce SPIS TREŚCI

CZĘŚĆ III ODWODNIENIE WYKOPÓW

WSTĘPNE ROZPOZNANIE WARUKÓW GRUNTOWO-WODNYCH DLA POTRZEB PLANOWANEGO CMENTARZA W MIEJSCOWOŚCI STAWIN (działka nr 22/1 )

Regulacja stosunków wodnych w dorzeczu Wykład 4. Fizyka wód gruntowych

Miejskie Przedsiębiorstwo Oczyszczania Sp. z o.o. ul. Grudziądzka 159, Toruń

Przegląd ekologiczny zamkniętego składowiska fosfogipsów w Wiślince. Gdańsk, 14 maja 2014 r.

Opinia dotycząca warunków geotechnicznych w związku z projektowanym remontem ulicy Stawowej w Rajsku gmina Oświęcim.

Mariusz CZOP. Katedra Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej AGH

Koda Eugeniusz. Associate Professor. Contact

WARUNKI WODNO-GRUNTOWE PRZEDPOLA ZAPORY ZBIORNIKA POLDEROWEGO PRZEWORNO

ROLA WODY W ZRÓWNOWAŻONYM ZAGOSPODAROWANIU MIASTA KRAKOWA - PROPOZYCJE KOMPLEKSOWYCH ROZWIĄZAŃ

Katedra Geoinżynierii SGGW w Warszawie Department of Geotechnical Engineering WULS SGGW

na przykładzie Szpitala Bródnowskiego Remediation of contaminated site of Bródnowski hospital by Petroleum Hydrocarbons

Czerniakowska Bis Wody. WIR Biuro Studiów Ekologicznych

ROZPORZĄDZENIE NR 3/2006

GEO GAL USŁUGI GEOLOGICZNE mgr inż. Aleksander Gałuszka Rzeszów, ul. Malczewskiego 11/23,tel

Zapora ziemna analiza przepływu ustalonego

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

Fundamentowanie. Odwodnienie wykopu fundamentowego. Ćwiczenie 1: Zakład Geotechniki i Budownictwa Drogowego

Rozporz dzenie nr 7/2005 Dyrektora Regionalnego Zarz du Gospodarki Wodnej w Gda

SKŁADOWISKO ODADÓW W ZAKROCZYMIU

Gorzów Wielkopolski, dnia 19 lutego 2014 r. Poz. 461

ZŁOŻONY SYSTEM UJĘCIA ODCIEKÓW ZE STAREGO SKŁADOWISKA ODPADÓW JAKO ELEMENT BEZPIECZEŃSTWA GEOTECHNICZNEGO

Koda Eugeniusz. Dr hab. inż., prof. nadzw. Prodziekan Wydziału ds. Nauki. Kontakt

Wykorzystanie modelu numerycznego do oceny skuteczności działania drenaży, ograniczających transport zanieczyszczeń w wodach podziemnych

Regionalne dokumentacje hydrogeologiczne

WYKORZYSTANIE CIEKÓW POWIERZCHNIOWYCH W MONITOROWANIU JAKOŚCI EKSPLOATOWANYCH ZBIORNIKÓW WÓD PODZIEMNYCH

Rozkłady prędkości przepływu wody w korytach z roślinnością wodną Distributions of water velocities in open-channels with aquatic vegetation

OPINIA GEOTECHNICZNA

Charakterystyka zlewni

Miejscowość: Ostrówek Gmina: Klembów Powiat: Wołomiński. Zleceniodawca: Opracowanie: Hydrotherm Łukasz Olszewski. mgr inż.

ZASTOSOWANIE BADAŃ GEOTECHNICZNYCH DO ROZPOZNANIA WARUNKÓW LOKALIZACJI OBIEKTÓW GOSPODARKI ODPADAMI

Operat hydrologiczny jako podstawa planowania i eksploatacji urządzeń wodnych. Kamil Mańk Zakład Ekologii Lasu Instytut Badawczy Leśnictwa

PRACOWNIA GEOTECHNIKI, GEOLOGII INśYNIERSKIEJ, HYDROGEOLOGII I OCHRONY ŚRODOWISKA. Luty 2014 r.

z dnia 22 listopada 2006 r.

S P I S Z A W A R T O Ś C I

Charakterystyka głównych składowych bilansu wodnego

OPINIA GEOTECHNICZNA

ROZPORZĄDZENIE NR 2/2007

Zabezpieczenia domu przed wodą gruntową

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

Sylwia STĘPIEŃ, Monika JĘDRYSZEK, Eugeniusz KODA. Katedra Geoinżynierii SGGW w Warszawie Department of Geotechnical Engineering WULS SGGW

Zasoby dyspozycyjne wód podziemnych

Przebieg niżówki hydrogeologicznej i jej wpływ na warunki zaopatrzenia w wodę podczas suszy 2015 roku na obszarze wybranych rejonów kraju

w związku z projektowaną budową przydomowych oczyszczalni ścieków

DOKUMENTACJA PROJEKTOWA

Załączniki tekstowe 1. Zestawienie wyników pomiarów zwierciadła wody w latach

STUDIA MAGISTERSKIE SPECJALIZACJA HYDROGEOLOGIA. Moduł XII Dr hab. prof. Henryk Marszałek PRZEPŁYW WÓD PODZIEMNYCH I MIGRACJA ZANIECZYSZCZEŃ

Karta rejestracyjna osuwiska

PRACE ORYGINALNE. Wprowadzenie. Joanna FRONCZYK, Kazimierz GARBULEWSKI

Warszawa, dnia 6 października 2016 r. Poz ROZPORZĄDZENIE NR 13/2016 DYREKTORA REGIONALNEGO ZARZĄDU GOSPODARKI WODNEJ W WARSZAWIE

SKŁADOWISKO ODPADÓW W JASKÓŁOWIE

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

Zawartość opracowania

GeoPlus Badania Geologiczne i Geotechniczne. Dr Piotr Zawrzykraj Warszawa, ul. Alternatywy 5 m. 81, tel ,

GEO GAL USŁUGI GEOLOGICZNE mgr inŝ. Aleksander Gałuszka Rzeszów, ul. Malczewskiego 11/23, tel

Spis Treści. CZĘŚĆ OPISOWA str.

OPIS TECHNICZNY. szczegółowego zakresu i formy dokumentacji projektowej, specyfikacji

OPINIA GEOTECHNICZNA dla projektowanych masztów oświetleniowych na obiekcie stadionu GKS OLIMPIA w Grudziądzu przy ul.

Miasto Stołeczne Warszawa pl. Bankowy 3/5, Warszawa. Opracował: mgr Łukasz Dąbrowski upr. geol. VII Warszawa, maj 2017 r.

Wykonawca dr hab. inż. Wojciech Dąbrowski

Wykonawca dr hab. inż. Wojciech Dąbrowski

Wprowadzenie. Małgorzata KLENIEWSKA. nawet już przy stosunkowo niewielkim stężeniu tego gazu w powietrzu atmosferycznym.

ZRÓWNOWAŻONA GOSPODARKA WODNA W PRZESTRZENI MIEJSKIEJ

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

Bagna Nietlickie ochrona i zagrożenia

2. Lokalizacja obiektu i charakterystyka jego części podziemnej

Plan wykładu. 1. Pochodzenie wód podziemnych. 2. Klasyfikacja wód podziemnych

Rys. 1 Plan syt. wys. 1:500. Rys. 3 Przekrój poprzeczny konstrukcja drogi 1:25. Rys. 4 Makroniwelacja terenu plan syt.-wys. 1:500

IV. Termin wykonania przedmiotu zamówienia: 60 dni od daty podpisania umowy.

Lublin, dnia 7 listopada 2013 r. Poz ROZPORZĄDZENIE NR 11/2013 DYREKTORA REGIONALNEGO ZARZĄDU GOSPODARKI WODNEJ W WARSZAWIE

Budowa sieci kanalizacji sanitarnej od ulicy Radosnej do przepompowni ścieków przy ulicy Kutrowskiego - Projekt tymczasowego odwodnienia wykopów

z dnia 27 czerwca 2006r.

Przebudowa odcinka drogi gminnej nr K ul. Trakt Św. Kingi w km

P R Z E D S IĘBIORSTWO G E O L O G I C Z N E

SPIS ZAWARTOŚCI TECZKI A. Strona tytułowa 1 B. Spis zawartości teczki 2 C. Opis techniczny 3

5. Rozporządzenie wchodzi w życie po upływie 14 dni od dnia ogłoszenia w Dzienniku Urzędowym Województwa Zachodniopomorskiego.

Rada Gminy Krupski Młyn

Informacja dotycząca funkcjonowania składowiska odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne zlokalizowanego w Otwocku - Świerku

on behavior of flood embankments

WPŁYW SKŁADOWISKA ODPADÓW KOMUNALNYCH W WOJCZYCACH NA JAKOŚĆ WÓD PODZIEMNYCH

Transkrypt:

Eugeniusz KODA, Edward WIENCŁAW, Tomasz KOŁANKA Katedra GeoinŜynierii SGGW Department of Geotechnical Engineering WAU Modelowanie przepływu wód podziemnych i infiltracji zanieczyszczeń w korpusie odpadów składowiska Groundwater flow and infiltration pollutant modelling in wastes body of the landfill Słowa kluczowe: składowisko, ochrona wód podziemnych, modelowanie przepływu, infiltracja zanieczyszczeń Key words: landfill, groundwater protection, flow modelling, pollutant infiltration Wprowadzenie Model, na którym wykonano symulację nieustalonego przepływu wód podziemnych i transportu zanieczyszczeń, jest odwzorowaniem numerycznym składowiska odpadów w Radiowie koło Warszawy wraz z terenem przyległym. Obiekt był eksploatowany od 1962 do 1991 roku jako składowisko odpadów komunalnych, od 1992 roku do chwili obecnej deponowane są na nim tylko odpady balastowe pochodzące z produkcji kompostu, zawierające głównie: szkło, plastiki, tekstylia i inne składniki nienadające się do wytwarzania kompostu. W ramach rekultywacji składowiska i ochrony wód podziemnych przed zanieczyszczeniami pochodzącymi ze składowiska została wykonana m.in. pionowa przesłona bentonitowa metodą jednofazową z wykorzystaniem zawiesiny twardniejącej. Przesłona ma za zadanie zatrzymać migrację zanieczyszczeń ze składowiska w postaci odcieków do pierwszej warstwy wodonośnej. Głębokość wykonania przesłony była uzaleŝniona od głębokości występowania stropu utworów słabo przepuszczalnych (gliny zwałowe, iły trzeciorzędowe) i wynosi od 3,5 do 22 metrów. Badania modelowe przedstawione w artykule zostały przeprowadzone w ramach projektu badawczego 2 P04G 056 27 finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji. Modelowanie przepływu wód podziemnych i infiltracji zanieczyszczeń... 17

Obszar badań Składowisko Radiowo jest połoŝone w północno-zachodniej części Warszawy. Składowisko o wysokości 60 m zajmuje powierzchnię około 16 ha (rys. 1). Prace rekultywacyjne na składowisku rozpoczęto w 1998 roku i obejmują one wykonanie m.in.: przesłony przeciw filtracyjnej, systemu drenaŝowego odcieków, systemu recyrkulacji odcieków, kształtowania skarp i budowę dróg technologicznych, mineralnego systemu przykrycia i regulacji stosunków wodnych na terenach przyległych. Planowane jest jeszcze dokończenie kształtowania bryły składowiska z wykorzystaniem odpadów balastowych i wykonanie systemu odgazowania składowiska w 2006 roku. W ramach systemu recyrkulacji rozprowadzane są na części terenu składowiska odcieki i nadmiar wód opadowych z terenu kompostowni. Charakteryzują się one stęŝeniem jonów chlorkowych w granicach od 0,9 do 4,1 g/dm 3, średnio 2,5 g/dm 3. NatęŜenie infiltracji odcieków składowiskowych i wód z terenu kompostowni na terenie składowiska szacowane jest na q inf = = 150 mm/rok (Koda i in. 2004). Teren składowiska w Radiowie usytuowany jest w wododziałowej części rzeki Łasicy prawobrzeŝnego dopływu rzeki Bzury. Wody spływające powierzchniowo z rozpatrywanego obszaru siecią drobnych cieków i rowów melioracyjnych trafiają do Lipowskiej Wody, dopływu Kanału Zaborowskiego, sztucznego cieku uchodzącego do rzeki Łasicy. WzdłuŜ wschodniej granicy monitorowanego terenu biegnie rów, prowadzący wody zanieczyszczone bezpośrednio do Lipowskiej Wody. Od zachodniej strony brak jest rowu odprowadzającego wody powierzchniowe, a odpływ utrudnia nasyp kolejowy, powodujący przez wiele lat tworzenie się rozlewisk odcieków na terenach przyległych. Za nasypem kolejowym przebiega ciek zbierający wody i prowadzący je wzdłuŝ wschodniej strony ulicy Estakady, tworząc miejscami niewielkie okresowe rozlewiska infiltrujące w podłoŝe. Wody te migrują w kierunku północno-zachodnim. Od strony południowej moŝliwy jest tylko okresowy odpływ wód zanieczyszczonych w kierunku południowo-wschodnim, co powoduje tworzenie się bezodpływowych zagłębień i podmokłości w Lesie Boernerowskim, szczególnie w okresie wiosennym. Od strony północnej, wzdłuŝ krawędzi składowiska i ulicy Kampinoskiej istnieje rów umocniony płytami betonowymi, prowadzący niewielką ilość wód w kierunku zachodnim do oczyszczalni znajdującej się na terenie kompostowni. Naturalny przepływ wód gruntowych pierwszego poziomu wodonośnego obecnie jest uwarunkowany wykonaniem pionowej przesłony przeciwfiltracyjnej wokół składowiska, która zapobiega mieszaniu się wód napływających od strony południowo-wschodniej i uniemoŝliwia odpływ silnie zanieczyszczonych odcieków z podstawy składowiska w kierunku północno- -zachodnim. Obecnie wody gruntowe opływają składowisko na zewnątrz przesłony przeciwfiltracyjnej, powodując powstanie lokalnych rozlewisk od strony południowej, szczególnie w okresach wiosennych i po intensywnych opadach. W ramach projektu rekultywacji przewiduje się wykonanie rowu przejmującego napływające wody od południowej 18 E. Koda, E. Wiencław, T. Kołanka

F E P-17 D P-16 C P-14 P-12 P-13 P-11 S-I P-15 P-10 P-8 P-9 P-1 P-2 B P-7 A P-6 P-5 P-3 P-4 - analizowany obszar / analysed area P-1A S-I A - pierzometr I-go poziomu wodonośnego / shallow piezometer - studnia II-go poziomu wodonośnego / deep well - miejsce poboru prubek wód powierzchniowych / surface water sample - przesłona przeciwfiltracyjna / cut-off wall barrier RYSUNEK 1. Lokalizacja składowiska w Radiowie wraz z punktami monitoringu wód FIGURE 1. Location of Radiowo landfill and water quality monitoring i wschodniej strony składowiska oraz utrzymanie istniejącego rowu wzdłuŝ ulicy Kampinoskiej. PodłoŜe składowiska Radiowo, w przypowierzchniowej części, zbudowane jest z polodowcowych i zastoiskowych osadów piaszczystych o miąŝszości 2 8 m, z lokalnymi przegłębieniami nawet do 20 m. W górnej części są to piaski drobnoziarniste z namułami, a w dolnej części warstwy piasków od drobnoziarnistych do gruboziarnistych. Modelowanie przepływu wód podziemnych i infiltracji zanieczyszczeń... 19

Warstwa ta stanowi przypowierzchniowy poziom wodonośny o zwierciadle swobodnym na głębokości 0-2 m p.p.t. Zasilanie tego poziomu odbywa się drogą infiltracji wód opadowych oraz w wyniku napływu wody z terenów leśnych połoŝonych na południowywschód od składowiska. Rowy odwadniające od strony północno-wschodniej i zachodniej, jak równieŝ ciek przepływający od strony północnej stanowią układ lokalnego drenaŝu przypowierzchniowego poziomu wodonośnego, przez wiele lat zanieczyszczanego odciekami ze składowiska. Po wykonaniu przesłony przeciwfiltracyjnej i wdro- Ŝeniu systemu recyrkulacji zanieczyszczonych wód na składowisku dopływ zanieczyszczeń do pierwszego poziomu wodonośnego terenów przyległych do składowiska i do cieków powierzchniowych został zatrzymany (Koda i Wiencław 2005). Bentonitową przesłonę przeciwfiltracyjną wokół składowiska Radiowo wykonano w latach 1999 2000. Przesłona ma 0,6 m szerokości i jest zagłębiona minimum 2 m poniŝej stropu utworów słabo przepuszczalnych (tj. 3,5 22 m p.p.t.) reprezentowanych przez czwartorzędowe gliny polodowcowe (strona południowa, wschodnia i częściowo zachodnia) oraz plioceńskie iły zastoiskowe (strona północna i północno-zachodnia). Model przepływu wód gruntowych i transportu Model numeryczny przepływu wód podziemnych został opracowany z wykorzystaniem pakietu GMS/ FEMWA- TER (GMS 2000, Lin i in. 2000). Podstawą modelu przepływu FEMWATER jest rozwiązanie przestrzenne (3-D) zadania przepływu i transportu. Celem obliczeń numerycznych było określenie wpływu pionowej przesłony na kształtowanie się zwierciadła wód podziemnych w rejonie składowiska oraz określenie czasu, po którym odcieki zrzucane na powierzchnię składowiska osiągną poziom zwierciadła wód podziemnych. Program FEMWATER umoŝliwia określenie czasu przepływu wody przez warstwy słabo przepuszczalne (Wiencław i Ziembikiewicz 2000). Podstawowym równaniem róŝniczkowym w FEMWATER opisującym przepływ wód podziemnych jest równanie Richards a: [ k k ( h + z) ] r s h + q = F t gdzie: k r względna przewodność hydrauliczna, k s tensor przewodności hydraulicznej strefy saturacji (L/T), h wysokość ciśnienia (L), z wysokość połoŝenia (L), q funkcja wyraŝająca zasilanie lub pobór wody odniesione do jednostkowej objętości ośrodka i jednostki czasu (1/T), F = θ róŝniczkowa pojemność h wodna, gdzie: θ objętościowa zawartość wody (L 3 /L 3 ), t czas (T). Ogólnie F, θ i k r są funkcjami h. W modelu zaleŝności te zostały zdefiniowane jako funkcje opisane zaleŝno- 20 E. Koda, E. Wiencław, T. Kołanka

ściami podanymi przez van Genuchtena (1980). Podstawowymi procesami transportu zanieczyszczeń, które mogą być rozpatrywane z wykorzystaniem modelu FEMWATER są adwekcja, dyspersja i dyfuzja oraz adsorpcja i rozpad. W prezentowanym modelu proces transportu rozpatrywano jako transport adwekcyjny rozpuszczonego pojedynczego składnika (stęŝenie chlorków Cl ), który moŝna opisać równaniem: C θ + V C = 0 t gdzie: θ objętościowa zawartość wody (L 3 /L 3 ), V wektor prędkości przepływu (L/T), operator Nabla, C stęŝenie zanieczyszczenia w wodzie (M/L 3 ). Na modelu odwzorowano teren składowiska i kompostowni wraz ze strefą otulinową o szerokości około 200 m, o łącznej powierzchni 88 ha. Powierzchnia terenu składowiska w planie wynosi około 16 ha. Powierzchnia części składowiska w planie, na którą są odprowadzane odcieki, wynosi 0,5 ha. Bryłę prezentowanego modelu numerycznego przedstawiono na rysunku 2 (GMS 3.1 2000). Generowana siatka składa się z 8903 elementów i 5289 węzłów. Maksymalna rzędna odwzorowanej bryły wynosi 78 m nad 0 Wisły. Minimalna rzędna odwzorowanej bryły składowiska i terenów przyległych wynosi 5 m nad 0 Wisły. W modelu, odpowiednio do rozpoznania budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych rejonu składowiska (Koda 1999), wyróŝniono cztery warstwy osadów podłoŝa. Zaczynając od najstarszych (najniŝej zalegających) do najmłodszych (występujących przy powierzchni terenu), są to: iły (I) charakteryzujące się przewodnością hydrauliczną k s = 5 10 9 m/s i objętościową zawartością wody θ = 0,35, gliny piaszczyste (Gp) o k s = 1 10 7 m/s i θ = 0,38, piaski od drobnoziarnistych Przesłona przeciwfiltracyjna 0 50 100 m RYSUNEK 2. Model numeryczny 3-D GMS dla odwzorowania bryły składowiska Radiowo FIGURE 2. The 3-D GMS numerical mesh for Radiowo landfill Modelowanie przepływu wód podziemnych i infiltracji zanieczyszczeń... 21

do gruboziarnistych (Pd/Ps/Pr) o k s = 1 10 4 m/s i θ = 0,43 oraz piaski drobnoziarniste z namułami (Pd) o k s = 5 10 5 m/s i θ = 0,43. Wartości objętościowej zawartości wody wymienionych gruntów przyjęto za Carsel i Parrish (1988), natomiast dla odpadów na podstawie badań polowych (Koda i śakowicz 1998). Odpady o k s = 1 10 4 m/s i θ = 0,055 0,43 znajdują się w środku modelu i stanowią jednocześnie jego górną część. WzdłuŜ granicy nagromadzonych odpadów przebiega pionowa przesłona przeciwfiltracyjna o k s = 5 10 10 m/s i θ = 0,36 (Koda i Skutnik 2003). Wartości przewodności hydraulicznej (k s ) dla strefy saturacji, objętościową zawartość wody θ(h) i względną przewodność hydrauliczną k r (h) dla osadów z podłoŝa składowiska, odpadów i bentonitu, przyjęte w modelu numerycznym, przedstawiono w tabeli 1. TABELA 1. Parametry materiałowe do modelowania numerycznego TABLE 1. Soils/material parameters for modelling Rodzaj materiału Material Bentonit Bentonite 5 10 10 0,36 0,99 1,0 Odpady Wastes 1 10 4 0,055 0,43 0,37 1,0 Piasek drobny Dense sand 5 10 5 0,43 0,99 1,0 Piaski nierównomiernie uziarnione 1 10 4 0,43 0,99 1,0 Non-uniform sands Gliny piaszczyste 1 10 7 0,38 1,0 Sandy clays Iły trzeciorzędowe Tertiary clays k s [m /s] θ [c m 3 /c m 3 k r [- ] 5 10 9 0,35 1,0 Przyjęte warunki początkowe dla przepływu ilustruje mapa ukształtowania zwierciadła wód podziemnych dla sytuacji z 1998 roku (rys. 3), tj. dla sytuacji przed rozpoczęciem realizacji systemu zagospodarowania odcieków i budowy pionowej przesłony przeciwfiltracyjnej. Początkowe warunki dla transportu zanieczyszczeń przyjęto jako C = 0. I H = 17,0-23,2 m c = 0 g/dm 3 qn = 150 mm /rok c = 2,5 g/dm 3 qn = 0 mm /rok H = 17,0-17,3 m c = 0 g/dm 3 qn = 5 mm / rok H = 23,2-23,4 m c = 0 g/dm 3 H = 17,3-23,4 m c = 0 g/dm 3 I 100 m RYSUNEK 3. Warunki brzegowe przyjęte dla modelu przepływu i infiltracji w rejonie składowiska Radiowo; I I linia przekroju FIGURE 3. Boundary conditions for the flow and transport numerical model of Radiowo landfill surroundings; where I I is the cross-section line 22 E. Koda, E. Wiencław, T. Kołanka

W planie granice zewnętrzne modelu pokrywają się z przebiegiem cieków powierzchniowych otaczających teren składowiska. Cieki te odwzorowano na modelu jako ograniczenie o warunkach brzegowych Dirichleta, dla przepływu o stałych wartościach wysokości hydraulicznej równej rzędnym zwierciadła wody w ciekach, wynoszących od 17 m nad 0 Wisły (w części północnej modelu) do 23,45 m nad 0 Wisły (w części południowej), a dla transportu jako ograniczenia o C = 0 (rys. 3). Część terenu składowiska, na której dokonywany jest zrzut odcieków ze składowiska i kompostowni, wód opadowych z terenu kompostowni (recyrkulacja), odwzorowano na modelu w postaci warunku Neumanna q N = 150 mm/rok dla przepływu a dla transportu w postaci warunku Dirichleta o stęŝeniu wskaźnika zanieczyszczeń (Cl ) C = 2,5 g/dm 3. Na terenie przyległym do składowiska natęŝenie infiltracji opadów atmosferycznych odwzorowano na modelu takŝe w postaci warunku Neumanna o wartości q N = 5 mm/rok. Dla powierzchni stromych zboczy składowiska przyjęto q N = 0 mm/rok. Wyniki modelowania przepływu i transportu Wyniki symulacji procesu przepływu wód podziemnych opracowano w postaci mapy hydroizohips (rys. 4). Przedstawiony na mapie obraz ukształtowania zwierciadła wody gruntowej odpowiada sytuacji względnego 100 m RYSUNEK 4. Przyjęte warunki początkowe dla przepływu (mapa hydroizohips dla stanu w 1998 roku, tj. przed rozpoczęciem robót rekultywacyjnych na składowisku) FIGURE 4. Initial hydraulic conditions (the contour map of GWL in 1998 before remedial works starting) ustalenia się przepływu wód podziemnych w podłoŝu składowiska i w jego otoczeniu. Dla odwzorowanego na modelu stanu rekultywacji składowiska okres ustalenia się przepływu wód podziemnych wynosi około 4 lata (rys. 5). Modelowanie przepływu wód podziemnych i infiltracji zanieczyszczeń... 23

100 m RYSUNEK 5. Mapa hydroizohips dla podłoŝa składowiska i okolic po 4 latach od wykonania pionowej przesłony przeciwfiltracyjnej i wdro- Ŝenia systemu recyrkulacji FIGURE 5. The groundwater contour map for the landfill subsoil with the vertical barrier and the leachate re-circulation system 4 years after its exploitation Porównanie ukształtowania powierzchni zwierciadeł wód podziemnych dla stanu przed rekultywacją składowiska i dla stanu po 4 latach od wykonania przesłony przeciwfiltracyjnej i wdroŝenia układu recyrkulacji odcieków wykazuje, Ŝe ukształtowanie zwierciadła wód podziemnych w rejonie składowiska uległo zmianie (rys. 6). 100 m RYSUNEK 6. Mapa zmian połoŝenia zwierciadła wody gruntowej na składowisku i terenach przyległych w wyniku działania pionowej przesłony i eksploatacji systemu recyrkulacji odcieków FIGURE 6. The contour map of changes of the groundwater level on the landfill and surroundings caused by the vertical barrier and the leachate re-circulation W podłoŝu składowiska ma miejsce zarówno obniŝenie się zwierciadła wód podziemnych, jak i jego podwyŝszenie. ObniŜenie zwierciadła w granicach do około 0,6 m występuje w południowej części składowiska. PodwyŜszenie po- 24 E. Koda, E. Wiencław, T. Kołanka

ziomu wód podziemnych ma miejsce w centralnej i północnej części składowiska, gdzie wznios zwierciadła wody dochodzi do 0,5 m. Na terenie przyległym do składowiska jest podobnie ma miejsce zarówno obniŝenie się zwierciadła wód podziemnych, jak i jego lokalne podwyŝszenie. Maksymalne obniŝenie w połoŝeniu zwierciadła do 0,7 m ma miejsce w północnej części terenu, bezpośrednio przyległej do przesłony przeciwfiltracyjnej. Natomiast największe podpiętrzenie wód podziemnych do 0,5 m, występuje w części terenu przyległej do składowiska od południa, gdzie przesłona stanowi barierę utrudniającą przepływ wodzie podziemnej z południa ku północy. Wyniki modelowych symulacji poziomu zwierciadła wód podziemnych są porównywalne z pomiarami w ramach sieci monitoringu lokalnego wód podziemnych w piezometrach (Golimowski i Koda 2001). Wyniki symulacji transportu adwekcyjnego odcieków w korpusie i podłoŝu składowiska przedstawiono na przekroju I I (rys. 7) w postaci linii równych czasów (izochron) infiltracji frontu odcieków. Nawiązując do celu badań modelowych, moŝna przyjąć, Ŝe odcieki dotrą do zwierciadła wód podziemnych w podłoŝu składowiska po około 40 latach od momentu ich zrzutu na korpus składowiska. Podsumowanie i wnioski Ochrona przypowierzchniowych wód podziemnych przed odciekami ze składowiska Radiowo jest realizowana z wykorzystaniem systemu składającego się z pionowej przesłony przeciwfiltracyjnej i drenaŝu opaskowego, dodatkowo uzupełnionego układem recyrkulacji odcieków na powierzchnię składowiska. Modelowanie numeryczne jest przydatne do jakościowej oceny wpływu bariery pionowej na przepływ wód gruntowych. Wyniki modelowania numerycznego dla składowiska Radiowo, przedstawione i przeanalizowane w artykule, wskazują na izolacyjny charakter bentonitowej przesłony pionowej. W wyniku wykonania pionowej przesłony bentonitowej i wdroŝenia układu recyrkulacji odcieków na powierzchnię składowiska, poziom zwierciadła wody (odcieków) na obszarze składowiska (otoczonym pionową przesłoną) równieŝ został zmieniony, tj. nastąpiło obniŝenie lub podwyŝszenie poziomu odcieków, w zaleŝności od strefy składowiska. Prognoza połoŝenia zwierciadła wód podziemnych/odcieków w składowisku posłuŝyła do opracowania projektu drenaŝu odcieków i ustalenia rzędnej korony przesłony bentonitowej, zapewniających uniknięcie przelania się odcieków poprzez przesłonę na tereny przyległe. Wyniki modelowania przepływu wody gruntowej zostały zweryfikowane pomiarami monitoringowymi w płytkich piezometrach rozmieszczonych wokół składowiska. Nawiązując do postawionego celu modelowania transportu w korpusie składowiska Radiowo, moŝna przyjąć, Ŝe odcieki rozprowadzone na koronę składowiska osiągną w wyniku infiltracji poziom wody gruntowej w podłoŝu składowiska po 40 latach. Modelowanie przepływu wód podziemnych i infiltracji zanieczyszczeń... 25

RYSUNEK 7. Izochrony z numerycznej symulacji adwekcyjnego transportu w korpusie i podłoŝu składowiska w przekroju I I FIGURE 7. Isochrones from the numerical simulation of leachate advective transport in the waste body and the landfill subsoil in the cross-section I I' Literatura CARSEL R.F., PARRISH R.S. 1988: Developing joint probability distribution of soilwater retention characteristics. Water Resources Research 24, 5: 755 760. GMS 3.1 2000: Groundwater Modelling System. Birgham Young University Environmental Modelling Research Laboratory, Provo UT. GOLIMOWSKI J., KODA E. 2001: Assessment of remedial works effectiveness on water quality in the vicinity of landfill based on monitoring research. Annals of Warsaw Agric. Univ. SGGW, Land Reclam. 32: 17 30. KODA E. 1999: Remediation of old embankment sanitary landfills. Proc. of the 3 rd BGE Conf. on Geoenv. Engin., London. KODA E., SKUTNIK Z. 2003: Quality control tests of vertical bentonite barriers for old sanitary landfill containment. Proc. of the 13 th Europ. Conf. on Soil Mech. and Geot. Engin., Praha. KODA E., WIENCŁAW E. 2005: Modelling of groundwater flow in old landfill containment with vertical bentonite barrier and leachate re-circulation. Proc. of the 11 th Intern. Conf. of IACMAG., Torino. KODA E., śakowicz S. 1998: Phisical and hydraulics properties of the MSW for water balance of the landfill. Proc. of the 3 rd Intern. Congr. on Environ. Geot., Lisboa. KODA E., GOLIMOWSKI J., PAPROCKI P., KOŁANKA T. 2004: Monitoring wód podziemnych I powierzchniowych w rejonie składowiska I kompostowni Radiowo. Raport roczny 2003. Katedra GeoinŜynierii SGGW, Warszawa. LIN H.C.J., RICHARDS D.R., YEN G.T., CHENG J.R., CHENG H.P., JONES N. 2000: FEMWATER A Three-Dimensional Finite Element Computer Model for Simulating Density-Dependent Flow and Transport in Variably Saturated Media. Version 3.0, Technical Report CHL. U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station. Vicksburg (USA), MS. van GENUCHTEN M.T. 1980: A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of saturated soils. Soil Scie. Soc. Journ. 44: 892 898. WIENCŁAW E., ZIEMBIKIEWICZ M. 2000: Assessment of the time of transport of pollutants trough the poorly permeable layer. Ann. of Warsaw Agric. Univer. SGGW, Land Reclam. 31: 33 40. 26 E. Koda, E. Wiencław, T. Kołanka

Summary Groundwater flow and infiltration pollutant modelling in wastes body of the landfill. The numerical modelling of groundwater flow and pollutant infiltration was analyzed for the old sanitary landfill surrounded by a vertical bentonite barrier. The re-circulation system of leachate applied on the landfill was also analysed in transport modelling. The FEMWATER numerical program was used for the modelling. The aim of modelling was assessment of the vertical bentonite barrier influence on shaping of groundwater level in subsoil on surroundings as well as determination of time infiltration of leachate in the waste body during re-circulation. The results of groundwater monitoring were used for verification and tarring of the numerical model. Authors address: Eugeniusz Koda, Edward Wiencław Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego Katedra GeoinŜynierii Ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa Poland Modelowanie przepływu wód podziemnych i infiltracji zanieczyszczeń... 27