Modeling of the transport of contaminants from the Żelazny Most flotation tailings dam

• Autorzy: Duda R. , Witczak S.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie migracji zanieczyszczeń ze składowiska odpadów poflotacyjnych Żelazny Most

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Żelazny Most dam, the biggest industrial dump in Europe, which serves as a recipient of copper ores flotation tailings, has been operating for 25 years. The area of the dam is 14 km2, volume 315x10[...]m3, and final volume up to 700 x 10[...] m3. The water from the dam seeps into an underlying phreatic porous aquifer. The aquifer is quite heterogenous, of variable thickness from 1 up to 20 m, including layers of high transmissivity up to 300 m2/d. Several plumes flow into the aquifer mainly containing chlorides and sulfates. The largest plume extends 900 m downstream of the dam. A two-dimensional regional model for the vicinity of the tailings dam serves as a basic tool for environmental impact assessment, prediction of groundwater pollution and methods of groundwater protection. The model is permanently fitted and calibrated every 4-5 years according to hydrogeological, hydrological and geophysical monitoring. Technologies for groundwater pollution control were developed. The idea is to limit hydraulic outflow from the dam. Series of wells were designed around the dam to modify hydraulic patterns. New water divides are going to develop and restrict movements of pollutants.

PL

Składowisko Żelazny Most jest największym składowiskiem odpadów przemysłowych w Europie, na którym od 25 lat gromadzone są odpady po flotacji rud miedzi. Powierzchnia składowiska wynosi 14 km2, objętość odpadów 315 x 10[...] m3, ostateczna objętość to około 700 x 10[...] m3. Wody nadosadowe przesiąkają ze składowiska do warstwy wodonośnej o charakterze porowym i swobodnych warunkach ciśnień. Warstwa jest silnie heterogeniczna, o zmiennej miąższości (od 1 do 20 m) i zawierająca strefy o wysokiej przewodności (od 1 do 300 m2/d). Kilka strumieni zanieczyszczeń z wysokimi stężeniami głównie chlorków i siarcznów migruje ze składowiska na jego przedpola zgodnie z kierunkami przepływu wód podziemnych. Największa strefa zanieczyszczeń sięga na odległość 900 m od składowiska. Dwuwymiarowy regionalny model numeryczny otoczenia składowiska jest narzędziem oceny oddziaływania składowiska na środowisko, prognoz zanieczyszczenia wód podziemnych i metod ich ochrony. Model jest wielokrotnie kalibrowany i dopasowywany co 4-5 lat do wyników monitoringu hydrogeologicznego, hydrologicznego i geofizycznego. Opracowano na nim sposób ograniczenia migracji wód nadosadowych polegający na hydraulicznym zamknięciu wypływu wód ze składowiska. Zaprojektowano barierę studni odwadniających rozmieszczonych wokół składowiska, modyfikujących kierunki przepływu wód podziemnych. Odtworzone w ten sposób działy wód podziemnych ograniczą rozpływ zanieczyszczeń.

Słowa kluczowe

EN

groundwater; modeling; mass transport; prediction; flotation tailings

PL

wody podziemne; modelowanie; migracja zanieczyszczeń; prognoza; odpady poflotacyjne

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 19, z. 4
• Strony: 69--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Duda R.

• Dept. of Hydrogeology and Water Protection, University of Science and Technology, Kraków, Poland

autor

Witczak S.

• Dept. of Hydrogeology and Water Protection, University of Science and Technology, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] American Society for Testing and Materials (ASTM), 1999 – RBCA fate and transport models: compendium and selection guidance. West Conshocken, PA, 104 p.
• [2] Chiang W.H., Kinzelbach W., 2001 — 3D groundwater modeling with PMWIN. Springer Vcrlag, Berlin-Heidelberg-New York, 346 p.
• [3] Czaban S., Górski R., Rozmysłowski R., Lewiński J., 1995 — Water and contaminants balancc of the Żelazny Most tailings dam. [In:] Proc. VII Ecological Conf.: Environmental protection problems around flotation tailings dam Żelazny Most, Mineral and Energy Economy Research Inst., Polish Acad. of Sciences, Kraków, pp. 89-97 (in Polish).
• [4] Duda R.,Witczak S., 1993 — Permanent numerical hydrogeological model of the Żelazny Most flotation tailings reservoir as a basic tool for environmental impact assessment and methods of groundwater protection. Współczesne Problemy Hydrogeologii ,VI, 197—204 (in Polish).
• [5] Duda R., Zdechlik R., Kania J., 1997 — Contaminant transport modeling as a tool for endangering assessment and protection of groundwater in the region of Żelazny Most disposal site. Współczesne Problemy Hydrogeologii, VIII, 213-218 (in Polish).
• [6] Goode D.J., Appel C.A., 1992 — Finite difference interblock transmissivity for unconfined aquifers and for aquifers having smoothly varying transmissivity. U.S. Geological Survey Water-Resources Invest. Rep. 92-4124, Menlo Park, 79 p.
• [7] Harbaugh A. W., 1992 — A generalized fmite-difference formulation for the U.S. Geological Survey modular three dimensional finite difference ground-water flow model. U.S. Geological Survey Open-File Rep. 91-494, 60 p.
• [8] Harbaugh A.W., McDonald M.G., 1996 — Uscr’s documentation for MODFLOW-96, an updatc to the U.S. Geological Survey modular fmite-difference ground-water flow model. U.S. Geological Survey Open-File Report 96—485, 56 p.
• [9] Hsich P.A., Freckleton J.R., 1993 — Documentation of a Computer program to simulate horizontal-flow barriers using the U.S. Geological Survey’s modular three-dimensional finite difference ground-water flow model. U.S. Geological Survey Open-File Rep. 92-477, Sacramento, 32p.
• [10] Kleczkowski AS. [ed.], 1990 — The map of the critical protection areas (CPA) of the major groundwater basins (MGWB) in Poland, scale 1:500 000. Central Rcs. Program No. 04.10. Environment Management and Protection, Inst. Hydrogeology and Eng. Geol., Univ. of Mining and Metallurgy, Kraków.
• [11] Lewiński J., Wo1ski W. [ed.], 1996 — Tailings dams. [In:] A. Piestrzyński [ed.] Monografia KGHM Polska Miedź SA, CBPM Cuprum, Lubin, pp. 787-912 (in Polish).
• [12] Małoszewski P., 1978 — A numerical Solutions of the two-dimensional transport equation of a pollutant in groundwater. Inst. Nuclear Physics Rep., 943/PM, Kraków, 192 p. (in Polish, unpublishcd).
• [13] McDonald M.G., Harbaugh A.W., 1996 — Modflow — A three-dimensional finite-difference ground-water flow model. Tech. of Water Resources Invest. of the U.S. Geological Survey., Washington, DC, 530 p.
• [14] Monografia KGHM Polska Miedź SA, A. Piestrzyński i in. [cd.], CBPM Cuprum, Lubin, 1220 p., 1996, (in Polish).
• [15] Nawalany M., Loch L., Sinicyn G., 1992 — Active isolation of waste disposal sites by hydraulic means, Part 11 — Models. Report OS 91-42-C, TNO IGG, Delft.
• [16] Prudic D.E., 1989 — Documentation of a Computer program to simulate stream-aquifer relations using a modular, finite difference ground-water flow model. U.S. Geological Survey Open-Filc Rep. 88-729, Carson City, 113 p.
• [17] Spitz K., Moreno J., 1996 — A practical guide to groundwater and solute transport modeling. John Wiley & Sons Inc., New York-Chichester-Brisbanc-Toronto, 461 p.
• [18] Szczepiński J., 1993 — Hydrodynamic dispersivity in an area of a regional source of contaminants. Technika Poszukiwań Geologicznych — Geosynoptyka i Geotermia 4, 73-75, (in Polish).
• [19] Witczak S., Duda R., 1995 — The idea of draining salt water migrating form the Żelazny Most flotation tailings dam as a basis of groundwater and stream water protection. [In:] Proc. VII Ecological Conf.: Environmental protection problems around flotation tailings dam Żelazny Most, Mineral and Energy Economy Research Inst., Polish Acad. of Sciences, Kraków, pp. 41-48, (in Polish).
• [20] Zheng C., 1993 — Extension of the method of charactcristics for simulation of solute transport in three dimensions. Ground Water 31(3), 456-465.
• [21] Zheng C., Bennett G.D., 1998 — Applied contaminant transport modeling: theory and practice. Van Nostrand Reinhold, New York.
• [22] Zengh C., Wang P.P., 1998 — MT3DMS, A modular three-dimensional multispecies transport model for simulation of advection, dispersion and Chemical reactions of contaminants in groundwater systems. Documentation and uscr’s guide. Dept. of Geology and Mathematics, Univ. of Alabama, 237 p.