Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The pathway of the water exchange over the Gdańsk-Gotland Sill of the Baltic Sea and its impact on habitat formation during the stagnation period

Krek Alexander, Gusev Andrey, Krek Elena, Krechik Viktor, Kapustina Mariia, Kondrashov Aleksei, Dudkov Ivan

Oceanologia

|

2021

|

No. 63 (2)

163--178

EN

Water exchange between the deep basins of the Baltic Sea during stagnation periods ventilates the bottom layer. Such exchange may be local and associated with the seabed topography features. The aim of this study is to investigate the possible pathway of water exchange within the Gdańsk-Gotland Sill. A comprehensive study was conducted near the one of the local erosional trenches (depressions), comprising bathymetric survey using multibeam echosounder, water column CTD-sounding, tilt current meters mooring, and sampling of seabed deposits and macrozoobenthos. The absence of pelitic sediments even in the natural trench depressions was identified. The seabed is composed of dense clays with surface erosion signs. The presence of a current towards the Gotland Basin was recorded in the bottom layer of the erosional trench. This layer was characterized by increased salinity and dissolved oxygen concentration. The trench was also an area with macrozoobenthos richer in species composition and biomass. Moreover, indicator species of the North Sea waters were found exclusively within the erosional trench. Macrozoobenthic community structure and the age of benthic organisms confirm the existence of permanent water exchange directly from the Słupsk Furrow through the erosional trench, and indicate one of the advective pathways of water exchange between the deep Baltic Sea basins.

2

Impact of ground adsorption capacity on the change in chemical composition of groundwater

Aniszewski Andrzej

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 2

35--41

EN

Demonstrating the impact of time-dependent ground adsorption capacity on the change in chemical composition of groundwater is an important issue in understanding the groundwater mass transport process. Commonly used parameters characterizing ground adsorption capacity (Ra, ux* = ux/Ra, Δ C*max) were analyzed in this work to demonstrate time-varying values of this capacity for a chosen type of ground. Analysis of values of the selected parameters showed a gradual time decline in ground adsorption capacity as well as a gradual increase of groundwater contamination. This gradual increase in groundwater contamination over time is also important in practice. It implies the necessity to use more and more advanced (expensive) methods of water treatment in groundwater intakes.

PL

Wykazanie wpływu zależnej od czasu pojemności adsorpcyjnej gruntu na zmianę składu chemicznego wód podziemnych jest ważnym zagadnieniem w zrozumieniu procesu transportu masy wód podziemnych. W niniejszej pracy przeanalizowano powszechnie stosowane parametry charakteryzujące pojemność adsorpcyjną gruntu (Ra, ux* = ux/Ra, Δ C*max ), aby wykazać zmienne w czasie wartości tej pojemności. Dokładna analiza wartości liczbowych wybranych parametrów wykazała spadkową w czasie tendencję pojemności adsorpcyjnej gruntu, a także stopniowy wzrost zanieczyszczenia wód gruntowych. Ten stopniowy w czasie wzrost zanieczyszczenia wód gruntowych jest również ważny w praktyce. Wiąże się bowiem z koniecznością stosowania coraz bardziej zaawansowanych (kosztownych) metod uzdatniania wód podziemnych pobieranych z ujęć.

3

Parametry opisujące zmienną pojemność adsorpcyjną gruntu jako pomocnicze narzędzia w określaniu zmian jakości wód podziemnych (w strefie saturacji)

Aniszewski Andrzej

Instal

|

2019

|

nr 10

52--57

PL

Ważnym zagadnieniem w transporcie zanieczyszczeń w gruncie jest wykazanie wpływu zależnej od czasu pojemności adsorpcyjnej tego gruntu na zmianę jakości wód podziemnych (w strefie saturacji). W pracy, dla wybranego gruntu i przepływających w nim zanieczyszczeń, wykazano tendencję zmiany pojemności adsorpcyjnej tego gruntu na podstawie wybranych parametrów charakteryzujących tę pojemność (Ra, ux/Ra, ΔC*max). Analiza liczbowych wartości tych parametrów wykazała zarówno spadkową w czasie tendencję pojemności adsorpcyjnej analizowanego gruntu jak i stopniowy wzrost zanieczyszczenia wód gruntowych. Dlatego wnioski wynikające z tych badań mogą być bardzo użyteczne w praktyce, gdy wykorzystuje się zasoby tych wód do różnych celów i gdy jednocześnie czystość tych wód maleje w czasie.

EN

An important issue in the transport of pollutants in the ground is the demonstration of the impact the time-dependent adsorption capacity of this ground on the change in the quality of groundwater (in a saturated zone). At work both for the selected ground and pollutants flowing in it, there is a tendency change of the adsorption capacity of this ground based on the adopted parameters characterizing this capacity (Ra, ux/Ra, ΔC*max). The analysis of the numerical values of these parameters showed both a declining tendency in time of the adsorption capacity of the analyzed ground as well as in a gradual increase contamination of groundwater. Therefore, the conclusions of these research can be very useful in practice, when using groundwater resources for various purposes and when simultaneously the purity of these waters decreases in time.

4

Analiza wpływu procesu adsorpcji na czystość wody gruntowej na przykładzie wybranego obiektu w Województwie Zachodniopomorskim

Aniszewski A.

Instal

|

2018

|

nr 12

44--47

PL

Przy transporcie zanieczyszczeń w gruncie ważnym problemem jest problem określania zmiennej w czasie zdolności adsorpcyjnej gruntu, który w istotny sposób wpływa na stopień czystości wody gruntowej. W pracy dla wybranego gruntu i płynącego w nim zanieczyszczenia określono tendencje zmian zdolności adsorpcyjnej na podstawie wybranych parametrów charakteryzujących tą zdolność. Przeprowadzone badania wykazały spadkową tendencję zdolności adsorpcyjnej gruntu powodując stopniowy wzrost zanieczyszczenia wody gruntowej. Taki wniosek może być bardzo pomocny w praktyce przy wykorzystywaniu zasobów wód gruntowych dla różnych celów (jako główny cel pracy).

EN

When transporting pollutants in the soil, an important problem is the problem of determining the variable in time adsorption capacity of this soil, which significantly affects the degree of groundwater purity. In the work for the selected soil and the contaminant flowing in it, the tendency of adsorption capacity changes was determined based on selected parameters characterizing this capacity. The conducted research showed a decreasing tendency of soil adsorption capacity causing gradual increase of groundwater pollution. Such a conclusion can be very helpful in practice when using groundwater resources for various purposes (as the main goal of the study).

5

Modeling of the Cs137 and Sr90 contamination transportation process performed for the vicinity of National Radioactive Wastes Disposal in Różan : NE Poland

Miecznik M., Mietelski J. W., Łokas E., Kleszcz K.

Computer Science and Mathematical Modelling

|

2018

|

No. 7

19--30

EN

This paper contains the results of radionuclides transportation modeling under National Radioactive Waste Disposal (NRWD) grounds in Różan (northeast Poland). The disposal is of the low- and intermediate-level waste (LILW) type. We simulated the radionuclides transportation process through sandy soils. The simulation was performed in a self-written simulator in Scilab using the finite difference method. The model included diffusion, advection and radioactive decay. The model was tested according to convergence and stability. Assuming the hydrological gradient being 0.008, the contamination transportation time was 30–46 years depending on the modeled problem. The modeled distance of 600 m was from underneath the disposal to the exudation in the Narew ravine. Radioactive decay for both cesium (Cs 137) and strontium (Sr 90) had a significant impact on the results. The model proved to be a useful tool for performing simple scientific simulations. This survey was part of a PhD thesis.

PL

Artykuł zawiera wyniki modelowania transportu potencjalnego skażenia Cs 137 i Sr 90, przeprowadzonego dla wód podziemnych pod Krajowym Składowiskiem Odpadów Promieniotwórczych w Różanie (północno-wschodnia Polska). KSOP jest składowiskiem odpadów nisko- i średnioaktywnych. Modelowanie zostało przeprowadzone w samodzielnie napisanym symulatorze, w programie SciLab, z wykorzystaniem metody różnic skończonych. Symulowano proces transportu radionuklidów przez piaszczyste gleby. Model zawierał dyfuzję, adwekcję i rozpad promieniotwórczy. Model został przetestowany pod względem zbieżności i stabilności. Modelowany czas transportu skażeń spod dna składowiska do koryta rzeki Narew, przy założeniu gradientu hydrologicznego 0.008, wynosił od 30 do 46 lat w zależności od przyjętego scenariusza. Modelowany dystans wynosił 600 m. Rozpad promieniotwórczy miał znaczący wpływ na uzyskane rezultaty. Modelowanie potwierdziło, że symulator jest użytecznym narzędziem do przeprowadzania prostych, naukowych symulacji. Przeprowadzone badania były częścią pracy doktorskiej.

6

Adsorption capacity of chosen sandy ground with respect to contaminants relocating with groundwater

Aniszewski A.

Archives of Environmental Protection

|

2017

|

Vol. 43, no. 1

27--33

EN

One of the most important problems concerning contaminant transport in the ground is the problem related to the definition of parameters characterizing the adsorption capacity of ground for the chosen contaminants relocating with groundwater. In this paper, for chloride and sulfate indicators relocating in sandy ground, the numerical values of retardation factors (Ra) (treated as average values) and pore groundwater velocities with adsorption (ux/Ra) (in micro-pore ground spaces) are taken into consideration. Based on 2D transport equation the maximal dimensionless concentration values (C*max c) in the chosen ground cross-sections were calculated. All the presented numerical calculations are related to the unpublished measurement series which was marked in this paper as: October 1982. For this measurement series the calculated concentration values are compared to the measured concentration ones (C*max m) given recently to the author of this paper. In final part of this paper the parameters characterizing adsorption capacity (Ra, ux/Ra) are also compared to the same parameters calculated for the two earlier measurement series. Such comparison also allowed for the estimation of a gradual in time depletion of adsorption capacity for the chosen sandy ground.

PL

Jednym z najważniejszych problemów dotyczących przepływu zanieczyszczeń w wodzie gruntowej jest problem związany z określeniem parametrów charakteryzujących zdolność adsorpcyjną gruntu dla wybranych zanieczyszczeń przemieszczających się z wodą gruntową. W tym artykule, dla chlorowych i siarczanowych wskaźników przemieszczających się w piaszczystym gruncie, wzięto pod uwagę liczbowe wartości współczynników retardacji (Ra) (traktowanych jako wartości średnie) oraz porowych prędkości wody gruntowej z adsorpcją (ux/Ra ) (w przestrzeniach makro-porowych gruntu). W oparciu o 2D równanie transportu obliczono maksymalne bezwymiarowe wartości stężeń (C*max c) w wybranych przekrojach gruntowych. Wszystkie prezentowane obliczenia numeryczne odniesiono do niepublikowanej serii pomiarowej oznaczonej w pracy jako: Październik 1982. Dla tej serii pomiarowej obliczone numerycznie wartości stężeń porównano z pomierzonymi wartościami stężeń (C*max m), które udostępniono ostatnio autorowi pracy. W końcowej części pracy parametry charakteryzujące zdolność adsorpcyjną (Ra, ux/Ra) porównano również z takimi samymi parametrami obliczonymi dla dwóch wcześniejszych serii pomiarowych. Takie porównanie pozwoliło również oszacować stopniowe w czasie wyczerpywanie się zdolności adsorpcyjnej dla wybranego gruntu piaszczystego.

7

Wpływ cyrkulacji atmosferycznej na kształtowanie zachmurzenia w Krakowie (2004-2008)

Pluta G.

Przegląd Geofizyczny

|

2013

|

Z. 3-4

185--196

PL

Praca stanowi próbę określenia wpływu cyrkulacji atmosferycznej na kształtowanie wielkości i rodzaju zachmurzenia w zależności od pory roku w Krakowie. Jako źródło danych wykorzystano obserwacje z 12 UTC dokonywane na stacji naukowej Zakładu Klimatologii IG UJ w Krakowie w latach 2004-2008 oraz Kalendarz typów cyrkulacji atmosfery dla Polski Południowej T. Niedźwiedzia z tego samego okresu. Badano związek średniej wielkości zachmurzenia z typami cyrkulacji oraz prawdopodobieństwo wystąpienia wybranych rodzajów chmur (Cirrus, Altocumulus, Stratocumulus, Cumulus). Na podstawie częstości względnej wyznaczono typy cyrkulacji sprzyjające ich wystąpieniu. Zaprezentowana metoda pozwoliła na wykazanie różnic wpływu czynników cyrkulacyjnych kształtujących wielkość i rodzaj zachmurzenia między poszczególnymi porami roku. Wykazała również związek zalegania chmur Stratocumulus z typami antycyklonalnymi cyrkulacji na jesieni, słabszy wpływ czynników cyrkulacyjnych na kształtowanie zachmurzenia i dużą rolę konwekcji latem oraz wpływ adwekcji z sektora południowego generującej sytuacje fenowe na występowanie chmur Cirrus i Altocumulus w zimie i na jesieni.

EN

This study attempts to investigate and describe an influence of atmospheric circulation on forming cloudiness on depending of particular seasons in Krakow. 12 UTC observations from the scientific station of Department of Climatology IG Jagiellonian University in Krakow for the period 2004-2008 and Calendar of circulation types for Southern Poland by T. Niedźwiedź for analogous period were used. The influence of circulation types on average cloud cover was investigated, as well as the probability of occurrence for selected cloud genera (Cirrus, Altocumulus, Stratocumulus, Cumulus). Basing on relative frequency, circulation types favorable for their occurrence were determined. Presented method permitted to identify differences of influence of circulation factors on cloud cover and cloud genera between particular seasons. It also indicated that occurrence of Stratocumulus depends on anticyclonic types, weak influence of circulation factors on forming cloudiness with big role of convection in summer and influence of advection from southern sector generating foehn situations on occurrence Cirrus and Altocumulus clouds in winter and autumn.

8

Description and Verification of the Contaminat Transport Models in Groundwater : Theory and Practice

Aniszewski A.

Archives of Environmental Protection

|

2013

|

Vol. 39, no. 3

3--21

EN

This paper presents a general overview of 2D mathematical models for both the inorganic and the organic contaminants moving in an aquifer, taking into consideration the most important processes that occur in the ground. These processes affect, to a different extent, the concentration reduction values for the contaminants moving in a groundwater. In this analysis, the following processes have been taken into consideration: reversible physical non-linear adsorption, chemical and biological reactions (as biodegradation/biological denitrification) and radioactive decay (for moving radionuclides). Based on these 2D contaminant transport models it has been possible to calculate numerically the dimensionless concentration values with and without all the chosen processes in relation to both the chosen natural site (piezometers) and the chosen contaminants.In this paper, it has also been possible to compare all the numerically calculated concentration values to the measured concentration ones (in the chosen earlier piezometers) in relation to both the new unpublished measurement series of May 1982 and the new set of parameters used in these 2D contaminant transport models (as practical verification of these models).

PL

W artykule przedstawia się generalny przegląd 2D matematycznych modeli zarówno nieorganicznych, jak i organicznych zanieczyszczeń płynących w warstwie wodonośnej, biorąc pod uwagę najważniejsze procesy, jakie zachodzą w gruncie. Procesy te wpływają w różnym stopniu na wartości redukcji stężeń dla płynących w wodzie gruntowej zanieczyszczeń. W tej analizie wzięto pod uwagę następujące procesy: odwracalna nieliniowa fi zyczna adsorpcja, chemiczne i biologiczne reakcje (jako biodegradacja/biologiczna denitryfi kacja) oraz rozpad promieniotwórczy (dla płynących radionuklidów). W oparciu o prezentowane 2D modele transportu zanieczyszczeń było możliwe przeprowadzenie numerycznych obliczeń bezwymiarowych wartości stężeń z uwzględnieniem i bez uwzględnienia wszystkich wybranych procesów w odniesieniu zarówno do wybranego naturalnego gruntu (piezometrów) jak i do wybranych zanieczyszczeń. W pracy było również możliwe porównanie wszystkich obliczonych numerycznie wartości stężeń do wartości pomierzonych (w wybranych wcześniej piezometrach) w odniesieniu zarówno do nowej niepublikowanej wcześniej serii pomiarowej z maja 1982 jak i do nowego zestawu parametrów wykorzystanego w tych 2D modelach transportu zanieczyszczeń (jako praktyczna weryfi kacja tych modeli).

9

Adwekcyjny transport zanieczyszczeń w rzece z uwzględnieniem dyfuzji dwukierunkowej w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przepływu

Bielski A.

Ochrona Środowiska

|

2012

|

Vol. 34, nr 2

19-24

PL

Zaprezentowano metodę analitycznego rozwiązywania równania różniczkowego opisującego adwekcyjny transport masy z dwukierunkową dyfuzją w płaszczyźnie normalnej do przepływu w stanach nieustalonych. Rozwiązanie to umożliwia określenie rozkładu zawartości zanieczyszczeń w przekroju rzeki oraz wyznaczenie współczynnika zmienności zawartości zanieczyszczeń. Na podstawie znajomości tego współczynnika można wyznaczyć czas wymieszania zanieczyszczeń (w odpowiednim stopniu) z wodą w rzece. W celu zobrazowania opracowanej metody przedstawiono przykładową ewolucję mapy zawartości zanieczyszczeń wraz z upływem czasu oraz sposób tworzenia takich map w przypadku kilku źródeł zanieczyszczeń.

EN

The paper presents an analytical solution of the differential equation that describes advection mass transport with bi-directional diffusion in the plane perpendicular to flow under conditions of unsteady state. The solution obtained makes it possible to define the distribution of pollutant concentrations in the river cross-section and determine the coefficient of variation in the concentrations of the pollutants. Knowledge of the coefficient of variation offers the possibility for determining (up to the extent desired) the time during which the pollutants and riverine water become intermixed. To visualize the method proposed, an example was presented of time-related evolution of the pollutant concentration map, and a method was suggested, which shows how to produce such maps in the case of several pollution sources.

10

Transport zanieczyszczeń w rzece z uwzględnieniem dyfuzji dwukierunkowej

Bielski A

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2012

|

T. 15, nr 3

307--332

PL

Transport zanieczyszczeń w rzece z uwzględnieniem dyfuzji dwukierunkowej W pracy zaprezentowano metodę analitycznego rozwiązywania równania różniczkowego opisującego adwekcyjny transport masy z dwukierunkową dyfuzją w płaszczyźnie normalnej do przepływu w stanach nieustalonych. W metodzie tej funkcję stężenia zapisano w postaci iloczynu trzech funkcji dotyczących czasu oraz dwóch współrzędnych liniowych. Taki sposób reprezentacji funkcji stężenia umożliwia przedstawienie równania transportu masy w postaci trzech równań różniczkowych, odnoszących się tylko do jednej współrzędnej. Rozwiązanie równania transportu masy odnosi się do przypadku równomiernego, prostokątnego rozkładu stężeń zanieczyszczeń w przekroju rzeki. Rozwiązanie umożliwia określenie rozkładu stężeń zanieczyszczeń w przekroju rzeki. Podano również rozwiązania dla przypadku wypływu zanieczyszczeń z nieskończenie małego otworu oraz nieskończenie wąskiej pionowej lub poziomej szczeliny. Sformułowano przybliżone zależności, umożliwiające wyznaczenie czasu przemieszczenia maksymalnego stężenia przekroju do naroża przekroju prostokątnego koryta rzeki oraz czasu wystąpienia stężenia maksymalnego, jakie w ogóle pojawi się w narożu przekroju. Opisano własności otrzymanych rozwiązań. Określono względne momenty wystąpienia maksymalnych zmian stężenia w czasie w wybranym miejscu przekroju koryta rzeki. W przypadku koryta rzeki o przekroju prostokątnym maksymalne zmiany stężeń pojawiają się w przybliżeniu w około 10/47 czasu wystąpienia maksymalnego stężenia w narożu przekroju lub w chwili wystąpienia stężenia stanowiącego 10/32 stężenia maksymalnego, jakie pojawi się w tym narożu. W przypadku ośrodka nieograniczonego maksymalne zmiany stężeń pojawiają się wcześniej, to jest w 10/34 czasu wystąpienia maksymalnego stężenia w tym samym miejscu co w ośrodku ograniczonym. W przypadku ośrodka nieograniczonego maksymalne zmiany stężeń pojawiają się w chwili wystąpienia stężenia stanowiącego 10/33 stężenia maksymalnego, jakie pojawi się w tym samym miejscu co w ośrodku ograniczonym. Ułamek 10/33 wyznaczony dla ośrodka nieograniczonego jest zbliżony do ułamka 10/32 wyznaczonego dla ośrodka ograniczonego (rzeka). Oznacza to, że przebieg zmian stężeń w czasie w tym samym punkcie w obu ośrodkach ma ten sam charakter, a krzywe przedstawiające zmiany stężeń są podobne.

EN

The paper presents an analytical method for solving the differential equation describing the advection mass transport with bi-directional diffusion in the plane perpendicular to the flow in the unsteady state. In this method, a function of concentration is represented through the products of three functions related to coordinates of time and two linears. This manner allows the presentation of the mass transport equation in the form of three differential equations relating to a single coordinate. The solution of mass transport equation refers to the case of uniform, rectangular concentration distribution of pollutants in the river section. The solution allows to specify the distribution of pollutants concentrations in the river section. It also gives solutions for the discharge of pollutants from the infinitely small holeand the infinitely narrow horizontal or vertical gap. It presents formulas to determine the approximate time displacement of peak con-centration of section to a corner of a rectangular cross-section of the river and the time of the maximum concentration at all appears in the corner of the section. In the paper there were de-scribed the properties of obtained solutions. The relative moments of appearance of the maxi-mum changes of concentration with time at a specific location in the river cross-section were described. In the case of rectangular riverbed maximum concentration changes occur approximately at about 10/47 of time of to maximum concentration in a corner section or at the time of the concentration being 10/32 of the maximum concentration that will appear in the corner. In the unlimited space maximum changes of concentration occur earlier at 10/34 time to maximum concentration in the same place than as in the limited space (river). In the unlimited space maximum concentrations occur at the time when concentration is 10/33 of the maximum concentration which will be in the same place as in the limited space. Fraction 10/33 set for unlimited space is close to the fraction 10/32 obtained for limited space (river). This means that the changes of the concentrations at the same point in the two spaces are the same in nature, and the curves of changes in concentration are similar.

11

Particular application of a mathematical transport model incorporating sub-surface reactive pollutants

Aniszewski A.

Acta Geophysica

|

2011

|

Vol. 59, no. 1

110-123

EN

In the first part of the paper, a 2D transport equation was used, which takes into consideration only the non-linear adsorption term described by means of non-linear Freundlich isotherm. The equation of this type was the basis of numerical calculations of concentration for chosen indicators (nitrates and biochemical oxygen demand). In the second part, the presented equation took into consideration not only the nonlinear adsorption term, but also the term of biodegradation (biological denitrification), described by the first-order microbial reaction, most often applied in practice. Numerical calculations in the first and second parts of the paper were carried out using the same numerical scheme and the author’s program PCCS-2, presented in Aniszewski (2009) and compared afterwards with the measured concentration values. The calculation results made it possible to define the reduction degree of concentration reduction for the chosen chemicals as a result of reversible sorption and biodegradation processes.

12

Rola międzystrefowej cyrkulacji południkowej nad wschodnią częścią Atlantyku Północnego w kształtowaniu niektórych cech klimatu Arktyki Atlantyckiej

Marsz A. A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2010

|

nr 20

7-29

PL

Artykuł omawia występowanie silnych adwekcji powietrza z szerokości umiarkowanych i pogra-nicza stref subtropikalnej i umiarkowanej do Arktyki Atlantyckiej (1950-2009). Te przepływy międzystrefowe stanowią przyczynę krótkookresowych (miesiąc, rzadziej 2 miesiące) silnych wzrostów temperatury w Arktyce Atlantyckiej, które znajdują następnie odbicie we wzroście temperatury rocznej. Osłabienie takich postaci cyrku-lacji w dłuższych okresach prowadzi do spadku temperatury w Arktyce Atlantyckiej. Przepływy międzystrefowe stanowią kombinację silnej cyrkulacji strefowej nad środkową częścią Atlantyku i silnej cyrkulacji południkowej nad wschodnią częścią Atlantyku Północnego, Europą Środkową i Półwyspem Skandynawskim. Są słabo powią-zane z AO i NAO, natomiast bardzo silnie ze wskaźnikami regionalnej cyrkulacji atmosferycznej w rejonie Spits-bergenu. Największą intensywność, ale i największą zmienność przepływów międzystrefowych, obserwuje się w chłodnej porze roku (październik-marzec). Ze zmiennością przepływów międzystrefowych silnie powiązana jest temperatura powietrza miesięcy chłodnej pory roku w środkowej i zachodniej części Arktyki Atlantyckiej, a w centralnej części Arktyki Atlantyckiej również bardzo silnie większość innych niż temperatura elementów klimatycznych (wilgotność względna, zachmurzenie ogólne, miesięczne sumy opadów, liczba dni z opadem, etc.). Pozwala to traktować zmienność intensywności przenosu międzystrefowego jako jeden z istotnych mecha-nizmów kształtujących zmienność klimatu w środkowej i zachodniej części Arktyki Atlantyckiej. Analiza jednak wykazuje, że zmiany intensywności przenosu międzystrefowego nie są przyczyną obserwowanego ocieplenia w tej części Arktyki.

EN

The article describes the phenomenon of strong air advection from the subpolar lattitudes and the regions between subtropical and subpolar zones to the Atlantic Arctic (1950-2009). These interzonal flows are responsible for the short time periods (one month or less frequently two month periods) strong increases in temperature of the Atlantic Arctic which later on are reflected in the rise in the annual temperature. The decrease in these types of circulation over longer periods results in the decrease in temperature of the Atlantic Arctic. The interzonal flows are combination of strong zonal circulation over the central part of the Atlantic and strong meridional circulation over the eastern part of the North Atlantic, central Europe and the Scandinavian Peninsula. They are weakly correlated with AO and NAO but very strongly correlated with the indexes of the regional atmospheric circulation in the region of Spitsbergen. The greatest intensity and the most varied changeability in the interzonal flows can be observed in the cold season of the year (October – March). The air temperature of the cold season of the year in the central and western part of the Atlantic Arctic is significantly connected with the changeability in the interzonal flows and in the central part of the Atlantic Arctic it is not only temperature that is strongly correlated with the variability but also other climatic elements (relative humidity, overall cloudiness, monthly precipitation, number of days with precipitation, etc.). That is why the variability in the intensity of interzonal flow can be treated as one of the important mechanisms responsible for the changes in the climate in the central and western part of the Atlantic Arctic. However the analysis indicates that changes in the intensity of interzonal flow are not the cause of warming of this part of the Arctic.

13

Solution of diffusion-advection equation of radon transport in many-layered geological media

Yakovleva V. S., Parovik R. I.

Nukleonika

|

2010

|

Vol. 55, No. 4

601-606

EN

Radon transport modeling in geological media is an important tool for solving problems and tasks of radioecology and geophysics. Comparison of radon field time series obtained by numerical and experimental methods is one of the most common and widely applicable ways to analyze the influence of state and variability of meteorological, electrical and actinometric parameters of atmosphere, cosmic weather factors, variations of deflected mode of geological medium on the level and variations of radon field. The solutions of stationary and non-stationary diffusion-advection equations of radon transport in many-layered geological media by numerical methods, notably by integro-interpolation method (balance method) are presented. The peculiarity of radon transport in many-layered media is taken into account in the developed numerical model. This peculiarity is connected with the transport equation coefficients which can change very rapidly at the border of two adjacent layers, i.e. they can be discontinuous at the borders of each layer that can be caused by parameters of soils greatly differing in value (density, porosity, radium content, diffusion and emanation coefficients). The present work is provided with an example of application of the developed numerical model for solving a practical problem on assessment of influence of deep seated uranium-containing rock on the value of radon volumetric activity at the depth of less-than or equal to 1 m. The article considers non-stationary numerical model calculations showing at what time moments the distribution curves of radon volumetric activity coincide with stationary regime of radon transport in geological media. The validity of the developed numerical solution has been confirmed by these calculations.

14

Mathematical modeling and practical verification of groundwater and contaminant transport in a chosen natural aquifer

Aniszewski A.

Acta Geophysica

|

2009

|

Vol. 57, no. 2

435-453

EN

The paper addresses the 2D mathematical equation of conservative contaminant transport in an aquifer for chosen contaminants. The contaminants (chlorides and sulfates) are subject to instantaneous reversible part of sorption process. The term of instantaneous reversible sorption in the presented equation has been described by the non-linear Freundlich adsorption isotherm, widely applied in practice in relation to static processes (for local equilibrium). The numerical solution (using the finite difference method) has been based on the previously calculated values of longitudinal and transverse dispersion coefficients and the non-linear adsorption parameters for the chosen contaminants. Based on this model, the values of chloride and sulfate concentration isolines have been calculated and compared with the measured maximal concentrations in the chosen natural aquifer (installed piezometers). Additionally, the values of chloride concentrations have been calculated taking into account the influence of radioactive decay term, using the numerical value of the firstorder decay rate constant for an adopted theoretical radionuclide.

15

The numerical solution of the Advection-Dispersion Equation: A review of some basic principles

Wallis S.

Acta Geophysica

|

2007

|

Vol. 55, no. 1

85-94

EN

The simulation of solute transport in rivers is frequently based on numerical models of the Advection-Dispersion Equation. The construction of reliable computational schemes, however, is not necessarily easy. The paper reviews some of the most important issues in this regard, taking the finite volume method as the basis of the simulation, and compares the performance of several types of scheme for a simple case of the transport of a patch of solute along a uniform river. The results illustrate some typical (and well known) deficiencies of explicit schemes and compare the contrasting performance of implicit and semi-Lagrangian versions of the same schemes. It is concluded that the latter have several benefits over the other types of scheme.

16

Experimental verification of the contaminant transport in the aquifer incorporating advection, dispersion and sorption processes

Aniszewski A.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2005

|

Vol. 52, nr 3

195-212

EN

The paper addresses the site verification of the practical 2D-mathematical model of conservative and passive contaminant transport in the groundwater stream incorporating also, except the advection and dispersion processes, the source (negative) term of reversible sorption. It is generally assumed, that local equilibrium conditions exist between the aqueous (free)-phase and the solid (sorption)-phase for the sorption process being considered. For such an equilibrium-controlled state, the term of reversible sorption can be described by the linear or non-linear adsorption (desorption) isotherms in relation to statics of this process. In this analysis the Freundlich equilibrium isotherm was accepted, which is also widely applied in practice. In this 2D-mathematical model the numerical solution (using the finite difference method), calculated values of the longitudinal and transverse dispersion coefficients (Dx, Dy) as well as the adsorption parameters (K, N) were used. To facilitate the numerical solutions, the modified calculation programme "PCCS-1" was also worked out. The calculated maximal values of chloride concentrations based on this model were compared with the measured chloride concentrations in those chosen for these verification piezometers installed in the natural aquifer. The calculated values of relative deviations (between the calculated and the measured concentrations in relation to the measured concentrations) proved the sufficient accuracy of the numerical solution of the contaminant transport model in groundwater stream presented with the non-linear source term representing the adsorption process. The calculations proved also the low adsorption capacity in the aquifer chosen for verification. The site verification of the presented 2D-mathematical model of contaminant transport in ground medium proved the possibility of practical usage of this model for engineering calculations of the contaminant concentration fields in the natural aquifers.

17

Wyznaczanie drogi mieszania zanieczyszczeń w ciekach wodnych

Bielski A., Gońka A.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2001

|

Vol. 27, no.1

19-43

PL

W pracy przedstawiono nowy sposób obliczania drogi mieszania zanieczyszczeń oparty na współczynniku stopnia wyrównania stężeń. Wykorzystano do tego celu dwa modele: Bielskiego i Boczara adwekcyjnego transportu zanieczyszczeń z dyspersja poprzeczną. W pracy podano metodę wyznaczania współczynników a(n) w równaniu Bielskiego dla prostokątnego lub innego rozkładu stężeń zanieczyszczeń w przekroju początkowym. Przeanalizowano różnice, jakie wystąpią przy określaniu obiema metodami drogi mieszania i rozkładu stężeń po szerokości cieku. Zauważono, że różnice wynikają z odmiennego sposobu wyprowadzenia równań (9) i (11). Stwierdzono, że w celu skrócenia drogi mieszania zanieczyszczenia należałoby wprowadzić, jeśli to możliwe, w pobliżu os rzeki oraz tak, aby wytworzony pas zanieczyszczeń 2L, był możliwie największy.

EN

The paper presents a new method of calculating the mixing length of pollutants, based on the coefficient of the degree of concentrations leveling. Two models have been used: of Bielski and of Boczar of advective transport of pollutants with transverse dispersion. A method of determining the coefficient a(n) in Bielski's formula for rectangular or other concentration distribution of pollutants in the initial cross-section has been given. The differences which will occur when determining using any of these methods the mixing length and the concentration distribution on the width of water-course are analysed. It has been noticed that the differences are due to the different method used when deriving the formula (9) and (11). It has been found, that in order to shorten the mixing length the pollutants should be disposed, as far as possible, near the river axis and also in such a way as to make the formed zone of inflow of pollutants, of the width 2L, as large as possible.

18

Wpływ procesu adsorpcji na jakość ujmowanej wody gruntowej

Aniszewski A., Boczar J.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

1999

|

Vol. 25, no. 4

37-49

PL

Przedstawiono matematyczny model rozprzestrzeniania zanieczyszczeń stabilnych i pasywnych w jednowymiarowym przepływie wody gruntowej, uwzględniając jednocześnie fizyczne procesy adwekcji i adsorpcji. Na podstawie wyników badań laboratoryjnych wartości stężeń zanieczyszczeń (roztworu barwnika) na modelu fizycznym oraz wykorzystując opracowane numeryczne rozwiązanie modelu matematycznego obliczono wartości parametrów adsorpcji k1 i n la nieliniowego przypadku procesu adsorpcji. Opracowano zależności doświadczalne uzależniające parametry k1 i n od parametru charakteryzującego ośrodek gruntowy (średnica miarodajna gruntu d10) i od spadku I linii ciśnień lub zwierciadła wody gruntowej. Przedstawiono wielkości empiryczne redukcji stężeń zanieczyszczeń w wyniku adsorpcji w zależności od parametru d10 i od wyestymowanych parametrów adsorpcji k1 oraz n. Należy podkreślić brak tego typu zależności w dotychczasowych badaniach innych autorów oraz możliwości wykorzystania przedstawionych w publikacjach zależności dla innych rodzajów gruntów i dla zanieczyszczeń stabilnych.

EN

In this article mathematical model of conservative and passive pollutant propagation in one-dimension flow of ground water including at the same time advection and adsorption process has been presented. Based on earlier laboratory research of pollutant concentrations on physical model and using numerical solution of mathematical model, the adsorption parameters k1 and n for non-linear function describing adsorption have also been calculated. Using the calculated values of parameters k1 and n, empirical equations depending these parameters on parameter characterising an aquiferous layer (competent diameter d10) and a slope I of pressure line or ground water level have been worked out. The empirical values of pollutant concentration reductions as a result of adsorption both from parameter d10 and estimated adsorption parameters (k1,n) have also been presented. It should also be emphasised lack of such type of relationships in research of another authors on adsorption process. Experimental research and relationships made by other authors are related only to one kind of ground medium and one kind of indicator so, it could be difficult to use them for other ground kinds and for wide range of stable pollutants as well.

19

Multiphase media approach - a key to modelling in enviromental mechanics. Description of solute transport phenomena in porous media

Kubik J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

1998

|

nr 3

639-656

EN

A description of solute migration through porous media is presented. It is assumed that transport of contaminants may be considered as an effect of the two processes: advection and dispersion. The advective transport is attributed to an average motion of the solution through the porous skeleton. The dispersive transport results from molecular diffusion and mechanical mixing. In the paper the Fickian as well as Non-Fickian dispersion is considered.

PL

Przedmiotem pracy jest opis migracji substancji (rozpuszczalnej w cieczy wypełniającej pory) przez ośrodki porowate. Zakłada się, że wypadkowy transport zanieczyszczeń jest złożeniem dwóch procesów: adwekcji i dyspersji. Transport adwekcyjny związany jest ze średnim (makroskopowym) przepływem roztworu przez porowaty szkielet, natomiast efekty dyspersyjne są następstwem molekularnej dyfuzji i mechanicznego mieszania. W pracy przeanalizowano dyspersję opisaną liniowym prawem Ficka wiążącym strumień transportowanej masy z koncentracją substancji, a także dyspersję gdy liniowe prawo nie obowiązuje.