International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Comparative Study of an Experimental and Enalytical Eimulation to Predict the Contaminants Concentration along Transient Groundwater Flow in Homogeneous, Semi-Infinite Aquifers

Researcher(s):
  • Wafa A. Aldeeb
  • Omar A. Algeidi
  • Basmah A. Aldeeb
Institution:Libyan Center for Studies and Research in Environmental Science and Technology, Libya
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Sabratha University, Libya
Department of Physics, Abu-Isa Faculty of Education, University of Zawia, Libya
Field:General Sciences: Mathematics, Statistics and Physics
Published in:Special volume - September 2022: LICASE-2022
الملخص
تم تطبيق دراسة تجريبية وتحليلية باستخدام تقنية تحويل فورييه وتقنية تحويل لابلاس للتنبؤ بتركيز الملوثات على طول تدفق المياه الجوفية العابر في طبقة المياه الجوفية المتجانسة وشبه اللانهائية. تم الحصول على الحلول للشكل الجيبي والأسي للسرعة التي تمثل النمط الموسمي في السنة. تم استخدام برنامج ماتلاب لتحديد قيم تركيز المادة المذابة لفترات زمنية مختلفة ومسافات مختلفة بنفس الظروف الأولية والحدودية. تمت مقارنة قيم التركيز التحليلي مع التركيز الناتج التجريبي. لوحظ أن اتجاهات تركيز الملوثات التجريبية تتوافق مع المحاكاة التحليلية لتقنية تحويل لابلاس وتقنية تحويل فورييه. تم اقتراح معادلة تجريبية جديدة لحساب تركيز جديد لجميع العينات وجميع المتغيرات التجريبية. حيث كانت نتائج التركيز الجديدة التي تم الحصول عليها في توافق جيد مع كل من تقنية تحويل فورييه وتقنية تحويل لابلاس.
Abstract
An experimental and analytical investigation using Fourier Transform Technique (FTT) and Laplace Transform Technique (LTT) were applied to predict contaminants concentration along transient groundwater flow in homogeneous, semi-infinite aquifer. The solutions were obtained for sinusoidal and exponential form of velocity which represent the seasonal pattern in a year. MatLab software was used to determine values of solute concentration for different time intervals and different distances with the same initial and boundary conditions. The analytical concentration values were compared with the experimental obtained concentration. It was observed that the experimental pollutant concentration trends are consistent with the analytical simulations of the Laplace transform technique (LTT) and the Fourier transform technique (FTT). A new empirical equation was proposed to calculate a new concentration for all samples and all experimental parameters. The obtained new concentration results were in good agreement with both the Fourier Transform Technique (FTT) and the Laplace Transform Technique (LTT).