haku: @keyword kaksifaasivirtaus / yhteensä: 4
viite: 3 / 4
| Tekijä: | Paloneva, Mikko |
| Työn nimi: | The effects of gaseous methane on groundwater flow in crystalline bedrock |
| Kaasumaisen metaanin vaikutukset pohjavesivirtaukseen kiteisessä kallioperässä | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2009 |
| Sivut: | 93 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta |
| Koulutusohjelma: | Teknillisen fysiikan ja matematiikan tutkinto-ohjelma |
| Oppiaine: | Ydin- ja energiatekniikka (Tfy-56) |
| Valvoja: | Salomaa, Rainer |
| Ohjaaja: | Keto, Vesa |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark TF80 | Arkisto |
| Avainsanat: | hydrogeochemistry dissolved gases solubility of methane two-phase flow advection release of gas hydrogoekemia liuenneet kaasut metaanin liukoisuus kaksifaasivirtaus advektio kaasun vapautuminen |
| Tiivistelmä (fin): | Olkiluodon saaren syviin pohjavesiin on liuennut merkittäviä määriä metaania, joka voi vapautua kaasumaiseen muotoon, jos syvälle maaperään louhitaan avoin tunneli. Tässä diplomityössä tutkitaan menetelmiä, joilla voidaan arvioida muodostuvan kaasufaasin vaikutuksia pohjaveden virtaukseen tunnelin lähellä. Oleellinen vapautuvan metaanin määrään vaikuttava tekijä on metaanin liukoisuus veteen, ja siksi tässä työssä esitetään kattava kirjallisuusselvitys liukoisuuteen vaikuttavista tekijöistä. Kirjallisuusselvityksen yhteydessä esitellään myös hyödyllinen menetelmä liukoisuuden laskemiseksi eri olosuhteissa, ja kyseisellä menetelmällä lasketaan liukoisuus eri syvyyksillä Olkiluodon saarella. Laskettuja liukoisuuksia verrataan sitten Olkiluodon saaren pohjavesistä mitattuihin metaanipitoisuuksiin ja nähdään, pohjaveden metaani-saturaatioaste on sitä korkeampi mitä syvemmälle mennään. Tosin pohjavesi ei ole lähelläkään saturaatiotasoa edes 818 m syvyydellä. Tässä työssä esitetään myös menetelmä, jolla voidaan simuloida liuenneen kaasun vapautumista mallintamalla vesi- ja kaasufaasien virtaus sekä liuenneen kaasun advektio ja vapautuminen. Menetelmä soveltuu huokoisen väliaineen sovelluksiin (mukaan lukien kallio). Lisäksi sitä voidaan käyttää myös rakoilleen kallion tapauksessa kuvaamalla raot huokoisena väliaineena ja käyttämällä niille sopivia materiaaliominaisuuksia. Numeeriset simuloinnit lasketaan COMSOL Multiphysics-ohjelmistolla ja numeerinen implementointi verifioidaan esimerkkitapauksen avulla sekä tutkimalla massan säilymistä. Kyseistä menetelmää käytetään simuloitaessa avoimen tunnelin kaivamista syvälle kallion sisälle pääpainon ollessa systeemin käyttäytymisen ja ominaisuuksien tutkimisessa. Kaikkien parametrien arvoja Olkiluodon saaren olosuhteissa ei tunneta, minkä vuoksi suoritetaan kattava herkkyystarkastelu. Laskettujen tulosten perusteella tässä työssä esitettävä menetelmä näyttää soveltuvan kaasun vapautumisen mallintamiseen, ja sitä voidaan käyttää tutkittaessa kaasumaisen metaanin vaikutuksia pohjaveden virtaukseen. |
| Tiivistelmä (eng): | The deep groundwaters at the Olkiluoto Island contain a significant amount of dissolved methane, which may be released into a gaseous form if an open tunnel is excavated deep into the bedrock. This master's thesis studies methods for estimating the effects of a forming gas phase on groundwater flow in the vicinity of the open tunnel. The amount of the released methane depends on the solubility of methane in water, and therefore this study provides an extensive literature review concerning the factors that affect the solubility. The literature review also presents a useful method for calculating the solubility of methane in water under various conditions, and the method is then used to estimate the solubilities at the different depths on the Olkiluoto Island. A comparison of the solubilities and the measured methane concentrations in the groundwaters of the Olkiluoto Island shows that the methane saturation level of the groundwater increases with depth. However, the groundwater is far from being saturated from methane even as deep as at 818 m. This study also presents a method for simulating the release of dissolved gas by modeling the two-phase flow of the groundwater and gas phases as well as transport and release of dissolved gas. The method is applicable to porous-medium applications (including rock) and can be applied as well to fractured rock if the fractures are treated as porous medium with appropriate material properties. The numerical simulations are performed with a software package named COMSOL Multiphysics and the numerical implementation is verified against an example case and by studying conservation of mass. This study employs the method to simulate excavation of an open tunnel deep into the bedrock with the emphasis on studying the behavior and properties of the model. The lack of sitespecific knowledge concerning certain parameter values is compensated with a wide sensitivity analysis, and the results show that the model seems to be capable of simulating the release and transport of dissolved gases and can be used to study the effects of the gaseous methane on groundwater flow. |
| ED: | 2009-05-11 |
INSSI tietueen numero: 37397
+ lisää koriin
INSSI