Numerical and experimental simulation of pollutants migration in porous media

Abstract

 Quantitative prediction of pollutant migration is now of great interest in the field of waste management and storage. Numerical modelling of contaminant transport through porous media is an efficient tool to make this prediction possible. Site selection and design of protective liners for landfills and storage facilities are largely related to the behaviour of contaminants in such structures. This behaviour may be well defined by numerical simulations. This paper proposes a two-dimensional finite element model for pollutant migration. The implementation of the advection-dispersion equation in the numerical model and validation tests by comparison with analytical and semi-analytical solutions are presented. Experimental laboratory tests on cadmium and chloride migration through liner samples are also discussed and compared with the results from the numerical model.

Résumé

La prévision quantitative de la migration des polluants présente un grand intérêt dans le domaine de la gestion et du stockage des déchets. La modélisation numérique du transport des polluants à travers un milieu poreux est un outil efficace rendant possible cette prévision. La sélection de sites et la conception de barrières de protection pour des installations de stockage dépendent fortement du comportement des polluants dans de telles structures. Ce comportement peut être bien défini par des simulations numériques. L'article présente un modèle 2D en éléments finis pour la migration de polluants. L'établissement des équations d'advection-dispersion dans le modèle numérique et les tests de validation par comparaison avec des solutions analytiques et semi-analytiques sont présentés. Des expériences en laboratoire sur la migration d'ions cadmium et chlorure à travers des barrières de protection reconstituées sont également discutées et les résultats comparés à ceux de la modélisation numérique.