Doygun olmayan zonda kloroflorokarbon (CFC) taşınımının tek boyutlu analitik çözümle irdelenmesi

Yeraltısuyu yaş tayin çalışmalarında klorofluorokarbon (CFC) saatinin su tablasından itibaren başlaması nedeniyle bu gazların doygun olmayan zondaki geçiş sürelerinin bilinmesi önem taşımaktadır. Gaz ve sıvı fazlardaki advektif ve difüzif akı miktarları, su ve hava dolu porozite, tutulma ve tüm fazlardaki bozunrna miktarı CFC'Iarın doygun olmayan zonda gecikme süresini belirleyen başlıca faktörlerdir. Bu çalışmada çeşitli doygun olmayan zon koşullarının CFC gecikme süresi üzerindeki etkisinin belirlenmesi amacıyla advektif-dispersif, gaz-sıvı taşınım eşitliğinin yarı-sonsuz ortamlar için değiştirilen tek boyutlu analitik çözümünden yararlanılmıştır. Uyarlanan analitik çözüm ile çeşitli ortam ve taşınım koşullarının irdelenmesi sonucunda CFC gecikme süresinin büyük oranda difüzif veya advektif taşımının baskınlığına bağlı olduğu belirlenmiştir. Hava ve gaz dolu porozite bileşenlerinin büyüklüğü gecikme süresinde etkili diğer faktörlerdir. Elde edilen sonuçlar, difüzif ağırlıklı taşınırnda CFC'Iarın yeraltısuyu yaş tayininde kullanılmasının birkaç metre derinlikteki su tablası koşulları ile sınırlı kalacağını göstermektedir. Taşınımın advektif ağırlıklı olması durumunda, onlarca metre derinlikteki su tablası koşullarında da CFC'Iarın yeraltısuyu yaş belirteci olarak kullanılmaları mümkündür.

Analysis of chlorofluorocarbon (CFC) transport through unsaturated zone by one-dimensional analytical solution

Because CFCs clock is set at the water table their time of transport (time lag) through unsaturated zone must be known reliably. Advecfive and diffusive flux rates of gas and liquid phases, water and air-filled porosity, rate of sorption in solid phase and degradation in all phases determine the CFCs time lag in the unsaturated zone. A modified one-dimensional analytical solution of the advective-dispersive gas-liquid transport equation was used to determine the effect of various unsaturated zone conditions on the time lag of CFCs. The results of analytical solution for various unsaturated zone cases revealed that the CFCs time lag is determined primarily by the dominance of advective or diffusive transport. The magnitude of air and gas filled porosities were also found to affect the time lag. The results imply that the use of CFCs in groundwater age-dating would be limited to water tables up to a few meters depth, if the transport is dominated by diffusion. Under advection-dominated conditions, CFCs may still be used reliably in unsaturated zones up to several tens of meters deep.