第四章 模擬結果與分析
4.3 孔隙率影響分析
本研究中將基本案例的孔隙率從 0.3 上修至 0.4，以相同洩漏速率模擬十年 的場址洩漏，洩漏停止後以相同整治井設定進行同樣為期一年的整治，並將整治 結果與孔隙率 0.3 者做比較。模擬結果顯示，較高孔隙率之場址在各個佈井距離 的整治效率都比較低孔隙率者來得好。高孔隙率場址無論在效率、速率上皆表現 較佳原因有二：①高孔隙率場址油品分佈集中。②高孔隙率場址相對滲透係數下 降速度緩和。以下分別說明之。
較高孔隙率之場址（以下簡稱 BNN）在洩漏十年後場址內油品質量達到 1,422,901 kg，而較低孔隙率之場址(以下簡稱 LN) 總質量為 1,422,852 kg，兩者 僅存在約萬分之四的誤差，可視為相等。但模擬結果顯示，BNN 油品分佈範圍 較小。圖 4-8 為 BNN 與 LN 洩漏十年後，在高程-7 m（即地下 6 m）油品飽和度 的分佈圖，而圖 4-9 為高程-7 m 之油品飽和度在 Y=105 m 之水平線的分佈。由 此兩張圖可觀察到 BNN 之飽和度 0.01 範圍較 LN 小。
圖 4-8 Z=-7m 之油品飽和度分佈圖，上方為 BNN 場址，下方為 LN 場址。
42
圖 4-9 Z=-7m 之油品飽和度 X 方向分佈圖
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Oil Saturation (%)
X (m)
Line Plot of Oil Saturation: Y=105, Z=-7, X=0~400m
LN BNN 0.01 Line
43
高孔隙率者在相同質量淨通量下，其飽和度降低的速度較低孔隙率者緩和。
而較緩和的飽和度降低速度可讓流體之相對滲透係數得以在較長的時間區間內 維持高數值。而高相對滲透係數對於井的抽取能力有正面幫助。
綜合以上兩點可知，BNN 除了整治井抽取能力能可在較長時間區間中維持 較高數值之外，在擷取區內亦分佈著較大量的油品。此即為 BNN 效率、速率較 佳的原因。
BNN 整治量、整治百分比、一年後留於場址污之染物總量，三者隨佈井距 離的變化趨勢和 LN 相同，如圖 4-10(A)、圖 4-10(B)、圖 4-10(C)所示。最高效 率同樣發生在洩漏點下游 10 m，由此向兩側效率開始下降，且同樣在下游 77.5 m 之後變化程度趨緩。由圖上也可觀察到 BNN 無論在哪個距離佈井，其效率始終 較 LN 好。
圖 4-10(A) 油品整治量對佈井距離之變化，兩者比較
0.0E+00 5.0E+04 1.0E+05 1.5E+05 2.0E+05 2.5E+05
-10 10 30 50 70 90 110 130 150 170
E x tra ct ed Ma ss (k g )
Horizontal Distance to Spill Grid (m) Final Total VOC Mass Extracted vs Distance
BNN LN
44
Horizontal Distance to Spill Grid (m) Final Total VOC Mass in Site vs Distance
BNN
E x tra ct ed P er cen t ( % )
Horizontal Distance to Spill Grid (m) Final Total VOC Extracted Percent vs Distance
BNN LN
45
BNN 的群組 A（案例 15、9、8、7、6）中除了案例 6 以外，其餘案例在任 意時間點整治速率皆較 LN 高，此可由圖 4-11(A)至 4-11(E)觀察到。由先前圖 4-8 可知，案例 6 佈井位置（X=140m）所在網格油品項飽和度，無論在 BNN 或是 LN 中皆無太大差別；即 BNN 或 LN 在案列 6 中整治井周遭的初始相對滲透係數 並無太大差別，連帶使得井的出水能力相去不遠。但 BNN 由於孔隙率較大，整 治井周邊油品飽和度上升得較 LN 慢，即相對滲透係數上升較慢，致使整治初期 LN 速率會比 BNN 來得高。
相對滲透係數在周邊環境制衡下，會有發展上限存在，當相對滲透係數發展 至上限並且當油品質量通量無法再補足整治井抽除量後，整治井所在網格油品飽 和度開始下降，伴隨飽和度下降的便是相對滲透係數下降，以及整治井抽取能力 下降。由圖 4-12 可觀察到，LN 在一個月後以及 BNN 在兩個月後，整治井所在 網格的相對滲透係數開始降低。而 BNN 因飽和度降低速度較緩和，在第二個月 後油品相對滲透係數始終維持比 LN 高，因而讓 BNN 較 LN 有較佳的整治速率。
圖 4-11(A) 案例 15 整治速率比較
0.0E+00 1.0E+04 2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 5.0E+04 6.0E+04
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g / M o n th )
Month
Extraction Rate Compare - Case 15
LN (n=0.3) BNN (n=0.4)
46
Extraction Rate Compare - Case 9
LN (n=0.3)
Extraction Rate Compare - Case 8
LN (n=0.3) BNN (n=0.4)
47
圖 4-11(D) 案例 7 整治速率比較
圖 4-11(E) 案例 6 整治速率比較
0.0E+00 1.0E+04 2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 5.0E+04
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g / M o n th )
Month
Extraction Rate Compare - Case 7
LN (n=0.3) BNN (n=0.4)
0.0E+00 5.0E+03 1.0E+04 1.5E+04 2.0E+04 2.5E+04 3.0E+04
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g / M o n th )
Month
Extraction Rate Compare - Case 6
LN (n=0.3) BNN (n=0.4)
48
R ela tiv e P er me a b ility o f N A P L
Time (Month) Kr,napl vs Time
LN (n=0.3) BNN (n=0.4)
49
圖 4-13(A) 案例 11 整治速率比較
圖 4-13(B) 案例 12 整治速率比較
0.0E+00 2.0E+03 4.0E+03 6.0E+03 8.0E+03
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g / M o n th )
Month
Extraction Rate Compare - Case 11
LP (n=0.3) BNN (n=0.4)
0.0E+00 1.0E+03 2.0E+03 3.0E+03 4.0E+03 5.0E+03
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g / M o n th )
Month
Extraction Rate Compare - Case 12
LP (n=0.3) BNN (n=0.4)
50
圖 4-13(C) 案例 13 整治速率比較
圖 4-13(D) 案例 14 整治速率比較
0.0E+00 5.0E+02 1.0E+03 1.5E+03 2.0E+03
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g / M o n th )
Month
Extraction Rate Compare - Case 13
LP (n=0.3) BNN (n=0.4)
0.0E+00 1.0E+02 2.0E+02 3.0E+02
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R a te (k g / M o n th )
Month
Extraction Rate Compare - Case 14
LP (n=0.3) BNN (n=0.4)
51
Pressure in Well (Pa) 90,000.0 90,000.0 44,246.2 ΔP (to Atmosphere, Pa) 11,325.0 11,325.0 57,078.8
Porosity 0.3 0.4 0.3
Final total VOC Mass in Site after 1 Year (kg) 1,249,879 1,234,771 1,062,293 Mass of Total VOC Extracted (kg) 172,973 188,130 360,559 Percent of Total VOC Extracted (%) 12.16 13.22 25.34
Efficiency Ratio to LN - 1.09 2.08 Efficiency Ratio to BNN 0.92 - 1.92
Efficiency Ratio to HP 0.48 0.52 - 本研究在 TMVOC 模擬過程中使用 Deliverability Model 來描述整治井的 sink 行為。此模式中使用一個生產力指標（Productivity Index, PI）以及井底壓力來形 容 sink 的強度，PI 定義了孔隙介質在每單位壓差下每單位時間的出水量。對任