Wellhead protection area delineation for viral contaminants - Case study of Urmia City drinking water wells

K. Badv, Maryam Badv, M. Mohsen Badv

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Hydrogeology and Seepage

ABSTRACT: The majority of cities in Iran depend on the groundwater resources for public drinking water supply. The environmental health authorities and groundwater and drinking water managers in the country has the responsibility to control the ground water resources from the risk of virus contamination. Part of this control includes delineation of wellhead protection areas (WHPAs) using a viral transport model. A series of WHPA and virus concentration analyses were performed for drinking water pumping well No. 20 of Urmia City, Iran, using the Bacteriophage - x - 174 as a sample virus, and a leaky sewer pipe or a sewage septic tank as virus sources in the calculations. The effect of an adjacent pumping well and a recharge well on WHPA and virus concentrations was evaluated. The results showed that WHPAs of two adjacent pumping wells affect each other and the location of WHPA displaces compared to WHPA analysis for one well. When an adjacent recharge well presents, the groundwater pathlines inside WHPA shift towards the recharge well and WHPA expands. Moreover, the recharge well causes more virus transport from the source towards the pumping well; it causes early appearance of virus and increases the maximum virus concentration at the pumping well. The results showed that among other virus transport parameters, the viral decay rate constant, or die-off rate, plays a significant role on the amount of virus concentrations at the pumping well. The lower the die-off rate of virus, the more viruses are transported and their concentration rise up at the target pumping well. The results showed that in the aquifer with higher hydraulic gradient the shape of WHPA is more elliptical while when the hydraulic gradient is lower (lower groundwater velocity) the shape is more circular and the ratio of length to width of WHPA approaches to unity.

RÉSUMÉ: La majorité des villes en Iran dépendra des ressources en eaux souterraines pour l'approvisionnement en eau potable publique. Les autorités sanitaires de l'environnement et des eaux souterraines et les gestionnaires de l'eau potable dans le pays a la responsabilité de contrôler les ressources en eaux souterraines contre les risques de contamination par virus. Une partie de ce contrôle comprend la délimitation de zones de protection des têtes de puits (ZPTPs) en utilisant un modèle de transport viral. Une série d'ZPTP et analyses de la concentration du virus ont été réalisées pour l'extraction de puits d'eau potable n ° 20 de Urmia City, l'Iran, en utilisant le bactériophage - x - 174, selon un échantillon de virus, et un tuyau d'évacuation d'eau qui fuient la collecte ou un réservoir d'eaux usées septiques sources du virus dans les calculs. L'effet d'une extraction puits adjacent et un puits d'injection sur l'ZPTP et les concentrations de virus a été évaluée. Les résultats montrent que ZPTPs de deux puits d'extraction à proximité s'influencent mutuellement et l'emplacement de l'ZPTP déplace par rapport à l'analyse de l'ZPTP pour un bien. Lorsque l'injection adjacente présente bien, le changement de l'intérieur des eaux souterraines lignes de trajectoires ZPTP vers le puits d'injection et ZPTP se dilate. En outre, l'injection provoque ainsi le transport plus de virus de la source vers le puits d'extraction, il provoque l'apparition précoce du virus et augmente la concentration du virus au maximum le puits d'extraction. Les résultats ont montré que, parmi d'autres paramètres de transport du virus, le taux de décroissance virale constante, ou taux final-libre (die-off), joue un rôle important sur le montant des concentrations de virus dans le puits d'extraction. Plus le taux de mortalité massive de virus, des virus plus sont transportés et leur concentration se lever à l'extraction de cibles bien. Les résultats ont montré que, dans l'aquifère avec un gradient hydraulique plus la forme de l' ZPTP est plus elliptique tandis que lorsque le gradient hydraulique est faible (vitesse inférieure eaux souterraines) est la forme plus circulaire et le ratio longueur / largeur des approches ZPTP à l'unité.

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