Uni-Bayreuth

Sprungmarken

 

Hydrogeologische Versuchsanlage zur Durchführung von Transport- und Wärmeleitfähigkeit-Testsunter verschiedenen hydrologischen Randbedingungen

Hans-Martin Haupt1, Stefanie Mock1, Ronny Lähne1, Wolfgang Gossel1
1 Fachgebiet Hydro- und Umweltgeologie, Martin-Luther-Universität Halle

P 15.1 in Forum Junge Hydrogeologen (H 36, NW III)

Die räumliche und modellhafte Darstellung von Grundwasserleitern und Grundwassergeringleitern erfolgt meist rechnergestützt und kann sowohl 2D als auch 3D sein. Eine weitere Möglichkeit in diesem Kontext stellt die hier vorgestellte hydrogeologische Versuchsanlage dar.

Eswurde ein physisches, kleinskaliges Modell konzipiert, um ein besseres Verständnis für die ablaufenden Prozesse vonverschiedenen Feldversuchen zu bekommen. Dabei reichen die Versuchsbeispiele von der einfachen Darstellung von Grundwasserleiter- und Nichtleiter, bis hin zu elektronisch gesteuerten Tracer- und Wärmefluss-Versuchen. Experimente zu anderen Themen können beliebig geplant und in der Versuchsanlage verwirklicht werden. Änderungen der Modellgeometrie, sowie der Messstellengeometrie sind in kurzer Zeit durchführbar, womit der generelle Versuchsaufbau sehr variabel sein kann.Mit dem Modell ist es möglich, relativ schnell Zusammenhänge von Grundwasserhydraulik und -dynamik zu verstehen und auf die Realität anzuwenden. Auswirkungen von definierten Ereignissen wie z.B. Hochwasser und einhergehende Grundwasser- Oberflächenwasserinteraktionen können somit besser quantifiziert und untersucht werden.

Für die bereits durchgeführten Tracer- Wärmeleitfähigkeits- und Pumpversuche wurde die Anlage mit Feinkies befüllt und in logarithmischen Abständen mit Messstellen bestückt. Der Tracerversuch wurde mit Natriumchlorid, der Wärmetransportversuch mit 55°C heißem Wasser, durchgeführt. Es konnte im konzipierten Aquifermodell nachvollzogen werden, dass je größer die Fließstrecke und Fließzeit ist, umso mehr Wärme sorptiv verloren gehtund desto flacher und breiter werden die Durchgangskurven des Tracers.Weiterhin konnte festgestellt werden, dass die Abstandsgeschwindigkeit des Tracers ungefähr das Doppelte der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wärme beträgt.

Die ermittelten Ergebnisse entsprechen im Allgemeinen den Erwartungen und Berechnungen. Somit wurde nachgewiesen, dass die Versuchsanlage  qualitativ als auch quantitativ aussagekräftig ist. Daher können auch andere grundlegende Versuchsansätze erforscht, untersucht und weiter entwickelt werden.

Des Weiteren ist es möglich räumlich orientierte Messungen zur elektrischen Leitfähigkeit, Temperaturverteilung und zur Geophysik durchzuführen.

Letzte Änderung 31.10.2013