Fachgebiet Geohydraulik und Ingenieurhydrologie
Fachbereich Bauingenieurwesen
Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch

Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Dispersion von Dichteströmungen in stochastisch heterogenen porösen Media
(Profs. Dr. Manfred Koch, Claire Welty, Tissa Illangasekareh)

In vielen Grundwasserströmungsproblemen sind Dichteeffekte von Bedeutung (z.B. in Küstenaquiferen durch Salzwasserintrusion; bei der Trinkwasserförderungen in Brunnen durch Salzwasseraufstieg; oder beim Transport von schweren oder leichten organischen Schadstoffen)

In einem 10m langen, 1m hohen Tank aus Plexiglas werden Experimente zum Verständnis der physikalische Prozesse dieser Problematik durchgeführt. Der Tank wird mit Sand unterschiedlicher Durchlässigkeit aufgefüllt und die räumliche und zeitliche Konzentrationsverteilung einer sich im oberen bzw. unteren Tankbereich über bzw. unter einer reinen Grundwasserströmung horizontal ausbreitenden Salzwasserfront mit höherer Dichte gemessen wird.

Je nach Lage des dichteren Fluids ergeben sich gravitativ stabile oder instabile Strömungs- verhältnisse; es kommt u.U. zu Fingerstrukturen, die eine komplexe Geometrie aufweisen. Die Morphologie dieser Finger wird durch die strömungs- physikalischen Parameter wie Fließgeschwindigkeit, Salinität des Fluids und durch die stochastischen makrodispersiven Eigenschaften des porösen Mediums beeinflußt.