Das Projekt "Einfluss von mechanischen Schwingungen auf die Stroemung im Boden (Schwingfoerderung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Hydromechanik durchgeführt. Von Maschinen, elektrischen Anlagen oder Verkehrswegen koennen mechanische Schwingungen unbeabsichtigt in den Boden eingeleitet werden. Kuenstlich erzeugte mechanische Schwingungen lassen sich bei Sanierungsverfahren gezielt nutzen. Mechanische Schwingungen beeinflussen die Stroemung im Boden, da der Stroemungswiderstand des Bodens infolge der Veraenderung der Durchtrittsquerschnitte im Rhythmus der Schwingungen veraendert wird (Atmung). Auch der Stofftransport durch den Boden sowie der damit verbundene Stoffaustrag aus Boden, Grundwasser und Bodenluft wird durch mechanische Schwingungen beeinflusst. Diese Tatsache ist bei der Verbesserung der Durchspuelung und/oder Sanierung des Bodens von besonderem Interesse. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die theoretische Untersuchung der Stroemung im Boden unter dem Einfluss von mechanischen Schwingungen sowie die Entwicklung eines physikalischen Modells zur Verifikation der theoretischen Untersuchungsergebnisse mit Hilfe von Labormessungen. Anwendungsfelder sind neben der Bodensanierung die Injektionstechnik oder die Mineraloelgewinnung.
Das Projekt "Entwicklung eines schnellen Programms zur Modellierung von Grundwasserstroemungen mit variabler Dichte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung durchgeführt. In Deutschland ist Steinsalz als moegliches Wirtsgestein sowohl fuer Endlager fuer radioaktive als auch fuer die Ablagerung chemisch-toxischer Abfaelle ausgewaehlt worden. Die Grundwasserbewegung in der Umgebung von Salzlagerstaetten und mit ihr auch ein von vornherein nicht voellig auszuschliessender Transport von radioaktiven oder chemisch-toxischen Schadstoffen nach einer stoerfallbedingten Freisetzung aus dem Salzstock wird stark vom Salzgehalt des Grundwassers beeinflusst. Mit der Bereitstellung eines schnellen Grundwasserprogramms soll die Moeglichkeit geschaffen werden, in Modellrechnungen zu Langzeitsicherheitsanalysen die Salinitaetseinfluesse auf die Grundwasserbewegung fuer grosse, komplexe Modellgebiete zu beruecksichtigen. In bisherigen standortunabhaengigen Rechnungen wurden salinitaetsbedingte Dichteeffekte vernachlaessigt. Dieses fuehrt zu konservativen Aussagen bezueglich der Transportzeiten, aber unter Umstaenden zu nicht konservativen Ergebnissen bezueglich der Dosisbelastung.
Das Projekt "Modellbildung und Entwicklung numerischer Verfahren fuer die Simulation von Stroemungs- und Transportprozessen in poroesen Medien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik durchgeführt. Modellbildung: Beschreibung der Wechselwirkung zwischen dem Skelett und den fluessigen Phasen waehrend des Transportvorgangs von Schadstoffen. Insbesondere: a) Absorptionsvorgaenge auf Waenden des Skeletts in Abhaengigkeit von der Mikrogeometrie (zB Porositaet und Mikroflaeche) und von der Diffusionsgeschwindigkeit, b) Einfluss der Absorption auf die Spannungsfelder im Skelett und den fluessigen Phasen. Zwischenergebnisse: Das thermodynamische Modell fuer zweikomponentige poroese Koerper wurde entwickelt (1,2,3) und teilweise an Beispielen ueberprueft (4,5). Die numerische Bearbeitung (FEM) befindet sich in der Anfangsphase (6). Numerik: Es werden numerische Aufloesungsverfahren fuer nichtlineare Systeme parabolischer partieller Differentialgleichungen entwickelt, welche die Umsetzung der so formulierten Modelle in Simulationssoftware ermoeglichen sollen. Ein Code fuer die Loesung scalarer Gleichungen dieses Typs auf unstrukturierten Netzen in einer, zwei und drei Raumdimensionen liegt bereits vor. Er ermoeglicht ua die numerische Simulation des gesaettigt-ungesaettigten Fliessens von Wasser, dh sowohl im Aquifer als auch in der ungesaettigten Bodenzone. Erste Erfahrungen mit der Simulation des Stofftransports liegen vor. Aktuelle Arbeiten betreffen Stabilitaesuntersuchungen fuer die verwendete Finite-Volumen-Diskretisierung, die Untersuchung adaptiver Verfahren, sowie die Entwicklung von effizienten Loesungsverfahren fuer gekoppelte Systeme.
Das Projekt "Wirkung von Schwermetallen im Regenabfluss von Verkehrsflaechen bei der Versickerung ueber poroese Deckbelaege im Graduiertenkolleg 'Verbesserung des Wasserkreislaufs urbaner Gebiete zum Schutz von Boden und Grundwasser'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 10 Bauwesen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Poroese Flaechenbelaege im urbanen Bereich bieten die Moeglichkeit der Retention und der Vesickerung von Regenwasser ohne zusaetzlichen Flaechenbedarf. Der im Gegensatz zu Dach- und Hofflaechen hoehere Verschmutzungsgrad von Regenabfluessen von Verkehrsflaechen stellt bei der Versickerung eine Gefahr fuer Boden und Grundwasser dar. Die Reinigungsleistung von poroesen Verkehrsflaechenaufbauten ist weitgehend unbekannt. Ziel des Projektes ist es, den Rueckhalt und die Mobilisierung von Schwermetallen bei der Versickerung ueber poroese Belaege zu quantifizieren und den Einfluss auf die Schutzgueter Boden und Grundwasser abzuschaetzen. Mit Hilfe von Saeulenversuchen und Versuchen im halbtechnischen Massstab werden Modellrechnungen durchgefuehrt, die das Langzeitverhalten der Schwermetalle prognostizieren, um Empfehlungen fuer die Konstruktion und den Aufbau poroeser Flaechenbelaege zu geben.
Das Projekt "Ausbreitung und Wandlung von Verunreinigungen im Grundwasser: Skalenabhaengigkeit des reaktiven Transports" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Ausgangspunkt der Arbeiten ist die Ueberlegung, dass die Wirksamkeit eines Aquifervolumens zum Schadstoffabbau oder zur Schadstofffestlegung sich im Zusammenwirken zwischen advektiv-diffusiven Transportprozessen, chemischen Prozessen und den heterogenen Verteilungen von Durchlaessigkeit und chemischen Eigenschaften des Mediums ergibt. Fuer die Abbaugeschwindigkeit eines Stoffes ist beispielsweise nicht nur die prinzipielle Abbaubarkeit, sondern auch die Zugaenglichkeit von Reaktionszentren oder die Versorgung mit Reaktionspartnern wichtig. Vordringlich fuer Fortschritte in der Prognostizierbarkeit des Transports von beliebigen Stoffen in Aquiferen sind Beitraege zu folgenden Themen: - Definition von effektiven Parametern (effektive Kapazitaeten oder effektive kinetische Parameter) - Skalen gesetzt fuer effektive Parameter oder Uebergang zu neuen Gesetzen auf jeder Skalenebene - Sensitivitaet des makroskopischen Transports gegenueber Prozessen und den Details des Prozessverlaufs im Porenmassstab.