Empfehlungen für die Charakterisierung und ... - BGR

Version 2.0 September 2008 Empfehlungen Sickerwasserprognose
Da die Diffusion für die Simulation der Stoffverlagerung in der ungesättigten Zone bei der Sickerwasserprognose
normalerweise eine deutlich untergeordnete Rolle spielt, kann man näherungsweise
Funktionen wie z.B. von Papendick und Campbell (1980) oder von Millington
(1970) zur Abschätzung des Tortuositätsfaktors τ nutzen:
Papendick and Campbell (1970)
2
(12)
Millington (1970) (13)
mit
θ = volumetrischer Wassergehalt (L³/L³)
θs = gesättigter volumetrischer Wassergehalt (L³/L³)
Abb. 2.3 zeigt, dass diese beiden Funktionen für ungesättigte Böden ähnliche Werte liefern.
Hydrodynamische Dispersion in der ungesättigten Zone
Hydrodynamische Dispersion verursacht eine Vermischung der im Bodenwasser gelösten
Inhaltsstoffe bei der Durchströmung eines komplizierten porösen Mediums bedingt durch unterschiedliche
Fließgeschwindigkeiten und Fließwege im ungesättigten Boden. Der dispersive
Fluss jdisp kann nach Jury et al. (1991) genau wie der diffusive Fluss beschrieben werden:
23/85
(M/L².T) (14)
Vielfach wurde eine lineare Abhängigkeit des Dispersionskoeffizienten Ddisp von der mittleren
Porenwassergeschwindigkeit v [L/T] festgestellt (Jury et al., 1991):
mit
∂c
jdisp =
−θ
⋅ Ddisp
⋅
∂z
D disp
τ = 2. 8 ⋅θ
θ
τ =
θ
= λ ⋅ v
(L²/T) (15)
λ = Dispersivität (L)
v = Porenwassergeschwindigkeit (L/T)
Für vertikale Transportvorgänge in Böden wird hier nur die Dispersion in Fließrichtung (longitudinale
Dispersion mit dem Dispersionskoeffizienten Ddisp) betrachtet, da die Dispersion
quer zur Fließrichtung (transversale Dispersion) bei vertikaler Verlagerung in der ungesättigten
Zone eine untergeordnete Rolle spielt (konservative Betrachtung).
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