Applied numerical modeling of saturated / unsaturated flow and ...

Entlang der so bestimmten Grundwasserfließrichtung werden nun drei neue Messstellen im Abstand
von je 10 m installiert. An diesen Messstellen werden dann Piezometerhöhen, Konzentrationen des
reaktiven und des nichtreaktiven Schadstoffes und die lokale hydraulische Durchlässigkeit „gemessen“
(Abb. 1c). Aus der Differenz der Piezometerhöhen, den hydraulischen Durchlässigkeiten und der
wahren, d.h. der auch im Modell verwendeten, Porosität wird die Grundwasserfließgeschwindigkeit
bestimmt. Zusammen mit den gemessenen Schadstoffkonzentrationen können dann Abbauraten
erster Ordnung anhand von vier Methoden berechnet werden. Der Virtuelle Aquifer und das Messszenario
sind so ausgelegt, dass optimale Bedingungen für eine Bestimmung der Abbauraten
vorliegen. Die einzige Unsicherheit wird durch die heterogene Verteilung der hydraulischen
Durchlässigkeit erzeugt.
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Anfangssituation
Erkundungsschritt 1
Erkundungsschritt 2
Virtuelle Realität
Abb. 1 Verwendete Methodik, um Konzentrationen von der Zentrallinie der Fahne zu erhalten: a)
Anfangszustand, b) Abschätzung der Fließrichtung anhand des hydrogeologischen Dreiecks, c)
„gemessene“ Konzentrationen auf der ermittelten Zentrallinie, d) Vergleich mit der Virtuellen Realität
(Piezometerhöhen und Fahne).
Für den zweiten Teil dieses Beitrags, in dem der Einfluss von Messfehlern untersucht wird, wird der
Aquifer als homogen angenommen. Die Unsicherheit wird nun also nicht durch das heterogene
Fließfeld erzeugt, sondern durch fehlerhaftes „Messen“ von Piezometerhöhe und Schadstoffkonzentration.
Im Falle der Piezometerhöhe lautet das Fehlermodell:
[1] h′ = h + z∆hmax
wobei h’ die fehlerbehaftete, hh die wahre Piezometerhöhe und ∆hmax der maximale Messfehler für die
Piezometerhöhe ist. z ist eine gleichverteilte Zufallszahl aus dem Intervall [-1, 1], mit der ∆hmax