Browsing by Author "Silberhorn-Hemminger, Annette"

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Modellierung von Kluftaquifersystemen: Geostatistische Analyse und deterministisch-stochastische Kluftgenerierung
(2002) Silberhorn-Hemminger, Annette; Helmig, Rainer (Prof. Dr.-Ing.)
Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt in der Untersuchung des räumlichen Verhaltens von Klüften unter Anwendung einer geostatistischen Analyse sowie in der Entwicklung eines Kluftgenerators zur dreidimensionalen deterministisch - stochastischen Simulation von Kluft - Strukturmodellen. Diese Strukturmodelle dienen als Basis für eine anschließende numerische Modellierung der Strömungs- und Transportprozesse in einem Kluftaquifersystem. Zunächst gilt es, Kriterien und Eigenschaften festzulegen, mit deren Hilfe ein geklüftetes Gestein charakterisiert werden kann. Diese Kriterien und Eigenschaften müssen im Feld oder im Labor qualitativ und quantitativ zu erfassen und beispielsweise durch einen funktionalen Zusammenhang zu beschreiben sein. Für den Aufbau eines Strukturmodells ist in erster Linie die geometrische Beschreibung eines Kluftsystems von Interesse. Hierzu wird das Kluftsystem bzw. die Kluft in einzelne Komponenten zerlegt. Man muss dabei beachten, dass die ursprüngliche "Einheit" eines Kluftsystems durch diese Vorgehensweise aufgegeben wird. Eine univariate statistische Analyse der einzelnen Kluftparameter liefert keinen Hinweis auf die räumliche Variabilität der einzelnen Parameter. Eine zusätzliche geostatistische Analyse bietet die Möglichkeit, weitere Informationen, insbesondere bzgl. des räumlichen Verhaltens der Klüfte, erlangen zu können. Dadurch ist eine umfassendere Charakterisierung des Kluftsystems gegeben. Am Beispiel der geostatistischen Analyse des Kluftaquifersystems Pliezhausen werden die Oberflächenkartierungen der Kluftspuren des Feldversuchsblocks hinsichtlich ihrer räumlichen Variabilität untersucht und die Ergebnisse vorgestellt. Der entwickelte 3D - Kluftgenerator FRAC3D, mit dem Kluft - Strukturmodelle, die die Basis für die diskrete Modellierung von Strömungs- und Transportvorgängen im geklüfteten Gestein darstellen, generiert werden können, wird vorgestellt. Die Kluftgenerierung hat hierbei die Aufgabe, basierend auf den im Feld und im Labor aufgenommenen Strukturinformationen, ein diskretes Strukturmodell zu erstellen. Sie stellt dabei das Bindeglied zwischen der Natur und dem numerischen Modell dar. Anhand ausgewählter Beispielrechnungen wird die erfolgreiche Modellbildung mit den Teilschritten Kluftgenerierung, Netzgenerierung sowie Strömungs- und Transportsimulationen von Kluftaquifersystemen aufgezeigt.