02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
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Item Open Access Modellierung des regionalen Wärmetransports: Fallbeispiele Kaltwassereinleitung Aefligen und Emmeinfiltration Kirchberg(1992) Kobus, Helmut; Söll, ThomasIm Emmental wurden vom Kanton Bern/Schweiz in einem hydrothermischen Versuchsfeld die Möglichkeiten einer thermischen Nutzung des Grundwassers untersucht. Bei Aefligen wurde Kaltwasser über einen Schluckbrunnen infiltriert, die hieraus resultierende Temperaturanomalie meßtechnisch verfolgt und sodann mit dem in Kapitel 3 beschriebenen vertikal-ebenen Stromstreifenmodell verglichen. Dabei hat sich gezeigt, daß bei detaillierter Berücksichtigung der vertikalen Geschwindigkeitsverteilung dispersionsfreie Modellrechnungen für praktische Zwecke hinreichend genaue Ergebnisse liefern. Hingegen müssen bei Zugrundelegung einer tiefengemittelten Geschwindigkeit fließwegabhängige dispersive Effekte berücksichtigt werden. Im Testareal Kirchberg wurde mit flächendeckenden Feldmessungen die großräumige Temperaturanomalie aufgrund einer starken Infiltration von Flußwasser untersucht. Für die numerische Modellierung kam gemäß Kapitel 3 sowohl das vertikal-ebene Stromstreifenmodell entlang zweier ausgewählter Längsschnitte zum Einsatz als auch das horizontal-ebene Mehrschichtenmodell zur Erfassung der regionalen Auswirkungen. Die Modelleingabeparameter wurden in beiden Fällen direkt - ohne Anpassung in einer Modelleichung- aus den hydrothermischen Felddaten abgeleitet. Beide Modelle liefern eine gute Beschreibung der in der Natur beobachteten Temperaturverhältnisse. Bei der horizontal-ebenen Modellierung ist eine Diskretisierung des gesättigten Grundwasserbereichs in wenigstens zwei Modellschichten unerläßlich, da ein tiefenintegriertes Modell die Einschichtung des Emmesickerwassers im Grundwasserstrom nicht berücksichtigen kann. Bei größeren Flurabständen genügt es, mit dem Jahresmittelwert der Lufttemperaturen zu rechnen, während bei Flurabständen von wenigen Metern auch Lufttemperaturschwankungen berücksichtigt werden müssen. Die Auswirkungen der emmeinduzierten Temperaturabweichungen machen sich über eine Länge von ca. 1,5 bis 2 km bemerkbar. Für die Anwendung der Wärmetransportmodelle bedarf es neben der Kenntnis von integralen hydraulischen Feldgrößen insbesondere der Information über die Verteilung der Durchlässigkeiten im Untersuchungsgebiet sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung. Die Verfügbarkeit gesicherter Felddaten und deren Umsetzung in die entsprechenden Modelleingabeparameter ist für die praktische Anwendung von primärer Bedeutung.Item Open Access Modellierung des großräumigen Wärmetransports im Grundwasser(1992) Söll, Thomas; Kobus, HelmutDie natürlichen Temperaturverhältnisse im Untergrund werden durch anthropogene Einflüsse und insbesondere durch hydraulische und thermische Nutzungen des Grundwassers verändert. Die Planung entsprechender Grundwasserbewirtschaftungsmaßnahmen erfordert Wärmetransportmodelle, welche eine Beschreibung des großräumigen Wärmetransports im Untergrund ermöglichen. Ziel des vorliegenden Beitrags war daher die Entwicklung und Erprobung numerischer Mehrschichtenmodelle, die zur Beschreibung der durch punktförmige Wärmequellen und -senken verursachten Temperaturveränderungen dienen können.