Universität Stuttgart
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Item Open Access Effect of buoyancy on the flow and temperature fields near injection wells(1979) Mehlhorn, Hans; Kobus, HelmutThe injection of heated water into a ground water stream of constant velocity is studied. The heated water is discharged through a fully penetrating injection well into a confined aquifer of constant thickness. For steady state conditions and under the assumption that heat conduction and dispersion in the aquifer and through the confining layers are negligible in comparison to the convective heat transport, it is shown that the flow and temperature field is dependent on the relative infiltration rate and on the relative buoyancy of well discharge. First results of a steady-state three-dimensional numerical model are given.Item Open Access Ein Beitrag zur Bemessung der engeren Schutzzone in Porengrundwasserleitern(1980) Spitz, Karlheinz; Mehlhorn, Hans; Kobus, HelmutEine wichtige wasserwirtschaftliche Aufgabe zur Sicherung der Grundwasservorkommen als Trinkwasserreserven besteht in der Ausweisung von Wasserschutzgebieten. Die Begrenzung der engeren Schutzzone wird hierbei durch eine vorgegebene Mindestverweilzeit (in der Regel 50 Tage) festgelegt. Es wird ein einfaches analytisches Berechnungsverfahren vorgestellt, das die Ermittlung der 50-Tage-Linie für den Einzelbrunnen in einem Grundwasserstrom exakt und ohne mathematische Vereinfachungen ermöglicht. Zudem wird erstmals der Einfluß von Vermischungseffekten quantitativ berücksichtigt. Die vorgestellte Methodik läßt sich auf beliebige Strömungskonfigurationen wie Brunnengruppen oder Uferfiltrationsbrunnen erweitern.Item Open Access Beeinflussung von Grundwassertemperaturen durch Wärmepumpen(1980) Kobus, Helmut; Mehlhorn, HansGrundwasserbetriebene Wärmepumpen sind energiewirtschaftlich zwar wünschenswert, doch steht ihrem verstärkten Einsatz derzeit noch entgegen, daß über die Auswirkungen solcher Anlagen auf das Grundwasser bisher nur sehr wenig bekannt ist. Im vorliegenden Beitrag werden zunächst die Grundlagen der Wärme- und Schadstoffausbreitung in Grundwasserleitern behandelt und die Transportmechanismen Konvektion, Dispersion und Wärmeleitung erläutert. Für einfache Strömungsfälle werden quasi-stationäre Lösungen zur Abschätzung der langfristig zu erwartenden Temperaturanomalie vorgestellt. Die Bedeutung von dispersiven Vermischungseffekten sowie von Schichtungseffekten zufolge temperaturbedingter Dichteunterschiede wird ebenfalls diskutiert. Damit liefert der Aufsatz einen ersten Beitrag zur Quantifizierung der Umweltauswirkungen von Wärmepumpen.Item Open Access Temperaturanomalien in Porengrundwasserleitern zufolge Warm- oder Kaltwassereinleitungen(1983) Kobus, Helmut; Söll, Thomas; Mehlhorn, HansEs werden eindimensionale Berechnungsverfahren vorgestellt, die dem Planer eine Orientierungshilfe zur Abschätzung der Reichweite von Temperaturanomalien im Grundwasser geben. Zeitliche Variationen der Einleitungstemperaturen und der Infiltrationsrate werden diskutiert. Die Entwicklung der Temperaturanomalie bis zum Erreichen eines quasistationären Endzustands wird aufgezeigt und anhand von Zahlenbeispielen erläutert.Item Open Access Kurzschlußströmung zwischen Schluck- und Entnahmebrunnen : kritischer Abstand und Rückströmrate(1981) Mehlhorn, Hans; Spitz, Karlheinz; Kobus, HelmutFür Anlagen, bei denen Grundwasser gefördert und wieder in den Grundwasserleiter infiltriert wird, interessiert insbesondere, welche kritischen Abstände zwischen Entnahme- und Infiltrationsstelle einzuhalten sind, um ein direktes Rückströmen von infiltriertem Wasser zum Entnahmebrunnen (Kurzschlußströmung) zu vermeiden, und welche Rückströmraten von der Infiltrationsstelle zur Entnahmeanlage bei Unterschreiten des kritischen Abstandes zu erwarten sind. Eine Vermeidung von Kurzschlußströmungen zwischen Infiltrations- und Entnahmestelle bzw. eine Minimierung der Rückströmrate ist möglich durch geeignete Wahl des Brunnenabstandes und des Anströmwinkels. Es zeigt sich, daß zur Vermeidung einer Kurzschlußströmung der Entnahmebrunnen optimal nicht grundwasseroberhalb des lnfiltrationsbrunnens, sondern in einem Anströmwinkel zur Grundströmung von ca. 50° angeordnet werden sollte. Ebenso kann für gegebenen Brunnenabstand die Rückströmrate zwischen Infiltrations- und Entnahmestelle durch eine geeignete Wahl des Anströmwinkels variiert werden.Item Open Access On thermal anomalies due to injection-well discharges in porous aquifers(1983) Mehlhorn, Hans; Kobus, HelmutInfiltration wells discharging industrial cooling water or water from heat pumps give rise to temperature and hence density differences in the receiving groundwater. These produce buoyancy effects which may alter the outflow distribution considerably, cause vertical flow near the well and lead to temperature stratification. These effects have been investigated in a three-dimensional numerical flow and heattransport model and verified by laboratory tank experiments. The main results of the study are presented.