Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 13: Bodenphysik I

UP 13.4: Vortrag

Dienstag, 19. März 2002, 15:30–15:45, HS 11

Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Entstehung von Luftüberschüssen in quasi-gesättigten porösen Medien — •Johannes Holocher, Frank Peeters, Werner Aeschbach-Hertig, Markus Hofer und Rolf Kipfer — EAWAG, Wasserressourcen und Trinkwasser, CH-8600 Dübendorf

Für den Gasaustausch zwischen Bodenluft und Grundwasser spielt die Bildung von Lufteinschlüssen durch vertikale Wasserbewegungen in der Bodenzone eine wichtige Rolle. Die partielle oder vollständige Auflösung dieser eingeschlossenen Luft führt zu gelösten Luftüberschüssen im Grundwasser, welche die Anwendung von atmosphärischen Spurengasen als Tracer im System Boden-Grundwasser beeinflussen können.

Der Gasaustausch zwischen quasi-gesättigter Zone und Bodenluft in porösen Medien wurde in Säulenversuchen im Labor- und Feldmasstab detaillierter untersucht. Dabei konnte die Lösung von eingeschlossenen Luftblasen als dominierender Prozess bei der Bildung von Luftübersättigungen identifiziert werden. Die Zusammensetzung des gelösten Überschusses hängt von der Grösse des hydrostatischen Drucks, von den Fliessbedingungen und der Grössenverteilung der eingeschlossenen Luftblasen ab. Ausserdem wurde ein numerisches Modell für den gelösten Gastransport in porösen Medien mit eingeschlossenen Luftblasen entwickelt. Die experimentellen Ergebnisse und die Resultate der Modellanwendung ergeben ein konsistentes Bild der Gasaustauschprozesse in der quasi-gesättigten Zone und damit erstmals ein besseres Detailverständnis der Entstehungsprozesse von Luftübersättigungen im Grundwasser.