Innere Erosion / Suffusion

In-situ Bestimmung der Porenwassergeschwindigkeit

Der kritische hydrodynamische Parameter für einen Materialtransport durch Sickerwasser - innere Erosion / Suffusion - ist die lokale Porenwassergeschwindigkeit. In Bereichen mit hoher Porenwassergeschwindigkeit ist das Einsetzen der inneren Erosion am wahrscheinlichsten. Bisher wurde die kritische Porenwassergeschwindigkeit, bei der Materialtransport einsetzt, aus der Korngrößenverteilung und dem hydraulischen Gradienten theoretisch bestimmt. Die Anwendbarkeit theoretisch bestimmter kritischer Porenwassergeschwindigkeiten ist in den meisten Fällen fragwürdig, da lokale Heterogenitäten nicht berücksichtigt werden können.

Mit der Heat-Pulse-Methode können Porenwassergeschwindigkeiten im Bereich von 10-7 m/s bis 10-2 m/s in-situ gemessen werden.
Um die Wärmequelle und die Temperatursensoren im Boden zu installieren, werden diese in ein im Boden eingerammtes Hohlgestänge eingeschoben oder bei Neubau - oder Sanierungsmaßnahmen an geeigneter Stelle direkt in den Boden verlegt.

Auch mit der Gradienten-Methode ist es möglich die Porenwassergeschwindigkeiten in-situ zu bestimmen. Hierzu bedarf es jedoch einer zeitlichen Variation der Sickerwassertemperatur. Ähnlich wie bei Farb- und Salztracer-Experimenten werden die "thermischen Tracer"-Durchbruchzeiten bestimmt und daraus die Porenwassergeschwindkeiten berechnet.

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Axel Fabritius

Geophysiker

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