Ist der Retardationsfaktor dasselbe wie Abbau?

Nein. Retardation verzögert den Transport: ein Teil der Masse sorbiert vorübergehend am Korngerüst. Abbau würde Masse vernichten; der fehlt hier.

Warum hat die Kurve am Brunnen einen langen Schwanz?

Dispersion streckt den Impuls über eine Spanne von Ankunftszeiten. Größeres α_L verbreitert die Durchbruchskurve und senkt das Maximum, auch wenn die advektive Ankunftszeit unverändert bleibt.

Schadstofffahne im Grundwasser

Impuls eines gelösten Schadstoffs in einem homogenen Grundwasserleiter: Advektion, Längs- und Querdispersion, Retardationsfaktor R und Durchbruchskurve am Beobachtungsbrunnen.

Echte Grundwasserleiter bringen Heterogenität, Sorptionsisothermen, Abbau, Entnahme und Ränder hinzu. Hier bleibt die Lehrlösung für den Impuls, damit Advektion, Dispersion, Retardation und der Durchbruch am Brunnen sichtbar sind.

Diagramme

Zum Modell

Eine Schadstofffahne im Grundwasser wird mit der Strömung verfrachtet und zerläuft durch Dispersion. Ein momentaner Impuls in einem homogenen Grundwasserleiter gehorcht der Advektions-Dispersions-Gleichung; lineare Sorption tritt über den Retardationsfaktor R ein, sodass effektive Geschwindigkeit und Dispersionskoeffizienten v/R und D/R sind. Die Karte zeigt die Konzentration im Grundriss, die untere Grafik die Durchbruchskurve C(t) am Beobachtungsbrunnen. Verändert werden Strömungsgeschwindigkeit, Längsdispersivität α_L, R, der Maßstab des Eintrags und die Brunnenlage. Ohne Heterogenität, nichtlineare Sorption, Abbau, Entnahme und ohne Neubildung des Grundwasserleiters.

Für wen: Hydrogeologie, Umweltingenieurwesen, Einführung in Transportgleichungen.

Wichtige Begriffe

advektions-dispersions-gleichung
retardationsfaktor
durchbruchskurve
schadstofffahne
dispersivität

So funktioniert es

R ∂C/∂t = D_L C_xx + D_T C_yy − v C_x für einen Impuls in einem homogenen Grundwasserleiter. Die Karte ist die zweidimensionale Fahne, die untere Grafik die Durchbruchskurve C(t) am Brunnen. R liefert v_eff = v/R und D_eff = D/R; größeres α_L streckt den Schwanz und senkt das Maximum, die Brunnenlage ändert die Ankunftszeit.

Wichtige Gleichungen

R ∂C/∂t = D_L ∂²C/∂x² + D_T ∂²C/∂y² − v ∂C/∂x

v_eff = v/R, D_eff = D/R, Maximum bei x_w um t ≈ R(x_w−x_0)/v

Häufige Fragen

Ist der Retardationsfaktor dasselbe wie Abbau?: Nein. Retardation verzögert den Transport: ein Teil der Masse sorbiert vorübergehend am Korngerüst. Abbau würde Masse vernichten; der fehlt hier.
Warum hat die Kurve am Brunnen einen langen Schwanz?: Dispersion streckt den Impuls über eine Spanne von Ankunftszeiten. Größeres α_L verbreitert die Durchbruchskurve und senkt das Maximum, auch wenn die advektive Ankunftszeit unverändert bleibt.

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