DBU - Stipendiat: Dagmar Trpkosova | Bereich: Stipendien

Stipendiat

Numerische Modellierung der Strömungs- und Druckverhältnisse in der Wasserhaushaltsschicht - die Bedeutung der Wasserhaushaltsschicht sowie der Bestandteil der Oberflächenabdichtung von Altlastendeponien

Dagmar Trpkosova

Das Stipendium

Lysimeterstation Bautzen/Nadelwitz

Im Hinblick auf die Oberflächensicherung von Deponien sucht man seit den 1990er Jahren nach alternativen und kostengünstigen Varianten zum Regelsystem nach TASi bzw. DepV. Im Rahmen meiner Dissertationsarbeit beschäftige ich mich mit den Strömungsverhältnissen in einer Wasserhaushaltsschicht und einer darunter liegenden Kapillarsperre.

Der Hauptvorteil einer Kapillarsperre besteht in ihrer relativen Einfachkeit und vor allem in dem standortspezifisch teilweise niedrigen Preis im Vergleich mit anderen Möglichkeiten der Oberflächenabdichtungen. Ein weiterer Vorteil ist die einfachere Bearbeitungsfähigkeit der Sand- und Kiesmaterialien im Vergleich zu Lößböden. Die Sande und Kiese können besser hergestellt und verdichtet werden. Sie unterliegen keinen Austrockungserscheinungen (keine Rissbildungsgefahr).

Bei Laborversuchen mit einer Kapillarsperre, bei denen der obere Rand bewässert wird, was die Simulation des Niederschlages darstellt. Es ist jedoch eindeutig, dass das Durchströmungsverhalten in einer realen ungesättigten Bodenzone (Wasserhaushaltsschicht) einen anderen Verlauf nehmen wird als das Wasser, welches direkt auf die Kapillarsperre aufgegeben wird. Sämtliche wasserhaushaltsrelevanten Prozesse (Speicherung, Evapotranspiration, etc.) bleiben bei der direkten Wasseraufgabe auf die Kapillarsperre unberücksicht, was zu erheblichen Fehlbeurteilungen bzgl. des Gesamtsystems führt. Eine optimierte Wasserhaushaltsschicht, inkl. ihrer boden- und vegetationsspezifischen Parameter sowie die natürlichen Klimabedingungen, beeinflussen die Materialauswahl für die Kapillarsperre primär.

Im Rahmen des Projekts soll ein mathematisches Modell entwickelt werden, das die ablaufenden Prozesse in einer Wasserhaushaltsschicht beschreiben kann. Dieses Modell wird mit Hilfe der experimentellen Versuchsergebnisse an der Lysimeterstation Bautzen/Nadelwitz kalibriert und getestet Danach soll dieses Modell zur Änderung des Wert der NEUMANN-Randbedingung entlang des oberen Randes benutzt werden. Mittels derartiger Parameteroptimierung ist es möglich die Kapillarsperre noch effektiver zu machen. Weiterhin ist es möglich mittels dieses Modells die Simulation im Maßstab der realen Deponie durchzuführen.

Stipendiat/in: Dagmar Trpkosova

Förderzeitraum:
01.03.2008 - 28.02.2009
Institut:
Hochschule Zittau/Görlitz
Fachbereich Mathematik/Naturwissenschaften
Betreuer:
Prof. Dr. Jürgen I. Schoenherr
Thema:
Numerische Modellierung der Strömungs- und Druckverhältnisse in der Wasserhaushaltsschicht - die Bedeutung der Wasserhaushaltsschicht sowie der Bestandteil der Oberflächenabdichtung von Altlastendeponien

Derzeitiger Beschäftigungsort

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