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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung:

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DMT - Modellierung und Analyse von Methanausgasung im Untergrund
Projektleiter:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig
Stellvertreter:Prof. Dr.-Ing. Reinhard Hinkelmann
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dr.-Ing. Thomas Breiting
Projektdauer:1.4.1998 - 30.9.1999
Finanzierung:externer Link Deutsche Montan Technologie GmbH (DMT)
Projektpartner:externer Link Deutsche Montan Technologie GmbH (DMT)
Poster:Poster (JPG) - Poster (PS)
Publikationen: Link

Zusammenfassung:

In den letzten Jahren hat die Beschreibung von Gasmigrationsvorgängen (z.B. von Methan) zur Beurteilung von Eingriffen in Grundwassersysteme (z.B. bei der Altlastensanierung und Deponierung) und zur Bewertung der Wasserqualität (z.B. im Küstenbereich) zunehmend an Bedeutung gewonnen. Das durch Gasmigrationsvorgänge ausgelöste Gefährdungspotential ist anhand umfangreicher Messungen an Deponiestandorten, in Felslaboren zur Lagerung radioaktiver Abfälle und im Nord- und Ostseeküstenbereich belegt worden.

Um Aussagen und Prognosen zum natürlichen Rückhaltevermögen des Untergrunds, zur Ermittlung von Austrittsorten und -zeiten in die Biosphäre sowie zur Quantifizierung der Gasmengen (z.B. Methan) machen zu können, sind vom Institut für ComputerAnwendungen im Bauingenieurwesen der Technischen Universität Braunschweig umfangreiche Prinzipstudien durchgeführt worden. Dazu wurde das Programmsystem MUFTE_UG weiterentwickelt und an die entsprechenden Problemstellungen angepasst. Die natürlichen geologischen Verhältnisse sind in der Regel vor allem in Festgesteinen (Klüftung, Schichtung und Störungszonen) sehr komplex. In Gas-Wasser Systemen üben die geologischen Verhältnisse einen weitaus größeren Einfluss auf die Strömungs- und Transportverhältnisse aus, als bei Grundwasserströmungen. Deshalb sind zunächst einfache, für die Systeminterpretation aussagekräftige, geologische Verhältnisse gewählt worden.

An einem zweidimensionalen Modellgebiet sind die Auswirkungen der Variation von geologischen Parametern und äußerer Einflüsse, wie z.B. Luftdruckschwankungen, auf die Gasmigration untersucht worden. Das Modellgebiet ist aus einer oder mehreren Gesteinsschichten aufgebaut worden. Diese Schichten sind durch unterschiedliche Durchlässigkeiten charakterisiert. Des weiteren sind Barrieren und Auflockerungszonen in der Modellierung berücksichtigt worden. Mit Hilfe der durchgeführten Modellvarianten ist es möglich gewesen, die relevanten Einflussgrößen zur Quantifizierung der Gasaustrittsmengen und zur Ermittlung der Austrittsstellen zu bestimmen. An dem nachfolgend aufgezeigten Beispiel sind drei wesentliche Effekte zu erkennen: die Bildung eines Gasdoms unter Bereichen geringerer Durchlässigkeit (Barrieren), die Auswirkung von höher durchlässigen Störungszonen in Barrieren, die Quantifizierung der Gasaustrittsmengen.