Diffuse und konvektive Sauerstofftransportprozesse in heterogenen ungesättigten Kippensedimenten: Eine dynamische 2-Phasen-Modellierung

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Eigene Untersuchungen an den Tagebaukippen am Modellstandort Cospuden/Zwenkau zeigen, daß innerhalb des Kippenkörpers strukturbedingte, unterschiedliche Reaktionsräume vorliegen, deren chemischer Zustand und gegenseitige Wechselwirkung von der dynamischen Sättigungsverteilung bestimmt ist. Im Rahmen der beantragten Sachbeihilfe soll erstmals ein 2-Phasen-Modell zur Berechnung der dynamischen Sättigungsverteilung am Beispiel des Kippensedimentes 'Cospuden' entwickelt werden. Da die bisherigen Modelle entweder rein diffusiver Natur sind, oder den 2-Phasen-Transport durch a-priori-Annahmen entkoppeln, d.h. eine immobile Gasphase und eine mobile Wasserphase (Richardson-Gleichung) voraussetzen, sind die hydraulischen Effekte von 2-Phasenströmungen und deren Wechselwirkung zu geochemischen Prozessen weitestgehend unverstanden. Es soll ein zweidimensionales Modell für den Sauerstofftransport entwickelt werden, welches sowohl diffusive und konvektive Transportprozesse als auch Phasentransferprozesse beschreibt. Das Ziel der beantragten Sachbeihilfe ist es, Migrationsprozesse, die den Stofftransport und somit den Fortgang der Pyritoxidation limitieren können, zu identifizieren sowie deren Zeitskalen zu bestimmen.