Parameter identification for modeling large-scale flow- and reactive transport-processes in single fractures with an adjacent porous permeable matrix

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In dem beantragten Projekt werden Strömungs- und Transportprozesse in einer Einzeltrennfläche und in der Gesteinsmatrix unter Einbeziehung von Sorptionsprozessen untersucht. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Umsetzung numerischer und experimenteller Methoden, die eine Differenzierung zwischen Strömungs- und Reaktionseffekten ermöglichen. Die Einflußparameter Porosität, Permeabilität, Matrixdiffusion und Trennflächenheterogenität sollen in Abhängigkeit vom Strömungszustand in ihrer Bedeutung für den Stofftransport bewertet werden. Dazu werden für ein zweidimensionales Kluft-Matrixsystem physikalische Versuche und begleitende numerische Simulationen zum mikroskaligen Prozeßverständnis durchgeführt. Auf dieser Grundlage wird eine diskrete numerische Parameterstudie an einem dreidimensionalen Kluft-Matrixsystem durchgeführt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Identifikation der Transportprozesse, die aus den unterschiedlichen Aufenthaltszeiten eines Tracers in einer stark heterogenen Trennfläche resultieren. Abschließend werden Äquivalenzansätze für die Berechnung der Strömung und des Stofftransportes eingesetzt und diejenigen Ansätze bestimmt, die die beste Approximation der diskret berechneten Ergebnisse liefern.