Sonderfall Brunnendiskretisierung

Sonderfall Brunnendiskretisierung

Grundwasserentnahmen an Brunnen erzeugen einen Absenktrichter, der sich mit zunehmender Annäherung an den Brunnen durch steigende Gradienten auszeichnet. Um diese Situation in einem Modell adäquat abbilden zu können, ist eine radialsymmetrische Verfeinerung des Netzes um den Brunnen erforderlich. Da der zu beschreibende Gradient mit der Annäherung an den Brunnen exponentiell zunimmt, ist eine exponentielle Verfeinerung vorteilhaft. Die Parameter der Verfeinerung sind in Abhängigkeit von den hydraulischen Gegebenheiten zu wählen. So erfordern Bereiche mit geringen Durchlässigkeiten und damit einer starken Grundwasserabsenkung einen kleinen Innenradius (z.B. 2 m) aber auch nur einen kleinen Außenradius (z.B. 50 m). Bei flacheren Absenktrichtern können diese Parameter größer gewählt werden. Ausgehend von der Entfernung des Innenradius vom Brunnen werden die Knoten radialsymmetrisch mit exponentiell steigendem Abstand um den Brunnen angeordnet, bis der gewählte Außenradius erreicht bzw. überschritten wird.

Die Festlegung der Brunnenparameter erfolgt im Rahmen der Konturbearbeitung während der Netzerstellung. Durch Aufruf von Kontur p-Kontur bearbeiten Brunnenparameter erscheint nach Auswahl der entsprechenden Knoten ein Eingabefenster für die Parameter. Die folgende Abbildung zeigt den Zusammenhang zwischen den Parametern und der Elementnetzverfeinerung:


Radialsymmetrische Anordnung der Netzknoten bei der Brunnendiskretisierung

 

Bei der Abbildung von Horizontalfilterbrunnen sind die einzelnen Stränge bei der Diskretisierung zu berücksichtigen. Jeder Strang sollte mit mehreren Netzknoten im Abstand von 5 m bis 10 m erfasst sein. Eine exponentielle Netzverfeinerung wie bei Vertikalbrunnen ist nicht erforderlich, da Grundwasserabsenkungen bei Horizontalfilterbrunnen eher flächenhaft ausgebildet sind. Die Verteilung der Gesamtentnahmemenge auf die einzelnen Netzknoten sollte nicht gleichmäßig auf alle Brunnenknoten erfolgen, sondern in der Art, dass sich an den Strängen eine möglichst gleichmäßige Potenzialverteilung ergibt.

 

Anwendungsbeispiel