A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Hydraulische Optimierung und Simulation von Qualitätsfragestellungen im Einzugsbereich von Horizontalfilterbrunnen
Zusammenfassung Horizontalfilterbrunnen haben in Bezug auf die Nutzung von Uferfiltrat vielfach Vorteile gegenüber anderen Brunnenarten. Aufgrund ihrer Lage zu nahegelegenen Oberflächengewässern werden bei Uferfiltratbrunnen jedoch oftmals besondere Schutzbestimmungen zur Kompensation von Schutzgebietseinschränkungen vorgesehen. Durch die Einstellung spezifischer hydraulischer Verhältnisse kann die Entnahme aus dem vorhandenen Grundwasserdargebot optimiert werden. Zur Effizienzsteigerung bei den Förderraten werden die Strömungsverhältnisse mittels eines numerischen Modells untersucht, das die wesentlichen Einflussgrößen identifiziert und die Einhaltung der Entnahmebedingungen bei bestimmten Entnahmezuständen überprüft. In dieser Arbeit werden zuerst die Grundlagen der numerischen Modellierung im Allgemeinen und der Umsetzung von horizontalen Filtersträngen im Besonderen dargestellt sowie die Erstellung eines 3D-Finite-Differenzen-Modells für die Fallstudie beschrieben. Die Modellierung der Horizontalfilterbrunnen erfolgt nach dem Konzept der äquivalenten Durchlässigkeiten. Das kalibrierte und validierte Modell wurde zur Berechnung von Bilanzen und Fließzeiten der zuströmenden Wassermengen bei 23 beobachteten stationären Systemzuständen angewendet. Fünf wesentliche Einflussgrößen auf die Strömungsverhältnisse wurden identifiziert.
Abstract Considering bank filtrate use, horizontal wells show numerous advantages compared to other well types. However, due to their proximity to nearby surface waters, bank filtration wells are often provided with special protection to compensate for protected area restrictions. By adjusting specific hydraulic conditions, the extraction from the existing groundwater supply can be optimized. In order to increase production rate efficiency, flow conditions are examined by means of a numerical model, which identifies key influencing parameters and verifies compliance of specified abstraction with extraction conditions. The present article starts with the general basics of numerical modelling followed by its application for horizontal filter well in particular and the creation of a 3D finite difference model for the case study. The model used of the horizontal filter wells follows the concept of equivalent permeabilities. The calibrated and validated model was used to calculate balances and flow times of inflowing water at 23 observed steady state conditions. Five major influencing parameters for flow conditions were identified.
Hydraulische Optimierung und Simulation von Qualitätsfragestellungen im Einzugsbereich von Horizontalfilterbrunnen
Zusammenfassung Horizontalfilterbrunnen haben in Bezug auf die Nutzung von Uferfiltrat vielfach Vorteile gegenüber anderen Brunnenarten. Aufgrund ihrer Lage zu nahegelegenen Oberflächengewässern werden bei Uferfiltratbrunnen jedoch oftmals besondere Schutzbestimmungen zur Kompensation von Schutzgebietseinschränkungen vorgesehen. Durch die Einstellung spezifischer hydraulischer Verhältnisse kann die Entnahme aus dem vorhandenen Grundwasserdargebot optimiert werden. Zur Effizienzsteigerung bei den Förderraten werden die Strömungsverhältnisse mittels eines numerischen Modells untersucht, das die wesentlichen Einflussgrößen identifiziert und die Einhaltung der Entnahmebedingungen bei bestimmten Entnahmezuständen überprüft. In dieser Arbeit werden zuerst die Grundlagen der numerischen Modellierung im Allgemeinen und der Umsetzung von horizontalen Filtersträngen im Besonderen dargestellt sowie die Erstellung eines 3D-Finite-Differenzen-Modells für die Fallstudie beschrieben. Die Modellierung der Horizontalfilterbrunnen erfolgt nach dem Konzept der äquivalenten Durchlässigkeiten. Das kalibrierte und validierte Modell wurde zur Berechnung von Bilanzen und Fließzeiten der zuströmenden Wassermengen bei 23 beobachteten stationären Systemzuständen angewendet. Fünf wesentliche Einflussgrößen auf die Strömungsverhältnisse wurden identifiziert.
Abstract Considering bank filtrate use, horizontal wells show numerous advantages compared to other well types. However, due to their proximity to nearby surface waters, bank filtration wells are often provided with special protection to compensate for protected area restrictions. By adjusting specific hydraulic conditions, the extraction from the existing groundwater supply can be optimized. In order to increase production rate efficiency, flow conditions are examined by means of a numerical model, which identifies key influencing parameters and verifies compliance of specified abstraction with extraction conditions. The present article starts with the general basics of numerical modelling followed by its application for horizontal filter well in particular and the creation of a 3D finite difference model for the case study. The model used of the horizontal filter wells follows the concept of equivalent permeabilities. The calibrated and validated model was used to calculate balances and flow times of inflowing water at 23 observed steady state conditions. Five major influencing parameters for flow conditions were identified.
Hydraulische Optimierung und Simulation von Qualitätsfragestellungen im Einzugsbereich von Horizontalfilterbrunnen
Hydraulic optimisation and simulation of quality aspects in inflow areas of horizontal filter wells
DI Handl, Sebastian (author) / DI Mayr, Ernest (author) / PD DI Dr. Perfler, Reinhard (author)
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft ; 71 ; 415-421
2019-07-15
7 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
German
Grundwassermodellierung , Horizontalfilterbrunnen , Äquivalente Durchlässigkeiten Groundwater modelling , Radial collector well , Equivalent conductivity Engineering , Engineering, general , Water Industry/Water Technologies , Chemistry/Food Science, general , Waste Water Technology / Water Pollution Control / Water Management / Aquatic Pollution , Waste Management/Waste Technology
Berechnung von Stromlinien im Einzugsbereich von Horizontalfilterbrunnen bei der Uferfiltration
| Springer Verlag | 2019
Berechnung von Stromlinien im Einzugsbereich von Horizontalfilterbrunnen bei der Uferfiltration
| Online Contents | 2019
Beitrag zur Berechnung von Horizontalfilterbrunnen
| UB Braunschweig | 1972
Beitrag zur Berechnung von Horizontalfilterbrunnen
| TIBKAT | 1972