Strömung, Stoff- und Wärmetransport im Kluftgestein

Der Hydrologe oder Bauingenieur findet heute eine große Zahl von Fach- und Lehrbüchern, in denen die Geohydraulik und die Migrationstheorie poröser Medien beschrieben werden. Als Ergänzung dazu stellt das Buch von Olaf Kolditz modern und eingehend die mathematische Modellierung von Strömung, Stoff- und Wärmetransportvorgängen im Kluftgestein dar. Ausbreitungsvorgänge in Kluftgrundwasserleitern bzw. die Behinderung von Migrationsprozessen im Untergrund sind für viele Bereiche, wie das gesamte Wasserwesen (Wasserbau, Wasserwirtschaft und Landwirtschaft), das Bauingenieurwesen (Mechanik, Geotechnik) und Geophysik (Geothermie) und Geologie (Hydrogeologie) von großem Interesse. Einerseits sind geringleitende Gesteine, die eine wirksame geologische Barriere zur Isolierung von Schadstoffen bilden, für die Deponierung von Bedeutung, andererseits sind gute Wegsamkeiten in Grundwasserleitern für die Wasserwirtschaft wichtig. Klüfte können bevorzugte Wasserwegsamkeiten und schnelle Transportwege im Untergrund bilden und die hydraulischen Eigenschaften von Gesteinen bestimmen. Neben der Klüftung können insbesondere Sedimentgesteine erhebliche Porositäten aufweisen, oft sind auch untergeordnete Mikrokluftsysteme, z. B. im Kristallingestein zu berücksichtigen. Bei der Modellierung müssen geeignete Strukturmodelle, wie klüftige bzw. klüftig-poröse Medien bedacht werden, da der Prozeßablauf entscheidend durch die Struktur des Mediums geprägt wird. Oft ist der komplexe Aufbau klüftiger Festgesteine im Hinblick auf hydrogeologische Eigenschaften nur schwer zu beurteilen, so daß spezielle Erkundungstechniken erforderlich sind. Die Simulation von Strömungs- und Transportprozessen in klüftig-porösen Grundwasserleitern stellt hohe Anforderungen an die modelltechnische Umsetzung, die aus dieser hochgradigen Inhomogenität des klüftigen Untergrunds herrühren. Im vorliegenden Buch wurden die geeigneten Modellkonzepte zur Simulation von Prozeßabläufen im Kluftgestein erläutert, wie diskrete Kluft-Modelle, Hybrid-Modelle und Mehrkontinua-Modelle. Die Möglichkeiten und die Grenzen dieser Modelle werden ausführlich besprochen. Das Buch wendet sich sowohl an Bauingenieure, Hydrologen und Geowissenschaftler als auch an Mathematiker und Physiker, die hydrogeologische, geotechnische oder geophysikalische Probleme berechnen wollen. Ein sehr wichtiges Buch für all jene, die an der Durchlässigkeit und den Wasserbewegungen im Untergrund interessiert sind.