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2024-10-21T18:55:16Z

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Als '''Sickerströmung''' oder '''Sickerfluss''' bezeichnet man die [[Strömungsmechanik|Strömung]] eines oder mehrerer [[Fluid]]e ([[Phase (Materie)|Phasen]]) durch ein [[poröses Medium]], das Durchwandern von [[Filtermedium|Filtermedien]].

Solche Medien sind z. B. der [[Boden (Bodenkunde)|Erdboden]], [[Sand]] o. ä., oder der [[Aquifer]] des [[Grundwasser]]s. Beim Fluid kann es sich um [[Sickerwasser]], aber auch um andere Flüssigkeiten handeln ([[Erdöl]]e).

Charakteristisch für einen Sickerfluss ist, dass das Strömungsverhalten der beteiligten Fluide hauptsächlich durch den [[Druckgradient]]en und die Leitfähigkeit des Mediums bestimmt wird. Die Effekte der [[Oberflächenspannung]] können optional als [[Kapillarität|Kapillardruck]] berücksichtigt werden.
Die Gleichungen von Sickerflüssen lassen sich durch vereinfachende Annahmen aus den [[Navier-Stokes-Gleichungen]] herleiten. Bei den Navier-Stokes-Gleichungen werden Transport- und Strömungsverhalten von Fluiden modelliert, wohingegen die [[Oberflächenspannung]] nur am Rand des betrachteten Gebiets Einfluss erhält.

Theoretisch könnten Sickerflüsse mit dem [[Darcy-Gesetz|Gesetz von Darcy]] beschrieben werden. Im Allgemeinen ist der Porenverlauf des Mediums (z. B. des Erdbodens) allerdings unbekannt. Außerdem berücksichtigt man bei Sickerflüssen [[Adsorption]]s- und Einlagerungseffekte in den Poren ([[Kapillare|Kapillaren]]) des Mediums. Zudem wäre eine komplette Berechnung des Strömungsverhaltens der Fluide in einem komplexen Aufbau eines porösen Mediums sehr aufwändig. Bei Sickerflüssen hingegen wird die Porenstruktur des Mediums z. B. durch Durchlässigkeits- und Affinitätskonstanten ([[Durchlässigkeitsbeiwert]]) beschrieben. Damit wird eine näherungsweise Beschreibung des Strömungsverhaltens ermöglicht.

Sickerflüsse können durch [[partielle Differentialgleichung]]en beschrieben werden. Das bekannteste Modell hierfür ist die [[Richards-Gleichung]], die einen Sickerfluss einer Luft-Flüssigkeits-Mischung im porösen Medium beschreibt. Durch Kopplung mehrerer Richards-Gleichungen können weitere Phasen (d. h. Fluide) dem Sickerfluss-Modell hinzugefügt werden. Damit ist z. B. die Ausbreitung eines Öl-Wasser-Gemisches im Erdboden beschreibbar.

Eine Anwendung des Sickerfluss-Modells ist die Modellierung von Grundwasser, etwa die Ausbreitung von [[Stoffreinheit#Verunreinigung (Kontamination)|Kontaminationen]] im Erdboden mit einem [[Grundwassermodell]]. Insbesondere lassen sich durch geeignete Wahl der Randbedingungen der beschreibenden partiellen Differentialgleichungen Lösungen zur Beseitigung von derartigen Kontaminationen ermitteln.

Eine brauchbare Möglichkeit, eine Sickerströmung darzustellen und zu berechnen, ist das [[Strömungsnetz]].

== Siehe auch ==
*[[Porenwasser]]
*[[Sickerlinie]] (Grenze zwischen durchsickertem und nicht durchsickertem Teil des porösen Mediums)

== Literatur ==
*[[Arthur Casagrande]]: [https://openlibrary.org/books/OL13952045M/Seepage_through_dams ''Seepage through dams''], Harvard University, Graduate School of Engineering in Cambridge, Mass., 1937

{{SORTIERUNG:Sickerstromung}}
[[Kategorie:Strömungsart]]
[[Kategorie:Hydrogeologie]]

Sickerströmung - Versionsgeschichte

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