Helmut Kobus

FLOW FIELD AND SCOURING EFFECTS OF STEADY AND PULSATING JETS IMPINGING ON A MOVABLE BED

The flow field and erosion pattern of continuous and pulsating impinging jets has been studied experimentally. The mean velocity field as well as turbulent and pulsation components, wall pressure and wall shear stress distributions were investigated in an axisymmetric air jet impinging upon a rough wall. The results show how harmonic velocity pulsations at the nozzle affect both the mean and the turbulent flow field. Corresponding erosion tests with a vertical water jet impinging upon a uniform sand bed exhibited under certain conditions a greatly enhanced erosion rate. The increase in erosion capacity due to pulsation seems to be due to both the changes in the mean flow field and to the greatly increased lateral correlation of the velocity field in the impinging region.

Soil and Groundwater Contamination and Remediation Technology in Europe

Groundwater is the major drinking water resource in Europe. However, serious deterioration of soil and groundwater quality has been observed due to pollution from urbanization, industry and intensive agriculture. The lecture will provide a survey of the observed impacts and of the considerable efforts that have been made to develop strategies and tools for cost- and time effective local remediation technologies for contaminated sites (including examples from the technical-scale research facility VEGAS), for prediction methods and urban development strategies including derelict land, for groundwater-compatible subsurface construction, for groundwater protection policies and preventive strategies, for reducing impacts of agriculture on groundwater quality.

Evaluation of groundwater sampling techniques for the investigation and monitoring of contaminated sites

The collection of representative groundwater samples is an essential prerequisite in hydrogeological site evaluation and groundwater monitoring. Erroneous or insufficent sampling may lead to wrong conclusions, possibly causing considerable health and/or financial risks, especially in respect to the assessment of contaminated sites. The collection of representative water samples therefore requires the use of appropriate sampling techniques, taking into account the prevailing aquifer conditions, the borehole hydraulics and the chemical parameters to be investigated. Consequently, the definition of the most suitable sampling equipment should be based on multiple criteria. In general these are the changing temperature and pressure conditions and the contact of the water with non-inert materials, which may affect the chemical integrity of the sample during the drilling of the well, the withdrawal and pumping of the water to the ground surface as well as the storage and transport to the laboratory. The major factors have to be investigated and quantified in order to minimize all undesired effects.

VEGAS - Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung

Die Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung VEGAS, die derzeit an der Universitat Stuttgart gebaut wird, wird aus einer Versuchshalle mit mehreren grosmasstablichen Versuchsstanden bestehen. Der Bau von VEGAS wird vom Bundesminister fur Forschung und Technologie BMFT und vom Umweltministerium des Landes Baden-Wurttemberg im Rahmen des Projektes Wasser-Abfall-Boden PWAB finanziert und steht allen interessierten Forschungsnahmern aus der Bundesrepublik offen. VEGAS verfolgt im wesentlichen zwei Ziele: 1) Entwicklung und Optimierung von in-situ Sanierungsverfahren, 2) Prozesforschung zum Schadstoffverhalten im Untergrund.

Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung : Konzeption und Programmrahmen

Das Konzept VEGAS (Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung) hat die Optimierung existierender und die Entwicklung neuer, verbesserter in-situ Sanierungsverfahren und Erkundungstechniken zum Ziel. In einer Versuchshalle mit mehreren grosdimensionalen Versuchsstanden werden Ausbreitungs- und Sanierungsexperimente mit umweltrelevanten Schadstoffen unter kontrollierten Bedingungen durchgefuhrt. Als Einrichtung der begleitenden Forschung zur Grundwasser- und Altlastensanierung ermoglicht es VEGAS, parallel zu Labor- bzw. Feldversuchen physikalische, chemische und mikrobiologische Sanierungsverfahren unter naturnahen Bedingungen (Verweilzeiten, heterogener Untergrund) wissenschaftlich zu untersuchen, Sanierungserfolge mit begrenztem Aufwand vorherzusagen und neue Behandlungsverfahren ohne Risiko einer Kontaminationsverlagerung praxisnah zu erproben. VEGAS liefert damit einen wesentlichen Beitrag zur Neu- und Weiterentwicklung qualifizierter Umwelttechnologien. Das vorliegende Mitteilungsheft enthalt im ersten Teil eine Beschreibung der Konzeption und der technischen Ausstattung von VEGAS sowie im zweiten den Programmrahmen fur Forschungsvorhaben in VEGAS. The concept VEGAS (research facility for subsurface remediation) aims at optimization of existing and development of new, improved technologies for in-situ remediation and exploration techniques. Spreading, transport and remediation experiments with environmental pollutants are conducted under controlled conditions in large-scale test flumes and artificial aquifers located in a hydraulic laboratory. Complementary to small-scale labaratory experiments and field studies, VEGAS allows scientific investigations on physical, chemical and microbiological technologies for subsurface remediation under experimental conditions close to nature (residence times, heterogeneity). The efficiency of remediation technologies can be checked with limited effort, and new technologies can be tested without risk of contamination migration. Therefore, VEGAS provides a significant contribution to the initiation and further development of qualified environmental technologies. This booklet includes a brief description of the concept and the technical equipment of the facility in its first part and the programmatic frame for research activities in VEGAS in its second part.

Bewertung von Grundwasserprobenahmetechniken zur Erkundung und Überwachung von Altlasten

Bei der hydrogeologischen Standortbewertung und bei allen Grundwasseruberwachungsmasnahmen spielt das Gewinnen reprasentativer Grundwasserproben eine wesentliche Rolle. Eine falsche oder unzureichende Probenahme und die daraus resultierende Fehlbeurteilung kann vor allem im Bereich der Altlasten-Gefahrdungsabschatzung mit erheblichen gesundheitlichen und/oder finanziellen Risiken verbunden sein. Aussagefahige Probenbefunde setzen eine im Hinblick auf die Aquifer- und Bohrlochhydraulik und die zu beprobenden chemischen Parameter korrekte Probenahmetechnik sowie den Einsatz geeigneter Probenahmegerate voraus. Hierbei mus grundsatzlich davon ausgegangen werden, das das Abteufen einer Grundwassermesstelle, die Entnahme und Beforderung von Grundwasser an die Oberflache sowie die Aufbewahrung und der Transport ins Labor die Wasserprobe mit unterschiedlichsten Materialien in Kontakt bringt und zugleich wechselnden Temperaturen und Drucken aussetzt. Diese Einflusse konnen die Beschaffenheit der Probe z.T. erheblich verandern und mussen deshalb untersucht und quantifiziert werden, um unerwunschte Nebeneffekte moglichst gering zu halten.

Untersuchungen am Luftmodell zur strömungstechnisch günstigen Gestaltung von Entnahmebauwerken an Flüssen

Der Bedarf der Industrie an Brauch- und Kuhlwasser mus in hochindustrialisierten und dichtbesiedelten Landern wie der Bundesrepublik Deutschland zu einem grosen Teil aus Oberflachenwasser gedeckt werden. Bei der Entnahme von Rohwasser aus fliesenden Gewassern last sich kaum vermeiden, das gleichzeitig auch mitgefuhrte Feststoffe entnommen werden, die durch entsprechende Aufbereitungsmasnahmen dem Rohwasser entzogen werden mussen. Um Investitionen und Betriebskosten der Reinigungsanlagen auf ein wirtschaftliches Mas zu beschranken, ist es erforderlich, die in den Entnahmestrom gelangenden Feststoffe durch eine hydraulisch gunstige Gestaltung des Entnahmebauwerks auf ein Minimum zu reduzieren.

Aus der wasserbaulichen Forschung am Institut für Hydromechanik, Stauanlagen und Wasserversorgung

ln dem vorliegenden Aufsatz wird anhand einiger Beispiele aus dem Wasserbau dargestellt, an welchen Aufgaben und Problemen im Institut fur Hydromechanik, Stauanlagen und Wasserversorgung derzeit gearbeitet wird. Das Spektrum des Forschungsprogramms ist erheblich breiter. Eine Reihe von Arbeitsgebieten wurde hier nicht oder kaum angesprochen. Die Ergebnisse der stromungsmechanischen Grundlagenforschung finden nicht nur im Wasserbau Anwendung, sondern auch im konstruktiven Ingenieurbau, in der Verfahrenstechnik und im Maschinenbau.