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5.5 Konsequenzen aus der Abkehr vom Wasser-Boden-Dualismus

Wenn nun das Konzept einer kritischen Depositionsspannung aufgrund der in Abschnitt 5.4 vorgetragenen Bedenken verworfen wird, dann ist es folgerichtig, sich auch vom Konzept einer kritischen Erosionsspannung zu lösen. Das mit dieser Abkehr einhergehende erste Problem rührt daher, dass sich dann nicht mehr eine Gebietsgrenze zwischen Fluid und Boden definieren lässt, an der Randbedingungen formulierbar sind. Es wird ein Modellierungsansatz erforderlich, der sich vom Wasser durch die Schlickschichten bis in den festen Boden hinein erstreckt. Es wird notwendig, eine Konzentrations- und zeitabhängige Materialgleichung zu benutzen. Es ist auch erforderlich, ein numerisches Modell zu benutzen, das große Gradienten der Dichte und des Materialverhaltens erfassen kann, und es ist die Frage zu klären, in welcher Bodentiefe das Berechnungsgebiet aufhören kann.

Zur Berechnung von Strömungen wird die EULER-Betrachtungsweise5.8 verwendet. Damit lassen sich Deformationsgradienten in elastischen Materialien, die üblicherweise in der LAGRANGE-Betrachtungsweise5.9 formuliert werden, nur sehr umständlich darstellen. Da es in dem hier zu betrachtenden Fall um Sedimenttransportberechnungen und nicht um Bodenmechanik geht, wäre eine vereinfachte Darstellung der Deformation von Schlickschichten, die den gelling-point5.10überschritten haben, denkbar.

Das zweite Problem ergibt sich dann, wenn die Erosion einer stark konsolidierten Bodenschicht dargestellt werden soll, die bei der Einmischung nicht selbst in Bewegung gerät. Als Extrembeispiel stelle man sich das Abspülen eines Tonklumpen unter klarem Wasser vor. Dessen Oberfläche wird schleimig und gibt langsam Sediment ans Wasser ab. Die Frage, ob die Massendiffusivität für diesen Vorgang allein verantwortlich ist, wäre zu klären.


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Jens WYRWA * 2003-11-05