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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