Durch Grundwasserabflüsse verursachte Sandkochungen beeinträchtigen die Stabilität des Strandes. Das Wissen über diese schädlichen unterirdischen Erosionen wird jedoch weitgehend missverstanden und ist daher schwer einzudämmen.
Forscher am College of Science and Engineering der Flinders University haben Tests durchgeführt, um ein besseres Verständnis der Mechanismen der Sandkochungsbildung zu erlangen, mit besonderer Relevanz für solche in Gezeitenzonen – darunter am Sellicks Beach auf der Fleurieu-Halbinsel in Südaustralien.
Sandkochungen treten dort auf, wo Grundwasser mit einem ausreichenden hydraulischen Gefälle an die Landoberfläche abfließt, um innere Erosion und den Aufwärtstransport von Partikeln zu verursachen – und neue Forschungsergebnisse von Dr. Amir Jazayeri (Postdoktorand) und Professor Adrian Werner vom College of Science & Engineering der Flinders University Das National Center for Groundwater Research and Training hat bessere Möglichkeiten gefunden, sie zu identifizieren und zu messen.
„Der Einfluss der Sandschichtdicke und die Auswirkungen der treibenden Fallhöhenschwankungen auf die Bildung und Neubildung von Sandkochern wurden bisher nicht untersucht – und wir fanden erhebliche Unterschiede zu bestehenden Theorien“, sagt Dr. Jazayeri.
„Ein richtiges Verständnis der Sandsiedeprozesse ist für die Bewertung eines breiten Spektrums geomechanischer und Sedimenttransportsituationen, bei denen es zu Grundwasserversickerung kommt, wie etwa die Auswirkungen von Grundwasserabflüssen auf die Strandstabilität, von entscheidender Bedeutung.“
Um diese Forschung durchzuführen, untersuchten Laborexperimente die Auswirkungen der Sandtiefe und der Höhenveränderung auf das Sandsiedeverhalten in einer Sandsäulenapparatur (0,28 m × 0,28 m × 0,60 m), die in der Werkstatt des College of Science and Engineering der Flinders University entworfen und gebaut wurde.
„Unsere Forschung konzentrierte sich auf zwei wichtige Wissenslücken im aktuellen Verständnis der Bildung von Sandkochern, nämlich den Einfluss der Sandschichtdicke auf die Bildung von Sandkochern und die Neubildung von Sandkochern unter variablen Förderhöhenbedingungen“, sagt Professor Werner.
Die Forscher fanden heraus, dass der kritische hydraulische Gradient für das Wiederauftreten von Sandsieden bei schwankenden Fallhöhenbedingungen geringer ist. Daher ist es wahrscheinlicher, dass Sandkocher an der gleichen Stelle am Strand wieder auftauchen, obwohl sie unter natürlichen Bedingungen dazu neigen, zu kommen und zu gehen.
Die Studie mit dem Titel „Auswirkungen der Dicke poröser Medien und ihres hydraulischen Gradientenverlaufs auf die Bildung von Sandsieden: Experimentelle Untersuchung“ wurde in veröffentlicht Wissenschaft der gesamten Umwelt.
„Der Beitrag von Sandboils zur Erosion entlang der Strände von Adelaide ist wahrscheinlich schwer zu vermeiden – Sandboils werden wahrscheinlich bleiben.“
„Es ist ein guter Anfang, aber diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen, um die bestehende Theorie zu verbessern und diese Effekte zu erklären.“
Mehr Informationen:
Amir Jazayeri et al., Auswirkungen der Dicke des porösen Mediums und seines hydraulischen Gradientenverlaufs auf die Bildung von Sandsieden: Experimentelle Untersuchung, Wissenschaft der gesamten Umwelt (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.163235