Verschiedene Versuche haben gezeigt, dass bei der Auswaschung von Stoffen aus porösen Medien (PM) die Konzentration im Sickerwasser und die ausgewaschene Fracht nicht nur von der applizierten Wassermenge, sondern auch von der Applikationsrate abhängen. Mit einer gegebenen Wassermenge wird bei niedrigen Raten mehr Stoff ausgewaschen als bei hohen. Bei gleicher Rate nimmt die Fracht mit der applizierten Wassermenge degressiv zu, da die Stoffkonzentration im Sickerwasser sinkt.

Hier wird ein mathematisches Modell vorgestellt, mit dem der Einfluss der applizierten Wassermenge und der Applikationsrate auf die Stoffauswaschung beschrieben werden kann. Damit können die o. g. Versuchsergebnisse erklärt sowie grundsätzliche Betrachtungen zum Stofftransport, z. B. zu effektiven Auswaschungsstrategien, angestellt werden. Das Modell basiert auf der Berechnung der Wasserdurchflussrate durch eine Pore mit der Hagen-Poiseuille-Gleichung und deren Verknüpfung mit der Porengrößenverteilung in einem PM, die über die kapillare Aufstiegsgleichung aus der Wasserspannungskurve für das PM abgeleitet wird. Es ist die Weiterentwicklung eines früheren konzeptionellen Modells der Autoren und zunächst nur für homogene PM anwendbar und eindimensional.

Berechnungen mit dem hier vorgestellten Modell stimmen sehr gut mit Berechnungen mit der Advektions-Dispersions-Gleichung überein. Ergebnisse aus Laborversuchen, bei denen ein stofffreies PM mit chloridbeladenem Wasser beregnet wurde, konnten mit unserem Modell ebenfalls sehr gut nachvollzogen werden. Das Gleiche gilt für Ergebnisse aus Versuchen, bei denen ein mit Chlorid bzw. organischen Verbindungen belastetes PM in unterschiedlichen Raten mit reinem Wasser beregnet wurde, um diese Stoffe auszuwaschen. Das belegt die physikalische Richtigkeit des Modells und seine Genauigkeit bei der Simulation von Stofftransport- und Auswaschungsprozessen.