Modellierung des Stofftransportes in der ungesättigten Zone - Verbesserung bestehender Modelle
Abstract
Das Verständnis der Stofftransportprozesse im Boden ist Voraussetzung für geeignete Maßnahmen und gesetzliche Regelungen im Rahmen des Bodenschutzes. Mathematische Modellierung ist deshalb in diesem Bereich von großer Bedeutung. Migrationsprozesse in der ungesättigten Bodenzone werden von einer Vielfalt an komplexen und teils wechsel-wirkenden physikalischen, chemischen und mikrobiologischen Faktoren bestimmt. Die Prozeßbe-schreibung ist vor allem von der räumlich-zeitlichen Skala der Betrachtung abhängig und kann in verschiedenste Kategorien eingeteilt werden, u. a. in physikalische oder empirische, deterministi-sche oder stochastische, null- bis dreidimensionale Modelle, Kompartmentmodelle, 1-, 2-Bereichs-, oder ¿1-site¿-, ¿2-site¿-Modelle. Die Auswahl eines geeigneten Programms für Simulationen des Stofftransports ist allein schon wegen der großen Anzahl der in den letzten Jahrzehnten entwickelten Modelle schwierig, sollte aber neben der Dimension und den chemisch/physikalischen Eigenschaften des Systems nicht zuletzt von der Verfügbarkeit der vorhandenen Input-/Output-Daten, den vorliegenden Anfangs- und Randbedingungen, dem zeitlichen Umfang des Experiments, und der räumlich/zeitlichen Variabilität der Bodeneigenschaften und Transportparameter abhängen. Rein deterministische Ansätze reichen zur Prozeßbeschreibung oft nicht aus, weshalb vermehrt stochastische Methoden, wie Monte Carlo Simulation, ¿scaling¿-Methoden und stochastisch/kontinuierliche Modelle, angewandt oder mit deterministischen Verfahren verknüpft werden. Geostatistische Methoden gewinnen zunehmend an Bedeutung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden deterministische numerische Modelle (z.B. LEACHP, CHAIN_2D und HYDRUS_2D) verwendet um Experimente unterschiedlicher Dimension zu simulieren und einzelne Teilprozesse der zugrundeliegenden Transportgleichungen zu untersuchen. Da die für Böden charakteristischen Nichtgleichgewichts(NE; non-equilibrium)-Phänomene den Verlauf von Durchbruchskurven entscheidend beeinflussen und zu erhöhtem ¿tailing¿ oder verfrühtem Auftreten des Stoffes im Grundwasser führen können, werden verschiedene NE-Ansätze erarbeitet. Die Implementierung zusätzlicher Module in bestehende Programme ist dann das übergeordnete Ziel des Projektes.
pisces.boku.ac.atProject staff
Martin Gerzabek
Univ.Prof. DI Dr.Dr.h.c.mult. Martin Gerzabek
martin.gerzabek@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-91112
Projektleiter*in
01.05.2001 - 24.02.2014
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