BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem

Logo BOKU-Forschungsportal

Modellierung des Stofftransportes in der ungesättigten Zone - Verbesserung bestehender Modelle

Projektleitung
Gerzabek Martin, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.05.2001-24.02.2014
Art der Forschung
Angewandte Forschung
Projektpartner*innen
Forschungszentrum Seibersdorf GesmbH, A-2444 Seibersdorf, Österreich.
Funktion des Projektpartners: Partner
Mitarbeiter*innen
Klepsch Sabine, Projektmitarbeiter/in (bis 31.01.2018)
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Bodenforschung
Gefördert durch
Austrian Research Centers - ACR Seibersdorf research GmbH, 2444 Seibersdorf, Österreich
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.
Schlagworte
Angewandte Mathematik; Angewandte Physik; Bodenuntersuchungen; Umweltschutz;
Modellierung; Transportprozesse; ungesättigter Boden;
Publikationen

** Aquino, A.J.A, Tunega, D., Pasalic, H., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. The thermodynamic stability of hydrogen bonded and cation bridged complexes of humic acid models - A theroretical study.

CHEM PHYS, 349, 69-76; ISSN 0301-0104 WoS FullText FullText_BOKU

Lair, G.J, Gerzabek, M.H. (2008): Retention of heavy metals in soils under fast-flow conditions.

Mitteilungen der Österreichischen Bodenkundlichen Gesellschaft, 75, 41-47; ISSN 0029-892X

Friesl-Hanl, W., K. Platzer, O. Horak, M.H. Gerzabek (2008): Arable soils in Austria contaminated with Cd, Pb, and Zn: How to treat them? Results of four years experiments in the field.
[EUROSOIL 2008, Vienna, Austria, 25.08.2008 - 29.08.2008]

In: Blum, W.E.H., M.H. Gerzabek, M. Vodrazka (Eds.), EUROSOIL 2008, Soil - Society - Environment, Book of Abstracts, University of Natural Resources and Applied Life Sciences Vienna, EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien, 147; ISBN: 978-3-902382-05-4

Rasche, F., V. Hödl, C. Poll, E. Kandeler, M.H. Gerzabek, H. Velvis, G. Berg, J.D. van Elsas, A. Sessitsch (2008): Impact of transgenic potato producing antibacterial substances on plant-associated microbial communities in comparison to effects caused by other parameters.
[EUROSOIL 2008, Vienna, Austria, 25.08.2008 - 29.08.2008]

In: Blum, W.E.H., M.H. Gerzabek, M. Vodrazka (Eds.), EUROSOIL 2008, Soil - Society - Environment, Book of Abstracts, University of Natural Resources and Applied Life Sciences Vienna, EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien, 135; ISBN: ISBN: 978-3-902382-0

** Tunega, D., Goodman, B., Haberhauer, G., Reichenauer, T.G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. Ab initio calculations of relative stabilities of different structural arrangements in dioctahedral phyllosilicates.

CLAY CLAY MINER, 55, 220-232; ISSN 0009-8604 WoS FullText FullText_BOKU

** Winkler, P., Novoszad, M., Gerzabek, M.H., Haberhauer, G., Tunega, D., Lischka, H. Interaction of naphthalene derivatives with soil: an experimental and theoretical case study .

EUR J SOIL SCI, 58, 967-977; ISSN 1351-0754 WoS FullText FullText_BOKU

Strebl, F., Ehlken, S., Gerzabek, M.H., Kirchner, G.: (2007): Behaviour of radionuclides in soil/crop systems following contamination.

In: G. Shaw (Ed.), Radioactivity in the terrestrial environment. Series: Radioactivity in the Environment 10, 19-42; Elsevier, Amsterdam; ISBN 978-0-08-043872-6 FullText

Gerzabek, M.H., Lair, G.J., Winkler, P., Novoszad, M., Haberhauer, G., Lischka, H., Tunega, D. (2006): Response of sorption properties of soils to soil development, land-use and management..
[18th World Congress of Soil Science 2006, Philadelphia, PA, USA, 09.07.2006 - 15.07.2006]

In: International Union of Soil Sciences: 18th World Congress of Soil Science, 9-15 july 2006, Philadelphia, Pennsylvania, USA, p. 399

** Antil, R.S.; Gerzabek, M. H.; Haberhauer, G.; Eder, G. Long-term effects of cropped vs. fallow and fertilizer amendments on soil organic matter. 2. Nitrogen.

J. Plant Nutr. Soil Sci., 168, 212-218 WoS

** Antil, R.S., M.H. Gerzabek, G. Haberhauer and G. Eder Long-term effects of cropped vs fallow and fertilizer amendments on soil organic matter. 1. Organic carbon.

J. Plant Nutr. Soil Sci., 168, 108-116 WoS FullText FullText_BOKU

Delvaux, B., F. Strebl, E. Maes, A.J. Herbillon, V. Brahy und M.H. Gerzabek (2005): Eine Andosol-Braunerde Toposequenz auf Granit in der Böhmischen Masse.

Mitt. der Österr. Bodenkd. Gesell., 72, 111-116

Winkler, P., Tunega, D., Lischka, H., Gerzabek, M.H. (2005): Modeling of interaction between organic molecules and clay mineral surfaces.
[IUSS-Symposium 2005 - Advances of molecular modeling - Perspectives for soil research, Vienna, Austria, 21.10.2005 - 22.10.2005]

In: M.H. Gerzabek: IUSS-Sympoisum: Advances of molecular modelling – Perspectives for soil research, 21-22 October 2005, Vienna, 32-33; Universität für Bodenkultur, Wien; ISBN 3-902382-04-X

Gerzabek, M.H., Aquino, A.J., Haberhauer, G., Tunega, D., Lischka, H. (2003): Theoretical chemistry ¿ recent applications in soil research.
[Symposium on Recent Developments in Computational Chemistry - Can Theory Answer Questions in Applied Natural Sciences? 2003, Vienna, Austria, 27.06.2003]

In: Institut für Bodenforschung (Ed.): Symposium on Recent Developments in Computational Chemistry ¿ Can Theory Answer Questions in Applied Natural Sciences, 27th June 2003, Universität für Bodenkultur, 15, Wien; ISBN 3-902382-02-3

Gerzabek, M.H., F. Strebl, S. Ehlken and G. Kirchner (2003): Radioactivity in Soil-Plant Systems.

In: (Eds.): D.K. Benbi and R. Nieder , Handbook of Processes and Modeling in the Soil-Plant System, 149-175; The Hayworth Press Inc., New York; ISBN 1-56022-915-2

** Haberhauer, G., Temmel, B., Gerzabek, M.H. Influence of dissolved humic substances on the leaching of MCPA in a soil column experiment..

Chemosphere, 46, 495-499 WoS

Krenn, A., Klaghofer, E., Gerzabek, M.H. (2002): Simulation der Bodentemperaturdynamik bei Lysimeterexperimenten ¿ Einfluss von seitlichen Luftspalten..

Mitt. Österr. Bodenk. Ges., 66, 101-105

Krenn, A., Friesl, W., Gerzabek, M.H. (2002): Das Altlastenlysimeter Seibersdorf - Testung der Wirksamkeit von on-site Sanierungsmethoden.
[DepoTech 2002, Leoben, Austria, 20.11.2002 - 22.11.2002]

In: Lorber, K.-E., Wagner, H., Wolfbauer, J., Kotschan, M. (Hrsg.), DEPOTECH 2002, Altlastensanierung, Sanierung von Bergbaualtlasten, Thermische Verwertung von Abfällen, Managementsysteme, Ökobilanzierung und Prozessoptimierung, 20.-22.11.2002, Leoben, pp. 61-68; Verlag Glückauf GmbH, Essen; ISBN 3-7739-5979-6

Krenn, A., Haberhauer, G., Temmel, B., Gerzabek, M.H. (2002): Verhalten von 14C-MCPA im Säulen-und Lysimeterversuch..

In: Klotz, D. (Ed.): Untersuchungen zur Schadstoff-Migration in Lysimetern, GSF-Bericht 05/02, 51-57

Strebl, F., Gerzabek, M.H., Krenn, A. (2002): Quantifizierung der Mobilität von Radionukliden im System Boden-Wasser-Pflanze - Ergebnisse einer siebenjährigen Lysimeterstudie.

In: Klotz, D. (Ed.): Untersuchungen zur Schadstoff-Migration in Lysimetern, GSF-Bericht 05/02, 111-114

** Klepsch, S., Gerzabek, M.H., Loiskandl, W. Evaluation of migration models in the unsaturated soil zone..

J. Plant Nutr. Soil Sci., 164, 611-612 WoS

Vorträge

Friesl-Hanl, W., K. Platzer, O. Horak, M.H. Gerzabek (2008): Arable soils in Austria contaminated with Cd, Pb, and Zn: How to treat them? Results of four years experiments in the field.

EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien

Rasche, F., V. Hödl, C. Poll, E. Kandeler, M.H. Gerzabek, H. Velvis, G. Berg, J.D. van Elsas, A. Sessitsch (2008): Impact of transgenic potato producing antibacterial substances on plant-associated microbial communities in comparison to effects caused by other parameters.

EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien

Gerzabek, M.H. (2006): Verhalten von Radionukliden in naturnahen Ökosystemen.

Ringvorlesung Tschernobyl: Ereignisse und Folgen - Analysen und Kontroversen, 24.4.2006, Universität für Bodenkultur Wien

Gerzabek, M.H., Aquino, A.J.A, Lair, G.J., Novoszad, M., Haberhauer, G., Tunega, D., Klepsch, S., Stemmer, M., Tatzber, M., Kirchmann, H., Winkler, P., Lischka, H. (2006): Forschungsergebnisse zum Stoffverhalten im Boden - von der bodenorganischen Substanz bis zum Adsorptionsverhalten.

Agrosphären-Kolloquium, 22.2.2006, Forschungszentrum Jülich

Klepsch, S. (2004): Solute Transport In Unsaturated Soil Zone.. [Poster]

Young Researchers Conference, 23-24 April, Wageningen, NL

© BOKU Wien Impressum