Vortrag Klepsch: Simulationskonzept - Stofftransport im ungesättigten Boden

Beschreibung

SIMULATIONSKONZEPT - STOFFTRANSPORT IM UNGESÄTTIGTEN BODEN Dipl.Ing. Sabine Klepsch Betreuung: · Ao. Univ.Prof. Dipl.Ing. DDr. Frank Rattay, Institut für Analysis, Technische Mathematik und Versicherungsmathematik, Technische Universität Wien · Univ.Doz. Dipl.Ing. Dr. Martin H. Gerzabek, Österreichisches Forschungszentrum Seibersdorf · Ao. Univ.Prof. Dipl.Ing. Dr. Willibald Loiskandl, Institut für Hydraulik und Landeskulturelle Wasserwirtschaft, Universität für Bodenkultur, Wien Die Dissertation umfaßt die Modellbildung und Simulation des Stofftransports im ungesättigten Bodenbereich. Ziel ist die Entwicklung eines modulartig aufgebauten Simulationskonzepts, wodurch die Kombination und der Einbau von Programmen bzw. Teilen von Programmen ermöglicht werden soll. Es ist der Einbau des Softwareproduktes LEACHM in das Modellierungskonzept geplant. Als Programmiersystem für die Benutzeroberfläche stehen z. B. MATLAB, Delphi oder der C++Builder zur Verfügung. Eine Analyse der verwendeten partiellen Differentialgleichungen, abhängigen Variablen, Koeffizienten, Quellen und Senken sowie Anfangs- und Randbedingungen ist wichtig für die Simulation der Wasserbewegung und des Stofftransports in der ungesättigten Zone, ebenso der Einfluß der Dimension des Systems auf das Simulationsergebnis. Besonderer Wert soll auf die Beschreibung verschiedener Adsorptionstheorien und deren Voraussetzungen sowie der Reaktionskinetik, vor allem in Zusammenhang mit Pestiziden, gelegt werden. Energetische und Reversibilitäts-Betrachtungen sollen zu einer Erweiterung der verwendeten Theorien führen. Das Kontinuumskonzept, auf dem die Richards- und die hydrodynamische Dispersiongleichung (Wasser-/Stofftransport) aufbaut und welches in den meisten Programmen angewandt wird, muß nicht immer gültig sein, wie beispielsweise bei aggregierten Böden. Da Nichtgleichgewichtsprozesse gerade bei Pestiziden eine große Bedeutung zu haben scheinen, und sich weiters Bodeneigenschaften während Drainage/Irrigation verändern können, sollten diese Effekte ebenfalls berücksichtigt bzw. genauer diskutiert werden (z. B. stochastische Prozesse, "2-site models", "swelling effects", Skalierungsprobleme). Die chemisch/physikalischen Grundlagen der verwendeten Module sollen hinterfragt und transparenter gemacht werden. Sensibilitäts- und Parameter- bzw. Dimensionsanalysen sollen durchgeführt werden, um die für ein bestimmtes System relevanten Parameter und Module aufzufinden und zu optimieren. Im Forschungszentrum Seibersdorf werden Labor-, Lysimeter- und Molekülsimulations-experimente zum Verhalten von Pflanzenschutzmitteln durchgeführt. Mit Daten aus diesen Experimenten soll das Modellierungskonzept validiert werden. Weiters wird eine Testung des Modells mit mehreren ausgewählten Substanzen durchgeführt. Das Modell soll soweit optimiert werden, daß Transportprozesse von Pestiziden in Böden bestmöglich beschrieben werden können und es damit erlaubt sein, die erforderliche Anzahl an Labor- und Freilandexperimenten zu optimieren. Dieses Modell soll für Risk Assessments zum Verhalten diverser Stoffe im Boden verwendet werden können.

Zeitraum	6 Okt. 1998
Ereignistitel	Diplomanden-/Dissertantenseminar
Veranstaltungstyp	Sonstiges
Bekanntheitsgrad	International