Stofftransportmodellierung

Your browser does not support the HTML5 canvas tag.

Wassergelöste Stoffe werden im Untergrund, d. h. in der ungesättigten Bodenzone und im Grundwasser, transportiert. Welche Prozesse dafür relevant sind, haben Sie im Modul "Stofftransportprozesse" erfahren. Die jewei­li­gen Prozesse unterliegen physika­lischen Gesetzmäßigkeiten und werden in der Sprache der Mathematik, mit Symbolen und Formeln, beschrieben. Eine solche Beschreibung der Vor­gänge nennt man ein mathematisches Modell.

Zur Analyse des Stofftransports, z.B. bei einer Grundwasserkontamination, werden üblicherweise Gleichungen verwendet, mit denen die Konzentration des wassergelösten Stoffes c(x,t), d.h. der Wert von c an einem bestimmten Ort x zu einer bestimmten Zeit t, berechnet werden kann. Die Konzentration wird als zu berechnende Größe gewählt, weil sie für die Wirkungen der Kontamination aussagekräftig ist und weil sie gemessen werden kann. Sie wird als abhängige Variable bezeichnet, und die Ortskoordinate x und die Zeit t als die unabhängigen Variablen. Des weiteren enthalten die Gleichungen sogenannte Parameter, die z.B. spezifische Boden- oder Stoffeigenschaften beschreiben.

In diesem Modul lernen Sie,

• wie eine Gleichung, die den Transport wasser­gelöster Stoffe im Untergrund beschreibt, aufgestellt werden kann,
• wie sie gelöst werden kann,
• wie Sie durch mathematische Modellierung abschätzen können, wann und wo welche Stoffkonzentrationen in Abhängigkeit von den Untergrund- und Stoffeigenschaften auftreten werden.

Zeitbedarf:
ca. 60 Minuten
AutorInnen:
Petra Döll und Hans-Peter Rulhof-Döll
Institut für Physische Geographie
Johann Wolfgang Goethe-Universität,
Frankfurt am Main