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Projekt
Simulation von Denitrifikation auf mehreren Skalen
Antragsteller
Professor Dr. Olaf Ippisch
Fachliche Zuordnung
Bodenwissenschaften
Förderung
Förderung von 2016 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270261188
Während in Phase I das Augenmerk auf der Beschreibung der mikrobiellen Denitrifikation auf der Mikroskala lag, wo der Porenraum in der Simulation voll aufgelöst dargestellt werden konnte, geht es in Phase II vor allem um die Übertragung der Erkenntnisse von der Porenskala in effektive Modelle auf größere Skalen. Hierzu wird eine Hierarchie von kontinuumskaligen Modellen für reaktiven Mehrphasentransport entwickelt. Da lokale Prozesse zunehmend nicht mehr explizit aufgelöst werden können, müssen diese als effektive Prozesse integriert werden.Zur Entwicklung und Verifikation der effektiven Modelle werden Vergleiche mit den Ergebnissen von Experimenten, die in den anderen Projekten der Forschungsgruppe durchgeführt werden, sowie mit höher aufgelösten Simulationen herangezogen. Ein dreidimensionales Modell auf der Kontinuumskala, bei dem die Heterogenität der Transporteigenschaften und der Substratverfügbarkeit immer noch (zu einem gewissen Grad) dargestellt werden kann, wird für die Simulation von Experimenten mit Probengrößen von einigen Zentimetern bis wenigen Dezimetern zum Einsatz kommen. Für die Simulation von Feldexperimenten wird ein 1.5-dimensionales Modell entwickelt. Hier soll ein eindimensional vertikales Transportmodell in jeder Gitterzelle mit einem dazu orthogonalen, ebenfalls eindimensionalen Reaktions-Diffusions-Modell gekoppelt werden, das den Gradient von den gasgefüllten Poren zu dem davon weiter entfernten Porenraum darstellt. Neben einem besseren Verständnis für die Dynamik der Denitrifikation soll ein weiteres Ergebnis des Projektes die Entwicklung von Empfehlungen für die Verbesserung landschaftsskaliger Modelle sein, bei denen die Denitrifikation bisher primär über den Anteil des anaeroben Bodenvolumens gesteuert wird.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
