Entwicklung von Datenassimilationstechniken für reaktive Stofftransportprozesse: Echtzeitvorhersage der Nitratausbreitung in porösen Medien

• Antragstellerin: Professorin Dr. Irina Engelhardt, seit 12/2021
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465389244

Wir schlagen vor, eine neue Methode zu entwickeln, die eine Kopplung der reaktiven Stofftransportmodellierung mit dem Ensemble Kalman Filter (EnKF) ermöglicht. Für die Entwicklung der numerischen Methoden schlagen wir eine Reihe von synthetischen Experimenten und eine Reihe von Laborexperimenten vor, die unter streng kontrollierten Anfangs- und Randbedingungen durchgeführt werden. Die Experimente dienen der Untersuchung der heterotrophen und autolithotrophen Nitratreduktion, da das Verständnis, die Überwachung und die Vorhersage dieser biogeochemischen Prozesse von hoher Relevanz ist, um den Nitrattransport und die Verschmutzung der Grundwasserleiter in Zukunft optimaler zu begrenzen. Die Entwicklung des EnKF wird auf den Ergebnissen konservativer Transportstudien aufbauen, die in der Literatur beschrieben wurden. Die Datenassimilationsalgorithmen werden auf der Grundlage der synthetischen Experimente entwickelt und verfeinert, und die vorgeschlagene Methodik wird anhand der Ergebnisse der Laborexperimente validiert. Die Ziele des Projekts sind die erste Anwendung des EnKF auf ein reaktives Transportproblem und die Bereitstellung einer verbesserten Beobachtungs- und Prognosemethodik zur Überwachung des Transports und des Abbaus von Nitrat in flachen Grundwassersystemen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien, Österreich, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Christian Griebler; Professor Dr.-Ing. Alberto Guadagnini; Dr. Glenn Hammond; Professorin Dr.-Ing. Monica Riva
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Márk Somogyvári, bis 12/2021