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

Description: 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.

SupportProgram

Tags: Denitrifikation ? Nitrat ? Assimilation ? Grundwasserleiter ? Hydrochemie ? Hydrogeologie ? Limnologie ? Siedlungswasserwirtschaft ? Laborversuch ? Verunreinigung ? Hydrologie ? Integrated Water Resources Management ? Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ? Urban Water Management ? Water Chemistry ?

Region: Zoologischer Garten Berlin

Bounding boxes: 13.3371° .. 13.3371° x 52.50794° .. 52.50794°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Politecnico di Milano, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale (Mitwirkung)
• Sandia National Laboratories (Mitwirkung)
• Technische Universität Berlin (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Universität Wien, Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie (Mitwirkung)

Last harvest: 17.06.2026 01:10

Time ranges: 2021-01-01 - 2026-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Development of data assimilation techniques for reactive transport processes: real-time prediction of nitrate migration in porous media
  Description: We propose to develop a new method that allows coupling of reactive transport modelling with the ensemble Kalman filter technique (EnKF). For the development of the numerical methods we propose a series of synthetic experiments and a set of lab experiments conducted under highly controlled initial and boundary conditions. Experiments are designed to investigate heterotrophic and autolithotrophic nitrate reduction as understanding, monitoring, and prediction of this biogeochemical processes is of high relevance to limit nitrate migration and pollution of aquifers more optimal in future. The EnKF development will be built on the results of conservative transport studies reported in literature. The data assimilation algorithms will be developed and fine-tuned on the synthetic experiments, and the proposed methodology will be validated on the results of the lab experiments. The ultimate goals of the proposed project are to provide the first application of the EnKF on a reactive transport problem and to provide an improved observation and forecast methodology for monitoring the transport and degradation of nitrate in shallow groundwater systems.
  URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138679

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/465389244 (Webseite) ✓

Status

Aktiv

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