Abbau und Produktion


Abbau und Produktion von Stoffen im Grundwasser können sowohl chemischer als auch biologischer Natur sein.

Bei der Stofftransportberechnung können Abbau- bzw. Produktionsprozesse berücksichtigt werden. In der Theorie wird zwischen Produktions- bzw. Zerfallsraten der Lösung im Fluid und des Adsorbats in der Matrix unterschieden. Da sich in der Natur diese Vorgänge nicht eindeutig voneinander trennen bzw. zuordnen lassen, wird in der Stofftransportberechnung darauf verzichtet, die Prozesse auch innerhalb der Matrix zu berücksichtigen. Stattdessen werden sämtliche Produktions-, Abbau- oder Zerfallsprozesse nur im Fluid betrachtet.

 

Für die Abbau- und Produktionsraten im Fluid können verschiedene Ansatzfunktionen gewählt werden. (Abbau: negative Werte, Produktion: positive Werte)

Die Ansatzfuktion legt fest, mit welcher Funktionsvorschrift sich die vorhandenen Konzentrationen im nächsten instationären Zeitschritt vergrößern bzw. verkleinern.

Mögliche Ansatzfunktionen:

Es werden keine Abbau- und Produktionsprozesse betrachtet (voreingestellt!).

Es wird ein konstanter Abbau- oder Produktionsprozess betrachtet:

f(c) = c = konst.
Der Parameter c entspricht dem Achsenabschnitt der Funktion, im Beispiel ist c = 1.0.
 

 

Es kann eine lineare Abbau- bzw. Produktionsrate eingegeben werden:

f(c) = Achsenabschnitt + Steigung * c

 

Im Beispiel beträgt der Achsenabschnitt = 1.0, und die Steigung ist ebenfalls = 1.0.

 

 

Es kann eine Stufenfunktion für die Abbau- bzw. Produktionsrate eingegeben werden (beginnend mit f(c=0)=0), die ab einer bestimmten Konzentration (untere Grenze) durch eine maximale Rate (Maximum) beschränkt wird. Ab einer einzugebenden Maximalkonzentration (obere Grenze) wird dann der Abbau bzw. die Produktion wieder auf 0 gesetzt:

 

f(c) = (cmax/cuntere Grenze) * c, für: 0 <= c < untere Grenze
f(c) = cmax, für: untere Grenze < c <= oberer Grenze
f(c) = 0.0, für c >= obere Grenze

 

 

Im Beispiel beträgt, die untere Grenze = 10.0, die obere Grenze = 20.0 und das Maximum 10. 0.

 

 

 

Wenn eine Zonierung der Stoffparameter vorgenommen wurde (Attribut Z-AP), kann als 4. Ansatzfunktion zusätzlich eine Zeltfunktion für die Abbau- bzw. Produktionsrate eingegeben werden, die nach Erreichen eines Maximums wieder abfällt, bis die obere Grenze erreicht ist. Danach wird der Abbau bzw. die Produktion auf 0 gesetzt:

f(c) = (cmax/cuntere Grenze) * c, für: 0 <= c < untere Grenze
f(c) = - (cmax/(cog – cug), für: untere Grenze <= c <= oberer Grenze
f(c) = 0.0, für c >= obere Grenze

 

Im Beispiel beträgt die untere Grenze = 20.0, die obere Grenze = 30.0 und das Maximum = 200.0.

 

 

Die jeweiligen Parameter Achsenabschnitt, Maximum, untere Grenze und obere Grenze der Funktion werden in den erweiterten Einstellungen – Abbau und Produktion festgelegt.

 

Radioaktiver oder biologischer Zerfall (Halbwertszeitberechnung)