Das Projekt "Teilvorhaben: Modellsimulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Geophysik und Meteorologie durchgeführt. Mit dem regionalen Chemietransportmodell EURAD werden mehrere Ferntransportereignisse untersucht. Von besonderem Interesse sind Episoden mit Interkontinentaltransport von Nordamerika sowie stratosphaerische Intrusionen. Analysiert wird insbesondere der Import von Spurenstoffen (Ozon und andere Spezies) nach Europa und die dabei relevanten Prozesse (horizontaler, vertikaler Transport, chemische Umsetzungen). Dies soll dazu dienen, die Bedeutung des Imports von Spurenstoffen auf die Konzentrationen in der freien Troposphaere ueber Europa besser abschaetzen zu koennen. Eine Verwertung der Ergebnisse ist bei der regionalen Planung der Luftreinhaltung moeglich.
Das Projekt "Hydromechanische Prozesse in Nachklärbecken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Elektronisches Rechnen im Bauwesen durchgeführt. Das bearbeitete Forschungsvorhaben beschäftigte sich mit den hydrodynamischen Prozessen in Nachklärbecken und ihrer Umsetzung in 0-dimensionalen Modellen (Schichtenmodellen, quasi-1-d-Modellen) sowie in räumlich hochauflösenden Modellen. Der Fokus des Vorhabens lag dabei auf der Erweiterung und Optimierung bestehender Modellansätze mit dem Ziel, die Güte der Prozessabbildungen zu steigern, um eine realitätsnahe Approximation der Systemverhältnisse zu ermöglichen. Durch eine Verknüpfung des abwassertechnischen Bereichs (ISAH) mit dem der Strömungsmechanik (ISEB) war eine günstige Plattform für die Bearbeitung der komplexen Prozessdynamik gegeben. Diese gegenseitige Verknüpfung wird besonders gut an der Integration einer zweiten Raumrichtung und den in ihr ablaufenden Transportprozessen in einem quasi-1-d-Modell (ISAH) deutlich. Durch die Analyse hochauflösender Modellrechnungen, aber auch durch detaillierte Messungen konnte der signifikante Einfluss der horizontalen Transportvorgänge ermittelt werden und darauf basierend ein Vorgehen zur Integration dieses Prozesses in einem quasi-1-d-Modell entwickelt werden. Dieses ermöglicht nun im Gegensatz zu den bekannten Schichtenmodellen mit ihren Modifikationen die Berücksichtigung des horizontalen Massentransportes infolge der bei Nachklärbecken typischen oberflächennahen Rückströmung (interne Rückströmung). Des Weiteren wurde eine Funktion zur Ermittlung der Schlammspiegellage erarbeitet, auf deren Grundlage der Bereich dieser internen Rückströmung ermittelt wird. Neben einer freien Wahl der Schichtanzahl ist auch eine Variation der Schichthöhe möglich. Durch diese Ergänzungen in einem quasi-1-d-Modell ist ein effizienter Baustein im Rahmen der 0-dimensionalen Kläranlagenberechnung entstanden, der eine realitätsnahe Approximation der Verlagerungsprozesse zwischen Belebung und Nachklärung bietet und eine realistischere Abbildung der Feststoffverteilung im Nachklärbecken ermöglicht. Parallel zu dieser Modellentwicklung am ISAH widmete sich das ISEB der räumlich hochauflösenden Abbildung der Prozessabläufe in Nachklärbecken mit einem besonderen Fokus auf den Vorgängen im Einleitungs- und im Schlammbereich. Gerade diese Bereiche weisen einen großen Einfluss auf die Systemverhältnisse auf. So konnte ein Ansatz entwickelt werden, der es ermöglicht, die 3-dimensionale Strömungsstruktur eines runden Nachklärbeckens in einem 2-dimensionalen Modell zu integrieren, so dass eine rechenauwändigeund damit auch zeitaufwändige vollständig 3-dimensionale Berechnung eines solchen Beckens nicht notwendig wird. Hauptsächliches Augenmerk der Forschungsarbeit des ISEB lag jedoch auf dem Einfluss der steigenden Feststoffkonzentration im Bereich des Schlammspiegels und des Schlammbetts auf die sich ausbildenden Strömungsvorgänge. usw.