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Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften

Lehrstuhl für Hydrologie - Prof. Dr. Stefan Peiffer

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Frei, S*; Fleckenstein, JH; Peiffer, S; Knorr, KH: Die Bedeutung der hydrologischen Verweilzeit für das biogeochemische Prozessgeschehen in Niedermooren
Vortrag, DGL 2010, Bayreuth: 27.09.2010 - 01.10.2010

Abstract:
Diese Studie untersucht die Hypothese, dass mikrotopografische Strukturen (Bulten/Schlenken) in Mooren heterogene Strömungsmuster im Untergrund induzieren, die maßgeblich das biogeochemische Prozessgeschehen und die Ausprägung räumlicher Heterogenität mitbestimmen. Das verwendete Modell kann dabei die Interaktionen zwischen Niederschlag, vorfluternahem Feuchtgebiet und Vorfluter prozessbasiert repräsentieren. Eine Auflösung von 10m x 20m x 2m bei einer Gitterweite von etwa 0,1m ermöglicht es, die bisher meist vernachlässigte Mikrotopographie einzubinden. Die natürliche Abfolge von Niederschlägen führt im Modell zur temporären Ausprägung oberflächlicher Entwässerungsnetze, die die Abflussgenerierung maßgeblich bestimmen. Im Untergrund entstehen dadurch zeitlich dynamische, flach- und tiefgründige Strömungszellen, die für eine große Spannbreite von Verweilzeiten verantwortlich sind. Die Bedeutung dieser Strömungsmuster für das Prozessgeschehen im Moorkörper wird mittels Particle Tracking Methoden sowie einer nachgeschalteten biogeochemischen Simulation untersucht. Dabei werden die Prozesse (aerobe Respiration, Denitrifikation, Fe‐Reduzierung sowie Sulfat Reduzierung) entlang einzelner, isolierter Strömungspfade in Abhängigkeit von der lokalen Stoffverfügbarkeit in PhreeqC simuliert. Ergebnisse zeigen, dass es aufgrund der mikrotopographischen Strukturen und den resultierenden heterogenen Strömungszellen zur Ausprägung von biogeochemischen Hotspots an Prozessaktivität kommt.
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