Grundwasserchemie Praxisorientierter Leitfaden zur numerischen Model
Auch die zweite Auflage von „Grundwasserchemie" bietet als praxisorientierter Leitfaden einen schnellen Einstieg in die thermodynamische Modellierung. Neben einem minimalen theoretischen Hintergrund liegt der Fokus auf praktischen Beispielen mit dem Compu
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Broder J. Merkel · Britta Planer-Friedrich
Grundwasserchemie Praxisorientierter Leitfaden zur numerischen Modellierung von Beschaffenheit, Kontamination und Sanierung aquatischer Systeme
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Prof. Dr. Broder J. Merkel TU Bergakademie Freiberg Inst. Geologie Gustav-Zeuner-Str. 12 09596 Freiberg Germany [email protected]
ISBN: 978-3-540-87468-3
Dr. Britta Planer-Friedrich TU Bergakademie Freiberg Inst. Geologie Gustav-Zeuner-Str. 12 09596 Freiberg Germany [email protected]
e-ISBN: 978-3-540-87469-0
Library of Congress Control Number: 2008934864
c Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008 This work is subject to copyright. All rights are reserved, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilm or in any other way, and storage in data banks. Duplication of this publication or parts thereof is permitted only under the provisions of the German Copyright Law of September 9, 1965, in its current version, and permission for use must always be obtained from Springer. Violations are liable to prosecution under the German Copyright Law. The use of general descriptive names, registered names, trademarks, etc. in this publication does not imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt from the relevant protective laws and regulations and therefore free for general use. Cover design: Bauer, Thomas Printed on acid-free paper 9 8 7 6 5 4 3 2 1 springer.com
Vorwort
Um wasserchemische Analysen zu interpretieren und geogene sowie anthropogen beeinflusste aquatische Systeme zu analysieren, finden in den Grundzügen schon seit den sechziger Jahren, verstärkt aber erst in jüngerer Zeit, hydrogeochemische Modelle Anwendung. Zusammen mit Grundwasserströmungs- und Transportmodellen stehen sie als numerische Modelle den klassischen deterministischen und analytischen Ansätzen gegenüber und nutzen deren Ergebnisse (Naturgesetze, abgeleitet aus physikalischen Größen) als Grundlage für die Lösung komplexer, nichtlinearer Gleichungssysteme mit oft mehreren hundert Unbekannten. Als Eingangsgrößen werden in der Regel möglichst vollständige wasserchemische Analysen sowie thermodynamische und kinetische Daten benötigt. Die thermodynamischen Daten stehen - soweit es sich um Komplexbildungskonstanten und Löslichkeitsprodukte handelt - in Form von Standard-Datensätzen für die jeweiligen Programme zur Verfügung. Daten zur Beschreibung oberflächenkontrollierter Reaktionen (Sorption, Kationenaustausch, Oberflächenkomplexierung) sowie kinetisch kontrollierter Reaktionen müssen durch eigene experimentelle Befunde ergänzt werden. Im Gegensatz zu Grundwasserströmungs- und Transportmodellen bedürfen hydrogeochemische Modelle an sich keiner Kalibrierung. Bei Berücksichtigung oberflächenkontrollierter und kinetisch kontrollierter Reaktionen müssen allerdings auch hydrogeochemische Modelle kalibriert werden. Typische Beispiele zur Anwendung geochemischer Model
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