Reaktiver Stofftransport in Böden: Optimierte Experimentdesign zur Prozeßidentifikation

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In der Arbeit wird ein integrativer Ansatz zur experimentellen und modelltheoretischen Untersuchung des reaktiven Stofftransports in Böden unter Verwendung von Laborsäulenexperimenten vorgestellt. Im Mittelpunkt steht das Experimentdesign, dessen Definition nicht nur den apparativen Aufbau, struturelle Eigenschaften des Meßobjekts, Anfangs- und Randbedingungen umfaßt, sondern darüber hinaus auch die Meß- und regeltechnik und das gewählte Auswerteverfahren festlegt. Aufbauend auf dem prinzipiellen Problem der Eindeutigkeit und Identifizierbarkeit von Prozessen und Paramtern des reaktiven Stofftransports wird anhand mehrerer Fallstudien gezeigt, daß die daraus erwachsende Forderung nach Erhöhung der Indikativität durch problemorientierte Experimentdesigns erfüllt wird. Der Verwendung mathematischer Verfahren zur Rekonstruktion kommt dabei eine besondere Reolle zu, da das Prozeßgeschehen des reaktiven Stofftransports nur in den wenigsten Fällen einer direkten Messung zugänglich ist. Hierzu kam ein neues Verfahren zur annahmefreien Rekonstruktion zur Anwendung. Die Kombination optimierter Experimentdesigns mit mathematischen Verfahren zur Rekonstruktion ermöglicht eine erfolgreiche Diskriminierung konkurrierender Prozeßbeschreibungen zum reaktiven Stofftransport in porösen Medien.