mycoreobjectrosdok_disshab_0000000002rosdok_disshab_0000000002rosdokdisshabrosdok_derivate_00000031652023-08-08T09:59:56.289Z2008-04-24T09:12:28.300Zadministratorpublished1rosdok_derivate_0000003165truetruederivate_types:fulltextVolltextfulltextwf_edit_epub wf_register_epubstate:publishedstate:publishedveröffentlichtpublishedrosdok/id00000272559829957MODS updated during RosDok migration in June 2021DissertationHochschulschrift132594951Dr.-Ing.Ellen-RoseTrübger1974-VerfasserInautEntwicklung eines Ansatzes zur Berücksichtigung der ungesättigten Zone bei der Grundwassersimulation von FeuchtgebietendeProf. Dr. rer. nat.KonradMiegelAkademischeR BetreuerIndgsProf. Dr. sc. techn.Hans-JörgDierschAkademischeR BetreuerIndgsProf. Dr. agr. sc.GerdWessolekAkademischeR BetreuerIndgs10025954-6Universität RostockAgrar- und Umweltwissenschaftliche FakultätGrad-verleihende Institutiondgg10.18453/rosdok_id00000272http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000272urn:nbn:de:gbv:28-diss2007-0002-7624 Ingenieurbau und UmwelttechnikAgrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultätfrei zugänglich (Open Access)Lizenz Metadaten: CC0Nutzungsrechte erteiltalle Rechte vorbehaltenUniversität RostockRostock2006monographic20062006Universitätsbibliothek RostockRostock20082008In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung und Erprobung eines Programm-Moduls vorgestellt, welches speziell auf die Anforderungen der Feuchtgebietssimulation abgestimmt ist, die sich aus der besonderen Bedeutung der ungesättigten Bodenzone ergeben. Mittels Feldmessungen auf einem wiedervernässten Niedermoorstandort werden die maßgeblich vorherrschenden Prozesse identifiziert, ein Lösungsansatz zu ihrer Beschreibung entwickelt und modelltechnisch umgesetzt. Als wichtigstes Kriterium für eine erfolgreiche Modellierung der flurnahen Grundwasser-fluktuationen stellt sich dabei die Berücksichtigung des wasserstandsabhängigen Speichervermögens des Bodens heraus. Die programmtechnische Umsetzung erfolgt in Form eines Zusatzprogramms (VSC-Modul), welches an die gesättigte Strömungsberechnung des Simulationssystems FEFLOW über dessen Schnittstelle (IFM) gekoppelt wird. Das VSC-Modul wird auf seine Anwendbarkeit getestet und dabei den Standardlösungen von FEFLOW für gesättigte Grundwassermodellierung und den allgemeingültigen Ansatz für ungesättigte Strömungsberechnung unter Anwendung der Richards-Gleichung gegenübergestellt. Die Berücksichtigung des aktuellen Bodenspeichervermögens mit dem VSC-Moduls führt zu einer erheblichen Verbesserung der Ergebnisgenauigkeit in der Grundwassersimulation von Feuchtgebieten, insbesondere bei starken Grundwasserfluktuationen. Innerhalb seiner Anwendungsgrenzen ermöglicht das VSC-Modul eine näherungsweise so gute Berechnung des Grundwasser-spiegels, wie es die ungesättigte Strömungsberechnung mittels Richard-Gleichung erlaubt. Dabei weist der einfachere Modellansatz des VSC-Moduls den Vorteil auf, dass die Wasserretentionsbeziehung nicht zwingend als angepasste Parameterfunktion vorliegen muss, sondern auch als Wertetabelle eingehen kann, wodurch eine große Flexibilität hinsichtlich der Bodeneigenschaften gegeben ist. In der vereinfachten Standortmodellierung hat sich die Anwendung des VSC-Moduls zudem im Vergleich mit der Richards-Gleichung als robuster gegenüber einer fehlerhaften Parameteranpassung erwiesen. Ein weiterer Vorteil des neuen Modellansatzes ergibt sich aus dem geringeren Bedarf an Rechenkapazität und notwendigen Modellebenen.In these doctoral thesis the development and applicability test of a programme module will be presented, which is specialized on the simulation of wetlands. Field measurements on a re-wetted fen site have been carried out in order to identify the significant processes of wetlands and realise their implementation in a practical way. The dependance of the soil water storage capacity on the groundwater level has turned out to be the most important criteria for successful modelling of groundwater level, which fluctuate close to the ground surface. A simple model approach for a Variable Storage Coefficient (VSC) has been formulated and realised as a program module to be coupled via the Interface Manager 'IFM' to the saturated flow solution of the Finite Element subsurface FLOW system FEFLOW. The VSC module is tested on its applicability and compared to the FEFLOW standard solutions for saturated groundwater flow and the universal approach for unsaturated flow solving the Richards Equation. Modelling the actual soil water storage capacity of wetlands by usage of the VSC module significantly improves the results of the groundwater simulation. This applies especially for fluctuating groundwater tables. Within its application limits the VSC module allows calculating of the groundwater table nearly as accurately as by solving the Richard's Equation for unsaturated flow. Thereby the simpler approach of the VSC module provides the advantage, that the water retention relationship does not have to be adjusted to a parameter function but can also be used in the form of tabular values. Consequently, the range of soil characteristics to be modelled is not restricted to parameter functions implemented in FEFLOW. During the study, with a simplified area model of the fen field site, the VSC module has turned out to be less sensitive to incorrectly adjusted soil parameters than the solution for unsaturated flow by solving of the Richard's Equation. A further advantage of the new model approach is the shorter calculating time, which mostly arises from having fewer model layers.GrundwasserhaushaltFeuchtgebietNumerisches ModellBodenspeicherkennliniegroundwater householdwetlandnumerical modelsoil water storage curveUniversitätsbibliothek Rostockhttp://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000272doctype:epubdoctype:epubDokumenttypDocument typedoctype:epub.dissertationdoctype:epub.dissertationDissertationdoctoral thesisdiniPublType:doctoralThesis diniPublType2022:PhDThesis XMetaDissPlusThesisLevel:thesis.doctoralinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdocumentnatureOfContent:ppn_105825778natureOfContent:ppn_105825778HochschulschriftdiniPublType2022:DoctoralThesisdiniPublType2022:DoctoralThesisDissertation oder HabilitationDoctoral thesisDRIVERdiniPublType2022:PhDThesisdiniPublType2022:PhDThesisDissertationPhD thesisKDSF (Pu34)XMetaDissPlusThesisLevel:thesis.doctoralXMetaDissPlusThesisLevel:thesis.doctoralDoktorarbeitdoctoral thesisrfc5646:derfc5646:deDeutschGermangerdeuSDNB:624SDNB:624624 Ingenieurbau und Umwelttechnik624 Structural and Environmental Engineeringinstitution:unirostockinstitution:unirostockUniversität RostockUniversity of RostockUniversität RostockUniversität RostockUni.Rostockhttp://d-nb.info/gnd/38329-6institution:unirostock.aufinstitution:unirostock.aufFakultät für Agrar, Bau und UmweltFaculty for Agriculture, Civil and Environmental EngineeringUniversität Rostock. Fakultät für Agrar, Bau und UmweltFakultät für Agrar,<br />Bau und UmweltUni.Rostock.Fakultaet.AUFhttp://d-nb.info/gnd/10025954-6accesscondition:openaccessaccesscondition:openaccessfrei zugänglich (Open Access)open accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2OAfreeinfo:eu-repo/semantics/openAccess[DE-28]Open Access$gControlled Vocabulary for Access Rights$uhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2licenseinfo:metadatalicenseinfo:metadataLizenzen für Metadatenlicenseinfo:metadata.cc0licenseinfo:metadata.cc0Lizenz Metadaten: CC0license metadata: CC0/creativecommons/p/zero/1.0/88x31.pnghttps://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/licenseinfo:depositlicenseinfo:depositVeröffentlichungsgenehmigungpermission to storelicenseinfo:deposit.rightsgrantedlicenseinfo:deposit.rightsgrantedNutzungsrechte erteiltrights grantedlicenseinfo:worklicenseinfo:workWerkworklicenseinfo:work.rightsreservedlicenseinfo:work.rightsreservedalle Rechte vorbehaltenall rights reserved/creativecommons/r/reserved/0.9/88x31.png[DE-28]Urheberrechtsschutz 1.0$gRights Statements$uhttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/Entwicklung eines Ansatzes zur Berücksichtigung der ungesättigten Zone bei der Grundwassersimulation von FeuchtgebietenEntwicklung eines Ansatzes zur Berücksichtigung der ungesättigten Zone bei der Grundwassersimulation von Feuchtgebietengnd:132594951gnd:10025954-6gnd:132594951gnd:10025954-6rosdok_disshab_0000000002-d5752514e39gnd:132594951Dr.-Ing. Ellen-Rose TrübgerDr.-Ing. Ellen-Rose Trübgerrosdok_disshab_0000000002-d5752514e62Prof. Dr. rer. nat. Konrad MiegelProf. Dr. rer. nat. Konrad Miegelrosdok_disshab_0000000002-d5752514e74Prof. Dr. sc. techn. Hans-Jörg DierschProf. Dr. sc. techn. Hans-Jörg Dierschrosdok_disshab_0000000002-d5752514e86Prof. Dr. agr. sc. Gerd WessolekProf. Dr. agr. sc. Gerd Wessolekrosdok_disshab_0000000002-d5752514e99gnd:10025954-6Universität Rostock Agrar- und Umweltwissenschaftliche FakultätUniversität Rostock Agrar- und Umweltwissenschaftliche FakultätDr.-Ing. Ellen-Rose TrübgerProf. Dr. rer. nat. Konrad MiegelProf. Dr. sc. techn. Hans-Jörg DierschProf. Dr. agr. sc. Gerd WessolekUniversität Rostock Agrar- und Umweltwissenschaftliche FakultätDr.-Ing. Ellen-Rose TrübgerProf. Dr. rer. nat. Konrad MiegelProf. Dr. sc. techn. Hans-Jörg DierschProf. Dr. agr. sc. Gerd WessolekUniversität Rostock Agrar- und Umweltwissenschaftliche FakultätDr.-Ing. Ellen-Rose TrübgerRostockUniversität Rostockepub.dissertation10.18453/rosdok_id00000272http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000272urn:nbn:de:gbv:28-diss2007-0002-7GrundwasserhaushaltFeuchtgebietNumerisches ModellBodenspeicherkennliniegroundwater householdwetlandnumerical modelsoil water storage curveIn der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung und Erprobung eines Programm-Moduls vorgestellt, welches speziell auf die Anforderungen der Feuchtgebietssimulation abgestimmt ist, die sich aus der besonderen Bedeutung der ungesättigten Bodenzone ergeben. Mittels Feldmessungen auf einem wiedervernässten Niedermoorstandort werden die maßgeblich vorherrschenden Prozesse identifiziert, ein Lösungsansatz zu ihrer Beschreibung entwickelt und modelltechnisch umgesetzt. Als wichtigstes Kriterium für eine erfolgreiche Modellierung der flurnahen Grundwasser-fluktuationen stellt sich dabei die Berücksichtigung des wasserstandsabhängigen Speichervermögens des Bodens heraus. Die programmtechnische Umsetzung erfolgt in Form eines Zusatzprogramms (VSC-Modul), welches an die gesättigte Strömungsberechnung des Simulationssystems FEFLOW über dessen Schnittstelle (IFM) gekoppelt wird. Das VSC-Modul wird auf seine Anwendbarkeit getestet und dabei den Standardlösungen von FEFLOW für gesättigte Grundwassermodellierung und den allgemeingültigen Ansatz für ungesättigte Strömungsberechnung unter Anwendung der Richards-Gleichung gegenübergestellt. Die Berücksichtigung des aktuellen Bodenspeichervermögens mit dem VSC-Moduls führt zu einer erheblichen Verbesserung der Ergebnisgenauigkeit in der Grundwassersimulation von Feuchtgebieten, insbesondere bei starken Grundwasserfluktuationen. Innerhalb seiner Anwendungsgrenzen ermöglicht das VSC-Modul eine näherungsweise so gute Berechnung des Grundwasser-spiegels, wie es die ungesättigte Strömungsberechnung mittels Richard-Gleichung erlaubt. Dabei weist der einfachere Modellansatz des VSC-Moduls den Vorteil auf, dass die Wasserretentionsbeziehung nicht zwingend als angepasste Parameterfunktion vorliegen muss, sondern auch als Wertetabelle eingehen kann, wodurch eine große Flexibilität hinsichtlich der Bodeneigenschaften gegeben ist. In der vereinfachten Standortmodellierung hat sich die Anwendung des VSC-Moduls zudem im Vergleich mit der Richards-Gleichung als robuster gegenüber einer fehlerhaften Parameteranpassung erwiesen. Ein weiterer Vorteil des neuen Modellansatzes ergibt sich aus dem geringeren Bedarf an Rechenkapazität und notwendigen Modellebenen.In these doctoral thesis the development and applicability test of a programme module will be presented, which is specialized on the simulation of wetlands. Field measurements on a re-wetted fen site have been carried out in order to identify the significant processes of wetlands and realise their implementation in a practical way. The dependance of the soil water storage capacity on the groundwater level has turned out to be the most important criteria for successful modelling of groundwater level, which fluctuate close to the ground surface. A simple model approach for a Variable Storage Coefficient (VSC) has been formulated and realised as a program module to be coupled via the Interface Manager 'IFM' to the saturated flow solution of the Finite Element subsurface FLOW system FEFLOW. The VSC module is tested on its applicability and compared to the FEFLOW standard solutions for saturated groundwater flow and the universal approach for unsaturated flow solving the Richards Equation. Modelling the actual soil water storage capacity of wetlands by usage of the VSC module significantly improves the results of the groundwater simulation. This applies especially for fluctuating groundwater tables. Within its application limits the VSC module allows calculating of the groundwater table nearly as accurately as by solving the Richard's Equation for unsaturated flow. Thereby the simpler approach of the VSC module provides the advantage, that the water retention relationship does not have to be adjusted to a parameter function but can also be used in the form of tabular values. Consequently, the range of soil characteristics to be modelled is not restricted to parameter functions implemented in FEFLOW. During the study, with a simplified area model of the fen field site, the VSC module has turned out to be less sensitive to incorrectly adjusted soil parameters than the solution for unsaturated flow by solving of the Richard's Equation. A further advantage of the new model approach is the shorter calculating time, which mostly arises from having fewer model layers.20062006epub.dissertation1 Dissertation_Truebger_2006.pdf 7788180 0b7456ed74f59b3d6996d02b8dcf5b3d rosdok/id00000272559829957MODS updated during RosDok migration in June 2021DissertationHochschulschrift132594951Dr.-Ing.Ellen-RoseTrübger1974-VerfasserInautEntwicklung eines Ansatzes zur Berücksichtigung der ungesättigten Zone bei der Grundwassersimulation von FeuchtgebietendeProf. Dr. rer. nat.KonradMiegelAkademischeR BetreuerIndgsProf. Dr. sc. techn.Hans-JörgDierschAkademischeR BetreuerIndgsProf. Dr. agr. sc.GerdWessolekAkademischeR BetreuerIndgs10025954-6Universität RostockAgrar- und Umweltwissenschaftliche FakultätGrad-verleihende Institutiondgg10.18453/rosdok_id00000272http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000272urn:nbn:de:gbv:28-diss2007-0002-7624 Ingenieurbau und UmwelttechnikAgrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultätfrei zugänglich (Open Access)Lizenz Metadaten: CC0Nutzungsrechte erteiltalle Rechte vorbehaltenUniversität RostockRostock2006monographic20062006Universitätsbibliothek RostockRostock20082008In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung und Erprobung eines Programm-Moduls vorgestellt, welches speziell auf die Anforderungen der Feuchtgebietssimulation abgestimmt ist, die sich aus der besonderen Bedeutung der ungesättigten Bodenzone ergeben. Mittels Feldmessungen auf einem wiedervernässten Niedermoorstandort werden die maßgeblich vorherrschenden Prozesse identifiziert, ein Lösungsansatz zu ihrer Beschreibung entwickelt und modelltechnisch umgesetzt. Als wichtigstes Kriterium für eine erfolgreiche Modellierung der flurnahen Grundwasser-fluktuationen stellt sich dabei die Berücksichtigung des wasserstandsabhängigen Speichervermögens des Bodens heraus. Die programmtechnische Umsetzung erfolgt in Form eines Zusatzprogramms (VSC-Modul), welches an die gesättigte Strömungsberechnung des Simulationssystems FEFLOW über dessen Schnittstelle (IFM) gekoppelt wird. Das VSC-Modul wird auf seine Anwendbarkeit getestet und dabei den Standardlösungen von FEFLOW für gesättigte Grundwassermodellierung und den allgemeingültigen Ansatz für ungesättigte Strömungsberechnung unter Anwendung der Richards-Gleichung gegenübergestellt. Die Berücksichtigung des aktuellen Bodenspeichervermögens mit dem VSC-Moduls führt zu einer erheblichen Verbesserung der Ergebnisgenauigkeit in der Grundwassersimulation von Feuchtgebieten, insbesondere bei starken Grundwasserfluktuationen. Innerhalb seiner Anwendungsgrenzen ermöglicht das VSC-Modul eine näherungsweise so gute Berechnung des Grundwasser-spiegels, wie es die ungesättigte Strömungsberechnung mittels Richard-Gleichung erlaubt. Dabei weist der einfachere Modellansatz des VSC-Moduls den Vorteil auf, dass die Wasserretentionsbeziehung nicht zwingend als angepasste Parameterfunktion vorliegen muss, sondern auch als Wertetabelle eingehen kann, wodurch eine große Flexibilität hinsichtlich der Bodeneigenschaften gegeben ist. In der vereinfachten Standortmodellierung hat sich die Anwendung des VSC-Moduls zudem im Vergleich mit der Richards-Gleichung als robuster gegenüber einer fehlerhaften Parameteranpassung erwiesen. Ein weiterer Vorteil des neuen Modellansatzes ergibt sich aus dem geringeren Bedarf an Rechenkapazität und notwendigen Modellebenen.In these doctoral thesis the development and applicability test of a programme module will be presented, which is specialized on the simulation of wetlands. Field measurements on a re-wetted fen site have been carried out in order to identify the significant processes of wetlands and realise their implementation in a practical way. The dependance of the soil water storage capacity on the groundwater level has turned out to be the most important criteria for successful modelling of groundwater level, which fluctuate close to the ground surface. A simple model approach for a Variable Storage Coefficient (VSC) has been formulated and realised as a program module to be coupled via the Interface Manager 'IFM' to the saturated flow solution of the Finite Element subsurface FLOW system FEFLOW. The VSC module is tested on its applicability and compared to the FEFLOW standard solutions for saturated groundwater flow and the universal approach for unsaturated flow solving the Richards Equation. Modelling the actual soil water storage capacity of wetlands by usage of the VSC module significantly improves the results of the groundwater simulation. This applies especially for fluctuating groundwater tables. Within its application limits the VSC module allows calculating of the groundwater table nearly as accurately as by solving the Richard's Equation for unsaturated flow. Thereby the simpler approach of the VSC module provides the advantage, that the water retention relationship does not have to be adjusted to a parameter function but can also be used in the form of tabular values. Consequently, the range of soil characteristics to be modelled is not restricted to parameter functions implemented in FEFLOW. During the study, with a simplified area model of the fen field site, the VSC module has turned out to be less sensitive to incorrectly adjusted soil parameters than the solution for unsaturated flow by solving of the Richard's Equation. 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Ellen-Rose TrübgerRostockUniversität Rostockepub.dissertation10.18453/rosdok_id00000272http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000272urn:nbn:de:gbv:28-diss2007-0002-7GrundwasserhaushaltFeuchtgebietNumerisches ModellBodenspeicherkennliniegroundwater householdwetlandnumerical modelsoil water storage curveIn der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung und Erprobung eines Programm-Moduls vorgestellt, welches speziell auf die Anforderungen der Feuchtgebietssimulation abgestimmt ist, die sich aus der besonderen Bedeutung der ungesättigten Bodenzone ergeben. Mittels Feldmessungen auf einem wiedervernässten Niedermoorstandort werden die maßgeblich vorherrschenden Prozesse identifiziert, ein Lösungsansatz zu ihrer Beschreibung entwickelt und modelltechnisch umgesetzt. Als wichtigstes Kriterium für eine erfolgreiche Modellierung der flurnahen Grundwasser-fluktuationen stellt sich dabei die Berücksichtigung des wasserstandsabhängigen Speichervermögens des Bodens heraus. Die programmtechnische Umsetzung erfolgt in Form eines Zusatzprogramms (VSC-Modul), welches an die gesättigte Strömungsberechnung des Simulationssystems FEFLOW über dessen Schnittstelle (IFM) gekoppelt wird. Das VSC-Modul wird auf seine Anwendbarkeit getestet und dabei den Standardlösungen von FEFLOW für gesättigte Grundwassermodellierung und den allgemeingültigen Ansatz für ungesättigte Strömungsberechnung unter Anwendung der Richards-Gleichung gegenübergestellt. Die Berücksichtigung des aktuellen Bodenspeichervermögens mit dem VSC-Moduls führt zu einer erheblichen Verbesserung der Ergebnisgenauigkeit in der Grundwassersimulation von Feuchtgebieten, insbesondere bei starken Grundwasserfluktuationen. Innerhalb seiner Anwendungsgrenzen ermöglicht das VSC-Modul eine näherungsweise so gute Berechnung des Grundwasser-spiegels, wie es die ungesättigte Strömungsberechnung mittels Richard-Gleichung erlaubt. 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Within its application limits the VSC module allows calculating of the groundwater table nearly as accurately as by solving the Richard's Equation for unsaturated flow. Thereby the simpler approach of the VSC module provides the advantage, that the water retention relationship does not have to be adjusted to a parameter function but can also be used in the form of tabular values. Consequently, the range of soil characteristics to be modelled is not restricted to parameter functions implemented in FEFLOW. During the study, with a simplified area model of the fen field site, the VSC module has turned out to be less sensitive to incorrectly adjusted soil parameters than the solution for unsaturated flow by solving of the Richard's Equation. 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Ellen-Rose TrübgerEntwicklung eines Ansatzes zur Berücksichtigung der ungesättigten Zone bei der Grundwassersimulation von FeuchtgebietenUniversitätsbibliothek Rostockhttp://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000272132594951Dr.-Ing.Ellen-RoseTrübger1974-VerfasserInautProf. Dr. rer. nat.KonradMiegelAkademischeR BetreuerIndgsProf. Dr. sc. techn.Hans-JörgDierschAkademischeR BetreuerIndgsProf. Dr. agr. sc.GerdWessolekAkademischeR BetreuerIndgs10025954-6Universität RostockAgrar- und Umweltwissenschaftliche FakultätGrad-verleihende Institutiondgg[doi]10.18453/rosdok_id00000272[purl]http://purl.uni-rostock.de/rosdok/id00000272[urn]urn:nbn:de:gbv:28-diss2007-0002-7open_access20062006epoch:21th_centuryrfc5646:dedoctype:epub.dissertationaccesscondition:openaccessSDNB:624institution:unirostock.aufstate:published