Randolf Rausch Libros

In arid and semi-arid regions groundwater is often the only natural resource for water supply. Therefore, stakeholders face great challenges in managing this resource in a responsible way. The problem is further amplified by population growth, increase in agricultural, industrial and municipal water consumption, and the threat of climate change. Therefore, an optimal use and management of the scarce groundwater resources is imperative. A precondition for this is a sound understanding of the particularities of the hydrogeology of arid and semi-arid regions as well as a proper knowledge of the water budget, water resources in storage, and water quality. This book summarizes the results of the conference „Hydrogeology of Arid Environments“, which was held in March 2012 in Hannover (Germany). It gives an overview about current research on this topic with examples from arid and semi-arid areas from all over the world. The book is intended for scientists, engineers, hydrologists, hydrogeologists, and political decision makers interested in the water resources of arid and semi-arid environments.

Transport models have become an essential tool to investigate groundwater quality problems. This book presents the fundamental hydraulic, hydrochemical and nume rical concepts that are required for the sound and efficient application of solute transport models in groundwater studies. Advection, dispersion and diffusion, which are the main physical transport processes, are first introduced, followed by the derivation of the advection-dispersion equation. A separate chapter is dedicated to multispecies reactive transport modelling, presenting both theory and simulation examples. Special methods used to simulate transport in fractured geological material are also presented. The authors, all of them groundwater modelling professionals, focus on the detailed presentation of numerical methods commonly used in transport models, to provide practitioners with a sound theoretical basis for transport model applications. Grid-based methods are presented, including explicit and implicit finite differences, finite elements and finite volume methods. Particle tracking techniques are also covered, among them the method of characteristics and the random-walk method. This professional text addresses academics, scientists, engineers, hydrologists and hydrogeol ogists interested in the application of transport models in hydrogeology, geoecology, hydrology, geography, environmental engineering, hydraulic engineering and water economics.

Die Modellierung hat sich in den letzten Jahrzehnten als ein selbständiges Arbeitsgebiet herausgebildet. Sie kann als Weiterverarbeitung der in der Erkundung gewonnenen Daten beschrieben werden, wobei häufig prognostische Aussagen angestrebt werden. Die Möglichkeit und wirtschaftliche Bedeutung der Prognose auf der Basis von Wissen im erkundeten und von Expertenvorstellungen im nicht erkundeten Bereich waren dabei entscheidend für die Verbreitung der Modellierung als eigenständiges, interdisziplinäres Arbeitsfeld. Die dargestellten Methoden können als Einstieg in die numerische Modellierung angesehen werden, für die heute zahlreiche erprobte Programme zur Verfügung stehen. Dem Buch liegt eine CD-ROM mit den lauffähigen Programmen, Beispieldaten und editierbaren Quellen bei.

Strömungsmodelle sind mittlerweile Standardwerkzeuge in der Hydrogeologie, und die Bedeutung von Transportmodellen wächst stetig. Dieses umfassende Lehrbuch bietet alles, was für das Verständnis der angewandten Transportsimulation erforderlich ist. Nach der Einführung in die zugrunde liegenden Phänomene und die Merkmale der Transportgleichung werden im zweiten Kapitel wichtige analytische Lösungen vorgestellt. Kapitel 3 und 4 bieten einen vollständigen Überblick über gängige numerische Lösungsmöglichkeiten, unterteilt in Gitter-Methoden und Particle-Tracking-Methoden. Ein eigenes Kapitel (Kapitel 5) widmet sich den Lösungsverfahren für die aus der Diskretisierung entstehenden Gleichungssysteme, was dem Leser ermöglicht, die Arbeitsweise moderner Lösungsverfahren im Detail zu verstehen. Das Buch schließt mit einem Kapitel zu Reaktionsprozessen im Grundwasser, das sowohl lineare als auch komplexere nicht-lineare Multi-Spezies Ansätze behandelt. Die Funktionsweise dieser Modelle wird anhand des mikrobiell katalysierten Abbaus organischer Substanz erläutert. Ein detailliertes Schlagwortverzeichnis und ein umfangreiches Literaturverzeichnis runden das Werk ab, das die Tradition der Publikationen des Gebrüder Borntraeger Verlags fortführt. Es bietet eine gelungene Mischung aus Theorie und Praxis und ist somit für Hochschulen und Büros, die sich mit Transportberechnungen in Grundwasserleitern befassen, unverzichtbar.