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Häufig gestellte Fragen zum Modell der Selbstreinigung

Warum die Parameter so und nicht anders?

Die Mehrzahl der Fragen zum Modell der Selbstreinigung beziehen sich auf die gewählten Parametrisierungen. Die Auseinandersetzung mit den Parametrisierungen ist bei allen Modellierungen dynamischer Systeme sinnvoll und notwendig. Aber vorab: Das Modell ist eines der Modelle, bei denen die Parametrisierung weitgehend mit einer hohen empirischen verankerten Plausibilität vertreten werden kann.

Welche Argumente sprechen für die gewählte Konstruktion des bakteriellen Wachstums?

Dem Wachstumsmodell für die aeroben Bakterien liegt ein Modell des logistischen Wachstums zugrunde. Dieses entspricht gängiger Konvention, wenn man einmal die Vereinfachung einräumt, dass die lag-Phase bakteriellen Wachstums nur unzureichend im Modell repräsentiert ist. Daß Bakterien auch absterben, ist von Plattierungen bekannt, die einen geringeren Bakterientiter ergeben als den durch eine Zählung bestimmten. Hier ist eine Sterberate von 5% pro Zeiteinheit angenommen. Unter der Zeiteinheit kann man sich beispielsweise Stunden vorstellen. Ferner ist das Wachstum durch den Sauerstoffgehalt des Gewässers und die Dichte des Nahrungsangebotes bestimmt, modelliert über entsprechende Tabellenfunktionen.Demnach reduzieren die Bakterien unterhalb von 2 mg Sauerstoff/l ihrWachstum und stellen es unterhalb von 1 mg Sauerstoff/l ein. Empirisch nicht abgesichert sind die Annahmen der Beeinflussung der Wachstumsrate durch die Dichte des organischen Abfalls. Plausibel ist lediglich, dass ohne organischen Abfall die Bakterien ihr Wachstum einstellen.

Welche Argumente sprechen für den gewählten Energieverbrauch?

Im Modell ist angenommen, dass die Bakterien nur bei Wachstum Energie verbrauchen, sie demnach keinen Grundumsatz besitzen. Ferner ist, grob angelehnt an die Effizienz der aeroben Atmung, angenommen worden, dass 50% der zugeführten organischen in für die Zelle nutzbringende Energie umgesetzt werden kann.

Kann man sich eine konkrete Anschauung von den Zahlenwerten zur zugeführten organischen Substanz und zur bakteriellen Substanz machen?

Alles, was in diesem Modell als organische Substanz bzw. als bakterielle Substanz bezeichnet wird, kann man anschaulich in die Einheit ihres chemischen Sauerstoffbedarfs fassen. (Wieviel Sauerstoff wird benötigt, um die organische Substanz und die bakterielle Substanz vollständig zu oxidieren?) Damit wird auf eine Maßeinheit zurückgegriffen, wie sie für Gewässeranalysen typisch ist.

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© Goldkuhle, Kohorst, Portscheller 12.12.1996