Projektbeschreibung
Innovative Methode erkennt Kontamination von Grundwasser
Stabilität und Resilienz von Boden und Grundwasser werden stark von Kontaminationen beeinflusst. Damit die EU ihr Management zur Risikominderung verbessern kann, müssen Informationen über Zeitpunkt, Ort und Menge der zugeführten Schadstoffe zur Verfügung stehen. Dazu braucht man die forensische Hydrogeologie, ein wachsendes Fachgebiet, das wissenschaftliche Erkenntnisse und rechtliche Lösungen verknüpft. Das EU-finanzierte Projekt FORENSHYD wird eine innovative, flexible und zuverlässige Methode zur Datenassimilation auf Basis eines Kalman-Filters entwickeln, um Kontaminationsquellen und das Vorkommen reaktiver Schadstoffe unter möglichst realen Bedingungen zu identifizieren. Der Kalman-Filter gilt als hervorragendes Instrument zur Optimierung der simultanen Erkennung von räumlicher Variabilität der Verschmutzung sowie Ort und Freisetzungspotenzial von Schadstoffquellen.
Ziel
Contaminant events disrupt stability and resilience of increasingly vulnerable soil and groundwater. Identifying where, when and how much contaminant spill is released into aquifers is critical for strengthening the competitiveness of EU in risk-reduction management, and Forensic Hydrogeology, a growing discipline that applies scientific knowledge in legal resolutions. Existing model solutions estimate the origin and affected area, but numerical challenges impose too restrictive assumptions to properly account for multiple sources or suitable aquifer characterization. The scientific goal of FORENSHYD is to develop a novel, flexible and reliable ensemble Kalman filter data assimilation method (EnKF) for the optimal identification of contaminant sources and occurrence of reactive pollutants in near-actual conditions. Latest assessed developments of Dr. Gómez-Hernández set EnKF as an excellent optimization tool for the simultaneous identification of the spatial variability of conductivities, the location, and the release function of polluting sources. A step toward coupling the algorithm with machine learning techniques may overcome ill-posed solutions, stemmed from nonlinearities between parameters and variables in the state equation, to solve kinetic-controlled reactive transport problems and to optimize data collection in groundwater observation network systems, a topic of renewal interest in administration and industrial sector. We test spurious effects of aquifer heterogeneity, reactive parameters, and initial/boundary conditions in synthetic scenarios, sandbox experiments and two demonstration sites. Transfer of this novel technology in well-reported, practical and universal open source packages will reinforce the leadership and employability in the global market of intersectorial and interdisciplinary European stakeholders. The societal value of FORENSHYD is to improve mitigation strategies, and clarify environmental liability, in liaises with Horizon 2020.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
46022 Valencia
Spanien