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9.1. Modellierung der Nitratkonzentration unter Verwendung von FE-Daten 171
ter wie Landnutzung, Versiegelungsgrad und Pflanzenverdunstung im Wasser-
haushaltsmodell GROWA eingesetzt und Koeffizienten zur Berechnung der rea-
len Verdunstung angepasst und erweitert (Kapitel 8) . Diese Daten werden nun im
REGFLUD-Modellsystem verwendet.
Für die Modellierung der Nitratkonzentration im Sickerwasser muss vor allem die
Denitrifikation berücksichtigt werden, da diese die mit dem Sickerwasser verla-
gerbaren Stickstoffmengen unter Umständen deutlich reduziert . Wie in Kapitel 2 .1
bereits erw ähnt wurde handelt es sich bei der Denitrifikation um einen mikrobiel-
len Prozess, bei dem ein Teil des Stickstoffs in reduzierte gasf örmige Stickstoff-
verbindungen umgewandelt wird und den Boden in die Atmosph äre verlassen
kann . Das Modell DENUZ, das die Denitrifikation in der unges ättigten Bodenzo-
ne quantifiziert, n ähert die mikrobielle Aktivität mit der Michaelis-Menten-Kinetik
an (B ISSWANGER 2000 [25]) :
mit
=
=
=
=
Nitratgehalt des Bodens nach der Verweilzeit t
Verweilzeit
maximale Denitrifikationsrate
Michaelis-Konstante
(9.1)
In der Enzymkinetik gibt es das Ph änomen der S ättigung, d .h . bei sehr hohen
Konzentrationen kann die Umsatzgeschwindigkeit nicht weiter gesteigert werden,
es wird ein Wert D„, erreicht . In Gleichung 9 .1 stellt D„„ die von den Milieube-
dingungen abh ängige maximale Denitrifikationsrate dar. Die Michaelis-Konstante
k gilt als Maß für die Affinität eines Enzyms zu seinem Substrat, d .h . für die
Bindungsstärke zwischen diesen Bindungspartnern . Sie gibt die Substratkonzen-
tration an, bei der die Geschwindigkeit D„„12 entspricht (B ERG et al . 2003 [21]).
In diesem speziellen Fall gibt k die Denitrifikationsbedingungen an (Abbildung
9.2), die auf Werte von k 2, 5 kg ha -1 •a -1 für schlechte Denitrifikationsbedingun-
gen bis k = 18, 7 kg ha -1 -a -1 für gute Denitrifikationsbedingungen gesetzt wurden
(K UNKEL & W ENDLAND 2006 [110]) . Darüber hinaus wurden fünf Denitrifikations-
stufen unter Berücksichtigung von Bodentyp und Grundwassereinfluss definiert.
t gibt die Verweilzeit des Sickerwassers in der durchwurzelten Bodenzone wieder
(Abbildung 9 .3), die über die nutzbare Feldkapazit ät im effektiven Wurzelraum
(nFKWe) und die Sickerwasserhöhe ( , Differenz von Gesamtabfluss und Ober-