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Superexponential droplet fractalization as a hierarchical formation of dissipative compactons
(2010)
We study the dynamics of a thin film over a substrate heated from below in a framework of a strongly nonlinear one-dimensional Cahn-Hilliard equation. The evolution leads to a fractalization into smaller and smaller scales. We demonstrate that a primitive element in the appearing hierarchical structure is a dissipative compacton. Both direct simulations and the analysis of a self-similar solution show that the compactons appear at superexponentially decreasing scales, which means vanishing dimension of the fractal.
Investigations on large canalised rivers, for example the Danube, have shown that transported particulate matter, which is typically inorganic, is predominantly deposited in waters near the river's main channel. This investigation deals with the lower section of the River Havel (NE Germany), a canalised lowland river with a very flat floodplain. This river is highly polluted by nutrients from urban areas (Berlin) and a long chain of river lakes produces high concentrations of phytoplankton. Due to the high proportion of planktogenic detritus, it was hypothesised that greater quantities of nutrient-rich fine particulate organic matter (FPOM) would be deposited in floodplain waters located further from the main channel than has been reported for large rivers.The total nutrient, P-binding metal (Fe, Al, and Mn), organic and inorganic carbon (TOC, TIC) contents of the upper organic sediment layer (0 - 4 cm) were analysed in samples collected from 48 floodplain water and river sites. The sediment bulk density, calculated on the basis of dry mass content and loss on ignition, was used to characterize the waters according to the impact of the river current. The results showed that the variability of total phosphorus (TP) was best explained by the variability of total iron (TFe, R2 = 0.52). The floodplain water sediments could clearly be separated into two groups on the basis of the sediment particle size composition, and of the element ratios TOC:TP, TN:TP, primarily TFe:TP. The sediments from impounded river sections and from mouth sections of backwaters (approx. 100 - 200 m) were characterized by a high proportion particles from the 0.1 - 0.5 mm size fraction and by homogeneous, low TFe:TP, TOC:TP and TN:TP ratios. Sediments from distal sections of backwaters and of oxbow lakes tended to exhibit high element ratios with much higher variability. These results were interpreted as a spatially limited impact of the river on the floodplain water sediments. Contrary to expectation, the phosphorus bound in river seston was predominantly and very homogeneously deposited in the impounded river and mouth sections of backwaters. This implies that the inundation of the floodplain waters during spring floods seems to have no important material impact on the sediments in waters of low hydrologically connectivity with the River Havel.
Der anzuzeigende Band dokumentiert die Referate der traditionsreichen Staatswissenschaftlichen Fortbildungstagung, welche im Frühjahr 2004 bereits zum 72. Mal an der Hochschule für Verwaltungswissenschaften in Speyer stattfand. Als Herausgeber zeichnet Hermann Hill verantwortlich. Es zeigt sich ein überaus facettenreiches Fresko der anstehenden kommunalen Herausforderungen. Auch wenn sich in jüngster Zeit das Bild der Gemeindefinanzen etwas aufzuhellen scheint, so muß sich doch die deutsche kommunale Selbstverwaltung immer wieder aufs Neue behaupten. An entsprechenden Ideen mangelt es nicht. Der Band vermittelt dafür nützliche Fingerzeige.