After decades of research, a host of analytical difficulties is still hindering our understanding of the influences of the built form on travel. The main challenges are (a) assembling good quality data that reflects the majority of the known influences and that supports continuous monitoring, and (b) making sense methodologically of the many variables which strongly intercorrelate. This study uses the UK national travel survey (NTS) data that is among the most comprehensive of its form in the world. The fact that it has rarely been used so far for this purpose may be attributable to the methodological difficulties. This dissertation aims to develop a new analytical framework based on extended structural equation models (SEMs) in order to overcome some of the key methodological difficulties in quantifying the influences of the built form on travel, and in addition to provide a means to continuously monitor any changes in the effects over time. The analyses are focused on employed adults, because they are not only the biggest UK population segment with the highest per capita travel demand, but also the segment that are capable of adapting more rapidly to changing land use, built form and transport supply conditions. The research is pursued through three new models. Model 1 is a path diagram coupled with factor analyses, which estimates continuous, categorical and binary dependent variables. The model estimates the influences on travel distance, time and trip frequency by trip purpose while accounting for self-selection, spatial sorting, endogeneity of car ownership, and interactions among trip purposes. The results highlight stark differences among commuters, particularly the mobility disadvantages of women, part time and non-car owning workers even when they live in the most accessible urban areas. Model 2 incorporates latent categorisation analyses in order to identify a tangible typology of the built form and the associated variations in impacts on travel. Identifying NTS variables as descriptors for tangible built form categories provides an improved basis for investigating land use and transport planning interventions. The model reveals three distinct built form categories in the UK with striking variations in the patterns of influences. Model 3 further investigates the variations across the built form categories. The resulting random intercept SEM provides a more precise quantification of the influences of self-selection and spatial sorting across the built form categories for each socioeconomic group. Four research areas are highlighted for further studies: First, new preference, attitude and behavioural parameters may be introduced through incorporating non-NTS behavioural surveys; Second, the new SEMs provide a basis for incorporating choice modelling where the utility function is defined with direct, indirect and latent variables; Third, conceptual and methodological developments – such as non-parametric latent class analysis, allow expanding the current model to monitor changes in travel behaviour as and when new NTS or non NTS data become available. Fourth, the robustness of the inferences regarding causal or directional influences may require further quantification through designing new panel data sets, building on the findings above.

La biodétérioration du béton, très courante dans les systèmes d'égouts et de traitement des eaux usées, entraîne une dégradation significative de la structure. Normalement, le processus peut être décrit par les deux étapes suivantes : 1) Des réactions biochimiques produisent des espèces agressives dans les biofilms qui tapissent la surface du béton. L'un des plus importants acides biogéniques que l'on trouve dans les canalisations d'égout est l'acide sulfurique (H2 SO4 ) que est produit par des bactéries sulfo-oxydante (BSO)à partir de l'hydrogène sulfuré (H2 S). 2) Les réactions chimiques entre les espèces agressives biogéniques et les produits d'hydratation du ciment sont responsables de la détérioration du béton. Un modèle de transport réactif est proposé afin de simuler les processus des détériorations chimique et biochimique des matériaux cimentaires en contact avec les BSO et le H2 S ou une solution d'acide sulfurique. L'objectif de ce modèle est de résoudre simultanément le transport et la biochimie / chimie dans les biofilms et les matériaux cimentaires par une approche globale couplée. Afin de fournir un environnement approprié pour la croissance des BSO, la neutralisation de la surface du béton (i.e., l'absorption de H2 S et la corrosion aqueuse de H2 SO4 ) est considérée. Pour obtenir la quantité de H2 SO4 biogénique, la bio-oxydation du H2 S par l'activation des bactéries est simulée par un modèle simplifié. Puis, pour alimenter un environnement convenable pour la croissance des BSO, la réduction abiotique du pH du béton est introduite. Le taux de production de H2 SO4 est régi par la valeur du pH dans les biofilms et la quantité de H2 S dans le gaz. On fait l'hypothèse que tous les processus chimiques sont en équilibre thermodynamique. La dissolution de la portlandite (CH) et du silicate de calcium hydratés (C-S-H), ainsi que la précipitation de gypse (CSH2) et du sulfure de calcium sont décrites par la loi d'action de masse et le seuil des produits d'activité ionique. Pour prendre en compte la décroissante continue du rapport Ca/Si lors de la dissolution de la C-S-H, une généralisation de la loi d'action de masse est appliquée. En simplifiant le processus de précipitation du gypse, un modèle d'endommagement est introduit pour caractériser la détérioration du béton due au gonflement du gypse. Ainsi, l'évolution de la porosité et de la profondeur de la détérioration pendant le processus de dégradation sont pris en compte. Seule la diffusion des espèces aqueuses est considérée. Différents coefficients de diffusion sont utilisés pour divers ions et l'équation de Nernst-Planck est implémentée. L'effet, pendant la détérioration, de la modification de la microstructure sur les propriétés de transport est aussi considéré. Pour les biofilms et les matériaux cimentaires, les équations d'équilibre de masse totale de chaque atome (Ca, Si, S, K, Cl) sont utilisées pour coupler les équations de transport et les réactions (bio) chimiques. Le modèle est implémenté dans un code volumes finis, Bil. Grâce à l'introduction de la méthode des volumes finis, on illustre le couplage du processus bio-chimie dans les biofilms et le processus de la chimiedes matériaux cimentaires. Par ce modèle, certaines expériences rapportées dans la littérature, dont des tests d'immersion chimiques (condition de la solution statique et condition de la solution d'écoulement) et des simulations microbiologiques, sont simulées. Les résultats numériques et les observations expérimentales sont comparés et discutés. L'influence des propriétés des matériaux cimentaires (porosité initiale, couche carbonatée, etc.) et les facteurs d'environnement (concentration de H2 SO4 quantité de H2 S etc) sont aussi étudiés par ce modèle. En outre, une prédiction à long terme est menée / Bio-deterioration of concrete, which is very common in sewer system and waste water treatment plant, results in significant structure degradation. Normally, the process can be described by the two following parts: 1) Biochemistry reactions producing biogenic aggressive species in biofilms which are spread on the surface of concrete. As one of the most significant biogenic acid in sewer pipes, sulfuric acid (H2SO4) is produced by sulfur oxidizing bacteria (SOB). 2) Chemical reactions between biogenic aggressive species and cement hydration products which is responsible for concrete deterioration. A reactive transport model is proposed to simulate the bio-chemical and chemical deterioration processes of cementitious materials in contact with SOB and H2S or sulfuric acid solution. This model aims at solving simultaneously transport and biochemistry/chemistry in biofilms and cementitious materials by a global coupled approach. To provide an appropriate environment for SOB to grow, the surface neutralization of concrete (i.e., the absorption of H2S and aqueous H2S corrosion) is considered. To obtain the amount of biogenic H2SO4, the bio-oxidation of H2S by the activation of bacteria is simulated via a simplified model. To provide a suitable environment for SOB to grow, the abiotic pH reduction of concrete process is introduced. The production rate of H2SO4 is governed by the pH in the biofilms and the content of H2S in gas.It is assumed that all chemical processes are in thermodynamical equilibrium. The dissolution of portlandite (CH) and calcium silicate hydrates (C-S-H) and the precipitation of gypsum (C¯S H2) and calcium sulfide are described by mass action law and threshold of ion activity products. To take into account the continuous decrease of the Ca/Si ratio during the dissolution of C-S-H a generalization of the mass action law is applied. By simplifying the precipitation process of gypsum, a damage model is introduced to characterize the deterioration of concrete due to the swelling of gypsum. Thus, the porosity evolution and deterioration depth during deterioration process are taken into account. Only diffusion of aqueous species are considered. Different diffusion coefficients are employed for various ions and Nernst-Planck equation was implemented. The effect of the microstructure change during deterioration on transport properties is considered as well. For both biofilms and cementitious materials, the balance equations of total mass of each atom (Ca, Si, S, K, Cl) are used to couple transport equations and (bio-)chemical reactions. The model is implemented within a finite-volume code, Bil. Following the introduction of principle of the finite volume method, the coupling of the bio-chemistry process in biofilms and chemistry process in cementitious materials is illustrated. By this model, some experiments reported in literature, including chemical immersion tests (statical solution condition and flow solution condition) and microbiological simulation tests, are simulated. The numerical results and the experimental observations are compared and discussed. The influence of properties of cementitious materials (initial porosity, carbonated layer, etc.) and environmental factors (concentration of H2SO4, content of H2S, etc.) are investigated by this model as well. Furthermore, a long term predictionis conducted

Traiter les problèmes que pose la mobilité urbaine aujourdhui nécessite entre autres, lélaboration dune banque de données complète, capable de supporter les analyses qualitatives et quantitatives du système de transport et den évaluer lévolution en rapport aux éventuels changements de lensemble du système urbain. Les données relatives au domaine des transports sont indispensables à lalimentation des modèles de trafic, à lanalyse de la mobilité globale et aux suivis et à la gestion des conditions découlement du trafic au travers dun réseau de transport donné, dans le temps et dans lespace (Taylor M. et al, 1996; Bonnel P., 2004). Cependant, ces données sont très souvent collectées séparément selon les objectifs poursuivis par le planificateur. En effet, la planification urbaine ou la planification des transports en commun présente des objectifs différents de celle, par exemple, des trafics routiers et autoroutiers (Meyer M. et al, 2001). Ces planifications seffectuent généralement sans trop tenir compte des interactions qui sétablissent entre elles. Ainsi, fournir des solutions adéquates aux problèmes de mobilité urbaine, nécessite la prise en considération des aspects environnementaux et de lensemble des caractéristiques de lespace urbain : le système de transport et le système des localisations et des activités socio-économiques (Cancalon F. et al, 1991 ; Bonnel P., 2004). Les solutions ainsi générées doivent provenir dune approche intégrée de la planification des transports (Meyer M. et al, 2001). De plus, il a été pris en considération des éléments de modélisation de données (les GIS-T models) développés par (Dueker et al, 1997). Cest dans cette optique que cette recherche se propose dappréhender la question de la mobilité urbaine par une approche systémique de lespace urbain. Celui-ci sera caractérisé par lensemble des données qui le constitue afin de mettre en lumière les relations qui sous tendent la structure urbaine en question. Il sera ainsi développé un modèle intégré de données nécessaires à lanalyse de la mobilité urbaine : MIDAM. Ensuite, sur la base de MIDAM et de la synthèse de la littérature en matière de données « transports » et sur les logiciels de gestion de trafic, il a été possible de démontrer la faisabilité dun outil intégré « VISUTRANS » pour le suivi des politiques de transports ; la modélisation et les effets des transports urbains sur lenvironnement. Enfin, une méthodologie pratique quant à la manière dappréhender la mobilité urbaine est proposée avec pour cas dapplication la ville de Liège - Belgique.

The advective motion of seawater governs the transport of almost everything, animate or inanimate, present in the ocean and those lacking the ability to outswim the currents have to follow the flow. This makes modelling of advective ocean transports a powerful tool in various fields of science where a displacement of something over time is studied. The present thesis comprises four different applications of ocean-transport modelling, ranging from large-scale heat transports to the dispersion of juvenile marine organisms. The aim has been to adapt the method not only to the object of study, but also to the available model-data sets and in situ-observations. The first application in the thesis is a study of the oceanic heat transport. It illustrates the importance of wind forcing for not only the heat transport from the Indian to the Atlantic Ocean, but also for the net northward transport of heat in the Atlantic. In the next study focus is on the particle-transport differences between an open and a semi-enclosed coastal area on the Swedish coast of the Baltic Sea. The modelled patterns of sedimentation and residence times in the two basins are examined after particles having been released from a number of prescribed point sources. In the two final studies the transport-modelling framework is applied within a marine-ecology context and the transported entities are larvae of some Scandinavian sessile and sedentary species and non-commercial fishes (e.g. the bay barnacle, the blue mussel, the shore crab and the gobies). The effects of depth distribution of dispersing larvae on the efficiency of the Marine Protected Areas in the Baltic Sea are examined. Further, the diversity in dispersal and connectivity depending on vertical behaviour is modelled for regions with different tidal regimes in the North Sea, the Skagerrak and the Kattegat. The spatial scales dealt with in the studies varied from global to a highly resolved 182-metres grid. The model results, excepting those from the global study, are based on or compared with in situ-data. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Submitted. Paper 3: Submitted. 4: Manuscript.</p>

Bei verkehrspolitischen und infrastrukturellen Massnahmen folgen als wesentliche Nachfrageveränderungen vor allem Routen- und Verkehrsmittelwahleffekte. Mit der Anwendung der sequentiellen Routen- und Verkehrsmittelwahlmodelle, ist bei solchen Massnahmen aus verschiedenen Gründen eine konsistente und gesamthafte Gleichgewichtslösung nicht möglich. Das Ziel dieser Untersuchung war, ein konsistentes und verfeinertes Verfahren zu entwickeln, mit dem die Routen- und Verkehrsmittelwahl simultan bzw. in einem Schritt als eine Entscheidung berechnet werden kann. Neben dem Gleichgewicht bei der Verteilung der Verkehrsnachfrage auf die Alternativen, war die konsistente Schätzung der Modellparameter für die Bewertung von Einflussfaktoren bei den Entscheidungen hier eine weitere wichtige Anforderung. Das Modell ist in der Lage, ein realitätsentsprechendes Verhalten der Verkehrsteilnehmer, sowohl bei schwach, als auch bei stark belasteten Strassennetzen, zu beschreiben. Die unterschiedliche Wahrnehmung der Reisekosten der Verkehrsteilnehmer und die Netzüberbelastungen werden durch ein stochastisches Nutzergleichgewicht abgebildet. Das entwickelte Verfahren ermöglicht es: - die Nachfrageaufteilung mit einem konsistenten Gleichgewicht zwischen Verkehrsangebot und Verkehrsnachfrage zu berechnen. Dabei wird ein Gleichgewicht nicht nur innerhalb des Strassen- oder Schienennetzes, sondern zwischen allen verfügbaren Alternativen (unabhängig vom Verkehrsmittel) gesucht. - durch die iterative Kalibration der Modellparameter und die Nachfrageaufteilung ein konsistentes Gleichgewicht zwischen den geschätzten Modellparametern für die Nutzenfunktion und der Nachfrageaufteilung auf die vorhandenen Alternativen (Routen) zu berechnen. - mit einem stochastischen Nutzergleichgwicht die unterschiedliche Wahrnehmung der Nutzen bzw. der generalisierten Kosten der Verkehrsteilnehmer bei der Nachfrageaufteilung zu berücksichtigen. - die Auswirkungen von Angebotsveränderungen auf die Verkehrsmittelwahl und Routenwahl durch simultane Modellierung der Entscheidungen konsistent und ohne Rückkoppelungschritte zu berechnen.

River mouths are very active coastal regions. Continuous sediment supply by the river and the movement by wave action cause the shoreline to change in time and space. Modeling of shoreline changes is an essential step before the design of any coastal engineering project. This research aimed to develop a system of numerical models to present the shoreline changes around a river mouth. The system of numerical models has three components: 1) modeling of nearshore wave characteristics, 2) modeling of longshore sand transport rates using the results of the first component, 3) modeling of shoreline changes using the estimated sand transport rates. Thus, firstly, deep water wave characteristics including the annual wave rose affecting Manavgat River mouth have been obtained from the database of NATO TU-WAVES Project. Then REF/DIF1 and SWAN nearshore wave models have been used to find out nearshore wave conditions. Since the results obtained from REF/DIF1 wave model have been found to be more reasonable compared to SWAN&rsquo / s output, REF/DIF1 wave model has been used in preparing a time series nearshore reference wave file with three hours time interval. This reference file has been used to run GENESIS. Last step of the numerical shoreline change modelling of Manavgat River mouth was the calibration procedure in which the &ldquo / transport parameters&rdquo / k1 and k2 have been determined. As there is lack of measurements of shoreline positions that can be used in calibrating shoreline change model, k1 and k2 has been approximately found to be k1=0.516 and k2=0.9 by using an empirical sediment transport formula. As a future study, it is recommended that when the protection structure controlling the river mouth is finished, the measurements of shoreline position behind the structure should be used in verification of shoreline change model in order to get more accurate results.

In der vorliegenden Arbeit wurde die Methode der magnetischen Kernspinresonanz (NMR) eingesetzt, um beim Schadstoffabbau stattfindende Prozesse und geochemische Reaktionen zerstörungs- und beprobungsfrei zu untersuchen. Dies ist möglich, da die gelösten Elektronenakzeptoren Sauerstoff und Eisen paramagnetisch sind und somit einen Ein uss auf die NMRRelaxationszeiten ausüben. Der lineare Zusammenhang zwischen der gelösten Sauerstoff- beziehungsweise Eisen-Konzentration und den NMR-Relaxationsraten 1/T1 und 1/T2 wurde quantifiziert. Weiterhin wurde der bereits bekannte Einfluss der Matrixoberflächen von porösen Medien auf die Relaxation von Wasser nachgewiesen. Die paramagnetischen Zentren auf Sandoberflächen führen ebenfalls zu einer Verkürzung der Relaxationszeiten. Es wurde gezeigt, dass die kleinsten Korngrößen der verwendeten Sande den größten Einfluss auf die Oberflächenrelaxation haben. Wird die Oberflächenrelaxation berücksichtigt, ist auch in porösen Medien die ermittelte lineare Abhängigkeit der Relaxationszeiten von der Ionenkonzentration anwendbar, um den Gehalt an gelösten paramagnetischen Ionen aus Relaxationsmessungen zu ermitteln. Beispielhaft wurde der Anstieg der Eisen(III)-Konzentration in der Porenlösung von natürlichen Sanden infolge der Auflösung eisenhaltiger Mineralien von den Oberflächen zeitlich und räumlich detailliert betrachtet. Eine durchgeführte Modellierung zeigte, dass das Reaktionssystem zu Beginn der Reaktion von der Diffusion dominiert wird, am Ende dann die Reaktionsgeschwindigkeit der bestimmende Parameter ist. Die beim biologischen Schadstoffabbau auftretenden Redoxprozesse des Eisens wurden durch rein chemische Reaktionen unter Verwendung von Oxidations- und Reduktionsmitteln simuliert. Die zeitlich und räumlich detaillierte Beobachtung des Anstiegs beziehungsweise des Abfalls der gelösten Eisen(III)-Konzentration in der (Poren-)Lösung war mit NMR-Relaxometrie trotz der Schnelligkeit der Reaktionen möglich. Mit Hilfe der anschliessenden Modellierung wurde der wichtige Einfluss des pH-Wertes auf den genauen Ablauf der Reaktionen deutlich gemacht. Nur in sehr sauren pH-Bereichen (pH < 3) liegen die Eisen(III)-Ionen in Lösung vor. Weiterhin wurde der Einfluss der Mikroorganismen selbst auf die NMR-Relaxations- und Diffusionsmessungen untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an Medien mit Lactobacillus und Penicillium eine Verschiebungen in den Relaxationszeitverteilungen hin zu kleineren Relaxationszeiten gemessen. Dies basiert auf der bereits bekannten Verringerung der Mobilität der Spins innerhalb der Biomasse. Für Bakterien von Geobacter metallireducens konnte erstmals der Verbrauch von Eisen(III)-Ionen durch Reduktion während des Wachstum anhand der ansteigenden T2-Relaxationszeit gezeigt werden.

In dieser Arbeit wird ein Modell zur integrierten Verkehrsnachfrage- und Nutzenberechnung für den privaten Personenverkehr entwickelt, mit dem eine harmonisierte Bewertung der entscheidungsrelevanten Aufwände der Verkehrsteilnehmer in der Verkehrsnachfragemodellierung und der Nutzen-Kosten-Analyse ermöglicht wird. Notwendig ist die Modellentwicklung und die damit verbundene Zusammenführung, da die derzeit praktizierte methodische Trennung zum einen nicht theoriekonform mit der Nutzen-Kosten-Analyse ist, zum anderen daraus fehlerhafte Ergebnisse im Rahmen der ökonomischen Gesamtbewertung einer Verkehrsinvestition resultieren können. Das entwickelte Modell liefert als Ergebnis einerseits die Verkehrsnachfrage für den Ohne- und Mitfall (ohne und mit zu bewertender Verkehrsinvestition), andererseits wird die Änderung der Konsumentenrente der Verkehrsteilnehmer ausgegeben, die unmittelbar in die Nutzen-Kosten-Analyse einfließt. Das zugrundegelegte Verkehrsnachfragemodell ist das EVA-Logit-Modell, das dem EVA-Grundmodell in Form eines Logit-Modells entspricht und damit mikroökonomisch interpretierbar und integrierbar ist. Die Nutzenänderung der Verkehrsteilnehmer wird durch das Integral des EVA-Logit-Modells bestimmt und mit Hilfe der in der Verkehrsnachfrage modellierten Bewertungspräferenzen der Verkehrsteilnehmer gegenüber den Reisekosten monetarisiert. Das Ergebnis stellt die konsistent bestimmte Änderung der Konsumentenrente dar. Die Funktionsfähigkeit und Verwendbarkeit des entwickelten Modells wird anhand einer Beispielanwendung getestet.

La planification urbaine stratégique en France se voit chargée de manière croissante des questions environnementale et climatique. Mais est-elle réellement capable d'infléchir les dynamiques d'étalement ainsi que de former un cadre efficace pour la réduction des émissions des transports ? Et que peuvent apporter l'analyse économique et la simulation prospective à la démarche de planification ? Pour y répondre nous avons replacé notre analyse de l'apport des outils économiques à la planification urbaine dans la perspective d'ensemble de réforme politique et administrative du contexte français. Cela a pris la forme d'une analyse critique de la pratique actuelle de la planification, des évolutions à l'œuvre et des conditions d'une meilleure intégration de l'analyse économique dans la démarche et les méthodes de planification. Nous avons construit et utilisé sur le cas de Grenoble, des outils d'analyse économique permettant de traiter la question des politiques climatiques locales dans la planification, d'une manière prospective et systémique. Il s'agit de la 1ère application du modèle de simulation urbanisme-transport TRANUS en France, et de son utilisation dans le cadre d'une méthodologie économique pour produire des courbes de coût d'abattement intégrant le caractère systémique de la ville pour le secteur des transports. Le modèle et la méthodologie économique qui lui est adossée constituent ce que nous appelons l'outil TRANUS+. Nous avons également réinterrogé plusieurs points à partir du cadre de la planification urbaine : la question du choix des outils de modélisation ainsi que celle des modalités du calcul économique, la question de la vulnérabilité énergétique liée à la mobilité, celle enfin du déploiement des véhicules électriques. Cela nous permet d'avoir une vision d'ensemble des apports de la planification et des voies pour la renforcer. / Strategic spatial planning in France is currently given a rising importance for environmental and climate issues. But is this tool really able to reduce urban sprawl and to produce a efficient framework for reducing transport emissions? And what can be the potential contributions to planning of economic analysis and prospective modelling? To answer this, we developed our study on the contribution of economic tools to planning into the global political and administrative reforms of France. We then produced a critical analysis of current planning practices and recent evolutions, and try to define the conditions for a better integration of economic analysis into planning processes and methods. For our case study (Grenoble urban area) we built and used economic tools able to inform local climate policies in the framework of urban planning. It is the first implementation of the land -use transport interaction model TRANUS in France, which was linked to an original economic methodology in order to produce marginal abatment cost curves useful at the urban level. This model and the methodology can take into account the systemic nature of cities and then help to define better transport policies: we call this tool TRANUS+. To have a more complete view of the urban planning question and the way to improve it, we investigated several issues from the perspective of planning: the choice of modelling tool and the role of cost-benefit analysis, energy poverty in the transport sector, electric vehicle deployement.

Existing travel patterns in Windhoek are influenced by the past land use policy of restricted urban development in the former townships ofKatutura and Khomasdal. Thus residents in these townships are faced with longer distances to reach quality urban servtces. This thesis examined the impact on travel demand of changes in land use policies aimed at stimulating growth in the two areas using the HLFM computer model. The results showed that, policy induced land use changes may stimulate population and employment growth in the neglected areas, but with no effects on the present travel patterns. The model needs to be refined to fit the peculiarity of the study area. Nevertheless, information provided in the thesis could be used in assessing areas where development trends will go if any ofthe land use policy tested in the study is adopted. / Geography / M.A. (Geography)