GrundwasserModel

GrundwasserModel ist ein rechnergestütztes Modell zur Beschreibung der Verteilung und Bewegung von Grundwasser in einem geologischen System. Ziel ist es, hydraulische Parameter abzuschätzen, den Grundwasserfluss zu simulieren und die Auswirkungen von Eingriffen wie Entnahmen oder Infiltration zu beurteilen.

Modelle können konzeptionell oder numerisch sein; am häufigsten sind numerische Modelle, die die Grundwasserströmung nach Darcy’s Gesetz lösen. Typische Gleichungen umfassen den Grundwasserfluss- und den Transportgleichung. Die Implementierung erfolgt meist als Finite-Differenzen- oder Finite-Elemente-Modell. Bekannte Software ist MODFLOW (USGS), daneben gibt es FEFLOW, HYDRUS und Open-Source-Optionen.

Aufbau eines GrundwasserModel umfasst die Festlegung des räumlichen Rahmens, Diskretisierung des Raums, Definition von Randbedingungen (hydraulische Kopfwerte, äußere Ströme, Infiltration, Drainage und Pumpen), Aufladung durch Infiltration sowie Parameter wie Durchlässigkeit, Speicherkapazität und Porosität. Modelle werden typischerweise kalibriert und validiert durch Abgleich mit Messdaten (Wasserstände, Abfluss, Wasserqualität).

Anwendungsfelder sind Wasserressourcenplanung, Grundwasserbewirtschaftung, Schutz von Grundwasserleitern, Risikoabschätzung bei Kontaminationsausbreitung sowie Bewertung von Szenarien wie Klimawandel oder Änderungen der Entnahme.

Limitationen umfassen Unsicherheit der Parameter, räumlich-zeitliche Skalenungleichheiten, Nichtlinearitäten, Vernachlässigung chemisch-transporteller Prozesse und Abhängigkeit von genauen Randbedingungen.