Integrierte Modelle zur nachhaltigen Grundwasserbewirtschaftung

Esther S. van Baaren1, Gualbert H. P. Oude Essink2, Bernhard Becker1
1 Deltares
2 Deltares, Universiteit Utrecht

O 9.17 in Grundwasser-Oberflächenwasser Interaktionen: Prozesse und Methoden

22.03.2018, 17:15-17:30, 1

Anhand dreier Fallbeispiele werden neue Entwicklungen zur integrierten Modellierung und Hilfsmittel zur Einbeziehung von Stakeholdern vorgestellt.

1. Mekong-Delta (Vietnam)

Bewohner des dichtbesiedelten Mekong-Deltas sehen sich mit starken Bodensetzungen infolge hoher Grundwasserentnahmen konfrontiert. Damit einher geht ein erhöhter Salzwassereintrag aus dem Meer. Bevölkerungswachstum und Klimawandel erhöhen den Druck auf die Grundwasserressourcen zukünftig zusätzlich. Wenn Entscheidungsträger und Stakeholder gemeinsam nachhaltige Bewirtschaftungen entwickeln, ist es wichtig, eine gemeinsame Wissensbasis über die relevanten Prozesse zu entwickeln. Dazu wurde einModell für das Mekongdelta entwickelt (Minderhoud et al., 2017). Dieses Modell bildet Oberflächenwasser- und Grundwasserströmung (inklusive Dichteströmung) sowie die Bodenbewegung infolge Grundwasserstandsänderungen ab. Kern dieses integrierten Modells ist iMOD (Vermeulen et al., 2014); iMOD bietet Programmfunktionen, mit denen Stakeholder-Involvement unterstützt werden kann. Verschiedene Bewirtschaftungsvarianten können mit diesem Modell transparent evaluiert werden und fließen in den sogenannten Mekong-Delta-Plan ein.

2. Das Nildelta (Ägypten)

Die Versalzung des Grundwassers durch Meerwasser ist eine große Herausforderung der ägyptischen Wasserwirtschaft. Grundwasser wird zur Bewässerung der Ackerbauflächen sowie zur industriellen und öffentlichen Wasserversorgung benötigt. Erwartet wird, dass der Anstieg des Meeresspiegels und der erhöhte Wasserbedarf den Druck auf die knappe Ressource Grundwasser zukünftig erhöhen wird.

Mit dem Ziel, ein Grundwasserbewirtschaftungswerkzeug zur Evaluierung von verschiedenen Grundwasserentnahmeszenarien unter verschiedenen Klimaszenarien zu schaffen, wurde ein neues 3D-Grundwassermodell aufgebaut. Dieses Modell berechnet die Grundwasserströmung mit variabler Dichte für das gesamte Nildelta (bis 1000 m Tiefe). Das Modell enthält zusätzlich die Offshore-Bathymetrie, um dem Einfluss des Meeresspiegelanstiegs auf den Salzwassereintrag Rechnung zu tragen. Zur Validierung wurde Messdaten des Salzgehaltes erhoben.

3. Das Niederländische hydrologische Modellinstrumentarium (NHI) Auf Landes- und Verbandsebene wird in den Niederlanden kontinuierlich an Langfrist-Strategien für nachhaltige Wassernutzung und nachhaltigen Hochwasserschutz gearbeitet. Dazu wurde das sogenannte NHI entwickelt. Das NHI integriert verschiedene Modellkomponenten für Strömungs- und Transportprozesse sowie ein Optimierungsmodell für die Wasserverteilung (De Lange 2014). Diese Modellkomponenten sind miteinander gekoppelt, d. h. sie tauschen auf verschiedenen Zeit- und Raumskalen während der Berechnung Daten aus. Neben der gekoppelten Modellierung der wasserwirtschaftlichen Prozesse stellt das NHI Werkzeuge zum Workflow- und Versionsmanagement zur Verfügung, so dass die Konsistenz in den Eingangsdaten und Berechnungsergebnissen und sichergestellt wird. Das NHI ist über ein Web-Int

Fallbeispiele zur integrierten Modellierung Mekong-Delta, Nil-Delta und NHI (Niederlande)
Fallbeispiele zur integrierten Modellierung Mekong-Delta, Nil-Delta und NHI (Niederlande)



Minderhoud, P.S.J., Erkens, G., Van Hung, P., Vuong, B.T., Erban, L.E., Kooi, H., Stouthamer, E., 2017. Impacts of 25 years of groundwater extraction on subsidence in the Mekong delta, Vietnam. Environ. Res. Lett. 12, 13.

De Lange, W.J., Prinsen, G.F., Hoogewoud, J.C., Veldhuizen, A.A., Verkaik, J., Oude Essink, G.H.P., van Walsum, P.E.V., Delsman, J.R., Hunink, J.C., Massop, H.T.L., Kroon, T., 2014. An operational, multi-scale, multi-model system for consensus-based, integrated water management and policy analysis: The Netherlands Hydrological Instrument. Environ. Model. Softw. 59, 98–108.

Vermeulen et al., 2014: iMOD user manual. https://oss.deltares.nl/documents/298096/0/iMOD_User_Manual_3.0_20140910.pdf



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