Aufbau eines großskaligen Modells zur Modellierung der Salz-/Süßwassergrenze in Nordwest Deutschland – Zwischen Annahmen und Messungen

Wencke Schubert1, Janek Greskowiak1, Gudrun Massmann1
1 IBU/Universität Oldenburg

O 9.7 in Groundwater-surface water-interactions - processes and methods

22.03.2018, 14:15-14:30, 1

Nordwest Deutschland zwischen Weser und Ems ist ein durch Deichbau und Entwässerung größtenteils eingenommenes Marschgebiet mit einem zentralen Geestrücken. Historisch bedingt liegt die Süß-/Salzwassergrenze im Untergrund hier weit landeinwärts und Wasserförderung ist küstennah selten möglich und konzentriert sich somit weitgehend auf die höhergelegenen Geestbereiche. Zur Quantifizierung der Einflussfaktoren auf die Bewegung der Süß-/Salzwassergrenze wurde ein großskaliges Modell des Gebiets zwischen Ems und Weser (Ost-West) sowie Nordsee und Oldenburg (Nord-Süd) aufgebaut. Hierzu wurden Daten von Behörden und privaten Wassernutzern verwendet. Jedoch war das Datenmessnetz nicht ausreichend, um das gesamte Gebiet abzudecken. Deshalb mussten viele Werte angenommen oder interpoliert werden; so z.B. die Wasserstände der zahlreichen Flüsse im Gebiet und ihre Anbindung an das Grundwasser.

Für eine erste Abschätzung der gemessenen Grundwasserstände (Mittelwerte von einem Zeitraum der letzten 5 Jahre für 301 Messstellen) wurde ein stationäres Strömungsmodell mit der USGS Software MODFLOW-2005 aufgebaut. Die Diskretisierung der Zellen des Modells beträgt 500 mal 500 m. Das Modell enthält die hydraulischen Potentiale der Nordsee sowie der Weser und der Ems als Randbedingungen erster Art. Pumpraten stammen von den Wasserwerken und privaten Wassernutzern. Die Layerstruktur und implementierten hydraulischen Leitfähigkeiten orientieren sich am tatsächlichen geologischen Aufbau. Als Datengrundlage dienten die behördlichen Messungen. Die Grundwasserneubildung wurde der mGROWA Modellierung (Herrmann et al. 2013) entnommen. Kalibrierparameter waren die hydraulischen Leitfähigkeiten der im Modell implementierten hydrogeologischen Einheiten, sowie die Leakage-Faktoren der Cauchy-Randbedingungen, mit denen die Anbindung der Oberflächengewässer an das Grundwasser modelliert wurde. Im nächsten Schritt soll das Modell in ein dichteabhängiges Strömungsmodell überführt werden, um so die Lage der Süß-/Salzwassergrenze abzubilden und die klimabedingten Effekte von Meeresspiegelanstieg und Änderungen in der Grundwasserneubildung studieren zu können.



Herrmann, Frank; Chen, Shaoning; Heidt, Lena; Elbracht, Jörg; Engel, Nicole; Kunkel, Ralf et al. (2013): Zeitlich und räumlich hochaufgelöste flächendifferenzierte Simulation des Landschaftswasserhaushalts in Niedersachsen mit dem Model mGROWA. In: Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 57, S. 206–224.



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