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Simulation des Bodenwasserhaushalts und der Grundwasserneubildung in Niedersachsen mit dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA

Frank Herrmann1, Ralf Kunkel1, Frank Wendland1, Harry Vereecken1, Lena Heidt2, Jörg Elbracht2, Nicole Engel2, Müller Udo2, Herbert Röhm2
1 Institut für Bio- und Geowissenschaften IBG-3: Agrosphäre, Forschungszentrum Jülich GmbH
2 Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie Hannover

O 3.5 in Von der Atmosphäre zum Grundwasser - die Hydrologie der vadosen Zone

29.05.2014, 11:40-12:00, H19, NW II

Für die Bestimmung des nachhaltig nutzbaren Grundwasserdargebotes auf Landesebene ist die flächendeckende Kenntnis der Grundwasserneubildung wesentliche Informationsbasis. Um die Grundwasserneubildung zeitlich und räumlich hochaufgelöst mit Hilfe einer Wasserhaushaltssimulation zu bestimmen, müssen auch wesentliche andere Prozesse des Landschaftswasserhaushalts insbesondere in der vadosen Zone adäquat durch das Model abgebildet werden. Die tatsächlich in einem Landschaftsraum stattfindende Verdunstung ist beispielsweise in hohem Maße abhängig von der Bodenfeuchteverteilung und diese auf grundwassernahen Standorten zusätzlich vom kapillaren Aufstieg aus dem Grundwasser. Für eine konsistente Simulation der relevanten Prozesse auf Landesebene mit der Vielzahl an heterogenen hydrogeologischen und bodenhydrologischen Eigenschaften müssen entsprechend robuste Modellansätze gewählt werden.

Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen eines vom Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz geförderten Projektes in Kooperation zwischen dem Forschungszentrum Jülich GmbH und dem Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie in Hannover das Wasserhaushaltsmodell mGROWA (Herrmann et al., 2013) entwickelt. Mit mGROWA können der zeitlich variable Wassergehalt in den Böden, die auf Basis dieses Wassergehaltes und der klimatischen Bedingungen stattfindende Verdunstung, die Sickerwasserbewegung  sowie auch die Grundwasserneubildung (und weitere Abflusskomponenten) in hoher räumlicher (z.B. 100 m Raster) und zeitlicher Auflösung (Tage) auf Landesebene für lange Zeiträume (hydrologische Perioden >30 Jahre) auf Basis beobachteter oder projizierter Klimadaten simuliert werden.

Im Rahmen des Beitrags wird das Wasserhaushaltsmodell mGROWA (Herrmann et al., 2013) kurz vorgestellt. Dabei wird insbesondere auf das als Modul in mGROWA integrierte Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB (Engel et al., 2012) eingegangen. Schließlich werden simulierte Bodenfeuchteverteilungen, kapillarer Aufstieg aus dem Grundwasser und die Grundwasserneubildung für das gesamte Bundesland Niedersachsen (ca. 4,8 Mio. Rasterzellen) für die beobachtete hydrologische Periode von 1971-2000 präsentiert.

 



Herrmann, F., Chen, S., Heidt, L., Elbracht, J., Engel, N., Kunkel, R., Müller, U., Röhm, H., Vereecken, H., Wendland, F., 2013. Zeitlich und räumlich hochaufgelöste flächendifferenzierte Simulation des Landschaftswasserhaushalts in Niedersachsen mit dem Model mGROWA. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, 57(5): 206-224.

Engel, N., Müller, U., Schäfer, W. (2012): BOWAB - Ein Mehrschicht-Bodenwasserhaushaltsmodell. GeoBerichte - Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie. 20, S. 85-98. http://www.lbeg.niedersachsen.de/download/66598/Geoberichte_20.pdf



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Letzte Änderung 31.10.2013