Uni-Bayreuth

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Modellierung des Grundwasser-Oberflächenwasseraustausches und dessen Auswirkungen auf die Grundwasserqualität

Uli Maier1, Victoria Wiesner1, Nico Trauth1, Jan Fleckenstein1
1 Department Hydrogeologie, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

O 6.6 in Grundwasser-, Boden- und Oberflächenwasser-Interaktionen

30.05.2014, 12:40-13:00, H19, NW II

Hydrogeochemische Interaktionen auf der Einzugsgebietsskala stellen nach wie vor ein großes Problem für Vorhersagen der Wasserqualität und deren numerische Modellierung dar. Aufgrund des Rechenaufwandes und der im Feldmaßstab mit Unsicherheit behafteten Parametrisierung physikalisch basierter Modell besteht Forschungsbedarf zur Gewinnung allgemeingültiger Erkenntnisse.

Im Einzugsgebiet der Selke, eines Nebenflusses der Bode im Abstrom des Harzes, werden deshalb Wasserqualität und Hydrologie in großem und kleinen Maßstabe durch Felduntersuchungen und numerische Modellierung untersucht. Im Gelände wurde ein Meßfeld zur Untersuchung von Hydraulik und Wasserqualität eingerichtet und für das Gebiet ein numerisches Modell aufgebaut. Das im Modell berücksichtigte Untersuchungsgebiet umfaßt in etwa die Fläche von zwei Quadratkilometern mit Flußlauf, Auensedimenten und Hangbereichen. Wasserstände und Wassersättigungen im Oberflächenwasser, Grundwasser und ungesättigter Zone wurden für einen stationären Zustand sowie einen transienten, aus Klimadaten getriebenen Jahreslauf simuliert.

Von besonderem Interesse sind im Modell beobachtete Bereiche starker hydraulischer wie auch geochemischer Interaktion, z.B. eines intensiven Überganges zwischen Oberflächen- und Grundwasser in Überschwemmungsflächen oder der Hyporheischen Zone. Diese lassen interessante Feldbeobachtungen erwarten und wurden bevorzugt mit Meßinstrumenten ausgestattet. Diskutiert werden solche Zonen des Übergangs („hot spots“) des Wasserflusses zwischen Umweltkompartimenten, und Verweilzeitenverteilungen aus Particle tracking Simulationen sowie dispersiven Ansätzen. Ferner wird ein reaktives Stofftransportmodell für die Nitratreduktion im Gebiet vorgestellt. Dieses kann mit gemessenen Konzentrationsdaten aus dem Gelände verglichen werden.



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Letzte Änderung 31.10.2013