Numerisches Grundwasserströmungsmodell für das isolierte Grundwassersystem Baumberge (Kreis Coesfeld, NRW)

Jonas Haase1, Wolfgang Gossel2, Patricia Göbel1
1 AG Angewandte Geologie, WWU Münster
2 FG Hydro- und Umweltgeologie, Martin-Luther Universität Halle

P 14.2 in Quality and evaluation of groundwater models

Die Baumberge erheben sich als ein flaches Hügelland 18 km westlich von Münster im Kreis Coesfeld. Die Muldenstruktur der geologischen Schichten und die geringere Wasserdurchlässigkeit der Coesfeld-Schichten im Liegenden führen zu einem Aufstau des Grundwassers in den wasserdurchlässigen Baumberge-Schichten und zu über 100 Quellaustritten an deren Ausstrichgrenze [Dölling 2007]. Die Baumberge stellen aufgrund des geschlossenen und isolierten Grundwassersystems ein „Naturlysimeter“ dar [Göbel, 2010]. Seit dem Start des Projektes „Quellen in den Baumbergen“ im Oktober 2007 sind in der Arbeitsgruppe der Angewandten Geologie am Institut für Geologie und Paläontologie der WWU Münster zahlreiche Studien- und Abschlussarbeiten angefertigt worden, die in eine hydrogeologische Konzeptvorstellung der Baumberge münden. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde erstmals ein numerisches 3D Grundwasserströmungsmodell mit FEFLOW 6.2 aufgebaut. Mit diesem wurden unterirdische Quelleinzugsgebiete ausgewiesen und eine Volumenstrombilanzierung berechnet. Die automatische und inverse Kalibrierung wurde mit FEPEST in FEFLOW 7 durchgeführt.

 

Mit den verwendeten Eingangsdaten wurde ein erstes stationäres numerisches 3D Grundwasserströmungsmodell für das isolierte Grundwassersystem der Baumberge erstellt. Dabei fanden sowohl die hydrogeologische Konzeptvorstellung als auch der „Naturlysimeter“-Ansatz in allen Arbeitsschritten Berücksichtigung. Die inneren Leakage-Randbedingung, die in den Aussageraum mit seinen punktuellen Quelllagen ragen, stellten bei der Modellierung eine besondere Herausforderung dar. Die Modellergebnisse zeigen im engeren Umfeld der Quelllagen teilweise entgegengesetzt gerichtete und damit widersprüchliche Grundwasserströmungsrichtungen bezüglich der hydrogeologischen Konzeptvorstellung an. Der stationäre Ansatz wird den jahreszeitlich stark schwankenden Grundwasserständen und damit einhergehenden Quellschüttungen nicht gerecht.



DÖLLING, B. (2007): Erläuterungen zu Blatt 4010 Nottuln. - Geol. Karte NRW. 1:25.000; Krefeld.

GÖBEL, P. [Hrsg.] (2010): Quellen im Münsterland - Beiträge zur Hydrogeologie, Wasserwirtschaft, Ökologie und Didaktik. - Abhandlungen aus dem Westfälischen Museum für Naturkunde, 72 (3/4); Münster.