FREEWAT- FREE and open source Werkzeuge zum Wassermanagement

Björn Panteleit1, Sven Jensen
1 Geologischer Dienstfür Bremen

P 14.4 in Quality and evaluation of groundwater models

Im Rahmen des EU HORIZON 2020 Projektes FREEWAT wurde eine Open Source, Public Domain und GIS integrierte Lösung zur Planung und zum Management von Oberflächen– und Grundwasserressourcen entwickelt. Die FREEWAT Platform ist ein Plugin für die QGIS Software, das es erlaubt die Vorzüge der GIS Werkzeuge mit denen der prozessbasierten Simulationsmodelle zu verbinden. Die FREEWAT Plattform umfasst verschiedene Codes zur Simulation des hydrologischen Kreislaufs, hydrochemischer oder ökonomisch-sozialer Prozesse. Ein– und Ausgabedaten werden durch ein SpatiaLite Datenbanksystem gemanaged.

Die FREEWAT Plattform beinhaltet die folgenden Module:

AkvaGIS bietet verschiedene Werkzeuge zur Analyse und Interpretation von hydrochemischen und hydrogeologischen Daten. Die Möglichkeiten des AkvaGIS Moduls reichen von Grafiken und Statistiken der hydrochemischen Daten zur Qualitätsbewertung von Grundwasser bis zur Interpretation von hydrogeologischen Daten und der Erstellung von Themenkarten.

Observation Analysis Tool (OAT) ist ein Werkzeug, das dem Nutzer erweiterte Möglichkeiten zur Zeitreihenbearbeitung, inklusive der Einbindung von online und real-time Messnetzwerken, bietet. OAT ist darauf ausgelegt den Import, die Auswertung und Visualisierung von Zeitreihen zu erleichtern und diese unterstützend in der Modellerstellung und fortgeschrittenen Kalibrierung zu verwenden.

Die Simulation der Grundwasserströmung kann mit Hilfe von MODFLOW-2005 durchgeführt werden. Grundwasserfluss in Verbindung mit Brunnen, flächiger Grundwasserneubildung, Evapotranspiration, Dränagen, Seen und Flussläufen kann mit Hilfe spezifischer MODFLOW Pakete simuliert werden.

Den advektiven und dispersiven Transport mehrerer Spezies in der gesättigten und ungesättigten Zone wird in FREEWAT mit Hilfe von MT3DMS berechnet. Durch die Einbindung von SEAWAT besteht ebenfalls die Möglichkeit viskositäts- und dichteabhängige Strömung zu simulieren. Dies ist insbesondere relevant um den Prozess der Salzwasserintrusion zu betrachten oder den Einfluss von Geothermieanlagen geringer oder mittlerer Enthalpie zu untersuchen.

Nachhaltiges Wassermanagement wird durch den in MODFLOW-OWHM integrierten Farm Process abgebildet. Der Farm Process erlaubt die dynamische Simulation vom Bedarf einzelner Wasserverbrauchseinheiten. Dies erlaubt ein gekoppeltes integriertes Modell zur Abschätzung der jeweils verfügbaren Wassermenge gemeinsam genutzter Oberflächen- oder Grundwasserressourcen dessen Fokus im Wassermanagement ländlicher, insbesondere arider Regionen liegt.

Das Modul zur Sensitivitätsanalyse und Modellkalibrierung basiert auf UCODE_2014 und zielt auf eine verbesserte Modellanpassung durch reduzierte Differenzen zwischen Modell– und Messdaten von Grundwasserständen und –flüssen. Hierfür können verschiedene Statistiken genutzt warden um den Modellaufbau auszuwerten Parameter auszuwählen, die über eine inverse Regressionsmethode auf Basis der Evaluation einer Zielfunktion angepasst werden.

Modflow-Pakete in der QGIS-FREEWAT-Oberfläche
Modflow-Pakete in der QGIS-FREEWAT-Oberfläche



ALLEGRO, M. (2006): What does it mean? – In: TURM, P., BAUER, B. & LÄUFER, R. (eds.): Guess what. Springer, 16-44; Hintertux.

RUSITZKA, E. & JUBITZ, K.-B. (1968): Trias. – In: Grundriß der Geologie der DDR, Bd. 1: 268-89; Berlin.

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