Wann ist eine numerische Transportmodellierung sinnvoll?

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1 Wann ist eine numerische Transportmodellierung sinnvoll? HG Büro für Hydrogeologie und Umwelt GmbH Europastraße 11, Gießen Dipl.-Geol. Dr. Christoph Möbus HLUG Fachgespräch

2 Gliederung des Vortrags Literaturhinweise Grundlagen für numerische Transportmodelle Fallbeispiele Zusammenfassung HLUG Fachgespräch

3 Literaturhinweise Anderson & Woessner: Applied Groundwater Modelling.- Academic Press (1992) DVGW: Aufbau und Anwendung numerischer GwModelle in Wassergewinnungsgebieten.- W 207 (2004) DVWK: Voraussetzungen und Einschränkungen bei der Modellierung der Grundwasserströmung.- Merkblatt 206 (1985) FH-DGG: Hydrogeologische Modelle. Ein Leitfaden mit Fallbeispielen.- Heft 24 (2002) Neuß & Dörrhöfer: Hinweise zur Anwendung numerischer Modelle bei der Beurteilung hydrogeologischer Sachverhalte und Prognosen in Niedersachsen.- Geofakten 8 (2007) Rausch, Schäfer & Wagner: Einführung in die Transportmodellierung im Grundwasser.- Bornträger (2002) HLUG Fachgespräch

4 Grundlagen für numerische Transportmodelle: Hydrogeologisches Modell (HGM) - Berücksichtigung/Beschaffung der relevanten Datengrundlagen - Entwicklung der hydrogeologischen Modellvorstellung - Abgrenzung des Untersuchungs-/Bilanzraums u. Modellraums - Strukturierung des Modellraums (horizontal/vertikal) - Grundwasserhydraulik / Grundwasserbeschaffenheit - Randbedingungen und Grundwasserbilanz Grundwasserströmungsmodell - Erstellung eines HGM ist Voraussetzung gleichzeitig GwModell auch Prüfmittel für HGM - Umsetzung der hydrostratigraphischen Einheiten in Modellstrukturen (Schichten, Diskretisierung, ) - Modellansatz prüfen (stationär/instationär) - Bilanzkontrolle notwendig HLUG Fachgespräch

5 Stofftransportmodell Ditzum TwFassungen Einleitstelle Chlorid-Gehalt- Erhöhung (ΔPSU) HLUG Fachgespräch

6 Modellergebnisse Stofftransportmodell Ditzum: Stationär und instationär kalibriertes Grundwassermodell Verifizierung mit Altersdatierungen Zusätzlicher Chlorid-Eintrag aufgrund der Sole- Einleitung führt nach der hydrogeologischen Erstbewertung (inkl. GwModell) zur zusätzlichen (langfristigen) Gefährdung einer TwFassung Transportmodell zeigt, dass durch die Verdünnung (GwNeubildung) keine signifikante Chlorid- Konzentrationserhöhung an der TwFassung ankommt HLUG Fachgespräch

7 Leakagerand: Das nicht vom Wasserwerk Rheinau geförderte Grundwasser kann in nordwestliche Richtung zum Rhein oder Neckar abfließen Absenktrichter des WW Rheinau. Stofftransportmodell Eppelheim WW Plankstadt 1982 stillgelegt Neckar Leakagerand LCKW-Fahne Melluf 1985 Schadstoffquelle Trennstromlinie des Wasserwerks Rheinau gemäß HGM = No-Flow-Rand im Westen HLUG Fachgespräch

8 Modellergebnisse Stofftransportmodell Eppelheim: Zeitliche Variation der Randbedingungen (instationär) führt zu räumlicher Verlagerung der LCKW-Fahne Stoffeintrag (Fracht und Konzentration) ist abhängig von GwNeubildung und GwPotential im Bereich der Quelle realitätsnaher Quellterm notwendig Hohe horizontale und vertikale Auflösung des Rechenrasters im Bereich der Fahne notwendig GwNeubildung führt zur Tiefenverlagerung der Fahne Modellergebnisse führten zu zusätzlichen Erkundungsmaßnahmen der Fahne (Tiefenverlagerung) HLUG Fachgespräch

9 Zusammenfassung: Qualitativ hochwertiges Hydrogeologisches Modell notwendig Darauf basierend qualitativ hochwertiges Grundwasserströmungsmodell wenn möglich/notwendig instationär kalibriert Grundwasserströmungsmodell kann HGM prüfen u. vorhandene Defizite aufzeigen Vor allem quantitative Fragestellungen lassen sich oft nur mit einem Stofftransportmodell beantworten HLUG Fachgespräch

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