RESOURCES Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit

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1 RESOURCES Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit Lösungen zu Datenmanagement, Modellkopplung und Ergebnisvisualisierung im Workflow der Grundwassermodellierung Graz, Workflow in der Grundwassermodellierung Problemanalyse und Modelldefinition Welche Fragen sind mit dem Modell zu beantworten? Hydrogeologische Analyse des Projektgebietes Konzeptmodell Entscheidung für Modellansatz und Modellierungssoftware Modellerstellung Netzgenerierung, Stauer und Materialwerte zuweisen Randbedingungen definieren + GWN ermitteln Kalibration + Kalibrationsauswertung Variantensimulation Verändern von Randbedingungen, eventuell ändern von Materialwerten oder sogar Elementenetz Berechnung (bei Bedarf Einsatz von Spezialmodulen bzw. Kopplung mit externen Simulationen) Ergebnisvisualisierung, Auswertung und Variantenvergleich 1

2 3 Modellierungssoftware FEFLOW von DHI-WASY GmbH Geometrie Finite Elemente (Dreiecks- oder Viereckselemente) 2D-horizontal, 2D-vertikal und 3D (Schichten) Modell-Typen Gespannt oder ungespannt Gesättigte und ungesättigte Strömung Stationär / instationär Stofftransport Wärmetransport Klüfte und Störungen 4 Netzgenerierung und Zuweisen von Materialwerten Projektgebiet Oberflächengewässer Brunnen ArcGIS und Standard FEFLOW Funktionen 2

3 5 Gnasbach Randzufluss instationionäre Randbedingungen GWSP Mur Entnahme GWN 6 ZrEdit zur Bearbeitung von Zeitreihen Standardzeitreihenbearbeitung Konvertieren, Editieren, Verzerren, Verschieben Mittel/Summen-Berechnung Ergänzen von Datenlücken mittels Regressionsanalyse Spezialfunktionen für die Grundwassermodellierung Schneekorrektur (N inkl. Schnee -> flüssigen N) Generieren von Zeitreihen entlang eines Gewässerabschnittes durch verschieben gemessener Wasserspiegelganglinien mittels Bezugspunkten mit Höhen aus dem Laserscan Konvertierung mehrerer Zeitreihen in das Datenformat für FEFLOW mit Zusatzdatei für die geografische Zuordnung der Zeitreihen im Modell Ganglinien-Vergleich zwischen Messung und Rechnnung sowie zwischen unterschiedlichen Berechnungsvarianten 3

4 7 Kopplung der Grundwasserneubildung Zeit-Tiefen-Profile für jedes Hydrotop aus STOTRASIM + extra Zeitreihen Konvert -Tool FSS-Datei für Feflow Plugin FEFLOW + GWN- Rechen- Plugin Polygon-Shape mit Hydrotopen HydrotopID zu Element zuweisen DAT-Datei mit HydrotopID für jedes Element GWR-Datei Raster mit GOK GOK zu Element zuweisen DAT-Datei mit GOK für jedes Element GWR- Auswerte- Plugin 8 Kalibrationsunterstützung durch ArcGIS-AddIn 4

5 9 Ergebnisvisualisierung und Auswertung In Feflow bereits integriert Darstellung der Ergebnisse für ausgewählte Zeitschritte Isolinien, Farbverlauf mit Legende, Hintergrundkarten Export als Snapshot oder Animation Ganglinien für definierte Punkte (Observation Points) Bilanzen Zusatzmethoden am RESOURCES Export von Ergebnissen als ArcGIS-Raster Berechnung von statistischen Rastern für GWSP, Stoff und Temperatur Berechnung von Stromlinien Instationär berechnete Brunneneinzugsgebiete 10 Instationäre Berechnung von Brunneneinzugsgebieten Bei der instationären Berechnung von Brunnen- EZGs werden Partikel in regelmäßigem Abstand zu regelmäßigen Zeitschritten gestartet und deren Weg durch den Aquifer berechnet. Gelangt das Partikel dabei in einen Brunnen zählt der Ausgangspunkt zum Einzugsgebiet des Brunnens. Als Ergebnis der Berechnung können die minimale, mittlere und maximale Verweildauer flächenhaft dargestellt werden. 5

6 11 Überflutungs- Modul Für jeden Bodentyp: Infiltration in ungesättigter Phase aus 2D-Vertikalmodell (Hydrus oder Feflow) und Bodenmächtigkeit Überflutungsganglinien aus Überflutungsberechnung (HydroAS2D) GOK aus zusätzlicher Datei 12 Wärmeaustausch zwischen Grundwasser und Atmosphäre Bodenoberflächentemperatur GWN 3D-Modell??? GW GW Wärmestrom 6

7 13 Wärmetransportmodul für 2D-horizontale Modelle Annäherung an exakte 3D-Lösung durch Berechnung der Wärmespeicherung und Wärmeleitung in Schichten Berücksichtigung von GW-Schwankungsbereich GWN Pufferung im GW-Stauer Als FEFLOW-Plugin realisiert Veränderung der mittleren GW-Temperatur durch Errichtung eines Baggersees Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Gerhard Rock Institut für Wasser, Energie und Nachhaltigkeit Elisabethstraße 18/II 8010 Graz, Austria 7