Grundwasserfließgeschehen in Mecklenburg-Vorpommern Toralf Hilgert Heiko Hennig im Auftrag des Landes Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Grundwassergleichenplan Grundlage für die Abgrenzung von Bilanz- bzw. Einzugsgebieten (Grund-)Wasserhaushaltsbilanzierungen Ausweisung grundwasserabhängiger Landökosysteme Bewertung der Grundwassergeschütztheit 07.11.2016 Mecklenburg-Vorpommerns 2 1
Motivation Widersprüche bei der Abgrenzung der Grundwasserkörper und den Einzugsgebieten der Wasserfassungen Mecklenburg-Vorpommerns 3 Motivation GWM geohydraulisch nicht plausible Grundwassergleichen z.b. sehr schmale, langgezogene Grundwasserhochlagen aufgrund einer einzelnen, möglicherweise fehlerbehafteten Wasserstandsangabe Mecklenburg-Vorpommerns 4 2
100 90 80 70 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 - -70-80 -90-100 -110-120 -130-140 -150 100 90 80 70 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 - -70-80 -90-100 -110-120 -130-140 -150 Hy Kio 1/972 Hy Kio 1/972 GWMS Kittendorf wfp wfp wfp, Hy Kio 1/967 wfp s s GWMS Kittendorf wfp wfp wfp, Hy Kio 1/967 wfp s s Hy Kio 1/970 Hy Kio 1/970 wfp -w -w wfp -w -w WF Sülten Hy Brig 1/974 WF Sülten Hy Brig 1/974 -w -w -w -w -w - - - -w -w -w -w -w - - - GWMS Briggow Hy Brig 6/967 Hy Te 120/982?? wfp? GWMS Briggow Hy Brig 6/967 hol? hol? Hy Te 120/982? teo?? wfp? hol? hol? teo? Hy RsnAt 105/995 Hy RsnAt 106/995 Hy RsnAt 1/981 Hy RsnAt 104/993 Hy RsnAt 1/987 h -w -w -w -w -w -w -w -w, w0 - WF Rosenow WF Rosenow Hy RsnAt 105/995 Hy RsnAt 106/995 Hy RsnAt 1/981 Hy RsnAt 104/993 Hy RsnAt 1/987 h -w -w -w -w -w -w -w -w, w0 - h -w -w -w - - h -w -w -w - - Es Keet Hy 2/006 Knor 2/969 w w w w w, tolss, tolss?, tolss?, tolss?, jm Es Keet Hy 2/006 Knor 2/969 w w w w w, tolss, tolss?, tolss?, tolss?, jm WF Gädebehn Hy GaeAt 1/966 h -w WF Gädebehn Hy GaeAt 1/966 h -w WF Breesen Kb RsnAt 10/963 Hy BseAt 1/982 - - e-? tol, toloc tol, tolr WF Breesen Kb RsnAt 10/963 Hy BseAt 1/982 t - - e-? tol, toloc tol, tolr t Hy BseAt 1/9 w2 w2 -w - - Hy BseAt 1/9 w2 w2 -w - - GWMS Lebbin Hy N 10E1/968 s2 - tolm GWMS Lebbin Hy N 10E1/968 s2 - tolm WFa Podewall Hy At 1/963 Hy GrTl 8A/978 MO MO MO MO MO MO MO MO MO MO MO MO MOo tolslu tolm WFa Podewall Hy At 1/963 Hy GrTl 8A/978 MO MO MO MO MO MO MO MO MO MO MO MO MOo tolslu tolm h w2 w2 w2 h w2 w2 w2 100 90 80 70 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 - -70-80 -90-100 -110-120 -130-140 -150 100 90 80 70 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 - -70-80 -90-100 -110-120 -130-140 -150 Motivation 55 70 50 45 40 15 10 65 65 55 50 35 30 20 65 25 25 Vermischung von Grundwasserständen eines lokalen oberen Grundwasserleiters mit denen des flächenhaft verbreiteten Grundwasserleiters Quelle: LUNG-MV Mecklenburg-Vorpommerns 5 Motivation 55 70 50 45 40 15 10 Erarbeitung eines geohydraulisch plausiblen Grundwassergleichenplanes 65 65 65 55 50 35 30 25 20 Vermischung von Grundwasserständen eines lokalen oberen Grundwasserleiters mit denen des flächenhaft verbreiteten Grundwasserleiters Quelle: LUNG-MV Mecklenburg-Vorpommerns 6 3
Methodik Welche Verfahren sind bei der Regionalisierung von Grundwasserständen prinzipiell anwendbar? Manuelle Bearbeitung Geohydraulische Modellierung Geostatistisch (Kriging) Mecklenburg-Vorpommerns 7 Methodik Welche Verfahren sind bei der Regionalisierung von Grundwasserständen prinzipiell anwendbar? Manuelle Bearbeitung Detrended Kriging auf der Basis eines geohydraulischen Simulationsmodells Geohydraulische Modellierung Geostatistisch (Kriging) Mecklenburg-Vorpommerns 8 4
Methodik Gewässerabfluss Grundwasserneubildung Messwerte Trendfläche mit Modell berechnet Residuen einfache Interpolation = Trendfläche + interpolierte Residuen Mecklenburg-Vorpommerns 9 Methodik lokaler oberer Grundwasserleiter Hauptgrundwasserleiter Mecklenburg-Vorpommerns 10 5
Methodik Neubildung Gewässer Entnahmen gemessene Grundwasserstände Geohydraulisches Simulationsmodell geohydraulisch berechnete (Trend) - Residuen an den Messpunkten + geostatistische Interpolation Mecklenburg-Vorpommern regionalisierte Residuen Mecklenburg-Vorpommerns 11 Neubildung Gewässer Entnahmen gemessene Grundwasserstände Geohydraulisches Simulationsmodell geohydraulisch berechnete (Trend) Datenbasis Grundwasserstände + - Residuen an den Messpunkten geostatistische Interpolation Mecklenburg-Vorpommern regionalisierte Residuen Mecklenburg-Vorpommerns 12 6
Grundwasserstandsmesswerte Mecklenburg-Vorpommerns 13 Neubildung Gewässer Entnahmen gemessene Grundwasserstände Geohydraulisches Simulationsmodell - geohydraulisch berechnete (Trend) Residuen an den Messpunkten Das geohydraulische + Modell geostatistische Interpolation Mecklenburg-Vorpommern regionalisierte Residuen Mecklenburg-Vorpommerns 14 7
Modellaufbau Gewässernetz DGM Simulator GW- Neubildung GW-Förderung Layer 1 (HGWL) Strömung stationär, gespannt Diskretisierung 1024 * 688 Elemente Elementgröße 250 m * 250 m aktive Elemente 529754 (704512) Brunnen 2327 Gewässer 80764 Vorflutelemente 146150 mit Ostsee Messstellen Mecklenburg-Vorpommerns 15 Modellaufbau - Gewässer Mecklenburg-Vorpommerns 16 8
Ergebnis der Erstkalibrierung Begrenzung der Transmissivität auf typische Werte für Grundwasserleiter Vergleich Wasserspiegelhöhen 140 (1.0E-03<=T<=2.0E-02) m²/s 130 120 110 100 berechnet [m NHN] 90 80 70 50 40 30 20 10 0-10 -10 0 10 20 30 40 50 70 80 90 100 110 120 130 140 gemessen [m NHN] Mecklenburg-Vorpommerns 17 Bewertung der Erstkalibrierung Mecklenburg-Vorpommerns 18 9
Bewertung der Erstkalibrierung Der Wertebereich T-Werte wurde nach unten auf typische Werte für GW-Leiter begrenzt. (1.0E-03<=T<=2.0E-02) m²/s Mecklenburg-Vorpommerns 19 Ergebnis der Nachkalibrierung Grundwassergleichen für den Hauptgrundwasserleiter Mecklenburg-Vorpommerns 20 10
Geostatistische Interpolation Neubildung Gewässer Entnahmen gemessene Grundwasserstände Geohydraulisches Simulationsmodell - geohydraulisch berechnete (Trend) Residuen an den Messpunkten + geostatistische Interpolation Mecklenburg-Vorpommern regionalisierte Residuen Mecklenburg-Vorpommerns 21 Geostatistische Interpolation Mecklenburg-Vorpommerns 22 11
Neubildung Gewässer Entnahmen gemessene Grundwasserstände Geohydraulisches Simulationsmodell geohydraulisch berechnete (Trend) - Residuen an den Messpunkten + geostatistische Interpolation Mecklenburg-Vorpommern regionalisierte Residuen Mecklenburg-Vorpommerns 23 Grundwassergleichenplan Oberer Grundwasserleiter Mecklenburg-Vorpommerns 24 12
Bearbeitungsergebnisse Mecklenburg-Vorpommerns 25 Ergebnisse Wasserstandsdaten mit Bewertung der Zuverlässigkeit und Zuordnung zum Grundwasserleiter (9511) oberer Grundwasserleiter Hauptgrundwasserleiter Mecklenburg-Vorpommerns 26 13
Ergebnisse Grundwassergleichenpläne oberer Grundwasserleiter Grundwasserflurabstand Hauptgrundwasserleiter Abgrenzung der Grundwasserkörper Mecklenburg-Vorpommerns 27 Ergebnisse Verbreitung lokaler oberer Grundwasserleiter Mecklenburg-Vorpommerns 28 14
Ergebnisse Transmissivität des Hauptgrundwasserleiters Mecklenburg-Vorpommerns 29 Ergebnisse Geohydraulisches Modell, das auch Abschätzungen im Rahmen von Szenarienuntersuchungen erlaubt Mecklenburg-Vorpommerns 30 15
Ausblick Mecklenburg-Vorpommerns 31 Ausblick Überarbeitung der Grundwasserkörpergrenzen Mecklenburg-Vorpommerns 32 16
Ausblick Überarbeitung Grundwasserflurabstandskarte Mecklenburg-Vorpommerns 33 Ausblick Grundwassergleichenpläne für unterschiedliche hydrologische Zustände (Niedrigwasser, Hochwasser, ) GW-Flurabstand HW-Extrem Beispiel: Gefahrenhinweiskarte Hochwasser im Grundwasser extreme Grundwasserneubildung Hochwasser in den Gewässern keine Grundwasserentnahmen Statistik Extremwerte 07.11.2016 Mecklenburg-Vorpommerns 34 17
Ausblick Altersverteilung des Grundwassers Überdeckung -> Verweilzeit + Fließzeit im Grundwasserleiter vertikal horizontal Mecklenburg-Vorpommerns 35 Vielen Dank t.hilgert@fugro.de hh@umweltplan.de Mecklenburg-Vorpommerns 36 18