Numerisches Grundwassermodell zur Vorhersage der Wasserverfügbarkeit

#Semi-aride Karstgrundwasserleiter #Trinkwasserversorgung #Grundwasserneubildung #Infiltration #Speicherfunktion der vadosen Zone
Räumliche Diskretisierung und Simulationsergebnis des numerischen Strömungsmodells für das Jahr 2016.  (© Lysander Bresinsky)
Räumliche Diskretisierung und Simulationsergebnis des numerischen Strömungsmodells für das Jahr 2016. © Lysander Bresinsky

Das entwickelte numerische Modell des Western-Mountain-Aquifers ermöglicht es, die Infiltration und Grundwasserbewegung unter veränderten Klimabedingungen prozessbasiert zu erfassen und damit Managementstrategien den Klimabedingungen anzupassen.

Das numerische Grundwassermodell hat deutliche Vorteile gegenüber existierenden Modellen in Bezug auf Detaillierungsgrad der modellierten Prozesse und der räumlichen Informationsdichte und erhöht damit die Prognosefähigkeit der räumlich-zeitlichen Verteilung der Grundwasserströmung erheblich. Existierende Modelle des Western-Mountain-Aquifers in Israel und Westjordanland beruhen auf räumlich und zeitlich aggregierten Berechnungen der Grundwasserneubildung (in Monats- und Jahreszeitschritten) und vernachlässigen die hochgradig nicht-lineare Dynamik der Infiltration. Diese wird in unserem Modell mit einem Verfahren beschrieben, das die langsame, diffuse und die schnelle, fokussierte Neubildungskomponente umfasst. Der Speicher- und Verzögerungseffekt der mehrere hundert Meter mächtigen, ungesättigten Zone wird durch die Anwendung des Doppel-Kontinuum Modells berücksichtigt. Es erlaubt die Integration der oberflächennahen Grundwasserneubildung in Tagesauflösung und die Berechnung der Infiltration über das Matrix- und Karströhren-Kontinuum.

Die prozessbasierte, distributive Simulation von Neubildungsereignissen ermöglicht den lokalen Behörden eine Vielzahl von weiterführenden Studien, um dem Klimawandel angepasste Managementstrategien zu entwickeln. Prädiktive Modellstudien erlauben zum Beispiel die optimale Standortbestimmung für Grundwasseranreicherung („Managed Aquifer Recharge“) und die Erfassung der Speicherfähigkeit des Grundwasserleiters.

Wasser­ressource: Grundwasser, Oberflächenwasser, Trinkwasser
Produkttyp:
  • Modelle & Software-Tools
TRL: 6
    TRL (Technology Readiness Level)
  • TRL 1 - Grundprinzipien beobachtet
  • TRL 2 - Technologiekonzept formuliert
  • TRL 3 - Experimenteller Nachweis des Konzepts
  • TRL 4 - Technologie im Labor überprüft
  • TRL 5 - Technologie in relevanter Umgebung überprüft (bei Schlüsseltechnologien im industrieorientierten Umfeld)
  • TRL 6 - Technologie in relevanter Umgebung getestet (bei Schlüsseltechnologien im industrieorientierten Umfeld)
  • TRL 7 - Test eines System-Prototyps im realen Einsatz
  • TRL 8 - System ist komplett und qualifiziert
  • TRL 9 - System funktioniert in operationeller Umgebung (bei Schlüsseltechnologien oder Raumfahrt wettbewerbsfähige Fertigung)
Anwendungs­sektor: Industrie, Landwirtschaft, Naturraum Wasser, Städte und Kommunen, Wasserwirtschaft
Fördermaßnahme: GRoW
Projekt: MedWater

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