Projekt
Auftraggeber

Prognosewerkzeug Nitratausbreitung
Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi),
Steinplatz 1, 10623 Berlin


Projekt-Kurzbeschreibung
Ziel des im Rahmen des Programms „Förderung von innovativen Netzwerken (InnoNet)“ vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) bewilligten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines anwendungsorientierten wasserwirtschaftlichen Planungs- und Prognosewerkzeuges, das auf einer Kombination bzw. einer Kopplung von hydrogeochemischen Stoffflussmodellen und einem hydraulischen Strömungsmodell basiert. Dieses Werkzeug soll für das Beschaffenheitsmanagement von nitratbelasteten Wassergewinnungsgebieten im Sinne einer Prognose- und Ressourcenbewertung bei den am Verbundvorhaben beteiligten Unternehmen der Wasserversorgung (WVU) eingesetzt und auf seine Eignung getestet werden.

  • Um die Entwicklung der Rohwasserbeschaffenheit berechnen zu können, müssen zwei unterschiedliche Modellansätze mit einander kombiniert werden, die geohydraulische Modellierung der Grundwasser-Strömungsverhältnisse und die geochemische Modellierung der chemischen Stoffumsätze zwischen dem Grundwasserleiter und den im Grundwasser gelösten Stoffen.
  • An Stelle einer Kopplung von strömungsdynamischen und geochemischen Rechenverfahren wird in dem Forschungs- und Entwicklungsvorhaben ein hybrider Modellansatz verfolgt.
  • Die Besonderheit des Hybridansatzes liegt darin, dass Aspekte der geohydraulischen Modellierung in ein reaktives Stofftransportmodell übernommen werden. Zunächst wird für die Wassergewinnungsgebiete der am Verbundvorhaben beteiligten Wasserversorgungsunternehmen eine Strömungs- und Transportmodellierung mit dem Programmsystem Spring durchgeführt.
  • Auf Grundlage dieser Modellrechnungen werden die für den Aufbau der geochemischen Stoffflussmodelle und der darauf aufbauenden reaktiven Stofftramsportmodelle relevanten geohydraulischen Parameter ermittelt. Das reaktive Stofftransportmodell stellt den Kern für die retrospektive Modellierung der bisherigen Beschaffenheitsentwicklung und die Prognose der zukünftigen Rohwasserqualität dar. Dieser Kern muss für jedes Einzugsgebiet entsprechend der beschriebenen Vorgehensweise aufgebaut werden.

Nitratausbreitung_01

Geochemisches Konzeptmodell

Nitratausbreitung_03

Benutzeroberfläche Prognosewerkzeug

Nitratausbreitung_02

Ergebnis der reaktiven Stofftransportmodellierung