Karstaquifere sind eine wichtige Quelle für sauberes Trinkwasser in vielen Regionen der Welt. Jedoch stellt ihre, durch Lösungsverwitterung bedingte, Heterogenität und Anisotropie ein Problem für das Trinkwassermanagement dar. Üblicherweise werden Grundwassermodelle zur Quantifizierung von Wasserressourcen und zur Abschätzung ihres Verhaltens verwendet, z. B. wenn Klima- oder Landnutzungsänderungen eintreten. Oft spielt dabei die räumliche Verteilung des Grundwasserspiegels und des Grundwasserströmungsfeldes um die Grundwasserentnahmestellen eine wichtige Rolle.

Ziel dieser Arbeit ist die Anwendung eines räumlich verteilten numerischen Grundwassermodells für einen Karstaquifer in Florida. Zur Simulation der Strömung sowie des Transports soll die speziell für Karstgrundwasser entwickelte Software MODFLOW-CFP eingesetzt werden. Nach erfolgreicher Anwendung soll das Modell zur Abschätzung der Sensitivität der Grundwasserressourcen im Bezug auf klimatische Änderungen eingesetzt werden.

Das Karstsystem und das Schüttungsverhalten der Quelle sollen simuliert werden. In diesem Zusammenhang soll das Modell mittels z. B. „One-at-a-time“ Sensitivitätsanalyse und eines räumlichen Split-Sample Tests evaluiert werden. Das Aufsetzen des Modells beinhaltet die Wahl der richtigen räumlichen Auflösung, eine plausible Wahl der Geometrie des Karstkanalnetzwerks, und eine realistische Abschätzung der hydraulischen Parameter des Aquifers. Basierend auf bereits vorhandenen Modellstudien (z. B. USGS 2016) sollen verschiedene konzeptionelle Modelle als auch weiterentwickelte numerische Methoden angewendet werden. Im Anschluss ist, zur Vorbereitung der Simulation von künstlichen Tracerversuchen, eine instationäre Simulation sowie eine Modellevaluierung vorzunehmen. Zur Abschätzung der er Sensitivität der Grundwasserressourcen in Bezug auf klimatische Änderungen sollen die Änderungen der mittleren Grundwasserspeicher für verschiedene Jahre mit der jeweiligen Änderung des Niederschlags für diese Jahre verglichen werden.

Andreas Hartmann, Thomas Reimann (Institut für Grundwasserwirtschaft, TU Dresden)

Ein Besuch der TU Dresden zum fachlichen Austausch ist möglich.

Andreas Hartmann andreas.hartmann@hydrology.uni-freiburg.de Tel. +49 (0)761 / 203-3520

Aufsetzen eines räumlich verteilten Grundwassermodells, Evaluation eines räumlich verteilten Grundwassermodells

Deutsch oder Englisch

Reimann, T., Hill, M.E., 2009. MODFLOW-CFP: A New Conduit Flow Process for MODFLOW–2005. Ground Water 43, 321–325.

Reimann et al. 2014 - Representation of water abstraction from a karst conduit with numerical discrete-continuum models. Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 227-241, 2014; doi:10.5194/hess-18-227-2014

Kuniansky, E.L., 2016. Simulating groundwater flow in karst aquifers with distributed parameter models—Comparison of porous-equivalent media and hybrid flow approaches. US Geological Survey.

Berghuijs, W.R., Hartmann, A., Woods, R.A., 2016. Streamflow sensitivity to water storage changes across Europe. Geophys. Res. Lett. doi:10.1002/2016GL067927