Tagungsband - UFZ

Tagungsband Statusseminar des BMBF-Ad-hoc-Verbundprojektes in Freiberg, 27.-29.08.2003
• Entwicklung belastbarer Methoden zur Ermittlung unterirdischer Einzugsgebiete sowie der
Grundwasserneubildung im Festgestein insbesondere für den Fall, dass sich der Festgesteinswasserhaushalt
mit urbanem Wasserhaushalt überlagert,
• Hydraulische Bilanzierung der Verhältnisse zwischen Festgestein und Auflockerungszone
des Festgesteins sowie Ermittlung der standortspezifischen Verteilung der Wasserflüsse in
diesen (wenn möglich: Verallgemeinerung der Ergebnisse je nach Gesteinstyp),
• Entwicklung physikalischer Ansätze zur Wasserhaushaltsbilanzierung in Grubengebäuden
unter Berücksichtigung des Zuflusses aus Matrixpotential und künstlichen bevorzugten
Fließwegen.
Die Ermittlung von Wasserhauhaltsbilanzen in Festgesteinseinzugsgebieten erfordert neben
hydrologischer Erfahrung immer den gekoppelten Ansatz von hydrologischen Wasserhaushaltsbilanzierungsmethoden
(z.B. Festgesteinsmodelle, Abflussganglinienseparierung) mit
isotopenhydrologischen Methoden zur Ermittlung der Verweilzeit der untersuchten Wasserkomponenten.
4 Ermittlung der Grundwasserneubildung im Festgestein
Grundsätzlich können die Methoden zur quantitativen Ermittlung der Grundwasserneubildung
in zwei Gruppen unterschieden werden:
• Prozessorientierte Methoden
die rechnerisch mit Hilfe von Wasserbilanzansätzen die quantitative Beschreibung des Systems
vornehmen, d.h. die Grundwasserneubildung wird als Ziel-Bilanzgröße aus der Differenz
der übrigen Bilanzgrößen ermittelt (z. B Vorhersage des Bodenwasserstromes).
Prozessorientierte Methoden stellen eine Systemanalyse dar.
• Wirkungsorientierte Methoden
die die Quantifizierung der Grundwasserneubildung aus der gemessenen Speicher- bzw.
Grundwasserspiegeländerung bzw. Änderungen in der hydrochemischen und/oder isotopenhydrologischen
Zusammensetzung des Grundwassers vornehmen (z.B. Untersuchung der
Grundwasserstandsschwankungen).
In beiden Fällen sollte ein konzeptionelles Modell des Untersuchungsgebietes bzw. des Grundwasserkörpers
erarbeitet werden, um die relevanten Prozesse zu verstehen. Des weiteren ist im
Hinblick auf die Auswahl geeigneter Quantifizierungsmethoden zu prüfen, ob die flächenhafte
oder die lineare Grundwasserneubildung der dominierende Prozess im Betrachtungsgebiet ist.
Wenn die flächenhafte Grundwasserneubildung der bestimmende Prozess ist, sind prozessorientierte
Methoden ein geeigneter Lösungsansatz. Dominiert die lineare Grundwasserneubildung,
kann die Nutzung prozessorientierter Methoden mit großen Fehlern behaftet sein, da
möglicherweise grundwasserneubildungsrelevante Teilkomponenten nicht erfasst werden. In
diesem Fall ist wirkungsorientierten Methoden der Vorzug zu geben. Für die flächige Ermittlung
der Grundwasserneubildung im Festgestein bedeutet das, dass im ersten Schritt eine hydrologische/hydrogeologische
Strukturanalyse des Gebietes erfolgen muss, um abschätzen zu
können, welche Prozesse und Randbedingungen die Grundwasserneubildung dominieren. Bei
großen Gebieten sind für die flächige Umsetzung der hydrogeologisch/wasserwirtschaftlichen
Randbedingungen GIS-Werkzeuge sehr gut geeignet.
Wasserhaushaltsbilanzierung
Die Grundwasserneubildung stellt die Ergebniskomponente von Wasserhaushaltsmodellen dar,
die wiederum über einen wichtigen Input in Grundwassermodelle verfügt. Die Kopplung von
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