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2.1 Forschungsschwerpunkt
‚Grundwassersysteme - Hydrogeophysik’
Struktur, Qualität, Prozesse
Koordinatorin: Dr. Helga Wiederhold
Gesellschaftliche Relevanz
Wissenschaftliche Bedeutung
Ziel des Forschungsschwerpunktes ist es, neue Erkenntnisse über die Struktur und
die dynamische Entwicklung von Grundwassersystemen sowie die Qualität des
Grundwassers zu gewinnen. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf ausgewählte
Systeme mit exemplarischem Charakter.
Die ausreichende Verfügbarkeit von sauberem Trinkwasser ist eine unverzichtbare
Lebensgrundlage des Menschen. Natürliche Grundwassersysteme stellen die wichtigste
Trinkwasserressource dar. Zunehmend ist ihr Fortbestand durch intensive Nutzung
und anthropogene Einflussfaktoren gefährdet. Die Erhaltung dieser natürlichen
Lebensgrundlage des Menschen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung ist von
existenziellem Interesse. Das Verständnis von Grundwassersystemen ist sowohl bei
der wasserwirtschaftlichen Rahmenplanung als auch bei einer Bewertung der
Barrierefunktion des Deckgebirges im Falle anthropogen verursachter Eintragungen
in den Untergrund von Bedeutung. Ein Mengen begrenzender Faktor ist häufig auch
die Süß-/Salzwassergrenze als natürliche Unterkante von Trinkwasservorkommen.
Die Fähigkeit, aussagekräftige Prognosen über Zustand und Veränderungen von
Grundwassersystemen zu treffen, setzt ein vertieftes Verständnis der maßgeblich
wirksamen Prozesse voraus. Grundlage hierfür sind Beobachtungen und Messergebnisse
auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen. Die inhärente Heterogenität
des geologisch geprägten Untergrundes bei gleichzeitig beschränkten Aufschlussmöglichkeiten
durch Bohrungen verlangt den Einsatz moderner Erkundungsverfahren
und die Anwendung komplexer Interpretationsalgorithmen. Festlegung
wie Durchführung geeigneter Messprogramme zur Erkundung von Grundwassersystemen
und die sich anschließende Datenauswertung erfordern Fachkenntnisse, über
die in der Regel nur ein geowissenschaftlich interdisziplinär zusammengesetztes Expertenteam
verfügt.
Die notwendige Verknüpfung von Erkenntnissen aus Geophysik, Hydrologie, Geologie,
Geochemie und ihren Unterdisziplinen stellt eine Herausforderung dar, die die
Wissenschaft erst ansatzweise angenommen hat und bei der noch ein erheblicher
Forschungsbedarf besteht. Dies gilt außer für die im Gelände und Labor eingesetzte
Messtechnik auch für die Modellierung von gekoppelten Vorgängen, die nur mithilfe
numerischer Simulationen gelingt. Hier setzen der Zwang zur Vereinfachung bei der
Modellbildung und Kompromisse bei der Auswahl zu berücksichtigender Parameter
bzw. physikalischer und chemischer Gesetzmäßigkeiten unabdingbare Grenzen. Moderne
Technologien vor diesem Hintergrund optimal zu nutzen, um zunehmend aussagekräftigere
Modelle zu erstellen, ist eine anspruchsvolle und wissenschaftlich lohnende
Aufgabe.
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