Hydrogeologie: Grundwasserströmungs- und Transportmodellierung

Das Grundwasser ist eine wichtige Ressource. Allein in Niedersachsen werden 86 % der öffentlichen Wasserversorgung durch Grundwasserentnahmen abgedeckt (Niedersächsisches Landesamt für Ökologie, 1993).

Die Qualität des Grundwassers wird von anthropogenen Faktoren beeinflußt. Häufig kommt es zu Grundwasserkontaminationen durch diffuse Stoffeinträge mit den Hauptemissionsquellen Industrie, Verkehr und Intensivlandwirtschaft, bei der überwiegend Nitrat durch Auswaschung ins Grundwasser und in die Gewässer eingetragen wird.

Eine weitere Kontaminationsquelle stellen mangelhaft oder nicht abgedichtete Altablagerungen dar, bei denen kontaminiertes Sickerwasser in den Aquifer eingetragen wird. Auch durch Unfälle, bei denen Schadstoffe im Erdreich versickern und anschließend durch Niederschlagswasser ausgewaschen werden, besteht die Möglichkeit der Gefährdung des Grundwassers.

Um effektive Sanierungsmaßnahmen vornehmen zu können (z.B. der Einbau von Grundwasserförderbrunnen zur Erfassung des kontaminierten Grundwassers), ist es notwendig umfangreiche Kenntnisse über das Strömungsverhalten des Grundwassers (z.B. Grundwasserströmungsrichtung) zu haben.

Anschließend muß auch das Transportverhalten des jeweiligen Stoffes mit dem Grundwasser erfaßt werden um die Ausbreitungsmöglichkeiten reflektieren zu können.

Für die Beschreibung der o.a. Vorgänge stellen Modelle ein wirkungsvolles Werkzeug dar. Sie werden eingesetzt, um ein umfangreiches Prozeßverständnis zu gewinnen und zusätzlich Prognosen treffen zu können. Numerische Strömungsmodelle sind wichtige Entscheidungshilfen bei der Untersuchung und Sanierung kontaminierter Standorte.

Laut Kinzelbach & Rausch (1995) ist der Einsatz von Grundwasserströmungs- und Transportmodellierungen ein immer häufiger angewendetes Verfahren für Prognosen und Aussagen hinsichtlich Veränderungen oder zukünftigem Verhalten von Grundwassersystemen, weil Experimente durch die z.T. langsamen Prozesse im Untergrund oft nicht möglich sind und bei Bedarf anhand von Modellen schnell und gezielt praktische Entscheidungen getroffen werden können.

Literatur:

Heitmann, S. (1998): Regionale stationäre Grundwasserströmungssimulation in einem komplexen Porenaquifer unter Verwendung verschiedener Modelle zur Erfassung der geologischen Strukur, Diplomarbeit Technische Universität Braunschweig, Braunschweig

Kinzelbach, W. & Rausch, R. (1995): Grundwassermodellierung; Eine Einführung mit Übungen, Gebrüder Borntraeger, Berlin-Stuttgart

Rohmann, Dr., U. & Sontheimer, Prof., Dr., H. (1985): Nitrat im Grundwasser - Ursachen, Bedeutung, Lösungswege, DVWG - Forschungsstelle am Engler - Bunte - Institut der Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe