Grundwassermodelle Sachsen kommen dort zum Einsatz, wo Behörden, Wasserversorger und Projektträger belastbare Entscheidungen über das Grundwasser treffen müssen. Als rechnerisches Abbild der hydrogeologischen Verhältnisse bildet ein Grundwassermodell die Grundwasserströmung, die Fließpfade und die Grundwassermengen eines Untersuchungsgebiet ab und liefert so die Grundlage für Prognosen im Wassermanagement. Im Freistaat Sachsen prägt vor allem der Braunkohlebergbau die Aufgabenlage, dessen Bergbaufolgen mit dem Kohleausstieg neue Anforderungen an die Wasserbewirtschaftung stellen. Die AKVO GmbH unterstützt entsprechende Vorhaben mit numerischen Grundwasserströmungs-, Stoff- und Wärmetransportmodellen und bringt durch ihr Leipziger Büro zugleich einen direkten regionalen Bezug zu Sachsen mit.
Die AKVO GmbH mit Sitz in Berlin und Leipzig erstellt numerische Modelle zur Berechnung von Grundwasserströmung sowie Stoff- und Wärmetransport und verbindet diese mit geologischen 3D-Modellen. Vom Leipziger Büro aus liegt Sachsen mit seinen Bergbaufolgen und seiner intensiven Landwirtschaft sowie den Altlastensanierungsprojekten direkt im Arbeitsgebiet.
Grundwassermodelle in Sachsen leisten eine belastbare Entscheidungsgrundlage
Grundwassermodelle in Sachsen liefern ein rechnerisches Abbild der hydrogeologischen Verhältnisse und dienen als Grundlage für Wasserversorgung, Bergbausanierung und Umwelt. Sie berechnen Grundwasserströmung, Fließgeschwindigkeiten und Grundwassermengen und machen so nicht direkt messbare Größen sichtbar.
Ein Grundwassermodell beschreibt die physikalischen Vorgänge eines Grundwasserstroms mathematisch und stützt sich dabei auf Geologie, Grundwasserneubildung und die hydraulischen Randbedingungen des Untersuchungsgebiets. Aus diesen Daten entstehen Informationen zu Fließrichtungen, Grundwasserbilanzen und den Auswirkungen geplanter Maßnahmen. Die AKVO GmbH nutzt für die Erstellung solcher Modelle unter anderem FEFLOW (DHI) und Visual MODFLOW (Waterloo Hydrogeologic), ergänzt um geologische 3D-Modelle.
Weil kein anderes Thema den sächsischen Wasserhaushalt so stark verändert hat, steht der Braunkohlebergbau am Anfang jeder regionalen Betrachtung.
Der Braunkohlebergbau prägt das Grundwasser in Sachsen
Der Braunkohlebergbau hat den Wasserhaushalt in Sachsen tiefgreifend verändert, weil für den sicheren Braunkohleabbaus das Grundwasser über große Flächen abgesenkt werden musste. Dieses Sümpfungswasser wurde über Jahrzehnte in Flüsse wie Spree und Schwarze Elster geleitet und hinterließ ein enormes Grundwasserdefizit.
Mit dem Auslaufen des Braunkohleabbaus und der schrittweisen Anpassung der bergbaulichen Wasserhaltung kann das zuvor abgesenkte Grundwasser langfristig wieder ansteigen. Dieser Wiederanstieg bringt eigene Risiken mit sich, von vernässten Flächen bis zu verändertem Oberflächenwasser und veränderter Wasserqualität. Sieben der 70 sächsischen Grundwasserkörper sind durch den Bergbau so beeinträchtigt, dass sie den guten chemischen Zustand nach EU-Wasserrahmenrichtlinie absehbar verfehlen. Vergleichbare Herausforderungen bestehen bei den Bergbaufolgen im benachbarten Brandenburg, mit dem sich Sachsen die Lausitz teilt.
Weil diese Folgen an der Landesgrenze nicht enden, haben Bund und Länder ein gemeinsames Modell für die gesamte Region aufgesetzt.
So entsteht ein Grundwassermodell für ein Untersuchungsgebiet
Ein Grundwassermodell entsteht in mehreren Planungsschritten, die vom geologischen Strukturmodell bis zur kalibrierten Simulation reichen. Jeder Schritt stützt sich auf Daten aus dem Untersuchungsgebiet und legt die Grundlage für den nächsten.
Der Aufbau eines belastbaren Grundwassermodells folgt in der Regel fünf aufeinander aufbauenden Planungsschritten:
- Strukturmodell: Aufbau eines geologischen 3D-Modells als Grundlage der Modellierung
- Randbedingungen: Festlegung von Zu- und Abflüssen, Entnahmen und der Grundwasserneubildung
- Grundwasserströmungsmodell: numerische Berechnung von Fließpfaden, Fließgeschwindigkeiten und Grundwassermengen
- Kalibrierung: Abgleich der berechneten Wasserstände mit Messdaten aus dem Gebiet
- Szenarien: Prognosen zu Bergbaufolgen, Nutzung und den Auswirkungen der Klimakrise
Die Grundwasserneubildung wird dabei häufig mit einem eigenen Bodenwasserhaushaltsmodell berechnet, das Niederschlag, Verdunstung und Bodendaten flächenhaft verarbeitet. Wie numerische Modelle grundsätzlich aufgebaut sind, zeigt unsere Darstellung der numerischen Grundwassermodellierung. Weil ein fertiges Modell seinen Wert erst in der Anwendung zeigt, lohnt der Blick auf die konkreten Aufgaben im sächsischen Wassermanagement.
Sachsen nutzt Grundwassermodelle im Wassermanagement vielseitig
Sachsen nutzt Grundwassermodelle im Wassermanagement für die Wasserversorgung, die Bergbausanierung, den Hochwasserschutz und die Landwirtschaft. Sie liefern Prognosen zu Grundwassermengen und Fließpfaden, wo einzelne Messwerte keine belastbare Aussage erlauben.
Die Anforderungen an ein modernes Wassermanagement bündeln sich in mehreren Anwendungsfeldern, die sich in der Planungspraxis gut clustern lassen:
- Wasserbewirtschaftung: Bilanzierung von Entnahmen und Bewertung von Nutzungsszenarien bei knappen Grundwasservorkommen
- Bergbaufolgen: Prognose des Grundwasserwiederanstiegs und der Wasserqualität in den Bergbaufolgeseen
- Planung der Grundwassersanierung an Altstandorten
- Grundwasserbewirtschaftung und Landwirtschaft: Bewertung von Stoffeinträgen und Schutz der Trinkwasserressource
- Oberflächengewässer: Betrachtung der Wechselwirkung zwischen Grundwasser, Gewässer und Oberflächenwasser
- Bau und Wasserhaltung: Berechnung von Grundwasserabsenkungen auf begrenzter Fläche und deren Auswirkungen
Über diese Anwendungen hinaus stützt ein Grundwassermodell die langfristige Wasserbewirtschaftung, da die Klimakrise mit veränderten Niederschlägen die Grundwasserneubildung verringert. Die Ergebnisse solcher Modelluntersuchungen fließen unmittelbar in Genehmigungen und wasserwirtschaftliche Maßnahmen ein.
AKVO bringt Erfahrung für Grundwassermodelle in Sachsen mit
Die AKVO GmbH erstellt numerische Modelle für Grundwasserströmung sowie Stoff- und Wärmetransport und verbindet diese mit geologischen 3D-Modellen. Dafür setzt das Unternehmen unter anderem FEFLOW und Visual MODFLOW ein. Diese Methoden eignen sich für Fragestellungen der Wasserbewirtschaftung, der Bauwasserhaltung, des Trinkwasserschutzes, der Altlastenbearbeitung und der geothermischen Nutzung des Untergrunds.
Mit ihrem Sitz in Berlin und einer unselbständigen Niederlassung in Leipzig ist AKVO für Vorhaben in Sachsen und Mitteldeutschland regional erreichbar. Für jedes Projekt wird der Modellansatz anhand der geologischen Verhältnisse, der Datenbasis und der konkreten wasserwirtschaftlichen Fragestellung entwickelt.
Mitarbeitende der AKVO GmbH erstellten Grundwasserströmungs- und Stofftransportmodelle für umfangreiche Altlastensanierungsprojekte in Sachsen, für geothermische Fragestellungen sowie für Genehmigungsverfahren für Windenergieanlagen.
AKVO als Partner für Grundwassermodelle in Sachsen
Wer Grundwassermodelle in Sachsen als Entscheidungsgrundlage für Wasserwirtschaft, Bergbausanierung, Hochwasserschutz oder Trinkwassergewinnung einsetzen möchte, findet in der AKVO GmbH einen erfahrenen Partner für numerische Grundwasserströmungs-, Stoff- und Wärmetransportmodelle auf Basis geologischer 3D-Modelle.
Wenn Sie ein Vorhaben in Sachsen vorbereiten, bei dem Grundwassermengen, Bergbaufolgen oder Stoffausbreitung eine Rolle spielen, sprechen Sie AKVO frühzeitig an. Gemeinsam prüfen wir Modellansatz, Datenbasis und passende Szenarien für Ihr Untersuchungsgebiet und entwickeln daraus ein belastbares Grundwassermodell für Ihre Planung.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was ist ein Grundwassermodell?
Ein Grundwassermodell bildet die hydrogeologischen Verhältnisse eines Untersuchungsgebietes rechnerisch ab. Dafür werden unter anderem Geologie, Grundwasserneubildung, Zu- und Abflüsse sowie Entnahmen berücksichtigt. Numerische Modelle ermöglichen anschließend Prognosen beispielsweise zu Grundwasserströmung, Fließpfaden, Wasserständen und Grundwassermengen.
Wofür werden Grundwassermodelle in Sachsen eingesetzt?
Grundwassermodelle in Sachsen unterstützen unter anderem die Wasserversorgung, Wasserbewirtschaftung, Bergbausanierung, Landwirtschaft sowie Bau- und Wasserhaltungsmaßnahmen. Eine besondere Rolle spielen sie bei der Untersuchung der langfristigen Folgen des Braunkohlebergbaus und des Grundwasserwiederanstiegs.
Welche Bedeutung hat das Grundwassermodell Lausitz?
Das Grundwassermodell Lausitz soll die Grundwasserströmung länderübergreifend abbilden und als Grundlage für die strategische Wasserbewirtschaftung in der gesamten Lausitz dienen. Dabei werden sowohl die Folgen des Kohleausstiegs als auch klimatische Veränderungen des Wasserhaushalts berücksichtigt.
Wie wird ein Grundwassermodell überprüft?
Ein wichtiger Schritt ist die Kalibrierung. Dabei werden die vom Modell berechneten Wasserstände mit realen Messdaten aus dem Untersuchungsgebiet verglichen. Die Modellparameter werden so angepasst, dass die Simulation die beobachteten hydrogeologischen Verhältnisse möglichst belastbar abbildet.