Grundwassermodellierung
Als Ressource für die Trinkwassergewinnung, Industrie, Landwirtschaft und Produktion ist Grundwasser ein wesentlicher Teil des Wasserkreislaufs. Ohne Grundwasser könnte eine Vielzahl von Ökosystemen nicht existieren. Die Grundwassermodellierung ist ein unverzichtbares Werkzeug, um Antworten auf drängende Fragen in der Hydrogeologie und Hydrologie zu finden und Unsicherheiten zu beseitigen. Grundwassermodelle liefern unter anderem wichtige Erkenntnisse darüber, wie sich menschliches Verhalten langfristig auf das Grundwasser auswirkt.
Wir sind Praxispartner für das duale Studium der IU Internationale Hochschule. Die IU ist Deutschlands größte private Hochschule, staatlich anerkannt und von der FIBAA systemakkreditiert.
Was bedeutet Grundwassermodellierung?
Grundwassermodelle sind ein vereinfachtes Abbild der hydrogeologischen Systemzusammenhänge. Sie werden zur Prognose und Nachbildung von Grundwasserströmungen eingesetzt. Sonst nicht messbare Größen wie Fließgeschwindigkeit, Grundwasserbewegung und Volumenstrom lassen sich mithilfe der Modellierung darstellen. Mit diesem Hilfsmittel ist es im weitesten Sinne möglich, in das Grundwasser hineinzuschauen, Einflüsse zu bewerten und fundierte Vorhersagen zu treffen. In einem Grundwassermodell werden die physikalischen Vorgänge eines Grundwasserstroms mathematisch beschrieben.
Analytische Modelle lassen in der Regel nur vereinfachte Annahmen über die natürlichen Verhältnisse zu, während sich numerische Modelle auch für komplexere hydrogeologische Fragestellungen und Simulationen eignen. Numerische Modelle basieren auf computergesteuerten Gleichungssystemen. AKVO arbeitet für die numerische Grundwassermodellierung unter anderem mit der bewährten Modellierungssoftware Feflow (DHI WASY) und mit Visual Modflow (Waterloo Hydrogeologic).
Wie werden Grundwassermodelle erstellt?
Um ein Grundwassersystem angemessen zu charakterisieren und effektive Modelle erstellen zu können, müssen Experten zahlreiche Daten sammeln und analysieren. So sind zum Beispiel Kenntnisse über den Grundwasserstand und über die allgemeine Wasserbilanz von zentraler Bedeutung für die Modellierung.
Auch geologische und meteorologische Daten fließen in das Modell. Dazu zählen unter anderem Bodenproben aus dem Untersuchungsgebiet und aktuelle Daten zu den Niederschlägen und der damit einhergehenden Grundwasserneubildung. Mithilfe dieser Daten ist es für Experten möglich, ein fundiertes und präzises Grundwassermodell zu erstellen, zu kalibrieren und zu validieren. Je nach Aufgabe können die Ergebnisse in Tabellen, Diagrammen und Karten dargestellt werden.
Einsatzmöglichkeiten von Grundwassermodellen
Grundwassermodelle liefern Antworten auf wichtige hydrogeologische Fragen und unterstützen somit die Entscheidungsfindung in unterschiedlichen Bereichen wie der Grundwasserbewirtschaftung und der Gründung von Gebäuden. Durch sie wird die Dynamik des Grundwassers und des hydrogeologischen Systems sichtbar. Auf Grundlage der Berechnungsergebnisse des Modells werden Maßnahmen optimiert und abgewogen. So können Wasserschutzgebiete bemessen, die Sanierung von Grundwasserschäden geplant, Grundwasserabsenkungen berechnet und Analysen zur Wasserversorgung formuliert werden.
Ebenso ist es möglich, die Grundwassermodellierung für Prognosen einzusetzen und sie als strategisches Mittel zur Planung von Grundwasserentnahmen oder Maßnahmen im Hochwasserschutz zu verwenden.
Mögliche Einsatzgebiete
- Grundwasserbewirtschaftung
- Grundbau
- Wasserbau
- Hochwasserschutz
- Planung der Sanierung und Sicherung von
- Grundwasserschadensfällen
- Wasserschutzgebiete
- Einzugsgebiete von Oberflächengewässern
- Überwachung der Grundwasserqualität
Leistungen der AKVO GmbH
Beratung
AKVO berät Sie zu den Themen Wasser, Umwelt und erneuerbare Energien in allen Projektphasen.
Planung
AKVO plant für Sie Vorhaben im Bereich Ingenieurbauwerke, Altlasten, Wasser und Umwelt in den Lph. 1 bis 9 nach HOAI im Sinne einer optimalen Lösung.
Modellierung
AKVO erstellt numerische Modelle zur Berechnung von Grundwasserströmung sowie Stoff- und Wärmetransport mit Feflow (DHI WASY) und Visual Modflow (Waterloo Hydrogeologic). Als Grundlage dienen von uns mit Leapfrog (Seequent) oder GOCAD (Emerson Paradigm) erstellte 3D digitale geologische Modelle. Geochemische Fragestellungen zur Migration anorganischer Parameter modellieren wir mit PHREEQC (USGS).
Projektsteuerung
AKVO unterstützt Sie bei der Umsetzung Ihrer Projekte im Altlasten- und Umweltbereich. Wir arbeiten im Projektmanagement und der Projektsteuerung in privaten und kommunalen Projekten als auch in Fragen der Altlastenfreistellung.
Bauleitung und Bauüberwachung
AKVO bietet Leistungen im Bereich Bauleitung und Bauüberwachung an. Wir verfügen über die Sachkunde für das Arbeiten in kontaminierten Bereichen nach DGUV Regel 101-004.
Untersuchungen
AKVO bietet die Planung, Begleitung und Auswertung von Labor- und Feldversuchen an und lässt diese bei Bedarf auch durch Nachauftragnehmer ausführen. Abflussmessungen, Infiltrationsversuche und Grundwasserstandsmessungen führen wir selbst durch.
Gegründet
Projekte
Mitarbeiter
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Einsatz
Überwachung der Grundwasserqualität
Grundwasservorkommen sind in vielen Regionen die Basis für die Wasserversorgung. So werden in Bayern laut dem Bayerischen Landesamt für Umwelt über 90 % des Trinkwassers aus Brunnen und Quellen gewonnen. Grundwassermodelle helfen, die Wasserqualität kontinuierlich zu überwachen und dessen Reinheit zu bewerten. Die durch die Grundwassermodellierung erfassten Daten bilden eine solide Grundlage für wasserwirtschaftliche Planungen.
Ziele der Grundwassermodellierung anhand eines Beispiels
Die Grundwassermodellierung kommt für verschiedene Problemstellungen zum Einsatz. Eine mögliche Aufgabe kann sein, den Einfluss eines Flutpolders entlang eines Gewässers auf die dortigen Grundwasserverhältnisse zu beschreiben und zu analysieren. Der Einsatz eines Modells hilft bei der Entscheidung für oder gegen den Bau des Flutpolders an dem ausgewählten Standort. Das Modell hat folgende Ziele:
- Berechnung der Auswirkungen des Polders auf den Grundwasserstand
- Umwandlung messbarer Größen, um Wirkungen auf Abflüsse und Trinkwasser festzustellen
- Gestaltung von Optimierungsvorschlägen zum Bau des Polders
- Unterstützung bei dem Genehmigungsverfahren durch fundierte Daten und Analysen
Grundwassermodelle für Prognosezwecke
Grundwassermodelle lassen sich gut für Prognosezwecke einsetzen und helfen damit bei wasserwirtschaftlichen Entscheidungen. Mithilfe numerischer Modelle können verschiedene Szenarien simuliert, grafisch aufbereitet und schließlich ausgewertet werden. Zu den möglichen Anwendungsgebieten im Prognosebereich zählen:
- Bestimmung von Grundwasserbilanzen und Wasserflussraten
- Berechnung der Grundwasserabsenkung
- Vorhersage des Einflusses von erhöhter Bewässerung im Sommer
- Optimierung von Brunnen- und Trinkwasserstandorten
- Vorhersage der Auswirkung von baulichen Maßnahmen
- Vorhersage der Ausbreitung von kontaminiertem Wasser
- Planung von hydraulischen Maßnahmen
- Prognosen der Auswirkungen des Klimawandels
- Prognosen der Auswirkung von menschlicher Grundwasserentnahme
Grundwassermodellierung und der Klimawandel
Der Klimawandel hat unmittelbare Auswirkungen auf den Grundwasserspiegel. Heutzutage werden Grundwassermodelle deshalb vermehrt eingesetzt, um die Effekte des Klimawandels auf das Grundwasser und die Grundwasserneubildung zu identifizieren und zu analysieren.
Heiße, trockene Sommer, feuchte Winter und ein genereller Temperaturanstieg wirken langfristig auf die Grundwasserneubildung ein und werden einen sinkenden Grundwasserspiegel nach sich ziehen. Ziel von Grundwassermodellen im Bereich Klimawandel und Klimaschutz ist es, Prognosen zur Auswirkung des Klimas auf das Grundwasser zu erstellen und somit mögliche Lösungswege aufzuzeigen.
Als engagierte Experten in den Bereichen Umwelt, Energie, Wasser und Hydrogeologie erstellt AKVO gerne ihr individuelles numerisches Modell zur Berechnung von Grundwasserströmung.