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TP 2.3: Grundwasserdynamik

Die Ziele dieses Teilprojektes sind (i) die Quantifizierung der Reaktion des Grundwassersystems im Aller-Leine-Oker-Einzugsgebiet auf veränderte hydraulische und hydrologische Randbedingungen als Folge der Klimaänderung, sowie (ii) die Identifizierung von Steuerungsgrößen im Aller-Leine-Einzugsgebiet auf der Basis der Wasserhaushaltskenngrößen in hoher räumlicher Auflösung.

Die Untersuchungen erfolgen sowohl für das Gesamteinzugsgebiet Aller-Leine-Oker, als auch, mit einem höheren Detaillierungsgrad, für das Teileinzugsgebiet der Böhme.

Im Rahmen der Forschungsarbeiten wird zunächst der Grundwasserhaushalt für die vorliegenden integrierten Oberflächen-Grundwasser-Fließsysteme unter Berücksichtigung dreidimensionaler Strömungsprozesse modelliert. Anschließend werden Simulationen und Parameterstudien für zukünftige Klimaszenarien durchgeführt, wobei Detailbetrachtungen am Beispiel des Teileinzugsgebiets der Böhme erfolgen. Das hierzu verwendete Modellwerkzeug ist HydroGeoSphere (Therrien, R., McLaren, R.G., Sudicky, E.A., Panday, S.M. (2010) ‚’HydroGeoSphere. A three-dimensional numerical model describing fully-integrated subsurface and surface flow and solute transport’, Groundwater Simulation Group, http://hydrogeosphere.org). Der Modell-Input umfasst die Topographie und hydrogeologische Eigenschaften, die Bodenparameter, die Landnutzung, die Wasser-Entnahmen und Einleitungen sowie den Niederschlag und die potentielle Evapotranspiration. Zum Modell-Output zählen Grundwasserstände an Beobachtungspunkten, Hydrographen an Oberflächengewässer-Beobachtungspunkten, der Grundwasserstand in der Fläche, die Wassersättigung im Untergrund, die Tiefe der Oberflächengewässer sowie die Grundwasserneubildung. Die beiden Abbildungen zeigen erste Resultate für das hydraulische Potenzial des Gesamtgebietes und des Einzugsgebietes der Böhme.

Es sind zahlreiche Synergien mit anderen Teilprojekten vorhanden, z.B. erhält TP 2.3 Werte zur potentiellen Evapotranspiration von TP 2.1. Des Weiteren gibt es einen Austausch mit TP 2.1 bezüglich der hydraulischen Leitfähigkeit der Grundwasserleiter sowie einen Vergleich der Ergebnisse (z.B. GWNB, Abflüsse) mit TP 2.1 und TP 3.1.

Bis Projektende werden (i) die Modelle fortgeschrieben, (ii) die Kalibrierung des klein- und großskaliges Modells beendet, (iii) die Klimaszenarien simuliert, (iv) die Grundwasserdynamik quantifiziert und die Steuerungsgrößen identifiziert, sowie (v) Anpassungsstrategien zur nachhaltigen Grundwasserbewirtschaftung unter spezieller Berücksichtigung von Landnutzung und –bewirtschaftung entwickelt.

Abb.1: Hydraulisches Potenzial (Potentialhöhenverteilung) in Metern im Aller-Leine-Einzugsgebiet.

Abb.2: Hydraulisches Potenzial (Potentialhöhenverteilung) in Metern im Einzugsgebiet der Böhme.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. T. Ptak, Prof. Dr. M. Sauter
Bearbeiterin: Dr. M. Herold

Geowissenschaftliches Zentrum, Abteilung für Angewandte Geologie, Universität Göttingen

KLIFWA/TP2.3