Simulation von Bodenwasserhaushalt und Grundwasserneubildung mit GWN-BW

Der Boden erweist sich für die Wasserversorgung am Einzelstandort wie für den Gebietswasserhaushalt als Umsatzraum von zentraler Bedeutung: seine Fähigkeit zur Wasseraufnahme und -speicherung steuert die Aufteilung des Niederschlags in Verdunstung und unterschiedlich schnelle Komponenten der Abflussbildung. Seine Filtereigenschaften und biologische Abbauprozesse tragen zur Reinigung des Sickerwassers bei. Fragestellungen rund um den Bodenwasserhaushalt sind daher für Landwirtschaft, Wassergewinnung und Hochwasserschutz von vielfältigem Interesse.

In wasserwirtschaftlicher Hinsicht nimmt die flächenhafte Grundwasserneubildung unter den Bilanzgrößen des Wasserhaushalts eine herausragende Stellung ein. So beruht die Wasserversorgung in Süddeutschland zum überwiegenden Teil auf natürlichen Grundwasserverkommen. Mögliche Änderungen der Grundwasserneubildungsrate durch Klimaänderungen bleiben damit nicht ohne Folgen für die Versorgungssicherheit wie Nachhaltigkeit der Ressourcennutzung.

Das Modell GWN-BW wurde von GHC als Werkzeug für die Fachbehörden der Länder entwickelt und in funktionaler Hinsicht auf das dort vorliegende Anforderungsprofil abgestimmt. Es implementiert zur Beschreibung einzelner Teilprozesse des Bodenwasserhaushalts sowohl physikalisch basierte als auch konzeptionelle Ansätze, wobei besonderer Wert auf deren Parametrisierbarkeit durch flächenhaft verfügbare Eingangsdaten gelegt wird. Modelloberflächen erlauben eine flexible Steuerung von Modellkonfiguration und Ergebnisausgabe. Die Simulation erfolgt in hoher zeitlicher Auflösung (Tagesschritte) flächendetailliert für Fragestellungen von Einzelschlägen bis hin zu landesweiten Betrachtungen.

In den vergangenen Jahren wurde GWN-BW für die landesweite Simulation und regionale Fragestellungen zu Bodenwasserhaushalt und Grundwasserneubildung in Baden-Württemberg, Bayern und Rheinland-Pfalz  sowie grenzüberschreitend am Oberrhein (INTERREG III) eingesetzt. Im Rahmen des Kooperationsvorhabens KLIWA wurden für die drei beteiligten Länder unter Verwendung der WETTREG Szenariendaten ECHAM5/A1B und ECHAM4/B2 Simulationsläufe für verschiedene Zukunftszeiträume durchgeführt und umfangreichen Auswertungen unterzogen. Aktuell werden landesweite Eingangsdatensätze für das Land Hessen erstellt.

Weitere Anwendungsbeispiele, auch für kommunale und private Auftraggeber, sind Untersuchungen zur Nitratauswaschung in Wasserschutzgebieten oder die Bereitstellung einer mit der Fachbehörde abgestimmten oberen Randbedingung für eigene oder von dritter Seite betriebene numerische Grundwassermodelle.

=> Kurzbeschreibung des Modells (PDF)
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