Grundwassermodellierung
GCI erstellt einfache bis hochkomplexe Grundwassermodelle für die gesättigte und ungesättigte Grundwasserströmung. Der Modellansatz leitet sich aus den Anforderungen der Aufgabenstellung und der Datenverfügbarkeit ab.
Modelltypen
Wir erstellen für Sie
- Grundwasserströmungsmodelle
- Massentransportmodelle
- reaktive Mehrstoff-Komponentenmodelle
- Wärmetransportmodelle
- Transportmodelle, auch dichtegekoppelt (z.B. für salinar oder hydrothermal dichtebeeinflusste Grundwasserströmung)
Ihren Forderungen entsprechend realisieren wir für Sie
- den Modellaufbau
- die stationäre und instationäre Kalibrierung (Eichung) des Modells
- die Verifizierung und Validierung
- die Sensitivitätsanalyse von Modellparametern
- die Anwendung, Prognose und Simulation verschiedener Szenarien
Wir arbeiten unter Beachtung aktueller Regelwerke (z. B. DVGW W 107) und nach fortgeschrittenem Stand von Wissenschaft und Technik.
- GCI erstellt als Grundlage für ein Grundwassermodell ein konzeptionelles Modell.
- Der Untergrund wird in einem hydrogeologischen Strukturmodell auf Basis von Bohrinformationen und geologischen Kartenwerken abgebildet.
- Die einzelnen Modellbereiche werden differenziert mit Modellparametern und Randbedingungen belegt.
- Zur Beschreibung einer instationären Grundwasserneubildung setzt GCI ein Bodenwasserhaushaltsmodell ein, das die Grundwasserneubildung räumlich und zeitlich differenziert erfasst.
- Das Grundwassermodell erstellen wir auf der Basis von finiten Elementen, finiten Differenzen oder finiten Volumen mit Industriestandard-Software wie FEFLOW® oder MODFLOW. Für einfache Fragestellungen wenden wir auch analytische und halbanalytische Methoden an.
- Für die Parameterschätzung und Unsicherheitsanalyse der Modellergebnisse setzen wir u. a. das Programm PEST (Parameter Estimation) ein.
- Die Modellierungsergebnisse visualisieren wir für Sie anschaulich in Karten, Grafiken und Animationen.
Für spezielle Fragestellungen, die mit der Standardsoftware nicht bearbeitet werden können, programmieren wir entsprechende Erweiterungen (Plug-Ins) und binden diese über Programmierschnittstellen ein.
Eine gut erprobte Anwendung einer von GCI entwickelten Erweiterung ist die Modellkopplung eines Detailmodells oder Lupenmodells an ein großräumiges Regionalmodell. Das Detailmodell erlaubt hochaufgelöste Untersuchungen z. B. zum Stofftransport.
Grundwassermodelle können mit weiteren Modellen gekoppelt werden. Eine Kopplung mit einem Strömungsmodell für oberirdische Gewässer ermöglicht die modelltechnische Nachbildung der Oberflächen-/Grundwasserinteraktion und die Simulation von Hochwasserereignissen.
Nachfolgend finden Sie diverse Aufgabenbereiche, für die GCI Grundwassermodelle erstellt und anwendet. Diese greifen teilweise ineinander über.
Grundwasserentnahmen (kommunal, gewerblich, industriell)
- Wasserhaushalt und Dargebotsermittlung, Grundwasserbilanzierung und Bestimmung einzelner Bilanzgrößen
- hydrodynamische Systemanalyse für ein zunehmendes Prozessverständnis
- Quantifizierung und Beschreibung konkurrierender Nutzungen
- Bestimmung von stationären sowie instationären Einzugsgebieten von Grundwassermessstellen, Brunnen und Wasserfassungen
- Klimaszenarien und Projektionen zu Auswirkungen des Klimawandels
- Austausch von Oberflächenwasser und Grundwasser, Uferfiltration
- Steuerung von Brunnen z. B. zur Einhaltung von geoökologisch und baulich vertretbaren Grundwasserständen
- Bewirtschaftungsuntersuchungen mit Ziel der Optimierung einer Grundwasserentnahme, z. B. zur Vermeidung von Salzwasserzustrom zu Brunnen
- Optimierung der Fördermengenverteilung von Wasserwerken, Bewirtschaftung von Brunnen, Brunnengruppen und –galerien sowie der Grundwasseranreicherung und Grundwasserspeicherung
- Planung der räumlichen Lage von neuen Brunnen und Grundwassermessstellen
- Planung und Optimierung von Grundwassermonitoring, u. a. bezüglich der Beprobungshäufigkeit abhängig von Fließzeiten zum Zielobjekt
- Wasserrechtliche Erlaubnisse
- Trinkwasserschutzzonen-Verfahren für Wasserversorgungsunternehmen
- Bahnlinienberechnung, Particle Tracking
Altlasten
- historische Rekonstruktion der Ausbreitung einer Kontamination im Grundwasser und deren Vorhersage (Rückverfolgung und Prognose)
- Gefährdungsabschätzung
- Bestimmung von Fließzeiten
- Planung und Auswertung von Immissionspumpversuchen
- Planung von hydraulischen Sanierungs- und Abwehrmaßnahmen
- modellgestützte Begleitung laufender Sanierungsmaßnahmen
- Natural Attenuation mit Untersuchung von Sorption und Abbau
- Aufstellung von Schadstoffbilanzen für den Untergrund
Bauplanung
- Baugrubenentwässerung, Grundwasserabsenkung und Grundwasserhaltung
- Planung von Brunnenanlagen zur Regulierung von Grundwasserständen z. B. in Bergsenkungsgebieten
- Bewertung grundwasserrelevanter unterirdischer Einbauten wie Wehre, Spundwände, Tiefgaragen, U-Bahntrassen...
- Bestimmung höchster zu erwartender Grundwasserstände (zeHGW) / Grundhochwasser
- Modellierung geohydrotechnischer Spezialaufgaben
Bergbau
- Tagebauentwässerung
- modelltechnisch dynamische Abbildung des Tagebaufortschrittes
- grundwasserwirtschaftliche Bergbaufolgenplanung mit Restseebildung
Messtechnik und Entwicklung
- detaillierte Simulation der Strömung für messtechnische Aufbauten und Geräte, beispielsweise Grundwassermessstellen mit GCI-Rohrpassivsammler oder Doppelkolbenkammer zur Entsandung eines Brunnens
Brunnenplanung
- Kleinskalige Modellierung der Strömungsprozesse im brunnennahen Raum
Geothermie
- Oberflächennahe Geothermie
- Erarbeitung von Aufgabenstellungen und Leistungsbeschreibungen zu Modellierungsprojekten, Unterstützung des Auftraggebers bei der Vergabe
- Begleitung und Controlling von durch Dritte auszuführende Modellierungsprojekte sowie Beratung des Auftraggebers hierzu
- Das Modelliererteam besteht aus Mitarbeitern mit langjähriger Modellierungserfahrung, die regelmäßig Veranstaltungen zur Weiterbildung und Fachkonferenzen besuchen.
- Mitarbeit bei der Erstellung des DVGW-Arbeitsblatts W 107 „Aufbau und Anwendung numerischer Grundwassermodelle in Wassergewinnungsgebieten“ (Ausgabe 2004) und (Ausgabe 2016)
- Publikationen in Fachzeitschriften
- Nutzung und Begleitung der Entwicklung der Simulationssoftware Feflow® seit 1987
Haben Sie Fragen zur Grundwassermodellierung?
Kontaktieren Sie uns! Wir diskutieren gerne mit Ihnen über Ihre Thematik und klären, ob die Grundwassermodellierung einen Beitrag zur Lösung Ihres Problems liefern kann.
Ansprechpartner
- Felix Möhler, Ressortleitung Grundwassermodellierung
- Silvia Dinse, Geschäftsführerin