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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Erstellung eines großskaligen gekoppelten Modellsystems zur Simulation des Wasserkreislaufs im Einzugsgebiet der Oberen Donau"

Die interdisziplinäre Forschungskooperation „GLOWA-Danube“, die sich aus 11 Forschungseinrichtungen zusammensetzt, untersucht die Auswirkungen von Global Change Prozessen auf die physikalischen und soziökonomischen Komponenten des Wasserkreislaufs im Einzugsgebiet der Oberen Donau (Pegel Passau, 77.00km2). Hierfür wurde das aus 15 Modellkomponenten sowie einer zentralen Datenbank bestehende, vollgekoppelte Modellsystem DANUBIA entwickelt. Die objektorientierte Architektur von DANUBIA erlaubt es, die Kernkompetenz für die unterschiedlichen beteiligten Prozesse auf sektoral betriebene Einzelmodelle zu verteilen, sowie Prozesse über Modellgrenzen hinweg durch Verwendung eines vereinheitlichen Schnittstellenkonzeptes abzubilden. In der Anfangsphase des Projekts wurden die Prozesskompetenzen, die maßgeblichen raum-zeitlichen Prozessskalen und die erforderlichen Übergabeparameter unter Verwendung von UML erarbeitet. Darauf aufbauend wurde die Implementierung der Modelle sowie der Steuerungskomponenten in JAVA realisiert. Die Arbeitsgruppe "Grundwasserhaushalt, Grundwasserbewirtschaftung und Wasserversorgung" am Institut für Wasserbau Stuttgart erstellt innerhalb der interdisziplinären Forschungskooperation „GLOWA-Danube“ die Teilmodelle für die Grundwasserströmung und den Transport von Stickstoff (Nitrat) im Grundwasser sowie ein Modell der Wasserversorgung. Letzteres wird durch einen weiteren Beitrag zu dieser Tagung vorgestellt (Nickel et al.). Am Ende der ersten dreijährigen Projektphase (2001-2003) wurde das Modellsystem DANUBIA mit allen beteiligten Modellkomponenten getestet und wird derzeit validiert. Ein fünfjähriger Modelllauf im Bereich von 2025 bis 2050, basierend auf klimatischen Randbedingungen, die von einem globalen Klimamodell des IPCC (IPCC, 2001) vorgegeben werden, ist für Anfang 2004 geplant. Mit dem vorliegenden Beitrag sollen die bislang vorliegenden Ergebnisse kritisch gewürdigt und die verwendeten bzw. die in der nächsten Projektphase (2004-2006) angestrebten Lösungsansätze für verschiedene Detailfragestellungen zur Diskussion gestellt werden, wobei die Grundwassermodellierung im Vordergrund steht. Auf die speziellen Probleme bei der Anpassung der Geometrie bei der Grundwassermodellierung auf der sehr großen Skala geht der Beitrag von Wolf et al. ein. Rojanschi et al. (jeweils diese Tagung) erläutern die Einbindung von Gebieten, mit komplexen hydrogeologischen Verhältnissen. IPCC, 2001: Climate Change 2001: Synthesis Report. A Contribution of Working Groups I, II, and III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Watson, R.T. and the Core Writing Team (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, and New York, NY, USA, 398 pp.