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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Die hydrologische Dynamik als Parameter der Risikoabschätzung von Trinkwasserversorgungen"

Ein hydrologisches System unterliegt einer gewissen Dynamik. Nicht nur die Wasserhaushaltskomponenten unterliegen dieser zeitlich-räumlichen Variabilität, sondern auch die Zusammensetzung eines Wassers und somit seine Altersstruktur. Es bildet sich zu jedem Zeitpunkt an einem Ort im Aquifer eine charakteristische Altersverteilung aus, die als direktes Produkt der hydrologischen Dynamik des betrachteten Systems angesehen werden kann. Das Projekt ERGO, in welches diese Diplomarbeit eingegliedert ist, nutzt die hydrologische Dynamik als prozessbasierte Methode und Parameter zur effektiven Risokoabschätzung einer Trinkwasserversorgung.

Im Allgemeinen steigt das Risiko eines Schadens mit Zunahme der jungen Komponenten eines Wassers. In dieser Arbeit werden zunächst Möglichkeiten und Methoden beschrieben und diskutiert, die die Abbildung der hydrologischen Dynamik oder Teilaspekte dieser zum Ziel haben und Aussagen zur Quantifizierung eines Kontaminationsrisikos für Trinkwasserfassungen geben können. Es wird die Methode des Partikel Tracking herausgestellt um die Altersverteilung eines Aquifers zu simulieren. Die Grundwassermodellierung dieser Diplomarbeit wird mit Hilfe der Analytischen Elemente Methode (AEM) durchgeführt, die eine Sonderstellung unter den Methoden der Grundwassermodellierung einnimmt. In Hinblick auf die Ziele des Projektes ERGO wurde das frei verfügbare, stationäre AEM-Modell TimML angepasst und erweitert.

Herausforderungen, die sich hierbei ergaben, werden dargelegt und die Ergebnisse diskutiert. Nach Abschluss der Modellanpassungen fand die Anwendung der Methode auf ein ERGO-Pilotgebiet statt. Das Wasserschutzgebiet der Langen Erlen (Basel-Stadt, Schweiz) wird durch die Industriellen Werke Basel (IWB) genutzt und liefert über die effektive Anwendung der künstlichen Grundwasseranreicherung die einen großen Anteil des Basler Trinkwassers. Die Langen Erlen stellen mit ihren Besonderheiten gehobene Anforderungen an die eingesetzte Methode und die Grenzen der AEM können aufgezeigt werden. Die kritisch betrachteten Ergebnisse zeigen, dass sich die Methode der hydrolgischen Dynamik als Parameter der Risikoabschätzung von Trinkwasserversorgungen als praktikabel erweist. Hinweise zu weiteren Entwicklungsschritten innerhalb des Projektes ERGO können ausgewiesen werden.