WaterSim - Simulation und Visualisierung tiefer und flacher Grundwasserbewegungen

Simulation und Visualisierung tiefer und flacher Grundwasserbewegungen - Szenarios für die nachhaltige Nutzung am Beispiel des Saaletal

Die Entwicklung nachhaltiger Lösungsansätze zur Sicherstellung der Wasserverfügbarkeit und -qualität ist eine der wichtigsten Aufgaben unserer heutigen Gesellschaft. Der von der Friedrich-Schiller-Universität Jena gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS und der Ernst‐Abbe‐Hochschule Jena initiierte "Thüringer Wasser-Innovationscluster" (ThWIC) will sich dieser Aufgabe als Teil der Initiative Clusters4Future des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) widmen und Lösungen für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser entwickeln.

Als Bestandteil des Innovationsfeldes “Wasser verstehen und erklären” verfolgt WaterSim innerhalb von ThWIC das grundlegende Ziel, den Prozess des natürlichen Wassertransports im Untergrund sowie die Interaktion mit Oberflächengewässern zu visualisieren, um Fluidtransportraten und Verweildauern von Grundwässern abzuschätzen. Zu diesem Zweck werden umfangreiche numerische 4D-Simulationsrechnungen des gekoppelten Fluid- und Wärmetransports im Bereich des Saaletals durchgeführt. Dieses eignet sich hervorragend als Beispielobjekt, da hier geologische Formationen angetroffen werden, wie sie für große Teile Deutschlands und Mitteleuropas typisch sind. Neben der Modellierung aktueller und zukünftiger Szenarios ist die Erstellung einer gesteinsphysikalische Datenbank ein wesentliches Ziel von WaterSim.

Durch die Nutzung von Klimadaten als Randbedingungen erhalten die Simulationen einen prädiktiven Charakter, der es in den späteren Projektphasen erlauben wird, gezielt Einflüsse des globalen Wandels wie Wasserknappheit oder die Folgen extremer Wettersituationen zu visualisieren und somit die Basis für mögliche Maßnahmen der Mitigation zu schaffen. Durch die Kopplung des erarbeiteten thermohydraulischen Untergrundmodells an das Wasser-Systemmodell des Teilprojektes WaterLab trägt WaterSim dazu bei, das Verständnis von Bürgerinnen und Bürgern für komplexe Wasserkreisläufe zu erweitern.