Im Rahmen eines gemeinsamen Projekts der Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg (LUBW), des Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (LGRB) und der Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner GmbH (kup) wird auf Basis eines über die Landesgrenze hinaus abgestimmten Hydrogeologischen Modells ein numerisches Grundwassermodellsystem für Baden-Württemberg erstellt. Es besteht aus einem nördlichen und südlichen Modell. Für das Quartär des Oberrheingrabens existieren zwei länderübergreifende Grundwassermodelle (Elsass / Rheinland-Pfalz & Hessen), an welche angebunden wird.

Aufgrund der komplexen (hydro-)geologischen Verhältnisse wird die landesweite Grundwassermodellierung getrennt in zwei überregionalen Modellen umgesetzt. Das Modell für den Teil Süd umfasst den Oberjura-Aquifer sowie die tertiären und quartären Sedimente im Molassebecken (Alpenvorland), während das Modell Teil Nord die Formationen der Trias und des Mittleren und Unteren Jura, die quartären Talfüllungen sowie das Kristallin abbildet.

Die Grundwassermodelle liefern eine konsistente Vorstellung zur Grundwasseroberfläche im oberen Hauptgrundwasserleiter, eine Interpretation der Druckhöhen in weiteren hydrogeologischen Einheiten, eine geschlossene Grundwasserbilanz für das gesamte Land und die maßgeblichen hydrogeologischen Einheiten, Teilbilanzen für Naturräume, Vorfluter oder Grundwasservorkommen und Randbedingungen für lokale detaillierte Betrachtungen. Die beiden numerischen Grundwassermodelle (Nord/Süd) dienen als Planungsinstrument für wasserwirtschaftliche Fragestellungen, mit deren Hilfe sich großskalige Betrachtungen für wasserwirtschaftliche Entscheidungen und Bewirtschaftungen unterstützen lassen. Beispiele hierfür sind:

- Auswirkungen von Klimaänderungsprojektionen auf die Grundwasserverhältnisse

- Generelle Veränderung von Grundwassernutzungen

- Grundlagenermittlung für das Reporting der Wasserrahmenrichtlinie

Die Modellierung ist zunächst auf Strömungsprozesse ausgerichtet. In einem ersten Schritt werden zeitlich konstante, d.h. stationäre Ansätze verwendet. Darauf aufbauend werden die Modelle für instationäre Prozesse unter Berücksichtigung der hydrologischen Schwankungen und zeitlichen Entwicklung der Nutzungen erweitert.

Die beiden numerischen Modelle basieren auf einem einheitlichen Modellraster von 100 x 100 m. Sie sind dreidimensional und berücksichtigen die Schichtlagerung des Hydrogeologischen Modells, das insbesondere auf dem Geologischen 3D-Landesmodell des LGRB basiert. Es kommt das vom United States Geological Survey (USGS) entwickelte Programmsystem MODFLOW 6 mit landeseigenen Erweiterungen zum Einsatz. Als wesentliche Zuflussrandbedingung wird den Modellen die Grundwasserneubildung aus GWN-BW[1] vorgegeben. Die landesweit vorliegenden Informationen zu den Gewässern und Quellen sowie Daten der Grundwasserentnahmen bilden weitere wesentliche Randbedingungen.

[1] https://umweltdaten.lubw.baden-wuerttemberg.de/w/grundwasserneubildung