Lead
Grundwasser Modelle spielen eine wichtige Rolle in der effizienten und nachhaltigen Nutzung von Grundwasser Ressourcen. Die Modellunsicherheiten sind jedoch sehr gross. Ziel des Projekts ist die Reduktion dieser Modellunsicherheiten durch die explizite, numerische Simulation von Umwelttracern. Neben etablierten Umwelttracern (e.g. Radon222) wird auch erstmals Argon 37 als Tracer integriert.

Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Grundwassermodelle werden Mithilfe von einer beschränkten Anzahl von Felddaten, meistens Grundwasserständen, geeicht. Der Informationsgehalt von Grundwasserständen ist jedoch beschränkt, daher sind Grundwasser Modelle häufig mit grossen Unsicherheiten behaftet. Tracer, z.Bsp. dO18 oder Radon222 werden ebenfalls verwendet da aus ihren gemessenen Konzentrationen die Herkunft und Aufenthaltszeit des Grundwassers abgeschätzt werden kann. Da verschiedene Umwelttracer unterschiedliche räumliche und zeitlich Skalen repräsentieren haben solche Tracer ein grosses Potenzial Grundwasserströme und ihre Dynamik zu charakterisieren. Für die Interpretation von Tracerdaten werden jedoch extrem vereinfachte Ansätze verwendet, ein Aquifer wird zum Beispiel durch einen homogenen, voll durchmischten Reaktor abgebildet um die Aufenthaltszeit des Grundwassers aufgrund von Isotopen Messung abzuschätzen.

In diesem Forschungsprojekt wird auf diese vereinfachten Modelle verzichtet, und die Tracer werden direkt und explizit in physikalisch basierten Strömungsmodellen simuliert und in die Modelleichung miteinbezogen um den Informationsgehalt der Tracer besser ausnutzen zu können. Auf dieser Grundlage kann die Modellunsicherheit bezüglich Aufenthaltszeiten, Grundwasserständen und Grundwasserstömungen reduziert werden. Das Projekt schafft somit die numerischen und messtechnischen Grundlagen für eine bessere hydrogeologische Charakterisierung von Feldstandorten.  

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojektes

Viele Umwelttracer können heute sehr schnell und billig gemessen werden. Durch dieses Projekt werden die Grundlagen geschaffen um dieses Potenzial in der numerischen Modellierung besser zu nutzen. Durch diese Integration können bessere und zuverlässigere Modelle entwickelt werden, eine wichtige Voraussetzung für die nachhaltige Nutzung unserer Wasser Ressourcen.