Machbarkeitstudie für Wasserhaushaltsberechnungen in Bergbaugebieten

Machbarkeitsstudie für Wasserhaushaltsberechnungen in den vom Braunkohlenbergbau betroffenen Regionen Sachsen

KliWES – Lückenschluss Bergbauregion Teil 1 »Erstellungskonzept und Benchmarking«

Machbarkeit/Benchmarking der Wasserhaushaltssimulation im vom Bergbau betroffenen Gebieten anhand eines Ensembles von Wasserhaushaltsmodellen

Ziel des Vorhabens  ist die Beurteilung der Modellierbarkeit des Wasserhaushaltes mit Eingriffen durch den Braunkohlebergbau und ohne Kopplung eines Grundwasserströmungsmodelles für die drei Wasserhaushaltsmodelle ArcEGMO, HydPy und RAVEN.

Die Beschaffung der zur Modellierung des Wasserhaushaltes mit Eingriffen durch den Braunkohlebergbau erforderlichen Daten weist einen deutlich erhöhten Aufwand auf und ist nicht immer vollumfänglich möglich.

Als Eignungstest wurde als Erstes eine Strategie mittels synthetischer Tests entwickelt und angewandt. Sie führte zum Benchmarking anhand der Aspekte Prozessabbildung (Basistest), Kompartiment Abbildung (Funktionstest) und Bewirtschaftung (Stresstest). Die identifizierten Besonderheiten im Verhalten der drei Modelle sind Grundlage zur qualifizierten Interpretation der Ergebnisse des anschließenden Anwendungstestes für ein konkretes Pilotgebiet für den Modellierungszeitraum 2011 - 2020. Weiterhin werden die Erkenntnisse aus den synthetischen Tests zu Anpassungen von Steuerdateien und Eingangsdatensätzen im Vorhaben KLIWES 3.0 genutzt, was bei der landesweiten Modellierung in KLIWES 3.0 eine gegenüber KLIWES 1.0 und 2.0 / 2.1 verbesserte Plausibilität der Ergebnisse erwarten lässt.

Die den natürlichen Wasserhaushalt im Pilotgebiet Lohsa I im Modellierungszeitraum 2011-2020 überprägende Bewirtschaftung und Steuerung ist nicht vollständig reproduzierbar gewesen bzw. werden auch perspektivisch szenarioartige Annahmen zur Bewirtschaftung und Steuerung erforderlich sein.

Von ihrer Struktur her sind alle drei getesteten Wasserhaushaltsmodelle strukturell in der Lage den Wasserhaushalt mit den bergbaubedingten Eingriffen und ohne Kopplung eines Grundwasserströmungsmodelles zu modellieren. Im Rahmen dieses Projektes weisen die Ergebnisse für den Wasserhaushalt eine sehr hohe Spanne auf. Nur die mit dem Modell ArcEGMO simulierten Kenngrößen des Wasserhaushaltes liegen im Bereich noch plausibler Werte.

Die Ergebnisse bestätigen, dass ein realistisches Abflussbildungsverhalten von Wasserhaushaltsmodellen nicht apriori vorausgesetzt werden kann. Das ist zur Ermittlung realistischer Auswirkungen im Bereich Klimafolgen bei der Anwendung von einzelnen oder eines Ensembles von Wasserhaushaltsmodellen zu berücksichtigen.