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Wie oben bereits ausgeführt liegt das Haupt-
augenmerk einer Modellkalibrierung darin,
Messwerte der Grundwasserstände oder der
grundwasserbürtigen Abflussraten in Vorflutern
durch das numerische Modell möglichst genau
erklären, d.h. nachrechnen zu können. Im Laufe
der letzten ca. 3 Jahrzehnte haben sich verschie-
dene Maßzahlen für die Qualität der Modellka-
librierung etabliert. Diese Maßzahlen basieren
im Allgemeinen auf der Anpassung der Modell-
werte an die Grundwasserstandsmesswerte. Dies
hängt mit der herausgehobenen Bedeutung der
Grundwasserstandsmesswerte zusammen. Weit
verbreitet ist die Verwendung der mittleren ab-
soluten Abweichung der Modellwerte von den
Grundwasserstandsmesswerten aller verwende-
ten Grundwassermessstellen. Je nach den Gra-
dientenverhältnissen sollte diese mittlere abso-
lute Abweichung nicht größer als 0,15 m bis
0,5 m sein. In Ausnahmefällen sind auch Werte
bis 1 m akzeptabel. Erst nach einer erfolgreichen
Modellkalibrierung können mit einem Grund-
wassermodell belastbare Simulationen (Progno-
serechnungen) durchgeführt werden. Die
Mo-
dellergebnisse
müssen stets unter Berücksichti-
gung der Datenqualität
interpretiert
werden
(Punkt 5).
Durch die
Modellverifikation
wird das kali-
brierte Modell zusätzlich überprüft, indem die
vom Modell für einen vom Kalibrierzustand ab-
weichenden Referenzzustand berechneten Werte
mit gemessenen Werten verglichen werden. In
der Praxis werden Modellverifikationen ver-
gleichsweise selten durchgeführt. Dies hängt da-
mit zusammen, dass andere Grundwassersitua-
tionen als der so genannte Kalibrierzustand nicht
dokumentiert sind oder z.B. mangels Eingriffen
in den Grundwasserhaushalt sogar nicht existie-
ren.
•
Grundwasserbewirtschaftungsmaßnahmen
(Optimierung)
•
Sanierungsmaßnahmen (Optimierung) (z.B.
C
OLDEWEY
et al., 1998)
•
Auswirkung von technischen Maßnahmen
(z.B. Bergsenkungen, Baugruben etc.)
•
Umgestaltung von Oberflächengewässern
•
Tunnelbau
•
Regenwasserversickerung
3.8.4.2 Stofftransport-Modelle
Neben der Modellierung der Strömungsvorgänge
lässt sich auch der
Stofftransport
im Grundwas-
ser simulieren (u.a. K
INZELBACH
, 1987). Diese
Modelle berücksichtigen neben der Advektion
(Konvektion) auch folgende Prozesse im Grund-
wasserleiter:
•
Diffusion,
•
Dispersion,
•
Adsorption/Desorption,
•
Biologischer Abbau,
•
Radioaktiver Zerfall,
•
Einfluss der Dichte.
Analytische Lösungsansätze (z.B. T
HIEM
, D
UPUIT
& T
HIEM
, T
HEIS
, Abschn. 4.2.3) sind auf die Ein-
haltung bestimmter Randbedingungen (stationä-
rer Strömungszustand im homogenen, isotropen,
unendlich ausgedehnten Grundwasserleiter) an-
gewiesen.
Unter den numerischen Modellen können
zwei verschiedene Lösungsansätze unterschieden
werden. Schon länger bekannt ist die
kombinier-
te Modellierung
von Grundwasserströmung und
Stofftransport mit der Finite-Differenzen-Me-
thode, der Finite-Elemente-Methode und dem
Charakteristikenverfahren. Dies ist z.B. in den
Programmen ASM (K
INZELBACH
& R
AUSCH
,
1995), MODFLOW/MT-3D (M
C
D
ONALD
& H
AR
-
BOUGH
, 1988), FEFLOW und MOC (K
ONIKOW
&
B
REDEHOEFT
, 1978; modifiziert nach G
OODE
et al.,
1989) verwirklicht. Eine weitere Möglichkeit zur
Abschätzung des Stofftransportes ist die separate
Berechnung von hydrodynamischen Prozessen
und geochemischen Reaktionen im so genannten
Misch-Zellen-Ansatz
(z.B. S
CHULZ
& R
EARDON
,
1983). Im Anschluss daran erfolgt die Berech-
nung geochemischer Reaktionen mit separaten
3.8.4 Anwendung
3.8.4.1 Grundwasserströmungs-
Modelle
Grundwasserströmungs-Modelle, die in den letz-
ten Jahren an Bedeutung zugenommen haben,
werden in der Hauptsache zu folgenden Frage-
stellungen eingesetzt:
