Unschärfen und Unsicherheiten beim Einsatz von Grundwassermodellen für die Planung in der Wasserwirtschaft.

Abstract

Die umweltverträgliche und nachhaltige Bewirtschaftung der natürlichen Wasserressourcen ist Aufgabe der wasserwirtschaftlichen Planung. Insbesondere die Einrichtung und Untersuchung von Standorten zur Grundwasserförderung erfordern eine genaue Ermittlung der Auswirkungen auf die angrenzenden Teilsysteme. Die Arbeit will die durch den Einsatz von Simulationsmodellen hervorgerufenen Unschärfen und Unsicherheiten durch geeignete Verfahren zur Parameteridentifizierung bestimmen. Für die Ermittlung einer Parameterstruktur wird ein Ansatz aus der Literatur weiterentwickelt. Die Kombination mit einem Grundwassermodell sowie einem Programm zur automatischen Parameteridentifizierung erlaubt die Berechnung der Unschärfe sowohl für die ermittelten Modellparameter als auch für die Modellergebnisgrößen. Der Vorteil liegt dabei in einer hohen Flexibilität hinsichtlich verschiedener Parameterstrukturen und einer Verringerung der Kovarianz der Parameteridentifizierung. Daraus resultiert eine geringere Unschärfe für das Modellergebnis. Die Übertragung der Parameterunschärfe auf die Ergebnisgrößen des Grundwassermodells erfolgt mit Konfidenzintervallen. Die Ermittlung einer darauf basierenden Versagenswahrscheinlichkeit ermöglicht den Vergleich wasserwirtschaftlicher Planungsalternativen. Die Anwendung anhand eines Fallbeispiels für eine Grundwasserentnahme demonstriert eine Methode zur Einschätzung der Gesamtunschärfe für die Modellergebnisse in Verbindung mit zusätzlichen Fehlereinflüssen aus der Grundwasserneubildungsermittlung und aus möglichen Randbeeinflussungen. goj/difu