Implizite Berechnung der Grundwasserneubildung RUBINFLUX im instationären Grundwasserströmungsmodell SPRING. Eine neue Methodik für regionale, räumlich hochaufgelöste AnwendungenReport as inadecuate




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Grundwasser

, Volume 22, Issue 2, pp 113–126

First Online: 12 April 2017Received: 17 June 2016Revised: 18 November 2016Accepted: 17 March 2017DOI: 10.1007-s00767-017-0354-3

Cite this article as: Zepp, H., König, C., Kranl, J. et al. Grundwasser 2017 22: 113. doi:10.1007-s00767-017-0354-3 Zusammenfassung

Das auf Grundlage der Software SPRING erstellte Grundwassermodell für das Stadtgebiet von Düsseldorf 217 km gab den Anstoß zur Entwicklung einer neuartigen, robusten Methodik zur Ermittlung der Grundwasserneubildung RUBINFLUX. Flächendifferenziert und mit täglicher Auflösung waren Neubildungswerte für ein 708 km umfassendes Gebiet zu ermitteln. RUBINFLUX ist eine an Lysimeterabflüssen geprüfte Methodik, die bewährte Berechnungsroutinen mit einer e‑Funktion für die Sickerwasserabgabe aus dem wasserungesättigten Bodenspeicher kombiniert. Die steuernde Variable ist hierbei die zeitvariante Differenz zwischen der aktuellen und der Bodenwasserspeicherung bei Feldkapazität. Die berechneten Grundwasserneubildungswerte werden in SPRING als Randbedingung 2. Art an der Oberfläche eines jeden Netzelements angesetzt. Die Interaktion der 32 Gewässersysteme mit einer Gesamtlänge von 2800 km wurde instationär mit einer bilanzierenden Randbedingung berücksichtigt. Nach instationärer Kalibrierung anhand von 871 ausgewählten Grundwassermessstellen über 6 Jahre war es möglich, die zeitliche Variation der Grundwasserstände auch an Beobachtungspunkten zufriedenstellend zu modellieren, die von Rhein- und Ruhrwasserständen weitgehend unbeeinflusst sind. In der Implementierung in das Softwarepaket SPRING hat sich RUBINFLUX als geeignet erwiesen, komplexe Hydro-Systeme abzubilden.

High resolution determination of groundwater recharge in transient aquifer modeling

Abstract

The application of the groundwater flow model SPRING to the city of Düsseldorf, Germany 217 km as part of a larger hydrological catchment area 708 km required developing a new, robust calculation scheme RUBINFLUX for groundwater recharge with a high spatial and temporal resolution. RUBINFLUX combines a novel approach for drainage from the unsaturated zone with proven hydrological components. The drainage is calculated as a natural exponential function using the difference between the actual storage and the water storage at field capacity without making use of the Richards equation. The simulated groundwater recharge values at each element of the groundwater mesh were used as the upper boundary condition. After transient calibration of the groundwater flow model against 871 observation wells, the transient variations of the groundwater levels at locations not influenced by river levels were accurately simulated. The integration of RUBINFLUX into SPRING has proved suitable for complex hydrological systems.

KeywordsGroundwater recharge Unsaturated zone Water budget Simulation Transient Aquifer modeling Regional model 



Author: Harald Zepp - Christoph König - Julius Kranl - Martin Becker - Barbara Werth - Michael Rathje

Source: https://link.springer.com/







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