Modelldarstellung von Wasserkreisläufen in urbanen Regionen
Die Abwanderung von Menschen aus den ländlicheren Gegenden in die Städte stellt Europas überalterte Wassersysteme vor eine harte Belastungsprobe. Auf der Suche nach Nachhaltigkeit können nun Computermodelle Wissenschaftler und zuständige Behörden dabei unterstützen, die Komplexität des Wasserkreislaufs in urbanen Gebieten besser zu verstehen. Das Institut für Hydromechanik der Universität Karlsruhe (UNIKARL) leitete die Entwicklung eines neuen Wasserbilanzmodells für diese Zwecke im Rahmen des AISUWRS-Projekts. Das Modell UL_FLOW simuliert den Wassertransport durch die Bodenschichten bis auf den Grundwasserspiegel sowie den Wasseraustausch mit anderen Quellen. Die eindimensionale Lösung berechnet die Verweildauer innerhalb der verschiedenen Schichten und die Grundwasserneubildung in Wasserreservoirs. Die Daten, die UNIKARL zur Berechnung des Modells im Rahmen des AISUWRS-Projekts verwendete, entstammten der westdeutschen Stadt Rastatt als einer der für die Fallstudien vorgelegten Standorte. UNIKARL führte Mehrfachsimulationen durch, bei denen jeweils die Haupteingangsdaten, die Infiltrationsgeschwindigkeit, die Zusammensetzung und die Tiefe der Bodenschichten sowie weitere Parameter geändert wurden. Diese Empfindlichkeitstests deuteten auf die besondere Relevanz der zeitlichen Auflösung beim UL_FLOW hin. Eine andere wichtige Entwicklung war die Erweiterung mit UL_FLOW_UVQ. Damit konnte UL_FLOW Ausgabedateien direkt aus dem Urban Volume Quality (UVQ) Modell importieren, das auch bei den AISUWRS-Fallstudien eingesetzt wurde. Durch Integrierung der beiden Modelle konnte UNIKARL den Aufwand für die Berechnung der gesuchten Verweildauer und Grundwasserneubildung für Rastatt deutlich reduzieren.