4. Vergleich der Modellergebnisse RHEINBRAUN./.FU Berlin

Da das Modell der RHEINBRAUN AG und das FU-Modell 1


sind auch vergleichbare Resultate zu erwarten.

Ein Vergleich der jeweiligen berechneten Grundwasserstände zeigte jedoch,
daß an einigen Gitterpunkten die Modelle zum Teil erheblich voneinander abweichen.
Die Gründe hierfür konnten - wie folgt - ermittelt werden:


Gitterpunkt 178 - Bereich Schwalm
Das RB-Modell kennt offensichtlich keine obere Begrenzung des Aquifers,
d.h. der zu berechnende Grundwasserspiegel kann sich beliebig nach oben
entwickeln.
Beispiel:
Das RB-Modell errechnet für den Oktober 1976 im Punkte 178 eine
GW-Spiegelhöhe von 54.07 m über NN.
An dieser Stelle beträgt die topographische Höhe 50.0 m NN.

Graphik: Gitter des RB-Modells - 70 KB

Der so vom RB-Modell errechnete Grundwassersee im Schwalm-Tal
zeigt zudem, daß das RB-Modell keine Kopplung des Aquifers mit dem
Vorfluter besitzt, da sonst das Modell auf den Überstau mit einem erhöhten
Abstrom reagieren müßte.

Dies belegen auch die Punkte 202, 215 und 216, die im Gerinne der Schwalm
liegen und vom RB-Modell als feste Randpunkte (Dirichlet-Bedingung)
behandelt werden.

Im RB-Bericht heißt es dazu,


Selbst wenn dies zutrifft, ergibt sich u.E. erst recht keine Notwendigkeit,
interne Gitterpunkte festzuhalten.

Fatale Folgen für die Modellergebnisse sind mit Sicherheit zu erwarten,
wenn der GW-Spiegel in der Umgebung eines solchen Punktes infolge der
Sümpfungsmaßnahmen fallen sollte.

Damit würde dieser Punkt als Quelle unbegrenzter Ergiebigkeit modell-
wirksam.


Gitterpunkte 72 und 101 - Bereich Wasserwerk Reststrauch

Die Abweichungen im Bereich des Wasserwerkes reagieren weder auf die oben
beschriebene Maßnahme, noch lassen sie sich auf numerische Fehler
zurückführen. Letzteres wurde ohne Erfolg durch systematische Verringerung
der Zeitschrittweite versucht.

Im RB-Modell wird dem Punkt 101 eine Förderung von 6.942 m3/min
zugeschrieben. Bei einer um 15-20% erhöhten Förderung stimmen beide Modelle
in diesem Punkte überein.


Gitterpunkt 80 - Bereich Tagebau

Die Modellbasis des Gitterpunktes 80 beträgt 10 m ü. NN. Nach Berechnungen
des RB-Modells fällt die GW-Spiegelhöhe von 67 m im Jahre 1970 auf 11.47 m
im Jahre 1997 und unterschreitet mit 8.22 m ü. NN im Jahre 2004 sogar
die Modellbasis!

Die hieraus resultierenden negativen Restwassermengen treten auch an den
Punkten 14, 29, 32, 45, 47, 48, 49, 53, 81, 84, 331, 332, und 334 im Jahre 2004 auf.

In diesen Fällen ist offensichtlich die Summe aus Zufluß und GW-Vorrat geringer als
die von Hand vorgegebene GW-Entnahme.

Das Modell FU-1 reduziert mit Hilfe von Subiterationen diese Entnahmen, so daß
ein Unterschreiten der Modellbasis nicht möglich ist. Hieraus ergeben sich zwangs-
läufig Unterschiede im Vergleich zum RB-Modell bei der Berechnung der Potential-
differenzen zu den Nachbarpunkten.

Ungeklärt bleibt hierbei die Frage, wie der jeweilige Netzseitenquerschnitt
in diesen Fällen im RB-Modell berechnet wird, wenn auf diese Weise
negative Aquifer-Mächtigkeiten auftreten!


Gitterpunkt 30

Der Gitterpunkt 30 besitzt lt. RB-listing eine Basis von 45 m ü. NN.
Damit hat er zwar zu Beginn der untersuchten Zeiträume eine Transmissivität
von null, er wird aber nach unseren Berechnungen aus den benachbarten
Polygonen angeströmt, d.h. der GW-Spiegel steigt im Laufe der Zeit.

Dieser Punkt ist zwar als festgehaltener Randpunkt nicht ausgewiesen,
wird aber so behandelt.

Bei Simulationsläufen bis in das Jahr 2005 traten solche Abweichungen noch an
weiteren Gitterpunkten im Tagebau-Bereich auf.

Offensichtlich wird im RB-Modell jeder Gitterpunkt, der im Laufe der Zeit
eine Transmissivität von null erhält, zum Randpunkt deklariert.

Fraglich ist, ob diese Deklaration reversibel ist. Bei fortschreitenden Sümpfungs-
maßnahmen ist dies sicherlich nicht erforderlich. Sollen jedoch die eingangs
beschriebenen Maßnahmen zur Grundwasserschonung berechnet werden,
dann ist es notwendig, daß diese Gitterpunkte wieder aktiviert (d.h. vernäßt)
werden können.


Im RB-Modell wird zu Beginn eines jeden Berechnungszeitraumes eine Tieferlegung
der Randpunkte im Tagebau-Bereich erforderlich, weil der Tagebau-Fortschritt
durch den GW-Spiegel vorgegeben wird und nicht durch die topographische Höhe
der Sohle.

Die durch neue Randhöhen beseitigten GW-Vorräte werden in der RB-Bilanz
- RB-Bericht C2/2, S. 46 - unterschlagen.
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