Modellsimulationen in GewÄsserfragen

Mit modernen Modellsystemen ist es möglich, die Natur im Computer abzubilden. HYDROMOD nutzt ein breites Spektrum an Methoden, Verfahren und Modellen zur Abbildung von Stand- und Fließgewässern. Je nach Aufgabenstellung kommen individuelle Modellansätze zum Einsatz, einschließlich eindimensionaler oder dreidimensionaler Beschreibungen. Diese Ansätze und Verfahren können kombiniert werden, um den lokalen Gegebenheiten und projektspezifischen Anforderungen gerecht zu werden. Physikalische und biochemische Prozesse sowie Zustandsgrößen werden in ein System von mathematischen Gleichungen gebracht, deren Lösungen voneinander abhängen. Diese komplexen Lösungen werden auf leistungsfähigen Computern berechnet und können dann durch Informationen aus der Natur bestätigt werden. Nach Validierung eines Modells können konkrete Vorhersagen und Fallstudien durchgeführt werden. Diese können wichtige Hilfen für Entscheidungsträger in Bereichen wie Wasserbau, Gewässerschutz und -instandhaltung liefern. Strömungsvorgänge in Fließ- und Standgewässern werden durch ausgereifte mathematische Modelle beschrieben, die bei HYDROMOD entwickelt und optimiert wurden. Diese Modelle bilden die Basisinformationen für weitere praxisorientierte Modelle, z.B. zur Ausbreitung von Schadstoffen oder zur Prognose von Erosion und Sedimentation in Fließstrecken. Die diffusen Einträge von Stickstoff- und Phosphorverbindungen aus dem umliegenden Einzugsgebiet tragen wesentlich zur Nährstoffbelastung von Fließ- und Standgewässern bei. Mit Hilfe von kombinierten Abfluss- und Nährstoffbilanz-Modellen können diese Einträge bewertet und umweltschonende Alternativen entwickelt werden. Für eine genaue Kenntnis der sommerlichen Schichtung in tiefen Seen und Talsperren ist eine detaillierte Beschreibung der turbulenten Vermischungsvorgänge wichtig. HYDROMOD nutzt dazu Systeme, die eng mit genauen Messverfahren wie Mikrostruktursonden und ADCP-Strömungsmessern verzahnt sind. Um die Bioverfügbarkeit von Nähr- und Schadstoffen einzuschätzen, ist es vorteilhaft, die Verweildauer des belasteten Wassers abschätzen zu können. Mittels Prognosemodellen zur Verdriftung und Vermischung von Wasserteilchen ist es möglich, hierüber Aussagen zu machen. HYDROMOD verbindet Biologie und Hydrophysik in einem gekoppelten mathematischen Modellsystem, um physikalisch-biologische Prozesse in Talsperren und Seen zu untersuchen.