ArcEGMO - Das hydrologische Modellierungssystem
16. Juli 2024

Das Auenmodul in ArcEGMO spielt eine zentrale Rolle bei der Modellierung hydrologischer Prozesse im Kontext der Gewässerbewirtschaftung. Insbesondere dient es der Abbildung der Auswirkungen veränderter Wasserstände infolge von Stauhaltungen an Wehren auf angrenzende Auenbereiche. Durch die Implementierung dieses Moduls wird die Interaktion zwischen Oberflächen- und Grundwasser in vereinfachter Form simuliert.
Hydrologische Wechselwirkungen durch Wehreingriffe
Die Steuerung eines Wehres beeinflusst maßgeblich den Wasseraustausch zwischen Fließgewässer und Grundwasser:

  1. Anhebung des Wasserstands:
    • Verringerung des Grundwasserzustroms in das Gewässer, insbesondere unter effluenten Bedingungen (Grundwasser speist das Gewässer).
    • Erhöhung der Verluste bei influenten Bedingungen (Gewässer speist das Grundwasser).

  2. Absenkung des Wasserstands durch Wehröffnung:
    • Erhöhung des Grundwasserzuflusses in das Gewässer unter effluenten Bedingungen.
    • Reduktion der Verluste unter influenten Bedingungen.

Modelltechnische Umsetzung in ArcEGMO
Zunächst werden entlang der Fließgewässer im ArcEGMO-Modell die Elementarflächen ausgewählt, die als Auen fungieren und mit einer speziellen Hydrotopklasse (ANn) versehen. Daraufhin erkennt ArcEGMO diese als Auenflächen und berechnet die Veränderung der Wasserstände in den Auenflächen auf Grundlage des Austauschs zwischen Gewässer und Aue. Der gegenseitige Einfluss der Wasserstände wird dabei über eine Einzellinearspeicherkonstante parametrisiert. Eine geringe Konstante impliziert eine stärkere Kopplung und eine höhere Dynamik zwischen Oberflächen- und Grundwasser eine höhere größere Konstante bewirkt einen trägeren Transfer. Über die Zeit konvergiert diese Konstante wieder zu ihrem ursprünglichen Wert, wodurch langfristig ein Gleichgewichtszustand zwischen den beiden hydrologischen Systemen Aue und Fließgewässer erreicht wird. Das Auenmodul ist integraler Bestandteil der Modellarchitektur und ermöglicht eine tagesaktuelle Simulation des Wassertransfers zwischen Gewässer und Aue. Dadurch trägt es zur verbesserten hydrologischen Prozessmodellierung bei und erlaubt eine detaillierte Analyse der Auswirkungen wasserwirtschaftlicher Maßnahmen auf das Grundwasser im Fließgewässernähe.

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