Arbeitspaket 7

Grundwasserversalzung

Der Schwerpunkt des Teilprojekts 7 liegt in der modellbasierten Rekonstruktion von Grundwasserversalzung an der nordwestdeutschen Küste als Folge von prähistorischen, historischen und potentiell zukünftigen Sturmflutereignissen. Ziel ist es, die Auswirkungen einzelner Sturmflutereignisse auf die Versalzungssituation zu quantifizieren und damit belastbare Aussagen über die Zeitskalen von Versalzungs- und Aussüßungsprozessen zu ermöglichen. Insbesondere fehlt bis dato ein systematisches Verständnis dafür, in welchem Maße einzelne Sturmflutereignisse die langfristige Entwicklung der Grundwasserversalzung geprägt haben. Dieses Wissen ist in Hinblick auf den Schutz von Grundwasserressourcen im Kontext von Deichbrüchen und Klimawandel von großer Wichtigkeit.

Für die geplanten Modellierungsarbeiten wird ein bestehendes dichteabhängiges Paleo-Grundwasserströmungsmodells für Nordwestdeutschland genutzt. Neue Daten zu prähistorischen und historischen Sturmflutereignissen sowie zur Paläotopographie werden in Kooperation mit dem NIHK (TP 6) in das Modell integriert. Anhand der Berechnung von Zukunftsszenarien sollen ebenfalls potenzielle Deichbrüche sowie deren Effekt auf die regionale Grundwasserversalzung betrachtet werden. Überflutungswahrscheinlichkeiten sowie Ausdehnung und Dauer der Salzwassereinbrüche sind dabei wesentliche Faktoren, die die räumliche und zeitliche Verteilung der Grundwasserversalzung beeinflussen.

1: Untersuchungsgebiet für die geplanten Modellierungsarbeiten in Nordwestdeutschland. d) und e) zeigen die Simulationsergebnisse aus Seibert et al. (2023) für die hydraulischen Potentiale und Salzverteilungen im Jahr 2020 CE sowie den Vergleich mit vorhandenen Beobachtungsdaten.

2: Modellbasierte Rekonstruktion der Topographie und Salzkonzentrationen im Grundwasser im Untersuchungsgebiet in den vergangenen 9000 Jahren nach Seibert et al. (2023) (jedoch ohne die Berücksichtigung des Effekts einzelner Sturmfluten)

Kernaspekte:

  • Untersuchung historischer und prähistorischer Überflutungsereignisse

  • Szenario-basierte Simulation von Deicheinbrüchen

  • Analyse von Versalzungs- und Aussüßungsprozessen

  • Identifikation von Zeitskalen und räumlichen Musters der Grundwasserversalzung

  • Grundlage für die Risikobewertung, die Planung von Schutzmaßnahmen und die nachhaltige Nutzung von Grundwasserressourcen an der Norddeutschen Küste

 

Literatur

Seibert, S.L., Greskowiak, J., Bungenstock, F., Freund, H., Karle, M., Meyer, R., Oude Essink, G.H., van Engelen, J. und Massmann, G., 2023. Paleo‐hydrogeological modeling to understand present‐day groundwater salinities in a low‐lying coastal groundwater system (northwestern Germany). Water Resources Research, 59(4), p.e2022WR033151. https://doi.org/10.1029/2022WR033151